Агрегатные станки с ЧПУ состоят из унифицированных узлов, собранных вместе в единую конструкцию и объединенных единой системой числового программного управления. Распространению агрегатных станков с ЧПУ способствует развитие систем ЧПУ. Наличие систем ЧПУ с возможностью многоканальной (многоконтурной) обработки дает возможность одновременно и независимо управлять позициями агрегатного станка.
Преимущества применения агрегатных станков перед другими видами оборудования (однопозиционными станками с ЧПУ, агрегатными станками с жестким циклом) заключаются в следующем:
1. Повышение производительности за счет многопозиционной и многоинструментальной обработки. Естественно, что переходы между позициями должны распределяться так, чтобы обеспечить приблизительно одинаковое время обработки на позициях.
2. Повышение гибкости за счет:
2.1. Принципиальной возможности обработки деталей различной конфигурации за счет большого количества управляемых по программе движений, применения программного управления и возможности смены инструмента.
2.2. Сокращения времени переналадки. Переналадка заключается в замене управляющей программы, замене инструментов, замене приспособлений. При хорошей организации производства:
А) возможна подготовка управляющих программ заранее, во время обработки предыдущей партии деталей, с возможностью предварительной отладки.
В) возможна предварительная настройка режущих инструментов, с передачей их параметров в систему ЧПУ станка через локальную сеть или электронные носители информации.
Г) возможна предварительная сборка и настройка приспособлений на паллетах, с возможностью определения нуля программы.
Если принять производительность однопозиционного обрабатывающего центра с ЧПУ:
1),
где tр - время рабочих ходов, tх - время холостых ходов, tвсп - время вспомогательных переходов, tсоб – собственные простои, tорг - простои по организационно-техническим причинам, tпер – простои из-за переналадки оборудования.
В агрегатном станке с ЧПУ сокращаются потери времени:
1. Операция распределяется между позициями станка. Обработка на позициях выполняется одновременно, поэтому:
tр агр = 2) ,
где q - число позиций в агрегатном станке
Если в агрегатном станке предусмотрена обработка с помощью многошпиндельных коробок, то затраты времени на рабочие переходы приблизительно можно определить:
tp агр = 3),
где q1 – число позиций, на которых производится одноинструментальная обработка, q2 – число позиций, на которых производится многоинструментальная обработка, qми – число одновременно обрабатываемых поверхностей при многоинструментальной обработке.
2. Поскольку операции обработки разными инструментами распределяются между различными позициями, то время холостых ходов, которое тратится в основном на смену, подвод и отвод инструмента, также можно считать распределенным между позициями:
tx агр = 4)
3. Вспомогательное время, которые в агрегатном станке с ЧПУ затрачивается на смену заготовки, является совмещенным, так как переустановка заготовки производится во время обработки на других позициях. К вспомогательному времени можно отнести перемещение заготовки из одной позиции в другую, которое выполняется за 1 – 3 секунды. Поэтому в производительности агрегатного станка это время можно не учитывать.
4. Что касается времени собственных простоев и простоев по организационно-техническим причинам, то для агрегатного станка с ЧПУ они могут оказаться выше, чем у однопозиционного обрабатывающего центра. Поскольку многопозиционный агрегатный станок представляется системой, в которой элементы соединены последовательно, следовательно, отказ любого из них ведет к отказу всей системы. Поэтому степень увеличения времени можно приблизительно указать как:
tсоб агр + tоргагр = k*q(tсоб+tорг) 5),
где k – коэффициент, зависящий от степени надежности агрегатов станка, k