Вам жить в XXI веке

И еще: специалисты стран — членов СЭВ, в том числе и СССР, исходя из требований абсолютной безотказности роботов, трудятся над электронными системами самодиагностики. Автомат заблаговременно сообщит оператору о мельчайших неисправностях, назревающих в том или ином его узле.

В конце 1985 года была принята Комплексная программа научно-технического прогресса стран — членов СЭВ до 2000 года. Роботы новых поколений — одна из важнейших частей этой программы.

Основа научно-технического прогресса во всех отраслях народного хозяйства — это машиностроение. И в текущей пятилетке темпы роста выпуска станков и оборудования ускорятся примерно в два раза. Наша промышленность переходит на производство машин новых поколений: автоматов, роботов, агрегатов, использующих самые прогрессивные технологии и управляемые ЭВМ.

Ключевая роль тут отводится гибким автоматизированным производственным системам. За счет внедрения ГАПС производительность труда в машиностроении повысится в ряде случаев в четыре-восемь раз. А самое главное — период освоения в новой продукции сократится в десятки раз.

Действительно, важность такой гибкости самоочевидна. За последние 20 лет на повестку дня стало требование чаще сменять модели и модификации конечной продукции, непрерывно обновлять и повышать ее качества. Однако автоматические линии до сих пор создавались под конкретные серийные изделия. Они не отличались универсальностью, способностью к переналадке на новую серию машин и их узлов. Вот и стало необходимым новое слово в технике металлообработки — гибкие производственные линии, рассчитанные на самые различные виды продукции.

Что же такое ГАПС? Это комплекс станков-автоматов и обрабатывающих центров с ЧПУ и роботами, производящих токарную обработку, сверление, фрезерование, расточку, финишное шлифование. Они не только исполняют команды ЭВМ, но и сообщают ей по системе обратной связи о том, что уже сделано и как сделано. Тут происходит диалог между оператором и работающими станками.

Сама система станков в ГАПС составляется из автономных модулей, выполняющих обработку деталей различных конфигураций и размеров. В свою очередь, эти модули имеют блочную структуру — собираются из готовых стандартных и унифицированных узлов. Именно модульно-блочная конструкция ГАПС предопределяет их гибкость. Во-первых, они собираются быстро и перестраиваются на новые задачи тоже быстро. При каком-либо новом изобретении тут очень лег— ко строить новый модуль или блок и тем самым модернизировать автоматическую линию. Подобный принцип гибкости и позволит машиностроителям быстро осваивать и выпускать технические новинки.

Внедрение ГАПС началось в нашей стране в начале 80-х годов. Интересен опыт Ивановского станкостроительного ПО. Там разработаны станочные линии «Талка» для обработки до 100 видов корпусных деталей. Все процессы от подачи заготовки до отгрузки продукции автоматизированы. Каждая линия заменяет целый завод, способный быстро перестраиваться на новый вид изделий. Основа линии «Талка» — обрабатывающий центр с ЧПУ, манипуляторы, накопители заготовок, транспортеры продукции и автоматизированные склады. Обязательный компонент — инструментальная станция, меняющая по программе сверла, резцы и фрезы. Изменил программу — и можно начинать обработку новой детали новыми инструментами.

Сейчас уже около 20 объединений и заводов нашей страны — в Москве, Рязани, Куйбышеве, Ленинграде и других городах — перестраиваются на выпуск обрабатывающих центров токарных автоматов и гибких модулей для ГАПС. Ведутся научные и инженерные работы по включению в гибкие линии новых измерительных и диагностических средств, технологических лазеров, адаптивных манипуляторов и мобильных роботов-тележек для подачи тяжелых заготовок к станкам. Все это будет материальной базой новейших ГАПС для многих отраслей нашей промышленности.

Хорошо известна удивительная твердость алмазов. Благодаря этому физическому свойству в ряде случаев в современной промышленности алмаз просто незаменим. Он стал будничным приспособлением при обработке сверхтвердых сплавов. Без него теперь не сделаешь турбину., дизельный мотор, буровой инструмент, прокатный стан. Алмаз режет металл лучше, чем быстрорежущая сталь. Но как обрабатывать этот кристалл углерода, если сам он — эталон твердости?

Еще в глубокой древности мастера по обработке камней убедились, что алмаз можно обработать только алмазом.

Однако требования заводских технологов растут. Производству нужно все больше и больше разнообразных алмазных инструментов. И непревзойденную твердость кристалла следовало победить новейшим способом.

И вот в институте геологии Якутского филиала СО АН СССР родился уникальный прием, которому нет аналогов в мире. Назван он термохимическим способом обработки кристаллов. Ученые воспользовались свойством некоторых металлов при повышенных температурах растворять в себе атомы элемента № 6 таблицы Менделеева. Обработка здесь — это растворение алмаза, но постепенное и программируемое. В этом эффекте и заключается передовая технология, победа над непобедимым.

Для наглядности приведем пример, как в объеме кристалла получается шестеренка. Про такое можно сказать: «Этого не может быть!» Однако шестеренку из алмаза сделали. Для этого на поверхность кристалла поместили матрицу в виде шестеренки. Сделана она была из сплава железа с никелем, Все это поместили в камеру с водородной средой. При температуре около 1200 °C атомы углерода начинают диффундировать в металл, проходят через весь слой (его толщина 0,1 миллиметра) и вступают в реакцию с горячим водородом, с которым сам алмаз непосредственно не реагирует. При этом процессе верхний слой металла обезуглероживается, а нижний насыщается им. За счет этих явлений место контакта растворяется, матрица опускается вниз и образует в алмазе свою форму.

Новый способ обработки прост. Форма достигается сложная, а существенного технологического усложнения тут нет. Теперь появляется возможность взять несколько железных проволочек и разрезать ими алмаз в камере с водородом на тонкие параллельные пластинки, столь необходимые современным исследовательским приборам, хирургическим инструментам, электронным узлам ЭВМ, заводским техническим приспособлениям. При этом скорость термохимического распиливания в любом направлении примерно в пять раз выше, чем при старых механических приемах. И не только быстрее, но и с меньшими потерями сырья. Коэффициент использования дорогого кристалла резко повышается. При этом допустимо сперва разрезать, а потом и отшлифовать заготовку новым методом.