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

6 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

28873. Судебная реформа 1864 года и ее основные итоги 87 KB
  Вместо множества судов существовавших для обслуживания различных сословий учреждались единые для всех сословий общегражданские суды. Основными звеньями общих судебных установлений были окружные суды судебные палаты и Правительствующий сенат. Окружные суды образовывались обычно на территории нескольких уездов с учетом численности населения и объема работы. Замахнувшись на множественность судов создавшихся для обслуживания дворян купцов ремесленников крестьян и других сословий власти не решились полностью...
28874. Основные тенденции мирового развития в XVIIIв. 23.5 KB
  XVIII век вошел в историю как век просвещенного абсолютизма. Политика абсолютизма в ряде европейских стран выражающаяся в уничтожении сверху и в преобразовании наиболее устаревших феодальных институтов. Однако главным в политике просвещенного абсолютизма стало провозглашение принципа одно право для всех что отразилось в создании равного для всех гражданского права. Проведение политики просвещенного абсолютизма в определенной мере явилось отражением идей Просветителей.
28875. «Смутное время» в России. Эволюция государственности в XVII в. 37.5 KB
  Смутное время в России. На какоето время государство оказалось ничьим и это привело к кризису послужившему началом так называемого Смутного Времени. Многие из богатых людей в это время отпускают на волю свою челядь чтобы не кормить ее и это увеличивает толпы бездомных и голодных. В это время в Польше против царя Бориса выступил молодой человек который назвал себя царевичем Дмитрием сыном Ивана Грозного и заявил о своем намерении идти на Москву добывать себе прародительский престол.
28876. Внешняя политика России XVI–XVII веков. 28 KB
  Внешняя политика России XVI–XVII веков. позволили России проводить активную внешнюю политику. предопределило включение в состав России всего Среднего Поволжья с его многонациональным населением. В1556 году русскими войсками была взята Астрахань и к России присоединились нижневолжские земли.
28877. Пётр I Вели́кий 33.5 KB
  Одним из главных достижений Петра стало решение поставленной в XVI веке задачи: расширение территорий России в Прибалтийском регионе после победы в Великой Северной войне что позволило ему принять в 1721 году титул первого императора Российской империи. Военная реформа Петра I и реформы органов управления. Военная реформа была первоочередным преобразовательным делом Петра. Заслугой Петра является создание регулярной российской армии.
28878. Внешняя политика Петра I. Провозглашение России империей 31.5 KB
  Провозглашение России империей. Разрешение этих задач было необходимо для обеспечения внешней безопасности России на юге и на западе. Ее преобладание тяжело сказывалось на государствах близких к Балтийскому морю: на Дании Польше России. У России Ингрию и Карелию.
28879. Эпоха дворцовых переворотов и укрепление позиций дворянства 31.5 KB
  В отечественной истории являлось эпохой дворцовых переворотов напрямую связанных с реформами Петра I. – Меньшиков Толстой и другие под прикрытием гвардии добилась провозглашения вдовы Петра Екатерины I 1725 1727 гг. В период царствования малолетнего Петра II 17271730 гг. На трон была провозглашена племянница Петра I вдовствующая герцогиня Курляндская Анна Ивановна 17301740 гг.
28880. Внутренняя политика эпохи «просвещенного абсолютизма» Екатерины II 29 KB
  Созыв Комиссии был обусловлен необходимостью кодификации законов т. В дебатах депутатов Уложенной комиссии находит выражение острая борьба трех основных направлений по проблемам модернизации общественного устройства России: консерваторов умеренных и реформаторов. Третья наиболее последовательная и радикальная группа не имея возможности выступать открыто сформировалась за пределами Уложенной комиссии. под предлогом начавшейся русскотурецкой войны Екатерина прервала заседания Комиссии чтобы больше их не возобновлять.
28881. Внешняя политика России во второй половине XVIII века 27.5 KB
  Внешняя политика России во второй половине XVIII века. была приведена чрезвычайно энергично со стороны России. В ответ на попытки Турции вернуть отошедшие к России территории русские войска в 178З г. к России отошло побережье Черного моря от Южного Буга до Днестра.