Применение гибких производственных систем при механической обработке деталей

Термины и определения видов гибких про­изводственных систем устанавливает ГОСТ 26228-84.

Гибкая производственная система (ГПС) — совокупность или отдельная единица техноло­гического оборудования и системы обеспече­ния его функционирования в автоматическом режиме, обладающая свойством автоматизи­рованной переналадки при производстве изде­лий произвольной номенклатуры в устано­вленных пределах значений их характеристик. ГПС по организационной структуре подразде­ляют на следующие уровня: гибкий производ­ственный модуль — первый уровень; гибкая автоматизированная линия и гибкий автома­тизированный участок - второй уровень; гиб­кий автоматизированный цех — третий уро­вень; гибкий автоматизированный завод - че­твертый уровень. По степени автоматизации ГПС подразделяют на следующие ступени: гибкий производственный комплекс — первая ступень; гибкое автоматизированное про­изводство — вторая ступень. Если не требуется указания уровня организационной структуры производства или ступеней автоматизации, то применяют обобщающий термин «гибкая про­изводственная система».

Гибкий производственный модуль (ГПМ) — ГПС, состоящая из единицы техно­логического оборудования, оснащенная авто­матизированным устройством программного управления и средствами автоматизации тех­нологического процесса, автономно функцио­нирующая, осуществляющая многократные циклы и имеющая возможность встраивания в систему более высокого уровня. Частным случаем ГПМ является роботизированный технологический комплекс (РТК) при условии возможности его встраивания в систему более высокого уровня. В общем случае в ГПМ вхо­дят накопители, приспособления-спутники (палеты), устройства загрузки и разгрузки, в том числе промышленные роботы (ПР), устрой­ства замены оснастки, удаления отходов, ав­томатизированного контроля, включая диаг­ностирование, переналадки и т. д.

Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) — ГПС, состоящая из нескольких гиб­ких производственных модулей, объединенных автоматизированной системой управления, в которой технологическое оборудование рас­положено в принятой последовательности тех­нологических операций.

Гибкий автоматизированный участок (ГАУ) — ГПС, состоящая из нескольких гиб­ких производственных модулей, объединенных автоматизированной системой управления, функционирующая по технологическому маршруту, в котором предусмотрена возмож­ность изменения последовательности исполь­зования технологического оборудования.

ГАЛ и ГАУ могут содержать отдельно функционирующие единицы технологического оборудования.

Гибкий автоматизированный цех (ГАЦ) — ГПС, представляющая собой сово­купность гибких автоматизированных линий и (или) гибких автоматизированных участков, предназначенная для изготовления изделий за­данной номенклатуры

Гибкий автоматизированный завод (ГАЗ) — ГПС, представляющая собой совокуп­ность гибких автоматизированных цехов, предназначенная для выпуска готовых изделий в соответствии с планом основного производ­ства. ГАЗ может содержать также отдельно функционирующие неавтоматизированные участки и цехи.

Приведенные определения не охватывают применяемых терминов: автоматическая ли­ния, автоматический участок, цех, завод. ЭНИМС предлагает следующие определения.

Линия автоматическая (ЛА) — совокуп­ность технологического оборудования, устано­вленного в последовательности технологиче­ского процесса обработки, соединенного авто­матическим транспортом и оснащенного авто­матическими загрузочно-разгрузочными устройствами и общей системой управления или несколькими взаимосвязанными система­ми управления.

Система линий автоматических (СЛА) — совокупность автоматических линий, устано­вленных в последовательности технологиче­ского процесса обработки, соединенных авто­матическими транспортными (накопительны­ми) устройствами и оснащенных взаимосвя­занными системами управления.

Система линий автоматических комплекс­ной обработки (СЛАКО) — совокупность авто­матических линий, обеспечивающих выполне­ние всех операций, предусмотренных техноло­гическим процессом обработки.

Линия автоматическая переналаживаемая (система линий автоматических переналажи­ваемых) групповой обработки (ЛАП-ГО или СЛАП-ГО) — автоматическая линия (система автоматических линий), предназначенная для одновременной или последовательной обра­ботки группы заранее заданных изделий, однотипных по размерам и технологии обра­ботки.

Линия автоматическая переналаживаемая (система линий автоматических переналажи­ваемых (ЛАП или СЛАЛ) — автоматическая линия (система автоматических линий), кото­рая при смене изделий-объектов производства может быть переналажена на обработку новых, заранее неизвестных изделий аналогич­ного типа и технологии изготовления. Перена­ладка осуществляется путем регулирования или замены отдельных элементов технологи­ческой оснастки, транспортных и загрузочных устройств, режущего инструмента и т. д.

Линия автоматическая переналаживаемая широкономенклатурная (ЛАП-Шн) — автома­тическая линия, состоящая из металлорежу­щих станков (станка), оснащенных устройства­ми автоматической смены, транспортирования инструментальной оснастки (в последователь­ности технологического процесса обработки), и предназначенная для изготовления группы корпусных деталей заранее заданной номенклатуры. Переналадка линии на обработку новых, заранее неизвестных изделий осущест­вляется путем замены инструментальной ос­настки и приспособлений и перепрограммиро­вания системы управления.

По ступеням автоматизации различают два вида ГПС.

Гибкий производственный комплекс (ГПК) — ГПС, состоящая из нескольких гиб­ких производственных модулей, объединенных автоматизированной системой управления и автоматизированной транспортно-складской системой, автономно функционирующая в те­чение заданного интервала времени и имеющая возможность встраивания в систему более высокой ступени автоматизации.

Гибкое автоматизированное производство (ГАП) — ГПС, состоящая из одного или не­скольких гибких производственных комплек­сов, объединенных автоматизированной систе­мой управления производством и транспорт­но-складской автоматизированной системой, и осуществляющая автоматизированный пере­ход на изготовление новых изделий с по­мощью АСНИ, САПР и АСТПП.

ГПС в общем случае включает функцио­нальные системы. Система обеспечения функ­ционирования технологического оборудования ГПС — совокупность взаимосвязанных авто­матизированных систем, обеспечивающих про­ектирование изделий, технологическую подго­товку их производства, управление гибкой производственной системой и автоматическое перемещение предметов производства и технологической оснастки. В общем случае в систе­му обеспечения технологического оборудова­ния ГПС входят: автоматизированная систе­ма научных исследований (АСНИ); систе­ма автоматизированного проектирования (САПР); автоматизированная система техно­логической подготовки производства (АСТПП); автоматизированная система упра­вления предприятиями (АСУП); автоматизи­рованная транспортно-складская система (АТСС); автоматизированная система инстру­ментального обеспечения (АСИО); система ав­томатизированного контроля (САК); автома­тизированная система удаления отходов и т. д.

Автоматизированная транспортно-склад­ская система (АТСС) — система взаимосвя­занных автоматизированных транспортных и складских устройств для укладки, хранения, временного накопления и доставки предметов труда, технологической оснастки и удаления отходов.

Автоматизированная система инструмен­тального обеспечения (АСИО) — система взаи­мосвязанных элементов, включающая накопи­тели, устройства смены и контроля качества инструмента, обеспечивающие хранение, авто­матическую установку и замену инструмента.

Основной областью применения ГПС является серийное многономенклатурное про­изводство. Как видно из определений, каждый вид ГПС характеризуется тем, что может функционировать автономно, представляет со­бой технически законченное целое и имеет свою локальную систему управления; возможность встраивания в систему более высокого уровня позволяет, спроектировав ГПС высо­кого уровня, начинать внедрять его по частям как ГПС более низкого уровня. Степень авто­матизации как самой ГПС, так и ее функцио­нальных систем может быть различной. И этим определяется число обслуживающего персонала. ГПС обладает также свойством быстрой переналадки на изготовление новых деталей и изделий произвольной номенкла­туры.

Переналаживаемые автоматические линии групповой обработки нескольких заранее из­вестных и аналогичных по конструкции и тех­нологии изготовления деталей в условиях крупносерийного и массового производства не являются ГПС, так как на них не предусмо­трена переналадка на новые детали, заранее неизвестные. Переналадка на таких линиях может быть ручной или автоматической. Как правило, переналадка проводится не чаше 1 — 3 раз в месяц. Общая годовая производи­тельность такой линии 30—200 тыс. деталей в год. В табл. 1 приведен годовой выпуск сложных корпусных деталей размером до 800 × 800 × 800 мм при обработке их на различном оборудовании. Это оборудование предназначено в основном для выполнения операции сверления, растачивания, разверты­вания, зенкерования, фрезерования и резьбонарезания.