95

___________________________________________ ___________________________________________

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра технологии автоматизированного машиностроения

Ю.Л.Апатов

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГИБКИХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДСТВ (ТО ГАП)

Конспект лекций для студентов специальности 120100 – «Технология

машиностроения» дневной, заочной и ускоренной форм обучения.

Киров, 2003

Цель изучения дисциплины: на базе ранее изученных курсов освоить методику проектирования гибкого автоматизированного производства в его технологической и конструкторской частях.

Базовыми курсами являются: “Технология машиностроения”, Автоматизация производственных процессов”, “Проектирование механосборочных цехов и участков” и др.

Объект изучения: серийное переналаживаемое машиностроительное производство – гибкое автоматизированное производство (ГАП).

1. Особенности автоматизации серийного машиностроительного произ­водства. Актуальность создания гап, его преимущества и значение. Мес­то гап в современном производстве.

Актуальность создания заключается в необходимости автоматизации серийного машиностроительного производства.

В настоящее время серийное производство является ведущим видом производства, на долю которого приходится 75 – 80 % объема продукции машиностроения. При этом детали изготавливаются сравнительно небольшими партиями. Отмечается отставание автоматизации мелко- и среднесерий­ного производства в сравнении с крупносерийны и массовым вследствие некоторых специфичных особенностей.

На процесс автоматизации в этих условиях влияют следующие факторы:

• частая сменяемость деталей и конструкций изделий вцелом;

• постоянное сокращение сроков выпуска этих деталей с одновре­менным увеличением номенклатуры.

Номенклатура – количество типоразмеров деталей, проходящих через данную автоматическую линию или участок.

• постоянно увеличивающиеся требования по точности изготовлениядеталей и качеству их обработки;

• сравнительно малая доля основного технологического времени в общем производственном цикле производства деталей.

Последнее можно подтвердить диаграммой

Рисунок 1 – Диаграмма распределения времени обработки деталей

Здесь Т1 – время всего производственного цикла получения деталей;

Т2 = Т1 • 0,05 – среднее время нахождения детали на станке. Осталь­ное время расходуется на ожидание деталью очереди на обработку, транспортировку, контроль и т.п. вспомогательные операции (около 95 % всего производственного цикла);

Т3 ≈ 2/3 Т2 – время непосредственно затрачиваемое на обработку де­тали, т.е. на изменение размеров и формы поверхностей, их взаимного распо­ложения и их механических свойств. Остальное время идёт на загрузку и раз­грузку детали на станок, на контроль без снятия детали со станка, на время управления станком и т.д.

Вывод: в современном производстве обьектом автоматизации могут служить не только основные технологические операции, но и все перечисленные вспомогательные операции. Причина – время Т3 уже предельно со­кращено и большого выигрыша и повышения эффективности сокращения времени не даёт.

Значительные дополнительные сложности возникают при автоматизации сбо­рочное серийного производства. Они обусловлены:

1) непостоянством формы и размеров некоторых деталей, поступающих на сборку (например, уплотнения, манжеты, прокладки и т.д.);

2) чрезвычайно большим разнообразием деталей, входящих в изделие, что диктует необходимость проектирования большого числа устройств технологического оснащения широкоуниверсального оборудования;

3) требованием обеспечения высокой точности ориентации деталей перед их соединением;

4) недостаточная производительность существующих видов сборочного автоматизированного оборудования, которое, зачастую, не может конкурировать с опытным рабочим-сборщиком.

Основным направлением автоматизации серийного машиностроительного производства яв­ляется создание так называемых «Гибких производственных систем (ГПС)». Их особенность заключается в том, что это совокупность, основного технологического оборудования, комплекта вспомогательных устройств, а также переналаживемой технологической оснастки, обьединённых общей сис­темой управления, предназначенная для получения деталей заданной но­менклатуры, предусмотренного объема выпуска, в установленные сроки и требуемого каче­ства.

Производство является переналаживаемым, а оборудование базируется на применении станков с ЧПУ и промышленных роботов. При этом автоматизации подлежат не только основные операции механической обработки, но также заготовительные операции, сборка, испытания, консервация и упаковка готовой продукции.

Из вспомогательных особое внимание уделяется операциям:

• доставка заготовок на рабочие позиции;

• транспортирование оснастки и инструмента;

• транспортировка стружки из зоны резания и от станков;

• диагностирование работы оборудования;

• контрольно-измерительные операции с выходом на корректировку управляющих программ.

Эффективность внедрения гибких производств заключается в следующем (в сравнении с обычным, неавтоматизированным производством):

1. Уменьшение числа станков для осуществления производства до 8 раз.

2. Сокращение обслуживающего персонала до 5 раз.

3. Уменьшение производственных площадей до 4 раз.

4. Время обработки партии деталей может быть сокращено в 3-4 раза.

5. Время переналадки технологического оборудования – до 6 раз, т.к. предусматриваются специальные меры по автоматизированной переналадке.

6. Увеличение прибыли данного производства до 3 раз.

7. Увеличение коэффициента загрузки станков на 30%.

8. Сокращение себестоимости обработки и сборки до 10%. Последний показатель незначителен из-за сравнительно больших дополнительных капиталовложений.