Основные принципы построения технологии механической обработки в автоматизированных производственных системах (АПС)

Роль гибкости (переналаживаемости) производства. Типовые и групповые технологические процессы. Технологичность конструкций изделий для условий автоматизированного производства.

Современный этап развития машиностроения характеризуется необходимостью обеспечения конкурентоспособности продукции, что означает оперативное реагирование производства на изменение потребительского спроса, снижение себестоимости ее выпуска при существенном сокращении сроков выпуска и улучшении качества. Эта проблема предусматривает решение задачи сокращения периода технологической подготовки производства, что связано, прежде всего, с увеличением номенклатуры выпускаемой продукции при уменьшении партий и требует создания быстропереналаживаемых производственных систем (ПС).

Типовые и групповые технологические процессы

Методы типовой и групповой технологии, позволяющие свести к минимуму индивидуальные технологические разработки, широко используют при автоматизации технологической подготовки производства

Типизация технологических процессов для сходных по конфигурации и технологическим особенностям групп деталей предусматривает их изготовление по одинаковым технологическим процессам, основанным на применении наиболее совершенных методов обработки и обеспечивающим достижение наивысшей производительности, экономичности и качества. Типовые технологические процессы находят применение главным образом в крупносерийном и массовом производстве.

Принцип групповой технологии лежит в основе технологии переналаживаемого производства мелко- и среднесерийного.

При групповой технологии общим признаком объединения деталей в группы является общность обрабатываемых поверхностей и их сочетаний, т.е. общность оборудования, необходимого для обработки детали или отдельных ее поверхностей. Очевидно, что в состав группы можно включать заготовки различной конфигурации и даже различных типов.

В этом смысле понятие группы значительно шире понятия типа деталей, являющегося основой построения типового процесса. Поэтому групповые методы обработки характерны для обработки деталей с широкой номенклатурой.

И типизация технологических процессов, и метод групповой технологии являются основными направлениями унификации технологических решений, повышающей эффективность производства. Для их реализации необходимы классификация деталей, отработка их конструкций на технологичность с одновременной унификацией конструктивно-технологических элементов этих деталей.

Технологичность конструкций изделий для условий автоматизированного производства.

Конструкция изделия считается технологичной, если для его изготовления и эксплуатации требуются минимальные затраты материалов, времени и средств. Оценку технологичности проводят по качественным и количественным критериям отдельно для заготовок, обрабатываемых деталей, сборочных единиц.

Для повышения надежности автоматизированного производства (АП) необходимо максимально приблизить форму и размеры заготовки к конечной форме и размерам детали, т. е. обеспечить достижение минимальных припусков на каждой операции.

 Детали, подлежащие обработке в АП, должны быть технологичны, т. е. просты по форме, габаритам, состоять из стандартных поверхностей и иметь максимальный коэффициент использования материала. Детали, подлежащие сборке, должны иметь как можно больше стандартных поверхностей, соединений, простейших элементов ориентации сборочных единиц и деталей.

 

Выбор модульных компонентов и подсистем ГПС. Важнейшие функциональные компоненты ГПС. Общие требования при выборе основного технологического оборудования и промышленных роботов в гибком автоматизированном производстве (ГАП)

Важнейшие функциональные компоненты ГПС

Основой различных системных концепций являются модульные компоненты, из которых может постепенно выстраиваться и расширяться система.

Важнейшими компонентами ГПС являются:

1) Гибкие производственные модули (ГПМ) (многооперационные обрабатывающие центры) с унифицированными интерфейсами, имеющие возможность связи, как с ЭВМ верхнего уровня по функции управления, так и с системами управления снабжением инструмента и палет.

2) Подсистема снабжения заготовками со склада и на склад готовых изделий, с трансманипуляторами и технологической оснасткой для крепления заготовок.

3) Подсистема снабжения инструментом со склада и на склад для накопления и хранения инструмента, с трансманипуляторами, инструментальной оснасткой с режущим инструментом.

4) Подсистема измерений и контроля за качеством готовых изделий и процессом обработки.

5) Подсистема управления производством от ЭВМ верхнего уровня.

Общие требования при выборе основного технологического оборудования и промышленных роботов в гибком автоматизированном производстве (ГАП)

Выбор технических средств для гибкого автоматизированного производства — один из важнейших этапов, определяющих структурно-компоновочные решения, организационные и технологические возможности, эксплуатационные расходы и др. показатели производства.

Исходной информацией для выбора оборудования и промышленных роботов (ПР) являются сведения об изготовляемых деталях и организационно-технологических условиях их изготовления.

Подбор и группирование деталей для изготовления на автоматизированном участке производят с учетом следующих характеристик:

1) Конструктивно-технологического подобия деталей,

2) Максимальной степени завершенности маршрута обработки деталей на автоматизированном участке — без прерывания маршрута обработки для выполнения каких-либо специфических операций (термообработки, доводки и др.);

3) Подобия используемой оснастки и инструментов;

4) Наличия у деталей четко выраженных признаков ориентации, однородных по форме и расположению поверхностей для базирования в приспособлениях-спутниках или захвата захватными устройствами ПР.

На основе подобранной группы деталей с учетом видов обработки и трудоемкости выбирают типаж требуемого оборудования, приспособлений, ПР, характер и маршрут транспортирования деталей.

Для определения состава оборудования, включаемого в автоматизированные переналаживаемые системы, необходима проработка типовых процессов (ТП) всех деталей, обрабатываемых в системе. В первую очередь разрабатывают ТП на деталь, имеющую наибольшее число обрабатываемых поверхностей.Технологические процессы для остальных деталей группы строят в соответствии с принятым типовым маршрутом и с учетом намеченной специализации оборудования.

Исходя из разработанных ТП, выявляют технологические характеристики станков, на основании которых производят подбор станков из имеющегося парка или заказывают и используют специализированное оборудование.

Основные принципы построения технологии механической обработки в автоматизированных производственных системах (АПС).

Основные принципы построения:

1. Принцип завершенности заключается в том, что следует стремиться к выполнению всех операций в пределах одной автоматизированной производственной системы без промежуточной передачи полуфабрикатов в другие подразделения или вспомогательные отделения.

производственных систем с повышенными технологическими возможностями.

2. Принцип малооперационной технологии заключается в формировании технологических процессов с максимально возможным укрупнением операций, с минимальным числом операций и установок в операциях.

3. Принцип «малолюдной» технологии заключается в обеспечении автоматической работы автоматизированных производственных систем в пределах всего производственного цикла.

4. Принцип «безотладочной» технологии заключается в разработке технологических процессов не требующих отладки на рабочих позициях. Принцип особенно актуален для широкономенклатурных автоматизированных производственных систем.

5. Принцип активно-управляемой технологии заключается в особой организации управления технологическими процессами, позволяющей оперативно производить коррекцию проектных решений на основе рабочей информации о ходе технологических процессов. Корректировать можно как технологические параметры, формируемые на этапе управления, так и исходные параметры технологической подготовки производства (ТПП).(т.е.разработка методов и алгоритмов; разработка методов статистической коррекции базы данных (БД) для создания самообучающихся автоматизированных производственных систем)

6.Принцип оптимальности заключается в принятии решения на каждом этапе технологической подготовки производства и управлении технологическим процессом на основе единого критерия оптимальности.

Принцип оптимальности создает единую методическую основу решения технологических задач на всех уровнях и этапах, позволяет выработать наиболее эффективное, однозначное и взаимоувязанное решение указанных задач.

7. Принцип групповой технологии является фундаментальным для всех автоматизированных производственных систем, так как именно он обеспечивает «гибкость» производства.

Помимо рассмотренных для технологии автоматизированных производственных систем характерны и другие принципы:

-компьютерной технологии, информационной обеспеченности, интеграции, безбумажной документации, групповой технологии. Все они объединены в единую систему технологической подготовки производства (ТПП) и управления, что позволяет говорить о создании принципиально новой технологии автоматизированных производственных систем, реализующей наиболее эффективные технические решения и максимально раскрывающей потенциальные технические и технологические возможности автоматизированных производственных систем.