91110

Особенности организации автоматизированного производства

Лекция

Менеджмент, консалтинг и предпринимательство

ГПС предназначена для выполнения основных производственных процессов заготовительных механических и других видов обработки и сборки. По организационным признакам различают следующие виды ГПС: гибкая автоматизированная линия ГАЛ гибкая производственная система в которой технологическое оборудование расположено в принятой последовательности технологических операций; гибкий автоматизированный участок ГАУ гибкая производительная система функционирующая по технологическому маршруту в котором предусмотрена возможность изменения...

Русский

2015-07-13

57.83 KB

9 чел.

Особенности организации автоматизированного производства

7.1. Особенности организации автоматических поточных линий

Поточное производство в своем развитии идет по пути автоматизации.

Комплексно-механизированное и автоматизированное поточное производство — это система машин, оборудования, транспортных средств, обеспечивающая строго согласованное во времени выполнение всех стадий изготовления изделий, начиная от получения исходных заготовок и кончая контролем (испытанием) готового изделия и выпуска продукции через равные промежутки времени.

Сначала были созданы автоматические линии и жесткие заводы - автоматы. С появлением электронно-программного управления создавались станки с числовым программным управлением (ЧПУ), обрабатывающие центры и автоматические линии, содержащие в качестве компонента оборудование с программным управлением.

В основе автоматизированного производства лежат автоматические линии, которые обладают всеми преимуществами поточного производства, позволяют непрерывность производственных процессов сочетать с автоматичностью их выполнения.

Автоматическая линия - это система машин-автоматов, размещенных по ходу технологического процесса и объединенных системой управления и автоматическими механизмами и устройствами для решения задач транспортировки, накопления заделов, удаление отходов, изменения ориентации.

Автоматические линии служат для выполнения в автоматическом режиме определенных операций (стадий) производственного процесса и зависят от вида исходных материалов (заготовок), габаритов, массы и технологической сложности изготовляемых изделий, поэтому в состав автоматических линий

может входить разное количество оборудования: от 5 до 10 единиц для изделий средней сложности и до 100-150 единиц оборудования при массовом производстве сложных изделий.

В комплекс автоматических линий входит транспортная система, предназначенная для подачи заготовок со склада к стендам, перемещения подвесного технологического оборудования от одного стенда к другому, для транспортировки со стендов готовых изделий па главную линию или склад готовой продукции.

Выделяют жесткие (синхронные) автоматические линии с характерной жесткой межагрегатной связью и единым циклом работы станков и гибкие (несинхронные) автоматические линиис гибкой межагрегатной связью. В этом случае каждый станок имеет индивидуальный магазин-накопитель межолерацишшых заделов. В зависимости от функционального назначения автоматические линии в машиностроении могут быть заготовительными, механооб- рабатывагощими, термическими, механосборочными, сборочными, контрольно-измерительными, упаковочными, консервациопными и комплексными.


При цикловой производительности простои линии полностью отсутствуют, при потенциальной учитываются затраты времени на регулировку и подпаладку оборудования. Фактическая производительность учитывает потери времени по организационным причинам.

Технический уровень автоматической линии отражает уровень цикловых непроизводительных затрат времени и внецикловых простоев из-за плановых и внеплановых ремонтов.

Автоматические линии делятся на участки, синхронизация обеспечивается по группам операций на каждом участке.

Широкое применение в практике нашли роторные машины и роторные автоматические линии. Автоматическая роторная линия  в отличие от автоматической линии монтируется в соответствии с требованиями технологического процесса из отдельных роторных машин и может быть перегруппирована на основе блочно-модульного принципа. Роторные линии работают следующим образом. Во вращающемся цилиндре-роторе имеются гнезда по количеству операций для изготовления деталей. На периферии рабочего ротора монтируются рабочие инструменты в быстросъемиых блоках на равном расстоянии друг от друга и рабочие органы, сообщающие инструментам необходимые движения. Установленная особым приспособлением в гнездо заготовка направляется навстречу орудиям обработки. Поворот по кругу гнезда с заготовкой означает окончание одной операции и переход к следующей. Преимущество роторных линий сострит в исключении транспортных операций. Пока идет обработка одной и той же детали, они не требуют переналадки инструмента. На каждой роторной линии можно одновременно обрабатывать несколько разных деталей, устанавливая в разных позициях ротора необходимые инструменты, что позволяет автоматизировать изготовление небольших серий изделий.

Роторные линии отличаются также определенной гибкостью. Они позволяют автоматизировать обработку некоторых однотипных деталей и получать высокие технико-экономические показатели.

7.2. Организационно-технические особенности создания и эксплуатации роботизированных технологических комплексов

Прогрессивная область техники -  робототехника. Она решает задачи создания отдельных промышленных роботов и роботизированных объектов и процессов. Промышленный робот - это механическая система, включающая манипуляционные устройства, систему управления, чувствительные элементы и средства передвижения. Промышленные роботы первого поколения (автоматические манипуляторы) работают по заданной «жесткой» программе. Промышленные роботы второго поколения оснащены системами адаптивного управления, представленные различными сенсорными устройствами (техническое зрение, очувствлеиные схваты и т. д.) и программами обработки сенсорной информации. Роботы третьего поколения позволяют выполнять самые сложные функции при замене в производстве человека, поскольку они обладают искусственным интеллектом.

Роботы-манипуляторы имеют механическую «руку», управляемую с пульта управления, и систему рычагов и двигателей, приводящих ее в действие. Наибольшее распространение получили манипуляторы с дистанционным управлением и механической «рукой» на подвижном или неподвижном основании.

Промышленные роботы имеют перед человеком преимущество в скорости и точности выполнения однообразных операций, манипулятор может осуществлять такие движения, которые человек не может выполнить физически.

Роботы-автоматы кроме «рук» имеют «электронный мозг» - миниатюрную специализированную электронно-вычислительную машину, которая управляет роботом по заданной программе с учетом изменения окружающей обстановки.

Сегодня роботы успешно заменяют человека на химических предприятиях и в научных лабораториях, где приходится иметь дело с вредными химическими или радиоактивными веществами, на атомных электростанциях, в помещениях с повышенным уровнем радиации, в кузнечных цехах для работы с раскаленными и тяжелыми заготовками, на морском дне при строительных работах и в других случаях.

Принципиальным отличием робототехники является ее широкая универсальность (многофункциональность) и гибкость (мобильность) при переходе на выполнение других, принципиально новых операций без дополнительных затрат.

С помощью промышленных роботов можно объединять технологическое оборудование в отдельные робототехнические комплексы различного масштаба, не связанные жестко планировкой и числом комплектующих агрегатов.

Разнообразие производственных процессов предопределяет различные типы роботизированных технологических комплексов. Простейшим типом роботизированных технологических комплексов является роботизированная технологическая ячейка, в которой выполняется небольшое количество технологических операций. Роботизированная технологическая ячейка лежит в основе более крупных роботизированных комплексов: роботизированного технологического участка, роботизированной технологической линии. Роботизированный технологический комплекс может быть представлен в виде цеха, состоящего из нескольких, автоматизированных складов и транспортных промышленных роботов. Высшей формой развития роботизированного производства является роботизированный завод.

В результате внедрения роботов меняется организация управления технологическими процессами, ликвидируются ручные операции, сокращаются межоперационные запасы предметов труда, повышается производительность труда и качество продукции.

Критерием функционирования роботизированного технологического комплекса в отличие от автоматических линий и автоматических  роторных  линий является условие наиболее полной загрузки включенного в его состав оборудования. При решении организационно-экономических задач использования роботизированных технологических комплексов важно обеспечить безотказность, долговечность, ремонтопригодность и их сохраняемость.

     

7.3. Организационно- технические особенности создания и эксплуатации гибких производственных систем

Важным направлением внедрения достижений научно-технического прогресса и решения задач обновления и расширения ассортимента выпускаемой продукции является создание гибких производственных систем.

Гибкие производственные системы в соответствии с государственным стандартом представляет собой совокупность в разных сочетаниях оборудования с числовым программным управлением, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающих свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.

ГПС предназначена для выполнения основных производственных процессов (заготовительных, механических и других видов обработки и сборки). Такая система обладает способностью быстрой переналадки для изготовления различных изделий данного конкретного производства.

Гибкие производственные системы применяются в различных типах производства и различаются по характеру выпускаемой продукции и видам выполняемых работ, по количеству и масштабу агрегатов, объединенных в систему, по степени автоматизации отдельных элементов и всей системы в целом, уровням организационной структуры и другим признакам.

По организационным признакам различают следующие виды ГПС:

  1.  гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) — гибкая производственная система, в которой технологическое оборудование расположено в принятой последовательности технологических операций;
  2.  гибкий автоматизированный участок (ГАУ) — гибкая производительная система, функционирующая по технологическому маршруту, в котором предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования;
  3.  гибкий автоматизированный цех (ГАЦ) — гибкая производственная система, представляющая собой в различных сочетаниях совокупность гибких автоматизированных и роботизированных технологических участков для изготовления изделий заданной номенклатуры;
  4.  система обеспечения функционирования технологического оборудования ГПС — совокупность в общем случае взаимосвязанных автоматизированных систем, обеспечивающих проектирование изделий, технологическую подготовку их производства, управление гибкой производственной системой при помощи ЭВМ и автоматическое перемещение предметов производства и технологической оснастки.


В общем случае в систему обеспечения функционирования ГПС входят: автоматизированная транспортно-складская система (АТСС), система автоматизированного контроля (САК), автоматизированная система удаления отходов (АСУО), автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО), автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУТП); автоматизированная система научных исследований (АСНИ), система автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТП11), автоматизированная система управления ГПС (АСУ ГПС) и др.

Обязательным требованием при проектировании ГПС является обеспечение блочно-модульного принципа. Гибкий производственный модуль (ГПМ) — это автономно функционирующая единица технологического оборудования. Роботизированный технологический комплекс (РТК) — это совокупность единиц технологического оборудования, промышленного робота и средств их оснащения, автономно функционирующая и осуществляющая многократные циклы.

Основными характеристика ми ГПМ и РТК являются: способность работать некоторое время автономно, без участия человека; автоматическое выполнение всех основных и вспомогательных операций; гибкость, удовлетворяющая требованиям мелкосерийного производства; простота наладки, устранения отказов основного оборудования и систем управления; совместимость с оборудованием традиционного и гибкого производства; высокая степень завершенности обработки деталей с одной установки; высокая экономическая эффективность.

Эффективность ГПС обеспечивается за счет функционирования системы автоматизированного проектирования, АСТПП, АСОПП и других автоматизированных систем.

Интеграция всех автоматизированных систем в рамках АСУП ведет к создапшо гибкого автоматизированного производства (ГАП). Затраты на создание, приобретение, содержание и использование средств автоматизации очень велики, поэтому автоматизация производства должна иметь социально-экономическое обоснование.

Для обеспечения эффективности ГПС выделяют две группы задач:

  1.  организацию взаимодействия ГПС со смежными подразделениями предприятия;
  2.  организацию производственного процесса в самой ГПС.

Производительность оборудования ГПС оценивают как степень использования фонда времени оборудования, входящего в ее состав.

При использовании групповой технологии обработки деталей на ГПС целесообразно закреплять детали за оборудованием. Критерием закрепления деталей служит минимум переналадок.


Уровень автоматичности элементов ГПС характеризуется следующими показателями;

  1.  средней продолжительностью работы в автоматическом режиме (без вмешательства обслуживающего персонала);
  2.  средней продолжительностью обслуживания;
  3.  максимальной продолжительностью работы без поступления заготовок (полуфабрикатов) и инструмента извне.

Последний показатель определяется трудоемкостью обработки деталей, одновременно подаваемых на станок (при автоматической смене деталей — емкостью магазина заготовок), и ресурсом режущего инструмента (в частности, наличием подготовленных инструментов-дублеров).

По мере совершенствования оборудования и интеллектуализации систем управления (введения функции автоматического измерения и внесения коррекции, активного контроля за состоянием режущего инструмента и автоматического перехода на инструмент-дублер) вмешательство оператора становится необходимым только для поддержания запаса инструмента и проведения переналадок.

Обеспечению бесперебойной работы ГПС способствует склад изделий, где хранятся заготовки и детали. Склад представляет собой определенное количество ячеек (как в местных накопителях, так и в центральном складе). Вместимость ячейки может быть принята равной размеру партии детали. Для надежного функционирования и упрощения оснастки проводится специализация ячеек, т. е. закрепление их за определенным оборудованием.

В промышленности сформировались два основных направления создания ГПС. Первое направление - создание ГПС на базе вновь изготавливаемого, а в ряде случаев - специально проектируемого нового оборудования (ГПС-Н). Однако реальные возможности изготовления оборудования для ГПС-Н и значительные едииовременные капиталовложения на его приобретение не позволяют удовлетворить существующие потребности, поэтому возникло второе направление  создание ГПС на базе уже имеющегося на предприятии действующего оборудования с ЧПУ (ГПС-Д), Это направление в ряде случаев экономически более целесообразно, поскольку единовременные капиталовложения сводятся к затратам па модернизацию основного оборудования, приобретение вспомогательного оборудования (АТСС, оргоснастки рабочих мест) и системы управления (вычислительной техники и программного обеспечения), а также на проведение реконструкции неха (участка), что в совокупности составляет 15-25 % общей стоимости ГПС из 30 станков токарной и сверлильно-фрезерной групп. Для многоцелевых станков эта доля еще ниже. В ряде случаев при создании ГПС-Д частично приобретается новое оборудование.

ГПС-Н предназначаются для решения конкретной технологической задачи, например изготовления деталей типа тел вращения, корпусных или плоских деталей определенных типоразмеров, а наиболее высокоавтоматизированные ГПС - для изготовления всего нескольких наименований деталей. ГПС-Н содержат небольшое (210)  число станков. При их создании за счет рационального выбора оборудования можно сократить количество используемых моделей станков, что при сохранении технологических возможностей увеличивает надежность и гибкость системы в целом.

Цель создания ГПС-Д - повышение эффективности использования уже имеющегося оборудования с ЧПУ, и вполне естественно желание предприятия сконцентрировать в ГПС как можно большее число станков, поэтому ГПС-Д часто состоят из нескольких технологически не связанных или слабо связанных подкомплексов. Поскольку парк станков с ЧПУ на предприятии формируется постепенно и не всегда имеет возможность приобретения одинаковых станков, для ГПС-Д характерно разнообразие моделей оборудования, в том числе станков близкого технологического назначения. В ряде случаев станки одной модели имеют разные устройства ЧПУ, различную оснащенность и т. д. Это уменьшает гибкость и надежность работы ГПС и существенно усложняет вопросы управления, однако ГГ1С-Д являются практически единственным средством повышения эффективности использования имеющегося парка станков с ЧПУ.

10


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

72302. Возникновение и развитие науки об экспертизе. Предмет и объекты судебной экспертизы. Экспертные учреждения РФ 183.5 KB
  Обращение правосудия к помощи науки отмечается в истории судебной экспертизы достаточно давно. По литературным данным, еще во времена византийского императора Юстиниана...
72304. Выявление резервов роста прибыли, и разработка предложений по увеличению прибыли на перспективу 336 KB
  Методика анализа прибыли и рентабельности Введение В условиях рыночной экономики получение прибыли является непосредственной целью предприятия. Это связано с тем что для предприятий несущих полную материальную ответственность за результаты своей торгово-хозяйственной деятельности основной целью...
72305. Правовые нормы, направленные на борьбу с захватом заложников 478.5 KB
  Цель исследования – выявление социально-юридической сущности захвата заложников и наказания за данное преступление как в России, так и за рубежом. Достижение цели исследования осуществляется постановкой и реализацией следующих задач: определение особенностей объективных и субъективных признаков...
72306. Технология производства бетонных строительных конструкций методом трехмерной печати 17.16 MB
  Конструкции выполненные по монолитной технологии практически не имеют швов следствием чего является отсутствие проблем со стыками и с их герметизацией а также повышение теплотехнических и изоляционных свойств. В зданиях подобной конструкции пространство между элементами деревянного...
72308. Автоматизация видеорегистрации разговорных выступлений 124.94 KB
  Целью дипломного проекта является разработка устройства для автоматизации видеорегистрации разговорных выступлений для уменьшения затрат при записи и трансляции мероприятий. Идея автоматизации видеорегистрации разговорных выступлений свести к минимуму или вовсе избавиться от трудовых затрат...
72309. Бухгалтерский и налоговый учет амортизации основных средств в организации (ООО «Мекбар») 100 KB
  Целью настоящей дипломной работы является изучение амортизации основных средств. Для достижения обозначенной цели необходимо поставить ряд задач дипломной работы: изучение понятия, состава и роли основных средств в организации; рассмотрение амортизации основных средств...