Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

Целью автоматизации производства является повышение произво­дительности труда, улучшение качества продукции, устранение человека от непосредственного участия в производственном процессе и в первую очередь от тяжелых работ и работ в условиях, опасных для здоровья.

В автоматизации производства можно выделить два направления автоматизацию производственных процессов и инженерного труда.

Автоматизация производства развивалась постепенно. На первой ступени были автоматизированы станки. В станке-полуавтомате автома­тизировано управление только рабочим процессом, а загрузка и разгрузка осуществляется человеком. В станке-автомате или автоматической сбо­рочной машине уже автоматизированы дополнительно операции загрузки и разгрузки.

Следующая ступень автоматизации устранение человека от уча­стия в настройке технологической системы на изготовление первого из­делия и ее подналадка во времени.

Объединение станков-автоматов в линию позволяет получить более высокий уровень автоматизации. Применение автоматических линий к крупносерийном и массовом производстве дает существенный экономи­ческий эффект.

Автоматизация в машиностроении в первой половине XX столетия касалась в основном массового производства и только в 50-е годы авто­матизация в единичном и мелкосерийном производствах стала осуществ­ляться с помощью станков с ЧПУ.

Современное производство требует высокой гибкости и мобильно­сти, способности быстро и с минимальными издержками переходить на выпуск новых изделий. Применение станков с ЧПУ способствовало ре­шению этой задачи.

Станки с ЧПУ способны сравнительно быстро переналаживаться с обработки одной детали на обработку детали другого типоразмера. При этом существенно сокращаются затраты подготовительно-заключитель­ного времени и вспомогательного времени, автоматизируется процесс обработки, а функции рабочего заключаются главным образом в загрузке и разгрузке станка. Широкоуниверсальные многооперационные станки (обрабатывающие центры) способны за одну установку обработать заго­товку с пяти сторон, различными методами: например, сверлением, фре­зерованием, растачиванием. При этом на обрабатывающих центрах в си­лу их высокого качества и уровня автоматизации удается получить более высокий эффект. Так, при обработке на обычных универсальных станках tm составляет 70 %, a t0T - 30 % времени; при обработке на обрабаты­вающем центре tK = 30 %, а 10Л = 70 % штучного (рис. 1.13.9). Однако стоимость обрабатывающих центров на один-два порядка выше при не­высокой технологической производительности, так как поверхности за готовки обрабатываются последовательно с одного шпинделя. Таким образом, стоимость одной станко-минуты резко увеличивается.

Цс=70%

Ter. = 30% tnr = 70%

Tgy — ЗО /о

Универсальный Обрабатывающий станок центр

Рис. 1.13.9. Соотношения f0T и /в( на станках:

А - универсальном с ручным управлением: б - обрабатывающем центре

Высокая стоимость, невысокая производительность, сложность в эксплуатации и обслуживании станков с ЧПУ сдерживают повышение эффективности производства. Резервы повышения эффективности авто­матизации производственных процессов на базе станков с ЧПУ заключа­ются, прежде всего, в максимальном использовании годового фонда времени.

Так, например, годовой фонд времени составляет 8760 ч (рис. 1.13.10); выходные и праздничные дни - 2664 ч. Из оставшихся часов следует ис­ключить время третьей смены и затраты времени, связанные с неполным использованием второй смены (2000 ч), с отказами оборудования, с на­ладкой и переналадкой технологической системы, сменой инструмента, загрузкой и разгрузкой и др. (1720 ч). Если учесть, что для обрабаты­вающего центра вспомогательное время составляет примерно 30 % штучного, то в итоге годовой фонд используется только примерно на 25 %. Таким образом, главная задача в повышении эффективности авто­матизации заключается в более полном использовании годового фонда времени.

Другой резерв повышения эффективности автоматизации скрыт в сокращении времени пролеживания заготовки в процессе ее изготовле­ния. Например, в мелкосерийном производстве (рис. 1.13.11) заготовка только около 10 % времени находится в рабочей зоне, остальные 90 % она пролеживает у станка или на складе в ожидании обработки, или транспортируется.

F-годовой фонд Времена

8760 ч

Выходные а праздники 2664- ч

ТОч (3-я смена)

Неполное использование 2-й смены, простои оборудо­вания из-за отказов наладки, переналадки, загрузка, смена Инструмента и др.

■20004

(~0,25 F)

2376 ч

Рис. 1.13.10. Схематичное представление использования годового фонда времени работы станка

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

Tnn=!

Рис. 1.13.11. Цикл изготовления детали в мелкосерийном производстве

Есть еще один существенный ас­пект автоматизации, имеющий не столь­ко экономическое значение, сколько социальное, заключающийся в том, что автоматизация освобождает человека oi утомительного, однообразного труда и делает его труд безопасным. Последнее становится все более важным и не толь ко вследствие вредности некоторых ви дов производств, но и вследствие высо кой и постоянно растущей энергонасы­щенности станков в производственных помещениях. Это означает существен­ное повышение концентрации механиз­мов в помещениях, способствующих опасности нахождения человека в ра­бочей зоне технологической системы.

Таким образом, чтобы получить максимальный эффект от автомати - ілции, последняя должна обеспечить полное использование годового фонда времени работы оборудования, высокую производительность и минимальное пролеживание заготовок в процессе их изготовления. Все но решается созданием гибкого производства на базе безлюдной техно­логии. Такие гибкие производства получили название гибких производ­ственных систем (ГПС).

При этом понятие "гибкость" не следует отождествлять с понятием "переналаживаемое", так как последнее предполагает прерывание произ­водственного процесса для переналадки оборудования.

Создание полностью автоматизированного производства начиналось с комплексной автоматизации с последующим переходом к компьютери­зованному интегрированному производству.

Компьютеризированное интегрированное производство отличается от комплексной автоматизации тем, что при последней автоматизируют­ся отдельные производственные процессы, функции, задачи (основные, вспомогательные, обслуживающие) без увязки их в единую систему; то­гда как интеграция производства предполагает объединение их в единую систему управления, при сохранении автономности их работы.

Гибкая производственная система - это 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.

По организационным признакам различают следующие виды ГПС: гибкие автоматизированные линии (ГАЛ), гибкие автоматизированные участки (ГАУ), гибкие автоматизированные цехи (ГАЦ) и заводы.

Для реализации гибких автоматизированных производств потребо­вался новый метод подготовки и функционирования производства - без­бумажного и безлюдного производства. В условиях ГПС отпадает необ­ходимость в технической и сопроводительной документации. Ее заменя­ют машинные носители, либо информация, передаваемая по локальной сети связи.

В общем случае ГПС объединяет системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП), технологиче­ской подготовки производства (АСТПП), управления производством (АСУП) и др. Результаты, формируемые системами САПР, АСТПП и АСУП. представляют собой программы производства, дифференциро­ванные до уровня операций и определяющие очередность пуска партий деталей на изготовление, а также управляющие программы для техноло­гического оборудования.

АСУП осуществляет календарное планирование, расчет сменных за­даний, контроль выполнения плана. Автоматизированная система техно­логической подготовки производства разрабатывает технологические процессы, управляющие программы, выбирает или проектирует режущий инструмент и приспособления. Управление ГПС осуществляют из центра управления.

Идея гибкого производства универсальна, так как позволяет подойти с единых позиций к вопросам совершенствования различных типов про­изводств. В крупносерийном и массовом производстве с помощью ГПС можно решать задачу выпуска с одного конвейера изделий одного типа, но с определенными отличиями партий любого размера.

Дальнейшее развитие автоматизации идет по пути полной автомати­зации всего производственного процесса в пределах завода.

В решении этой задачи существует проблема автоматизации и меха­низации ручного труда на вспомогательных операциях, сборочных опе­рациях и ряде операций таких, как сварка, окраска, упаковка в тару и т. п.

Эти проблемы решают созданием промышленных роботов, в связи с чем в машиностроении в последние годы появилась новая отрасль - ро­бототехника, которая успешно развивается.

Промышленные роботы заменяют человека в условиях вредной ок­ружающей среды, освобождают его от выполнения тяжелого, утомитель­ного и однообразного труда. Они позволяют наиболее полно использо­вать технологическое оборудование и повысить производительность тру­да. Промышленные роботы позволяют не только изменять характер про­изводства, но и создавать, осваивать принципиально новые технологиче­ские процессы, не требующие участия человека.

Наиболее трудной оказалась автоматизация сборочных работ. Объ­ясняется это тем, что при автоматическом соединении деталей необходи­мо техническими средствами воспроизвести сложнейший процесс ориен­тации деталей в пространстве, выполняемый руками человека. Процесс требует непрерывного изменения схем базирования и компенсации от - клонений в относительном положении соединяемых деталей. Гибкость рук и органы чувств человека позволяют достаточно просто справиться с ной задачей. Но возложить ее на автомат оказалось делом сложным.

Примерами удачных решений в автоматизации сборочных работ яв - ияются автоматы для сборки шарико - и роликоподшипников, автомати­ческие роторные линии для сборки втулочно-роликовых цепей и др. И настоящее время автоматическая сборка изделий ведется не только в массовом, но и серийном производстве с применением автоматических машин специального назначения и промышленных роботов с программ­ным управлением. Однако уровень автоматизации сборочных работ да­леко не достаточен, поэтому автоматизация сборочных работ в машино­строении представляет собой актуальную проблему, поскольку трудоем­кость сборочных работ составляет 30...50 % от трудоемкости изготовле­ния машины.

Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

СОСТОЯНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕХАНОСБОРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ЭБ - это множество связанных между собой элементов технологи­ческих процессов, обрабатывающих и сборочных технологических систем. Связи между элементами возникают из обслуживания изделий тех­нологическими процессами, а последних - технологическими системами. В …

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА И ОПЕРАЦИЙ СБОРКИ ИЗДЕЛИЯ

Разработка технологического маршрута сборки изделия начинается с установления последовательности сборочного процесса. В соответствии с делением изделия на сборочные единицы различают общую сборку из­делия и сборку его сборочных единиц. Разработку последовательности …

Разработка технологической операции

Исходными данными для разработки операции являются изготавли­ваемые на операции МП, МПИ, их МТИ, а также МТБ, заготовительные модули, тип станка, такт выпуска, общее количество изготавливаемых деталей и др. В результате …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.