2.7. Выбор оборудования в гпс

В состав оборудования ГПС входит:

• технологическое оборудование (табл. 2.10, 2.11 [1]);

• транспортно – накопительные системы;

• манипуляционные системы;

• промышленные роботы (таб. 2.12 [1]);

• контрольно – измерительные средства.

При выборе технологического оборудования в ГАУ целесообразно ограничить его типаж. Следует ориентироваться, главным образом, на применение многоцелевых однотипных станков, что позволяет достигать наибольшей гибкости, однако при этом следует учитывать следующие два фактора:

• использование дорогостоящих многоцелевых станков должно быть экономически оправданным;

• включение в состав ГАУ узкоцелевых станков можно принять, если согласно специфике технологических операций изделие получается с максимальной готовностью.

Станки фрезерные, сверлильные, протяжные, зубообрабатывающие, кругло - и плоскошлифовальные дополняют токарные патронные станки и должны вписываться в компоновку ГАУ.

Детали, не имеющие форму тел вращения, обрабатываются на станках расточно–фрезерно–сверлильной группы (обрабатывающие центры – ОЦ).

В состав ГАУ могут входить станки фрезерные, плоскошлифовальные и отделочные. Они естественно должны вписываться в общую технологическую структуру, определяемую расточно–фрезерно–сверлильной группой станков.

Целесообразность использования дополнительных станков независимо от типов обрабатываемых деталей с учетом того, что их требуется полностью автоматизировать, определяются не только необходимостью выполнения тех или иных операций, но и коэффициентом загрузки станков, выполняющих необходимые операции. При низкой загрузке станков операции следует выполнять вне ГАУ.

В гибких производственных системах необходима полная автоматизация вспомогательных функций станочного оборудования:

• загрузка заготовок и выгрузка деталей;

• закрепление заготовок;

• ограничение зоны резания;

• смена инструмента;

• выполнение контрольных операций;

• транспортировка изделий между технологическим оборудованием;

• удаление стружки и СОЖ.

Для выполнения вышеперечисленных действий станки с ЧПУ, располагающиеся в ГАУ, должны укомплектовываться соответствующими моделями промышленных роботов, вписывающихся в структурно – компоновочную схему ГАУ (таблица 2.12 [1])

Транспортно - манипуляционные системы ГАУ предназначены для перемещения и накопления материалов, заготовок, полуфабрикатов различной степени готовности, инструментов, оснастки, отходов. Автоматизация их перемещения осуществляется взаимосвязанными системами накопления, транспортирования и манипулирования.

Транспортно – накопительная система осуществляет получение материалов и заготовок, а также технологической оснастки со смежных подразделений цеха или участка, их комплектацию и хранение, перемещение между входными и выходными складами. Перемещение может осуществляться с помощью конвейеров (ленточных, роликовых или цепных), транспортных роботов – штабелеров, каруселей и подвесных роботов поштучно и партиями в специальных контейнерах.

Особенностью ГАУ является применение транспортных роботов, представляющих собой программно – управляемые тележки со средствами загрузки и разгрузки, перемещающиеся в автоматическом режиме по задаваемым адресам в пределах участка. Простейшие транспортные роботы перемещаются по направляющим и питаются по гибким кабелям от автономных источников или от скользящих токопроводов.

Наиболее современным и гибким видом транспортных средств ГАУ являются напольные транспортные роботы, управляемые оптическими или дистанционными индуктивными датчиками.

Штабелеры (краны – штабелеры, штабелеры - манипуляторы, роботы - штабелеры) предназначены в основном для обслуживания складов, выполненных в виде металлических многоярусных стеллажей с ячейками для хранения деталей, инструментов, приспособлений – спутников.

Основные функции штабелеров – перемещение объекта между транспортной системой ГАУ и складом, загрузка и разгрузка ячеек стеллажей, комплектация партии деталей. Различают два вида штабелеров: стеллажный и мостовой.

Основные параметры различных типов штабелеров измеряются в следующих единицах и пределах:

• грузоподъемность от 500 до 100000 Н;

• высота подъема от 3 до 15 м;

• скорость перемещения по горизонтали от 20 до 60 м/мин;

• скорость перемещения по вертикали от 6 до 20 м/мин;

• погрешность позиционирования от 2 до 10 мм.

Для ГАУ пригодны только те штабелеры, которые могут обеспечить надежное функционирование в автоматических режимах.

Полная автоматизация транспортных процессов конкретного производства зачастую требует применения нескольких видов транспортных средств, поэтому целесообразно создавать транспортные системы на базе транспортных и складских модулей, при сочетании которых обеспечиваются гибкость и адаптация к технологическому процессу.

Под транспортным модулем следует понимать программно – управляемый комплекс однотипных транспортных средств, перегружающих, приемо–выдающих, накопительных устройств и технических средств управления.

Манипуляционная система осуществляет промежуточное хранение изделий в ожидании обработки, загрузку и разгрузку основного технологического оборудования, смену режущего инструмента и перемещение изделий между соседними станками общего технологического комплекса.

Для сохранения требуемой производительности ГАУ при возможном отказе отдельного оборудования предусматриваются буферные накопители (контейнеры с партиями деталей или тактовые столы). Накопители позволяют разбить ГАУ на ряд участков, обладающих определенной независимостью друг от друга, если на таком участке применяются роботы, то такой участок называют роботизированным технологическим комплексом (РТК). Началом (входом) и окончанием (выходом) такого РТК являются различного рода накопители, объединяемые с технологическим оборудованием роботами.

Промышленные роботы применяются в ГАУ для передачи изделий в процессе их изготовления с одной позиции на другую. Основные технические характеристики роботов приведены в таблице 2.10.

Контрольно – измерительные средства служат для контроля качеств изготавливаемых изделий непосредственно в ГАП и представляют собой контрольно - измерительные автоматы и полуавтоматы (контрольно – измерительные ячейки в ГАУ).

Возможность автоматизации контроля следует оценивать, рассматривая каким образом выполняются основные функции при контроле:

• загрузка контролируемых изделий;

• базирование и перемещение изделий на измерительных позициях;

• кинематика процесса измерения контролируемых параметров;

• преобразование первичных данных, их вторичная обработка;

• регистрация конечных результатов контроля.

При необходимости контроля одного параметра однотипных деталей в узком диапазоне можно использовать один контрольный автомат с фиксированной установкой датчика. Если же контролируемый параметр изменяется в широких пределах, возможны следующие варианты:

• установка на фиксированные позиции нескольких датчиков;

• смещение одного датчика на разные позиции;

• применение нескольких контрольных автоматов.

Контроль нескольких параметров возможен:

• на одном автомате с одним датчиком, перемещающимся по нескольким координатам;

• на одном автомате с системой датчиков;

• на нескольких автоматах последовательно.

Наиболее универсальным является принцип перемещения датчика по нескольким координатам, который реализуется в измерительных машинах, но стоимость таких машин очень высока, и их лучше использовать на окончательном контроле вне пределов ГАУ.