Технологические основы автоматизированного производства

Особенности разработки технологических процессов в условиях автоматизации производства

Базовые принципы проектирования техпроцессов для обычного и автоматизированного производства одни и те же. Однако при проектировании техпроцессов для автоматизированного производства имеются следующие особенности.

1. Степень углубленности выполняемых разработок.

В условиях автоматизации она значительно выше, что обусловлено жестким тактом выпуска и необходимостью согласования работы всех устройств в пространстве и во времени с высокой точностью.

2. Масштабы производства.

С точки зрения этого признака возможны следующие случаи:

А) Проектирование технологии для нового завода с комплексной системой автоматизации производства. Этот случай отличается наибольшей трудоемкостью, но в тоже время отсутствуют ограничения местными условиями.

Б) Реконструкция завода или постановка производства новых объектов на действующем заводе. В этом случае при разработке технологии имеются ограничения местными условиями (имеющиеся площади, оборудование, сложившаяся схема грузопотоков и т.д.).

В) В действующем на заводе производстве автоматизируются отдельные производственные процессы. В этом случае имеет место лишь частичная автоматизация производства, т.е. проектируют отдельные ГПС, АЛ, автоматы без коренного изменения имеющейся структуры производства.

Г) В зависимости от типа производства серийного или массового имеются существенные различия в проектировании техпроцессов автоматизированного производства.

3. При разработке техпроцесса должна обеспечиваться основная цель автоматизации производства – повышение производительности труда и снижение себестоимости изготовления продукции, достигаемые применением более производительных машин и снижением затрат прошлого и живого труда.

4. При проектировании техпроцессов автоматизированного производства нельзя копировать технологию изготовления аналогичных изделий в обычном производстве. Ее следует коренным образом пересматривать и корректировать, внося существенные изменения как в конструкцию детали, так и в технологию ее изготовления.

5. Оптимизация техпроцесса автоматизированного производства производится по условию обеспечения в установленный промежуток времени выпуска потребного количества изделий заданного качества при возможно минимальной себестоимости их изготовления.

Оптимизация проходит в два этапа:

1. Оптимизируют отдельные технологические операции (режимы резания и другие условия обработки).

2. Оптимизируют техпроцесс в целом.

 

Технологичности конструкции изделий для условий автоматизированного производства

Отработка объекта производства на технологичность в условиях автоматизированного производства является одним из важнейших элементов технологической подготовки производства. Отрабатывая чертежи на технологичность надо руководствоваться общими правилами и рекомендациями технологии с учетом специфики производства. В общем случае технологичность конструкции определяется возможностью простого и надежного ориентирования разнотипных деталей. Детали должны иметь оптимальное соотношение размеров, точности, шероховатости поверхности и физико-механических свойств. Форма детали должна быть по возможности простой. Деталь должна иметь удобные базы, что особенно важно для повышения точностных характеристик сопрягаемых деталей. Объекты производства должны соответствовать используемому ТО по массогабаритным характеристикам. Перечисленные особенности не исчерпывают всех проблем по отработке объектов производства на технологичность, т.к. они часто определяются конкретными условиями производства. В условиях автоматизированного производства большое значение имеет рациональный выбор заготовки, при котором её формы приближаются к форме готовой детали с достаточно высокой точностью размеров и минимумом припусков, что достигается применением прогрессивных методов формообразования заготовки, например, непрерывного литья, поперечно клиновой прокатки и др.

Задача простой и быстрой переналадки технологической оснастки может быть решена за счет создания унифицированно-групповой или универсально-переналаживаемой оснастки, обеспечивающей гибкость производства.

 

Технологические основы автоматизированного производства

Для проектирования АП надо достаточное количество исходной информации, поэтому проводятся предпроектные исследования и анализ производства, т.к. проектируемая производственная система должна вписаться в структуру производства организационно. В результате анализа выясняется номенклатура, численность, особенности сборочного производства, его ритмичность, организационно-технические характеристики. Получение достаточной информации для проектирования ПС является сложной задачей и требует самостоятельных исследований.

Входную информацию можно разделить на 2 группы:

1 информация об изделии – показатель качества, периодичность изготовления, число деталей, и приблизительные затраты.

2 информация необходимая для проектирования отдельных подсистем – данные о надежности отдельных элементов и др.

В настоящее время при проектировании ПС не удается получить полную информацию как по 1-ой, так и по 2-ой группам. Причем недостаток информации об изделии приводит к неточной формулировке служебного назначения ПС; такого рода ошибки приводят к тому, что спроектированные ГПС не будут эффективными.

Важно знать основные подсистемы, функционирующие в ГПС и иметь возможность рассчитать их характеристики. Только наличие всех зависимостей позволит получить полный объем информации 2-ой группы. При создании АП должны анализироваться различные факторы, влияющие на эффективность его работы:

1. выбор наиболее целесообразной номенклатуры детали;

2. разработка оптимального ТП;

3. определение оптимального по технологическим возможностям комплекта оборудования;

4. определение наиболее целесообразного уровня автоматизации производственных процессов;

5. выбор необходимых и достаточных заданному уровню автоматизации средств и систем оснащения ГПС, т.е. транспорт, склад, погрузочно-разгрузочные устройства и др.

Одним из наиболее важных факторов, влияющих на эксплуатационную эффективность ГПС является выбор оптимального варианта ТП под отобранную номенклатуру детали. Требования к такому процессу могут быть выполнены при условии организации производственного процесса АП на базе применения групповой технологии, групповых технологических операций; т.е. организационно-технологической основой ГПС является типизация технологических процессов и групповая обработка деталей.

Применительно к АП, подход к классификации группирования деталей и разработке групповой технологии принципиально не отличается от подхода к организации групповой обработки на базе универсального оборудования.

Однако содержание основных этапов разработки имеет существенные отличия:

1. Наличие оборудования с ЧПУ снижает требования к конструкционному, габаритному и маршрутному подобию, что значительно расширяет возможности отбора деталей при классификации и группировании их, но изначально усложняет процесс группирования, требует более высокой квалификации исполнителей, усложняется процесс формализации при машинной классификации деталей, т.к. уменьшается число четких критериев группирования.

2. Использование технологического оборудования типа механообрабатывающих центров приводит к концентрации операций, упрощению маршрутов, повышению возможной их унификации. В отличие от групповых поточных линий с универсальным оборудованием, где маршрут движения детали жесткий, в АП он произвольный, что значительно улучшает условия бесперебойности и непрерывности работы АП.

3. Использование ПР в АП приводит к необходимости группирования деталей по условию габаритного подобия и близости конфигурации баз под сменные захватные устройства ПР.

4. При использовании в АП координатно-измерительных машин, группирующих детали, должна учитываться возможность контроля всех деталей группы одним щупом без переналадки.

5. Наличие инструментальных магазинов и автоматической системы инструментального обеспечения дает возможность ввести новые детали в отобранные группы.

Задача анализа и синтеза состава деталей для автоматизированного группового производства решается с использованием ЭВМ.