Глава 14. ПРОГРЕССИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

1. Автоматизация должна носить комплексный характер и охватывать целостные технологические процессы.

2. Автоматизации должна охватывать не только сам технологический процесс, но и все, примыкающие к нему (транспорт, складирование, проектирование, технологическую подготовку производства).

3. Автоматизированные системы должны быть гибкими технологически и экономически. Технологическая гибкость подразумевает возможность изменения производительности системы при сохранении согласованной работы ее элементов (саморегулируемость системы), экономическая — способность к мно-

гократной смене номенклатуры выпускаемой продукции с наименьшими затратами при неизменности основного технологического оборудования.

4. Автоматизация должна быть обеспечена высокой надежностью используемого оборудования.

Современную концепцию автоматизации производства в наибольшей мере отражают представления о гибких автоматизированных производствах.

Гибкое автоматизированное производство— производство, которое позволяет за короткое время, при минимальных затратах, на том же оборудовании, не прерывая производственного процесса и не останавливая оборудования, по мере необходимости переходить на выпуск новой продукции произвольной номенклатуры.

По степени гибкости существуют четыре группы производств.

Первая группа предполагает жесткую технологию, когда оборудование предназначено для изготовления только одного вида деталей. По окончании выпуска оборудование не может использоваться для изготовления других изделий. Примером такого производства может служить технологический процесс штамповки.

Вторая группа основана на перестраиваемой технологии, когда при изменении отдельных компонентов оборудования или добавлении дополнительных технических устройств можно выпускать новые изделия. Пример такого производства — автоматическая линия из агрегатных станков.

Третья группа — переналаживаемые технологические процессы и оборудование. Примером может служить группа станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Переналадка в данном случае требует короткой остановки (иногда до 5 мин.) для замены программы обработки изделия.

Четвертая группа основана на гибкой технологии производства и оборудовании, приспособленном для высокого уровня автоматизации. Для перехода на выпуск новой продукции никакой переналадки не требуется, а сам переход осуществляется в автоматическом режиме. Пример такого производства — интегрированные производственные системы с ЭВМ, управляющей ходом технологического процесса.

Третью и четвертую группы производств иногда называют программируемыми, так как для перехода с одного объекта производства на другой необходимо изменять управляющие программы, а не оборудование.

Гибкое автоматизированное производство имеет по сравнению с традиционными ряд преимуществ: высокую мобильность и сокращение сроков освоения новой продукции; высокие производительность и качество выпускаемой продукции; улучше-

ние условий труда; сокращение производственного цикла; снижение эксплуатационных затрат на производство и освоение новой продукции.

Основным звеном гибкого автоматизированного производства является гибкая производственная система (ГПС) — совокупность технологического оборудования и систем обеспечения его функционирования в автоматическом режиме. В свою очередь, ГПС структурно включает в себя как минимум:

• гибкий производственный модуль;

• роботизированный технологический комплекс;

• систему обеспечения функционирования ГПС.

Гибкий производственный модуль (ГПМ) представляет собой автономно функционирующую единицу технологического оборудования с программным управлением, предназначенную для производства изделий произвольной номенклатуры, автоматически осуществляющую все функции, связанные с изготовлением продукции.

Например, в технологии обработки металлов резанием в качестве ГПМ используют, как правило, станки типа «обрабатывающий центр». На них выполнение различных операций (точение, сверление, фрезерование и т.д.) обеспечивается при минимуме вспомогательных действий, связанных с установкой, закреплением, снятием обрабатываемой детали, переменой режущего инструмента и т.д. Один такой обрабатывающий центр заменяет 5—6 обычных металлорежущих станков.

Применение ГПМ целесообразно в условиях серийного и мелкосерийного производства. Они могут встраиваться в автоматизированную систему более высокого уровня.

ГПС, состоящую из нескольких производственных модулей объединенных автоматизированных систем управления, в которой технологическое оборудование расположено в принятой последовательности технологических операций, называют гибкой автоматизированной линией.

Роботизированный технологический комплекс (РТК) представляет собой автономно функционирующую совокупность технологического оборудования, промышленного робота и средств их оснащения. В отличие от гибкого производственного модуля РТК предназначен для выполнения вспомогательных действий.

Система обеспечения функционирования ГПС — комплекс ЭВМ, программного обеспечения и центрального пульта управления, обеспечивающий координацию и согласование всех составных частей ГПС.

Основными технологическими характеристиками гибких автоматизированных производственных систем являются:

• способность работать без участия человека;

• автоматическое выполнение рабочих и вспомогательных действий;

• простота наладки;

• гибкость, удовлетворяющая требованиям мелкосерийного производства;

• высокая экономическая эффективность при правильной эксплуатации.

Совокупность гибких производственных систем, образующих законченную технологическую цепочку обработки изделия, с автоматизированными складами исходных материалов и готовых изделий, системой обслуживания станков и инструментов представляет собой более высокую ступень — гибкое автоматизированное производство (ГАП) (рис. 14.1).

I — автоматизированная система обработки деталей;

II — автоматизированная система складирования и транспортирования

заготовок и деталей; III — автоматизированная система

инструментального обеспечения, IV — автоматизированная система

управления производством

ГАП является высокоинтенсивной и трудосберегающей формой производства, она сравнима по производительности с автоматической линией, а по гибкости — с универсальным оборудованием.

Широкое внедрение ГЛП является оптимальным путем интенсификации мелкосерийного производства с применением безлюдной технологии изготовления продукции.

Кроме того, как высший уровень автоматизации гибкое автоматизированное производство должно включать в себя полную автоматизацию проектирования и технологической подготовки производства.

Разработка и широкое применение гибкой автоматизированной технологии являются в настоящее время основной тенденцией развития современного промышленного производства. Однако необходимо еще раз подчеркнуть, что гибкое автоматизированное производство наиболее целесообразно разрабатывать под принципиально новые технологии, а не подстраивать под существующие.