Указания к выполнению

Гибкий производственный модуль (ГПМ) – единица технологического оборудования с программным управлением и средствами автоматизации технологического процесса, автономно функционирующая, осуществляющая многократные автоматические циклы, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры и имеющая возможность встраиваться в гибкую производственную систему.

Для обеспечения автономного функционирования технологическое оборудование должно быть обеспечено средствами автоматизации. Их номенклатура включает в себя накопители, устройства загрузки и выгрузки, устройство замены технологической оснастки, устройство автоматизированного контроля, включая техническое диагностирование, устройство переналадки и т.д.

Для загрузки металлорежущего оборудования штучными заготовками используются промышленные роботы (ПР) подвесного, напольного и встраиваемого видов. На базе одних и тех же моделей станков могут создаваться ГПМ различных компоновок, комплектуемых ПР, обладающими различными технологическими и техническими возможностями.

Наибольшее распространение получили следующие компоновочные решения ГПМ:

– с напольным ПР, расположенным рядом со станком (рис. 1.1);

– с навесным ПР, расположенным на станке (рис. 1.2);

– с подвесным роботом, расположенным над станком (рис. 1.3).

Рис. 1.1. Схема ГПМ на базе токарного обрабатывающего центра: 1 – станок мод. 16Б16Т1; 2 – напольный робот; 3 – накопитель заготовок и готовых деталей; 4 – инструментальный магазин; 5 – система управления ГПМ

Рис. 1.2. Схема ГПМ с промышленным роботом на шпиндельной части станка: 1 – станок мод. 1720Т1; 2 – промышленный робот; 3 – накопитель заготовок и деталей; 4 – инструментальный магазин

Рис. 1.3. Схема ГПМ с подвесным транспортным роботом: 1 – станок мод. 16К20Ф3; 2 – подвесной транспортный робот; 3 – накопитель заготовок и деталей; 4 – инструментальный магазин; 5 – подвесная транспортная линия

Для обслуживания сверлильно-фрезерно-расточных обрабатывающих центров (ОЦ) станков используется система столов-спутников (паллет). Для перемещения и подачи на станок используются устройства автоматической загрузки/выгрузки столов-спутников со станка – двухпозиционный стол (рис. 1.4). Заготовку устанавливают на стол вручную, в то время как на другом столе изготавливается деталь. Совмещение времени установки со временем обработки дает выигрыш в производительности. Более совершенным является ГПМ, содержащий станок типа ОЦ с многопозиционным накопителем и двумя магазинами инструментов (рис. 1.5).

Выбор структуры ГПМ заключается в правильном, учитывающем ситуации производственного процесса, определении экономически оправданного состава системы обеспечения ее функционирования. Моделирование является единственным методом, позволяющим оценить реальное (или близкое к реальному) поведение системы и рассмотреть влияние на производительность ГПМ реальных производственных ситуаций и конкретных параметров ее составляющих.

Рис. 1.4. Схема обрабатывающего центра с двухпозиционным столом: 1 – инструментальный магазин; 2 – обрабатывающий центр; 3 – паллеты; 4 – рабочий стол

Рис. 1.5. Схема обрабатывающего центра с многопозиционным накопителем: 1 – инструментальный магазин; 2 – ОЦ; 3 – паллеты; 4 – многопозиционный стол

Разработка компоновочного плана ГПМ – учет потребности в необходимых производственных площадях, рациональное размещение и взаимоувязка основного технологического оборудования, транспортно-складской системы, энергетического оборудования и вспомогательных систем и устройств. На основании компоновочного плана осуществляется выдача заданий на разработку специальных частей проекта. От компоновочного решения в значительной мере зависят технологические, организационные и технико-экономические показатели ГПМ.