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

4 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

69399. Политический распад Руси 203 KB
  Анализ вчерашнего дня дает возможность избежать ошибок ныне. Это тем более необходимо сегодня, ибо мы живем в динамичное время, обильное идеалами, борющимися друг с другом и порой глубоко враждебными. Определяя задачи и направления своей деятельности, каждый должен быть в определенной степени историком, чтобы стать сознательно действующим гражданином.
69400. Разработка шаблона для web сервиса по учету ошибок программных продуктов 411.5 KB
  HTML, как основа создания WEB-страниц, имеет прямое отношение и к новому направлению изобразительного искусства - WEB-дизайн. Художнику в Интернете недостаточно просто нарисовать красивые картинки, оригинальный логотип, создать новый фирменный стиль. Он должен еще поместить все это в Сети...
69401. Расчет заданного запаса устойчивости и качеств переходного процесс 698 KB
  Перехідні процеси у нерозгалужених ланцюгах першого порядку с джерелом постійної напруги Перехідні процеси в ланцюгах першого порядку з джерелом постійної напруги можуть виникнути як при підключенні джерела до ланцюга так і при стрибкоподібній зміні її чи схеми параметрів її елементів.
69402. АНАЛІЗ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ В ЛІНІЙНОМУ ЕЛЕКТРИЧНОМУ КОЛІ 557.5 KB
  Основна мета роботи засвоєння методів аналізу перехідних процесів шляхом розв‘язку задач по визначенню реакції лінійного електричного кола на підключення джерела живлення або дію періодичного сигналу. Графічна частина роботи складається з: схеми досліджуваного кола...
69406. Особливості сигналів, що використовуються в телекомунікаційних засобах 38.5 KB
  Вони передаються через провідникові або кабельні лінії зв’язку при чому при передачі сигналів обов’язково має бути замкнуте електричне коло. Для електричних сигналів можуть використовуватися: звичайні провідники скручувані провідники з певним кроком скрутки...