Совершенствование организации производства в сборочных цехах

Среди многочисленных путей совершенствования организации производства в сборочном цехе наиболее приоритетными являются следующие: механизация и автоматизация сборочного оборудования; использование систем управления автоматическим сборочным оборудованием; автоматизация контроля сборки; специализация сборочного производства; применение принципа унификации и нормализации сборочных единиц и деталей; применение принципа унификации и нормализации сборочных единиц и деталей; применение ЭВМ для разработки оптимальных технологических процессов механизированной и автоматизированной сборки; использование методов, позволяющих добиться наибольшей точности при автоматической сборке; роботизация сборочного производства.

Успешное решение в обеспечении качества сборки изделий является основой для эффективного снижения трудозатрат в сборочном производстве с помощью механизации и автоматизации. Создание и эксплуатация механизированного, автоматизированного и автоматического сборочного оборудования показывает, что высокие технико-экономические показатели в организации сборочного производства могут быть достигнуты на основе отработки конструкции изделия на сборочную технологичность. Ускорение внедрения средств механизации и автоматизации сборки может быть достигнуто путем создания типовых технологических процессов, унификации сборочных механизмов, их элементов и построения оборудования на принципе агрегатирования .

Применение ЭВМ для управления автоматическими линиями сборки рассматривается как практическая задача. Выбор системы контроля и управления линией с использованием ЭВМ зависит от структуры и объема потоков информации и принятых алгоритмов ее переработки. Для повышения эффективности работы линии в ЭВМ должна поступать следующая информация: отказы, время работы и простоя линии каждой единицы оборудования с указанием причины простоя, производительность линии, а также размеры заделов, брак и причины его появления.

Реальным средством для устранения дефектов сборки является автоматизация контроля сборки с использованием специальных установок. Качественную затяжку резьбовых соединений обеспечивают гайковерты с электронной настройкой и управлением. Для повышения качества используются устройства с контролируемой силой запрессовки, которые блокируют цикл при отклонениях. Наиболее эффективным средством контроля герметичности узлов являются пневмоиспытания избыточным давлением или вакуумом.

Специализация сборочного оборудования позволяет перейти от механизации отдельных сборочных операций к созданию комплексно-механизированных и автоматизированных сборочных участков цехов, производств и заводов-автоматов, являющихся наивысшей формой организации производства. В специализированном производстве сборка является завершающим этапом всего производственного процесса. Поэтому экономически оправдывается автоматизация по всем видам технологии, в том числе и сборке. Создание специализированных сборочных заводов позволит значительно повысить уровень автоматизации сборки изделий при высокой экономической эффективности. Такому направлению специализации принадлежит большое будущее.

Снижение трудоемкости изготовления машин в целом зависит от возможности применения высокопроизводительных технологических процессов. Условием для создания специализированных производств с массовым выпуском изделия является широкое развитие унификации и нормализации деталей и сборочных единиц изделия, что позволяет более полно использовать принцип агрегатирования. Он позволяет устанавливать на сборочной линии разнообразные самодействующие головки для выполнения отдельных операций механической обработки, штамповки.

Встраивание в автоматические сборочные линии отдельных сборочных машин позволяет по-новому подойти к решению проблемы автоматизации многооперационной сборки. Однако при современном уровне техники и автоматизации сложность, высокая стоимость и длительность создания необходимого технологического оборудования практически делают нерентабельными длинные многооперационные сборочные линии. Автоматизацию сборочных процессов экономически целесообразно проводить с использованием оборудования, скомпонованного из унифицированных агрегатов и узлов, позволяющих переоснастить и применить оборудование к сборке изделия, претерпевшего конструктивные изменения. Затраты на переоснащение будут составлять примерно 50 % первоначальной стоимости оборудования.

Определенный интерес представляют типовые сборочные устройства, созданные факультетом технологического проектирования и управления производством Ноттингемского университета. Этим университетом создано модульное оборудование для сборки средних партий изделий, которое состоит из стандартных механизмов, встраиваемых в автоматическую линию. Компоновка стандартных механизмов, названная системой "Минитрон", состоит из установочных, подающих и зажимных устройств, каждое из которых имеет автономное управление.

Внедрение в производство оптимальных технологических процессов сборки позволит значительно повысить эффективность работы сборочного оборудования за счет более полного использования его технологических возможностей. При автоматизированном проектировании оптимального технологического процесса автоматической сборки решаются две основные задачи: определение оптимальных схем базирования собираемых деталей и определение качественной оценки выполнения выбранным сборочным оборудованием условий собираемости.

Среди методов достижения точности выходных параметров механизмов и машин можно выделить следующие: полной, неполной (частичной), групповой взаимозаменяемости, регулирования и пригонки. При всех методах точность сборки сборочной единицы зависит только от характеристик качества собираемых деталей. При автоматической сборке сопрягаемые детали сборочной единицы своими размерами образуют составляющие звенья размерных цепей системы сборочное устройство – собираемые детали. В процессе автоматической сборки сборочной единицы число звеньев размерной цепи будет значительно увеличиваться. Поэтому надежность работы сборочного оборудования и качество будут зависеть от точности изготовления собираемых деталей и выбранного метода достижения точной сборки.

Качественно новым решением задачи автоматизации основных операций производства является создание машин нового класса – манипуляторов с программным управлением, получивших название "промышленные роботы".

Роботизация является одной из наиболее приоритетных направлений совершенствования организации производства в сборочном цехе.

Основой современного этапа автоматизации является объединение вычислительных машин с технологическими комплексами. В результате происходит передача машинам функций управления. Основной задачей является ликвидация не только низкоквалифицированного физического труда, но и сравнительно простых видов умственного труда, таких как контроль, регистрация и обработка результатов исследований, выполнение всевозможных анализов. Использование роботов позволяет объединить в единый автоматически действующий комплекс разнородные машины, организовать их работу и управлять ими.

Как и в других цехах машиностроительного завода, в сборочном цехе автоматизация позволит стабилизировать качество собираемых изделий, обеспечить постоянную высокую производительность в течение длительного времени. Роботы работают без утомления, не скучают при выполнении одних и тех же шаблонных действий. Применение роботов позволит снять многие ограничения, зависящие от физических и психологических возможностей оператора.

В отличие от ручной сборки структура автоматической операции является более сложной. Процесс автоматической сборки с помощью роботов можно представить как совокупность следующих действий:

распознать деталь по чертежу;

определить ее положение у рабочего места;

переместить манипулятор к детали по целесообразной траектории;

выбрать на детали поверхность для захвата с учетом центра тяжести;

осуществить захват детали;

перенести к месту сборки с базовой деталью;

определить место установки и поверхность сопряжения на базовой детали;

выполнить пространственную ориентацию деталей относительно друг друга;

опустить деталь, совместить сопрягаемые поверхности;

закрепить детали.

При этом необходимо обеспечить контроль годности поступающих деталей и готовой продукции. На японских предприятиях, например, применяются роботы-сборщики, которые сами осуществляют контроль качества. После выполнения сварочных работ в сборочном цехе робот проводит анализ выполненной работы и в случае обнаружения дефекта сварочного шва немедленно вносит изменения. В Финляндии созданы шагающие роботы, которые производят необходимые работы, а также их контроль вне производственных помещений.

Именно от создания роботов с разветвленной сенсорной системой будет зависеть дальнейшее развитие автоматизации и появление заводов-автоматов. Промышленные роботы второго, а затем и третьего поколения займут места сборщиков. Они сумеют действовать самостоятельно и выполнять команды, диктуемые не только программой, но и идущие непосредственно от человека, – команды, отданные голосом. Восприятие роботом человеческой речи станет еще одним новым шагом в робототехнике, который резко упростит общение с ним человека-оператора, резко повысит эффективность производства .