Гибкие автоматизированные производства

Важным направлением развития машиностроения является повышение степени автоматизации всего комплекса промышленных процессов на основе применения промышленных роботов и ГАП.

Главное место в автоматизации производства занимают автоматические линии (АЛ) и системы машин для изготовления деталей и сборки изделий с охватом всех необходимых операций тех. процесса (заготовительных, механообрабатывающих, сборочных, ТО, контроля и т.д.).

АЛ называется совокупность автоматических станков, установленных в порядке прохождения тех. процесса: при этом загрузка, разгрузка и межоперационное перемещение изделий осуществляется автоматической транспортной системой. Внедрение АЛ позволяет повысить качество продукции, увеличить производительность, расширить комплексную обработку, сократить число основных рабочих.

Но остается еще большой удельный вес вспомогательных операций, которые невозможно автоматизировать традиционными средствами автоматики, т.к. необходимо воспроизвести движения человеческих рук. Т.о., возникла потребность в создании и применении промышленных роботов (ПР).

Под ПР понимается техническое устройство, которое позволяет воспроизвести двигательные (работы низших уровней) и умственные (работы высших уровней) функции человека при выполнении производственных операций.

Манипулятором называют всякую машину для выполнения вспомогательных операций, связанных с изменением положения материала, заготовки или детали при их обработке или сборке.

За период развития ПР произошло деление их на три поколения.

Работы первого поколения работает по жесткой программе действий (программированные), что вызывает определенные ограничения в их применении.

Работа второго поколения обладает координацией движений и восприятием внешних факторов, поэтому их называют чувственными роботами.

Работы третьего поколения – интеллектуальные или работы с искусственным интеллектом. Они способны принимать и исполнять команды человека, задаваемые в общем виде, имеют сенсорные устройства, моделирующие зрения, слух, осязание.

В настоящее время разрабатываются роботы четвертого – пятого поколений, которые смогут вести диалог с человеком.

Все ПР подразделяются по назначению на три группы:

1-я группа работы для обслуживания тех. оборудования (станки с ЧПУ, полуавтоматы, агрегатные станки, штамповочные прессы, машины литья под давлением).

2-я группа работы, выполняющие технологические операции (сварку, сборку, окраску).

3-я группа – роботы-транспортеры, используемые для транспортного обслуживания тех. оборудования.

Внедрение промышленных роботов оказывает существенное влияние на тех. процессы. Создаются принципиально новые производственные процессы с высокой степенью автоматизации – ГАПы.

Материально-технической основой ГАП являются гибкие технологические модули (ГТМ), представляющие собой систему станков и машин преимущественно с ЧПУ, оснащенные автоматическими устройствами смены инструмента, подачи и загрузки деталей и других систем, обеспечивающих бесперебойную работу без участия человека в течение длительного периода. ГТМ управляются от ЭВМ и обеспечивают гибкую технологию при максимальном использовании всех возможностей станков за счет оптимального распределения операций и синхронизации работ.

Стабильность и длительность работы ГТМ без участия человека могут осуществляться только при наличии гибкой автоматизированной и инструментальной системы (ГАИС), которая автоматически осуществляет необходимое обновление инструментов, их запасов и транспортировку. Достижение максимальной загрузки оборудования путем оптимального подключения станков к обработке деталей в любой нужной последовательности обеспечивается гибкой автоматизированной транспортной системой (ГАТС).

Несколько ГТМ с автоматизированными инструментальными и транспортными системами, объединенных управлением от единой ЭВМ, представляют собой гибкий технологический комплекс (ГТК). При 3-х сменной работе ГТК способны повысить производительность труда в 3-4 раза, довести коэффициент загрузки оборудования до 0,85-0,9, сократить цикл обработки деталей в 2-3 раза.

Однако автономно ГТК может осуществлять изготовление продукции только существующей конструкции и отработанной технологии. Переход на выпуск другого изделия сопровождается большим объемом конструкторских и технологических работ. Поэтому для обеспечения гибкого производства необходимо автоматизировать и операции входящие в техническую подготовку производства. Т.о., ГАП – это необходимое количество ГТК, обслуживаемых гибкой автоматизированной системой подготовки производства.