5.2 Групповая технология обработки деталей в гибких автоматизированных производствах
Создание ГАП сопряжено со значительными материальными затратами. Так ГПМ, на базе отечественного или импортного оборудования с ЧПУ в среднем обходится в 3 - 5 млн. руб. Поэтому при создании ГАП должны анализироваться различные факторы, влияющие на эффективность его работы, такие, как:
- выбор наиболее целесообразной номенклатуры деталей;
- разработка оптимального технологического процесса;
- определение оптимального по технологическим возможностям комплекта оборудования;
- определение наиболее целесообразного уровня автоматизации производственных процессов;
- выбор необходимых и достаточных заданному уровню автоматизации средств и систем оснащения ГПС (транспорт, склад, погрузочно-разгрузочные устройства и др.).
Важным фактором, влияющим на эксплуатационную эффективность ГПС, является выбор оптимального варианта технологического процесса на отобранную номенклатуру деталей. Характерными особенностями техпроцесса являются:
- обязательное выполнение требований по точности взаимного расположения и качеству обрабатываемых поверхностей деталей;
- общность технологического маршрута или набора технологических операций, обеспечивающих обработку любой детали;
- единство технологических (конструктивных) баз на всю номенклатуру деталей;
- минимальные затраты на технологическую оснастку (приспособления и инструмент, в том числе измерительный);
- оптимальная загрузка металлорежущего оборудования и минимальные затраты времени на переход с обработки одной детали (группы деталей) на другую;
- непрерывность работы всей гибкой системы.
Перечисленные требования могут быть выполнены при условии организации производственного процесса в ГАП по групповой технологии. Метод групповой обработки деталей в условиях мелкосерийного производства с применением универсального оборудования был предположен С. П. Митрофановым в 60-х годах прошлого века [1]. Сущность метода заключается в классификации или группировании деталей по признакам:
- конструктивно-технологического подобия;
- габаритного подобия;
- общности маршрутной технологии;
- единства базирования;
- идентичности материалов (алюминий, титановые сплавы, сталь и др.).
Каждая классификационная группа деталей представляется условной «комплексной» деталью, которая отображает конструктивные особенности всех входящих в группу деталей, и на нее разрабатывается групповой технологический процесс с учетом оптимизации всех его операций, максимально возможной степени их механизации.
Преимущества групповых методов обработки с использованием универсального оборудования заключаются в:
- сокращении сроков подготовки производства за счет снижения затрат времени на разработку индивидуальных технологических процессов (на каждую деталь)
и проектирование приспособлений и инструмента, уменьшении номенклатуры и количества изготавливаемой групповой оснастки, комплекта инструмента;
- укрупнении партий запуска, сокращении количества переналадок, что обеспечивает возможность превращения мелкосерийного производства в серийное и
даже крупносерийное со всеми его преимуществами;
- обеспечении предпосылок к повышению эффективности производства и повышению производительности труда за счет модернизации оборудования;
- повышении требований к более широкой унификации и стандартизации элементов конструкции деталей и изделий.
Применительно к ГАП подход к классификации, группированию деталей и разработке групповой технологии принципиально не отличается от подхода к
организации групповой обработки на базе универсального оборудования. Однако содержание основных этапов разработки групповой технологии для ГАП имеет существенные отличия:
- наличие оборудования с ЧПУ снижает требования к конструктивному, габаритному и маршрутному подобию, что значительно расширяет возможности отбора деталей при классификации и группировании их, но и значительно усложняет процесс группирования, требует более высокой квалификации исполнителей. Усложняется процесс формализации при машинной классификации деталей, так как уменьшается число четких критериев группирования;
Рисунок 5.1 – Состав
и структура ГАП
- использование промышленных роботов в ГАП приводит к необходимости группирования деталей по условию габаритного подобия и близости конфигурации баз под сменные захватные устройства роботов;
- при использовании в ГАП координатно-измерительных машин группирование деталей должно учитывать возможность контроля всех деталей группы одним щупом без переналадки;
- наличие инструментальных магазинов и автоматизированной системы инструментального обеспечения дает возможность ввести новые (измененные) детали в отобранные группы, которые в этом случае являются «открытыми». В групповых поточных линиях, состоящих из универсального оборудования, такое введение в группу новых деталей затруднено, так как инструментальные наладки проектируются под «комплексную» деталь и должны быть полностью переделаны под новую деталь, т. е. группы в этом случае являются закрытыми.
В состав технических средств ГАП (рисунок 5.1) входят гибкие модули ГПМ и участки ГАУ (ГАЦ) как для основного производства, так и для его технической подготовки. Вместе с автоматизированными складами и связанными с ними автоматизированными участками комплектования гибкие модули объединяются комплексной автоматизированной транспортной системой (АТС). АТС целесообразно выполнять в виде единой системы, хотя она может состоять из нескольких подсистем, например: подсистемы транспортирования спутников с заготовками, подсистемы инструментального обеспечения (АСИО) и других транспортных подсистем, в составе которых могут использоваться промышленные роботы и манипуляторы, а также специальные автоматические транспортные тележки.
Инженерная подготовка производства в ГАП автоматизирована и осуществляется с помощью связанных между собой систем автоматизированного проектирования как изделий основного производства - САПР-К (конструкторский), так и изделий технической подготовки производства (инструмент, оснастка и т. п.) - САПР-Т (технологический), в состав которой входят подсистемы проектирования технологии и программ управления технологическим оборудованием, (на базе информации о конструкции выпускаемых изделий).
Общее управление техническими средствами ГАП: осуществляет комплексная автоматизированная система (КАСУ), использующая мощное информационное, организационное, математическое и программное обеспечение для решения задач управления, включая задачи АСУ ТП и АСУП нижнего уровня (планирование, диспетчирование, учет, транспортные и другие расчеты, выполняемые для получения оптимальных решений).