Организация и планирование машиностроительного производства

в )

Рис. 2.23. Схема компоновки промышленных роботов.

Один ПР обслуживает один станок (а); один ПР обслуживает несколько станков (б — в); I — ПР; 2 — станок (технологическое оборудование); 3 — накопитель деталей

—технологическое оборудование размещается по окружности, а ПР стационарно в центре и по определенному алгоритму выполняет работу до обслуживанию (рис. 2.23, б);

—технологическое оборудование располагается в одну или несколь­ ко линий, а робот перемещается по напольным или подвесным направ­ ляющим в соответствии с определенным алгоритмом; управление в этом случае осуществляется от ЭВМ (рис. 2.23, в).

3.Несколько взаимосвязанных роботов одновременно обслуживают одно технологическое оборудование. Данная схема целесообразна, когда да одном технологическом оборудовании одновременно выполняется не-, сколько операций.

4.Несколько взаимосвязанных роботов одновременно обслуживают несколько единиц технологического оборудования. Этот РТК целесооб­ разен там, где обработка (сборка) объектов роботизации состоит из крат­ ковременных операций. Достоинством такого РТК является то, что ори­ ентация объектов роботизации необходима только в первоначальном со­ стоянии, а в дальнейшем передача их с позиции на позицию производится

Fa = (1 - Рп / 100) • qr • s • Fpw

где pn — простои ПР в ремонте (по графику ППР) и при наладках; qr— продолжительность работы ПР в смену; s — число смен работы; Ррд— количество дней работы ПР в течение года.

Количество единиц оборудования, обслуживаемое одним ПР, опреде­

где Тщ— время рабочего цикла единицы оборудования при оптимальном режиме обработки; To&i — время обслуживания роботом этого оборудо­ вания.

Рабочий цикл ПР (Тпр) — часть технологического цикла, характери­ зующая время его работы:

Тщ, = tn + t n ' ^ t c + tj + tBj + ty,

где t,, t„, tc, ta, t„, ty— соответственно время на выбор детали (заготовки) из общей их совокупности; перемещения детали в рабочую зону; соеди­ нения детали с рабочим органом; закрепления детали в рабочем органе; возврата рабочего органа ПР в исходное положение; удаления детали из рабочей зоны.

Производительность РТК (РТМ, РТЛ) — количество изготовленных за определенный промежуток времени изделий. Различают цикловую (Пц, шт/с) и среднесменную (Пс, шт/см) производительность:

Пц = N„/tu; r u = 36000 Тсн/tn*,

где N„ — количество одинаковых изделий, одновременно изготовляемых РТК за один цикл работы, шт.; tn — продолжительность одного цикла ра­ боты в автоматическом режиме РТК, с; Тсм — продолжительность рабо­ чей смены, ч; tnn^ — норма времени на одно изделие, e/шт.: tarr=K ,-tu/N|,.

Коэффициент К„ учитывающий затраты времени на организацион­ но-техническое обслуживание РТК, учитывает следующие внутрисменные затраты времени: на организационное обслуживание рабочих мест; на поднападку оборудования РТК; на смену оснастки в случае выхода ее из строя; на периодическую очистку и смазку рабочей зоны оборудова­ ния.

Универсальность РТК характеризуется возможностью изготовления (обработки, сборки и т.д.) изделий, различных по назначению, но имею­ щих конструктивно-технологическое сходство, а также переходом от изготовления одного вида изделия (работы) к другому с небольшими затра­ тами подготовительно-заключительного времени на партию.

Организационно-технологические особенности гибкого автоматизированного производства

Это особое направление научно-технического прогресса в машиностроении связано с созданием и внедрением гибких автоматизи­ рованных производств (ГАП), представляющих собой сложные техни­ ко-организационные системы, содержащие оборудование с ЧПУ, робото­ технические комплексы, обрабатывающие центры, микропроцессорную технику, единые транспортно-материальные потоки, автоматизирован­ ные склады и транспортные системы.

Комплексной автоматизации мелкосерийного и серийного производ­ ства в условиях ГАП должно предшествовать выполнение следующих требований:

•резкое повышение уровня технологического проектирования (на ос­ нове САПР);

•создание программируемой технологии основных и вспомогатель­

ных процессов и процессов управления информацией;

•совершенствование инженерных разработок во взаимосвязи с реше­ нием широкого круга вопросов по стандартизации в целях достижения встраиваемости, сопряженности и надежности функционирования всех компонентов (модулей) ГАП;

•пересмотр состава, структуры, категории сложности и оценки труда

сучетом того, что труд ИТР в условиях ГАП становится неотъемлемой и

определяющей частью основного производственного процесса;

• обеспечение сопряженности и тиражируемости программ управле­ ния, быстрой переналадки и перепрограммирования компонентов ГАП.

Из основных и вспомогательных гибких производственных модулей комплектуются гибкие производственные комплексы, перенастраивае­ мые линии, участки, пролеты, цехи и заводы. ГАП первого поколения были созданы на базе многооперационных станков типа обрабатываю­ щий центр. За основу построения этих ГАП был принят блочно-модуль­ ный принцип, характерный для средств вычислительной техники. Пер­ вичная единица комплексирования при создании ГАП — гибкий произ­ водственный модуль (ГП-модуль), представляет собой, например, сово­ купность токарных станков с ЧПУ, специализированных роботов — автооператоров и накопителей заготовок.

На уровне участка, поточной линии, пролета ГАП может состоять из ГП-модулей, построенных на базе основного технологического оборудо­ вания и автоматизированной системы управления технологическими процессами и оборудованием; из модулей подготовки производства, обеспечения материалами, заготовками, деталями, приспособлениями,

Рис. 2.27. Структура ГАП

инструментами; из модулей обслуживания и обеспечения работы обору­ дования, удаления отходов производства.

На уровне цеха ГАП включает автоматизированные участки, пролеты и линии основного производства, автоматизированную систему управле­ ния и обеспечения, автоматизированные участки технологической подго­ товки производства, автоматизированные участки комплектования, транспортирования, складирования, технического обеспечения и удале­ ния отходов производства.

На уровне завода ГАП состоит из автоматизированных цехов основ­ ного и вспомогательного производства, системы автоматизированного проектирования и интегрированной автоматизированной системы плани­ рования, управления и обеспечения производства; интегрированной сис-

замены вышедших из строя элементов новыми унифицированными; при­ менением автоматизированных систем на стадиях эксперимента, конст­ рукторской и технологической подготовки и освоения производства.

2. Постоянная мобильность производства, достигаемая компактной планировкой оборудования, принудительной синхронизацией его рабо­ ты, осуществляемой системой управления, связью модулей технологиче­ ского оборудования через автоматические накопители, а также тем, что при смене объекта производства не всегда требуется переналадка обору­ дования. При высоком уровне конструктивно-технологической унифика­ ции объектов бывает достаточно сменить программы функционирования и средства технологического оснащения ГАП.

Перечисленные выше достоинства ГАП и их реализация представля­ ют собой высокий уровень предпосылок перехода к гибким производст­ венным системам (ГПС). Под ГПС понимается комплексно-автоматизи­ рованное производство, управляемое как единое целое многоуровневой иерархической системой автоматического управления и осуществляю­ щее полный производственный цикл изготовления изделий или их конст­ руктивно-законченных основных составных частей.

Гибкий автоматизированный модуль (ГАМ) представляет собой систему из единицы технологического оборудования, автоматизирован­ ного устройства программного управления, средств автоматизации тех­ нологического процесса. ГАМ отличается автономным функционирова­ нием и хорошей встраиваемостью в системы более высокого уровня. Со­ вокупность нескольких ГАМ, объединенных автоматизированной систе­ мой управления, образует гибкую автоматизированную линию (ГАЛ). Гибкий автоматизированный участок, оснащенный оборудованием для выполнения однотипных технологических операций, называется гибким автоматизированным комплексом (ГАК).

Число станков WCT, включаемых в ГАК, определяется исходя из сред­ ней станкоемкости Ц обработки детали, темпа выпуска деталей ком­ плексом Nx, и такта его работы гк; Ц обработки вычисляется по дета- лям-представителям закрепленных за ГАК групп деталей по конструк­ тивно-технологической классификации; NT.Bнаходится исходя из годово­ го планового задания Nr.B, установленного для ГАК, и действительного фонда времени его работы Fa:

N.

N

•К„

где FH0M— номинальный фонд времени работы ГАК; Кисп — коэффици­ ент использования оборудования, Кисп = 0,85—0,90.

Такт работы ГАК

Располагая перечисленными величинами, число станков рассчитыва­ ют по формуле

Wст - tcpcT *

Количество и состав основного (технологического) оборудования ГАК зависят от прогрессивности его технических параметров и эксплуа­ тационных возможностей.

Загрузка оборудования (станков) с ГАК в условиях переменной но­ менклатуры деталей с разным циклом их обработки Тц0достигает макси­ мума при равенстве затрат времени на подачу к станкам спутников с заго­ товками Т, и Тц.0. Если Тц.0 < Т„ то своевременная подача спутников с за­ готовками к станкам не обеспечивается, что приводит к их простоям, для устранения которых создаются заделы спутников с заготовками. Если Тц.о > Т„ то образуется резерв времени, используемый для перемещения накопившихся на оперативном накопителе спутников с обработанными деталями на монтажный стол.

РАЗДЕЛ 3. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ ПРЕДПРИЯТИЙ

ГЛАВА 3.1. СОСТАВ И ЗАДАЧИ ИНФРАСТРУКТУРЫ

ПРЕДПРИЯТИЙ

3.1.1. Инфраструктура как подсистема машиностроительного предприятия

Организационная структура машиностроительного пред­ приятия представляет собой сложную динамическую систему, состоя­ щую из взаимосвязанных и функционально обособленных подсистем, на­ ходящихся в постоянном развитии и совершенствовании в соответствии со своими целями и задачами. Центральной подсистемой такой системы является основное производство, структура и состав которого зависят от характера и технологических особенностей выпускаемой продукции, объемов производства.

Для организации производственного процесса необходимо своевре­ менно обеспечить основное производство средствами труда, материаль­ ными ресурсами, работниками соответствующих специальностей, про­ фессий и квалификации. Парк технологического оборудования и машин в зависимости от состава технологических операций требует разнообраз­ ного технологического оснащения и обеспечения всеми видами энергоре­ сурсов: электрической энергией, топливом, газом, паром, сжатым возду­ хом и пр. В процессе эксплуатации средства труда изнашиваются и теря­ ют свою работоспособность, поэтому для обеспечения постоянной тех­ нической готовности парка машин и оборудования необходимы непрерывный контроль за их техническим состоянием, уход и ремонт.

В процессе производства продукции сырье, материалы, полуфабрика­ ты требуется неоднократно перемещать от операции к операции и между производственными подразделениями, контролировать их качество, обеспечивать сохранность запасов, незавершенного производства и гото­ вой продукции. Для обеспечения эффективности работы предприятия не­ обходимы соответствующие системы планирования, учета, контроля и информационного обеспечения производственных ресурсов.