Модернизация тяжелого горизонтально-расточного станка TOSHIBA для «Уралмашзавод»
Тяжелые горизонтально-расточные станки или как еще их называют ГРС – основа тяжелых машиностроительных предприятий. Номенклатура обрабатываемых деталей на этих станках настолько широкая, что целесообразность использования станков даже не приходится доказывать.
Введение
Тяжелые горизонтально-расточные станки или как еще их называют ГРС – основа тяжелых машиностроительных предприятий. Номенклатура обрабатываемых деталей на этих станках настолько широкая, что целесообразность использования станков даже не приходится доказывать.
Особую нишу для нас всегда занимали ГРС европейских (Schiess, Skoda, Innocenti, Innse, PAMA, Soraluce, Scharman) и японских производителей (Shibaura, она же Toshiba).
Эти станки, послужившие прототипами многих советских станков (НЗТС, Завода им.Свердлова), и сейчас представляют ценность из-за своих уникальных решений.
Особую любовь, мы испытываем к станкам Toshiba. Чтобы оценить точность и качество этих станков, стоит обратить внимание на факт, что японцы при монтаже перемещались по станку не в ботинках, а в белых носках, что символизирует аккуратность и ответственное отношение к точности выставки.
И конечно, когда нам выпал шанс поработать со станками Тошиба на Уралмаше, мы были поистине счастливы.
Особую нишу для нас всегда занимали ГРС европейских (Schiess, Skoda, Innocenti, Innse, PAMA, Soraluce, Scharman) и японских производителей (Shibaura, она же Toshiba).
Эти станки, послужившие прототипами многих советских станков (НЗТС, Завода им.Свердлова), и сейчас представляют ценность из-за своих уникальных решений.
Особую любовь, мы испытываем к станкам Toshiba. Чтобы оценить точность и качество этих станков, стоит обратить внимание на факт, что японцы при монтаже перемещались по станку не в ботинках, а в белых носках, что символизирует аккуратность и ответственное отношение к точности выставки.
И конечно, когда нам выпал шанс поработать со станками Тошиба на Уралмаше, мы были поистине счастливы.
Не хватает времени на изучение кейса?
Получите PDF-версию на почту!
Получите PDF-версию на почту!
С чего все началось
Вообще, первый опыт по модернизации станков Тошиба мы получили на БелАЗе.
Хотя станки не были гигантами, но они нам дали понять философию конструкции и решений японских конструкторов, или, другими словами, проникнуться духом Японии.
Хотя станки не были гигантами, но они нам дали понять философию конструкции и решений японских конструкторов, или, другими словами, проникнуться духом Японии.
На Уралмаше станки были гораздо больше. Длины ходов – до 24 метров, высоты перемещений шпиндельных бабок до 7 метров. Уникальные станки, и в тоже время колоссальная ответственность.
Первую Тошибу (модель BSF42/30) завод нам дал под «электрическую» модернизацию. Т.е., мы не трогали механику и гидравлику станка, а только производили замену ЧПУ (Sinumerik 840D SL Siemens), двигателей и приводов Siemens, а также разрабатывали и собирали новый шкаф управления, произвели замену кабельной продукции, установили абсолютные оптические линейки (Heidenhain) на все оси.
Первый проект, был как лакмусовая бумажка для Заказчика. Основное, на что смотрел Заказчик это как работают наши специалисты, хватит ли нам компетенций для восстановления уникального оборудования, тем более что ЧПУ Sinumerik 840D SL заменяло старый Fanuc.
Компетенций хватило, станок был сдан на детали, и уже к моменту завершения первой Тошибы шли разговоры о том, когда забираем вторую машину, но уже на полный капитальный ремонт и модернизацию.
Вообще-то, вторая Тошиба должна была пойти в ремонт первой, если бы не одно но… Первоначально Заказчик в техническом задании учел, казалось бы все, замена электрики, гидравлики, смазки, даже установка привода осей X и Y Master-Slave. В ТЗ не было только работ по шпиндельной бабке, а именно по расточному шпинделю.
Первую Тошибу (модель BSF42/30) завод нам дал под «электрическую» модернизацию. Т.е., мы не трогали механику и гидравлику станка, а только производили замену ЧПУ (Sinumerik 840D SL Siemens), двигателей и приводов Siemens, а также разрабатывали и собирали новый шкаф управления, произвели замену кабельной продукции, установили абсолютные оптические линейки (Heidenhain) на все оси.
Первый проект, был как лакмусовая бумажка для Заказчика. Основное, на что смотрел Заказчик это как работают наши специалисты, хватит ли нам компетенций для восстановления уникального оборудования, тем более что ЧПУ Sinumerik 840D SL заменяло старый Fanuc.
Компетенций хватило, станок был сдан на детали, и уже к моменту завершения первой Тошибы шли разговоры о том, когда забираем вторую машину, но уже на полный капитальный ремонт и модернизацию.
Вообще-то, вторая Тошиба должна была пойти в ремонт первой, если бы не одно но… Первоначально Заказчик в техническом задании учел, казалось бы все, замена электрики, гидравлики, смазки, даже установка привода осей X и Y Master-Slave. В ТЗ не было только работ по шпиндельной бабке, а именно по расточному шпинделю.
“
— Что? Нет работ по шпинделю? Это же «сердце» станка! — воскликнул Карцев на совещании со специалистами «Уралмаша».
— Он в удовлетворительном состоянии, работ по нему не требуется, — ответил главный механик.
— А давайте мы проверим весь станок на соответствие геометрии. Приедем со своим мерительным инструментом и составим протокол. А уже потом сделаем выводы, — сказал Карцев.
— Он в удовлетворительном состоянии, работ по нему не требуется, — ответил главный механик.
— А давайте мы проверим весь станок на соответствие геометрии. Приедем со своим мерительным инструментом и составим протокол. А уже потом сделаем выводы, — сказал Карцев.
- Так мы и сделалиСпециалисты СИТЕК проверили весь станок, в том числе и с помощью лазерного интерферометра. После проверок оказалось следующее – расточной шпиндель бьет в 10 раз больше паспортных данных! «И это удовлетворительно?», - встал вопрос.
“
— Всё равно нам никто не выделит больше денег, чтобы ещё бабку ремонтировать, а ещё и шпиндель новый надо сделать… Нет, не будем делать, — объяснял позицию главный механик.
— То есть вы готовы потратить деньги на совсем ненужный на станке Master-Slave и оставить станок кривым? Так лучше деньги, выделенные на Master-Slave, перенаправить на шпиндельную бабку. А шпиндель не весь новый изготавливать, а только передний конус, как на станках PAMA, — высказал своё мнение директор компании «СИТЕК» Карцев А.В.
Идея «зашла» уралмашевцам. В ТЗ внесли изменения, и уже летом 2019 г. был отыгран тендер. А в конце 2019 г. был подписан договор.
— То есть вы готовы потратить деньги на совсем ненужный на станке Master-Slave и оставить станок кривым? Так лучше деньги, выделенные на Master-Slave, перенаправить на шпиндельную бабку. А шпиндель не весь новый изготавливать, а только передний конус, как на станках PAMA, — высказал своё мнение директор компании «СИТЕК» Карцев А.В.
Идея «зашла» уралмашевцам. В ТЗ внесли изменения, и уже летом 2019 г. был отыгран тендер. А в конце 2019 г. был подписан договор.
Задачи от заказчика
Итак, мы имели. Задачи в ТЗ Заказчика: замена электрики, гидравлики, смазки, изготовление переднего корпуса шпинделя.
- Геометрическая точность шпиндельной бабкиВосстановление геометрической точности шпиндельной бабки путем полного капитального ремонта узла, повышение показателя ремонтопригодности конуса шпинделя путем установки сменного торца.
- Система компенсации провисания ползунаМодернизация системы компенсации провисания ползуна на новую с электропропорциональным управлением.
- Геометрия осейВосстановление геометрии взаимно располагающихся осей.
- Электроника и ЧПУЗамена электроники и системы ЧПУ на новую Siemens Sinumerik 840D SL.
- Система гидростатики стойкиВосстановление работоспособности системы гидростатики стойки, путем замены аппаратуры на современную.
Не хватает времени на изучение кейса?
Получите PDF-версию на почту!
Получите PDF-версию на почту!
Решение производственного процесса
Сменная передняя часть шпинделя – сменный торец
Решение, которое применяют европейские производители станков, которое позволяет владельцу оборудования минимизировать простои станка во время восстановления инструментального конуса. Просто необходимо заменить на новый, который идет в комплекте.
Перевод системы компенсации прогиба ползуна на электропорциональную схему, вместо гидромеханической
Хотя система, разработанная японцами, не вызывала серьезных нареканий, все-таки, со временем, становилось заметно, что система дает сбои. Цилиндры начинали залипать и только контроль со стороны оператора мог помочь в работоспособности механизма.
Сейчас система работает в автоматическом режиме за счет электромагнитных клапанов Atos.
Сейчас система работает в автоматическом режиме за счет электромагнитных клапанов Atos.
Обоснование решения
Решение о проведении модернизации было верным, что подтвердил протокол точности до и после ремонта. Станок сдан в соответствии с паспортным характеристиками.
- Выводы по проектуЕсли вы проводите модернизацию без восстановления шпиндельного узла – неважно какой станок, вы просто зря тратите деньги. Эффект от такой модернизации быстро проявится в качестве обработки изделий, стоимость которых может во много раз превышать стоимость ремонта.
К сожалению, таким подходом редко кто руководствуется в момент разработки ТЗ. Каждый человек примеряет все относительно себя. Но вопрос производства стоит не в отдельном станке, а в системе всего производства. Цель которого – качественная готовая деталь. - Анализ по проектуВсе намеченные решения вначале проекта были полностью реализованы. Даже несмотря на COVID-19, проблему с пересечением границ, сложности доставки, закрытия заводов поставщиков на карантин, мы сделали этот проект.
Не хватает времени на изучение кейса?
Получите PDF-версию на почту!
Получите PDF-версию на почту!
Трудности проекта
Трудность №1: COVID-19. Закрытие границ, запрет перемещения людей.
Учитывая, что у нас специалисты белорусы, проблемой было просто попасть в РФ. Только в сентябре 2020г. мы получили разрешение Минпромторга на пересечение 4-х специалистов, которые и были направлены на Уралмаш.
Трудность №2: Негабаритная транспортировка в период ковида.
Первая трудность была на этапе разборки и вывоза шпиндельной бабки в Италию. Груз негабаритный, проблемы с логистикой, плюс COVID-19, задержки с отгрузкой, в пути. Но так или иначе мы привезли бабку субподрядчику.
Почему нельзя было сделать ремонт в России?
Потому что в России невозможно произвести шлифовку шпинделей такого размера, и тем самым добиться требуемой точности. В России, как и в СССР, большие станки имели класс точности Н (нормальный), но никак не П.
Почему нельзя было сделать ремонт в России?
Потому что в России невозможно произвести шлифовку шпинделей такого размера, и тем самым добиться требуемой точности. В России, как и в СССР, большие станки имели класс точности Н (нормальный), но никак не П.
Трудность №3: Сложность в выставке станка, выставка перпендикулярности осей.
Ни для кого не секрет, что изменение температуры в цеху очень сильно влияет на точностные параметры станка такие как прямолинейность, перпендикулярность и пр. Особенно это явление заметно при тонкой выставке узлов станка.
Почти все заводы страдают проблемой сквозняков, нестабильности температуры в цехах как в зимний период (резкий холод при открытии дверей в цех), так и в летний (постоянные сквозняки из-за открытых дверей, сопровождающихся жарой).
Чтобы металл стабилизировался, приходилось несколько часов ждать, и только после этого приниматься к выставке. А когда двери открывались, процесс повторялся снова. Это все время. Но и производство понять можно – им надо отгружать готовые изделия…
Почти все заводы страдают проблемой сквозняков, нестабильности температуры в цехах как в зимний период (резкий холод при открытии дверей в цех), так и в летний (постоянные сквозняки из-за открытых дверей, сопровождающихся жарой).
Чтобы металл стабилизировался, приходилось несколько часов ждать, и только после этого приниматься к выставке. А когда двери открывались, процесс повторялся снова. Это все время. Но и производство понять можно – им надо отгружать готовые изделия…
Трудность №4: Проблемы с выставкой станка из-за конструкции станины и системы регулировки башмаков.
Необходимо было залазить внутрь станины, как Леонов в ракету из открытого космоса. Повернуться внутри возможности не было, и тут надо отдать должное Колендо Сергею (слесарю) за его антропометрические показатели:) – худое телосложение, но при этом с силой в руках, способных поднимать 200 тонн на башмаках.
Трудность №5: Установка шпиндельной бабки после возврата из Италии.
Бабка весом 45 тонн! Работу по монтажу бабки одновременно выполняли 5 опытных слесарей компании СИТЕК. Шанс установить ее был только один.
Опыт, проделанный в Северодвинске на станке Schiess 3FBW сыграл большую роль. Сергей Самкович (ныне один из ведущих бригадиров компании СИТЕК), участвовавший в проекте Schiess, словно достал из тумбочки старый блокнот с описанным тех.процессом монтажа шпиндельных бабок. Проведя «ювелирную настройку» своих ребят, произвел установку сложнейшего технологического изделия в считанные минуты.
Вторая попытка не понадобилась.
Опыт, проделанный в Северодвинске на станке Schiess 3FBW сыграл большую роль. Сергей Самкович (ныне один из ведущих бригадиров компании СИТЕК), участвовавший в проекте Schiess, словно достал из тумбочки старый блокнот с описанным тех.процессом монтажа шпиндельных бабок. Проведя «ювелирную настройку» своих ребят, произвел установку сложнейшего технологического изделия в считанные минуты.
Вторая попытка не понадобилась.
Результат в числах
- Время до следующего кап ремонтаПрогнозируемое время до следующего капитального ремонта, конечно при своевременном техническом обслуживании, составляет 7 лет.
- Результат для заказчикаДля заказчика стоимость проекта оказалась во много раз ниже стоимости новой машины с такими же характеристиками.
- Результат для насОпыт возрождения старого станка до параметров нового.
Получите на почту таблицу со сравнением характеристик станка &&&&&&&&&&??????
Таблица с полными характеристиками станка
“
Характеристики станка были полностью восстановлены до паспортных значений. Получив современную систему ЧПУ расширился функционал станка. На станке стало возможным получить круговую интерполяцию при фрезеровании. Расширилась номенклатура обрабатываемых деталей. Таким образом увеличилась производительность и надежность.