Структуры и компоновочные схемы гибких производственных модулей и систем (стр. 3 из 3)

Для улучшения организации производства применяются система планирования и управления на базе вычислительной техники, а также система планово-предупредительного обслуживания рабочих мест (ППОРМ). Назначение ППОРМ — своевременное обеспечение рабочих мест в соответствии со сменными заданиями всем необходимым для непрерывной и производительной работы. Функционирование системы ППОРМ позволяет сократить внутрисменные простои производственных рабочих в 2 раза.

ГАУ ГПК-1 2-го уровня автоматизации показан на рис. 6. Разработанный в НИАТ ГАУ предназначен для изготовления корпусных и кольцевых деталей диаметром до 800 мм и высотой до 800 мм. АТСС ГТК-1 транспортирует детали массой (со спутником) до 1000 кг, число ячеек оперативного накопителя спутников 10. ГАУ ГПК-1 характеризуют:

а) широкие технологические возможности, обеспечивающие обработку с высокой точностью (± 0,01 мм при позиционировании) корпусов как прямоугольной, так и сложной пространственной формы на четырех и пяти координатных ГПМ, входящих в состав ГПК-1, оснащенных современной системой ЧПУ типа CNC (со встроенной микро-ЭВМ), автоматической сменой инструмента (из магазина емкостью в 30 инструментов на каждый шпиндель), устройством контроля размера фактической поверхности;

б) высокая производительность обработки благодаря возможности реализации высоких режимов резания (частоты вращения шпинделя в диапазоне 20-6000 об./мин и подачи до 10 м/мин), одновременной обработки несколькими инструментами от двух или трех шпинделей;

в) эффективность использования в серийном производстве в результате быстрой переналадки технологического оборудования на изготовление другой детали за счет автоматического ввода в ГПМ новой программы из центральной ЭВМ и автоматической загрузки-выгрузки в ГПМ новой заготовки на спутниках унифицированной конструкции АТСС с робокаром со скоростью перемещения 60 м/мин;

г) высвобождение свыше шести человек производственных рабочих при двухсменной работе за счет перехода на режим автоматической работы всего оборудования ГАУ от центральной ЭВМ, обеспечения автоматического контроля обработки непосредственно на станке от высокоточных датчиков контакта;

д) легкая адаптация к производственным условиям конкретного оборудования с применением метода агрегатирования и модульной конструкции.

Рис. 6 - Гибкий автоматизированный участок мод. ГПК-1 2-го уровня автоматизации: 1 - технологические модули (4 шт.); 2 - моечная камера для очистки деталей от стружки 3, 4 - склад заготовок и обработанных деталей; 5, 6, 7,8- манипуляторы; 9 — монтажный стол загрузки-выгрузки заготовок, деталей и комплектов на приспособления-спутники. 10 - стол подготовки и наладки инструментов; 11 - спутники; 12 - операционный накопитель; 13 — стол оперативного контроля деталей; 14 - агрегаты загрузки спутников (6 шт); 15 - автоматическая рельсовая транспортная тележка; 16 - управляющий вычислительный комплекс.

ГПС обычно формируется по потребностям конкретного производства и должна иметь технологическое оборудование повышенных качества и надежности и всех входящих в его состав систем (АТСС, АСИ, систем управления и др.), а значит, максимального использования апробированных в эксплуатации всех составных элементов этого оборудования и систем. Поэтому наибольшего эффекта при создании ГПС можно достигнуть, используя агрегатно-модульный метод построения ее компонентов и их элементов. При этом под модулем понимается первичный элемент ГПС. выполняющий законченную технологическую операцию (обработку, транспортировку, складирование и т.п.) или операцию планирования, управления процессами обработки, контроля, технологической подготовки производства и др., а под агрегатом понимается компонент модуля - унифицированный элемент, который может быть самостоятельно разработан, изготовлен и внедрен, однако присущие ему функции он может выполнять только в составе модуля.

Агрегатно-модульный принцип построения гибких производственных систем обеспечивает построение станочного модуля, в наибольшей степени приспособленного для изготовления деталей заданных конфигураций и размера (по числу и виду координат, их взаимному расположению, значениям перемещений по этим координатам и т.п.); сокращение объемов и сроков разработки конструкторской документации; снижение стоимости изготовления вследствие серийного изготовления унифицированных элементов на специализированных заводах; увеличение надежности работы ГПС и упрощение их эксплуатации в связи с применением апробированных конструкций агрегатов; возможность формирования компоновочных структур ГПС под конкретные производственные площади и производственные планы каждого заказчика в отдельности.

Все приведенные ранее ГПС в большей или меньшей степени создались с использованием агрегатно-модульного принципа построения. В полной мере этот принцип использован при разработке ГАУ ГПК-1 (см. рис. 6), который изготовлялся серийно и внедрен на многочисленных машиностроительных предприятиях нашей страны. Ниже приведены некоторые данные о применении агрегатно-модульного принципа пстроения ГПК-1. В типовой структуре ГПК-1, показанной на рис. 6, использованы четыре ГПМ трех типов:

АГП 630-800-1.3 с поворотным столом и одной стойкой со шпиндельной бабкой, число координат 4 (X, Y, Z, В);

АГПН 630-800-2.3 с наклонно-поворотным столом и одной стойкой со шпиндельной бабкой, число координат 5 (X, Y, Z, А, В);

АГП 630-800-2.3 с поворотным столом и двумя стойками со шпиндельными бабками, число координат 7 (X, Y, Z, U, V, W, В).

Рис. 7 - Схема управления гибкой производственной системы фирмы Voest-Alpine

Агрегатно-модульный состав основных и вспомогательных компонентов ГПС предусматривает стандартные габариты и формы сопрягаемых устройств, позволяющих без значительных доработок компоновать разнообразные ГПС. Использовать в них одни и те же спутники, инструмент, сократить на предприятии, применяющем ГПС, номенклатуру обслуживаемых узлов, машин и систем и тем самым облегчить эксплуатацию этих достаточно сложных систем машин.

Основными параметрами сопряжения ГПС считаются: габариты обрабатываемых деталей; габариты столов-спутников и поддонов (кассет, тары) размеры и форма поверхностей сопряжения инструмента; высота загрузки технологического оборудования и автоматизированных транспортно-складских систем (АТСС); параметры АТСС (габариты перемещаемых изделий; грузоподъемность; скорость перемещения; высота стеллажей" Основные параметры сопряжения ГПС определяются государственными стандартами.

Сочетание ГПМ и транспортных средств АТСС ГПС определяется высотой загрузки технологического оборудования, которая регламентируется ГОСТ 27779-88 "Системы производственные гибкие. Высота загрузки технологического оборудования и автоматизированных транспортных складских систем (АТСС)". Под высотой Н загрузки технологического оборудования и АТСС понимают расстояние от уровня пола, совпадающего с нулевой отметкой, до базовой поверхности столов-спутников или до плоскости перемещения тары с ложементами и др.

Список литературы

1. Н.П.Меткин, М.С.Лапин, С.А.Клейменов, В.М.Критський. Гибкие производственные системы. – М.: Издательство стандартов, 1989. – 309с.

2. Харченко А.О. Станки с ЧПУ и оборудование гибких производственных систем: Учебное пособие для студентов вузов. – К.: ИД "Профессионал", 2004. – 304 с.

3. Роботизированные технологические комплексы/ Г. И. Костюк, О. О. Баранов, И. Г. Левченко, В. А. Фадеев – Учеб. Пособие. – Харьков. Нац. аэрокосмический университет "ХАИ", 2003. – 214с.

4. Алексеев П.И., Н.П.Меткин, М.С.Лапин. Технологическое проектирование ГПС. – Л.: ЛДНТП, 1984. – 36с.