Меню Федеральное интернет-издание о профобразовани
Назад » » »

Гибкие производственные системы

Тема: Гибкие производственные системы
Цель: Изучить назначение и область применения ГПС
Гибкие производственные системы (ГПС) - это совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ (числовое программное управление), роботизированных комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течении заданного времени, обладающая свойствами автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатурой.
Под гибкостью станочной системы понимают ее способность быстро перестраиваться на обработку новых деталей в пределах, определяемых техническими возможностями оборудования и технологией обработки группы деталей. Высокая степень гибкости обеспечивает более полное удовлетворение требований заказчика, оперативный переход к выпуску новой продукции, сохранение оправданного характера мелкосерийного производства, автоматизацию технологической подготовке производства на базе вычислительной техники, снижение затрат на незавершенное производство.
Гибкое автоматизированное производство должно обладать следующими признаками:
1. гибкость состояния системы, то есть способность хорошо функционировать при различных внешних (появление нового ассортимента изделий, изменение технологии и др.) и внутренних (сбои в системе управления станками, отклонения во времени и качестве обработки и т.д.) изменениях;
2. гибкость действия, то есть обеспечение возможности легко включать в систему новые станки и инструменты для увеличения ее мощности в связи с увеличением объема производства;
3. гибкость системы группирования, то есть возможность расширения семейства обрабатываемых деталей;
4. гибкость технологии, определяющая способность системы учитывать изменения в составе выполнения технологических операций;
5. гибкость оборудования, которая характеризуется способностью системы справиться с переналадками в станках;
6. гибкость транспортной системы, выражающаяся в бесперебойной и оптимальной загрузке металлорежущего оборудования по определенной, наперед заданной стратегии управления;
7. гибкость системы обеспечения инструментом;
8. гибкость системы управления, обеспечивающая наиболее рациональное построение маршрутов обработки и транспортных потоков с точки зрения различных критериев;
9. организационная гибкость производства, заключающаяся в возможности простого и незамедлительного перехода на обработку любой из освоенных системой деталей.
Компоненты ГПС
1) гибкий производственный модуль (ГПМ) - единица технологического оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик с программным управлением, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции, связанные с их изготовлением, имеющая возможность встраивания в гибкую производственную систему;
Гибкий производственный модуль должен выполнять в автоматическом режиме следующие функции:
1. переналадку на изготовление другого изделия;
2. установку изделий, подлежащих обработке в технологическом оборудовании, и выгрузку готовых изделий;
3. очистку установок от отходов производства;
4. контроль правильности базирования и установки обрабатываемого изделия;
5. контроль рабочих сред и средств, осуществляющих обработку, а также формирование корректирующих воздействий по результатам контроля;
6. замену средств обработки и рабочих сред;
7. контроль параметров, обрабатываемого изделия и формирование корректирующих воздействий по результатам контроля;
8. автоматическое управление технологическим процессом на основе принятых критериев эффективности;
9. связь с верхним уровнем управления с целью обмена информацией и приема управляющих воздействий;
10. диагностику технического состояния и поиск неисправностей.

2) роботизированный технологический комплекс (РТК) -совокупность единицы технологического оборудования, промышленного робота и средств оснащения, автономно функционирующая и осуществляющая многократные циклы.
1) РТК, предназначенные для работы в ГПС, должны иметь автоматизированную переналадку и возможность встраиваться в систему;
2) в качестве технологического оборудования может быть использован промышленный робот;
3) средствами оснащения РТК, обеспечивающими их функционирование, могут быть: устройства накопления, ориентации, поштучной выдачи объектов производства и другие.
Применение роботов эффективно:
• при манипуляциях тяжелыми для человека заготовками и деталями в ходе основных операций, а также операций, выполняемых в экологически вредных и дискомфортных условиях (при высокой или низкой температуре, запыленности, загазованности и т.п.);
• выполнении однородных, одинаковых, простых, часто повторяющихся действий с одинаковой траекторией движения, выполняемых в высоком темпе (подача, наклон, сталкивание, поворот, съем, разворот, качание, вытягивание и др.);
• высокой надежности робота (несколько десятков часов);
• низкой стоимости робота, что достигается упрощением и адаптацией его для определенного круга операций и номенклатуры деталей по размерам и массе;
• большой программе выпуска (обработки) одинаковых предметов, обеспечивающей сравнительно длительную (не менее одного рабочего дня) работу робота без переналадок;
• высоком уровне организации производства и производственной дисциплины.
3) Система обеспечения функционирования ГПС - совокупность в общем случае взаимосвязанных автоматизированных систем, обеспечивающих проектирование изделий, технологическую подготовку их производства, управление гибкой производственной системой при помощи ЭВМ и автоматическое перемещение предметов производства и технологической оснастки.
Она включает в себя:
- Автоматизированная транспортно-складская система (АТСС) - система взаимосвязанных автоматизированных транспортных и складских устройств для укладки, хранения, временного накопления, разгрузки и доставки предметов труда, технологической оснастки.
-Автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО) - система взаимосвязанных элементов, включающая в себя участки подготовки инструмента, его транспортирования, накопления, устройства смены и контроля качества инструмента, обеспечивающие подготовку, хранение, автоматическую установку и замену инструмента.
- Система автоматизированного управления - Заказы-наряды на работу, производственные программы и график прохождения компонентов по всему технологическому маршруту - все это находится в центральной управляющей ЭВМ и ЭВМ подсистем всего производства. Каждая ЭВМ имеет сеть связанных микропроцессоров, которые управляют отдельными технологическими операциями. Каждая отдельная ЭВМ ведет учет фактического выполнения операций, осуществляет слежение за процессом.
Действующие в настоящее время ГПС значительно различаются по уровню технических возможностей.
Рассмотрим схематические планировки четырех вариантов ГПС с различными техническими возможностями.

1 — станки с ЧПУ, 2 — пульты ЧПУ, 3 — ЭВМ, 4 — транспортно-складирующая система, 5 — промышленные роботы, 6 — система обеспечения инструментом
Вариант «а» представляет собой участок станков с ЧПУ работой которых управляет центральная ЭВМ. Эта же ЭВМ планирует загрузку станков на участке и управляет работой ремонтной службы. Транспортирование заготовок, деталей инструментов и их складирование выполняются с помощью обычных неавтоматических средств. Установка и снятие заготовок на станках осуществляются рабочими.

Вариант «б» отличается от варианта «а» только наличием автоматической транспортно-складирующей системы заготовок и деталей.

По варианту «в» дополнительно используются промышленные роботы, заменяющие операторов.

В варианте «г» реализованы все функции развитого ГПС: управление станками с предварительным проектированием и программированием процессов обработки, автоматическое транспортирование, а также установка и снятие заготовок, планирование работы участка, автоматическое обеспечение станков инструментами с помощью второй транспортно-складирующей системы.
Преимущества:
1. Сокращение объемов незавершенного производства в 2-2,5 раза;
2. Повышение коэффициента загрузки оборудования до 0,8 – 0,9;
3. Повышение мобильности производства (сокращение сроков освоения новой продукции, возможность обеспечения быстрой приспособляемости производства к изменению объекта изготовления, сокращение времени подготовки производства в среднем на 50%, уменьшение наименований и количества необходимого инструмента, сокращение времени установки заготовок на станке и т.д.);
4. Повышение производительности труда (рост производительности труда на всех стадиях производства, сокращение времени цикла обработки каждой детали за счет автоматизации установки и снятия заготовок, обеспечение длительной работы без присутствия человека или при ограниченном количестве операторов, повышение коэффициента сменности);
5. Повышение качества продукции (увеличение надежности управления станками, обеспечение стабильности качества продукции, сокращение времени сборки изделий, снижение брака в 4-5 раз и затрат на его ликвидацию, автоматизация контроля размеров обрабатываемых деталей непосредственно на станке);
6. Снижение затрат на производство (снижение себестоимости продукции за счет роста производительности труда, сокращение сроков технической подготовки и вспомогательных работ, сокращение расходов на содержание производственных и вспомогательных площадей, снижение срока окупаемости).
Недостатки:
1. Большие первоначальные капитальные вложения, связанные с приобретением и пуском ГПС.
2. Сложности при проектировании и внедрении системы управления;
3. Проблемы подготовки кадров - рабочий перестает быть оператором, знающим одну специальность, он должен владеть рядом профессий;
4. Сложность проектирования ГПС и выполнения технико-экономического анализа;
5. имеется мало поставщиков систем, которые могут поставлять сложные системы;
Никто не решился оставить свой комментарий.
Будь-те первым, поделитесь мнением с остальными.
avatar