Автоматизация поточного производства (стр. 1 из 4)
Содержание
Список использованных источников
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:
qц = Nц / Tц,
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:
Tц = tо + tв,
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):
,отсюда
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;
Фд - действительный фонд времени работы линии за год, ч;
Кп - коэффициент, учитывающий потери времени по техническим и организационным причинам.
При nл < 0,8 использовать линию в одну смену неэффективно, поэтому надо оценить возможность создания многономенклатурной линии.
Прогрессивная область техники - робототехника. Она решает задачи создания отдельных промышленных роботов и роботизированных объектов и процессов. Промышленные роботы первого поколения (автоматические манипуляторы) работают по заданной "жесткой" программе. Промышленные роботы второго поколения оснащены системами адаптивного управления, представленные различными сенсорными устройствами (техническое зрение, очувствленные схваты и т.д.) и программами обработки сенсорной информации. Роботы третьего поколения позволяют выполнять самые сложные функции при замене в производстве человека, поскольку они обладают искусственным интеллектом.
Роботы-манипуляторы имеют механическую "руку", управляемую с пульта управления, и систему рычагов и двигателей, приводящих ее в действие. Наибольшее распространение получили манипуляторы с дистанционным управлением и механической "рукой" на подвижном или неподвижном основании.
Промышленные роботы имеют перед человеком преимущество в скорости и точности выполнения однообразных операций, манипулятор может осуществлять такие движения, которые человек не может выполнить физически.
Роботы-автоматы кроме "рук" имеют "электронный мозг" - миниатюрную специализированную электронно-вычислительную машину, которая управляет роботом по заданной программе с учетом изменения окружающей обстановки.
Сегодня роботы успешно заменяют человека на химических предприятиях и в научных лабораториях, где приходится иметь дело с вредными химическими или радиоактивными веществами, на атомных электростанциях, в помещениях с повышенным уровнем радиации, в кузнечных цехах для работы с раскаленными и тяжелыми заготовками, на морском дне при строительных работах и в других случаях.
Принципиальным отличием робототехники является ее широкая универсальность (многофункциональность) и гибкость (мобильность) при переходе на выполнение других, принципиально новых операций без дополнительных затрат.