8.5. Автоматические линии
В массовом производстве особенно эффективно применение автоматических поточных линий. Особенностью радиопромышленности является большое разнообразие выпускаемых изделий. Вместе с тем предприятиями производится большое количество приборов и других изделий, обладающих конструктивно-технологическим единством и общей последовательностью производственных операций, но отличающихся режимами выполнения отдельных технологических процессов. Такое положение создает предпосылки к внедрению автоматических линий, предназначенных для выпуска широкой номенклатуры изделий.
В состав автоматической поточной линии входят автоматы и агрегаты для выполнения технологических операций, механизмы для ориентировки изделия и его закрепления в рабочей позиции, устройства для транспортировки и загрузки изделий по операциям, приборы и аппаратура для контроля и управления процессом и т. д.
В основу проектирования и эксплуатации автоматических поточных линий положен метод блочного конструирования оборудования. Поточные линии при этом компонуются на базе различного сочетания самостоятельных унифицированных блоков-модулей. Под модулем понимается конструктивно-законченная совокупность узлов и деталей, объединенных общим функциональным назначением и подчиняющихся общим требованиям по габаритам, установочным и присоединительным размерам, Набор модулей обеспечивает создание автоматических линий. Линии, построенные по блочно-модульному методу, надежны в работе, эффективны в эксплуатации, требуют для переналадки немного времени.
На предприятиях применяются автоматические линии, отличающиеся между собой как по технологическим принципам действия, так и по формам организации. Они могут быть одно- и многономенклатурными, непрерывно-поточными и прерывно-поточными. Поскольку в линиях с автоматическим оборудованием не всегда возможна синхронизация длительности операций, в настоящее время преобладающее значение имеют прерывно-поточные линии. Высокая степень синхронизации достигается в автоматических роторных линиях.
По числу одновременно изготовляемых изделий автоматические поточные линии сориентированы на поштучную или многодетальную (групповую) обработку. Групповая обработка характерна для большинства производств отрасли. В полупроводниковой промышленности по групповому принципу осуществляются операции фотолитографии, диффузии, напыления; в конденсаторостроении — пропитка секций; в производстве резисторов — науглероживание керамических стержней. Часто на автоматических линиях операции с поштучной обработкой чередуются с групповыми.
По способу транспортировки изделий автоматические линии подразделяются на линии с непрерывной или периодической транспортировкой изделий.
По характеру кинематической связи линии могут представлять собой системы автоматически действующих агрегатов с жесткой связью (ручьи, желоба, склизы и др.) и системы отдельных агрегатов с гибкой связью. При этом гибкая связь реализуется с помощью специальных устройств, предназначенных для хранения и выдачи запаса изделий в определенные моменты времени (бункера, кассеты, пеналы).
Разновидностью автоматических поточных линий с жесткой связью являются роторные линии. Роторная линия состоит из операционных рабочих роторов, выполняющих технологические операции, и транспортных роторов, осуществляющих межоперационное перемещение изделий. Транспортные и операционные роторы находятся между собой в жесткой связи. Количество рабочих роторов равно числу технологических операций. Обработка деталей или сборка изделий производится без остановки, они непрерывно передаются с операции на операцию. На линиях с жесткой связью отсутствуют межоперационные заделы. При остановке одного автомата останавливаются и все остальные агрегаты поточной линии.
Такого недостатка лишены бункерные автоматические линии, имеющие специальные загрузочные устройства. При остановке одного из автоматов линии с гибкой связью остальные агрегаты могут некоторое время работать за счет заделов, хранящихся в бункерных устройствах. Следует отметить, что эффективное использование тех или иных типов линий с гибкой связью определяется условиями производства и особенностями изготовляемой продукции. Кассетные линии весьма производительны (до 20 тыс. изделий в час) и широко используются в полупроводниковом производстве. Пенальные линии имеют в качестве накопителей съемные однорядные магазины. Их применение эффективно при стабильной номенклатуре и строгой регламентации ритма линии.
На автоматических поточных линиях особенно сложны расчеты заделов. В бункерных автоматических линиях образуются межоперационные заделы двух видов: компенсирующие и пульсирующие.
Компенсирующие заделы ZK образуются в случае, если смежные участки автоматической поточной линии имеют разные ритмы (такты) работы. В общем виде формула для расчета размера компенсирующего задела имеет следующий вид:
(8.26)
где Тк — период времени для создания компенсирующего задела (промежуток времени непрерывной работы смежных участков автоматической поточной линии с разными ритмами работы), мин;
rм и rб — меньший и больший ритмы работы смежных участков (операций) линии, шт/мин.
Пульсирующие заделы создаются для поддержания ритмичности выпуска продукции поточной линией. Их назначение состоит в том, чтобы предупредить аритмию хода производственного процесса на отдельных операциях автоматической поточной линии.