Разработка гибкой производственной системы РТК Шлифования

    Наряду  с объемом решающее влияние на производственную структуру оказывает  номенклатура продукции. Именно от нее  зависит, должны ли цехи и участки  быть приспособлены для производства строго определенной продукции или  более разнообразной. Чем уже  номенклатура продукции, тем относительно проще структура предприятия.

    Формы специализации производственных подразделений  определяют конкретный состав технологически и предметно специализированных цехов, участков предприятия, их размещение и производственные связи между  ними, что является важнейшим фактором формирования производственной структуры.

    Экономически  целесообразные формы кооперирования предприятия с другими предприятиями  по выпуску различных видов продукции  позволяют реализовывать часть  производственных процессов вне  данного предприятия и тем  самым не создавать на предприятии  часть тех или иных цехов и  участков или обслуживающих хозяйств.

    Структура предприятия должна обеспечивать наиболее правильное сочетание во времени  и в пространстве всех звеньев  производственного процесса.

    Производственная  структура предприятия определяет разделение труда между его цехами и обслуживающими хозяйствами, т. е. внутризаводскую специализацию  и кооперирование производства, а  также предопределяет межзаводскую специализацию производства. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2 Компоновка ГПС

      

    Рисунок 2.1 – Структурно-компоновочная схема ГПС

    1 — приспособления — спутники, 2 — инструментальные магазины, 3 — робот-штабелер, 4 — заготовки и детали, 5 — монтажный стол, 6 — накопители с автоматической загрузкой, 7 — обрабатывающее оборудование, 8, 9 — самоходные транспортные тележки-робокары,10 — измерительная машина, 11 — пункт оперативного накопления, 12— ЭВМ, 13 — пульт оператора, 14 — отделение заточки инструмента,15 — отделение комплектации и настройки инструмента, 16 — отделение сборки приспособлений-спутников, 17 — отделение комплектации магазинов

     Для решения различных технологических  задач ГПС может комплектоваться  различным оборудованием, например однотипными взаимозаменяемыми  многоцелевыми станками с ЧПУ, разнотипными дополняющими друг друга специализированными  станками с ЧПУ (фрезерными, расточными, токарными, шлифовальными и др.). Оборудование может быть сконцентрировано на одной производственной территории, а может находиться в различных местах. И в том и в другом случае исходят из того, чтобы создать оптимальные условия для эксплуатации конкретной ГПС.

     Существуют  различные критерии выбора элементов  ГПС, наиболее важными из которых  являются:

• получение наибольшей производительности, обеспечивающей максимальный выпуск продукции требуемого качества;
• уменьшение себестоимости продукции (сокращение транспортных перемещений, внутриучасткового или внутрицехового пролеживания продукции, уменьшения машинного времени обработки деталей и т.д.);
• достижение максимального экономического эффекта (ряд зарубежных пользователей ГПС считают, что если затраты на ГПС не окупаются в пределах 2,5—3 лет, то ее создание нерентабельно).

Иногда в  ГПС применяются все же не робокары, а транспортные средства со свободной  адресацией кареток, несущих спутники. Пример компоновки гибкой системы с  подобным видом транспорта. Управление этой транспортной системой осуществляется от программируемого контроллера или  от ЭВМ.

     Используется  также конструктивная модификация (ГПС) с портальной системой транспортирования  палет и с применением автооператора.

Более сложную  структуру имеет ГПС в тех  случаях, когда наряду с транспортным потоком деталей имеется еще  и транспортный поток инструмента. Существует немало способов практической реализации такой структуры. Например, транспортирование деталей может  осуществляться с помощью каретки  свободной адресации, а доставка инструментальных наладок выполняется  рельсовой тележкой, на которой смонтирован  робот, играющий роль приемопередающего  механизма

Рисунок 2.2 ГПС  с каретками свободной адресации

     Портальное  трехкоординатное устройство для перегрузки инструментов из внешнего инструментального  магазина в инструментальные магазины станков. Поток деталей между  рабочими ячейками и центральным  накопителем палет организован  с помощью каретки свободной  адресации. Наличие двух потоков  усложняет структуру ГПС, но независимость  этих потоков позволяет осуществлять оптимальное управление для каждого  из них по отдельности.

     

     Рисунок 2.3. Гибкая производственная ячейка ГПС  с подвижным накопителем палет.

     Конструктивные  особенности объектов должны быть ориентированы  на взаимную интеграцию без доработок  и переделок. В этом случае множественность  указанных объектов составит семейство  совместимых компонентов, способных  порождать многочисленные варианты ГПС в соответствие с конкретным техническим заданием на их разработку. 
 
 
 
 
 
 

3 Сущность, предназначение, признаки и виды систем обеспечения производства(СОП).

     Производственный  комплекс включает в себя собственно производственную систему и систему  обеспечения функционирования производством (СОП).

     В общем случае в систему обеспечения  производства входят:

• автоматизированная транспортная и транспортно – складская система (АТСС);
• автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО);
• система автоматизированного контроля (САК);
• система автоматизированного удаления отходов (АСУО):

     • система обеспечения профилактики и ремонта оборудования (СПР);

     • система автоматизированного проектирования, конструкторского и технологического (САПР-К и САПР-Т)

     • автоматизированная система технологической подготовки производства (АС ТПГТ);

• автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП);
• автоматизированная система управления гибкой производственной системой (АСУ ГПС) и некоторые другие системы.

     Состав  оборудования для ГПС, а также  состав, функции и оборудование интегрированной  системы обеспечения функционирования производства определяются исходя из конкретной производственной ситуации на том предприятии, где предполагается организовать ГПС, а также из возможностей и экономической эффективности  поставок перспективного оборудования. При организации гибких автоматизированных участков по структурным схемам /./, 1.2, 1.3, 1.4, 7.5и 1.8 система обеспечения функционирования производства оказывается вынесенной за пределы участка, а накопители размещаются на площади самого этого участка.

     При организации цеховых ГПС с  применением структур в соответствии со схемами 1,6 и 1.7 все системы, как и все технологическое оборудование, размещаются на площадях, отводимых непосредственно под ГПС. Реализация ГПС по схеме 1.1 рекомендуется для одностороннего расположения станков, а по схемам 1.2 к 1.6 — для двустороннего расположения. 

 

       

     Для перемещения и складирования  заготовок, деталей, инструмента и  приспособлений применяются транспортные роботы, которые позволяют устанавливать  тару, поддоны и сменные приспособления-спутники (палеты) на приемные устройства и накопители отдельных станков и в общеучастковые накопители. При организации ГПС по схемам 1.3, 1.4 и 1.7 транспортные роботы обеспечивают перемещение и накопление деталей на одном уровне высот. Для размещения оборотных заделов, инструмента и приспособлений, предназначенных для последующей механической обработки, используются механические накопители-подъемники. Подобные схемы могут применяться как для одностороннего, так и для двустороннего расположения станков. Схема 1.5 применяется для таких ГПС, у которых предусматривается организация общего склада-накопителя. Для загрузки станков транспортный робот захватывает тару или спутник из стеллажа-накопителя и устанавливает на локальный накопитель или же на пристаночное загрузочно-разгрузочное устройство. При использовании структуры в одном транспортном блоке применяется перемещение по двум уровням.  

     

 

      На верхнем уровне перемешается устройство циклическогодействия, транспортирующее тару, поддоны и спутники к рабочим  местам. На нижнем уровне осуществляется возврат тары, поддонов и спутников от рабочих мест тосте каждой технологической операции. Обычно для выполнения операций по возврату используется роликовый приводной конвейер.

     Кроме указанных, возможны и иные схемы  компоновок ГПС, использующие роликовые  конвейеры в сочетании с различными поворотными и подъемными устройствами, а также с цепенесущими конвейерами. 

       

     Различные схемы таких устройств. Вдоль линейной или замкнутой трассы конвейеров могут разместиться до 25 станков, а также общеучастковые накопители. Система обеспечения функционирования производства вынесена за пределы участка.

     Наконец, практически применяются ГПС. использующие для межоперационных перемещений  напольные рельсовые транспортные устройства, а также безрельсовые устройства без водителей. перемещающиеся по специальным проездам. Количество установленных станков определяется размерами выпуска. Использование  подобных схем целесообразно для  производственных участков, в которых  станки располагаются группами разнообразной  конфигурации и требуется создание криволинейных трасс для межоперационных  перемещений, а также в тех  случаях, когда различные склады и участки подготовки производства размещаются в отдалении от технологического оборудования. Транспортные трассы в  таких случаях обычно бывают закольцованы.

     Различные варианты подобных структур ГПС.

     Система управления ГПС относится к многоуровневым иерархическим системам управления. Для иерархических систем характерно то, что информационно-управляющее  взаимодействие происходит только между  расположенными рядом уровнями иерархии управления. Например, третий уровень  управления не может передавать управляющие  воздействия на первый уровень управления, минуя второй. В случае структур ГПС к нижнему уровню управления относятся устройства числового  программного управления отдельными станками, устройства управления краном-штабелером и отдельными устройствами, входящими  в транспортно-складскую систему. Средний уровень системы управления ГПС обеспечивает прием плановых заданий от верхнего уровня системы  управления (независимо от того, составляются эти плановые задания с помощью  компьютерных систем или же человеком), автоматизацию оперативного управления централизованными службами обеспечения производства, координирует работу систем нижнего уровня. Наконец, на верхнем уровне управления ГПС производится разработка плановых и директивных документов (или массивов), определяющих функционирование данной ГПС в течение рассматриваемого временного интервала.

     Информационной  базой для управления ГПС является компьютерная модель, отражающая состояние  этой ГПС и включающая модель склада-накопителя, транспортно-накопительной системы  и пунктов загрузки-выгрузки.

     Основные  задачи компьютерной техники при  управлении ГПС следующие:

• оперативно-календарное планирование производства, включая подетальное планирование на месяц, расчет сменно-суточного задания, расчет подетально-операционного плана на заданный период времени, отображение, контроль и коррекция сменно-суточных заданий, формирование партий запуска и выпуска, расчет загрузки оборудования;
• технологическая подготовка производства, включая планирование и учет комплектования ГПС инструментом, оснасткой и управляющими программами на заданный календарный период, планирование обеспечения ГПС заготовками, разработку карт наладок и укомплектовочных карт инструмента, автоматизацию разработки технологических процессов и управляющих программ для станков с ЧПУ;
• оперативное управление и ведение отчетности, включая выполнение сменно-суточных заданий, комплектование заказов, обеспечение заготовками, запуск деталей в обработку и их движение, возникновение брака, поступление и местонахождение грузоединиц в складах-накопителях, работу и простой оборудования;
• технико-экономическое планирование и учет, включая учет выполнения производственной программы за сутки, смену и с начала месяца, расчет плана технико-экономических показателей ГПС и учет его выполнения;

 

 

 

       

     4. Основные признаки  по которым различают  автоматические линии 

     Рассмотрим  классификации автоматических линий машиностроительного производства по различным признакам.

     По  технологическому признаку различают  линии механообработки, сборки, сварки, шлифовавния и т.д., а также комплексные линии. Последние включают позиции штамповки, механообработки, термообработки и сборки. Наиболее часто такие линии встречаются в подшипниковом производстве и при изготовлении деталей автомобилей.

     По  технологической гибкости линии  бывают непереналаживаемые, для -групповой  обработки и гибкие. Линии для  групповой обработки проектируются  по условной детали, которая включает все элементы данной детали. Детали одной группы относятся К одному типу деталей (валы, диски, рычаги), имеют  одинаковый технологический маршрут  обработки и отличаются только размером поверхностей. Примером могут служить  вилки карданных валов, промежуточные  валы коробки передач, ступицы колес  различных автомобилей.