ЧПУ в колледже: как не надо — и как НАДО учить

Часть I

Машиностроительные технологии — это основа промышленного могущества страны. Сердцевиной машиностроительных технологий является механическая обработка во всех ее формах, среди которых главная — обработка резанием, то есть РЕЗЦОМ, ФРЕЗОЙ, СВЕРЛОМ и другим режущим инструментом.

Универсальные токарный и фрезерный станки долгое время определяли облик машиностроительных предприятий. Искусство работы на станке высоко ценилось (да и сейчас ценится). Из поколения в поколение передавались рассказы об уникальных токарях и фрезеровщиках - жил, дескать, такой «мастер — золотые руки», который мог… И это были не сказки. Действительно, уникальность деталей и точность работы тех умельцев до сих пор поражают воображение.

Но, жизнь стремительно идет вперед, она требует поставить уникальность и точность «на поток». И, с появлением цифровых технологий, это стало возможным.

Более того, стремительное развитие и внедрение цифровых технологий в сферу разработки изделий и подготовки производства, а также непосредственная интеграция в эту сферу средств механообработки, произвели в течение короткого времени революцию во всем машиностроительном производстве.

Сейчас облик машиностроения определяет СТАНОК с Числовым Программным Управлением (станок с ЧПУ). Именно станок с ЧПУ решил проблему и точности, и уникальности, и гарантированной повторяемости технических характеристик изготовляемой детали.

«Золотые руки» по прежнему в цене, но, планово «выращивать» их во все времена было невозможно. А вот квалифицированных операторов станков с ЧПУ — вполне можно готовить массово.

Если беспристрастно понаблюдать за работой современного станка с ЧПУ, можно констатировать, что человеку в этом процессе отведена роль квалифицированного обслуживающего персонала. Он должен настроить станок с ЧПУ перед началом работы, ввести в его память программу, произвести дежурную операцию «привязки» инструментов, поменять, при необходимости, резцы, сверла или фрезы в инструментальном барабане или магазине.

Для неспециалиста это покажется парадоксальным, но, станки с ЧПУ не требуют высокой квалификации станочника!

Если продолжить эту мысль, то на 95% успех изготовления детали закладывается еще до того, как станок с ЧПУ включился — на этапе конструкторской и технологической подготовки, которая заканчивается программой в машинных кодах для системы управления станка с ЧПУ. Эта подготовка ведется с помощью специализированного программного обеспечения систем автоматизации проектирования (САПР), которое сейчас имеет всеобъемлющий для всего производства охват.

Применительно к станку с ЧПУ наиболее важны два модуля этого САПР:

• CAD (computer-aided design) — для автоматизации двумерного и трехмерного геометрического проектирования, создания конструкторской документации;
• CAM (computer-aided manufacturing) — для технологической подготовки производства изделий и создания управляющих программ для станков с ЧПУ.

Программный комплекс CAD/CAM позволяет рассчитывать и анализировать 3D-модели сложных деталей, а также виртуально моделировать весь процесс изготовления детали задолго до включения станка.

Как же готовить операторов станков с ЧПУ в системе СПО?

Сразу скажем, как НЕ НАДО готовить.

Категорически нельзя уставлять учебные лаборатории-мастерские промышленным оборудованием, многотонными дорогими станками и обрабатывающими центрами, в расчете на то, что они-то и совершат переворот в учебе. Для повседневного группового учебного процесса они совершенно бесполезны!

Ничего, кроме желания «пустить пыль в глаза» начальству, за такой политикой оснащения лабораторий не стоит.

К сожалению, многие учебные заведения идут на поводу у работодателей, требующих сразу учить студента на промышленной стойке станка с ЧПУ! Еще раз подчеркну, что это, в лучшем случае, вредное заблуждение под маской «ближе к производству».

Необходимость противостоять этому заблуждению и явилась, во многом, побудительным мотивом для написания этой статьи.

Поскольку статья написана для преподавателей, то, специально для них, подчеркну, что «заводчане», при всем к ним уважении, совершенно не разбираются ни в дидактике, ни в методологии, ни вообще, в образовании.

По пунктам.

1.

Заводчане совершенно не представляют себе, что, например, есть ежедневные групповые лабораторно-практические занятия, когда нужно на 4 часа загрузить работой одновременно 15−18 человек, чаще всего слабо подготовленных на первых порах. И многотонный дорогущий станок с ЧПУ годится в этом случае только для того, чтобы вокруг него всей группой водить хоровод!

Вот две показательные фотографии.

Слева — занятия группы на большом обрабатывающем центре. Мастер производственного обучения что-то делает в станке, двое юношей, руки в карманах, созерцают на удалении, остальные из группы заняты другими делами.

А справа — идет занятие группы в лаборатории-мастерской (с учебными токарными и фрезерными станками с ЧПУ), поставленной в этот колледж компанией «Дидактические Системы». Станки, конечно, поменьше, но это полноценные станки с ЧПУ. На каждом станке — минибригада из двух человек. Никакого созерцания, в группе «не спрячешься», у каждой минибригады индивидуальное задание, — в конце занятия их попросят предъявить результат работы и выставят оценки. И так — изо дня в день, во всех учебных группах.

Спрашивается, где эффективность образовательного процесса выше?

Ответ очевиден.

2.

Заводчане требуют учить студентов, например, только на станках с управляющими стойками «FANUC», потому что у них на заводе на всех станках система ЧПУ «FANUC», не понимая того, что это - задача для учебного центра их завода, а не для образовательного учреждения!

На завод, «к Фануку», попадут единицы. А оборудование с ЧПУ — оно сейчас везде. И в строительстве, и в легкой промышленности, и в пищевой — везде нужно кроить, резать, гнуть, гравировать, обрабатывать материалы, и слово «Фанук» там мало что кому скажет, но везде нужны операторы оборудования с ЧПУ.

Разного оборудования, с разным ЧПУ!

А на соседнем заводе не «FANUC», а «HAAS»! И что прикажете делать?

3.

Вместе с тем, мировая тенденция в ЧПУ — все бОльшую долю в производстве занимает оборудование с открытой системой управления (с компьютерным ЧПУ). Это оборудование не имеет традиционных стоек, характерных для станков с ЧПУ, и управляется с помощью специального программного обеспечения, установленного на обычном персональном компьютере. При этом, клавиатура и мышь выполняют функции устройств управления и ввода управляющих команд, а экран монитора — дисплея стойки станка с ЧПУ.

У ЧПУ-станков с открытой системой управления масса преимуществ. Чтобы их квалифицированно описать, понадобится еще одна статья. Если коротко — универсальность, дешевизна, удобство и оперативность управления, наглядность интерфейса, легкость в освоении и т. д.

Есть и недостатки, но они проходят по категории «детские болезни» и постепенно изживаются. Так что, тенденция — налицо!

И за стойки, «Фанук» это или «Сименс», держаться не нужно.

4.

Один обрабатывающий центр стоит в несколько раз дороже, чем полноформатная учебная лаборатория-мастерская производства ЗАО «ДиСис» с рабочими местами для CAD/CAM-подготовки, предустановленными САПР, несколькими учебными настольными токарными и фрезерными станками с ЧПУ, специализированными интерактивными программными комплексами подготовки операторов станков с ЧПУ и комплектами методического обеспечения.

А, между прочим, оснащение идет из выделенных государственных средств. Так не лучше ли купить вместо одного бесполезного обрабатывающего центра полноформатную лабораторию-мастерскую ЧПУ, да впридачу, на остаток государственных средств, еще и учебные лаборатории сварки, литья, обработки металлов давлением и материаловедения.

Как раз в сумме то на то и выйдет. С той лишь разницей, что Вы за те же деньги обеспечиваете учебный практикум почти по всему направлению «Технология машиностроения».

5.

И, наконец. Утверждал и буду утверждать, что промышленное оборудование для повседневного учебного процесса не годится, учить нужно на учебном оборудовании, специально спроектированном и подготовленном для обучения. Нельзя курсанта летного училища сходу сажать на сверхзвуковой истребитель, он должен сначала на биплане полетать-освоиться.

Умные руководители производства, когда оснащали у себя на заводах Учебные центры, заказывали у нашей компании именно специализированное учебное оборудование, хотя в цехах у них нет недостатка в станках. И таких Учебных центров на ведущих предприятиях на нашем счету десятки!

А на большие станки ребята выйдут в свое время — уже знающими, подготовленными, во время производственной практики и далее на рабочем месте.

А как НАДО готовить? Предлагаем — в соответствии с Концепцией ДиСис.

Об этом — в части II.

Кандидат технических наук

Маландин Геннадий Юрьевич