8.2. Классификация и структура гибких производственных систем

В соответствии с ГОСТ 26228-90 гибкая производственная система (ГПС) представляет собой управляемую средствами вычислительной тех­ники совокупность технологического оборудования, состоящего из разных сочетаний гибких производственных модулей (ГПМ) и (или) гибких производственных ячеек (ГПЯ), автоматизированной системы технологиче­ской подготовки производства и системы обеспечения функционирования, обладающую свойством автоматизированной переналадки при изменении программы производства изделий, разновидности которых ограничены технологическими возможностями оборудования. На рис. 37 приведена структурная схема ГПС.

Рис. 37. Структурная схема гибкой производственной системы

Составными частями ГПС являются ГПЯ и ГПМ. Под гибкой производственной ячейкой (ГПЯ) понимают управляемую средствами вычислительной техники совокупность нескольких ГПМ и системы обеспечения функционирования, осуществляющую комплекс тех­нологических операций, способную работать автономно и в составе ГПС при изготовлении изделий в пределах подготовленного запаса заготовок и инструмента. На рис. 38 приведена структурная схема элементов ГПЯ.

Рис. 38. Структурная схема ГПЯ

На рис. 39 показаны различные схемы компоновок ГПЯ.

Под гибким производственным модулем (ГПМ) понимают единицу технологического оборудования, автоматически осуществляющую технологические операции в пределах его технических характеристик, способ­ную работать автономно и в составе ГПС или ГПЯ.

На рис. 40 приведена структурная схема элементов ГПМ. При рабо­те в составе ГПЯ или ГПС средства автоматизации ГПМ определяются организацией информационных и материальных потоков.

В качестве примера на рис. 41 показаны принципиальные схемы ГПМ.

В ГПМ, построенных на основе токарных многоцелевых станков, для загрузки заготовок и удаления со станка деталей, смены инструментов ши­роко применяются различные типы

а

б

Рис. 39. Схемы компоновки гибких производственных ячеек: а - фирмы Geddings Lewis (США) с двумя

многоцелевыми станками: 1 - много­целевой станок;

2 - рельсовая тележка; 3 - стационарное

накопительное устройство палет с заготовками;

б - фирмы Geddings Lewis (США) с тремя многоцелевыми станками: 1 - токарно-карусельный станок;

2 - промышленный робот для загрузки дополнительного инструмента; 3 - многоцелевой станок;

4 - рельсовая тележка; 5 - накопительное устройство.

Рис. 40. Структурная схема гибкого производственного модуля

промышленных роботов. Такие ГПМ часто называют роботизированными технологическими комплексами (РТК). В отдельных случаях промышленные роботы приме­няются также в ГПМ для обработки корпусных деталей.

Во всех этих ГПМ промышленные роботы применяются как средство автоматизации. Наряду с этим в настоящее время создаются ГПМ, где промышленный робот выполняет функции технологического оборудова­нии и средства автоматизации одновременно. Например, ГПМ для снятия заусенцев на заготовках, других видов механической обработки, сборки различных изделий и др.

ГПС классифицируются по различным признакам. В зависимости от комплектности изготовления изделий различают ГПС: операционные, ко­гда выполняется одна или несколько технологических операций изготов­ления изделия; предметные, изготавливающие отдельные детали сбороч­ных единиц; узловые, изготавливающие комплекты деталей сборочных единиц и осуществляющие сборку узлов.

а

б

Рис. 41. Схема компоновки гибких производственных модулей: а - с линейным накопителем налет с заготовками:

1 - многоцелевой станок; 2 - рельсовая тележка; 3 - стационарный линейный накопитель палет с за­готовками;

б - с овальным накопителем: 1 - многоцелевой станок;

2 - нако­питель палет с заготовками; 3 - перегрузочный поворотный стол.

В зависимости от уровня автоматизации различают ГПС: 1-го и 2-го уровня автоматизации, когда осуществляется соответственно автоматизированная и автоматическая переналадка ГПС при изготовлении освоенных изделий; 3-го уровня автоматизации, когда осуществляется автоматизиро­ванная переналадка ГПС при переходе на изготовление новых изделий.

Уровни автоматизации ГПМ и ГПЯ устанавливаются в зависимости от автоматически выполняемых ими функций, перечень которых должен регламентироваться в соответствующих стандартах на конкретные виды ГПМ и ГПЯ.

Гибкий автоматизированный участок (ГАУ) - участок цеха, технологическое оборудование которого состоит преимущественно из ГПМ, ГПЯ и ГПС. В нем предусмотрена возможность изменения после­довательности использования технологического оборудования.

Предметные ГАУ производят полное (комплектное) изготовление однотипных изделий определенной группы (валов, фланцев, корпусов и др.).

Узловые ГАУ изготовляют комплекты деталей и в отдельных случаях осуществляют сборку узлов определенных типоразмеров, состоящих из этих деталей. На таких ГАУ изготовляют комплекты основных деталей уз­лов, затем осуществляют доукомплектацию (из склада покупных деталей), после чего полные комплекты деталей ритмично поступают на автомати­зированный сборочный участок, конечным продуктом которого являются собранные и при необходимости упакованные узлы.

Наряду с ГАУ имеются также другие гибкие организационные струк­туры производства - такие как гибкий производственный цех (ГАЦ) и гиб­кий автоматизированный завод (ГАЗ).