АВТОМАТИЗАЦИЯ МЕХАНООБРАБОТКИ В МЕЛКОСЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Рассмотрим эволюцию автоматизации механообработки в мелкосерийном производстве.(рис.1).
Первый уровень – автоматизация цикла обработки на станке с ЧПУ. Заключается в управлении приводами станка с целью получения детали в соответствии с чертежом. Реализуется он с помощью УЧПУ станка (рис.2). Рис.2. Принцип работы токарного станка с ЧПУ
В этом случае повышается точность и производительность обработки за счёт исключения влияния человеческого фактора на процесс получения детали (физическое и моральное состояние оператора, его технический уровень и др.). Ответьте на вопрос: « Что изменится в схеме рис.2 для универсального станка?» Второй уровень – автоматизация загрузки заготовки и выгрузки детали с помощью промышленных роботов (ПР.). Роботизированные технологические комплексы (РТК), создаваемые на базе станков с ЧПУ, позволяют повысить эффективность производства за счёт многостаночного обслуживания. Но контроль размеров осуществляется оператором вручную, что может привести к погрешности измерения.
Третий уровень-автоматизация контроля качества детали, параметров станка и режущего инструмента позволяет автоматизировать процесс изготовления детали. Появляется возможность автоматического управления точностью обработки. СТО третьего уровня получили названия «Гибкий производственный модуль (ГПМ)». ГОСТ 26228-90 дает следующее определение ГПМ: «Единица технологического оборудования, автоматически осуществляющая технологические операции в пределах его технических характеристик, способная работать автономно и в составе гибких производственных систем». В средства автоматизации ГПМ в общем случае входят: 1. Устройство ЧПУ для автоматизации последовательности действий рабочих органов технологического оборудования, включая смену заготовок, изделий, инструмента, подачу СОЖ, удаление отходов и переналадки. 2. Устройство адаптивного управления для автоматизации регулирования параметров технологического процесса при изменении условий его выполнения. (Например, в случае изменения твердости обрабатываемой заготовки устройство адаптивного управления может уменьшить величину подачи, частоту вращения шпинделя и др.) 3. Устройство контроля и измерения во время или после операций для автоматизации подналадки оборудования. 4. Устройство диагностики оборудования для автоматизации выявления и устранения неисправности. Структурная схема ГПМ представлена на рис.3. Рис.3. Структурная схема ГПМ
Четвертый уровень-автоматизация переналадки СТО на изготовление детали другого наименования. Для обеспечения конкурентоспособности изделий производителю необходима быстрая переналадка оборудования, реализуемая в гибких производственных системах (ГПС). ГПС –управляемая средствами вычислительной техники совокупность технологического оборудования, состоящая из разных сочетаний ГПМ, автоматизированной системы технологической подготовки производства и системы обеспечения функционирования, обладающей свойством автоматизированной переналадки при изменении программы производства изделий, разновидности которых ограничены технологическими возможностями оборудования. Система обеспечения функционирования ГПС - совокупность взаимосвязанных автоматизированных систем, обеспечивающих управление технологическим процессом, перемещением предметов производства и оснастки. В состав этой системы входят: 1. Автоматизированная транспортно-складская система (АТСС). 2. Автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО). 3. Система автоматизированного контроля (САК). 4. Автоматизированная система удаления отходов (АСУО) 5. Автоматизированная система управления технологическим оборудованием(АСУТО). 6. Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП).(рис.4.) Рис.4. Структурная схема ГПС
Пятый уровень – вершина автоматизации: гибкое автоматизированное производство (ГАП). ГАП подразумевает автоматизацию всего жизненного цикла изделия, начиная с разработки конструкторской и технологической документации, получения заготовок, их обработки и контроля, сборки изделия. На рис.1 статьи «Классификация машиностроительного производства» были показаны основные системы, участвующие в производственном процессе. В ГАП эти системы должны работать в едином информационном пространстве, основой которого является единая база данных, включающая в себя библиотеки унифицированных и стандартизованных конструктивно – технологических элементов изделий, групповых тех. процессов их изготовления и др. Главное отличие пятого уровня от предыдущих заключается в том, что в ГАП существует сквозной цикл проектирование – производство, укрупненная структура которого представлена на рис.5 Рис.5. Структурная схема ГАП
На основе математических моделей деталей (CAD 1- го уровня ) в режиме реального времени разрабатывается технологическая оснастка и управляющие программы для изготовления деталей и оснастки (CAD 2 – го уровня). УП по локальной вычислительной сети передаются на станки с ЧПУ, где осуществляется изготовление деталей в режиме безбумажной технологии (САМ). Следовательно, основой ГАП является CAD/ CAM/ CAE/ PDM – система, для функционирования которой на конкретном предприятии необходима соответствующая единая база данных. Создание единой базы данных предприятия - сложная и трудоёмкая задача. Так, например, на создание библиотеки только унифицированных конструктивных элементов рабочих частей штампов в ЗАО «ПРО САМ» потребовалось 1,5 месяца работы двух инженеров – конструкторов. Поэтому, с учётом сказанного в статье «Эффективное производство», имейте в виду, что создание ГАП – фантастически сложная задача, требующая огромных материальных, финансовых, моральных и эмоциональных затрат. Не забывайте также, что функционирование ГАП возможно только при наличии высококвалифицированного технического персонала.
Все права защищены. При использовании материалов, ссылка на источник обязательна!
