Меню

Виды гибких производственных мощностей



Виды гибких производственных систем

Гибкая автоматизация эффективна для серийного многономенклатурного производства. По мере совершенствования гибких автоматизированных производств снижается планка требований к объёму партии выпуска продукции. В перспективе такие производства могут быть эффективными и для индивидуального производства продукции.

При комплексной автоматизации производственных процессов возникает необходимость автоматизации физических, управленческих, информационных и творческих функций человека в производстве. Для этой цели используются различные автоматизированные системы (слайд 26):

— ГПС – гибкая производственная система для автоматизации технологических процессов;

— САПР – система автоматизации проектирования;

— АСНИ – автоматизированная система научных исследований;

— АСТПП – автоматизированная система технической подготовки производства;

— АСУП – автоматизированная система управления производством;

— АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическим процессом.

Комплексное применение этих систем предполагает автоматизацию обмена информацией между ними за счет использования единых баз данных и реализацию принципов безбумажной технологии. Все эти системы широко используют средства вычислительной техники для автоматизации обработки информации и управления различного уровня.

Комплексно автоматизированное производство, основанное на принципах гибкой автоматизации, называют гибким автоматизированным производством (ГАП), а в будущем это производство может превратиться в полностью автоматическое производство. В зарубежной технической литературе такое производство часто называют интегрированным производством, поскольку в нём осуществляется интеграция различных высокоавтоматизированных производственных систем.

Технологическую основу гибкого автоматизированного производства составляют гибкие производственные системы — ГПС.

Основные понятия, связанные с такими системами, стандартизированы. Терминология в области ГПС регламентируется ГОСТ 26228-90. Согласно ГОСТ:

ГПС – совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.

Отличительный признак ГПС – возможность работы в безлюдном режиме под управлением компьютеров. Под безлюдным режимом понимают такой уровень автоматизации, когда производственный участок, цех или весь завод могут работать в отсутствие человека по крайней мере в течение одной рабочей смены (8 ч.)

Сейчас в качестве оборудования в ГПС чаще всего используются обрабатывающие центры, причём не только с поочерёдной сменой инструмента в зоне резания, но и с автоматической сменой многошпиндельных головок, агрегатные и многопозиционные МОЦ. Использование такого оборудования расширяет границы эффективного применения ГПС от единичного и мелкосерийного до крупносерийного и массового производства.

На ГПС не может быть заранее предусмотрена обработка деталей какого-либо одного наименования или обработка конструктивно или технологически подобных изделий. Поэтому оборудование там не располагается в определённой последовательности (за исключением ГАЛ), поскольку эта последовательность заранее неизвестна. Документом, регламентирующим загрузку оборудования, здесь является не маршрутная технология, а расписание загрузки оборудования, составляемое в результате планирования работы ГПС.

Определение ГПС отражает её свойство гибкости, позволяющее производить изделия произвольной номенклатуры. По принципу организации ГПС делятся на: гибкие автоматизированные линии (ГАЛ); гибкие автоматизированные участки (ГАУ) и гибкие автоматизированные цехи (ГАЦ).

ГПС по организационной структуре подразделяются на следующие уровни:

— первый уровень – гибкий производственный модуль. Это ГПС, состоящая из одной или нескольких единиц технологического оборудования, оснащённая системой программного управления и средствами автоматизации техпроцесса; функционирующая автономно и имеющая возможность встраивания в систему более высокого уровня.

(слайд 28) ГПМ может обрабатывать до 100 разных типов деталей, причём время его переналадки на выпуск новых деталей составляет порядка 30 мин. В то время как переналаживаемые автоматические линии с жёсткими связями позволяют обрабатывать до 10 изделий. Причём продолжительность их переналадки на выпуск новых изделий составляет 2-3 смены. Особенностью ГПМ является возможность его работы в автономном режиме целую смену. Это обеспечивается за счёт полной автоматизации рабочих движений, загрузки и разгрузки заготовок, смены и закрепления инструмента, автоматического контроля хода техпроцесса. При этом он может легко встраиваться в автоматическую линию, образуя при этом ГПС. Характерно, что с увеличением уровня автоматизации себестоимость продукции уменьшается.

Читайте также:  Музыкальный центр sony mhc v02 мощность

Первоначально планировалось, что ГПС позволяют автоматизировать серийное производство, однако опыт их эксплуатации проявил другие тенденции. По данным ООН, 80% ГПС используются в крупносерийном производстве, что обусловлено их мобильностью и высокой степенью гибкости. А это позволяет быстро переходить на выпуск новой продукции, ведь сегодня новая техника остаётся конкурентоспособной 2-3 года.

Сегодня страны с развитой рыночной экономикой выпускают до 50% металлорежущего оборудования с системами ЧПУ, 20% из них составляют ГПМ.

В средства автоматизации ГПМ в общем случае входят:

— устройство ЧПУ для автоматизации работы станка, включая смену заготовок, инструмента, подачу СОЖ, удаление стружки и переналадку;

— устройство адаптивного управления для автоматизации регулирования параметров технологического процесса при изменении условий его выполнения;

— устройство контроля и измерения во время или после операции для автоматизации подналадки оборудования;

— устройство диагностики оборудования для выявления и устранения неисправностей.

Частным случаем ГПМ является роботизированный технологический комплекс (РТК) при условии возможности его встраивания в систему более высокого уровня.

Частный случай ГПМ – роботизированный технологический комплекс (РТК) – совокупность единицы технологического оборудования, промышленного робота и средств оснащения.

В общем случае в ГПМ входят накопители, приспособления, спутники (палеты, устройства загрузки и выгрузки, в том числе промышленные роботы (ПР), устройства замены оснастки, удаления отходов, автоматизированного контроля, включая диагностирование, переналадку и т.д.

Если определение ГПМ предполагает его гибкость, то определение РТК не связано непосредственно с понятием гибкости и предполагает автоматическое многократное повторение определённого рабочего цикла.

Подразумевается, что в РТК имеется одна единица технологического оборудования и один робот. Если роботов или оборудования больше, то это уже будет роботизированный технологический участок (РТУ) — совокупность РТК, связанных между собой транспортными средствами и системой управления, или несколько единиц технологического оборудования, обслуживаемых одним или несколькими ПР, в которой предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования.

В зависимости от функционального назначения ПР можно выделить комплексы, где робот выполняет вспомогательные функции обслуживания основного оборудования (в области механообработки, холодной и горячей штамповки, литья под давлением), и комплексы, в которых робот сам выполняет операцию при помощи переносного инструмента (в области сборки, дуговой и точечной сварки, плазменной резки, нанесения покрытий). В последнем случае возможна одновременная согласованная работа нескольких взаимодействующих роботов.

В качестве вспомогательного оборудования в составе РТК могут входить накопители для хранения запаса объектов обработки, устройства первоначальной ориентации объектов обработки, устройства поштучной выдачи, тактовые столы и другое подобное оборудование. Необходимость во вспомогательном оборудовании определяется ограниченными возможностями как робота, так и основного оборудования.

Примеры РТК (слайды 32-35)

РТК для сверления отверстий в деталях. Обработка осуществляется на многошпиндельном автоматическом сверлильном станке 4. Подаёт детали на станок промышленный робот 1. На столе станка деталь закрепляется в приспособлении, после чего производится автоматическое сверление необходимых отверстий.

Обработанную деталь робот снимает со станка и укладывает на конвейер 3. Запас заготовок хранится в накопителе 2 магазинного типа. Заготовки хранятся в ориентированном состоянии. Магазин имеет устройство поштучной выдачи заготовок в позицию захвата ПР.

В РТК используется ПР с цилиндрической системой координат, имеющий 4 степени подвижности и пневматический привод. Система управления робота циклового типа. Погрешность позиционирования ПР лежит в пределах ± 0,5 мм.

РТК для укладки заготовок протекторов в стеллажи с мягкой прокладкой, используемый в шинном производстве. РТК состоит из рольганга 1, гидравлического манипулятора 2, гидростанции 3, захвата 4 и пульта управления 5.

Рольганг содержит станину, на которой закреплены ролики. Он служит для приёма и остановки заготовки протектора. Привод роликов осуществляется от гидродвигателя через цепную передачу. Манипулятор выполнен в виде станины, на которой установлены подвижная и неподвижная колонны. При помощи подвижной колонны осуществляется поворот руки манипулятора. На неподвижной колонне установлены направляющая и перемещающаяся рука манипулятора. Движение манипулятора осуществляется при помощи гидродвигателей и гидроцилиндра.

Читайте также:  Производственные мощности собственные или арендованные

Большое распространение получили робототехнологические комплексы для автоматизации сварки при сборке кузовов автомобилей. Для этой цели используются сложные роботы с контурной системой ЧПУ.

Компоновочная схема сварочного РТК фирмы COMAU с использованием роботов СМАРТ.

Заготовки свариваемого кузова 2 с помощью транспортной тележки 3 подаются в РТК. Для сварки используются два напольных робота 4 и два подвесных 5, установленных на четырехопорной раме 1. Подвесной вариант установки робота возможен вследствие особенностей конструкции робота СМАРТ, допускающей монтаж в любом положении.

Робот позволяет выполнить весь объём работ, связанных со сваркой отдельных секций кузова: боковых панелей, дверей, капота, пола, а также кузова в сборе.

Сварочные РТК разнообразны по компоновке и по типам используемых промышленных роботов.

Компоновка сварочного роботизированного комплекса фирмы Renault. Заготовки свариваемого кузова 1 транспортной системой подаются в РТК. Основу РТК составляет жёсткая мостовая конструкция 2, по которой перпендикулярно кузову перемещаются две каретки 3. На каждой каретке установлен манипулятор 4 промышленного робота, оснащённый сварочной головкой для точечной сварки. Манипулятор может перемещаться вдоль каретки. Сварочная головка может поворачиваться относительно руки вокруг трёх взаимно перпендикулярных осей на углы a, b и g. Все линейные и угловые перемещения имеют контурное управление от системы ЧПУ.

Совершенствование роботов идёт в направлении улучшения их технических характеристик и повышения эффективности. В роботах всё шире используются системы очувствления, позволяющие придать ему дополнительные функции. Так, системы технического зрения позволяют роботу оценивать производственную сцену для решения поставленной задачи и уточнения алгоритма её выполнения.

— второй уровень – гибкая автоматизированная линия и гибкий автоматизированный участок. Оба эти понятия иногда заменяются термином ГПЯ.

Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) – ГПС, состоящая из нескольких ГПМ, объединённых автоматизированной системой управления, в которой технологическое оборудование расположено в принятой последовательности технологических операций.

В настоящее время практически не применяются.

Гибкий автоматизированный участок (ГАУ) – ГПС, состоящая из нескольких гибких производственных модулей, объединённых автоматизированной системой управления, функционирующая по технологическому маршруту, в котором предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования.

— третий уровень – гибкий автоматизированный цех. Это ГПС, представляющая собой совокупность гибких автоматизированных линий и (или) гибких автоматизированных участков, предназначенная для изготовления изделий заданной номенклатуры.

Четвёртый уровень – гибкий автоматизированный завод. Это ГПС, представляющая собой совокупность гибких автоматизированных цехов, предназначенная для выпуска готовых изделий в соответствии с планом основного производства.

Источник

Виды гибких производственных мощностей

Название: Основы теории организации( Смирнов Э.А.)

Жанр: Психология

Просмотров: 4214

11.2. виды гибких производственных систем (гпс)

ГПС – это совокупность гибких производственных модулей, роботизированных технологических комплексов, отдельных единиц технологического оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ) и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающая свойством автоматизированной переналадки при переходе на выпуск новой номенклатуры изделий.

Первичной ячейкой любой ГПС является гибкий производственный модуль (ГПМ).

ГПМ – это единица технологического оборудования с программным управлением для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции по изготовлению изделий, имеющая возможность встраиваться в ГПС.

Существуют следующие виды ГПС.

Роботизированный технологический комплекс (РТК) – это совокупность единиц технологического оборудования: от 3 до 10 станков

с ЧПУ, роботов и средств их оснащения. Автономно функционирующий и осуществляющий многократные циклы РТК должен иметь возможность автоматизированной переналадки и способность встраиваться в ГПС.

Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) – это ГПС, состоящая из нескольких ГПМ и РТК, объединенных автоматизированной системой управления. Технологическое оборудование ГАЛ расположено в принятой последовательности технологических операций, вдоль автоматизированной транспортно-накопительной системы.

Читайте также:  Усилитель микшер мощности 4 канала

Гибкий автоматизированный участок (ГАУ) – это совокупность ГПМ и РТК, объединенных автоматизированной системой управления и транспортной системой, с предусмотренной возможностью изменения последовательности использования технологического оборудования.

Гибкий автоматизированный цех (ГАЦ) – это гибкая производственная система, состоящая из нескольких ГПУ и ГАЛ, которые объединены автоматизированной системой управления.

Гибкий автоматизированный завод (ГАЗ) – это совокупность ГАЦ заготовительного, обрабатывающего и сборочного производства, автоматизированных складов, автоматизированной транспортной системы, объединенных автоматизированной системой управления.

Система обеспечения функционирования ГПС включает:

автоматизированную транспортно-складскую систему, состоящую из автоматизированных транспортных и складских устройств для временного накопления, распределения и доставки предметов производства и технологической оснастки ГПМ и РТК в ГПС;

автоматизированную систему инструментального обеспечения, которая осуществляет подготовку, настройку, транспортировку, контроль, хранение, накопления и автоматическую замену инструмента;

автоматизированную систему удаления отходов, которая осуществляет удаление стружки и других отходов из зоны ГПС;

автоматизированную систему обеспечения качества, включающую в себя систему устройств, обеспечивающих контроль поступающих материалов, полуфабрикатов, а также контроль параметров деталей и изделий в процессе обработки;

автоматизированную систему обеспечения надежности, которая включает в себя систему технической диагностики, систему слежения за состоянием оборудования, автоматического поиска неисправностей;

автоматическую систему управления ГПС, состоящую из комплекса ЭВМ, микропроцессорной техники, программного обеспечения и пульта управления.

Содержание

Читать: Аннотация
Читать: Глава 1
Читать: 1.1. понятие об организации производства.
Читать: 1.2. этапы развития теории организации
Читать: Глава 2
Читать: 2.1. этапы создания новой техники
Читать: 2.2. конкурентоспособность новой техники
Читать: 2.3. стадии жизненного цикла изделия
Читать: Глава 3
Читать: 3.1. понятие и классификация нир. этапы нир
Читать: 3.2. научно-техническая информация
Читать: 3.3. научные открытия, изобретения
Читать: Глава 4
Читать: 4.1. стадии конструкторской подготовки
Читать: 4.2. экономическая оценка конструкции
Читать: 4.3. организация системы автоматизированного
Читать: 4.4. основные направления совершенствования
Читать: Глава 5
Читать: 5.1. содержание, задачи и этапы тпп
Читать: 5.2. выбор оптимального варианта
Читать: 5.3. основные направления по совершенствованию тпп
Читать: 5.4. система автоматизированного проектирования
Читать: Глава 6
Читать: 6.1. содержание процесса освоения
Читать: 6.2. методы перехода на выпуск новой продукции
Читать: Глава 7
Читать: 7.1. система планирования процессов сонт
Читать: 7.2. сетевое планирование
Читать: Глава 8
Читать: 8.1. производственный процесс
Читать: 8.2. типы производства
Читать: Глава 9
Читать: 9.1. длительность производственного цикла (дпц)
Читать: 9.2. определение длительности изготовления партии деталей
Читать: 9.3. производственная структура предприятия, цеха
Читать: Глава 10
Читать: 10.1. понятие поточного производства.
Читать: 10.2. расчет параметров однопредметной поточной линии
Читать: 10.3. особенности организации
Читать: 10.4. расчет параметров многопредметных поточных линий
Читать: 10.5. организация автоматических поточных линий (апл)
Читать: 10.6. эффективность поточного производства
Читать: Глава 11
Читать: 11.1. сущность гибкости и ее виды
Читать: 11.2. виды гибких производственных систем (гпс)
Читать: Глава 12
Читать: 12.1. состав и задачи инструментального хозяйства
Читать: 12.2. классификация и индексация инструмента
Читать: 12.3. определение потребности в инструменте
Читать: 12.4. организация работы
Читать: 12.5. организация работы
Читать: Глава 13
Читать: 13.1. сущность, задачи и состав ремонтного хозяйства
Читать: 13.2. система планово-предупредительного ремонта (ппр),
Читать: 13.3. нормативы системы
Читать: 13.4. техническая, материальная
Читать: 13.5. планирование работ по ремонту
Читать: Глава 14
Читать: 14.1. состав и задачи энергетического хозяйства предприятия
Читать: 14.2. определение потребности предприятия
Читать: 14.3. совершенствование работы
Читать: Глава 15
Читать: 15.1. задачи, функции и средства
Читать: 15.2. определение потребности в транспортных средствах
Читать: Глава 16
Читать: 16.1. задачи и функции складского хозяйства.
Читать: 16.2. расчет потребности предприятия
Читать: 16.3. организация работы складов
Читать: Список литературы

Источник