2004 год стал переломным в развитии отечественного рынка светопрозрачных конструкций. До его начала российских компаний, использующих в своем производстве автоматические линии или станки с числовым программным управлением (ЧПУ), насчитывалось единицы. За прошедший год их количество стало исчисляться десятками. Основная масса, конечно же, пришлась на Москву и Санкт-Петербург, но и регионы не отстают. Автоматические линии для производства ПВХ-изделий были запущены в Ростове-на-Дону, Краснодаре, Красноярске, Новосибирске, Екатеринбурге, Омске, Перми, Воронеже, Туле, Новокузнецке и многих других городах. Те, кто не успел наладить производство в прошедшем году, ждут оборудования в первой половине 2005 года. Это и не удивительно. Когда количество изделий в смену превышает 100 — 120 штук, простое наращивание мощностей за счет дублирования оборудования становится малоэффективным. Количество персонала возрастает, растет потребность в площадях, усложняется производственная логистика и т.д. При этом говорить о повышении качества продукции и снижении себестоимости его производства не приходится. Тут-то и приходят на помощь автоматические линии.
На российский рынок поставляется целый спектр оборудования с ЧПУ от разных производителей. Немецкое — AFS, BJM, Elumatec, Haffner, Hollinger, RAPID U-R-B-A-N, ROTOX, Sturtz, Thornwesten; итальянское — Fimtec, Pertici; турецкое — Fachmann; китайское и отечественное. Критериями для выбора являются следующие показатели: цена и варианты кредитования, качество, производительность, опыт работы на мировом и отечественном рынках, скорость поставки и, конечно же, наличие региональных специалистов.

Управление станками с ЧПУ
Автоматические станки могут работать как в ручном, так и автоматическом режиме. При ручном управлении оператор (рабочий) вводит необходимую команду и запускает станок на ее выполнение. Он может задавать одну операцию, а может задать последовательность таких команд. В этом случае они будут последовательно выполнены одна за другой. Однако такое управление предусмотрено только на случай невозможности загрузки внешнего задания и для возможности настройки программного обеспечения (ПО) станка и юстировки его агрегатов.
Для того чтобы линия действительно работала в автоматическом режиме, необходима универсальная управляющая программа (УУП), которая будет отвечать за формирование сменных заданий и файлов заданий для каждого станка. Файлы с заданием могут загружаться в станок как с носителя (дискета, компакт-диск), так и напрямую с использованием локальной вычислительной сети. Наиболее известными УУП, представленными на российском рынке, являются altAwin и Klaes.

Типы оборудования с ЧПУ
Все оборудование, обладающее ЧПУ, имеет свой управляющий компьютер, который содержит необходимые интерфейсы для работы с контроллерами станка и может работать под разными операционными системами (DOS, Windows). Все операции на таких станках выполняются на консоли при помощи управляющей программы.
Выделим следующие категории автоматического оборудования:
• Усорезные пилы
• Обрабатывающие и пильные центры
• Сварочно/зачистные линии
• Штапикорезы
• Буферные станции

Давайте попробуем разобраться, какое оборудование какие операции выполняет.

Усорезные пилы
Из названия понятно, что данный тип оборудования предназначен для распила профиля. Пилы обычно являются стартовой машиной в цепочке автоматической линии. Они же задают логистику дальнейшего производства изделий. Для этого они комплектуются принтерами самоклеющихся этикеток, на которых печатается необходимая информация. Программное обеспечение станков позволяет как задавать размеры вручную, так и загружать подготовленные задания. Помимо этого ПО станка может предоставлять возможность оптимизации раскроя, однако в большинстве случаев данная операция возлагается на программное обеспечение, которое подготавливает сменное задание.
По методу загрузки профиля усорезные пилы делятся на конвейерные пилы с автоматической подачей хлыста и на пилы с ручной подачей хлыста. В первом случае рабочий укладывает на конвейер несколько хлыстов, которые поочередно загружаются и пилятся, во втором — рабочий загружает профиль непосредственно на рабочую поверхность станка. При ручной подаче существует вариант подачи и распиловки одновременно двух хлыстов. При использовании автоподачи скорость работы увеличивается за счет отсутствия простоя как такового, пока на конвейере лежит хотя бы один хлыст, а на выходе осталось место для складирования заготовок. Рабочий загружает необходимое количество хлыстов профиля, затем на выходе наклеивает этикетки на порезанные заготовки и сортирует их по ячейкам телег. Распил обычно производится одной головой, содержащей один или несколько поворотных или стационарных пильных дисков. При ручной подаче профиля ускорение достигается при распиле рам и створок за счет того, что одновременно пилится две заготовки (верх-низ и лево-право). Такие
пилы имеют две поворотные пильные головы, которые автоматически разъезжаются на требуемый размер и поворачиваются под нужным углом. Принтеры этикеток также имеют варианты. Они могут быть интегрированы в управляющую панель станка, а могут быть внешними, соединенными с компьютером станка интерфейсным кабелем. Печать этикетки производится автоматически после распила заготовки. Если пилятся одновременно две заготовки, то печатаются подряд две разные наклейки. Существуют варианты, когда наклейка клеится автоматически без вмешательства человека. Формат этикетки может регулироваться при помощи программного обеспечения пилы или из внешнего управляющего файла, формируемого УУП. Как правило, этикетка содержит следующую информацию: номер заказа, дата и
время его запуска в производство, номер позиции или наименование изделия, наименование заказчика, система профиля, артикул профиля, артикул армирования, длина заготовки и ее усилителя, номер телеги и ячейки для складирования, номер ячейки штапика, сторона и часть в изделии, штрих-код.

Обрабатывающие и пильные центры
Обрабатывающие центры предназначены для проведения всех операций по предварительной обработке заготовок профиля. К ним относятся:
• армирование (центровка усилителя в профиле и свинчивание саморезами);
• дренаж фальцевых водоотливных и вентиляционных отверстий и пазов;
• дренаж внешних водоотливных и вентиляционных отверстий и пазов;
• фрезеровка импостов;
• разметка под крепление импостов;
• вскрытие каналов для протяжки уплотнения в местах крепления импостов;
• разметка под установку петель;
• разметка под фурнитурные ответные планки (зацепы);
• сверление трех отверстий и фрезеровка фальца под центральный замок;
• фрезеровка под установку дверных замков;
• сверление отверстий под установку ниппелей (для крепления профиля защитных жалюзи);
• сверление отверстий под монтажные анкера.

Видно, что использование такого станка заменяет использование нескольких станков, сокращает численность персонала (достаточно одного рабочего), при этом вся обработка отвечает единому стандарту качества. Исключается человеческий фактор: выполнение операции на глаз — асимметричность; качество операции может зависеть от скорости работы человека — неаккуратные «лохматые» пазы; ошибка при разметке импостов — забракованные заготовки. Более того, на порядок сокращается бесполезное время, связанное с перемещением заготовок между станками, все операции сортируются и делаются одним станком последовательно за один проход (в редких случаях — за два). Обрабатывающий центр в основном состоит из трех частей: входной конвейер, куда загружаются порезанные заготовки с заправленным армированием; обрабатывающий блок; выходной конвейер, где накапливаются обработанные заготовки.
Пильный центр отличается от обрабатывающего тем, что на входе он получает не порезанные заготовки, а целые хлысты. Такие центры состоят из нескольких зон обработки профиля и конвейеров. Каждая зона отвечает за определенную часть обработки. Типичная схема работы такова:
1. производятся все операции, связанные с обработкой самого профиля (дренаж, разметка под импост и уплотнение, фрезеровка фальца под ручку);
2. отпил и фрезеровка заготовки и подача ее на конвейер вставки армирования, клейки этикеток и снятия остатков;
3. прикручивание армирования и проделывание оставшихся операций, которые связаны с армированием (сверление отверстий под ручку, разметка под импост).
Оба центра непригодны для ручного управления. Они, как ни один другой станок, нуждаются в формировании задания из УУП. Такое задание должно содержать всю необходимую информацию для обработки заготовки: уникальный номер заготовки, длину заготовки, код операции и место ее выполнения и другую информацию. Запуск задания на обрабатывающих центрах производится при помощи сканера штрих-кодов, который считывает штрих-код с этикетки, наклеенной на заготовку. Штрих-код должен содержать информацию, однозначно идентифицирующую заготовку. Так как после оптимизированного раскроя заготовки могут поступать в произвольной последовательности, именно по этому коду программа ищет в задании нужную запись со списком операций обработки и ставит ее в очередь на выполнение.

Сварочно-зачистные линии
Сварочно-зачистные линии состоят из двух станков: сварочный автомат и автомат по зачистке сварных швов. Как правило, между ними устанавливается транспортер, передающий сваренные периметры и отвечающий за остывание швов. Каждый из станков может работать автономно, но эффективнее работают в единой линии. В случае работы в линии задание загружается только на сварочный станок, а на
зачистной автомат информация передается автоматически. Сварочные станки по способу загрузки подразделяются на вертикальные и горизонтальные. Они могут содержать 4, 6 или 8 сварочных голов. На станках с 6 и 8 головами средние головы используются для вварки одного или двух импостов соответственно. Вертикальная загрузка позволяет сократить занимаемую площадь и отказаться от промежуточного транспортера. Станки с горизонтальной загрузкой работают быстрее, т.к. не требуется время на наклон стола, все происходит в одной плоскости. После загрузки файла с заданием управление линией возможно двумя способами:
• считывание штрих-кода с одной из заготовок периметра. При таком способе не имеет значения, в какой последовательности поставляются периметры. ПО станка ищет в задании нужную запись и автоматически выставляет требуемый размер;
• последовательная загрузка профиля согласно нумерации телег и ячеек. В этом случае необходимо дождаться поставки заполненной телеги, и, начиная с первой ячейки первой телеги, последовательно закладывать заготовки. ПО станка в этом случае получает отсортированное задание и последовательно выполняет его, автоматически выставляя необходимый размер после сварки предыдущего.
Существуют варианты установки между сварочным и зачистным станками обрабатывающего центра, производящего горизонтальные части рам и створок. Однако такой вариант применим только для «стандартных евроокон» (без горизонтальных импостов).

Штапикорезы
Шапикорезы с числовым программным управлением могут работать в трех режимах: ручном, полуавтоматическом и автоматическом. При ручном управлении оператор вводит размер, и линейка автоматически устанавливается на требуемую длину. В полуавтоматическом режиме размеры вводятся не вручную, а дистанционно передаются с телескопической линейки. Автоматический режим подразумевает загрузку задания из файла, соответственно, исключается возможность некорректного ввода и достигается максимальная производительность.
В первых двух режимах работы штапик пилится непосредственно при остеклении изделия. Эти режимы обычно используются в том случае, если качество профиля, производственные условия или настройка станков не позволяет с уверенностью говорить о соблюдении геометрии изделия. При автоматическом управлении штапик можно заготавливать заранее, рассортировывая по ячейкам телег. Тогда при подходе изделия на стенд остекления рабочему остается посмотреть номер ячейки штапика на этикетке одной из сторон окна, вытащить соответствующий штапик и установить в проем. Так как задание формируется УУП, возможен вариант оптимизации распила штапика, что значительно позволяет сократить его расход, т.к. при ручной распиловке штапик пилится в той последовательности, в какой подходят изделия. Естественно, пользуясь оптимизацией, невозможно предугадать, когда соберется весь штапик с изделия, для этого и необходимо распределение по ячейкам и телегам. Расфасовка по ячейкам и подготовка информации для этикетки полностью возлагается на УУП.

Буферные станции
В поточном производстве окон нередки случаи коллизий. Один из таких случаев — стекание рам и створок на сборочный стенд. Рамы и створки после зачистки проходят разные потоки обработки. На рамы устанавливаются импосты, крепятся рамные части петель, створки обвязываются фурнитурой. В итоге невозможно предугадать, в какой момент времени для подошедшей рамы будут готовы все створки.
Более того, готовые створки от разных изделий могут скопиться в большом количестве, что сделает поиск необходимых створок затруднительным.
Для решения таких проблем и необходимы буферные станции. Принцип работы таких станций предельно прост. С одной стороны станции при поступлении готовой створки рабочий считывает с нее штрих-код, и над свободной ячейкой, куда предлагается установить створку, загорается лампочка. Буферная станция запоминает, куда установили створку. С другой стороны при подходе готовой рамы рабочий считывает штрих-код с нее, и, в случае готовности всех створок от этого изделия, над нужными ячейками загораются лампочки. Если же не все створки от этой рамы готовы, то подается соответствующий сигнал, и рама на время отставляется в сторону. Весь секрет функционирования заложен в информации, закодированной в штрих-коде. В штрих-коде створок указывается уникальный номер изделия внутри сменного задания и ее порядковый номер (если створок несколько). На раме в штрих-код также закладывается уникальный номер изделия и количество створок в этом изделии. Естественно, за формирование этой информации отвечает УУП.

В следующем номере журнала мы поговорим о цеховой логистике и особенностях организации автоматического производства. В ней подробно остановимся на проблемах, связанных с формированием сменных заданий, очередности изготовления, формировании этикеток, выборе конфигурации тележек и т.д.

Статья "Обзор рынка автоматических линий" опубликована в журнале OKNA.BZ №1(8) за 2005 год