- RU
- ENG
Универсальный токарно-винторезный станок модели CS6266Bх1500 (Ø660 х 1500 мм)Страна: КитайПроизводитель:
Причина первая: конфигурация систем ЧПУ
Сегодня на смену традиционному построению систем ЧПУ из множества дискретных элементов, пригодных для отдельного тестирования и замены, пришли большие интегральные схемы (БИС) с высокой плотностью монтажа, расстоянием между отдельными контактами менее 0,5 мм и высокой степенью интеграции (рис. 1). Их реальное быстродействие и, как следствие, таймерные интервалы достигают порядка 1 —2 мсек., в то время как в старых системах ЧПУ эти величины составляли примерно 20—25, а иногда даже и 100—150 мсек.
И архитектура новых управляющих систем стала иной. Теперь невозможно, замерив напряжения в нескольких десятках контрольных точек, быстро найти вышедший из строя резистор или конденсатор и, заменив его, восстановить работоспособность отказавшей системы. В руководствах по эксплуатации современных систем ЧПУ практически полностью отсутствуют электросхемы и спецификации использованных элементов, да и сами руководства часто написаны на иностранном языке.
На смену прежним осциллографам и цифровым вольтметрам пришли руководства с параметрами и правилами работы и управления. Недостаточное изучение или несоблюдение этих правил способно привести как к безобидным сбоям, так и к более серьезным последствиям, чреватым выходом из строя дорогостоящего оборудования.
Отсюда можно сделать первый практический вывод: поскольку современные системы ЧПУ и сервоприводы являются принципиально новыми программно-аппаратными устройствами, требования к квалификации обслуживающего персонала становятся более высокими.
Причина вторая: уровни программного обеспечения (ПО)
ПО современных систем ЧПУ можно условно разделить на четыре уровня (рис. 2). 1) Операционная система, в которой работает промышленный компьютер (обычно DOS или Windows) с набором управляющих команд. Их необходимо знать оператору. 2) Базовое матобеспечение, поставляемое изготовителем устройства ЧПУ. 3) PLC-программы, которые определяют «привязку» системы ЧПУ к конкретной модели станка и, следовательно, эффективность работы данного станка с системой. От качества программ напрямую зависит надежность работы станка, пол нота реализации его конструктивных возможностей, удобство работы для оператора и впечатления от станка в целом. 4) Технологические программы обработки деталей, которые обычно загружаются в систему ЧПУ извне и могут редактироваться прямо на станке в процессе отладки.
Второй и третий уровни ПО для пользователя, как правило, недоступны, и причинами возможных сбоев могут быть проблемы в первом или последнем из них: в операционной системе или программах обработки деталей.
Сбои, зависящие от неправильно написанных технологических программ, обусловлены только квалификацией работающих на предприятии технологов-программистов и качества изучения ими языка программирования, присущего данной системе ЧПУ. К выходу из строя системы управления они обычно не приводят, но могут стать причиной поломки инструмента или иной порчи механической структуры станка (повреждения стола, выхода из строя шарико-винтовых пар и т.д.).
Что касается проблем, связанных с операционной системой, то они, как правило, происходят из-за неквалифицированных действий оператора.Отсюда вытекает второй практический вывод: как и любые персональные компьютеры, современные системы ЧПУ подвержены всем компьютерным «болезням», предупреждать которые гораздо легче, чем лечить. Повышенная сложность систем и возможность их использования «не по назначению» делают актуальным вопрос о компьютерной безопасности и наличии на предприятии средств дополнительного контроля.
Причина третья: побочные эффекты экономии
Часто по экономическим причинам из предложенных вариантов возможной модернизации станка заказчик выбирает компромиссный вариант, устраивающий, прежде всего, по цене и только потом — по качеству. Далеко не всегда такой вариант оптимален с точки зрения сбалансированности полученной конфигурации (рис. 3).
Поскольку ситуации возможной несовместимости старых и новых комплектующих, оставленных в пределах одной конфигурации, заранее предсказать невозможно, избежать их можно только в случае полной модернизации всех систем, и желательно с использованием компонентов от одного производителя.
Таким образом, третий вывод: излишняя экономия средств на этапе утверждения проекта способна привести к определенным проблемам в будущем. Для их избежания компания — претендент на выполнение работ должна приложить максимум усилий, чтобы убедить заказчика в правильности предлагаемого именно ею варианта конфигурации.
Причина четвертая: условия эксплуатации станка
Случай из практики: после наступления устойчиво жаркой погоды прекрасно работавший до этого станок внезапно начал сбоить. Справедливо рассудив, что, возможно, это происходит из-за перегрева электрооборудования, находящегося в пристаночном электрошкафу, персонал приоткрыл дверцы электрошкафа и так продолжал эксплуатацию станка. Сбои прекратились, но через некоторое время вышел из строя блок питания комплекта приводов системы ЧПУ Heidenhain. Прибывшие представители компании, проводившей модернизацию станка, обнаружили на элементах, установленных в шкафу приводов слой стальной пыли, который и мог стать причиной ситуации (рис. 4). Такого бы, скорее всего, не произошло, если бы на этапе разработки техзадания будущий исполнитель работ или заказчик предусмотрели возможность работы станка при температурах, превышающих обычные для предприятия.
Четвертый практический вывод: сложная и дорогая импортная техника требует соблюдения довольно жестких условий эксплуатации. При отсутствии гарантии четкого обеспечения этих условий разработчик проекта должен предусмотреть, а заказчик утвердить создание определенного «запаса прочности» в виде принятия соответствующих мер (например, установки в электрошкафах кондиционеров).
Причина пятая: нарушение правил эксплуатации станка
Здесь возникают различные ситуации, доходящие порой до курьезов. Например: оператор станка с ЧПУ одного из предприятий внезапно захотел определить геометрический центр вращения поворотного стола. Для этого он отвинтил несколько винтов и, сняв защитную крышку датчика круговых перемещений марки ЛИР, получил доступ к его внутренней полости, совпадавшей по расположению с искомой осью вращения. Снимая крышку, он утерял одну из предохранительных шайбочек, надетых на державшие крышку винты. Не обратив на это внимания, при установке крышки назад он «пережал» лишенный шайбочки винт и в результате полученного перекоса раздавил находящееся в корпусе датчика прецизионное штриховое стекло. Такая самодеятельность «находчивого» оператора обошлась предприятию в $1800 плюс длительный простой высокопроизводительного станка.
Еще пример: оператор станка с ЧПУ другого предприятия любил компьютерные игры. Поскольку на устройстве ЧПУ обслуживаемого станка стандартного дисковода не было, он приобрел внешний дисковод, подключаемый к компьютеру через разъем последовательного порта (RS232). Не зная, что по правилам компьютерной безопасности необходимо сначала подключать к разъему внешнее устройство, а уже затем включать компьютер в сеть, он несколько раз осуществлял «горячее» подключение своего дисковода к системе ЧПУ, причем дисковод, естественно, никоим образом не заземлял. Результат: в одно из подключений СОМ-порт ЧПУ не выдержал, оператор лишился возможности поиграть в любимый «Тетрис», а завод — загружать в станок технологические программы.
Большую роль в проблемах с обслуживаемыми станками играет простая невнимательность и отсутствие системы контроля неисправностей. При выяснении причин имевшихся сбоев часто можно встретить ситуацию, когда в ответ на вопрос «Когда именно произошел сбой?» — оператор недоуменно пожимает плечами, а на вопрос «Что сообщала при этом система ЧПУ?» — честно отвечает «Не помню».
Отсюда пятый, пожалуй, самый основной, практический вывод: отсутствие мероприятий по должному наведению порядка в сфере производственной и технологической дисциплины способно нанести заводу ощутимый финансовый урон. Несмотря на всю свою непопулярность, в современных условиях они крайне необходимы (рис. 5).
В руководствах по эксплуатации, поставляемых вместе с модернизированным станком, обычно присутствует раздел, посвященный профилактике возможных нештатных ситуаций и действиям, которые следует предпринимать, если они произошли. В зависимости от сложности системы и квалификации, разрабатывавших руководство программистов информация может занимать от десяти до сотен страниц. Их тщательное изучение и правильное выполнение дают возможность значительно уменьшить риск потерь, возникающих из-за непредвиденных сбоев.
Валерий Шпак,
журнал «ТехСовет», №9, сентябрь 2010 г.
