Міністерство освіти і науки України
Реферат
за темою
"Автоматизація виробництва з впровадженням гнучких
виробничих систем "
Виконала:
Дата ________ роспісь________
Перевірив:
Дата ________ роспісь_________
Донецьк 2008
Зміст
Введення
Характеристика ДПС
Складові частини ДПС
ГПС як вища форма автоматизації
ДПС на базі обладнання з ЧПУ
Перспективи застосування ДПС
Список використаної літератури
Введення
Сучасний етап розвитку машинобудування характеризується підвищенням екологічних і науково-технічних вимог до виробництва. Рішенням цих проблем є повна або ж часткова автоматизація виробництва, так як виробництво має ставити перед собою такі завдання:
забезпечити випуск продукції високої якості
створення найкращих (сприятливих) умов праці для всіх учасників виробництва
максимальне скорочення терміну випуску продукції
зниження собівартості продукції (найменша витрата коштів на виготовлення одиниці виробу).
Вирішенню цих завдань сприяє впровадження гнучких виробничих систем або ДПС.
Головною вимогою автоматизації виробництва є підвищення його гнучкості, тобто збільшення можливості переналагодження на виготовлення різного виду виробів без зупинки виробництва
Варто назвати головні технічні особливості ДПС:
виробнича гнучкість - здатність автоматичного переходу на обробку будь-якого виробу
структурна гнучкість - здатність нормально функціонувати при відмові окремих частин
встраїваємость ДПС - здатність нарощувати технічні засоби методом доповнення
нечисленність обслуговуючого персоналу.
Характеристика ДПС
Гнучкі виробничі системи (ДПС) - це сукупність у різних поєднаннях обладнання з ЧПК (числове програмне керування), роботизованих комплексів, гнучких виробничих модулів, окремих одиниць технологічного обладнання та систем забезпечення їх функціонування в автоматичному режимі протягом заданого часу, що має властивості автоматизованої переналагодження при виробництві виробів довільної номенклатури.
ГПС являє собою систему, яка допускає ієрархічну організацію, з комплексно автоматизованим виробничим процесом, робота всіх компонент якої (технологічного обладнання, транспортних і складських засобів, вантажно-розвантажувальних пристроїв, місць комплектації, засобів вимірювання та контролю тощо) координується як єдине ціле системою керування, що забезпечує швидке зміна програм функціонування елементів при зміні об'єктів виробництва.
Як підсистема промислового комплексу ДПС може бути визначена з різних позицій. Наприклад, в якості ДПС можна розглядати реалізації АСУ ТП в МСЕ-виробництвах. З більш загальної точки зору ДПС означає інтеграцію на нижньому рівні, при якій зменшується число елементів основного виробництва, безпосередньо керованих людиною, і створюються можливості для швидкого реагування на зміни номенклатури виробів, що випускаються. Застосування ДПС у рамках інтегрованої системи управління, виробництвом, що включає САПР і АСТПП, означає перехід не тільки до безлюдній, але і до "безпаперової" промислової технології.
За рівнем організаційної структури ДПС кваліфікують наступним чином на такі види:
гнучка автоматизована лінія (ГАЛ), система в якій виробниче обладнання розставлено в послідовності виконуваних технологічних операцій;
гнучкий автоматизований ділянку (ГАУ), система функціонуюча технологічного маршруту в якому передбачена можливість зміни послідовності використання устаткування;
гнучкий автоматизований цех (ГАЦ), система представляє собою сукупність гнучких ліній і роботизованих технологічних комплексів.
Складові частини ДПС
Серед складових частин ДПС потрібно назвати наступні:
1. гнучкий виробничий модуль (ГВМ) - одиниця технологічного обладнання для виробництва виробів довільної номенклатури в установлених межах значень їхніх характеристик з програмним управлінням, автономно функціонуюча, автоматично здійснює всі функції, пов'язані з їх виготовленням, і можливість вбудовування в гнучку виробничу систему.
У загальному випадку засоби автоматизації ГВМ являють собою накопичувачі, супутники, пристрої завантаження і вивантаження, устрою видалення відходів, пристрої автоматизованого контролю, включаючи діагностування, пристрої переналагодження і т.д. Окремим випадком ГПМ є роботизована технологічний комплекс за умови можливості його вбудовування в систему більш високого рівня
2. роботизований технологічний комплекс (РТК) - сукупність одиниці технологічного устаткування промислового робота і засобів оснащення, автономно функціонуюча і здійснює багаторазові цикли
3. система забезпечення функціонування ДПС - сукупність систем з проектування виробів, підготовки виробництва у управлінню ДПС. Включає в себе:
автоматизована транспортно складська система (АТСС) - система автоматичних пристроїв для зберігання розвантаження та доставки виробів
автоматизована система інструментального забезпечення (АСЦО) - включає в себе ділянки підготовки інструментів
автоматизована система контролю (САК).
ГПС як вища форма автоматизації
У своєму вже закінченому ідеальному вигляді ДПС є вищою, найбільш розвиненою формою автоматизації виробничого процесу.
Можна сформулювати такі основні принципи організації ДПС.
Принцип поєднання високої продуктивності та універсальності передбачає на даному рівні розвитку електронного машинобудування створення універсальності та автоматизації в програмно-керованому та програмно-перенастраиваемом обладнанні. Гнучкі виробничі системи, які можна порівняти по продуктивності з автоматичними лініями, а, по гнучкості - з універсальним устаткуванням, відкривають величезні можливості для інтенсифікації виробництва. Наприклад, автоматизація трансформаторного виробництва в електронній промисловості ускладнена великим конструктивно-технологічним різноманітністю його продукції. Саме це зажадало створення систем з гнучко перебудовуваною технологією.
Принцип модульності ДПС будується на базі гнучких виробничих модулів. Типові модулі ДПС розроблено для основних видів виробництв виробів електронної техніки.
Принцип ієрархічності ДПС передбачає побудову багаторівневої структури. На самому нижньому рівні перебувають гнучкі автоматизовані модулі, на вищих рівнях - гнучкі автоматизовані лінії, ділянки, цехи, підприємства в цілому. Модульність і ієрархічність дозволяють розробляти ДПС найвищого організаційного структурного рівня.
Принцип переважної програмної настройки.
Устаткування ДПС, як основний, так і допоміжне, на зміну виробів перенастроюється шляхом введення нових керуючих програм модулів. Перенастроювання модулів вручну допустима в мінімальних обсягах, і лише у випадках очевидною економічної неефективності реалізації програмної перенастроювання.
Принцип забезпечення максимальної предметної замкнутості виробництва на можливо більш низькому рівні структури ДПС дозволяє звести до мінімуму витрати на транспорт і маніпулювання. Одночасно досягається зниження кількості операцій при загальному підвищенні гнучкості ГПС.
Принцип сумісності технологічних, програмних, інформаційних, конструктивних, енергетичних і експлуатаційних елементів. Технологічна сумісність забезпечує технологічну єдність і взаємозамінність компонентів автоматизованого виробництва. Вона зумовлює необхідність виконання певних вимог до виробу, технології та технологічного обладнання.
Виріб повинен бути максимально технологічно з точки зору можливості автоматизації його виробництва. наприклад, для розпізнавання, орієнтації і позиціонування деталей при автоматичній збірці необхідно передбачати в них спеціальні відмітні ознаки: реперні знаки, характерні відмінні зовнішні форми та ін Крім того, вироби повинні мати високий ступінь конструктивного і технологічного подоби, необхідного для організації групового виробництва.
Досягається це вимога уніфікацією технології виробництва виробів і їх напівфабрикатів, конструкції деталей, комплектуючих і виробів в цілому. У свою чергу, всі компоненти ДПС: пристосування, оснащення, автоматичні пристрої завантаження-вивантаження, устаткування - мають у найвищій мірі задовольняти вимогам гнучкої автоматизації.
Інформаційна сумісність підсистем ДПС забезпечує їх оптимальну взаємодію при виконанні заданих функцій. Для її досягнення вводяться в дію стандартні блоки зв'язку з ЕОМ, витримується строга регламентація вхідних і вихідних параметрів модулів на всіх ієрархічних рівнях системи, вхідних і вихідних сигналів для керуючих впливів.
В умовах постійного підвищення вартості програмного забезпечення великих систем, у все більших пропорціях перевищує вартість технічних засобів, особливо важливого значення набуває всередині - і межуровневая програмна сумісність обладнання.
Конструктивна сумісність забезпечує єдність і узгодженість геометричних параметрів, естетичних та ергономічних характеристик. Вона досягається створенням єдиної конструктивної бази для функціонально подібних модулів всіх рівнів за умови обов'язкової узгодженості конструкцій нижчих ієрархічних рівнів з конструкціями вищих рівнів.
Експлуатаційна сумісність забезпечує узгодженість характеристик, що визначають умови роботи устаткування, його довговічність, ремонтопридатність, надійність, і метрологічних характеристик, а також відповідність вимогам електронно-вакуумної гігієни, технологічного мікроклімату і т.д.
Енергетична сумісність забезпечує узгодженість споживаних енергетичних засобів: води, електроенергії, стисненого повітря, рідких газів, вакууму тощо При комплектуванні ДПС необхідно прагнути до мінімальної кількості різновидів застосовуваних видів енергії.
Вибору об'єкта для створення ДПС передує аналіз виробничого процесу на даному підприємстві з метою визначення відповідності його організаційно-технологічної структури принципам групового виробництва, тобто визначення ступеня готовності підприємства до створення ГПС.
ДПС на базі обладнання з ЧПУ
Основним технологічним обладнанням ДПС є верстати (токарні, свердлильні, фрезерні, зубонарізні і зубообробні, шліфувальні, та інші) оснащені системою ЧПУ. До них пред'являються наступні вимоги:
висока потужність електродвигуна
підвищена жорсткість несучих частин верстата
така компоновка верстата, яка забезпечила б вільний відвід струж і мастильно охолоджуючої рідини
висока швидкість робочих органів
мала тривалість переналагодження верстата
автоматична зміна різального інструменту
застосування вбудованих у верстат конвеєрів для видалення стружки
хороший доступ до робочої зони та органам управління
застосування малогабаритних пристроїв ЧПУ.
Вибір технічних засобів формують ДПС, визначає її структурно компонувальні рішення. Основу прохідний інформації складають відомості про які підлягають обробці деталях і умови їх виготовлення (номенклатура, матеріал, форма, габаритні розміри, маса, вимоги до точності і виготовлення, число оброблюваних сторін, наявність термообробки, характер технологічних операцій і послідовності їх виконання).
Всі деталі підлягають автоматичній обробці можна умовно розділити на деталі типу тіл обертання і корпусні деталі.
До деталей типу тіл обертання відносяться ті деталі в яких довжина більше або дорівнює подвоєному максимальним діаметром (тобто L ³ 2 dmax), у корпусних деталей довжина менше або дорівнює діаметру (L £ d).
Перспективи застосування ДПС
Гнучкі виробничі системи або ДПС знаходять застосування в основному в верстатобудуванні, машинобудуванні.
Аналіз ДПС дозволяє зробити деякі висновки:
управління транспортними системами і роботою верстатів здійснюється однією або кількома окремими ЕОМ;
число верстатів у ДПС коливається від 2 до 50. Проте 80% ДПС складено з 4-5 верстатів і 15% з 8 - 10;
рідше зустрічаються системи з 30-50 верстатів (2-3%);
найбільший економічний ефект від використання ДПС досягається при обробці корпусних деталей, ніж від їх використання при обробці інших деталей, наприклад деталей типу тіл обертання. Наприклад в Німеччині їх 60%, в Японії - понад 70, у США - близько 90%;
різна і ступінь гнучкості ГПС. Наприклад, у США переважають системи для обробки виробів в межах 4-10 найменувань, в Німеччині - від 50 до 200;
нормативний термін окупності ДПС у різних країнах 2 - 4,5 року.
До основних перспективам застосування ДПС можна віднести наступні:
одночасне підвищення ефективності та гнучкості;
підвищення ступеня автоматизації не зменшуючи гнучкості;
удосконалення таких вимірювально-контрольних методів, які контролюють у процесі обробки стан інструменту та оброблюваних деталей, необхідне для відповідної автоматичної підналагодження;
зменшення кількості пристроїв і палет за рахунок автоматизації кріплення деталей;
введення в ДПС таких операцій, як промивка, покриття, термообробка, збірка і т.д.;
розвиток профілактичного техобслуговування.
Слід сказати, що впровадження ДПС у промисловому виробництві дозволяє отримати:
більш високий коефіцієнт використання верстатів (в 2-4 рази більше в порівнянні з застосуванням окремих верстатів);
більш короткий час проходу виробництва;
зменшується частка незавершеного виробництва, тобто зменшується кількість запасів деталей на складах, що означає зменшення продукції, прив'язаного до виробництва;
більше ясний потік матеріалу, менше перетранспортіровок і менше точок управління виробництвом;
зменшуються витрати на заробітну плату;
більше рівне якість продукції;
більш зручна і сприятлива обстановка і умови роботи для працюючих.
Список використаної літератури
1. "Технологічні основи гнучких виробничих систем" Медведєв, В.П. Вороненко, В.М. Брюханов, 2000 р.
2. "Роботизовані технологічні комплекси у ДПС" Н.М. Довбня, О.М. Кондратьєв, Є.І. Юревич, 2000 р.
3. "Гнучкі виробничі системи електронної техніки". А.Т. Александрова, Є.С. Єрмаков, 2003 р.