Сделай Сам Свою Работу на 5

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.

 



©2015- 2019 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.