9.2. Гибкое автоматизированное производство и его особенности

В последние годы в различных отраслях промышленности для сохранения конкуренто-способности стали интенсивно использовать новые технологии. На базе этих технологий воз-никли и новые концепции производства, получившие название: интегрированные автоматизи-рованные производства (ИАП), гибкие производственные системы (ГПС), гибкие автоматизи-рованные производства (ГАП).

Термин ИАП предпочитают использовать для компьютеров и программного обеспечения, термины ГПС и ГАП широко распространены среди станко- и машиностроителей.

В сущности понятия ИАП, ГПС и ГАП означают одно и тоже, а именно интегрирован-ную производственную систему, включающие в себя технологические компоненты, ЭВМ и программное обеспечение.

В интегрированных производствах различаются следующие процессы:

а) проектирование изделий и деталей;

б) планирование технологического процесса;

в) программирование ТО, ПР, робокаров и т.д.

г) планирование производства;

д) изготовление изделий и деталей;

е) прием, хранение, перевозка материалов, деталей, изделий, комплектующих и т.д.

В ИАП используется ряд автоматизированных систем, а именно:

САПР – системы автоматизированного проектирования;

АСТПП – автоматизированная система технологической подготовки производства;

АСУП – автоматизированная система управления производством;

АТС – автоматизированная транспортная система;

АССВ – автоматизированная система складирования и выдачи;

АСИО – автоматизированная система инструментального обеспечения;

АСООП – автоматизированная система обработки отходов производства;

САК – система автоматизированного контроля и др.

Отличительными признаками ИАП (ГАП) являются:

Во-первых, ГАП строится и управляется как единое целое, как единый организм на основе ЭВМ, работающих по единой программе. Смена изделия означает смену программы при сохранении общей структуры орудий производства.

Во-вторых, ГАП функционирует не при любой, а при вполне определенной, так называе-мой групповой технологии (над разными деталями выполняются одинаковые операции).

В-третьих, ГАП представляет собой не только малолюдное (в идеале – безлюдное) производство, а еще и малобумажное (в идеале – безбумажное). Конструкторская и технологическая документация содержится на машинных носителях.

Ключевой проблемой создания гибкого производства является не столько проблема создания новых машин и механизмов (станков с программным управлением, роботов, автоматизированных транспортных и складских систем и т.д.), а проблема создания принципиально новой системы управления, способной обеспечивать гибкость комплекса машин, возможность быстро перестроить на выпуск новых изделий.

9.3. Структура иап (гап)

а) Основной составной частью ГАП является обрабатывающее технологическое обору-дование. Оно обычно состоит из технологических агрегатов, выполняющих основные техноло-гические операции по заданной программе. Часто технологические агрегаты и вспомогательные технические средства объединяют в технологические модули или рабочие центры. Они со-здаются либо по принципу однородности выполняемых операций, либо по принципу функцио-нальной дополнительности. Наиболее распространенный тип технологического модуля – РТК.

б) В состав ИАП (ГАП) обязательно входит современный автоматизированный склад. Он включает в себя: места хранения грузов (стеллажи); столы приема и выдачи грузов; внутрискладские транспортные средства; загрузочно-разгрузочные механизмы и устройства.

Складское оборудование ГАП не предназначено для длительного хранения грузов. Его основная задача – оперативное обеспечение производства. Грузы в складах ГАП хранятся обычно на время обеспечения работы двух-трех смен.

в) Очень важную роль в ИАП (ГАП) играет транспортное оборудование. При этом имеются саамы разнообразные средства перемещения предметов, а именно:

- конвейеры различных типов;

-самоходные телеги рельсового и безрельсового типа с различными системами удержания заданного направления перемещения;

- приемо-передающие устройства;

- транспортные средства напольного и подвесного исполнения.

Транспортные пути связывают все рабочие позиции – места, где изделия подвергаются каким либо технологическим операциям.

г) Системы инструментального обеспечения в ИАП (ГАП), как правило, автоматизированные. Они доставляют инструмент к станку, устанавливают его в рабочие гнезда, убирают изношенный инструмент и доставляют его на склад.

В состав АСИО есть автоматизированный инструментальный склад, который состоит из центрального инструментального склада, группового инструментального склада, групповых инструментальных складов и инструментальных магазинов станков (Рис. 9.2).

Рис.9.2.

д) Удаление отходов, прежде всего стружки, в условиях ГПС представляет собой одну из серьезных проблем. Решается эта проблема с помощью автоматической транспортной системы уборки отходов производства. Как правило, для удаления стружки используют конвейеры различных типов.

е) Системы автоматизированного контроля в ИАП (ГАП) решают две проблемы:

а) контролирует параметры изготовляемых изделий;

б) контролирует состояние изделия.

Определение параметров изделия – одна из главных задач контроля в ГПС. От решения этой задачи зависит качество выпускаемой продукции. В последние годы для контроля параметров изделия в ГПС разработаны специальные бесконтактные датчики (индукционные, ультразвуковые, лазерные, фотоэлектронные и т.д.)

Для измерения линейных размеров, формы и расположения плоскостей широкое распространение получили специальные измерительные машины – контрольно-измерительные автоматы, управляемые от центральной ЭВМ или от автономных микро ЭВМ.

Кроме контрольно-измерительных автоматов могут применятся и системные контрольно измерительные роботы.

Состояние инструмента в ГАП можно определять либо по прямому измерению его геометрических размеров, либо (что чаще и проще) по косвенным параметрам (силе, температуре резания, шуму, точности и качеству обработки изделия).

Однако все эти методы, как прямой, так и косвенный, достаточно сложны, дорогостоящи и не всегда эффективны. Поэтому на практике распространение получил более простой способ – замена инструмента после определенного времени его работы. Это время устанавливается на основе статистических данных по каждому инструменту.

Кроме этого система автоматического контроля осуществляет контроль состояния всех элементов оборудования ГПС – транспортных средств, роботов, оснастки, складов, и т.д.