Автоматизация поточного производства. Эффективность поточного производства

Автоматизация производства – это прежде всего замена физических усилий рабочего, осуществляющих основные и вспомогательные процесса, а также умственных усилий служащих, связанных с выполнением функций управления (учет, планирование, расчет, анализ).

На начальных стадиях предметная специализация, типизация и стандартизация послужила основой автоматизации поточных линий. На современном этапе, с одной стороны, повышается концентрация производства, а с другой – под влиянием индивидуального спроса уменьшаются размеры партий выпуска изделий, растет число моделей и типоразмеров при одновременном повышении уровня стандартизации и унификации узлов и деталей. Углубление разделения труда увеличивает разрывы времени информационных процессов (СОНТ, управления и планирования производства). Достижения в области микроэлектроники, вычислительной техники, информатики и средств связи создали возможность эффективной автоматизации не только массового, но мелкосерийного производства. Сначала автоматические поточные линии создавались как жесткие, потом на основе станков ЧПУ, а позднее на гибких модулях.

Автоматическая поточная линия (АПЛ) – это система машин-автоматов, размещенных по ходу технологического процесса, для исполнения основных и вспомогательных процессов с помощью объединенных автоматическими механизмами и устройствами по транспортировке, контролю, накоплению заделов, ориентации предмета обработки и удалению отходов, обеспечивая ритмичный выпуск продукции с заданными параметрами качества.

АПЛ может состоять как универсального оборудования (автоматов и полуавтоматов), так и из агрегатных станков, станков с ЧПУ, робото -технических комплексов (РТК), обрабатывающих центров, гибких модулей.

АПЛ классифицируются по следующим признакам:

1) по оснащению (станочные – роторные);

2) по числу обрабатываемых деталей (ОПАПЛ –МПАПЛ);

3) по виду движения обрабатываемых деталей (НАПЛ – ПАПЛ);

4) по возможности перенастройки (жесткие – гибкие).

Предпосылки организации АПЛ: 1) устойчивая потребность, обеспечивающая нормальную загрузку линии; 2) высокая технологичность при соблюдении полной взаимозаменяемости деталей; 3) высокая надежность средств технологического оснащения основных и вспомогательных процессов.

Интерес представляют роторные линии (РЛ). Они включают систему машин и вспомогательных механизмов для обработки деталей в процессе непрерывного перемещения вместе с обрабатывающим инструментом.

На РЛ обрабатываются тела вращения, установленных на роторах, позволяющим время транспортировки совмещать с технологическим. РЛ широко применяются на технологических операция обработки давлением, поверхностной закалки и напыления, сборки, контроля.

Технологическая производительности П_Т = 1/ t_М, где t_М - время непосредственной обработки детали (рабочих ходов).

Цикловая производительность П_Ц= 1 / (t_М + t_ХХ + tоз), где tхх- время холостых ходов; tоз – время ожидаемых задержек.

1. Такт роторной линии r_РЛ=l / V_ТР; V_ТР = wr = 2 p r / Т, где r-радиус ротора, Т- период вращения, 2. Продолжительность цикла обработки от места загрузки до выдачи готовой детали: t_Ц =L_ТР / V_ТР (длина пути / скорость).

3. Время обработки детали за полный оборот ротора: t_Ц =L_П / V_ТР (длина полной окружности ротора / скорость).

4. Цикловая производительность роторной машины (роторной линии) как обратная величина такта: r_ЦМ= п/ t_Ц (r_ЦЛ= V_ТР/ L_ТР).

Роторно – конвейерные линии развивают роторные, позволяя отделять инструмент от исполнительных органов, размещая его в замкнутых конвейерах, последовательно огибающих так называемые обслуживающие роторы. Это позволило повысить производительность, автоматизировать функции обслуживания инструмента, расширить номенклатуру обрабатываемых деталей.

Значительные возможности автоматизации расширили станки с ЧПУ, которые работают по программе, регулируя скорость и направления перемещения исполнительного органа, управление циклом обработки и сменой инструмента. Использование станков с ЧПУ повышает производительность, снижает себестоимость изготовляемых деталей, уменьшает долю брака, повышает точность и срок службы деталей.

Гибкое автоматизированное производство (ГАП) – это интегрированная система взаимосогласованных станков с ЧПУ, промышленных роботов, автоматических транспортных средств, автоматических складов, центральной управляющей ЭВМ, позволяющая выпускать в автоматическом режиме широкую номенклатуру изделий (деталей) без изменения его технологического оснащения. ГАП как ГПС увязывает как материальные потоки основных и вспомогательных процессов изготовления, так и информационные потоки исполнения программы реализации СОНТ (исследований АСНИ, конструирования САПР, технологии АСТПП, организационно – экономических расчетов АСОЭР) и управления основных и вспомогательных функций органами ГАП, как отдельных рабочих мест, так и общего управления ГПС.

Области применения основных вариантов автоматизации производства представлены на следующем рисунке:

С переходом на ЧПУ, оснащенные встроенными микропроцессорами и собственной оперативной памятью, появилась возможность передачи программ управления из центральной ЭВМ в устройство ЧПУ, расширило информационные функции и автономные возможности регулирования в рамках АСУТП, а оперативное управление и учет работы (организационное управление по схеме «склад – производство – склад» с учетом заданной очередности запуска - выпуска) ГПС с центральной ЭВМ.

Основой организационного управления является база данных охватывающей информацию о детали, оборудовании, вариантах технологических процессов, заготовках, программные возможности нормирования и выбора маршрутов, режимов обработки. Качество информации определяется ее актуальностью (среднее время запаздывания корректировки информационной базы) и достоверностью (пределы допустимой точности, проверяемой по соответствию синтаксису и смысловому содержанию).