Описание проблемной области и постановка задачи.

За последнее десятилетие в России наблюдался значительный спрос на современное оборудование для обработки изделий из различных материалов – станки с ЧПУ и программное обеспечение – CAD и CAM системы. Большинство предприятий машиностроительного сектора, как государственных, так и частных на практике ощутили плоды модернизации собственных производств. Не секрет, что зачастую дорогостоящие станки покупались на “выделенные средства” и мысль об их эффективном использовании возникала далеко не в первую очередь. Сегодня, в условиях жесткой конкурентной борьбы, глобализации и ВТО как никогда важно максимизировать эффективность использования оборудования.

Такая же ситуация обстоит и с малой производственной организацией ООО «Тверьпромтехстрой». На балансе данной организации находится станок фрезерный станок Beaver 26 AVST, который изображен на рисунке 2.

Рисунок 2 - Общий вид ЧПУ Beaver 26 AVST

Beaver 26 AVST предназначен для фрезерования и гравирования по программе поверхностей мебельных фасадов, дверных полотен, обработки плитных материалов из массивной древесины различных пород и композитных материалов, а также обработке эксклюзивного паркета и изготовления элементов элитной мебели. Возможность обработки большеразмерных сложных 3D моделей. Станок способен обрабатывать широкий спектр материалов: пластик, акриловое стекло и другие. На станке предусмотрена автоматическая смена инструмента из 8 позиционного магазина. Скорость подачи до 30 м/мин.

Отличительные особенности:

• Линейные направляющие, изготовленные в Германии, обеспечивают высокую точность перемещения узлов по осям X, Y и Z, устойчивость и жесткость, а также долговечность, без потери точностных параметров;

• Установленный высокооборотный шпиндель «Colombo» (Италия) мощностью 5,5 кВт обеспечивает обработку деталей из древесины твердых пород, пластика, акрилового стекла, для изготовления рекламы и сувенирной продукции. Расширяет технологические возможности использования станка;

• Магазин инструмента карусельного типа на 8 позиций обеспечивает автоматическую смену режущего инструмента по заданной программе, что значительно снижает время переналадки станки при обработке сложных изделий. Обеспечивает увеличение производительности станка, полностью автоматизирует обработку от чернового до чистового фрезерования;

• Шаговые электродвигатели, установленные на каждом узле для перемещения по осям X, Y и Z, обеспечивают высокоточное позиционирование шпинделя в соответствии с заданной программой;

• Автоматический датчик поверхности рабочего стола (по оси Z) позволяет, начиная работу, быстро ввести данные о поверхности стола (Z=0) и о высоте материала. Обеспечивает быстрый ввод параметров, защиту поверхности стола;

• Поверхность рабочего стола разделена на четыре сектора для закрепления заготовок с помощью вакуума. Вакуумный насос производительностью 150 м3/ч, дает возможность легко регулировать степень вакуума и надежно фиксировать заготовки любого формата. Включение каждого сектора отдельно;

Станок может поставляться в следующих исполнениях: 26А; 26AT; 26AV; 26AVT; 26AVS; 26AVTS.

А - механическое крепление заготовок и программное обеспечение 2D;

Т - программное обеспечение 3D;

V – вакуумный прижим заготовки;

S – автоматическая смена инструмента.

Для анализа эффективности работы станка была собрана статистика в промежутке времени 3 месяца с 01.10.14 по 31.01.15, приведенная в таблице 1.

Таблица - 1.

Практика использования оборудования и наблюдение показали, что более 60% повреждения получаемые инструментом, рабочим пространством и изделиями возникали вследствие неучтенных оператором факторов либо, непредсказуемости действий станка после подготовки управляющей программы.

Примером такой ситуации может послужить работа станка в жаркую летнюю погоду, при отключенном кондиционировании воздуха. В процессе выполнении управляющей программы, в памяти устройства постепенно сместились оси Z и X, в следствие чего была испорчена заготовка из дорогостоящего текстолита, разрезан вакуумный стол, уплотнение, и в итоге разломан инструмент. Причиной послужил перегрев центральной управляющей стойки станка.

Данная статистика и собранные факты были переданы руководству компании, которое в ходе дискуссии поставило цель – разработать программное средство, способное анализировать получаемые со станка данные, обрабатывать поступившую информацию и предлагать оператору действия на выбор в случае возникновения внештатной ситуации, либо же, в случае отсутствия реакции оператора вмешиваться в работу станка автоматически, приняв решения об приостановке управляющей программы или остановке станка целиком. Более детальное описание цели и задач описано техническом задании (Приложение 1).