Автоматизация 10 (Лекции от Сидорова С.Г.)

10. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ.

10.1Общие сведения.

Гибкие автоматизированные производства (ГАП) возникли в конце 60-х годов. Использование ГАП в Японии и Западной Европе даже в автоматизированном режиме и при недостаточном еще опыте работы привело к увеличению отдачи станков на 80-100%, к сокращению продолжительности их обслуживания на 60-70%.

Использование ГАП позволило решить следующие задачи:

- увеличение производительности труда в процессе изготовления единичной и мелкосерийной продукции;

- быстрое реагирование на изменение требований заказчика;

- существенное повышение качества продукции за счет устранения ошибок при ручном труде;

- сокращение времени производственного цикла в несколько раз;

повышения эффективности управления за счет исключения человека из производственного процесса;

- уменьшение капитальых вложений, площадей, численности персонала;

- снижение обьема незавершенного производства;

- улучшение условий труда.

Несмотря на то, что гибкое производство является многокомпонентным понятием, выделяют четыре наиболее значимые группы ГАП, эффективность которых обеспечивается:

- гибкость по отношению к номенклатуре выпускаемых изделий : существует возможность переходить от производства одного вида продукции к другому в очень широком диапазоне типоразмеров;

- гибкость по отношению к обьему производства : существуют простые способы эффективно и экономически выгодно работать при любых обьемах производства;

- гибкость по отношению к капиталовложениям в оборудование : существует возможность быстро и эффективно использовать дополнительные капиталовложения на подключение нового технологического оборудования при модульной организации производственной системы;

- гибкость по отношению к маршруту обработки: существует возможность безущербного изменения маршрута обработки, например при выходе из строя какого-либо технологического модуля.

10.2.Структура ГАП.

В основе ГАП лежит обрабатывающий модуль, схема которого представлена на рис.10.1.

ПР

Станок с ЧПУ (обр.

центр)

Магазин

инстр-та

CNC

Бункер-накопи-тель деталей

Палетта для

деталей Р>50кг

Материалопоток Управление и информация

Рис.10.1 Обрабатывающий

модуль.

В

общем случае функционирование ГАП можно представить как организованное взаимодействие технологического оборудования с информационными и материальными потоками:

Система состоит из цифровой ЭВМ, подсистем управления транспортными потоками деталей и заготовок, а также ряд обрабатывающих модулей.

10.3. Унификация технологических процессов в ГАП.

В основе организации обработки различных деталей в ГАП лежит принцип унификации технологических процессов.

Известно, что производить экономически выгодную комплексную обработку деталей совершенно различных по форме практически невозможно. Для обеспечения эффективности обработки разрабатывают унифицированные технологические процессы. Разработка включает в себя также ряд обязательных мероприятий:

- анализ производственных процессов с целью группирования на основе идентификации обрабатываемых поверхностей, базовых поверхностей и ряда некоторых факторов;

- разработка оптимальных маршрутов обработки внутри ГАП, обеспечивающих максимальную эффективность;

- унификация маршрутов обработки и операций.

Унифицированный технологический процесс разрабатывается для детали-представителя каждой группы деталей ( так называемая комплексная деталь), обладающей свойствами всех деталей группы.

Группирование деталей осуществляется на основе их классификации. Вариантом или элементом классификации может служить следующая система:

Имеем две различных по форме детали

С помощью графов эти детали могут быть представлены в виде:

а)

б)

Рис.10.4.Описание формы

деталей.

Каждый из графов можно представить в виде матриц смежности S :

Матрицы смежности строятся , чтобы 1^я строка и столбец соответствовали торцу (Т); 2^я – цилиндру (Ц); 3^я- резьбе (Р); 4^я – конусу (К). Матрицы типа S^а и S^б составляют базу данных по возможным обьектам производства. Задаются определенные граничные условия для матриц, определяя тем самым группу деталей для обработки и комплексную деталь с соответствующим технологическим процессом обработки.

10.4.Системное окружение ГАП.

Моделирование и создание ГАП является сложным и многоэтапным процессом. По-этому для его реализации он сопровождается созданием соответствующего математического обеспечения и выполнением дополнительных мероприятий, реализуемых как правило в автоматизированном режиме и составляющих системное окружение ГАП:

АСНИ – автоматическая система научных исследований;

САПР – система автоматического проектирования;

АСТПП – автоматическая система технологической подготовки производства;

АСКИО – автоматическая система конструкторских и опытных работ;

АСУ – автоматическая система управления;

БД – база данных.

Основой при моделировании и проектировании ГАП в автоматизированном режиме являются БД и АСУ.