16.4. Організація автоматизованого виробництва
В умовах потокового виробництва працівнику важко виконувати одну і ту ж роботу, однаковим способом, у масовій кількості. Виникає втомлюваність від виконання монотонної роботи. Можуть мати місце не дотримання графіку роботи, неякісне виконання операцій. З цих та інших причин подальшим розвитком поточного виробництва стала автоматизація. Автоматизація виробництва – це комплекс організаційно-технічних заходів, які у сукупності дають можливість вести виробничий процес без участі в ньому працівника.
Ступінь автоматизації виробничого процесу може бути різною. У разі, якщо частина функцій управління машиною (обладнанням) виконується працівником, а частина – автоматизована, то має місце часткова автоматизація.
Комплексна автоматизація пов'язана з автоматизацією функцій управління технологічними, допоміжними та обслуговуючими процесами. Працівники тільки виконують наладку машин (обладнання) та контролюють їх роботу.
Автоматичні лінії поділяються: однопредметні та багатопредметні (залежно від кількості виробів, що виготовляються на лінії); з поштучним та багатодетальним обробленням (залежно від кількості деталей, що одночасно оброблюються); синхронні та несинхронні (залежно від характеру руху виробів, що оброблюються).
Синхронні автоматичні лінії складаються з окремих машин-автоматів, пов'язаних між собою одним транспортером (жорсткий зв'язок) для передачі деталей. При зупинці будь-якого автомату зупиняється уся лінія.
Несинхронні автоматичні лінії складаються з окремих дільниць, що можуть поєднувати декілька машин-автоматів. Кожна дільниця має свій транспортер (гнучкий зв'язок). Між дільницями влаштовані накопичувальні пристрої деталей – бункери. Коли трапляється поломка на якійсь одній дільниці, то зупиняється лише вона. Інші дільниці працюють за рахунок деталей, що знаходяться в бункерах. Запас деталей в бункерах забезпечує безперебійну роботу лінії на час усунення поломки.
Основним календарно-плановим нормативом роботи автоматичної лінії є такт (rа). Величина такту розраховується інакше, ніж у поточному виробництві:
rа = tм + tд, (16.20)
де tм – час обробки виробу, хв.; tд – час на встановлення, знімання та транспортування виробу з операції на операцію, хв.
Роторні лінії – це особливий різновид автоматизованих ліній. Конструктором роторних ліній є Л. Н. Кошкін. Роторні лінії складаються з робочих роторів та допоміжних транспортних роторів. Ці ротори знаходяться у жорсткому кінематичному зв'язку та мають синхронне обертання (рис. 16.3). Обробка деталей здійснюється під час пересування деталей.
Рис. 16.3. Схема роторної лінії
Роторні лінії дають змогу вести обробку деталей декількох типорозмірів, що мають подібні технологічні процеси обробки. Особливо раціонально їх застосування при обробці тиском, а також для термічних і хімічних технологічних процесів. Вони вигідно відрізняються від інших автоматизованих ліній малими габаритами.
Такт роторної лінії визначається часом на переміщення заготовки та інструменту на відстань між двома суміжними позиціями ротора і розраховується наступним чином:
r = l п / V, (16.21)
де lп – відстань між двома суміжними позиціями ротора, мм; V – лінійна швидкість інструменту, мм/хв.
Нині автоматизація йде шляхом створення гнучких виробничих систем (ГВС). Під гнучкою виробничою системою розуміють найвищу форму організації виробництва, що реалізується на базі найсучасніших технічних засобів, які забезпечують часткову чи повну автоматизацію виконання виробничими об'єктами основних, допоміжних процесів та функцій управління. Гнучкі виробничі системи забезпечують випуск широкої номенклатури продукції, що є однорідною за конструктивними і технологічними ознаками. Перехід на випуск нової продукції здійснюється за мінімальний час та з мінімальними витратами.
Структурними елементами гнучких виробничих систем є гнучкі виробничі модулі (ГВМ), роботизовані технологічні комплекси (РТК), системи забезпечення функціонування (рис. 16.4).
Рис. 16.4. Структура гнучкої виробничої системи
Гнучкий виробничий модуль (ГВМ) – це одиниця технологічного обладнання для виробництва виробів довільної номенклатури в установлених межах значень їх характеристик з програмним управлінням, яка автономно функціонує і здійснює всі функції з виготовлення продукції. ГВМ складається з верстатів з ЧПУ або з обробляючих центрів.
Роботизований технологічний комплекс (РТК) – це сукупність одиниці технологічного обладнання, промислового робота, засобів оснащення, який автономно функціонує і здійснює багатократні цикли, має автоматизовану переналадку. В якості технологічного обладнання може застосовуватися промисловий робот (наприклад, операції фарбування). Засобами оснащення можуть бути накопичувальне обладнання, обладнання орієнтації, поштучної видачі об'єктів виробництва.
Система забезпечення функціонування включає автоматизовану транспортно-складську систему (АТСС), автоматизовану систему інструментального забезпечення (АСІЗ), автоматизовану систему видалення відходів з зони ГВМ та РТК, автоматизовану систему управління якістю продукції (АСУЯП), автоматизовану систему забезпечення надійності (АСЗН).
Гнучка виробнича система повного виробничого циклу, де деталі оброблюються з початку до завершення технологічного процесу, носить назву – гнучка автоматизована лінія (ГАЛ). Гнучкі виробничі системи неповного виробничого циклу, коли для обробки деталей необхідні додаткові операції поза системою, це – гнучкі автоматизовані дільниці (ГАД).