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.
ПРЕОДОЛЕНИЕ НЕПРЕОДОЛИМОГО
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.
Совершенно понятно, что производительность зависит и от размеров камеры с водородом. Поставил туда, скажем, сотню кристаллов, и одновременно металлическими матрицами обрабатывается эта сотня под надзором бдительной автоматики.
Итак, появилась необычайно обнадеживающая возможность изготовления самых разнообразных рабочих инструментов из непреодолимого ранее камня. Например, алмазные полусферы для выглаживания поверхности узлов трения машин и механизмов. Механическое шлифование и полирование их весьма трудоемко. Если же применить якутский метод, то полусфера получается быстрее и точнее. Как рабочий инструмент, она уменьшит степень шероховатости поверхности деталей в 40 раз. Новый способ даст возможность придать граням алмазных резцов в буровых коронках такие углы, которые приведут к резкому повышению их рабочих способностей.
СВЕТОЧИ ЗНАНИЯ
АРХИМЕД
Из светлого эллинистического мира сквозь мрачную тьму средневековья светит нам радостное, ясное имя — Архимед!
Кто же не знает Архимеда? Ведь это именно он, выскочив из ванны, бежал голышом по улице, крича «Эврика!». Ведь это именно ему принадлежит гордая самоуверенная фраза: «Дайте мне точку опоры, и с помощью рычага я подниму Землю!» Ведь это именно он, наконец, во время разграбления Сиракуз отстранил римского легионера, заставшего его во время размышлений над набросанным на песке чертежом, и сказал: «Размозжи голову, но не касайся моих линий!»
И все-таки мы должны разочаровать читателя, ибо единственное, что достоверно известно об Архимеде, — это дата смерти: он погиб в 212 году до нашей эры при взятии Сиракуз римлянами. Дата рождения — 287 год до н. э. — установлена лишь приблизительно. Биография Архимеда, написанная неким Гераклидом, утрачена, а по темным недомолвкам и отрывочным сведениям, рассеянным в сочинениях писателей древности, восстановить жизнеописание великого грека затруднительно. Можно лишь предполагать, что родился Архимед в Сиракузах в Сицилии в семье математика и астронома Фидия. С детства получил он основательную математическую подготовку, некоторое время жил в Александрии, потом вернулся на родину, где и жил до самой смерти.
К великому счастью для науки, до нас дошли некоторые его произведения — и этого достаточно, чтобы понять: Архимед был гений.
Сейчас никого не затруднит задача: как вычислить длину окружности? Всякий знает — надо умножить диаметр круга на знаменитое число л =3,141159… А кто первый установил эту важную истину? Кто первый доказал, что л должно быть больше g, но меньше 223\71?
В наше время по формулам из учебника каждый легко убедится в том, что поверхность шара в четыре раза больше площади большого круга и что объем и поверхность цилиндра, описанного вокруг шара, ровно в полтора раза больше объема и поверхности самого шара. Но кто впервые обнаружил эти и многие другие замечательные геометрические закономерности?
Все это сделал Архимед!
Сейчас человек, владеющий высшей математикой, без особого напряжения сумеет вычислить площадь параболы и спирали, объемы и поверхности сфероидов и коноидов. А кто впервые две с лишним тысячи лет назад сумел решить эти и многие другие задачи?