Автоматизация производственного процесса
Дальнейшим развитием поточного производства является его автоматизация, в которой сочетаются непрерывность производственных процессов с автоматическим выполнением. Автоматизация производства развивается в направлении создания автоматических станков и агрегатов, автоматических поточных линий, автоматических участков, цехов и даже заводов [20].
Степень автоматизации производственных процессов может быть различной. При частичной автоматизации часть функций по управлению оборудования автоматизирована, а часть - выполняется рабочими-операторами (полуавтоматические комплексы). При комплексной автоматизации все функции управления автоматизированы, рабочие-операторы только налаживают технику и контролируют ее работу (автоматические комплексы).
При комплексной автоматизации производственных процессов должна применяться такая система автоматических машин, при которой процесс превращения исходного материала в готовый продукт происходит от начала до конца без физического вмешательства человека. Для этого требуется автоматизация не только технологических, но и всех вспомогательных и обслуживающих операций.
Комплексная автоматизация производственных процессов является главным направлением технического прогресса, обеспечивающим дальнейший рост производительности труда, снижение себестоимости и улучшение качества продукции. Этапы развития автоматизации производства определяются развитием средств производства, электронно-вычислительной техники, научных методов технологии и организации производства.
Более высокий уровень автоматизации характеризуется созданием автоматических заводов, оснащенных оборудованием с искусственным интеллектом. Типичным примером комплексной автоматизации является автоматическая линия (АЛ).
Автоматическая линия - это система согласованно работающих и автоматически управляемых станков (агрегатов), транспортных средств и контрольных механизмов, размещенных по ходу технологического процесса, с помощью которых обрабатываются детали или собираются изделия по заранее заданному технологическому процессу в строго определенное время (такт АЛ).
Роль рабочего-оператора на АЛ сводится лишь к наблюдению за работой линии, к наладке и подналадке отдельных механизмов, а иногда к подаче заготовки на первую операцию и снятию готового изделия на последней операции. Это позволяет рабочему управлять значительным числом машин и механизмов. Характер труда рабочего меняется коренным образом и все более и более приближается к труду техника и инженера.
Основным параметром АП является производительность, которую считают по производительности последнего выпускного станка. Различают технологическую, цикловую, фактическую, потенциальную производительность линии. Технологическая определяется по основному времени, т.е. времени непосредственной обработки детали. Цикловая учитывает продолжительность всего рабочего цикла, в том числе время холостых ходов рабочей машины (вспомогательное время на загрузку, разгрузку, транспортирование между станками, зажимы, разжимы деталей и т.п.). С учетом потерь времени только по причинам технического обслуживания определяется потенциальная производительность автоматической линии.
Для большинства автоматических линий продолжительность рабочего цикла и всех его элементов остается неизменной в процессе работы машины, поэтому значения технологической и цикловой производительности являются постоянными величинами. В реальных условиях периоды бесперебойной работы рабочей машины АЛ чередуются с простоями, вызванными различными организационными причинами. Все простои оборудования делятся на собственные и организационно-технические. Собственные простои функционально связаны с конструкцией и режимом работы линии. Их величина определяется конструктивным совершенством линии, ее надежностью в работе, квалификацией обслуживающего персонала и др. К ним относятся простои, связанные с регулировкой механизмов, подналадкой и текущим ремонтом оборудования, сменой инструмента и т. д. Организационно-технические простои обусловлены внешними причинами, функционально не связанными и не зависящими от конструкции АЛ и системы ее обслуживания. Это - отсутствие заготовок, несвоевременный приход и уход рабочего, брак на предыдущих операциях и другие виды организационного обслуживания..
Важнейшим нормативом автоматической линии, характеризующим равномерность выпуска продукции является такт (или ритм потока). Он определяется суммарным временем обработки изделия, временем установки, закрепления, раскрепления и снятия, а также транспортировки его с одной операции на другую.
Автоматические линии с гибкой связью оснащаются, как правило, независимым межоперационным транспортом, позволяющим передавать детали с операции на операцию независимо от другой. После каждой операции на линии создается бункерное устройство (магазин) для накопления межоперационного задела, за счет которого осуществляется непрерывная работа станков.
Разновидностью комплексных автоматических линий являются роторные автоматические линии (РЛ), разработанные инженером Л. Н. Кошкиным [7].
Автоматическая роторная линия представляет собой комплекс рабочих машин (роторов), транспортных машин (роторов), приборов, объединенных единой системой автоматического управления, в котором одновременно с обработкой заготовки перемещаются по/дугам окружностей рабочих роторов совместно с воздействующими на них рабочими инструментами. Рабочие и транспортные роторы находятся в жесткой кинематической связи и имеют синхронное вращение. Рабочие и транспортные роторы соединяются в линии общим синхронным приводом, перемещающим каждый ротор на один шаг за время, соответствующее такту линии.
На автоматической роторной линии можно одновременно обрабатывать детали нескольких типоразмеров сходной технологии, т. е. они могут применяться не только в массовом, но и в серийном производстве. В настоящее время эти линии широко используются при производстве радиодеталей, штампованных деталей, при расфасовке, упаковке и на других видах работ.
Важным достоинством роторной линии является относительная простота получения синхронного процесса, которая обеспечивается варьированием числа позиций на рабочих и транспортных роторах. Роторные линии отличаются определенным уровнем гибкости и позволяют получать достаточно высокие технико-экономические показатели. Например, по сравнению с отдельными автоматами нероторного типа сокращается производственный цикл в 10-15 раз, уменьшаются межоперационные заделы в 20-25 раз; высвобождаются производственные площади, снижаются трудоемкость и себестоимость продукции, капитальные затраты окупаются за 1 -3 года [7].
В современных условиях развития автоматизации производства особое место отводится использованию промышленных роботов.
Промышленный робот - это перепрограммируемая автоматическая машина, применяемая в производственном процессе для выполнения двигательных функций, аналогичных функциям человека, при перемещении предметов труда или технологической оснастки. С помощью промышленных роботов можно объединять технологическое оборудование в отдельные робототехнические комплексы различного масштаба, не связанные жестко планировкой и числом комплектующих агрегатов. Принципиальными отличиями робототехники от традиционных средств автоматизации являются их широкая универсальность (многофункциональность) и гибкость (мобильность) при переходе на выполнение принципиально новых операций.
Промышленные роботы находят применение во всех сферах производственно-хозяйственной деятельности. Они успешно заменяют тяжелый, утомительный и однообразный труд человека, особенно при работе в условиях вредной и опасной для здоровья производственной среды. Они способны воспроизводить некоторые двигательные и умственные функции человека при выполнении ими основных и вспомогательных производственных операций без непосредственного участия рабочих. Для этого их наделяют некоторыми способностями: слухом, зрением, осязанием, памятью и т. д., а также способностью к самоорганизации, самообучению и адаптации к внешней среде.
Роботы первого поколения (автоматические манипуляторы), как правило, работают по заранее заданной «жесткой» программе. Например, в жесткой связи со станками, оснащенными числовым программным управлением (ЧПУ).
Роботы второго поколения оснащены системами адаптивного управления, представленными различными сенсорными устройствами (например, техническим зрением, очувствленными схватами и т.д.) и программами обработки сенсорной информации.
Роботы третьего поколения обладают искусственным интеллектом, позволяющим выполнять самые сложные функции при замене в производстве человека.
Разнообразие производственных процессов и условий производства предопределяют наличие различных типов роботизированных технологических комплексов (РТК)- ячеек, участков, линий и т. д. Классификация РТК роботизированного подразделения основывается на количественной характеристике выполняемых комплексом технологических операций.
Простейшим типом РТК, который положен в основу более крупных комплексов, вплоть до целых предприятий, являете роботизированная технологическая ячейка (РТЯ), в которой выполняется небольшое число технологических операций, например роботизированная единица технологического оборудования с ЧПУ. Более крупным роботизированным комплексом является роботизированный технологический участок (РТУ). Он выполняет ряд технологических операций (включает несколько единиц РТК). Если операции осуществляются в едином технологическом процессе на последовательно расположенном оборудовании, то комплекс представляет собой роботизированную технологическую линию (РТЛ).
Структурно РТК может быть представлен в виде цеха, состоящего из нескольких РТУ, РТЛ, автоматизированных складов и связывающих их транспортных промышленных роботов (робоэлектрокаров). Высшей формой организации производства является создание комплексно роботизированного завода. РТК могут быть предназначены для получения заготовок, обработки деталей, выполнения процессов сборки либо для реализации контрольно-сортировочных и транспорт- но-перегрузочных операций, в том числе для внутрицехового транспортирования и складских операций.
Компоновочные варианты РТК зависят от решаемых технологических задач, уровня автоматизации, числа и типажа промышленных роботов, их технических и функциональных возможностей. Как правило, компоновочные варианты РТК основываются на принципах индивидуального и группового обслуживания оборудования промышленными роботами. Индивидуальное обслуживание - робот встраивается в технологическое оборудование; размещается рядом с оборудованием; несколько роботов обслуживают единицу оборудования. Групповое обслуживание - робот обслуживает несколько единиц технологического оборудования, при этом возможны два варианта компоновки: линейное и круговое расположение оборудования.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|