Дискові фрикційні бункери 5 страница

Типовий проект допрацювання для конкретної ситуації. На протязі терміну, який залежить від складності задачі.

Генерація проекту (САПР ГВС). Імітаційне моделювання системи перш ніж проект ГВС задіє. Чи існує реальна необхідність в ГВС? Як буде вводитись система – етапами чи одноразово? Маємо достатні керівні ресурси, щоб достатньо легко керувати? Чи готові ми до нового рівня експлуатації, гнучкості, який буде досягнуто введенням ГВС починаючи з закупок і завершуючи продажем?

- необхідність нових форм організації виробництва. Статичне налагодження системи, як її налагодити?

10.4 Гнучкість і її кількісна оцінка

Гнучкість – можливість переорієнтації виробничої системи без корінної зміни матеріально – технічної бази, цілеспрямована зміна технологічних можливостей. Гнучкість є комплексним показником. Вимоги до гнучкості необхідно обмежувати дійсною необхідністю. Гнучкість повинна бути такою, яка потрібна. Ступінь гнучкості визначається глибиною капітальних витрат.

Системи високої гнучкості – це системи комплексів, продуктивність в якій приведена на 1 модуль перевищує 100 найменувань, а витрати часу на переналагодження не більше 10 % корисного часу фонду роботи.

Системи середньо гнучкості – номенклатура від 20 до 100 найменувань, а витрати часу на переналагодження 20 % від фонду корисного часу.

Системи малої гнучкості – номенклатура до 20 найменувань, а витрати часу більше ніж 20%, але економічно доцільне.

Різні елементи ГВС – володіють різною гнучкістю. Наприклад, підрізний різець може обробляти ступінь в упор і різні діаметри. Ідеальним результатом є загальна однакова гнучкість.

10.5 Технологічна система ГВС

Це одна з головних складових структури ГВС. Технологічна система – це частина виробничої системи, яка об’єднує сукупність технічних засобів для реалізації технологічного процесу або завершеної її частини і з’єднана матеріальними і інформаційними потоками. Це виконавча система ГВС. Засоби технологічної системи – це технічне оснащення:

- верстати з ЧПК

- багатоопераційні верстати

- переналагоджувальні верстати

- складальні машини

- промислові роботи

- технологічне оснащення

- допоміжне обладнання

10.5.1 Верстати з ЧПК

Верстати з ЧПК за ступенем використання йдуть на другому місці після багатоцільових верстатів. Верстати з ЧПК не мають магазину з інструментами. Інструментальні магазини являють собою револьверні голівки. Верстати з ЧПК дозволяють швидко переналагоджуватись на обробку інших заготовок.

Ефективність виробництва:

- підвищення якості продукції за рахунок підвищення точності і стабільності форми і розмірів. Обробка ведеться при мінімальних пере установах

- точність обробки не залежить від кваліфікації робітника

- скорочення підготовчо – заключного часу, бо встановлення заготовок на верстатах проводиться простими способами. Інколи потрібне використання розточних і свердлильних кондукторів, копіювальних пристроїв (копірів, шаблонів), переналагодження здійснюється швидко. Якщо є автоматичні лінії і треба переналагодитись для обробки нових деталей потрібно 4 місяці, що складає 20-25% лінії. Якщо лінія складається з верстатів з ЧПК, то переналагодження не перевищує одного місяця, а вартість 1-2 % вартості обладнання.

- скорочення допоміжного часу за рахунок швидких холостих ходів. швидкі переміщення здійснюються зі швидкістю 0,2-0,5 м/хв.. При підході до поверхні швидкість змінюється на робочу подачу. Вручну швидкість складає 300 мм/хв..

- скорочується час на зміну інструменту (5-6 с.)

- скорочується час на під регулювання інструменту за рахунок регулювання поза верстатом

- зменшення машинного часу. Внаслідок чого підвищується продуктивність на токарних верстатах в 2-5 разів, на фрезерних в 3-4 рази, на багатоцільових верстатах в 5-6 разів

Негатив полягає в тому, що переходи здійснюються послідовно внаслідок чого йдуть втрати продуктивності.

10.5.2 Багатоопераційні верстати

Багатоцільовими називаються верстати з ЧПК призначені для комплексної обробки заготовок з високим ступенем інтегрованих видів обробки. Це можуть бути свердлильно – фрезерно – розточувальні верстати. Багатоопераційні верстати замінюють декілька традиційних верстатів. Доля багатоцільових верстатів в Японії 55%. В Європі ГВС 25-30%.

Компоновка багатоцільових верстатів диктується технологічними особливостями, конструкцією деталі. Потрібна кількість верстатів при проектування визначається так як і кількість верстатів для традиційної обробки. Компоновка:

- шпиндельна бабка переміщується по одній координаті, а стіл по двом

- шпиндельна стійка має одне переміщення і вона рухома

- шпиндельна стійка рухома, а стіл верстату нерухомий

Точність позиціювання складає 0,01-0,015 мм.

Головним недоліком цих верстатів є те, що продуктивність не завжди досягається така, яка потрібна в зв’язку з послідовною структурою операцій. Томиу для підвищення продуктивності потрібно:

- одночасно обробляти декілька заготовок

- паралельно – послідовне виконання переходів, що реалізується в агрегатно переналагоджувальних верстатах

10.5.3 Переналагоджувальні агрегатні верстати

Сутність їх полягає в тому, що на верстатах є магазин шпиндельних коробок, які змінюються відповідно до програми і таким чином здійснюється виконання декількох переходів. Сумарний час обробки заготовок визначається сумою часу технологічного процесу та часом, який витрачається на зміну шпиндельних голівок.

10.5.4 Промислові роботи

В залежності від конструкції ГВС, її конструктивних особливостей визначають наступні схеми обслуговування обладнання промисловими роботами. Промислові роботи в механо обробці використовуються як допоміжне обладнання. Розрізняють 3 основні схеми обслуговування обладнання (рисунок 10.3):

- по колу

- лінійна

- по площі

По колу характерне для стаціонарних промислових роботів, коли на обладнанні виконуються операції з довгим технологічним циклом. Обладнання встановлюється по колу і обслуговуються місця згідно з програмою.

Рисунок 10.3 – Схеми обслуговування обладнання

В лінійній схемі обладнання встановлюється в одну чи дві лінії. Промисловий робот рухомий (підвісний, на підлогових напрямних) і обслуговує в потрібній послідовності обладнання.

По площі реалізується за допомогою портальних промислових роботів. Обладнання обслуговується в межах певної виробничої площі.

Переваги в тому, що економимо площу. А недоліки розглянуті в АТСС.

Вимоги до промислових роботів:

- технічний рівень промислових роботів повинен відповідати складності робіт

- конструктивно – технологічні параметри промислових роботів повинні відповідати вимогам верстатів для яких вони передбачені

- можливість роботи в автоматичному режимі в умовах безлюдного виробництва

- з’єднуваність з технологічним обладнанням

- достатня універсальність та малий цикл переналагодження

- висока надійність

Більшість задач РТК можуть бути вирішені роботами першого покоління, другого – покоління – основне обладнання при реалізації автоматичного складання, зварювання, пакування і т.п.

10.5.5 Допоміжне обладнання

При розробці ГВС велике значення має раціональний вибір обладнання. Це слід визначати на основі аналізу функцій робота. До допоміжного обладнання відносять транспортно – накопичу вальні пристрої, завантажувальні пристрої. Це ті пристрої, які доповнюють функції промислових роботів, забезпечують безперервну роботу РТК. При виборі технологічного обладнання необхідно визначити функції обладнання і під ці функції вибирають реальні об’єкти. Вимоги:

- продуктивність не менше продуктивності основного обладнання

- можливість автоматичної чи напівавтоматичної роботи

- можливість контролю наявності заготовки на позиції, де промисловий робот здійснює захоплення цієї заготовки

- узгодженість системи керування з відповідними системами технологічного обладнання

10.5.6 Технологічне оснащення ГВС

Складається з пристроїв допоміжних і різальних інструментів. Пристрої є найбільш недосконалими частинами ТС та ГВС в цілому. Встановлення заготовки в пристрою і знімання деталі здійснюється вручну. Найбільш розповсюдженим є універсальне – переналагоджувальне оснащення, де елементи базуються в прямолінійних пазах.

10.6 Автоматизована система інструментального забезпечення

Автоматизована система інструментального забезпечення – це система зв’язаних між собою дільниць підготовчих інструментальних засобів, його транспортування та накопичення, пристрої зміни та контролю якості інструментів, зберігання, автоматичне встановлення та заміна інструментів.

10.6.1 Функції системи

- формування масиву різальних інструментів кожного найменування, які необхідні для обробки заготовок на плановий проміжок часу

- формування магазинного комплекту інструментів, які дозволяють обробляти всю задану сукупність заготовок

- формування відомості замовлення інструментів, розміщення інструментів на складі, комплектація магазину – комплектів різальних інструментів

- вимірювання параметрів різального інструменту на приводах, транспортерах

- контроль правильності розміщення статичного обліку, стійкості інструменту, заміна спрацьованих інструментів

- вилучення використаних комплексів різальних інструментів та його сортування на придатні та непридатні

10.6.2 Інструментальні модулі системи

Розрізняють 3 модулі різальних інструментів АСІЗ:

- оперативний модуль різальних інструментів. Група різальних інструментів, яка призначена для обробки визначеної партії заготовок та розміщена в інструментальному магазині верстата

- тактичний. Група різальних інструментів, яка призначена для обробки декількох партій заготовок впродовж визначеного часу. Цей модуль розташований в центральному накопичувачі і при необхідності подається до магазину верстату

- стратегічний. Всі різальні інструменти, які необхідні для обробки всієї номенклатури ГВС і розміщується на складі інструментів

10.6.3 Автоматична заміна інструментів

Використовуються різні способи автоматичної заміни інструментів:

- револьверні голівки

- дисковий магазин

- ланцюговий магазин

- багатошпиндельні голівки

Дискові – це диск в якому є отвори, в яких знаходяться інструменти. Може бути з горизонтальним і вертикальним розташуванням.

На ланках ланцюгів є місця для встановлення інструментів. Група інструментів може бути: 3 магазини і інструмент встановлені вертикально. Багатошпиндельні голівки використовуються для одночасної обробки декількох поверхонь заготовки.

Інструмент попередньо налагоджується поза верстатом, тому при встановленні в шпиндель в багатьох випадках забезпечується методом повної взаємозамінності, а де не забезпечується методом регулювання.

Перевага: запас інструментів на певний час.

Недолік: чим більше магазин, тим більше час на.....

Магазин повинен бути як найближче до верстату, але з іншого боку це призводить до виникнення похибки установки шпинделя. Тому віддаляють магазин від зони обробки (попадає стружка і виникає похибка установки).

При встановленні інструменту в магазин виникає проблема знаходження місця положення інструменту. Для цього використовуються різні схеми.

10.6.4 Ідентифікація різального інструменту

Щоб знайти потрібний інструмент потрібно мати на ньому позначки:

- етикетки зі штрих – кодом (прокручується магазин і зчитується код)

- механічна система (на хвостовику системи встановлюється система кільцевих посадок. Встановлюються кільця двох діаметрів)

- встановлюються інструменти у вільній послідовності, але необхідно при цьому ввести номер чарунки інструменту в програму з пульта керування

- встановлення інструменту в порядку його використання

Швидкість 35-40 м/хв., маса інструменту дол. 30 кілограм, час заміни інструменту 5-8 секунд, 2 секунди для заміни інструменту, 10-20 секунд на час пошуку інструменту

10.6.5 Визначення моменту заміни інструменту

В автоматизації це роблять автоматично за допомогою ЕОМ на основі багатофакторного аналізу. Головними параметрами є:

- тривалість різання (час безпосередньої дії інструменту) призводить до накопичення с системі часу роботи. З іншого боку, в заданий час роботи інструменту, фактична стійкість інструменту коливається в межах 150-300%. Причини можуть бути різні: як виготовлення інструменту, так і різний характер різання

- параметри точності - розміру – керуємось цим параметром

- часто як додатковий параметр використовується вимірювання сили різання чи потужності різання. В пам’яті є гранична потужність різання чи гранична сила різання. Коли вони досягають 0,95 граничного значення і більше інструмент повинен замінюватись

- в оброблюваних центрах ГВС використовується уніфікований інструмент (різальний інструмент плюс оправка). Цей набор називається модульною уніфікацією системи, яка складається зі стандартних модулів, допоміжних інструментів, які поєднуються в різних комбінаціях. Таким чином можна змонтувати різний інструмент

Основні частини::

- базовий агрегат (оправка з конусом 7:24)

- подовжувачі (перехідники)

- місце зміни інструменту

Модульна система дає:

- універсальність (можливість використання на різних верстатах)

- можливість складання різних оправок

- зменшується номенклатура інструментів, що зменшує площі складських приміщень на 20-25%

10.7 Автоматизована транспортно-складська система (АТСС)

Це система взаємозв’язаних, автоматизованих, транспортних і складських пристроїв для зберігання, накопичення, розвантаження і доставлення предмету праці і технологічного оснащення. АТСС – є координатором матеріального потоку напівфабрикатів в середині гнучкої системи. Основні функції АТСС:

- прийом, розміщення, облік на складі чи в інших накопичувачах матеріалів, заготовок, готових деталей, напівфабрикатів, технологічної оснастки, що надходить від зовнішніх постачальників

- переміщення заготовок, напівфабрикатів, супутників тари зі складу до позиції установлення заготовки на супутнику чи касети

- між операційне транспортування всього перерахованого і транспортування на склад

- транспортування інструменту зі складу до металорізального обладнання для його заміни і повернення на склад

Ці функції реалізуються за допомогою відповідних транспортних засобів. Транспортні системи відносяться до АСІЗ. АТСС складається з двох підсистем:

- транспортна і складська

Вимогами до першої є гнучкість, доставлення потрібного вантажу в потрібне місце в потрібний час. Здійснюється за допомогою відповідних засобів транспортування.

10.7.1 Засоби транспортування

Існуюче технічне обслуговування (верстати з ЧПК) не здатне компонуватися з транспортними пристроями і потрібна модернізація для забезпечення синхронізації роботи. Модернізація включає:

- виведення на зовнішній розподілювач пристроїв ланцюга

- встановлення здавачів контролю положення

- автоматичне усунення стружки
Види транспортерів:

- накопичу вальні візки з доцільним зв’язком

- автоматичні візки, транспортувальні роботи

- підвісний конвеєр з автоматичним адресуванням

- підвісні крани маніпулятори

Всяка транспортна система повинна бути оцінена з позиції часу очікування. Час очікування вантажу на кожному робочому місці не повинен перевищувати 2-3% на обробку партії. Наземний транспорт: рельсовий (потяг) і безрельсовий (автомобіль).

Рельсовий наземний транспорт використовується у виробництві:

- традиційні методи керування – є видача водіям завдання майстром. Мала ефективність. Її можна підвищити якщо використовувати засоби дистанційно зв’язані з водіями. В автоматизованому виробництві засоби автоматизації керування візками використовуються (використовуються транспортних роботів).

Переваги транспортувальних роботів:

- більша гнучкість порівняно з конвеєрами

- більший рівень автономності порівняно з електричними засобами

- транспортні роботи є стаціонарним обладнанням і не потребує окремого робочого місця

- транспортні роботи живляться від бортових автоматичних батарей, що підвищує автоматизацію

Важливим питанням є питання руху транспортних роботів (від слідкування цієї траси). Для цього використовують оптичну систему, механічну, оптично-електронну, індуктивну.

При оптичній системі на підлозі прокладється біла смуга, яка обмацується світло-чутливою головкою.

При використанні механічної системи на підлозі прокладається швелер, в який входить напрямний ролик. Перевагою є простота. Недолік: при зміні транспортера необхідні серйозні переробки.

При використанні оптично-електронних систем візок під час руху орієнтується на маячки.

При використанні індуктивних систем, які є найбільш поширеними (до 85%), мають індуктивну систему стеження побудовану на індуктивному зв’язку транспортного робота з місцем положення, яке утворене замкнутим контуром, дріт його прокладається в заглиблення і заливається епоксидною емаллю. Кабель має напругу в 12 В, частота 30-130 кГц, сила струму декілька мА. Перевагами цієї системи є:

- безконтактний зв’язок між трасою і роботам

- можливість стеження за трасою

- простота системи наведення і керування

Задача транспортного обслуговування вирішується ЕОМ верхнього рівня, який розподілює вантажі. На кожен транспортний робот є мікро контролер (бортова ЕОМ, яка виконує завдання і слідкує за його виконанням). Режим роботи складає 14-16 годин, а потім автомат іде на загрузку. В умовах ГВС є питання забезпечення безпеки руху (щоб візки не зіштовхнулися). Для цього використовується бампери з здавачами зупинки. Є давачі при яких транспортний робот зупиняється при наближенні до іншого транспортера на відстань 1 метр. При припиненні подачі сигналів кабелем йде зупинка, використовуються також сигнальні ліхтарі. В Україні виробником є Львів. Точність позиціювання ± 1 мм.

Підвісний багаторельсовий транспорт має наступні переваги: суміщення функцій транспортування і накопичення в деяких випадках, економія площі, підлоги і одночасно обладнання, необмежена кількість адрес.

Недоліки: менша гнучкість (бо транспорт визначає конструкцію несучої балки).

Підвісний конвеєр (штовхаючий). Підвісні крани-маніпулятори. Ними є відомі крани балки, в яких механізм підйому замінюється пристроєм проти розгойдування. Для транспортування вантажів є три координатний захват.

Недоліки: періодичне заклинювання крана; необхідність системи проти розгойдування вантажу, виділення коридорів для вантажів з обов’язковим захистом (електронна огорожа).

Заготовки і деталі можуть транспортуватися в упорядоченому і вільному положенні. В не упорядоченому тара являє собою залізний чи пластмасовий ящик орієнтування деталей. Коли деталь попадає в ящик і втрачає свою орієнтацію, тому заготовку потрібно захопити і зорієнтувати. Недоліком є те що при ударі заготовка чи деталь може пошкодитись.

При упорядоченоиму русі використовується пара касети. Особливість касет:

- наявність постійних основних баз у касетах, для точного встановлення біля верстату чи в складальній одиниці

- наявність певної відстані між чарунками касет і між чарунками і основними базами касет.

Складська підсистема. Засоби складування

Необхідність створення складів обумовлене різницею та нерівністю циклів виробництва та рівнем списаної продукції. А в ГВС для забезпечення автоматичного вибору потрібного предмету праці або оснащення після керуючої команди ЕОМ.

Гнучкість складських систем забезпечується багаторядністю, багатоповерхністю та використанням автоматичних роботів – штабелерів.

Функції складів:

- накопичення сировини, матеріалів, заготовок, виробів

- накопичення тари

- комплектування тари та вузлів

- зберігання інструментів, пристроїв та оснащення

- зберігання змінних та запасних пристроїв

- тимчасове накопичення бракованих деталей

- зберігання змінних захватів, змінного оснащення, запасних частин обладнання

- зберігання робочої технологічної документації

- зберігання магнітних носіїв інформації

Автоматизований склад виконує одну, декілька або всі вище зазначені функції. Головні функціональні елементи:

- стилажі

- автоматичні штабелери

- транспортно – складська тара

- пристрої для перевезення тари зі штабелерів до накопичувачів

- пристрої перенесення тари з накопичувачів до транспортних систем та в зворотному порядку

- системи автоматичного керування

Висота стилажів секцій 6, 12, 21, 30 м. Об’єкти можуть зберігатися по різному:

- система закріплених за чарунками об’єктів

- кожен об’єкт валиться в одну різну чарунку

Другий варіант дає більш повне закріплення стану, ніж зберігання. Ті об’єкти, які мають підвищений попит повинні розташовуватися на початку.

10.7.2 Системи автоматичного контролю

САК – це підсистема ГВС, що являє собою сукупність контрольно вимірювальних пристроїв та засобів, які передбачені для передачі і зберігання інформації з метою забезпечення заданої якості продукції.

Функції САК:

- забезпечення потрібної якості і продуктивності через контроль параметрів всіх елементів

- вимірювання та випробування виробів

- вимірювання параметрів технологічних засобів

- забезпечення максимальної ефективності ГВС за рахунок підтримки її в працездатному стані

Типова структура САК:

- верхній рівень забезпечує локальний контроль сукупності автоматизованих систем, для передачі інформації

- контроль РТК і подання на верхній рівень узагальненої інформації про технічний стан об’єктів, що контролюються

- нижній рівень – контроль об’єктів обробки, контроль технічного стану технологічного комплексу в середині чарунки

10.7.3 Автоматизована система видалення відходів

АСВВ – підсистема ГВС, яка складається з сукупності взаємозв’язаних елементів, що забезпечують сервісні умови для реалізації технологічного процесу та видалення відходів виробництва. Функції АСВВ:

- видалення стружки з зони обробки

- транспортування стружки від верстатів

- подрібнення стружки

- знежирення стружки

- магнітна сепарація

- подання мат сильно охолоджувального середовища до зони обробки

- організація енергопотоку

- матеріальне забезпечення

- організація та виконання ремонтів

- організація безпечної роботи

Основна проблема: щоб легко видаляти стружку її треба максимально подрібнити. Верстат потрібно компонувати так, щоб стружка видалялась сама. Важливим є видалення стружки з пристроїв і баз заготовок за допомогою промивної машини.

Найбільш поширеними видами травм є травми чи переломи хребта.

Причини травм:

- непередбачені рухи промислових роботів під час роботи

- відмова технологічного обладнання

- помилкові дії оператора

- знаходження людини в робочому просторі промислового робота при його роботі в автоматичному режимі

- перевищення вантажопідйомності промислових роботів

- нераціональне розміщення засобів керування

- відсутність інформації про ситуацію на РТК

Безпечність РТК забезпечується:

- раціональним плануванням

- безпечна робота технологічного обладнання за допомогою спеціальних пристроїв

Головна мета: виключити знаходження людини і робота в одній точці робочого простору. Загальні вимоги безпеки знаходяться в ДСТ 12.2.072-82.

Засоби безпечної роботи поділяються на два види:

- апаратні

- програмні

Апаратні складаються зі спеціального захисту робочого органу, який подає сигнал при дотику з перешкодою і спеціальних пристроях захисту, які забезпечують зупинку робота при появі людини в зоні його роботи. Найпоширенішим є засоби світлового захисту.

Рекомендована висота огорожі 1,3 м від рівня підлоги при умові, що відстань від огорожі до схвату не менше 800 мм. Огорожею можуть бути труби, сітки.

Огорожа фарбується у вигляді чередуємих полос, шириною 120-200 мм, чорного і жовтого кольорів під кутом 450.

Програмні методи основа їх перевірка стану окремих механізмів та вузлів робота.

10.7.4 Автоматизована система керування

АСК – це підсистема ГВС, яка є організовано – технологічною системою і вирішує задачі планування, диспетчирування і локального керування всіма видами обладнання. АСК – це координатор потоку інформації про фактичний стан виробничого процесу.

Функції АСК не відрізняються від аналогічних функцій неавтоматизованого виробництва. Проте особливістю є те, що в автоматизованому виробництві використовуються для керування керуючо обчислювальний комплекс.

Основні функції АСК:

- керування ГВС та пристосування її до обробки різноманітних предметів праці

- оптимізація роботи обладнання в нормальних умовах і при відмовах

- взаємодія з локальними засобами керування в ГВМ, складом і ЕОМ більш високого рівня

- синхронізація роботи елементів ГВС

- розробка, корегування, зберігання і розподілення керуючих програм

- визначення маршруту обробки за класифікацією однакових деталей

- розробка календарних планів запуску та випуску деталей

- регулювання відхилення від нормального процесу

- діагностування, облік

АСК передбачає можливість реалізації 3-х режимів роботи6

- автоматизація з керуванням ЕОМ

- налагоджувальний режим, коли кожний елемент працює автономно

- напівавтоматична робота, роботою верстата керує СЧПК

10.8 Функціонування ГВС

Операційне функціонування роботи ГВС складається з 3-х етапів

- завантаження: при надходженні супутника ГВС сигналом з терміналу вимагає потрібну заготовку. Робітник встановлює заготовку на супутник

- процес. Розпізнання заготовки системою визначає програму обробки і верстат, який забезпечить цю обробку і адресує сигнал супутнику. У випадку відсутності, система буде простоювати доти, доки не звільниться позиція, яка здатна виконувати намічену роботу

- розвантаження. На розвантажувальну позицію надходить супутник, коли термін обробки заготовки закінчується і робітник розвантажує супутник. Далі подається інформація, що супутник вільний і інформація про завершення робочого циклу.