Разработка системы автоматизированного раскроя кровельного материала

Внешний вид, габаритные размеры энкодера E6B2-CWZ6C, показаны на рис. 9.

Рис. 9. Внешний вид и габаритные размеры энкодера E6B2-CWZ6C.

При достижении заданной длины изделия на исполнительный элемент выдается команда на срабатывание устройства (например, отрезных ножей металлочерепицы (мерного листа) или профнастила, либо формующего устройства - пресса формования поперечных/продольных гофр металлочерепицы/профнастила). После отсчета заданного количества выполненных гофр на данном листе металлочерепицы/профнастила отмеряется шаг перемещения, отличный от стандартного шага (расстояние между двумя соседними гофрами на листе), и после подачи данного шага в рабочую зону профильных ножниц производится отрезание готового изделия. После отсчета заданного количества изготовленных изделий происходит останов работы программы автоматического изготовления изделий, и система переходит в режим ручного управления. В данном режиме обеспечивается управление компонентами системы для проведения наладочных, регулировочных работ и заправки рулонного материала.



Рис. 10. Программируемый терминал NT11-SF121.

Возможен ввод задания на изготовление от одной до пятидесяти партий заданного количества листов металлочерепицы (мерных листов) или профнастила по заданной длине. Расчет количества поперечных/продольных гофр на листе металлочерепицы/профнастила и конечного шага перемещения выполняется системой автоматически. Дискретность задания длины готовых изделий 1 мм. Задания на изготовление нескольких партий записываются оператором на операционной панели шкафа управления с помощью программируемого терминала (ПТ) NT11-SF121-EV1 (NT11-SF121B-EV1) - показан на рис. 10.

Введенные значения сохраняются в памяти устройства управления - программируемого логического контроллера (ПЛК) - до следующей перезаписи данных параметров.

Экран главного меню программы показана на рис. 11 [4].

Рис. 11. Экран главного меню программы.

2.2.3 Методы раскроя материала

Раскрой - это порядок расположения контуров смежных вырубаемых заготовок на листе, ленте или полосе. Одним из условий точного раскроя материала является в правильный расчет необходимого количества металлочерепицы или профнастила.

При этом ООО «Стройторг» не занимается как расчетом необходимого количества металлочерепицы или профнастила, так и угловой (фигурной) резкой. ООО «Стройторг» занимается только поперечным раскроем металлочерепицы и профнастила, вследствие чего продукция (лист) имеет прямоугольный вид.

Расчет ведется кровельщиком, нанятым заказчиком. В первую очередь, кровельщик делает замер крыши при помощи длиномерной рулетки. При этом принципиальной является не площадь крыши, а размер каждого ската.

Для металлочерепицы нужно считать две ширины:

Общая - это ширина между краями листа.

Полезная - это ширина, которую покрывает один лист.

Ширина полезной всегда меньше ширины общей, так как листы идут внахлест. Например, для металлочерепицы размеры следующие:

Общая - 1180 мм;

Полезная - 1100 мм.

Затем вычисляем длину крыши, покрываемую кровельным материалом (по коньку или карнизу), и делим на 1,1 м. Например, если длина 6 м, то у нас получится:

6 м / 1,1 м = 5,45 листов ~ 6 листов.

Округляем и получаем, что для заполнения одного ряда по всей длине крыши необходимо уложить 6 листов.

Затем считаем, сколько листов необходимо на укладку вертикального ряда от карниза до конька. Этот параметр считается в 3 этапа.

Считают расстояние от карниза до конька.

Высчитывают свес карниза (не менее 50 мм).

Определяют значение нахлеста (не более 15 см).

Рис. 12. Установка листов металлочерепицы, где: A -- длина ската; В -- свес карниза; С -- перехлест листов по вертикали.

Например: Первый параметр равен 4 м, второй - 0,3 м. Получаем общее расстояние - 4,3 м.

Если длина листа - 1 м, то, вычитая 15 см, получим 85 см (полезная длина).

Разделим общую длину на 85 см и получим 4,3 м / 0,85 м = 5,05 листа. Округляем до 6 для запаса. После этого перемножаем полученные данные.

Итог наших расчетов - 36 листов.

Если мы имеем дело с кровлей сложной конфигурации в начале расчета разделяются на отдельные плоскости. Расчет металлочерепицы проводится отдельно по каждому сегменту, затем данные суммируются.



Рис. 13. Графическая раскладка листов по скату

В целом алгоритм расчета выглядит следующим образом:

План кровли разбивается на отдельные плоскости. Это могут быть скаты, если они не имеют изломов рельефа, либо - ровные участки крыши в пределах каждого ската.

Производится расчет количества целых листов, помещающихся на каждом из скатов.

После подбора цельных листов, проводят «раскрой» незакрытых участков. При этом можно попытаться подобрать места резов таким образом, чтобы части разделанного листа можно было использовать в нескольких местах.

Не следует забывать и про дополнительные элементы кровли из металлочерепицы, которые будут стыковать между собой скаты крыши и надкровельные сооружения в местах их примыканий. Сюда же входят ветровые и карнизные планки и т.п.

Следует помнить, что существует такое понятие, как «запретная длина листа». Дело в том, что резать лист по длине в районе перепада волны кране нежелательно, так как это чревато возникновением деформаций, которые приведут к сложностям при монтаже. Поэтому резку листа производят только в определенном месте профиля.

Какие длины листа отнесены к категории «запретных» показана на таблице 4 [14]. Его можно использовать при расчетах расхода металлочерепицы с шагом волны 350 мм, длины листа в таблице приведены в метрах.

Таблица 4. Запретная длина листов

7,03-7,13	5,63-5,73	4,23-4,33	2,83-2,93	1,43-1,53
6,68-6,78	5,28-5,38	3,88-3,98	2,48-2,58	1,08-1,18
6,34-6,43	4,93-5,03	3,53-3,63	2,13-2,23	0,71-0,84
5,98-6,08	4,58-4,68	3,18-3,28	1,78-1,88	0,51-0,69

Расчет профнастила для крыши

В среднем оптимальной считается длина листа профнастила до 6 м

При расчетах учитывается то, что профлист будет стыковаться друг с другом с нахлестом, как по вертикали, так и по горизонтали. Дополнительно к этому нужно учесть размеры свеса кровли. Вертикальный нахлесты учитываются в зависимости от профиля, так как нахлёст должен производиться с перекрыванием волны.

Рис. 14. Нахлесты при укладке профнастила

Размер горизонтального нахлеста зависит от угла ската кровли:

При угле до 15 градусов напуск можно делать больше 20 сантиметров.

Если угол ската крыши находится в пределах 15…30 градусов, величина нахлеста будет варьироваться от 15…20 см.

Если возводимая крыша из профнастила своими руками имеет угол ската более 30 градусов, то напуск можно сделать 10-15 см.

На величину свесов влияет марка профнастила, а именно -- высота профиля металлического листа. При большой высоте, свес делается большим, потому что при высоком профиле есть риск попадания влаги под свес, что приведет к неизбежному загниванию древесины стропильной системы.

При использовании профлиста марок НС8, С21, НС20, НС10 карнизный свес устраивается в пределах 50-100мм. Для марок НС35, Н75, Н60, С44 размер свеса будет 200-300мм.

С учетом вышеуказанных требований расчет количества профнастила ведется аналогично расчету количества металлочерепицы.

На ООО «Стройторг» раскрой осуществляется с помощью гильотинных ножниц, которые обеспечивают раскрой с точностью ±1 мм.

2.3 Система контроля качества продукции ООО «Стройторг»

По мере развития экономических реформ в России все большее внимание уделяется качеству. В настоящее время одной из серьезных проблем для российских предприятий, в том числе и в ООО «Стройторг» является создание системы качества, позволяющей обеспечить производство конкурентоспособной продукции.

Под системой качества понимается совокупность организационной структуры, методик, процессов и ресурсов, необходимых для осуществления общего руководства качеством (административного управления качеством).

Система качества важна при проведении переговоров с зарубежными заказчиками, считающими обязательным условием наличие у производителя системы качества и сертификата на эту систему, выданного авторитетным сертифицирующим органом.

В наличии ООО «Стройторг» есть мини завод (ОТК), который занимается контролем качества продукции.

Контроль качества продукции на ООО «Стройторг» проводится в три этапа:

- входной контроль;

- контроль в во время производства;

- контроль готовой продукции.

В ООО «Стройторг» входной контроль поступившей на склад продукции проводится в соответствии с требованиями стандарта организации «Организация и проведение входного контроля сырья, материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий».

Объем и способы входного контроля устанавливаются с учетом вида поставляемой продукции, её влияния на качество продукции и данных о стабильности качества поставляемой продукции.

Целью проведения входного контроля качества изделий является необходимость предотвратить поступление в производство изделий, не соответствующих требованиям технических условий, нормативно-технической документации и стандартам.

Входной контроль и оформление документации по результатам контроля и испытания изделий осуществляется в соответствии со следующими документами:

ГОСТ 24297-87 «Входной контроль продукции. Основные положения».

Госстандартами, отраслевыми стандартами и техническими условиями на строительные изделия;

сопроводительными документами (товаросопроводительная накладная, сертификат качества, упаковочный лист и др.);

«Методикой входного контроля качества изделий, полуфабрикатов и материалов» (изд. стандартов, 1973 г.);

стандартом предприятия по входному контролю и положением об участке входного контроля, разработанными предприятием;

ГОСТ 2.124-85 - ЕСКД. «Порядок применения покупных изделий»;

ГОСТ 8.002-86 - Гос. надзор за средствами измерений.

Входной контроль сопроводительной документации и упаковки, внешний осмотр изделий производится работниками входного контроля непосредственно в центральном материальном складе, где предусмотрено рабочее место. Работающие участка и рабочие места аттестованы в установленном порядке.

К входному контролю допускаются изделия, поступившие с сопроводительной документацией, которые оформлены в установленном порядке с клеймом ОТК завода поставщика.

Изделия, поступившие на завод без сопроводительной документации, не оформленные ОТК завода-поставщика, входному контролю качества не подлежит, и в производство не запускаются.

Продукция, которая поступила от завода-поставщика, до проведения входного контроля храниться на складе.

Входной контроль изделия на ООО «Стройторг» проводится органолептическим методом и ведется до тех пор, пока поставщик предъявляет на контроль партии продукции, соответствующие установленным требованиям. В случае выявления каких-либо дефектов переходят к более усиленному контролю.

Результаты проведения контроля регистрируются для каждой партии изделий в «Журнале учета результатов входного контроля».

Принятые по результатам входного контроля изделия передаются в производство с отметкой в сопроводительных документах.

Забракованные при входном контроле изделия хранятся отдельно от остальных изделий в специально отведенном для этого места на участке входного контроля.

Если при проведении выборочного входного контроля изделий обнаружен брак, то входной контроль этой партии проводится в полном объеме в соответствии с нормативно-технической документацией на поставку.

При обнаружении брака в процессе входного контроля составляется протокол входного контроля и рекламационный акт, а также ставит в известность ОТК (мини завод), для вызова представителя завода-поставщика и подписания рекламационного акта. Забракованная продукция возвращается поставщику с экземпляром рекламационного акта.

ОТК ведет учет рекламаций с указанием причин забракования каждой партии изделий и результатов рассмотрения их заводов-поставщиком.

Состав и численность работающих участка входного контроля определяется исходя из объемов выполняемых работ по входному контролю, в соответствии с «Перечнем изделий, подлежащих входному контролю».

Перечень выполняемых работ и исполнители по видам работ приведены в таблице 5.

Таблица 5. Перечень выполняемых работ и исполнители по видам работ

№№ пп	Наименование выполняемых работ	Исполнители
1.	Проверка сопроводительных документов, правильности оформления, соответствия данных сопроводительных документов требованиям ГОСТов и ТУ	Инженер и контролер
2.	Регистрация партии изделий в журнале учета результатов входного контроля	Инженер
3.	Контроль упаковки, консервации, маркировки, комплектности	Контролер
4.	Контроль внешнего вида с целью выявления соответствия качества поверхности и геометрических параметров требованиям ГОСТов и ТУ	Контролер
5.	Отбор выборок изделий и передаче их на участок входного контроля. Составление акта отбора выборок	Контролер
6.	Оформление документации по результатам входного контроля, составление рекламационных актов и их учет	Начальник ОТК (мини завод)
7.	Сообщение ОТК завода и поставщику о поступлении бракованных изделий, вызов представителя-поставщика для оформления акта	Начальник ОТК (мини завод)
8.	Контроль за соблюдением правил и сроков хранения изделий на складе	Инженер
9.	Разработка руководящих материалов по входному контролю, инструкция для сотрудников ОТК	Начальник ОТК (мини завод)

Для организации рабочих мест контроллеров предусматривается необходимая оргоснастка: столы, стулья, тележки, письменные шкафы и т.п.

Результаты входного контроля материалов, представленные в виде сертификатов соответствия, документов о качестве предъявляются при приемке отдельных слоев кровельного покрытия.

Контроль качества продукции во время производства.

Контроль конкретной продукции выполняются в соответствии с тех. процессом и рабочими инструкциями организации.

Контроль точности раскроя материала обеспечивается наличием датчика перемещения полосы в оборудовании по производству металлочерепицы или профнастила.

В базовой комплектации линии используется контроллер CP1L -M60DR-A. В рабочей программе оборудования предусмотрена самопроверка функционирования алгоритма. Она имитирует поступление сигналов при срабатывании исполнительных механизмов (отрезного устройства, пресса, инверторов привода подающих валков стана и клети) при выдаче управляющих сигналов на них. Выходные реле контроллера при этом также срабатывают, позволяя по включению их индикаторов контролировать работу системы в автоматическом режиме и в режиме ручного управления.

Правильность производства листов проверяется путем сложения нескольких листов в пачку, при этом проверяется зазоры между листами (они должны быть минимальны) и размеры (одинаковыми).

Организация и проведение окончательного контроля регламентировано стандартом «Организация и проведение окончательного контроля готовых изделий». Реализация требований данного стандарта позволяет гарантировать, что все необходимые виды контроля и испытаний, включая предусмотренные виды входного контроля и испытаний, контроля и испытаний в процессе производства, были выполнены, а их результаты удовлетворяют установленным требованиям.

Контроль качества осуществляется непосредственно исполнителем (самоконтроль), работниками ОТК (мини завода). Состав и численность работников определяется исходя из объемов, сложности выполняемых работ.

2.4 Система управления несоответствующей продукцией

Целями управления несоответствиями являются:

- предотвращение рисков возникновения опасных условий для людей и окружающей среды,

- защита собственности организации,

- предотвращение риска снижения имиджа организации.

В ООО «Стройторг» ответственность за организацию управления несоответствующей продукцией несет зам. ген. директора по управлению качеством. Ответственность за управление несоответствующей продукцией в подразделениях предприятия несет начальник соответствующего подразделения, а также начальник ОТК.

Процесс управления несоответствующей продукцией предусматривает:

- оформление и изоляцию несоответствующей продукции, выявленной в процессе производства;

- анализ и принятие решения о дальнейшем использовании несоответствующей продукции;

- учет несоответствующей продукции.

Управление несоответствующей продукцией в ООО «Стройторг» регламентировано стандартами «Порядок обращения с несоответствующей продукцией» и «Порядок оформления и учета несоответствующей продукции».

Основаниями для действий с несоответствующей продукцией по стандарту являются:

- заявление рабочего изготовившего несоответствующую продукцию;

- заявление мастера, контролера ОТК обнаружившего несоответствия;

- возврат по предъявительской записке;

- запись в журнале входного контроля по межцеховой кооперации о несоответствии поступившей продукции.

Выявление несоответствия в процессе производства в цехах завода выполняется работниками цехов, служб ООО «Стройторг». Проверки, замечания и недостатки, выявленные в процессе выявления несоответствий фиксируются в «Журнале выявленных несоответствий» (рис. 14). Журнал выявленных несоответствий находится в технологическом бюро каждого цеха.

Рис. 14. Журнале выявленных несоответствий

Начальник участка и производственный мастер рассматривают выявленные несоответствия, ставят свою подпись в журнале и самостоятельно или совместно с начальником цеха, механиком или другими службами устраняют замечания в установленные сроки. После устранения несоответствий мастер должен сделать отметку в графе 9 журнала. Правильность и регулярность ведения заполнения «Журнала выявленных несоответствий» проверяются работником ОК не реже 1 раза в неделю. Работник ОТК записывает (при необходимости) в «Журнале выявленных несоответствий» замечания или указания.

Начальник цеха ежедневно просматривает «Журнал выявленных несоответствий» на закрепленных за ним участках и принимает меры по устранению недостатков.

Работник ОТК (мини завода) ежемесячно представляет начальнику ОТК отчет о количестве несоответствий, зафиксированных в журналах.

Ответственность за эффективность работ по выявлению несоответствий и контроль за правильностью ведения журнала несут работники ОТК. Ответственность за устранение отмеченных в журнале недостатков несут начальники участков и производственные мастера, а по цеху в целом - начальники цехов, и лица, назначенные ответственными в мероприятиях по устранению несоответствий, если таковые имеются.

Идентификация несоответствующей продукции производится отметкой «Х» на самом изделии несмываемой красной краской. Далее составляется акт о браке контролером ОТК по форме, указанной в рис. 15. После оформления акт регистрируется в журнале регистрации актов о браке (рис. 16).



Рис. 15. Акт на несоответствующую продукцию (брак)

Рис. 16. Журнал регистрации актов о браке

Несоответствующая продукция помещается в отведенных местах до принятия окончательного решения. Продукция с неустранимыми дефектами сдается в металлолом. Решение об утилизации принимает комиссия под председательством главного инженера, после оформления акта о браке.

Разрешение на производство с отклонением оформляется по специальной форме. Ответственный за оформление назначается начальник цеха изготовителя продукции, при замене материала, ответственным является отдел материально-технического снабжения (ОМТС).

Ответственность за изоляцию несоответствующей продукции несет производственный мастер, который помещает несоответствующую продукцию в изолятор в присутствии работника ОТК (мини завод). Ответственность за дальнейшее использование или утилизацию несет начальник участка, или начальник ОТК, после принятия окончательного решения по данному виду брака.

Учет несоответствующей продукции осуществляют работники ОТК для выявления наиболее повторяющихся и характерных дефектов с целью дальнейшей реализации корректирующих мероприятий, направленных на их устранение.

Что касается несоответствующей продукции, которая поступает на предприятие от поставщиков (поставка материалов, комплектующих изделий и полуфабрикатов, не соответствующих договору или требованиям нормативно-технической документации), на предприятие вызывается представитель поставщика для составления рекламационного акта.

Составленный рекламационный акт согласуется с юридическим отделом и утверждается зам. ген. директора по коммерческим вопросам. После утверждения акт отсылается поставщику для принятия мер по устранению несоответствия и удержания понесенных убытков.

Процедуры на корректирующие и предупреждающие действия включают использование соответствующих источников информации таких, как технологические процессы и рабочие операции, влияющие на качество продукции, разрешения на отступления, результаты аудитов, зарегистрированные данные о качестве, претензии потребителей с целью выявления, анализа и устранения причин существующих и потенциальных несоответствий.

Разработку, проведение и контроль корректирующих воздействий по выявленным несоответствиям на предприятии, а так же проверку эффективности корректирующих и предупреждающих мероприятий определяет стандарт «Порядок проведения корректирующих и предупреждающих действий и организация проверки их результативности».

2.5 Выводы

ООО «Стройторг» представляет собой организацию, специализирующеюся на производстве и продаже кровельных материалов и сопутствующих материалов - уголков, водостоков, крепёжных материалов и т.д.

В процессе анализа деятельности предприятии мной была изучена: маркетинговая среда предприятия ООО «Стройторг», которая включает в себя макро- и микросреду предприятия; история создания; организационная структура; ассортимент выпускаемой продукции; линии по производству металлочерепицы и профнастила; метод раскроя материала; система качества предприятия; система контроля качества, система управления несоответствующей продукции; а также процесс производства от момента получения заказа до доставки продукции потребителю. Мной была проведена также SWOT- анализ (преимущества, недостатки, возможности и угрозы) ООО «Стройторг».

Вследствие чего было выявлено, что ООО «Стройторг» не занимается проектированием раскроя металлочерепицы или профнастила для индивидуальных крыш, а имеющееся на предприятии оборудование для производства металлочерепицы и профнастила (хотя и имеет систему автоматического управления) не обеспечивает достаточную точность раскроя кровельных материалов, что в свою очередь оказывает огромное влияние на качество изготавливаемой продукции.

В результате был определен основной путь повышения эффективности производства, а именно за счет: создания отдела, который будет заниматься проектированием раскроя материала для индивидуальных крыш; усовершенствования автоматизированной линии для производства металлочерепицы и профнастила путем введения станка гидроабразивной резки для фигурного раскроя листовых материалов с числовым программным управлением.

3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОВЫШЕНИЮ ТОЧНОСТИ РАСКРОЯ КРОВЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

3.1 Создание отдела по проектированию раскроя для индивидуальных крыш

Исходя из того, что: во-первых, правильно произведенный расчет поможет сэкономить деньги, так как покупатель будет точно знать какое количество материала ему необходимо, а в следствии этого не придется переплачивать за излишки; во-вторых, при неправильном расчете материала может не хватить и придется приобретать недостающее количество листов, а это лишняя трата времени и средств для потребителя -- я предлагаю ООО «Стройторг» создать отдел, который занимался бы проектированием раскроя металлочерепицы или профнастила для индивидуальных крыш, т.к. это позволит предприятию повысить не только точность раскроя материала, но и привлечь большее число покупателей, занять большую долю на рынке, потеснив конкурентов, и увеличить общую массу прибыли за счет роста объема продаж.

Современные технологии позволяют рассчитать необходимое количество кровельного материала с точностью до миллиметров и избежать лишних расходов. Я предлагаю ООО «Стройторг» применить оригинальный метод раскроя кровли с применением предварительно выполненных с помощью специального программного обеспечения расчетов, а именно с помощью компьютерной программы Roof Builder.

Компьютерная программа Roof Builder предназначена для расчета потребности кровельного материала, доборных элементов и саморезов на кровлю различной конфигурации с представлением схемы укладки листов на каждом элементе кровли. Программа развивается при активном участии ведущих заводов-изготовителей, таких как Металлпрофиль, Rannila, Destata, а также ряду крупных строительных фирм. Обновление программы выходит приблизительно, раз в 1-2 месяца. Корректность работы алгоритма расчета подтверждена 8-х летней эксплуатацией многих фирм. Для ускоренного обучения работы с программой были написаны видео уроки.

Основные особенности программы:

расчет с использованием складских листов;

расчет с ограничением минимальной и максимальной длины;

расчет с упорядочиванием рядов;

расчет с выравниванием шага волны;

расчет на заказ;

расчет на заказ с использованием алгоритма, минимизации отходов;

расчет с на заказ с использованием минимального количества разрезов;

мультиязыковая поддержка (английский, русский);

корректировка любой величины при построении фигуры (изменение угла, изменение длины наклонной линии путем задания отдаления точки B от точки A);

поворот нарисованной фигуры на нужный угол;

групповое изменение длин при просмотре или распечатке;

полноценная работа в среде Citrix Metaframe (включая возможность работы, как опубликованное приложение);

адаптированна для работы на платформе Windows Vista;

2 возможности раскладки листов: ручной способ и автоматический;

рассчитываемая плоскость представляется в виде плоской геометрической фигуры, при этом направление ската ориентировано вниз или вверх.

Благодаря этому программному продукту покупатель не только будет точно знать, какое количество листов кровельного материала ему нужно будет закупить, но и какой длины лист нужно будет положить монтажникам в том или ином месте. Такой точный и расширенный расчет крыши позволит не только облегчить работу кровельщиков, но и сократит время покрытия кровли и сэкономит средства покупателей. Ведь в итоге покупатель получит наиболее оптимальный план-раскрой с минимальными отходами и будет точно знать, сколько материала уйдет в «отпил».



Программа представляет из себя 2D редактор плоскости с удобными элементами управления. Процесс черчения выполняется в любой последовательности. Для контроля над рассчитываемыми плоскостями программа оснащена специальным менеджером проекта, который позволяет перемещаться по плоскостям, а так же показывает статус: пустая плоскость, нарисован чертеж, плоскость рассчитана. Эти статусы разграничатся цветами (черный\серый, красный, синий). Программа имеет богатый набор инструментов для редактирования уже созданных плоскостей. Для облегчения поиска ранее созданных проектов в программе предусмотрен удобный менеджер проектов.

Данная программа расчета кровли создана настолько удобной и простой, что произвести все необходимые операции может даже непрофессионал.

Весь расчет укладывается в 4 обязательных шага (стадии).

Основные шаги при работе с программой:

1-й шаг. Информация о проекте.



Для начала расчета плоскости кровли необходимо осуществить выбор производителя, затем создать или отредактировать характеристики профиля, занести данные о клиенте, добавить необязательные для расчета данные, если они необходимы. Создание и редактирования профиля доступно только в версии Proffesional. Для большего удобства, вся справочная информация по профилям разбита по категориям и заводам изготовителям. На данный момент в ней присутствуют данные профилей, таких заводов как: Ruukki (Rannila), Weckman, Destata Profil, Металл Профиль, ИНСИ, ЛАДАПРОФИЛЬ, Plannja, Стилкон, Металлкомплект и.т.д. 

2-й шаг. Общий вид.

Далее выполняется создание и корректирование плана проекта так называемый вид сверху (необязательно), и последующего маркирования плоскостей подлежащих расчету. Общий вид кровли задается в свободном стиле, без придержания размеров и представляет собой удобное свойство проекта для поиска. Расчет плоскостей доступен и без создания общего вида. Достаточно только проставить их обозначения. Но благодаря общему виду проект будет иметь законченный вид при распечатке, и в добавок его будет легко отыскать как в электронном виде, так и в печатном. 

3-й шаг. Работа со скатами кровли.

Управление проектом благодаря этому окну становится удобным и доступным. В нем сотрудники отдела проектирования раскроя смогут выполнять такие операции как: Копирование / Зеркальное копирование как в прямом, так и в обратном направлении. Копирование доступно по вертикали и по горизонтали. Так же в этом окне доступна возможность автоматического расчета. Все операции можно выполнить с любым количеством выбранных плоскостей и в любом порядке.

4-й шаг. Калькуляция скатов

Выполнение расчета плоскости с указанием точных размеров. На этом шаге необходимо произвести занесение внешнего вида плоскости с указанием точных размеров и затем произвести расчет с использованием выбранных характеристик (свойств) профиля c использованием текущей библиотекой расчета. Выбор библиотек расчета доступен в свойствах программы. Наличие библиотек расчета является основной особенностью программы. Каждая библиотека разрабатывается для выполнения определенных задач: (расчет металлочерепицы или профнастила, расчет кровли, расчет стеновых панелей). Все необходимые операции по расчету кровли, выполняются в этом окне.

Зарегистрированные горячие клавиши (окно расчета):

F1 Рисование (таблица 6)

Таблица 6. Производимые операции, связанные с рисованием

Производимая операция	Клавиши
Выбор режима	F1
Рисования прямых линий (активизируется после установки начала рисования. Обозначается пунктирной линией)	Shift
Удаление точек и привязанных к ней линий (Клик лев кл мыши на точке)	Ctrl
Удаление линий (Клик лев кл мыши на линии)	Ctrl + Shift
Не используется	Alt
Вкл/Выкл возможности выполнения рисования с помощью ввода данных с клавиатуры и последующего нажатия кл Enter.	Enter

F2 Корректировка (таблица 7)

Таблица 7. Производимые операции, связанные с корректированием

Производимая операция	Клавиши
Выбор режима	F2
Увеличивает шаг на 10 (Применяется с **)	Shift*
Увеличивает шаг на 100 (Применяется с **)	Ctrl*
Не используется	Alt
Увеличение выделенных точек A-B влево на шаг 1. Может применяться с одновременным нажатием *	Влево**
Увеличение выделенных точек A-B вправо на шаг 1. Может применяться с одновременным нажатием *	Вправо**
Увеличение выделенных точек A-B вверх на шаг 1. Может применяться с одновременным нажатием *	Вверх**
Увеличение выделенных точек A-B вниз на шаг 1. Может применяться с одновременным нажатием *	Вниз**
Удаление выделенной линии (Обязательное условие: Должна быть выделена именно линия а не отдельно стоящие точки, или точки принадлежащие разным линиям.)	Del

F3 Расчет (таблица 8)

Таблица 8. Производимые операции, связанные с расчетом

Производимая операция	Клавиши
Выбор режима	F3
Увеличивает шаг на 10 (Применяется с **)	Shift*
Увеличивает шаг на 100 (Применяется с **)	Ctrl*
Осуществляет разрез выделенных листов	Alt
Осуществляет разрез листов по линии	Alt+Ctrl
Увеличивает длину выделенных листов на шаг 1. Может применяться с одновременным нажатием *	Вверх**
Уменьшает длину выделенных листов на шаг 1. Может применяться с одновременным нажатием *	Вниз**
Применяется для выделения группы листов. Для выделения необходимо нажать кл Ctrl и удерживая кликнуть лев кл мыши на желаемый для выделения лист. Не отжимая Ctrl продолжить выделения, кликая на другие листы.	Ctrl
Выполнение перерасчета со сдвигом вертикальной точки (начало расчета), влево на шаг 1. Может применяться с одновременным нажатием *	Влево**
Выполнение перерасчета со сдвигом вертикальной точки (начало расчета), вправо на шаг 1. Может применяться с одновременным нажатием *	Вправо**

5-й шаг. Вывод на печать или просмотр

Выполненный программой расчет можно распечатать или вывести на предпросмотр на любой стадии выполнения расчета.
Программа позволяет вывести на печать или на предпросмотр: план проекта (просмотр общего вида), раскрой с его характеристиками для выбранного для печати ската (просмотр скатов), а также суммарную составляющую расчета для любого проекта (просмотр суммы).

На каждой из стадий выполнения, персонал отдела по проектированию раскроя получает полный контроль над производимыми программой действиями. Они всегда могут отказаться от предложенных программой вариантов или дополнить их своими специфическими данными, для выполнения индивидуального расчета. К тому же произвести все необходимые вычисления эта программа может не только со стандартными величинами, но и с индивидуальными. Большим достоинством программного продукта является возможность учитывать целый ряд технических условий, среди которых: шаг волны, направление нахлеста и др. Эта программа расчета кровли может работать одновременно с несколькими чертежами (благодаря специальному менеджеру проектов). Причем можно расчерчивать каждую плоскость в любой последовательности и видеть то, в какой стадии находится каждая из них. Производить более точный расчет крыши позволяет также специальный набор инструментов, а результат можно сохранить в программе или распечатать [16].

3.2 Введение станка гидроабразивной резки с числовым программным управлением (ЧПУ)

3.2.1 Описание станка с системой управления - ЧПУ

В станках с ЧПУ управление рабочими органами в процессе обработки производится автоматически по заранее разработанной программе без непосредственного участия рабочего. Программное управление -- это такая система управления, которая обеспечивает автоматическую работу механизмов станка по легко переналаживаемой программе.

Принципиальное отличие станка с ЧПУ от обычного автомата заключается в задании программы обработки детали в математической (числовой) форме на специальном программоносителе. Отсюда и название -- числовое управление.

По заданной программе можно управлять: регулированием направления и скорости перемещения исполнительных органов станка, циклом работы станка, сменой инструмента и т. д.

Важной особенностью автоматизации процесса обработки на станках с помощью устройств программного управления является сохранение станками широкой универсальности. Это дает возможность производить на них обработку всей номенклатуры деталей, которая может быть произведена на универсальных станках соответствующих типов.

Программное управление позволяет: автоматизировать процесс обработки; сократить время наладки станка, сведя всю наладку к установке инструмента, заготовки и программы на станке; организовать многостаночное обслуживание в серийном и мелкосерийном производстве; повысить производительность труда, культуру производства и качество обработанных деталей.

Основной задачей рациональной эксплуатации станков с ЧПУ является обеспечение длительной и безотказной обработки на них деталей с заданной производительностью, точностью и шероховатостью обработанной поверхности при минимальной стоимости эксплуатации станков.

В парке машиностроения страны доля станков с ЧПУ будет непрерывно увеличиваться при одновременном повышении их технического уровня.

3.2.2 Описание технологии гидроабразивной резки

В основе технологии гидроабразивной резки лежит принцип эрозионного воздействия смеси высокоскоростной водяной струи и твёрдых абразивных частиц на обрабатываемый материал. Физическая суть механизма гидроабразивной резки состоит в отрыве и уносе из полости реза частиц материала скоростным потоком твердофазных частиц. Устойчивость истечения и эффективность воздействия двухфазной струи (вода и абразив) обеспечиваются оптимальным выбором целого ряда параметров резки, включая давление и расход воды, а также расход и размер частиц абразивного материала [9].

Вода, нагнетаемая насосом до сверхвысокого давления порядка 1000-6000 атмосфер, подается в режущую головку. Вырываясь через узкое сопло (дюзу) обычно диаметром 0,08-0,5 мм с околозвуковой или сверхзвуковой скоростью (до 900-1200 м/c и выше), струя воды поступает в смесительную камеру, где начинает смешиваться с частицами абразива - гранатовым песком, зернами электрокорунда, карбида кремния или другого высокотвердого материала. Смешанная струя выходит из смесительной (смешивающей) трубки с внутренним диаметром 0,5-1,5 мм и разрезает материал. В некоторых моделях режущих головок абразив подается в смесительную трубку. Для гашения остаточной энергии струи используется слой воды толщиной, как правило, 70-100 сантиметров.

Схема гидроабразивной резки показана на рисунке 17 [10].



Рис. 17. Схема гидроабразивной резки

Схема смешивания частицы абразива показана на рисунке 18 [10].

Рис.18. Схема смешивания частицы абразива

Достоинства гидроабразивной резки:

отсутствие термического воздействия на материал (температура в зоне реза 60-90єС);

существенно меньшие потери материала;

широкий спектр разрезаемых материалов и толщин (до 150 мм и более);

высокая эффективность резки листовых материалов толщиной более 8 мм;

отсутствие выгорания легирующих элементов в легированных сталях и сплавах;

отсутствие оплавления и пригорания материала на кромках обработанных деталей и в прилегающей зоне;

возможность реза тонколистовых материалов в пакете из нескольких слоев для повышения производительности, в том числе, за счёт уменьшения холостых ходов режущей головки;

полная пожаро- и взрывобезопасность процесса;

экологическая чистота и полное отсутствие вредных газовыделений;

высокое качество реза (шероховатость кромки Ra 1,6);

Недостатки данной технологии:

недостаточно высокая скорость реза тонколистовой стали;

ограниченный ресурс отдельных комплектующих и режущей головки.

высокая стоимость абразива (расходный материал).

Гидроабразивная резка осуществляется с помощью станков гидроабразивной резки.

Особенности конструкции:

Рабочая ванна станка

Несущие опоры станка выполнены из нержавеющей стали и имеют возможность простой замены в случае износа.

Для поддержки обрабатываемого материала на несущие опоры устанавливаются быстросменные ребра, что позволяет максимально защитить несущие опоры от воздействия гидроабразивной струи.

Для защиты рабочей зоны от шума и образующейся пыли, ванна станка оснащается системой быстрого подъема/опускания воды, что позволяет выполнять обработку детали, полностью погруженной в воду.

При таком подходе вся пыль, образуемая при обработке, остается в воде, а уровень шума при обработке снижается до 65 Дб.

Система перемещения

Станок имеет консольную конструкцию с ременным приводом перемещения осей.

Ременной привод прост в эксплуатации, подлежит легкой замене в случае его износа и наиболее приспособлен для работы на станках гидроабразивной резки, т.к. практически не боится попадания абразивного материала.

Для повышения точности позиционирования на станок устанавливаются линейные индуктивные датчики, позволяющие добиться точности позиционирования ±0,025 мм.

Перемещение осей выполняется по линейным направляющим, за счет чего обеспечивается высокая точность позиционирования, плавность хода и скорость перемещения.

Насос высокого давления

Наиболее важным узлом любой установки гидроабразивной резки является насос высокого давления.

Система ЧПУ

На гидроабразивные станки устанавливается система ЧПУ.

Выносной пульт с маховичком

При работе на любом станке очень удобным является использование маховичка и выносного пульта.

Данные устройства позволяют выполнить привязку или настройку, максимально быстро и точно.

Бак для абразива

Для простоты работы со станком устанавливаются баки для абразива.

Конструкция бака выполнена таким образом, что имеется возможность пополнения запасов абразива даже во время работы установки, что существенно экономит время.

Бак оборудован соответствующими датчиками контроля уровня абразивного материала.

Система поддержания постоянного зазора

Данная система представляет собой специальный контактный механизм, который, перемещаясь по листу, позволяет поддерживать оптимальный зазор между фокусирующей трубкой и материалом.

Поддержание постоянного зазора способствует точности и качеству реза, а также позволяет не беспокоиться за опасность столкновения фокусирующей трубки с материалом.

Угловая голова

Угловая голова позволяет выполнять поворот режущей головки в двух плоскостях с максимальным углом наклона до 60 градусов, что позволяет выполнять обработку фасок, криволинейных поверхностей, компенсировать конусность при обработке.

Угловая голова сконструирована таким образом, что при компенсации конусности или выполнении фаски по контуру, перемещение выполняется только по одной поворотной оси, что обеспечивает высокую точность обработки и постоянство угла.

При выполнении обработки сложных поверхностей, станок имеет возможность работы сразу по 5-ти координатам.

Датчик сканирования материала

При обработке на станках гидроабразивной резки возникает проблема, связанная с неровностью обрабатываемого материала.

Для решения данной задачи на станок может быть установлена лазерная или ультразвуковая система сканирования материала.

Такая система выполняет сканирование материала до обработки с заданным интервалом, что позволяет поддерживать требуемый зазор во время обработки материала и обеспечивает максимальную точность обработки.

При работе с маленькими деталями возможно сканирование только точек вреза.

Датчик контроля абразива

Датчик контроля подачи абразива выполняет проверку количества подаваемого абразивного материала во время обработки, что позволяет выполнять рез без постоянного присутствия оператора.

Это позволяет остановить обработку в случае попадания в режущую головку посторонних материалов, таких как остатки мешковины или посторонней фракции.

Диапазон допустимых значений задается непосредственно со стойки оператора и может быть изменен даже в процессе обработки.

Устройство удаления абразива

На гидроабразивный станок может быть установлена система удаления отработанного абразива.

Данная система состоит из бака отстойника и насоса.

Отличительной особенностью данной системы является использование мембранного насоса, который максимально приспособлен для работы в агрессивных средах, и прост в обслуживании.

Для удобства работы бак для отработанного абразива имеет быстросъемные разъемы для подсоединения шлангов и приспособлен для транспортировки кран-балкой или погрузчиком.

Устройства загрузки металла

Гидроабразивные станки оснащаются системами загрузки материала.

Наиболее распространены кран-балки с тельферами, оснащенные вакуумными или механическими захватами; пневматические и гидравлические подъемники с регулируемыми рычагами, поддерживающими материал в наиболее важных участках, широко применяются при обработке хрупких материалов [9].

3.2.3 Предприятие-производитель оборудования - компания DARDI International Corporation

Станок гидроабразивной резки портального типа DARDI серии DWJ30-BB

Профнастил и металлочерепица сегодня являются одними из самых популярных видов кровельных материалов. Эти материалы получили массовое применение в коттеджном и малоэтажном строительстве, обладая высокой долговечностью, надежностью и отличными эстетическими качествами.

Благодаря своим преимуществам на рынке стройматериалов профнастил и металлочерепица всегда пользуются повышенным спросом. Производство и реализация этих материалов может стать по-настоящему прибыльным и успешным бизнесом.

Главным условием для этого является использование современного высокопроизводительного оборудования для фигурного раскроя материала. Именно такое оборудование предлагает своим заказчикам американо-китайская компания DARDI International Corporation -- одно из ведущих предприятий отрасли.

Компания DARDI International Corporation является крупным производителем и поставщиком станков для гидроабразивной резки, расположена в городе Нанкине, Китай. Благодаря, более чем десятилетнему опыту работы в гидроабразивной промышленности, компания может с лёгкостью изготовить широкий спектр продукции, включая станок для гидроабразивной резки (портального типа), станок для гидроабразивной резки (консольного типа), насос высокого давления для гидроабразивной резки, систему роботизированной гидроабразивной резки, систему гидроабразивной очистки и многое другое. Они предлагают полный ассортимент запасных частей, такие как система подачи песка, система предупреждения столкновения, двойная режущая головка и многое другое. Компания занимается также разработкой моделью системы гидроабразивной резки с индивидуальной конструкцией, которая будет отвечать специальным требованиям.

Для того, чтобы предоставлять клиентам продукцию высокого качества, компания использует импортные детали, а также проводит строгий контроль качества в дополнении к механическим испытаниям и нагрузкам под давлением. Автоматизированное производство так же позволяет повысить качество их продукции. Благодаря их усилиям, все установки для гидроабразивной резки имею высокое качество и надежны, так же необходимо заметить, вся продукция компании DARDI International Corporation имеет сертификат СЕ, а производство организованно строго в соответствии с международным стандартом ISO9001:2000.

Оборудование для гидроабразивной резки, производства компании DARDI, имеет много преимуществ по сравнению с лазерной резки, такие как, повышенная эффективность, удобство в эксплуатации, простота в обслуживании и низкие эксплуатационные расходы. Так же, их станки для гидроабразивной резки не вызывают тепловых искажений материала в процессе резке. Станки для гидроабразивной резки могут резать большое количество материалов, таких как нержавеющая сталь, медь, алюминий, стекло, камень, керамика, пластик и композитные материалы. В результате, оборудование для гидроабразивной резки, производства компании DARDI, широко используется в широком спектре отраслей промышленности, в том числе: в аэрокосмической, в автомобильной, в военной, в строительстве, в химической и во многих других отраслях обрабатывающей промышленности.

Компания DARDI сопровождает клиентов полным обслуживанием, в том числе монтаж, наладка, обучение персонала и поставка запасных частей. Продукция компании DARDI International Corporation популярна среди клиентов в США, Канаде, России, Италии, Австралии, Юго-Восточной Азии и на Ближнем Востоке.

Станок гидроабразивной резки портального типа DARDI серии DWJ30-BB показан рис. 19.

Рис.19. Станок гидроабразивной резки портального типа DARDI серии DWJ30-BB

Станок предназначен для фигурного раскроя различных листовых материалов большого размера. Высокоточная гидроабразивная резка. Эргономичный человеко-машинный интерфейс. Программное обеспечение позволяет решать множество задач: от увеличения продуктивности работы до расчета сроков и стоимости работы.

DWJ30-BB серия машин портального типа в таблице 9.

Таблица 9. DWJ30-BB серия машин портального типа

Модель	3020	3040	3060	3080
Размеры стола	3170Ч2130 мм	3170Ч4130мм	3170Ч6130 мм	3170Ч8130 мм
Перемещение по осям	X	3000мм	3000мм	3000мм	3000мм
	Y	2000мм	4000мм	6000мм	8000мм
	Z	210мм	210мм	210мм	210мм
Тип привода	Сервопривода переменного тока (Japan YASAKAWA)
Точность позиционирования	±0.1мм
Точность повторения	±0.025мм
Скорость перемещений	0-15м/мин
Электропитание	220/380/415 VAC,50/60 HZ
Система ЧПУ	FAGOR 8035/8040

  Исполнительные механизмы и сервоприводы YASKAWA (Япония) отличаются высоким качеством и гарантируют отличную точность раскроя. Направляющие и ШВП (шарико-винтовые передачи) - Тайвань.

Оптимальные показатели стабильности и отсутствие вибраций и искажений даже на больших скоростях работы обеспечиваются тщательно спроектированной конструкцией машины.

Программное обеспечение (на английском языке) специально спроектировано фирмой NEWCAM (Тайвань) для DARDI INTERNATIONAL CORPORATION. Программа работает в среде операционной системы WINDOWS XP. С ее помощью также можно производить расчет времени и стоимости резки. Основной упор сделан на эффективной экономии обрабатываемого материала.

Современная система управления CNC (ЧПУ), применяемая в резке - FAGOR (Испания). Встроенная система впрыска масла облегчает техническое обслуживание станка. Длительный срок службы машины обеспечивается наличием системы защиты.  Технические характеристики системы высокого давления машины в таблице 10.

Таблица 10. Технические характеристики системы высокого давления машины

Модель	Макс. Давление МРа	Мощность, КВт/л.с.	Кол-во форсунок	Макс. расход воды, л/мин	Диаметр сопла, мм	Габариты ДхШхВ, м	Масса, г
DIPS6-2230	300	22/30	1	3,1	0,25	1,6х0,9х1,2	900
DIPS9-3040	380	30/40	2	3,1	0,3	1,7х1,0х1,2	1000
DIPS7-3740	380	37/50	2	3,7	0,33	1,7х1,5х1,4	1300

Давление воды на входе - более 0,2 МРа
Питание 220/380/415В; 50/60 Гц.

Создаваемое насосом непрерывное и стабильное давление воды гарантирует прекрасное качество резки.

Машины могут работать непрерывно

Безопасные условия эксплуатации и удобство в обслуживании обеспечиваются наличием функции самодиагностики.

Система высокого давления DIPS6-2230 производится непосредственно компанией DARDI INTERNATIONAL CORPORATION полностью из комплектующих китайского производства.

Узловые компоненты системы DIPS9-3040 - производства США и/или Германии.

Основная часть комплектующих в системе DIPS7-3740 - западного производства.

Установка гидроабразивной резки портального типа позволяет раскраивать листовой материал широкого диапазона толщин и прочностных характеристик по заданной программе. Гидроабразивная резка, производимая при помощи данного оборудования, выполняется с безупречным качеством поверхности реза, высокой точностью контура математической модели, недостижимой при использовании других методов раскроя [10].

3.3 Выводы

Таким образом, деятельность по производству металлочерепицы и профнастила будет выглядеть, так:

Покупатель в процессе заказа указывает какой именно материал ему нужен, тип крыши и размеры каждого ската.

Отдел по проектированию раскроя для индивидуальных крыш, исходя из заказа покупателя, с помощью программы Roof Builder рассчитывает потребности кровельного материала (длину и количество прямоугольных и фигурных листов металлочерепицы или профнастила), доборных элементов и саморезов на кровлю данной конфигурации с представлением схемы укладки листов для каждого элемента кровли (ската) с учетом имеющихся вырезов. Эти данные распечатываются в двух экземплярах: один экземпляр передается на производство; другая - потребителю. На данном этапе осуществляется оплата заказа покупателем.

Процесс производства:

сначала с помощью оборудования для профилегиба/профилирования металлочерепицы/профнастила получают все листы (в том числе и фигурные) в виде прямоугольной формы. При этом размеры листов (длина и количество прямоугольных листов) соответствуют полученной программой Roof Builder данным;

а затем с помощью станка гидроабразивной резки портального типа DARDI серии DWJ30-BB из некоторых прямоугольных листов металлочерепицы или профнастила получают листы фигурной формы путем вырезание или отрезание материла (если это предусмотрено схемой укладки листов для какого-нибудь ската крыши).