ЕвроТехсервис

Автоматизация поточного производства. Нижний Тагил

Автоматизация поточного производства

1. Особенности управления автоматическими поточными линиями, гибкими автоматизированными системами (ГПС) и роботами

Поточное производство в своем развитии идет по пути автоматизации.

Комплексно-механизированное и автоматизированное поточное производство - это система машин, оборудования, транспортных средств, обеспечивающая строго согласованное во времени выполнение всех стадий

изготовления изделий, начиная от получения исходных заготовок и кончая контролем (испытанием) готового изделия и выпуска продукции через равные промежутки времени. Сначала были созданы автоматические линии и жесткие заводы-автоматы. С появлением электронно-программного управления создавались станки с числовым программным управлением (ЧПУ), обрабатывающие центры и автоматические линии, содержащие в качестве компонента оборудование с программным управлением.

В основе автоматизированного производства лежат автоматические линии, которые обладают всеми преимуществами поточного производства, позволяют непрерывность производственных процессов сочетать с автоматичностью их выполнения.

Автоматическая линия (АЛ) - это система машин-автоматов, размещенных по ходу технологического процесса и объединенных системой управления и автоматическими механизмами и устройствами для решения задач транспортировки, накопления заделов, удаление отходов, изменения ориентации.

Автоматические линии служат для выполнения в автоматическом режиме определенных операций (стадий) производственного процесса и зависят от вида исходных материалов (заготовок), габаритов, массы и технологической сложности изготовляемых изделий. Поэтому в состав АЛ может входить разнос количество оборудования: от 5-10 для изделий средней сложности до 100-150 ед. оборудования при массовом производстве сложных изделий.

В комплекс АЛ входит транспортная система, предназначенная для подачи заготовок со склада к стендам, перемещения подвесного технологического оборудования от одного стенда к другому, для транспортировки со стендов готовых изделий на главную линию или склад готовой продукции.

Выделяют жесткие (синхронные) автоматические линии с характерной жесткой межагрегатной связью и единым циклом работы станков и гибкие (несинхронные) АЛ с гибкой межагрегатной связью. В этом случае каждый станок имеет индивидуальный магазин-накопитель межоперационных заделов. В зависимости от функционального назначения АЛ в машиностроении могут быть заготовительными, механообрабатывающими, термическими, механосборочными, сборочными, контрольно-измерительными, упаковочными, консервационными и комплексными. Для автоматических линий определяют цикловую qц, потенциальную qп и фактическую qф производительность:

qп = Nц / (Tц + tт. о),

qф = Nц / (Tц + tт. о + tо. о),

где Nц - число изделий (деталей), изготовляемых за один цикл;

Тц - время одного цикла;

tт. о - время технологического обслуживания;

tо. о - время организационного обслуживания.

Время одного цикла равно сумме основного и вспомогательного времени:

где to - основное время (на обработку изделия);

tв - вспомогательное время (на установку, закрепление и снятие изделия).

Таким образом, при цикловой производительности простои линии полностью отсутствуют, при потенциальной - учитываются затраты времени на регулировку и подналадку оборудования. Фактическая производительность учитывает потери времени по организационным причинам. Технический уровень автоматической линии отражает уровень цикловых непроизводительных затрат времени и внецикловых простоев из-за плановых и внеплановых ремонтов. Определяется он коэффициентом технического использования Кт. и по формуле:

.

Коэффициент общего использования АЛ Ко. т. и характеризует ее организационно-технический уровень. Отражает все непроизводительные затраты времени (как технические, так и организационные):

,

qф = qц × Ко. т. и.

Такт (ритм) автоматической линии r определяется по формуле:

,

где tтр - время транспортировки изделия (детали) с одной позиции на другую.

Автоматические линии делятся на участки, синхронизация обеспечивается по группам операций на каждом участке. С этой целью создается компенсационный задел, который определяется по формуле:

,

где Zк - компенсационный задел;

- время создания компенсационного задела;

- меньший и больший такты смежных участков;

∆r - допускаемая величина колебания усредненных тактов.

Отсюда допустима величина отклонения тактов на смежных участках определяется:

.

Широкое применение в практике нашли роторные машины и роторные автоматические линии. Автоматическая роторная линия (АРЛ) в отличие от автоматической линии монтируется в соответствии с требованиями технологического процесса из отдельных роторных машин и может быть перегруппирована на основе блочно-модульного принципа. Роторные линии работают следующим образом. Во вращающемся цилиндре-роторе имеются гнезда по количеству операций для изготовления деталей. Установленная особым приспособлением в гнездо заготовка направляется навстречу орудиям обработки. Поворот по кругу гнезда с заготовкой означает окончание одной операции и переход к следующей. Преимущество роторных линий состоит в исключении транспортных операций. Пока идет обработка одной и той же детали, они не требуют переналадки инструмента. На каждой роторной линии можно одновременно обрабатывать несколько разных деталей, устанавливая в разных позициях ротора необходимые инструменты, что позволяет автоматизировать изготовление небольших серий изделий.

Главные преимущества автоматических роторных линий - высокая производительность, безотказность, возможность получения синхронного процесса, непрерывность транспортного движения, быстросъемность (без остановки ротора). Роторные линии отличаются также определенной гибкостью. Они позволяют автоматизировать обработку некоторых однотипных деталей и получать высокие технико-экономические показатели.

В машиностроении на автоматических роторных линиях выполняются операции холодной и горячей штамповки, прессования из металлопорошков; обработки пластмасс, точного литья, токарной обработки тел вращения, нанесения покрытий, сборки и упаковки, контроля формы и размеров изделий.

Необходимое количество автоматических или автоматических роторных линий nл для выполнения годовой программы выпуска изделий (деталей) N определяется по формуле:

,

где qт - техническая производительность АЛ (АРЛ), шт. /ч;