Автоматизация операций и повышение эффективности производственных процессов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЫНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЬЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ПЕДАГОГИКИ И ПСИХОЛОГИИ

 

 

 

Кафедра профессионального образования

 

 

РЕФЕРАТ

 

По предмету: «Автоматизация и управление технологическими процессами обработки

 

 

 

На тему : «Автоматизированные РТК»

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                              Выполнила:студентка группы 4ПО-411

Жаравина К.А.

Проверил:Листвин А.А.

                                                                                                      

 

 

 

 

 

 

 

Череповец, 2015

                           Содержание

 

         Введение………………………………………………………………..3

1. Уровни автоматизации………………………………………………...5
2. Основные типы РТК…………………………………………………..11

3. Автоматизация операций и повышение  эффективности производственных процессов………………………………………..16

5.      Заключение…………………………………………………………….20

6.      Список использованной литературы…………………………………26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                           

 

Введение

Автоматизация производства в машиностроении представляет собой самостоятельную комплексную проблему. Ее решение направлено на создание нового совершенного оборудования, технологических процессов и систем организации производства, функционирование которых неразрывно связано с улучшением условий труда, ростом качества продукции, сокращением потребности в рабочей силе и с систематическим повышением прибыли.

Современные средства автоматизации должны развиваться в двух направлениях: автоматизация выпускаемого и действующего оборудования в целях повышения его эффективности и создание новых автоматизированных технологических комплексов, позволяющих решить задачу повышения производительности, надежности и точности выполнения работ при обеспечении необходимой и экономически оправданной гибкости производства.

Эффективность автоматизации прямо зависит от того, насколько рационально организован производственный процесс в целом, как комплексно и полно на всех звеньях технологической цепочки внедрены средства автоматизации, от того, насколько принятая система организации и управления производством позволяет принимать решения на низшем уровне (в целях ликвидации внеплановых простоев). Автоматизация требует рассматривать производственный процесс как единую систему.

   Отработка технических решений  по созданию автоматизированных  технологических комплексов, по-видимому, должна вестись, прежде всего, применительно  к серийному производству (оно  составляет до 40 % общемашиностроительного  производства), поскольку они могут быть применены также в массовом и крупносерийном производстве. Сегодня даже автомобилестроение из отрасли с традиционно массовым производством переходит к организации, больше соответствующей крупносерийному характеру выпуска продукции. Очевидно, что по мере совершенствования технических решений, разработанных для условий серийного производства, внедрения новых исходных средств автоматизации и элементной базы, появится возможность их использования и для автоматизации мелкосерийного производства. Таким образом, принятое направление на развитие автоматизации в серийном производстве не только будет способствовать подъему производительности труда в этой области, но и окажет существенное влияние на уровень мелкосерийного и массового производства.

Одной из основных причин разработок и внедрения роботов является экономия средств. По сравнению с традиционными средствами автоматизации применение роботов обеспечивает большую гибкость технических и организационных решений, снижение сроков комплектации и запуска в производство автоматизированных станочных систем. По предварительным данным, использование роботов для автоматической установки и снятия деталей позволяет рабочему обслуживать от четырех до восьми металлорежущих, станков.

С экономическими вопросами, возникающими при применении роботов, тесно связан и социальный аспект их использования. При определении целесообразности применения роботов в том или ином случае (особенно при необходимости замены рабочего на участках с опасными, вредными для здоровья условиями труда) превалирующими должны быть интересы человека, его безопасность и удобство работы. Необходимо также учитывать и фактор непрерывного роста уровня общеобразовательной и специальной подготовки трудящихся. Роботы должны освободить человека от выполнения бездумной механической работы и скомпенсировать потребность в низкоквалифицированном труде. Таким образом, применение роботов в дальнейшем должно оказать существенное влияние (в числе прочих факторов научно-технической революции) на социальную структуру общества.

                                      Уровни автоматизации

Выпуск законченных систем машин для комплексной механизации и автоматизации производства, создание автоматизированных цехов и заводов на основе широкого применения ПР, высокопроизводительного оборудования, встроенных систем автоматического управления с использованием микропроцессоров и микроЭВМ позволяет применять в народном хозяйстве в больших масштабах высокопроизводительные энерго- и материала-сберегающие технологии, обеспечивает значительное повышение надежности и качества выпускаемой продукции. При этом основное внимание должно быть уделено ускорению работ по автоматизации машиностроительного производства, определяющего промышленный потенциал страны и технический уровень всех отраслей народного хозяйства.

Уровень и способы автоматизации зависят от серийности производства и оснащенности его техническими средствами.

Средства производства, выпускаемые машиностроением, имеют два полюса:

универсальное оборудование с ручным управлением, обеспечивающее наибольшую гибкость производства (например, универсальные станки, которые могут быть быстро приспособлены к выпуску практически любой продукции, но обладают низкой производительностью и требуют постоянного присутствия станочника);

автоматические линии с жесткой программой работ, обеспечивающие наиболее высокую производительность труда, наименьшее привлечение рабочей силы и высокую стабильность качества, но практически не приспособленные к смене выпускаемой продукции и трудно перестраиваемые даже при сравнительно небольших изменениях в конструкции.

Остальное оборудование занимает промежуточное положение.

Развитие автоматизации оборудования позволяет поднять производительность труда, но, как правило, сопровождается снижением универсальности оборудования и сужением технологических областей его применения.

Автоматизация имеет целью исключить последовательно различные функции, выполняемые рабочим-станочником.

Первый уровень автоматизации — автоматизация цикла обработки. Она заключается в управлении последовательностью и характером движений рабочего инструмента в целях получения заданной формы, размеров и качества поверхности на обрабатываемой детали. Наиболее полное воплощение автоматизация этого уровня получила в станках с числовым программным управлением (ЧПУ). При этом обеспечивается возможность оптимально осуществлять функции управления практически для неограниченной номенклатуры деталей. Производительность труда возрастает в 2—4 раза по сравнению со станками, имеющими ручное управление. Качество продукции существенно повышается.

Второй уровень автоматизации — автоматизация загрузки (постановки и снятия деталей со станка). Это весьма эффективная область автоматизации, позволяющая рабочему обслуживать несколько технологических единиц оборудования, т.е. перейти к многостаночному обслуживанию.

Наибольшей универсальностью и быстротой переналадки обладают ПР, используемые в качестве загрузочных устройств, По мере снижения требований к быстроте переналадки загрузочных устройств и увеличения размера партии обрабатываемых деталей упрощаются средства для загрузки деталей в рабочую зону. На многоцелевых станках такими средствами очень часто служат автооператоры.

Второй уровень автоматизации все чаще обеспечивается созданием роботизированных технологических комплексов (РТК), в которых робот обслуживает одну единицу или группу оборудования.

Третий уровень автоматизации — автоматизация контроля, ранее выполняемого станочником:

-за состоянием инструмента и своевременной его заменой (контроль за фактическим ресурсом каждого инструмента и размерный контроль положения режущих кромок);

-качества обрабатываемых деталей (размеров, а в необходимых случаях и обрабатываемой поверхности);

-за состоянием станка и удалением стружки, а также контроль и подналадка технологического процесса (адаптивное управление).

Автоматизация перечисленных выше функций дополнительно освобождает человека от постоянной связи с машиной и позволяет расширить сферу обслуживания оборудования одним человеком. Такая автоматизация обеспечивает длительную работу оборудования по обработке деталей одного наименования при минимальном участии или даже без участия человека в течение одной -двух смен. Широкое распространение такого метода ограничено необходимостью, иметь достаточный запас деталей одного наименования для работы оборудования в течение нескольких смен.

Третий уровень автоматизации обеспечивается созданием адаптивных РТК роботизированных технологических комплексов, а также гибких производственных модулей, представляющих собой комплект, состоящий из многооперационного станка (обрабатывающего центра), устройств приема и перемещения спутников (полет), ПР (или автооператоров), устройств контроля, диагностирования, подналадки и других вспомогательных механизмов и устройств, управляемый от общего устройства управления.

Четвертый уровень автоматизации — автоматическая переналадка оборудования. Переналадка оборудования на обработку изделия другого наименования на существующем оборудовании пока осуществляется вручную. Если процесс переналадки технически не подготовлен, то он может занимать значительную часть общего календарного времени (от нескольких часов до целой смены и больше). Чем чаще требуется переналадка (по условиям производства), тем больше оказываются потери времени и сужается зона обслуживания одним рабочим. Поэтому одной из центральных задач на современном этапе является совершенствование систем переналадки оборудования — применяемых приспособлений, инструмента и оснастки, а также методов задания циклов и режимов обработки, упрощение переналадки загрузочных устройств, контрольных систем и т. д. В идеале следует стремиться к созданию систем обеспечения функционирования оборудования и всех сопутствующих вспомогательных устройств, которые были бы способны осуществить автоматическую переналадку оборудования.

Оборудование с автоматической переналадкой экономически выгодно при обработке любых партий деталей и пригодно к выпуску сборочных комплектов деталей, необходимых для обеспечения ритмичной работы сборочных цехов. Оно позволяет существенно сократить объемы незавершенного производства, свести к минимуму производственный цикл изготовления изделий.

Высокая стоимость всех средств автоматизации, технические трудности, стоящие на пути создания высоконадежного

оборудования и средств контроля и управления, пока сдерживают широкое использование в машиностроении этой наиболее высокой ступени автоматизации.

Пятый уровень автоматизации — гибкие производственные системы (ГПС). ГПС должны обеспечивать автоматическое производство деталей различными партиями. При этом себестоимость продукции и производительность ГПС близки к достигаемым в современном массовом производстве при изготовлении деталей одного наименования.

ГПС в общем случае должна обеспечивать комплексную автоматизацию всех звеньев производственного процесса, включая процессы обработки и управления, подготовку производства, разработку конструкторской и технологической документации и планирование.

В условиях массового производства ГПС может включать автоматизированные линии, допускающие переналадку на обработку неизвестных заранее конструктивных модификаций деталей, а в условиях серийного и мелкосерийного производства — автоматизированные участки, роботизированные комплексы, станочные модули и т. п. Таким образом, понятие гибкого автоматизированного производства распространяется на сложные производственные системы (автоматизированные предприятия и заводы-автоматы) и на их структурные составляющие: автоматизированные цехи, автоматизированные и роботизированные участки, гибкопереналаживаемые автоматизированные линии и роботизированные комплексы.

Повышение уровня автоматизации применяемого оборудования тесно связано с ростом уровня организации всего производства на данном предприятии. Изолированный гибкий производственный модуль или станок с программным управлением оказывается неэффективным при одиночном использовании на предприятиях, где не применяют другие станки с программным управлением, поскольку вся система организации производства на предприятии не соответствует требованиям, предъявляемым новой высокопроизводительной техникой.

Гибкие производственные модули (ГПМ), гибкие автоматизированные участки (ГАУ) и гибкие автоматизированные линии (ГАЛ) должны стать основными видами гибких автоматизированных производственных систем в машиностроении на двенадцатую пятилетку. В дальнейшем, по мере их совершенствования, будут создаваться гибкие автоматизированные цехи (ГАЦ) и гибкие автоматизированные заводы, которые могут включать автоматизированные системы управления (АСУ) производством, типовые системы автоматизированного проектирования (САПР машиностроения) и автоматизированные системы технологической подготовки производства (АСТПП).