Этапы развития гибкого производства

Этапы развития гибкого производства

Первый этап - утверждение концепции гибкого производства. Частичная реализация его элементов относится к концу 60-х и началу 70-х годов.

Многие первые ГПС, внедряемые в производство отдельно, к сожалению не показали улучшения работы всего предприятия, т.к. их эффективность терялась из-за отставания смежных участков, главным образом сборочных. Это объясняется тем, что на первом этапе ГПС находились ещё в экспериментальной стадии, на которой проходили отработку технология и организация производства.

Второй этап - дальнейшее развитие и тиражирование ГПС, интеграция ГПС различного назначения а также систем САПР в единые производственные системы, решение проблем искусственного интеллекта (1980-2000 г.г.).

На этом этапе ГПС нового поколения становятся проще, легче управляемыми, более эффективными и гибкими для перепрограммирования при переходе на новую продукцию.

На втором этапе развития ГПС оснащаются автоматическими зажимными приспособлениями, а станки - надёжными и практичными контрольными датчиками (сенсорами).

Третий этап развития гибкого производства начнётся с внедрения первых полностью интегрированных гибких автоматизированных заводов - заводов будущего. Первый такой завод, по все видимости, будет введён в строй после 2000-го года.

Дальнейшие перспективы развития ГПС связываются с последними достижениями в области электронных устройств, которые обеспечивают создание станков с интеллектом.

 

Понятие гибкости ГПС

Гибкой производственной системой (ГПС) называют совокупность в разных сочетаниях оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающую свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик (при этом заданный интервал времени устанавливается по согласованию с заказчиком ГПС).

 

Структура ГПС

Складской модуль- это автоматический склад. Он не является в обычном понимании складом-накопителем. Это скорее распределитель с автоматической системой поиска и перегрузки в склад и со склада на транспортные средства паллет, поддонов, магазинов и ящиков с заготовками, а в отдельных случаях- с оснасткой и инструментом.

Транспортный модуль- это комплекс автоматических транспортных средств (индивидуальные тележки- робокары, различные транспортеры, конвейеры, рольганги, трансроботы и пр.) вместе с системой автоматического управления движением этих средств по маршруту.

Установочный модуль включает комплекс оборудования участка установки заготовок в приспособления и на паллеты или набора их в магазины и другую тару, включая сборку и хранение технологической оснастки.

Эти три модуля объединяются в транспортно-складской модуль.

Инструментальный модуль- это все инструментальное хозяйство, объединенное в подсистему управления инструментом, включая участок подготовки и настройки инструмента вне станка.

Производственный модуль- это технологическое оборудование, которое образует станочную систему ГПС. Отдельные единицы этого оборудования (чаще всего- гибкий производственный модуль ГПМ) могут функционировать как самостоятельно, так и в составе ГПС. При этом все функции, связанные с изготовлением изделия, осуществляются автоматически.

Контрольно-испытательный модуль состоит из участка контроля качества, включающего контрольно-измерительные машины с ЧПУ, испытательные стенды и т. п.

Модуль АСУ- это комплекс центральной ЭВМ, промежуточных мини-компьютеров и микропроцессоров в совокупности со всем программным и математическим обеспечением.

 

Состав ГПС и средств управления

1. Средства производства (станки, технологические модули)

2. Измерительные устройства для деталей.

3. Измерительные устройства для инструментов.

4. Мойка.

5. Пост монтажа оснастки.

6. Средства складирования внутри цеха.

7. Средства транспортировки деталей.

8. Средства эвакуации стружки и брака.

9. Средства управления УВК (управляющий вычислительный комплекс).

10. Устройства слежения за информацией.

11. Программа.

 

Особенности технологического проектирования для станков с ЧПУ

Виды и характер работ по проектированию технологических процессов для специализированных цехов и участков, оснащенных станками с ЧПУ, существенно отличаются от работ, проводимых в случае использования обычного универсального и специального оборудования. Прежде всего, значительно возрастает сложность технологических задач и трудоемкость проектирования технологического процесса. Появляется принципиально новый элемент технологического процесса – составление числовой программы автоматической работы станка, закодированной и нанесенной на программоноситель.

Для подготовки числовой программы необходимы специальные знания (в том числе и математические). Поэтому резко повышаются требования к уровню квалификации технологов и снижаются требования к квалификации рабочего-оператора, стоящего непосредственно у станка, так как последовательность обработки элементов детали и все выполняемые технологические приемы заранее вводятся в программу автоматического цикла работы станка.

Подготовка числовой программы требует значительной затраты средств и времени. В связи с этим достаточно важными являются вопросы оценки технико-экономической эффективности перевода обработки деталей на станки с ЧПУ и выявления номенклатуры деталей, для которых такой перевод целесообразен. Эти вопросы должны быть решены технологом в самом начале разработки технологического процесса.

Не менее важным является выбор деталей высокой технологичности для обработки их на станках с ЧПУ. Опыт эксплуатации станков позволяет сформулировать основные требования к конструкции деталей, при выполнении которых обеспечивается высокая технологичность. Эти требования должны учитываться конструкторами на этапе создания рабочих чертежей изделий и соответственно контролироваться технологами на первых этапах технологического проектирования.

 

Складские модули ГПС

Устройства складирования в ГПС служат для хранения заготовок, частично или полностью обработанных деталей, а также технологической оснастки и режущего инструмента. К ним относятся центральные склады (централизованное хранение) и пристаночные накопители малой емкости (децентрализованное хранение). Последние повышают эффективность многооперационных станков с ЧПУ при их автономном использовании, что особенно важно в случае выхода из строя отдельных подсистем ГПС.

Центральный склад выполняется в трех вариантах: в виде стеллажа-накопителя со штабелером, конвейера-накопителя и в комбинации первого со вторым. В последнем варианте связь между ними осуществляется специальной транспортной тележкой.

Стеллаж-накопитель может быть различного конструктивного исполнения: одно- и двусторонним, одно- и многоярусным. Обслуживание стеллажа осуществляется штабелером

Складские модули обычно предусматривают хаотичное хранение, т.е. ячейки склада не закрепляются за каким-то определенным видом изделий или тары.

 

 

Транспортные модули ГПС

Под транспортным модулем понимается транспорт, функционально связанный с основным и вспомогательным оборудованием ГПС и обеспечивающий перемещение заготовок, обработанных деталей, режущего инструмента, сменных агрегатов и узлов (например, многошпиндельных головок) и др. В состав транспортного модуля могут входить также устройства для подачи СОЖ, сбора и удаления стружки (отходов производства).

В качестве транспортирующих устройств используются рельсовые и самоходные тележки, различного рода краны и конвейеры. Использование в качестве транспорта конвейеров и рельсовых тележек ограничивает гибкость автоматизированной станочной системы. В настоящее время большинство ГПС строится на базе самоходных тележек.

 

8.Установочные модули ГПС

Для автоматизации загрузочно-разгрузочных работ в установочном модуле ГПС предусмотрено следующее оборудование

 

Инструментальные модули ГПС

Стоимость инструментального обеспечения ГПС составляет около 20% всех затрат. Для уменьшения затрат необходимо стремиться к сокращению номенклатуры и числа используемых в ГПС инструментов. Этого можно добиться за счет реализации следующих мероприятий:

- замена нескольких (функционально одинаковых и различных) инструментов одним;

- замена фасонных инструментов формообразующими инструментами;

- принципиальные изменения конструкции деталей;

- конструктивно-технологическая унификация геометрических элементов деталей.

Следует отметить, что наличие в гибкой производственной системе центрального склада режущих инструментов имеет больше преимущества. Особенно это касается обработки широкого круга корпусных деталей, когда инструментов, установленных в магазине станка, может не хватать для обработки какой-либо конкретной заготовки.

 

Модули АСУ ГПС

В систему управления (СУ) ГПС входят аппаратные и программные средства. Управление ГПС осуществляется на основе ЧПУ мини- и микро-ЭВМ, микропроцессорами и программируемыми командоаппаратами. Система управления, как правило, имеет несколько уровней и может настраиваться на различные режимы работы: запуск, наладочный, рабочий, плановый останов и т. д.

Программное обеспечение АСУ ГПС состоит из главной управляющей программы (ГУП) и десяти подпрограмм, каждая из которых выполняет определенные функции. Главная программа осуществляет координацию работы подсистем.

В соответствии с функциональным различием программного обеспечения в АСУ ГПС выделяют две большие подсистемы

Техническая подсистема реализует управление геометрической и технологической информацией. Она управляет процессами формообразования и настройки оборудования, осуществляет адаптивное управление обработкой и техническое диагностирование модулей ГПС.

Организационная подсистема реагирует управление ходом всего рабочего процесса ГПС во времени. Основными функциями данной подсистемы являются учет и контроль состояния деталей и заготовок, оптимизация маршрута обработки по сложившейся ситуации, управление материальным потоком заготовок, инструментов и деталей (диспетчирование), накопление и редактирование библиотеки управляющих программ обработки.

 

Этапы развития гибкого производства

Первый этап - утверждение концепции гибкого производства. Частичная реализация его элементов относится к концу 60-х и началу 70-х годов.

Многие первые ГПС, внедряемые в производство отдельно, к сожалению не показали улучшения работы всего предприятия, т.к. их эффективность терялась из-за отставания смежных участков, главным образом сборочных. Это объясняется тем, что на первом этапе ГПС находились ещё в экспериментальной стадии, на которой проходили отработку технология и организация производства.

Второй этап - дальнейшее развитие и тиражирование ГПС, интеграция ГПС различного назначения а также систем САПР в единые производственные системы, решение проблем искусственного интеллекта (1980-2000 г.г.).

На этом этапе ГПС нового поколения становятся проще, легче управляемыми, более эффективными и гибкими для перепрограммирования при переходе на новую продукцию.

На втором этапе развития ГПС оснащаются автоматическими зажимными приспособлениями, а станки - надёжными и практичными контрольными датчиками (сенсорами).

Третий этап развития гибкого производства начнётся с внедрения первых полностью интегрированных гибких автоматизированных заводов - заводов будущего. Первый такой завод, по все видимости, будет введён в строй после 2000-го года.

Дальнейшие перспективы развития ГПС связываются с последними достижениями в области электронных устройств, которые обеспечивают создание станков с интеллектом.

 

Понятие гибкости ГПС

Гибкой производственной системой (ГПС) называют совокупность в разных сочетаниях оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающую свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик (при этом заданный интервал времени устанавливается по согласованию с заказчиком ГПС).

 

Структура ГПС

Складской модуль- это автоматический склад. Он не является в обычном понимании складом-накопителем. Это скорее распределитель с автоматической системой поиска и перегрузки в склад и со склада на транспортные средства паллет, поддонов, магазинов и ящиков с заготовками, а в отдельных случаях- с оснасткой и инструментом.

Транспортный модуль- это комплекс автоматических транспортных средств (индивидуальные тележки- робокары, различные транспортеры, конвейеры, рольганги, трансроботы и пр.) вместе с системой автоматического управления движением этих средств по маршруту.

Установочный модуль включает комплекс оборудования участка установки заготовок в приспособления и на паллеты или набора их в магазины и другую тару, включая сборку и хранение технологической оснастки.

Эти три модуля объединяются в транспортно-складской модуль.

Инструментальный модуль- это все инструментальное хозяйство, объединенное в подсистему управления инструментом, включая участок подготовки и настройки инструмента вне станка.

Производственный модуль- это технологическое оборудование, которое образует станочную систему ГПС. Отдельные единицы этого оборудования (чаще всего- гибкий производственный модуль ГПМ) могут функционировать как самостоятельно, так и в составе ГПС. При этом все функции, связанные с изготовлением изделия, осуществляются автоматически.

Контрольно-испытательный модуль состоит из участка контроля качества, включающего контрольно-измерительные машины с ЧПУ, испытательные стенды и т. п.

Модуль АСУ- это комплекс центральной ЭВМ, промежуточных мини-компьютеров и микропроцессоров в совокупности со всем программным и математическим обеспечением.

 

12Следующая ⇒

Поделиться: