Определения и классификационные признаки гибких производственных систем
В соответствии с общепринятым определением, ГПС представляют совокупность в различных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов (РТК), гибких производственных модулей (ГПМ), отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах их характеристик.
Таким образом, данная система предназначена для обработки и сборки деталей и сочетает в себе высокую производительность, переналаживаемость, автоматизацию не только процессов обработки и сборки, но и межоперационного транспорта, загрузки и разгрузки деталей, контроля точности обработки, замены инструмента и контроля его износа, диагностики оборудования и других устройств системы.
Гибкие производственные системы характеризуются рядом признаком, определяющих их функциональное назначение. По данным признакам различают следующие виды ГПС:
|
|
- гибкий производственный модуль (ГПМ) – это единица технологического оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик с программным управлением, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции, связанные с их изготовлением, имеющая возможность встраивания в ГПС. Средства автоматизации ГПМ могут включать в себя накопители, спутники, устройства загрузки и выгрузки, устройства замены технологической оснастки, устройство удаления отходов, устройство автоматизированного контроля, включая диагностирование;
- робототехнический комплекс (РТК) представляет собой совокупность единицы технологического оборудования, промышленного робота и средств оснащения автономно функционирующая и осуществляющая многократные циклы. РТК, предназначенные для работы в ГПС, должны иметь автоматизированную переналадку и возможность встраивания в систему. Средствами оснащения РТК могут быть устройства накопления, ориентации и другие устройства, обеспечивающие функционирование РТК. Основными характеристиками ГПМ и РТК являются: способность работать автономно или некоторое время без участия оператора; автоматически выполнять все основные и вспомогательные операции; обладать гибкостью, удовлетворяющей требованиям мелкосерийного производства; высокой степенью завершенности обработки деталей с одного установа;
|
|
- гибкие автоматизированные участки (ЕАУ) представляют собой производственную систему, состоящую из одного или нескольких ГПМ, объединенных автоматизированной системой управления производством, и обеспечивающую автоматизированный переход на изготовление новых изделий.
ГПС характеризуются высоким уровнем автоматизации. Предусматриваются три уровня автоматизации, которые представлены в табл. 1.
Системы обеспечения функционирования ГПС представляют собой совокупность взаимосвязанных автоматизированных систем, обеспечивающих проектирование изделий, технологическую подготовку их производства, управление ГПС с помощью ЭВМ и автоматическое перемещение предметов производства и технологической оснастки. Эти системы могут работать в автоматическом или автоматизированном режиме и имеют следующие структурные части:
- автоматизированную систему научных исследований (АСНИ);
- автоматизированную систему проектирования новых изделий (САПР);
- автоматизированную. Систему технологической подготовки производства (АСТПП) – комплекс автоматизированных средств, программного обеспечения электронных банков данных для разработки и расчета технологии изготовления изделий, необходимой технологической оснастки, инструмента, выбора заготовок и др.;
- автоматизированную транспортно-складскую систему (АТСС) – это система взаимоувязанных автоматизированных транспортных и складских устройств для складирования, хранения, временного накопления и доставки предметов труда, технологической оснастки к ГПМ, РТК или другому технологическому оборудованию и удалению отходов;
Таблица 1
Уровни автоматизации ГПС
Наименование выполняемых функций | Наименование классификационных группировок | ||
1 уровень | 2 уровень | 3 уровень | |
Код классификации группировки | |||
Накопление материалов, заготовок и изделий (на складе) | + | + | + |
Накопление оснастки, инструмента | + | + | + |
Транспортировка материалов, заготовок и изделий по маршруту: склад-рабочее место-склад | + | + | + |
Управление технологическими процессами | + | + | + |
Управление производственным процессом (планирование, диспетчирование и т.п.) | (+) | (+) | (+) |
Защита от аварийных ситуаций | + | + | + |
Смена управляющих программ | (+) | + | + |
Загрузка-разгрузка материалов, заготовок и изделий | - | + | + |
Подача вспомогательных материалов к рабочим местам | - | + | + |
Удаление отходов производства от рабочих мест | - | + | + |
Установка и закрепление заготовок в приспособлениях-спутниках | - | - | + |
Контроль качества изготовления | - | - | + |
Технологическая подготовка производства | - | - | (+) |
Проектирование изделий | - | - | (+) |
Примечание. Знак «+» обозначает автоматическое выполнение функции, знак «(+)» - автоматизированное, «-» - неавтоматизированное.
- автоматизированную систему инструментального обеспечения (АСИО) – это взаимосвязанные устройства, оборудование и система управления, включая участки подготовки и настройки инструмента, его транспортировки, накопления, смены и контроля качества, обеспечивающие подготовку, хранение, автоматическую замену инструмента в магазинах на станках и другом технологическом оборудовании. Наиболее совершенные АСИО имеют так же автоматическую систему слежения за износом и поиском инструмента и автоматическую систему наладки и переналадки инструмента на станке в процессе обработки;
- автоматизированную систему удаления отходов (АСУО) – устройства с системой управления для удаления стружки и других отходов из зоны ГПМ, РТК и другого оборудования, включенного в ГПС;
- автоматизированную систему обеспечения качества (АСОК), которая обеспечивает контроль заданных параметров изделий в процессе обработки или сбора, анализ причин брака;
|
|
- автоматическую систему управления ГПС (АСУ ГПС) – комплекс ЭВМ, микропроцессорной техники.
В систему управления ГПС могут вводиться связи передачи данных между ЭВМ одного уровня, например, связь между ЭВМ транспортной системы и ЭВМ, управляющей складом, т.е. используются сетевые средства.
Система управления ГПС может быть информационно связана с АСТПП (автоматизированной системой технологической подготовки производства) и АСУП (автоматизированной системой управления производством). АСТПП обеспечивает подготовку программ функционирования ГПС для каждого изделия. Подготовка программ начинается с разработки маршрутов движения материалов (заготовок) и изделий в процессе их обработки между секциями автоматического склада и ячейками линии с определением номенклатуры инструмента и составления технологического процесса.
АСУП обеспечивает календарное и оперативное планирование производства, учет продукции, использование производственного оборудования, комплектацию производства материалами, заготовками, инструментом и т.д. Данные передаются по линиям, связывающим ЭВМ АСУП и центральную ЭВМ системы управления ГПС. На центральную ЭВМ возлагаются функции по обеспечению диспетчирования работы ГПС (ход производственного процесса, состояния оборудования, выпуск изделий и др.).
Таким образом, на центральную ЭВМ возлагаются функции по обеспечению взаимодействия с АСТПП и АСУП, а также по обслуживанию оператора ГПС, контролирующего состояния ГПС и управляющего ГПС в ситуациях, выходящих за рамки возможностей управляющих программ станков с ЧПУ. Экономические критерии выбора той или иной структуры СУ ГПС являются общими для ГПС в целом. В зависимости от выбранного уровня автоматизации ГПС и состава функции АСУ определяют сокращение цикла подготовки производства и снижение потерь в результате использования оптимальных принципов оперативно-календарного и перспективного планирования, что выражается в уменьшении объемов незавершенного производства.
|
|