С. Ю. Еремейченков по организации производства (стр. 5 из 5)
Границы эффективного применения автоматических линий расширяются в результате перехода к их созданию на основе многоцелевых станков (гибкие автоматические линии). Такие линии с программируемым устройством оснащаются числовым программным управлением, что делает их экономически эффективными не только в массовом, крупносерийном, но и в мелкосерийном производстве.
В качестве третьего направления рассматривается конструирование и производство промышленных роботов, выполняющих в производственном процессе функции, подобные человеческой руке, и благодаря этому заменяющие движения человека. Их внедрение в производство позволяет продолжить эксплуатацию неавтоматизированной техники, которая при переходе к освоению новой продукции может оказаться непригодной, если ее расставить в определенном порядке и связать в единую технологическую линию роботами. Эта принципиально новая многоцелевая технологическая система способна выполнять за человека универсальные ручные операции во всем их многообразии, решая одновременно сложные логические задачи, остававшиеся до недавнего времени монополией человеческого ума. Многозвенная управляемая манипуляционная система (механические руки с управляемыми приводами в каждом суставе) легко программируется с простейшими элементами "искусственного интеллекта" для ручных операций.
Кроме автоматических линий в автоматизированном производстве используют робототехнические комплексы (РТК) для выполнения различных работ (механической обработки, сварки, кузнечно-прессовых и т.п.). При их внедрении требуется решение ряда задач, связанных с автоматизацией смены изделий и инструмента на оборудовании, транспортирования изделий согласно технологическому процессу.
В отличие от АЛ и АРЛ критерием функционирования РТК служит условие наиболее полной загрузки включенного в его состав оборудования. На загрузку оборудования оказывают влияние такие факторы, как трудоемкость выполняемых операций для всего изделия, схема компоновки РТК и выбор промышленного робота, соотношение времени работы оборудования и робота.
Для транспортирования заготовок и изделий в процессе обработки в РТК используются промышленные роботы (манипуляторы). Количество единиц оборудования и накопителей в РТК рассчитывается с учетом соотношения времени обработки изделия и загрузки робота. Так, для схем компоновок РТК (рис. 6, 7) длительность цикла изготовления изделия определяется следующим образом:
где tТР — время транспортирования изделия; tзн – время загрузки накопитёля; tрн — время разгрузки накопителя; tМ — время машинное (основное) обработки изделия.
Оптимальный режим функционирования робота выбирается путем моделирования большого количества производственных ситуаций (т.е. задача имеет комбинаторный характер).
Рисунок 6 - Планировка РТК № 1
О — единица оборудования; Р — робот; Н — накопитель
Рисунок 7 - Планировка РТК № 2
Обозначения те же, что и на рисунке 6.
Использование РТК на предприятии — это новый этап в автоматизации производства и имеет следующие преимущества:
2) качество обработки изделия (за счет жесткости установки комплекса; быстрого восстановления РТК после отказа в электропитании; большого рабочего диапазона режимов обработки изделий разной номенклатуры);
3) гибкость (смена заготовки, оснастки, детали, инструмента производятся легко; программы задаются при помощи ручного подвесного пульта интерактивного действия; за счет большой емкости памяти новые программы могут вызываться без задержек в ходе гибкого мелкосерийного производства; комплектация РТК новым оборудованием и устройствами не представляет сложности; открытая система управления допускает построение интегрированных и гибких комплексов.
4) надежность и безопасность (во время работы рабочая зона РТК контролируется фотоэлементами; абсолютные кодирующие устройства обеспечивают быстрое восстановление РТК после сбоев; количество электропроводов в компактной конструкции РТК сокращено до минимума; для электропроводов предусмотрена хорошая защита в виде двойной оболочки; рабочая зона отличается безопасностью и высоким уровнем гигиены, так как технологический процесс обработки осуществляется внутри камеры, выполненной из защитного стекла и стеновых панелей; рабочее место сконструировано с учетом высоких требований эргономики);
5) эффективность (РТК оснащен пультом управления, способным управлять как собственно роботом, так и всем остальным оборудованием; экономия времени на монтаж и установку РТК достигается благодаря 'компактности его конструкции; способность РТК быстро восстанавливаться после отказа в электропитании позволяет сокращать простои и сохранять производительность; РТК разработан с учетом быстрой переналадки и высокой скорости выполнения циклов обработки; в РТК заложена передовая технология производства, а системный каталог обеспечивает удобный доступ ко всем параметрам технологического процесса).
С введением роботов коренным образом меняется вся организация технологического процесса, устраняются многие отрицательные факторы, вызываемые чрезмерным утомлением человека, притуплением его внимания, нарушением координации движений. В результате ликвидируются ручные операции, резко повышаются производительность труда и качество продукции.
Четвертым, принципиально важным и перспективным направлением автоматизации является развитие компьютеризации и гибкости производств и технологий. Потребность в развитии гибкой автоматизации производства определяется усилением международной конкуренции, требующей быстрого обновления и освоения изделий, тенденцией работы на конкретного потребителя с соответствующим снижением серийного выпуска продукции.
Под гибкостью производства понимается его способность быстро и при минимальных затратах на том же оборудовании переходить на выпуск новой продукции. Основой гибких производственных систем (ГПС) является гибкий производственный модуль. Это легко переналаживаемая и автономно функционирующая единица автоматизированного оборудования с ЧПУ, где загрузка заготовок и удаление обработанных деталей ведутся с помощью роботов, автоматизированы замена инструмента и удаление стружки, подача охлаждающей жидкости, контроль и диагностика неисправностей. Модуль не только быстро переходит на изготовление и сборку новых деталей или узлов, но и легко встраивается в гибкие производственные комплексы, линии и даже участки.
ГПС обладают высокой экономической эффективностью. Так, гибкий комплекс механической обработки корпусных деталей на станках типа "обрабатывающий центр" позволяет повысить производительность труда в 2 — 2,5 раза. Одновременно на 15—20 % увеличивается фондоотдача. Благодаря примерно двукратному сокращению продолжительности изготовления деталей экономится 25-30% оборотных средств, улучшается культура производства, создаются условия для ритмичной работы производственных подразделений, растет качество выпускаемой продукции. Коэффициент загрузки оборудования увеличивается в 2 раза, а коэффициент сменности оборудования – с 1,6 до 3. Коренным образом меняется характер труда, он делается творческим, появляется необходимость повышения профессиональных знаний, устраняются различия между умственным и физическим трудом, формируется новый тип рабочего.
Гибкая производственная система является высшей формой автоматизации, включает в себя в различных сочетаниях оборудование с ЧПУ, РТК, ГПМ и различные системы обеспечения и функционирования.
Практика показывает, что применение ГПС целесообразно, если в течение года каждый из 5 —10 типоразмеров (наименований) деталей надо изготовить в количестве от 50 до 2000 шт., Гибкие модули эффективны при годовом выпуске любого из 40 — 80 типоразмеров деталей, равном 20 — 500шт.
Для выпуска одного—двух типоразмеров в количестве более 2—5 тыс. шт. в год целесообразно использовать традиционные автоматические линии с жестким управлением либо роторные и роторно-конвейерные линии. При 2—8 типоразмерах с объемом выпуска 1 — 15 тыс. шт., лучше применять переналаживаемые автоматические линии с ограниченной гибкостью.
Опыт создания и эксплуатации гибких производств показывает, что для повышения их эффективности необходимо решать проблемы по сокращению затрат на создание, обеспечению высокой надежности и повышению коэффициента сменности при их эксплуатации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
1. Кожекин Г.Я. Синицина Л.М. Организация производства. Минск ИП «Экоперспектива», 1998 г.
2. БАКАЛАВР ЭКОНОМИКИ (Хрестоматия) Т.2Автор: ВИДЯПИНА В.И., редактор: