Заглянем в будущее

Сейчас выполнение многих из этих процедур требует применения человеческого труда — труда квалифицированного и в больших количествах. В ближайшей перспективе этот живой труд должен быть и будет заменен системами, действующими на «цифровых механизмах».

На нескольких примерах попытаемся показать читателю новые идеи, принципы их применения, которые сегодня разрабатываются и совершенствуются, а в недалеком будущем получат широкое применение в машиностроительном производстве.

* * *

Программу для станков с цифровым управлением считает ЭЦВМ. Все данные для подготовки программы сегодня задает человек. Первое, второе, третье, сотое изделие станок обрабатывает по одной и той же программе.

Хорошо, если человек может составить программу так, чтобы получить от станка максимум того, на что этот станок способен в отношении точности и производительности. Было бы хорошо, если бы программист и технолог знали, как будут деформироваться станок, инструмент и изделие в процессе обработки (а такие деформации происходят обязательно). Хорошо, если бы они смогли предсказать, как с течением времени будут изнашиваться резец, фреза или какой либо другой режущий инструмент (а износ инструмента происходит в процессе работы непрерывно). Хорошо, если бы им было известно, как по мере работы разогреваются узлы станка и каково в результате этого нагревания влияние температурных деформаций на результаты работы машины. Вот если бы они все это могли предвидеть и учесть в программе, тогда бы десятое и сотое изделие на станке было бы обработано оптимальным образом. Но ни технолог, ни программист всех этих подробностей не знают сегодня, не будут знать завтра, ни, вероятно, даже в отдаленном будущем. Да и особой необходимости в том, чтобы все это знать во всех подробностях, наверное, не будет.

Создающиеся сейчас так называемые самонастраивающиеся, или адаптивные, системы обеспечат работу станков в оптимальном режиме без вмешательства человека. Они будут уметь накапливать, обрабатывать и использовать информацию для достижения наилучших результатов. Системы специальных измерительных устройств и датчиков, собирающие данные о том, как протекает реальный технологический процесс, как деформируются станок, изделие, режущий инструмент, как изнашивается инструмент и как разогревается вся система, специальные вычислительные устройства, обрабатывающие эту информацию, дадут возможность автоматически корректировать ту исходную программу, которую автомат получил от технолога.

Другими словами, человек как бы задаст автомату цель. А как достичь этой цели, тот научится сам, с помощью искусственных органов чувств и цифровых механизмов. Только первое изделие из партии автомат обрабатывает по программе, заданной человеком. Потом, начиная с этого момента, он начнет накапливать и учитывать опыт работы, совершенствовать программу, обрабатывая второе, третье и последующие изделия с предельной точностью либо в максимальном темпе, либо с наивысшей экономичностью.

Естественно, что тот или иной из этих критериев, которым должен «руководствоваться» автомат в процессе работы, также задает человек. Но весь процесс поиска и настройки на оптимальную реализацию программы, вся та процедура, которая практически неосуществима традиционными методами, то есть на универсальных станках и с участием пусть даже высококвалифицированных операторов, будет выполняться в автоматическом режиме, обеспечивая высокие точности, производительность, экономичность.

Первые опыты по созданию и применению адаптивных систем цифрового управления станками уже проведены. Эти опыты показали высокую эффективность применения такого качественно нового вида оборудования. Несомненно, что в будущем оно получит широкое практическое внедрение.

Но вот изделие обработано по программе. Как убедиться в том, что оно обработано правильно, отвечает во всех подробностях чертежу, заданному конструктором?

Конечно, когда это изделие напоминает простой валик или шайбу, то задача может быть решена сравнительно просто. Если оно выпускается многотысячными, миллионными или миллиардными тиражами, то достаточно поставить специализированные высокопроизводительные контрольные автоматы; в других случаях выгодно обойтись универсальным измерительным инструментом.

Ну а как быть, если изделия обладают сложной конфигурацией, если они становятся все более разнообразными, требования к их точности все повышаются, а сроки изготовления сокращаются и если к тому же недостаточно измерить на этих изделиях 2–3 размера, а необходимо иметь картину точности обработки всех их поверхностей?

Применение традиционных методов контроля, предусматривающих изготовление специальных шаблонов, эталонов, привлечение высококвалифицированных контролеров сопряжены с большими затратами ручного труда, времени и средств, а строить специализированные автоматы для контроля таких изделий так же бессмысленно, как строить специализированные автоматы для их обработки.

Так наметилась еще одна качественно новая область применения техники цифрового управления — контрольные автоматы.