Machine-Tool Building – 2009: Conditions and Trends
Last year the machine-tool building occurred in the circumstances of severe competitions. On the one hand many companies dump having thrown the machines to the market for half price, on the other hand the increasing of requirements for technical and functional specifications of machines leads to a rise in prices. In the time of general decline only new models of machines have the chance to reach the buyer.
|
А.В. Струцинский, директор, ООО «БАТЕКС» |
|
Станкостроение в непростых условиях последнего года поставлено в жесткие рамки усиления конкурентной борьбы. С одной стороны, многие компании демпингуют, выбрасывая на рынок станки прошлых лет выпуска за полцены, с другой — повышаются требования к техническим и функциональным характеристикам станков, что ведет к увеличению их себестоимости. При общем снижении спроса возникает ситуация, когда станки со склада вытесняют станки с «конвейера», и только новинки, обладающие неоспоримыми преимуществами, имеют шанс дойти до покупателя. В чем заключаются такие преимущества? |
Прежде всего, это усовершенствованная конструкция станка, например концепция box in box, позволяющая увеличить жесткость и уменьшить вибрации в процессе обработки деталей на горизонтально-фрезерных станках, а увеличение жесткости позволяет ставить более мощные двигатели шпинделя и подач, что обеспечивает более высокую производительность. Современная электроника позволяет настолько точно синхронизировать скорость и положение валов разных электродвигателей, что стала возможна реализация спаренного привода подачи с использованием двух механически не связанных шарико-винтовых пар (ШВП). Это, помимо улучшения динамики привода, позволяет увеличить точность позиционирования за счет того, что в процессе обработки детали появляется возможность свести в одну точку нагрузки и реакции на них. Для увеличения мощности и скорости вращения шпинделя все чаще решаются на его совмещение с электродвигателем, т. е. создание встроенных мотор- шпинделей. Такое техническое решение позволяет снизить уровень вибраций конструктивных элементов станка, повысить его точность, однако требует использования дополнительной системы охлаждения для уменьшения термических деформаций деталей, находящихся в контакте с тепловыделяющими элементами электродвигателя.
Нельзя недооценивать влияние качества направляющих вращения и прямолинейного перемещения на характеристики станка. В прямолинейных направляющих используются новые варианты взаимного расположения опорных поверхностей, при высоких удельных нагрузках применяется керамика. Синтетические материалы с минимальным коэффициентом трения используются, когда такие нагрузки относительно невелики. Немаловажную роль в расширении функциональных возможностей станков, в частности токарных, играют подшипники. Там, где это целесообразно, например, при обработке очень тяжелых деталей, вместо подшипников качения применяют гидростатические. Они изобретены не вчера. Известен случай использования гидростатических подшипников без замены и ремонта при нагрузке в сотни тонн в течение 90 лет. Но до сих пор многие производители станков, особенно для тяжелого машиностроения, не используют этот опыт, существенно ограничивают вес обрабатываемых деталей.
Уже традиционно для повышения точности позиционирования в станках вместо датчиков угла поворота винта ШВП (в процессе работы подверженной статическим и динамическим знакопеременным нагрузкам и деформациям) используют оптические линейки, которые не являются силовым элементом. Переход на линейные приводы позволяет получить более высокую точность позиционирования и перемещения. Однако использование линейных приводов на сегодняшний день пока имеет ограничения по нагрузке, поэтому наиболее впечатляющие примеры использования таких приводов — электроэрозионные станки с погрешностью позиционирования, измеряемой в нанометрах, и лазерные, когда оптическую головку можно разогнать до скорости свыше 200 м/мин, при больших знакопеременных нагрузках на привод подачи пока используют ШВП.
Для снижения уровня вибраций и деформаций в станках в первую очередь изменяют конструкцию станины (нет производителя, который бы не рассчитал литые части станка по методу конечных элементов), в случае станков с небольшими удельными нагрузками по сечениям конструкции иногда в качестве материала для станины используют различные полимербетоны, возможно использование керамики.
Некоторые типы особосложных деталей рационально изготавливать на станках, в которых можно без переустановки детали полноценно совмещать нескольких видов операций. Если раньше производителей таких весьма сложных станков можно было пересчитать по пальцам одной руки, то сейчас несложно найти большое количество производителей для деталей различных типоразмеров. В этом случае токарные станки дополнительно к револьверной головке или вместо нее оснащены инструментальными шпинделями с устройствами автоматической смены инструмента для выполнения полноценной фрезерной обработки, а для фрезерных станков предлагаются поворотные столы с возможностями шпинделей токарных станков. Такие «навороты» обоснованно использовать далеко не для всех деталей и типов производства. Для крупносерийного производства более востребованы сегодня станки с автоматизированными и роботизированными устройствами замены деталей. Вообще универсальность станка оправдывает себя чаще всего в случаях единичного и мелкосерийного производства. В массовом производстве, как правило, эффективнее использовать агрегатные и специализированные станки.
Следует понимать, что выбор станка определяется не только сложностью детали, но и ее серийностью. Часто в погоне за универсальностью станка покупатель забывает о возможном снижении его жесткости за счет появления 4, 5 и более осей управления с дополнительными направляющими. В результате за гибкость станка приходится расплачиваться качеством, ускоренным износом инструмента, что в настоящее время обходится очень дорого. Высокое качество продукции и низкая ее себестоимость являются главными инструментами в конкурентной борьбе.
Приобретая для производства современное оборудование, производитель уже сейчас считает каждую секунду рабочего времени. Важно, чтобы эта экономия времени осуществлялась не за счет качества.
Серьезное и сложное производство в настоящее время у нас (за редким исключением) не востребовано. Большинство предприятий работают по принципу Job-shop, выпуская изделия под 2–3- недельный заказ. Наиболее динамично развивавшиеся до кризиса отрасли промышленности — строительная с ее большими объемами, а также пищевая, фармацевтическая — сегодня чаще всего нуждаются в небольших партиях оборудования или отдельных деталях. От умения предприятия быстро перенастраиваться и оперативно реагировать на рыночную ситуацию зависит долгосрочность его успеха.
Вообще производители станков в последний год вынуждены выпускать новые модели гораздо чаще, чем раньше, чтобы хоть как-то стимулировать сбыт и важно уметь отделить ценные усовершенствования оборудования от бумажных «достижений», на которые горазды спецы маркетинга.
