54
другу. При токарной обработке в плоскости (G17) станка ЧПУ происходит
программирование токарных, сверлильных и фрезерных операций.
В отличие от фрезерной обработки, токарная обработка производится
через реализацию программирования напрямую. При выполнении
программирования определяется необходимое число оборотов.
Через каталоги производителя и сборники таблиц на первоначальном
этапе происходит определение оптимальной скорости резания. При этом
постоянная скорость резания соблюдается при выборе диаметра детали.
С уменьшением числа оборотов, происходит увеличение скорость
оборотов. Поэтому для того чтобы снизить угрозы безопасности за счет
высокой центробежной силы в программировании учитывается число
оборотов.
Для описания дуги окружности в ЧПУ GEORG GTD 4000
идентифицируется конечная точка дуги и центр (программа G18). С
помощью контурного вычислителя станка существует возможность выбора
любых размеров.
Алгоритм описания дуги окружности в ЧПУ GEORG GTD 4000,
приведен на рисунке 25.
Рисунок 25 – Алгоритм описания дуги окружности в ЧПУ
GEORG GTD 400
55
После рассмотрения возможностей программирования начальных
точек и алгоритмов, которые применяются для описания токарной и
фрезерной обработки деталей на станке ЧПУ GEORG GTD 4000 выполним
разработку программы, которую можно будет использовать в ООО
«РЕФЛЕКС» для обработки вала. Схема нижнего фланца вала приведена в
приложении Б.
Алгоритм программирования, который будет использоваться для
обработки вала на станке ЧПУ GEORG GTD 4000, приведен на рисунке 26.
Начало работы
Выбор начальной точки
Вызов инструмента для
обработки
Фрезерная
обработка?
Вызов программы для
фрезерной обработки
Вызов программы для
токарной обработки
Задание параметров
фланца
Выполнение программы
Конец
Задание параметров
интерполяции
Задание параметров
вала
Выполнение программы
Конец
56
Рисунок 26 – Алгоритм программирования, который будет
использоваться для обработки вала на станке ЧПУ GEORG GTD
4000
Как видно из рисунка 26, на первоначальном этапе будет выполняться
выбор начальной точки, и вызываться инструмент для обработки. Далее
будет выбираться режим обработки, и выполняться программа.
Листинг программного кода для станка ЧПУ GEORG GTD 4000 будет
иметь следующий вид:
N1 C_OFF
N2 G18 G40 //Позволит выбирать рабочую плоскость, задавать
начальную точку и выполнять корректировку радиуса вала
N3 TSLIDE (-400,0) //Задание координат начальной точки
N4 T15 D1 //Позволяет вызвать инструмент, выполнить настройку его
работы
N5 M6 // Применяется для смены инструмента при выборе режима
токарной или фрезерной обработки
N6 TCH (105) // Замер грубых вылетов инструмента
N7 M0 // Остановка работы
N8 L907 // Установка точного замера инструмента
N9 G54 G90 //Установка смещения нулевой точки, с точным указанием
размера
N10 G96 S80 M3 M42 //Позволяет установить постоянную скорость
резания с заданием частоты и правого хода шпинделя
N11 LIMS=100 // Установка ограничений по частоте вращения
N12 DIAMON //Программирование диаметра вала
N13 G0 X3000 Z500 // Задание движения ускоренного хода
N14 Z 0.5 M71M7// Задание размера диаметра
N15 X2499.224 //Задание точки для выполнения линейной
интерполяции
57
N16 G1 X2499.224 //Выполнение точки для выполнения линейной
интерполяции
N17 G3 X2073.948 //Выполнение точки для выполнения линейной
интерполяции
N18 G1 X1525.242 Z13.319 I+0 K+94.5 //Выполнение круговой
интерполяции
N19 G3 X1481 Z183.756 I+22.379 K+38.463 //Выполнение круговой
интерполяции
N20 G1 Z213.5 //Выполнение круговой интерполяции
N21 X1229.5 //Выполнение круговой интерполяции
N22 G3 X1183.832 Z229.12 I+0 K+24.5 //Выполнение круговой
интерполяции
N23 G3 X1169.612 Z258.202 I+106.715 K+41.499 //Выполнение
круговой интерполяции
N24 G1 X1121.614 Z478.19 //Выполнение круговой интерполяции
N25 G3 X1120.5 Z488.438 I+93.943 K+10.248 //Выполнение круговой
интерполяции
N26 G1 Z535 //Выполнение круговой интерполяции
N27 X1125.804 //Выполнение круговой интерполяции
N28 G0 X2499.224 //Чистовая обработка вала
N29 Z0//Чистовая обработка вала
N30 G1 X2073.948 // Чистовая обработка вала
N31 G3 X1978.398 Z12.887 I+0 K+95 // Чистовая обработка вала
N32 G1 X1524.74 Z144.86 // Чистовая обработка вала
N33 G1 Z183.756 I+22.63 K+38.896 // Чистовая обработка вала
N34 G1 Z213 // Чистовая обработка вала
N35 X1229.5 // Чистовая обработка вала
N36 G3 X1182.9 Z228.939 I+0 K+25 // Чистовая обработка вала
58
N37 G3 X1168.618 Z258.148 I+107.181 K+41.68 // Чистовая обработка
вала
N38 G0 X1600// Завершение программы
3.3 Оценка эффективности автоматизации технологических процессов
Выполним технико-экономическое обоснование предложенного станка
ЧПУ GEORG GTD 4000 на основании выполнения сравнительного анализа
его с аналогом ЧПУ Waldrich Ziegen DH 2500 [37].
Для выполнения технико-экономического обоснования выбираем
следующую последовательность этапов:
- сравнительный анализ технических параметров станков ЧПУ GEORG
GTD 4000 и ЧПУ Waldrich Ziegen DH 2500;
- сравнительный анализ вариантов в отношении капитального
вложения и определение годовых норм эксплуатации;
- расчет затрат на опытно-конструкторские и научно-
исследовательские работы;
- выполнение расчетов абсолютных значений капитальных вложений и
годовых эксплуатационных расходов по вариантам;
- сравнительный анализ вариантов и расчеты результирующих
показателей.
Технико-экономические показатели ЧПУ GEORG GTD 4000 и ЧПУ
Waldrich Ziegen DH 2500 приведены в таблице 4.
Таблица 4
Технико-экономические показатели ЧПУ GEORG GTD 4000 и ЧПУ
Waldrich Ziegen DH 2500
Параметр сравнения
ЧПУ GEORG GTD 4000
ЧПУ Waldrich Ziegen DH
2500
Точность обработки
0,001 мм
0,01 мм
Время обработки
металла
5 мин/дет.
6 мин/дет.
Качество обработки
Управляющая программа
позволяющая выполнить
высокоточную обработку
Управляющая программа
позволяющая выполнить
точную обработку
Режимы обработки
Токарная, фрезерная
Токарная, фрезерная
59
Капитальные вложения предусматривают покупку станков ЧПУ
GEORG GTD 4000 и ЧПУ Waldrich Ziegen DH 2500.
Рыночная стоимость ЧПУ Waldrich Ziegen DH 2500 составляет 5500000
руб. и ЧПУ GEORG GTD 4000 равна 3900000 руб.
Состав годовых эксплуатационных расходов входят затраты на ремонт
и обслуживание, электроэнергию, амортизационные отчисления и расходные
материалы.
В ООО «РЕФЛЕКС» установлен режим 40-часовой рабочей недели.
Таким образом, наработки в год будут равны 1970 часов.
Количество потребляемой электроэнергии для станка ЧПУ Waldrich
Ziegen DH 2500 составят:
.7,21611,01970 часкВтQ
Затраты на потребление энергии станком ЧПУ Waldrich Ziegen DH
2500 составят:
./.64497,27,216
.1
часрубС
эл
Количество потребляемой электроэнергии для станка ЧПУ GEORG
GTD 4000 составят:
.17709,01970 часкВтQ
Затраты на потребление энергии станком ЧПУ GEORG GTD 4000
составят:
./.52597,2177
.1
часрубС
эл
60
Для определения амортизации используем линейный метод в
соответствии, с которым сумма амортизации определяется с учетом
первоначальной стоимости объекта, а также нормы амортизации.
Для определения нормы амортизации используется следующая
формула:
%,100
1
n
K
где
K
- значение нормы амортизации, выраженное в процентах по
отношению к первоначальной стоимости станка;
n
- значение срока полезного использования в месяцах,
.24месn
В данном случае норма амортизации составит:
%.2,4%100
24
1
K
Для станка ЧПУ Waldrich Ziegen DH 2500 годовые затраты на
амортизацию составят:
.2310005500000042,0
1
рубА
Для станка годовые затраты на амортизацию ЧПУ GEORG GTD 4000
составят:
.1638003900000042,0
2
рубА
61
Затраты на ремонт и обслуживания для станка ЧПУ GEORG GTD 4000
планируем в размере 35000 руб./год., а для станка ЧПУ Waldrich Ziegen DH
2500 – 43000 руб./год.
Для внедрения станка ЧПУ GEORG GTD 4000 в ООО «РЕФЛЕКС»
предлагаем привлечь руководителя проекта и инженера по автоматизации.
Руководитель проекта будет формировать проблемы для проведения
исследований, подбирать необходимую научно-методическую литературу.
Также он будет выполнять разработку структуры для проведения
исследований.
Инженер по автоматизации будет использовать подготовленную
научно-методическую литературу, и предоставлять результаты
руководителю.
Исследования инженер по автоматизации будет выполнять на
компьютере, с последующей обработкой результатов исследования. После
обработки результатов руководитель проекта будет анализировать
результаты испытаний, подготавливать отчет.
Распределение времени для проведения научно-исследовательских
работ по внедрению станка ЧПУ GEORG GTD 4000, приведены в таблице 5.
Таблица 5
Распределение времени для проведения научно-
исследовательских работ по внедрению станка ЧПУ GEORG GTD
4000
Содержание работ
Руководитель
проекта
Инженер по
автоматизации
Время,
дни
Подбор научно-методической
литературы и изучение
5
0
5
Проведение сравнительного
анализа предлагаемого станка ЧПУ
и аналога
5
15
20
Выполнение наладки системы
управления
0
9
9
Разработка управляющей
программы для станка ЧПУ GEORG
25
0
25
62
GTD 4000
Выполнение анализа полученных
результатов
2
3
5
Оформление проекта
6
0
6
Всего
43
27
70
Рассчитаем себестоимость на проведение научно-исследовательских
работ с установкой оплаты труда для участников проекта. Планируем, что
руководитель проекта будет получать оплату труда
деньрубS /.2000
1
, а
оплата труда инженера по автоматизации
деньрубS /.1250
2
.
Занятость участников проекта по таблице 5 составит 27 дней и 43 дня
соответственно.
Следовательно, заработная оплата участников проекта составит:
.119750200043125027
0
рубЗ
Сумма дополнительной заработной платы составит:
.1916011975016,0 рубЗ
д
Общая заработная плата на оплату проекта составит:
.13891011975019160 рубЗ
Смета затрат на проведение научно-исследовательских работ для
внедрения станка ЧПУ GEORG GTD 4000 приведена в таблице 6.
Таблица 6
Смета затрат на проведение научно-исследовательских работ
для внедрения станка ЧПУ GEORG GTD 4000
Наименование затрат
Сумма, руб.
Затраты на оплату труда
138910
Отчисления с заработной платы
36394
Затраты на использование вычислительной техники
2500
Технологическая себестоимость – всего
177804
Общепроизводственные затраты
88902
63
Производственная себестоимость – всего
266706
Общехозяйственные затраты
80011
Общие затраты на проведение научно-
исследовательских работ
346718
Установленная договорная цена на научно-
исследовательские работы
416100
На следующем этапе выполним расчет капитальных вложений и
эксплуатационных расходов.
Сумма абсолютных капитальных вложений на станок ЧПУ Waldrich
Ziegen DH 2500 составит:
.96610004161005500000
1
рубС
кап
Сумма абсолютных капитальных вложений на станок ЧПУ GEORG
GTD 4000 составит:
.80 61000416100390000
2
рубС
кап
Сумма годовых эксплуатационных расходов с использованием станка
ЧПУ Waldrich Ziegen DH 2500 составит:
.8174423000231006443 5000
1
рубС
экс
Сумма годовых эксплуатационных расходов с использованием станка
ЧПУ GEORG GTD 4000 составит:
.2539051940001638052543000
2
рубС
экс
Определим результирующие экономические показатели. Общие
затраты на внедрение станка ЧПУ Waldrich Ziegen DH 2500 составят: