Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
2.6. Компоновочные схемы автоматизированных производственных систем
Компоновка автоматизированных систем определяется ТП, конструктивно-технологическими особенностями, заданным объемом выпуска изделий, конкретными условиями производства и характеризуется структурой технических средств и схемой их расположения.
Структура технических средств — качественный и количественный состав основного и вспомогательного оборудования — зависит от характера производственного процесса и объема выпуска изделий. Например, форма специализации производственной системы определяет однотипность и взаимозаменяемость технологического оборудования; наличие межоперационных заделов вызывает необходимость включения в АПС магазинов-накопителей; межоперационная передача деталей в процессе обработки требует единой транспортной системы, а работа по принципу склад — станок — склад — локальных транспортных систем. Необходимость межоперационного контроля требует организации контрольных постов (ячеек), а применение автоматизированных средств контроля в процессе обработки деталей в составе оборудования приводит к отсутствию контрольных ячеек внутри АПС. От принятой системы управления и степени ее автоматизации зависит включение в компоновку управляющих устройств (диспетчерских пультов, систем ЧПУ, средств сбора и передачи информации, ЭВМ различного уровня).
Основные факторы, влияющие на состав элементов компоновки, т. е. на структуру технических средств:
Схемы расположения элементов АПС также зависят от характера
производственного процесса и конкретных производственных условий (наличия производственных площадей, размещения АПС в цехе, расположения коммуникаций).
При определении структуры технических средств должен реализо- вываться системный подход к анализу и синтезу АПС как сложных технических систем (СТС). Системный анализ включает:
Результаты анализа совместно с соответствующими базами данных используют для последующего структурного синтеза автоматизированных систем. В базах данных хранится информация о классификации объектов производства, групповых ТП, конструктивно-технологических параметрах оборудования, компоновочных решениях АПС и т. д. Эффективность работы с базами данных при принятии решений напрямую зависит от степени использования информационных технологий как при системном анализе, так и при системном синтезе структур АПС.
Синтез конкретной структуры предполагает ее выделение из множества возможных вариантов с использованием критериев эффективности функционирования АПС, сформированных на стадии системного анализа. Для оценки результатов синтеза структуры проводится математическое моделирование работы спроектированной АПС с последующим анализом результатов моделирования.
Ввиду сложности решаемых задач и большого объема перерабатываемой информации при анализе и синтезе структур АПС целесообразно использовать методы поискового конструирования, обеспечивающие выбор структуры автоматизированной системы по заданным критериям (прямая задача) и определение области ее рационального применения по известным параметрам (обратная задача).
В зависимости от принятого разделения производственного процесса различают АПС с предметной (в том числе предметно-замкнутой) и с технологической формами специализации. В предметно-замкнутых системах полностью или частично изготовляют одно или группу изделий, в системах с технологической специализацией выполняют отдельные виды работ для широкой номенклатуры изделий.
На предметно-замкнутых участках выделяют зоны оборудования с ЧПУ и зоны оборудования с ручным управлением. Различают также зоны предварительной, основной и окончательной обработки. В зо
нах предварительной и окончательной обработки применяют в основном оборудование с ручным управлением.
На рис. 2.17 представлен вариант компоновки предметно-замкнутого участка, где зоны обработки деталей на станках с ЧПУ и ручным управлением разделены автоматизированным складом. Внутри зон может быть предусмотрена межоперационная передача деталей. Аналогичную компоновку могут иметь участки с технологической формой специализации, где в зонах 3 и 5 выполняются определенные виды работ т однотипном оборудовании для различных изделий.
5
1
Рис. 2.17. Вариант компоновки предметно-замкнутого участка: 1 — зона подготовки баз; 2 — автоматизированный склад; 3 — зона станков с ЧПУ; 4 — цеха-потребители; 5 — зона станков с ручным управлением
"HI^^KZHZMZ]
2
ШЗ-Ш-д-ИН!
пни-,
Рис. 2.18. Варианты расположения магазинов-
накопителей на участке: а — магазин-накопитель у каждого станка; б — магазин-накопитель на группу станков; в — единый магазин-накопитель в начале участка; г — единый магазин-накопитель в середине участка; д — промежуточные магазины-накопители; 1 — автоматизированный склад; 2 — обрабатывающее оборудование; 3 — магазины-накопители
На предметно-замкнутых участках в связи с различным временем Тт по операциям появляется необходимость создания межоперационных заделов и, следовательно, размещения магазинов-накопителей внутри производственной системы. Варианты расположения магазинов-накопителей на участке представлены на рис. 2.18.
в
Рис. 2.19. Схемы транспортных систем: а — линейная; бив — круговые; 1 — автоматизированный склад; 2 — модуль, обрабатывающий центр, станок с ЧПУ; 3 — транспортная система
Транспортная система может быть локальной и единой для всего подразделения. По расположению различают линейные и круговые транспортные системы (рис. 2.19). Расположение оборудования внутри зон обработки такое же, как и в обычных подразделениях: последовательное, параллельное, смешанное.
При применении приспособлений-спутников в компоновке участка необходимо предусмотреть погрузочно-разгрузочные позиции или станции для установки и съема деталей и приспособлений. Расположение этих позиций или станций на участке зависит от принятой системы обеспечения обрабатывающего оборудования деталями в приспособлениях-спутниках и соотношения времени обработки деталей на станке и времени установки-снятия детали.
Если установка производится на складе, то погрузочно-разгрузоч- ные позиции располагают в отделении склада (рис. 2.20, г). При большом времени Гмаш и относительно малом Тъсп (время установки-снятия) обеспечивают погрузочно-разгрузочные позиции всех станков участка через общий накопитель (рис. 2.20, а) или непосредственно подают детали к рабочим местам. В этом случае к каждому рабочему месту детали в приспособлениях доставляют либо с помощью транспортной системы непосредственно на станки (рис. 2.20, в), либо в накопители к каждому рабочему месту, либо в накопители для групп станков (рис. 2.20, б). При определенном соотношении Гмаш и возможна установка погрузочно-разгрузочных позиций на группу станков внутри подразделения (рис. 2.20, г).
I IV ♦}
у Y
1
и i iji П
3 Ц
U E(
5] [5
I]
♦u
I]
E Et
3 [I I] [I 3 E
б
|
с |
* ) |
|
ы |
|
|
1 1 1 Ы 1 |
в г
Рис. 2.20. Варианты схем расположения погрузочно-разгрузочных позиций в производственных системах: 1 — автоматизированный склад; 2 — загрузочно-разгрузочное устройство (станция); 3 — накопитель; 4 — транспортная система; 5 — обрабатывающее оборудование
В зависимости от принятой формы организации производства, разработанного ТП обработки и сборки изделий, уровня его производительности, гибкости и автоматизации выделяют три основные группы компоновочных схем АПС.
К первой группе относят АПС, организованные по принципу участков для мелко- и среднесерийного производств с автоматизацией транспортно-складских операций. В состав таких АПС включают станки с ЧПУ для изготовления закрепленной за системой номенклатуры изделий, а также универсальное или специализированное оборудование, не оснащенное ЧПУ.
На рис. 2.21 показана переналаживаемая система для обработки корпусных деталей в условиях многономенклатурного мелкосерийного производства. Основные операции, производимые в системе: фрезерование, растачивание, развертывание, нарезание резьбы. Заготовки подаются в спутниках специальным устройством. Запас спутников
mWy ^\ЛЛЛЛЛ7Щ
ISI
Ш-
/ El ЕЯ БЗ 1^1 gg
m гп m m m m m m m m
\ 132 Я И Я Я
щшшшш ♦
V4 JZ3-
Рис. 2.21. Компоновка гибкой системы для обработки корпусных деталей (мелкосерийное производство): I — кран-штабелер; 2 — загрузочно-раз- грузочная станция; 3 — автоматический склад заготовок ; 4 — автоматический склад готовых деталей; 5 — промежуточный склад спутников и деталей; 6 — автоматическая транспортная тележка с блоком памяти; 7 — фрезерные станки с ПУ; 8 — обрабатывающие центры; 9 — устройство для закрепления и установки деталей в спутник; 10 — демонтаж спутников с деталями
с деталями временно хранится на складе материалов. Спутник с деталью подается на обрабатывающий центр по команде из центра управления. Применяют групповое управление станками ЭВМ. Обработанные детали снимают со спутников на линии демонтажа и автоматически помещают на складе готовых деталей.
Во вторую группу входят специализированные АПС для обработки или сборки небольшой группы конструктивно-однородных изделий с незначительными отличиями в элементах конструкции и способах их соединения в условиях крупносерийного производства. Причем номенклатура изготовляемых изделий стабильна и, как правило, известна при создании системы. В состав таких АПС могут входить специализированное обрабатывающее и сборочное оборудование, агрегатные многошпиндельные станки с ЧПУ, оборудование, оснащенное многошпиндельными насадками. Передача деталей между станками при последовательной обработке может осуществляться с помощью конвейера, а загрузка-разгрузка оборудования — манипулятором с механическим приводом. Каждый станок системы стремятся спроектировать так, чтобы обеспечить условие 7^-^min.
К третьей группе относят широкоуниверсальные АПС, предназначенные для обработки мелких серий разнородных деталей с изменяющейся номенклатурой. Такие системы должны обеспечивать возмож
ность перехода на производство новых деталей без остановки производства, снижение затрат на технологическую оснастку, сохранение работоспособности при частичном выходе из строя оборудования и высокую степень загрузки оборудования. Поэтому в этих АПС применяют, как правило, однотипные станки с широкими технологическими возможностями.
В состав АЦ, как АПС более высокого уровня организационной структуры производства, входят AJI и (или) АУ, предназначенные для изготовления изделий заданной номенклатуры. Эта номенклатура значительно шире, чем номенклатура изделий, изготовляемых на отдельных AJI и АУ, что и является основной причиной объединения переналаживаемых AJI и АУ в общую цеховую структуру. Графически это объединение представляют в виде компоновочного плана (схемы) цеха, на основе которого в дальнейшем разрабатывают планировку оборудования. Назначение компоновочного плана — взаимная увязка входящих в состав цеха линий, участков, отделений, выбор оптимального направления производственного процесса с кратчайшими путями перемещения объектов и средств производства, рациональными схемами материальных и информационных потоков.
Компоновка неразрывно связана с принятой формой организации производства и общим потоком производственного процесса в цехе. Так как АУ и AJI представляют собой автономные производственно- технологические АПС и организационно-технические структуры (ОТС), то объединяющим фактором для них является наличие единой транспортно-складской системы (как правило, автоматизированной) и автоматизированной системы организационно-технологического управления (АСУ ОТ). При определении состава АЦ механообработки и сборки основным требованием является обеспечение законченного цикла изготовления изделий заданной номенклатуры и объема.
В механических цехах многономенклатурного мелкосерийного производства с преобладанием предметно-замкнутых участков предусматривают их расположение в соответствии с принятой структурой транспортно-складской системы; состав входящих в цех участков определяется видом и характером производства. Для сборочных цехов мелко- и среднесерийного производства характерно разделение на узловую и общую сборку со специализацией автоматизированных рабочих мест (крупные, средние, мелкие узлы и т. д.).
В механосборочных цехах средне- и крупносерийного производств, для которых характерны поточные линии различных типов (в том числе и автоматизированные), принято располагать линии вдоль пролетов цеха, а позиции сборки (общей и узловой) — перпендикулярно направлениям потоков линий механообработки.
92