Luku 1. Automatisoidun tuotannon rakentamisen periaatteet

Osa 1. Teorian perusteet automaattinen ohjaus

Automaatio- tieteen ja teknologian ala, joka kattaa koneiden ja teknisten prosessien automaattisen ohjauksen välineiden ja järjestelmien teorian ja laitteet. Se syntyi 1800-luvulla, kun kehruu- ja kutomakoneisiin, höyrykoneisiin jne. perustuva koneellinen tuotanto korvasi manuaalisen työn ja mahdollisti sen tuottavuuden lisäämisen.

Automaatiota edeltää aina täydellinen mekanisointiprosessi - sellainen tuotantoprosessi, jossa henkilö ei käytä fyysistä voimaa toimintojen suorittamiseen.

Tekniikan kehittyessä prosessien ja koneiden ohjauksen toiminnot ovat laajentuneet ja monimutkaistuneet. Ihminen ei ole monissa tapauksissa pystynyt hallitsemaan koneellista tuotantoa ilman erityisiä lisälaitteita. Tämä johti automatisoidun tuotannon syntymiseen, jossa työntekijät vapautetaan fyysisen työn lisäksi myös koneiden, laitteiden, tuotantoprosessien ja toimintojen ohjaamisesta sekä niiden hallinnasta.

Tuotantoprosessien automatisointi ymmärretään joukoksi teknisiä toimenpiteitä uusien teknologisten prosessien kehittämiseksi ja korkean suorituskyvyn laitteisiin perustuvan tuotannon luomiseksi, joka suorittaa kaikki päätoiminnot ilman suoraa ihmisen osallistumista.

Automaatio lisää merkittävästi työn tuottavuutta, parantaa tuotteiden laatua ja ihmisten työoloja.

SISÄÄN maataloudessa, elintarvike- ja jalostusteollisuus, lämpötilan, kosteuden, paineen, nopeuden ja liikkeen ohjaus ja hallinta, laadukas lajittelu, pakkaaminen ja monet muut prosessit ja toiminnot ovat automatisoituja, mikä varmistaa niiden paremman tehokkuuden ja säästää työvoimaa ja rahaa.

Automatisoidulla tuotannolla verrattuna ei-automaattiseen tuotantoon on tiettyjä erityispiirteitä:

Ollakseen tehokkaampia niiden tulisi kattaa heterogeenisemmat toiminnot;

On tarpeen tutkia huolellisesti tekniikkaa, analysoida tuotantotilat, liikennereitit ja toiminnot, varmistaa prosessin luotettavuus tietyllä laadulla;

Laajan tuotevalikoiman ja työn kausiluonteisuuden ansiosta teknologiset ratkaisut voivat olla monimuotoisia;

Vaatimukset eri tuotantopalveluiden selkeälle ja koordinoidulle työlle kasvavat.

Automaattista tuotantoa suunniteltaessa tulee noudattaa seuraavia periaatteita:

1. Täydellisyyden periaate. Sinun tulee pyrkiä suorittamaan kaikki toiminnot samassa automatisoidussa tuotantojärjestelmässä ilman puolivalmiiden tuotteiden välisiirtoa muille osastoille. Tämän periaatteen toteuttamiseksi on varmistettava:

Tuotteen valmistettavuus, ts. sen valmistukseen tulisi käyttää vähimmäismäärä materiaaleja, aikaa ja rahaa;

Tuotteen käsittely- ja valvontamenetelmien yhtenäistäminen;

Laitetyypin laajentaminen lisääntyneillä teknologisilla valmiuksilla useiden raaka-aineiden tai puolivalmiiden tuotteiden käsittelyyn.

2. Alhaisen toimintatekniikan periaate. Raaka-aineiden ja puolivalmiiden tuotteiden väliprosessointien määrä tulisi minimoida ja niiden toimitusreitit optimoida.

3. Vähemmän ihmisiä -teknologian periaate. Automaattisen toiminnan varmistaminen koko tuotteen valmistussyklin ajan. Tätä varten on tarpeen vakauttaa syöttöraaka-aineiden laatua, parantaa laitteiden luotettavuutta ja prosessin tietotukea.

4. Ongelmattoman tekniikan periaate. Ohjauskohde ei saa vaatia lisäsäätötöitä käyttöönoton jälkeen.

5. Optimaalisuuden periaate. Kaikki ohjausobjektit ja tuotantopalvelut ovat yhden optimikriteerin alaisia, esimerkiksi tuottaa vain korkealaatuisimpia tuotteita.

6. Ryhmäteknologian periaate. Tarjoaa tuotannon joustavuutta, ts. kyky siirtyä yhden tuotteen julkaisusta toisen julkaisuun. Periaate perustuu toimintojen, niiden yhdistelmien ja reseptien yhteisyyteen.

Sarja- ja pienimuotoiselle tuotannolle on ominaista automatisoitujen järjestelmien luominen yleis- ja aggregoiduista laitteista, joissa on yhteentoimivia säiliöitä. Tämä laite voidaan säätää uudelleen käsiteltävästä tuotteesta riippuen.

Tuotteiden laajamittaista ja massatuotantoa varten luodaan automaattinen tuotanto erikoislaitteista, joita yhdistää jäykkä liitos. Tällaisilla aloilla käytetään korkean suorituskyvyn laitteita, esimerkiksi pyöriviä laitteita nesteiden kaatamiseen pulloihin tai pusseihin.

Laitteiston toiminnan kannalta tarvitaan välikuljetusta raaka-aineille, puolivalmisteille, komponenteille ja erilaisille väliaineille.

Välikuljetuksesta riippuen automatisoitu tuotanto voi olla:

Päästä päähän -kuljetuksella ilman raaka-aineiden, puolivalmiiden tuotteiden tai välineiden uudelleenjärjestelyä;

Raaka-aineiden, puolivalmiiden tuotteiden tai välineiden uudelleenjärjestelyllä;

välisäiliön kanssa.

Automaattinen tuotanto erotetaan laiteasettelutyyppien (aggregoinnin) mukaan:

Yksisäikeinen;

Rinnakkaisaggregointi;

Monisäikeinen.

Yksivirtauslaitteet sijaitsevat peräkkäin toiminnan aikana. Yksisäikeisen tuotannon tuottavuuden lisäämiseksi toimenpide voidaan suorittaa samantyyppisillä laitteilla rinnakkain.

Monisäikeisessä tuotannossa jokainen säie suorittaa samanlaisia ​​tehtäviä, mutta toimii toisistaan ​​riippumatta.

Maataloustuotannon ja tuotteiden jalostuksen piirre on niiden laadun nopea heikkeneminen esimerkiksi karjan teurastuksen tai puiden hedelmien poistamisen jälkeen. Tämä vaatii sellaisia ​​laitteita, joilla on suuri liikkuvuus (kyky valmistaa laaja valikoima tuotteita samantyyppisistä raaka-aineista ja käsitellä erilaisia ​​raaka-aineita samantyyppisillä laitteilla).

Tätä varten luodaan uudelleenkonfiguroitavia tuotantojärjestelmiä, joilla on automaattisen uudelleenkonfiguroinnin ominaisuus. Tällaisten järjestelmien organisatorinen moduuli on tuotantomoduuli, automatisoitu linja, automatisoitu osasto tai työpaja.

tuotantomoduuli kutsua järjestelmää, joka koostuu automaattisella ohjelmaohjauslaitteella ja teknologisen prosessin automatisoinnilla varustetusta teknologisesta yksiköstä, joka toimii itsenäisesti ja pystyy integroimaan järjestelmään enemmän kuin korkeatasoinen(kuva 1.1).

Kuva 1.1 - Tuotantomoduulin rakenne: 1- laitteet yhden tai useamman toiminnon suorittamiseen; 2- ohjauslaite; 3- lastaus- ja purkulaite; 4 - kuljetus- ja varastointilaite (välikapasiteetti); 5- ohjaus- ja mittausjärjestelmä.

Tuotantomoduuli voi sisältää esimerkiksi kuivauskammion, mittausjärjestelmän, paikallisesti ohjatun käsittely- ja kuljetusjärjestelmän tai sekoituslaitoksen vastaavilla lisälaitteilla.

Tuotantomoduulin erikoistapaus on tuotantosolu- moduulien yhdistelmä yhtenäisellä laitteiston toimintatapojen, kuljetus-keräys- ja lastaus-purkausjärjestelmien mittausjärjestelmällä (kuva 1.2). Tuotantosolu voidaan integroida korkeamman tason järjestelmiin.

Kuva 1.2 - Tuotantosolun rakenne: 1- laitteisto yhden tai useamman toimenpiteen suorittamiseksi; 2- vastaanottosuppilo; 3-lastaus- ja purkulaite; 4- kuljetin; 5- välikapasiteetti; 6 - ohjaustietokone; 7- ohjaus- ja mittausjärjestelmä.

Automatisoitu linja- uudelleenkonfiguroitava järjestelmä, joka koostuu useista tuotantomoduuleista tai soluista, joita yhdistää yksi kuljetus- ja varastointijärjestelmä ja automaattinen prosessinohjausjärjestelmä (APCS). Automatisoidun linjan laitteet sijaitsevat hyväksytyssä teknisten toimintojen järjestyksessä. Automatisoidun linjan rakenne on esitetty kuvassa 1.3.

Toisin kuin automaattinen linja, uudelleenkonfiguroitava automatisoitu osa tarjoaa mahdollisuuden muuttaa teknisten laitteiden käyttöjärjestystä. Linjalla ja osuudella voi olla erikseen toimivia teknisiä laitteita. Automatisoidun osan rakenne on esitetty kuvassa 1.4.

Kuva 1.3 - Automatisoidun linjan rakenne: 1, 2, 3, 4 - tuotantosolut ja moduulit; 5- kuljetusjärjestelmä; 6 varasto; 7- ohjaustietokone.

Kuva 1.4 - Automatisoidun osan rakenne: 1,2,3 - automatisoidut linjat;

4 - tuotantosolut;

5- tuotantomoduulit;

7- ohjaustietokone.

Tuotannon automatisointi

prosessit

1.1. AMS:n perusteet, terminologia ja ohjeet.

Yksi ihmisen toiminnan pääsuunnista on tuotantoprosessien parantaminen kovan fyysisen työn helpottamiseksi ja prosessin tehokkuuden lisäämiseksi kokonaisuutena - tämä suunta voidaan toteuttaa tuotantoprosessien automatisoinnilla.

Joten APP:n tarkoitus on:

- tuottavuuden kasvu;

- laadun parantaminen;

- työolojen parantaminen.

Tavoite herättää kysymyksiä siitä, mitä ja miten automatisoidaan, automaation toteutettavuudesta ja tarpeellisuudesta sekä muista tehtävistä.

Kuten tiedät, tekninen prosessi koostuu kolmesta pääosasta:

- työsykli, - tärkein tekniikka. käsitellä asiaa;

- joutokäynti, - aputoiminnot;

- kuljetus- ja varastointitoiminnot.

Päätekniikka. prosessi liittyy läheisesti AIDSiin. Harkitse AIDS:

C on koneen kaikkien mekanismien työ- ja tyhjäkäyntien automaatio (automaattinen pääliike, syöttö ja aputoiminnot).

P - asennuksen automatisointi, osien kiinnitys koneeseen I - AMS vaatimukset työkalulle.

D - AMS:n tekniset vaatimukset osalle. Sitä paitsi,

Aputoiminnot ovat osan lastaamisen, purkamisen, asennuksen, suuntauksen, kiinnityksen, kuljetuksen, keräämisen ja ohjauksen automatisointia. Yllä olevasta voidaan nähdä, että APP on Monimutkainen lähestymistapa ja ei

yhden ongelman ratkaisemiseksi emme voi saavuttaa haluttua vaikutusta. Automaatio on tuotannon kehittämisen suunta, jolle on ominaista

henkilön vapauttaminen ei vain lihasponnisteluista tiettyjen liikkeiden suorittamiseksi, vaan myös näitä liikkeitä suorittavien mekanismien toiminnan ohjauksesta.

Automaatio voi olla osittainen tai täydellinen.

Osittainen automaatio- toiminnon osan automatisointi tuotantoprosessin hallintaa varten edellyttäen, että kaikki muut toiminnot suoritetaan automaattisesti (ihmisohjaus ja hallinta).

Esimerkki olisi auto. linja (AL), joka koostuu useista automaattisista koneista ja jossa on automaattinen yhteentoimiva kuljetusjärjestelmä. Linjaa ohjaa yksi prosessori.

Täysi automaatio- jolle on ominaista kaikkien tuotantoprosessin toteuttamiseen liittyvien toimintojen automaattinen suorittaminen ilman ihmisen suoraa puuttumista laitteen käyttöön. Henkilön tehtäviin kuuluu koneen tai koneryhmän pystyttäminen, käynnistäminen ja hallinta.

Esimerkki: automaattiosasto tai työpaja.

1.2. Automaation organisatoriset ja tekniset ominaisuudet.

Analysoidaan automaatiotuotteen kehityssuuntaa ja historiaa. prosesseissa voidaan todeta neljä päävaihetta, joissa ratkaistiin monimutkaiset tehtävät.

Näitä ovat: 1. Työsyklin automatisointi, automaattisten ja puoliautomaattisten koneiden luominen.

2. Konejärjestelmien automatisointi, AL:n, kompleksien ja moduulien luominen.

3. Tuotantoautomaatiokompleksit prosessit automaattisten työpajojen ja tehtaiden luomisen kanssa.

4. Joustavan automatisoidun tuotannon luominen sarja- ja pientuotannon automatisoinnilla, suunnittelu- ja esimiestyöt.

1 Ensimmäisessä vaiheessa - modernisoitu yleisvarusteet. Kuten tiedät, yhden tuotteen käsittelyaika määräytyy kaavalla:

T \u003d t P + tX

Näin ollen laitteiston tuottavuuden lisäämiseksi aikaa tP ja tX lyhennettiin ja tP ja tX yhdistettiin, mikä tarkoittaa, että jos kone pystyy työliikkeiden (tP) lisäksi itsenäisesti suorittamaan joutoliikkeet (tX), niin se on automaattinen kone.

On pidettävä mielessä, että tyhjäkäynnillä ei tulisi ymmärtää vain yksittäisten koneen osien liikettä ilman prosessointia, vaan myös kuormitusta, osan suuntausta ja kiinnitystä. Kuitenkin, kuten käytäntö on osoittanut, yleiskoneiden automaatiolla on rajansa tuottavuuden suhteen, ts. työn tuottavuuden kasvu ei ylittänyt 60 %. Siksi tulevaisuudessa alettiin luoda erityisiä automaattisia koneita uusilla periaatteilla:

Tuotantolinjoilla käytettiin monityökalu- ja monipisteautomaatteja, mikä oli automaation ensimmäisen vaiheen korkein muoto (katso lohkokaavio taulukosta 1).

Koneen nro 1 rakennekaavio

Automaattinen (palkki)

2 Toisessa vaiheessa luodaan AL (rakennekaavio, katso taulukko 2).

AL on nimeltään - automaattinen järjestelmä koneita, jotka sijaitsevat teknologiassa

looginen järjestys, jota yhdistää kuljetus, ohjaus, joka suorittaa automaattisesti joukon toimintoja paitsi ohjausta ja säätöä.

AL:n luominen vaati monimutkaisempien ongelmien ratkaisua. Joten yksi niistä on - Luominen automaattinen järjestelmä työkappaleiden koneen välinen kuljetus ottaen huomioon koneiden epätasainen rytmi (operaation aika on erilainen); sekä ei-sattuman ajoissa niiden seisokkeja johtuen nousevista ongelmista. Koneiden väliseen kuljetusjärjestelmään tulisi sisältyä kuljettimien lisäksi myös automaattiset säilytysmakasiinit, jotta saadaan aikaan yhteistoimintavarastoja, ohjauslaitteita ja konejärjestelmän tukoksia. Samanaikaisesti on tarpeen paitsi yhtenäistää yksittäisten koneiden työskentelyjaksoja sekä kuljetusmekanismeja, myös lukkoja erilaisten toimintahäiriöiden sattuessa (vikoja, kentän ulkopuoliset mitat).

toleranssi jne.).

Automaation toisessa vaiheessa ongelma ratkeaa myös: automaattisten ohjaustyökalujen luominen, mukaan lukien aktiivinen ohjaus koneen säädöllä.

Taloudellinen vaikutus saavutetaan paitsi tuottavuuden lisäämisellä ja merkittävillä kustannussäästöillä ruumiillinen työ koneen välisen kuljetuksen, ohjauksen ja lastunpoiston automatisoinnin ansiosta.

AL-välilehden rakennekaavio. #2

3 Automatisoinnin kolmas vaihe on tuotantoprosessien monimutkainen automatisointi - automaattisten työpajojen ja tehtaiden luominen.

Automaattinen kauppa tai tehdas kutsutaan työpajaksi tai tehtaaksi, jossa päätuotantoprosessit suoritetaan AL:lla.

Tässä ratkotaan linjojen ja liikkeiden välisen kuljetuksen, hakkeen varastoinnin, puhdistuksen ja käsittelyn, lähetyksen ohjauksen ja tuotannon hallinnan automatisoinnin tehtävät (autoliikkeen rakenne, katso kaavio, kuva 3).

Automaattisen työpajapöydän rakenne. Nro 3

Automaattinen

Täällä työliikkeitä suorittavat elementit ovat jo AL:ia teknisineen pyörivin koneineen, kuljetuksineen, ohjausmekanismeineen jne.

Autossa. kaupat ja tehtaat, interline-kuljetukset ja ruuhkan kertyminen ovat joutilaita.

Myymälän ohjausjärjestelmä tekee myös uutta haastavia tehtäviä. Tuotantoprosessien integroidun automatisoinnin tärkein ominaisuus uutena vaiheena tekninen kehitys on tietotekniikan laaja käyttö, joka mahdollistaa paitsi ohjausongelman ratkaisemisen

tuotantoa, mutta myös niiden joustavaa hallintaa. prosessit.

4 Joustavat automatisoidut järjestelmät - automaation neljäntenä vaiheena ne edustavat korkeinta neljättä vaihetta automaation kehityksessä. prosessit. Suunniteltu automatisointiin prosessit, joissa on vaihdettava tuotantokohde, mukaan lukien yksittäis- ja pienimuotoinen tuotanto.

Joustava tuotanto- monimutkainen konsepti, joka sisältää koko joukon komponentteja + koneen joustavuus– HAP:n teknisten elementtien uudelleenjärjestelyn helppous tietyntyyppisten osien tuotantoa varten.

Prosessin joustavuus- kyky tuottaa tietyntyyppisiä osia, myös eri osista, eri tavoilla.

Joustavuus tuotekohtaisesti- kyky siirtyä nopeasti ja taloudellisesti uuden tuotteen tuotantoon.

+ Reitin joustavuus– kyky jatkaa tietyntyyppisten osatyyppien käsittelyä yksittäisten HAP-teknisten elementtien vikojen sattuessa.

Joustavuus tilavuuden suhteen– HAP:n kyky työskennellä taloudellisesti eri tuotantomäärillä.

Joustavuus laajentaa- mahdollisuus laajentaa GAP:tä uusien teknisten elementtien käyttöönoton ansiosta.

Työn joustavuus - kyky muuttaa toimintajärjestystä kunkin osan tyypin osalta.

Tuotteen joustavuus- kaikki tuotteet, joita GAP pystyy tuottamaan.

Yavl-Xia-koneen ja reititysjoustavuuden määrittäminen. HAP:n käyttö antaa suoran taloudellisen vaikutuksen, koska

henkilöstön vapauttaminen ja vuorotyö- ja ohjauslaitteiden lisääminen.

Yleensä ensimmäisessä vuorossa aihiot, materiaalit, työkalut, ne tehtävät, ohjausjärjestelmät jne. ladataan, tämä tehdään ihmisten osallistuessa. GAP:n toinen ja kolmas vuoro toimivat itsenäisesti lähettäjän valvonnassa.

Luento #2

1.3. Toteutettavuustutkimukset automaation ominaisuuksia.

Tuotantoa analysoitaessa ei riitä, että tiedetään, missä koneellistamis- tai automatisointivaiheessa tietty teknologinen prosessi on. Ja sitten automaatioaste. tai mekanisointi (C) määräytyy koneiston (M) ja automaation (A) tason mukaan. M- ja A-tason arviointi suoritetaan kolmen pääindikaattorin avulla:

- työntekijöiden turkisten kattavuuden laajuus. työvoima (C);

- turkin taso. työvoima kokonaistyökustannuksissa (U T);

- turkin taso. ja toim. tuotannot. Prosessit (U P). Turkista varten. käsittele ja kokoa nämä indikaattorit:

Työn tuottavuuden prosentuaalinen kasvu sen turkista johtuen. tai automaatio:

jossa - indeksi 1 vastaa ennen turkkia saatuja indikaattoreita. ja auto.;

Indeksi 2 niiden pitämisen jälkeen; RA - työntekijöiden lukumäärä, jotka tekevät työtä automatisoiduilla keinoilla;

RO - tarkasteltavana olevan alueen työntekijöiden kokonaismäärä, kauppa;

Vastaanottaja - mekanisaatiokerroin, joka ilmaisee aikamech-suhteen. työvoimaa

Vastaanottaja tietyn työajan kokonaisajan kustannus.

P - kerroin. laitteiden suorituskyky, joka luonnehtii valmistuslasten työvoimaintensiteetin suhdetta. yleisissä laitteissa. alhaisin tuottavuus, kun otetaan huomioon tämän osan valmistuksen työvoiman määrä olemassa olevilla laitteilla;

M - kerroin. Huolto, riippuen yhden työntekijän huoltamien laitteiden lukumäärästä (kun huoltaa laitteita usealla työntekijällä M< 1).

Kolmen koneen tason pääindikaattorin järjestelmä. ja autom. tuotantoprosessit mahdollistavat:

- arvioida auton kuntoa tuotanto, avaa reservejä työn tuottavuuden lisäämiseksi;

- vertailla M. ja A. liittyvien toimialojen ja toimialojen tasoja;

- vertailla vastaavien kohteiden M.- ja A.-tasoja toteutusjaksojen mukaan ja siten määrittää suuntaviivat tuotantoprosessien edelleen parantamiseksi;

- suunnittele automaation taso.

Yllä olevien indikaattoreiden ohella voidaan käyttää tuotannon automaation tason kriteeriä, joka luonnehtii kvantitatiivisesti sitä, missä määrin tässä M.:n ja A.:n vaiheessa hyödynnetään työvoimakustannusten säästömahdollisuuksia, ts. tuotannon kasvua. työvoima:

missä tPM on tuotteen valmistuksen monimutkaisuus täydellä (monimutkaisella) mekanisaatiolla;

tNA ja tPA - valmistuksen monimutkaisuus osittaisella ja täysautomaatilla.

1.4. Osien valmistettavuus automatisoituun tuotantoon.

1.4.1. Tuotesuunnittelun piirteet automaation kannalta

tuotantoa.

Tuotteen suunnittelun tulee varmistaa sen valmistettavuus valmistuksessa ja kokoonpanossa. Automaatiotyökalujen käyttö lisää huomiota tuotteiden suunnitteluun, mikä helpottaa suuntaamista, sijoittamista ja yhdistämistä kokoonpanon aikana.

Suurin osa autoista. osien kuljetukseen ja suuntaamiseen toimi koskettamalla, ts. he käyttävät osien geometriaa suuntauksen ja paikantamisen suorittamiseen.

Tämän huomioon ottaen voimme sanoa, että yhden tai toisen automaation valinta. perustuu tuotantoobjektien luokittelun analysointiin geometristen parametrien mukaan (tarkoituksen ja suhteellisen koon mukaan).

Yksi geometrisistä ominaisuuksista on symmetria.

Joissakin tapauksissa osien symmetria helpottaa automatisointia, kun taas toisissa tekee sen mahdottomaksi. Esimerkki fig. A1, kaikki oikealla olevat osat ovat symmetrisiä, mikä tekee suunnasta tarpeetonta; riisi. A2 - kuvaa toista ongelmaa. Jos suunnitteluominaisuuksia jokainen yksityiskohta on vaikea havaita turkista. tavalla, ratkaisu ongelmaan on rikkoa symmetria.

Yksityiskohdat, kuten sylinterit ja kiekot, ovat todennäköisimpiä ehdokkaita epäsymmetristen piirteiden tuomiseen, koska ilman suuntamerkkejä ne voivat ottaa rajattoman määrän asenteita.

Suorakaiteen muotoiset osat hyötyvät yleensä symmetriasta, koska niillä voi olla pieni määrä paikkoja.

Kuva A1 Osien suuntaus symmetrian vuoksi.

Kuva A2 Osien suuntaus epäsymmetrian takia. a) vaikea b) parannettu

Tässä tapauksessa näiden satunnaismuuttujien summan jakauman lailla on Gaussin tai normaalijakauma - kuva 11. A5.

Osien keskinäinen tarttuminen (kuva 3)

Kun osia ladataan taajuusmuuttajaan tai muuhun laitteeseen irtotavarana, esiintyy usein osien tarttumista. Tyypillinen esimerkki - jouset. Monissa osissa on reikiä ja ulkonemia, jotka eivät liity toiminnallisesti toisiinsa ja joita ei ole tarkoitettu yhteenliittämiseen. Osien näiden elementtien mittojen suhteen tulisi sulkea pois mahdollisuus ulkoneman pääsystä reikään ja osien tarttumiseen. (Kuva A3).

Automaatiojärjestelmien tyyppejä ovat:

• muuttumattomat järjestelmät. Nämä ovat järjestelmiä, joissa toimintojen järjestys määräytyy laitekokoonpanon tai prosessiolosuhteiden mukaan, eikä niitä voida muuttaa prosessin aikana.
• ohjelmoitavat järjestelmät. Nämä ovat järjestelmiä, joissa toimintojen järjestys voi vaihdella tietyn ohjelman ja prosessin konfiguraation mukaan. Tarvittavan toimintosarjan valinta tapahtuu ohjeiden perusteella, jotka järjestelmä voi lukea ja tulkita.
• joustavat (itsesäätyvät) järjestelmät. Nämä ovat järjestelmiä, jotka pystyvät valitsemaan tarvittavat toimenpiteet työprosessissa. Prosessikonfiguraation muuttaminen (toimintojen suoritusjärjestys ja ehdot) tehdään prosessin etenemistä koskevien tietojen perusteella.

Tämän tyyppisiä järjestelmiä voidaan käyttää prosessiautomaation kaikilla tasoilla erikseen tai osana yhdistettyä järjestelmää.

Kaikilla talouden sektoreilla on yrityksiä ja organisaatioita, jotka tuottavat tuotteita tai tarjoavat palveluja. Kaikki nämä yritykset voidaan jakaa kolmeen ryhmään riippuen niiden "syrjäisyydestä" luonnonvarojen käsittelyketjussa.

Ensimmäisen ryhmän yrityksiä ovat louhivat tai tuottavat yritykset Luonnonvarat. Tällaisia ​​yrityksiä ovat esimerkiksi maataloustuottajat, öljy- ja kaasuyhtiöt.

Toinen yritysryhmä ovat luonnon raaka-aineita jalostavat yritykset. He valmistavat tuotteita ensimmäisen ryhmän yritysten louhimista tai valmistamista raaka-aineista. Tällaisia ​​yrityksiä ovat esimerkiksi autoteollisuuden yritykset, teräsyritykset, elektroniikkateollisuuden yritykset, voimalaitokset ja vastaavat.

Kolmas ryhmä ovat palvelualan yritykset. Tällaisia ​​organisaatioita ovat esimerkiksi pankit, oppilaitokset, lääketieteelliset laitokset, ravintolat jne.

Kaikille yrityksille on mahdollista erottaa yleiset prosessiryhmät, jotka liittyvät tuotteiden tuotantoon tai palvelujen tuottamiseen.

Näitä prosesseja ovat:

• liiketoimintaprosesseja;
• suunnittelu- ja kehitysprosessit;
• tuotantoprosessit;
• valvonta- ja analyysiprosessit.

• Liiketoimintaprosessit ovat prosesseja, jotka varmistavat vuorovaikutuksen organisaation sisällä ja ulkoisten sidosryhmien (asiakkaat, toimittajat, valvontaviranomaiset jne.) kanssa. Tähän prosessiluokkaan kuuluvat markkinointi- ja myyntiprosessit, vuorovaikutus kuluttajien kanssa, talous-, henkilöstö-, materiaalisuunnittelu- ja kirjanpitoprosessit jne.
• Suunnittelu- ja kehitysprosessit Kaikki tuotteen tai palvelun kehittämiseen liittyvät prosessit. Näitä prosesseja ovat kehityssuunnittelun prosessit, lähtötietojen kerääminen ja valmistelu, projektin toteutus, suunnittelutulosten valvonta ja analysointi jne.
• Valmistus prosessi ovat prosesseja, joita tarvitaan tuotteen tuottamiseksi tai palvelun tarjoamiseksi. Tämä ryhmä sisältää kaikki tuotanto- ja teknologiset prosessit. Niihin kuuluvat myös tarpeiden suunnittelu- ja kapasiteetin suunnitteluprosessit, logistiikkaprosessit ja palveluprosessit.
• Ohjaus- ja analysointiprosessit- Tämä prosessiryhmä liittyy prosessien suorittamista koskevien tietojen keräämiseen ja käsittelyyn. Tällaisia ​​prosesseja ovat laadunvalvontaprosessit, toiminnanohjaus, varastonhallintaprosessit jne.

Suurin osa näihin ryhmiin kuuluvista prosesseista voidaan automatisoida. Tähän mennessä on olemassa järjestelmäluokkia, jotka mahdollistavat näiden prosessien automatisoinnin.

Prosessiautomaatiostrategia

Prosessiautomaatio on monimutkainen ja aikaa vievä tehtävä. Tämän ongelman ratkaisemiseksi onnistuneesti on välttämätöntä noudattaa tiettyä automaatiostrategiaa. Sen avulla voit parantaa prosesseja ja saada useita merkittäviä etuja automaatiosta.

Lyhyesti sanottuna strategia voidaan muotoilla seuraavasti:

• prosessin ymmärtäminen. Prosessin automatisoimiseksi sinun on ymmärrettävä olemassa olevaa prosessia kaikkine yksityiskohtineen. Prosessi on analysoitava täysin. On määritettävä prosessin syötteet ja tuotokset, toimintojen järjestys, suhde muihin prosesseihin, prosessiresurssien koostumus jne..
• prosessin yksinkertaistaminen. Kun prosessianalyysi on suoritettu, prosessia on yksinkertaistettava. Ylimääräisiä toimintoja, jotka eivät tuota arvoa, tulisi vähentää. Yksittäisiä toimintoja voidaan yhdistää tai suorittaa rinnakkain. Prosessin parantamiseksi voidaan ehdottaa muita tekniikoita sen toteuttamiseen.
• prosessiautomaatio. Prosessiautomaatio voidaan suorittaa vasta, kun prosessia on yksinkertaistettu mahdollisimman paljon. Mitä yksinkertaisempi prosessikulku, sitä helpompi se on automatisoida ja sitä tehokkaampi automatisoitu prosessi on.

Tuotantoautomaation vaiheet ja keinot

Automaation edelläkävijä oli tuotannon monimutkainen mekanisointi, jonka aikana ihmisen fyysiset toiminnot tuotantoprosessissa suoritettiin manuaalisilla mekanismeilla. Samalla ihmisen työtä helpotettiin fyysisesti, ja mekanismien hallinnasta tuli sen päätoiminto. Mekanisoinnin tarkoituksena on helpottaa olosuhteita ihmistyötä ja parantaa sen suorituskykyä.

Mekanisoinnin kehittyessä nousee esiin tehtävä automatisoida mekanismien ohjaus kokonaan tai osittain. Tämän ongelman ratkaisemisen seurauksena syntyy teknisiä automaatteja, jotka kykenevät enemmän tai vähemmän alempi tutkinto suorittaa tuotantotoimintoja ilman ihmisen väliintuloa. Teknologisten koneiden synty ja leviäminen loi pohjan tuotannon automatisoinnille.

Automaatiokehityksessä voidaan erottaa useita peräkkäisiä vaiheita, joille jokaiselle on ominaista uusien automaatiotyökalujen syntyminen ja tuotannon automaatioobjektien koostumuksen laajentuminen. Yhteenvetona suhteessa teollisuustuotanto, voimme erottaa seuraavat automaation päävaiheet.

1. Massatuotannon automaatio. Teollisuustuotteiden massatuotannossa työn tuottavuuden lisäämisen tehtävä on erityisen akuutti. Tässä automaatiotyökalujen merkittävät kustannukset ovat mahdollisia, koska ne liittyvät tuotantoyksikköön (jolla on suuri määrä tuotantoyksiköitä) johtavat sen hinnan hyväksyttävään nousuun.

Tämän seurauksena on tarkoituksenmukaista luoda ja käyttää tuotannossa erikoistuneita ja erikoisteknisiä koneita. Jokainen tällainen kone on suunniteltu yksittäiseen tekniseen toimintoon tai rajoitettuun joukkoon teknisiä toimintoja tietyn tuotteen valmistuksessa. Tehtävä koneen uudelleenjärjestelystä muiden tuotteiden tuotantoa varten asetetaan joko rajoitetusti tai ei ollenkaan.

Automaation päätavoite on maksimaalinen tuottavuus. Tuotteen valmistusprosessi on jaettu yksinkertaisiin lyhytkestoisiin operaatioihin, jotka voidaan suorittaa rinnakkain erilaisilla teknologisilla koneilla.

Tuotantolinjat luodaan teknisistä koneista tuotteen valmistusprosessin teknisten toimintojen järjestyksen mukaisesti. Automaatiotasoa nostetaan edelleen automatisoimalla yhteentoimivat kuljetukset ja välivarastointi (puolivalmisteiden yhteisvarastot). Tällaisen teknologisen prosessin monimutkaisen automatisoinnin tulos on automaattisten linjojen luominen.

Automaattilinja toteuttaa automaattitilassa tietyn tuotteen valmistusprosessin. Automaattinen linja korkeimman tuottavuuden saavuttamiseksi on rakennettu erikois- ja erikoisvarusteet. Automaattisen linjan luominen ja käyttöönotto vaatii paljon aikaa ja materiaalikustannukset Siksi tällaiset linjat ovat taloudellisesti tehokkaita vain tuotteiden massatuotannossa, kun samaa tuotetta valmistetaan jatkuvasti suuria määriä muuttumattomana useiden vuosien ajan. Automaattilinjoilla on rajalliset mahdollisuudet siirtyä muiden tuotteiden valmistukseen tai niitä ei tarjota lainkaan.

Koska automaattisten linjojen ja syklisten teknisten koneiden käyttö rajoittuu massa- ja suurtuotantoon, ovat niihin perustuvan automatisoidun tuotannon volyymit vastaavasti rajalliset. Massa- ja suurtuotannon volyymi on eri arvioiden mukaan 15-20 % kokonaistuotannosta, ja tällä osuudella on taipumus laskea. Näin ollen tuotantoautomaation taso automaattilinjojen ja pyöräilykoneiden avulla voi olla enintään 15–20 %. Todellisuudessa tämä taso on vielä alhaisempi.

Sykliset teknologiset koneet ja automaattilinjat ovat "kovan" automaation keinoja. Niiden avulla on mahdollista saavuttaa erittäin korkea työn tuottavuus, mutta tällaisten työkalujen laajuus on rajallinen, ja vain niiden perusteella tuotannon täydellinen automatisointi on mahdotonta.

2. Usean tuotteen tuotannon tärkeimpien prosessointitoimintojen automatisointi. Monituotetuotantoon kuuluu erilaisten tuotteiden valmistus rajoitetun volyymin erissä rajoitetussa ajassa. Tuotevalikoima ja erien määrät voivat vaihdella suuresti yksittäisistä tuotteista keskikokoisiin eriin.

Usean tuotteen tuotannossa teknisten laitteiden tulisi olla suurelta osin universaaleja ja tarjota uudelleensäätöä ja uudelleenjärjestelyjä eri tuotteiden valmistukseen (laitteiden teknisten kykyjen puitteissa). Jos kyseessä on automatisoitu tuotanto, tällaiset uudelleenjärjestelyt ja uudelleenjärjestelyt tulisi suorittaa automaattisesti mahdollisimman vähän manuaalisia toimintoja tai poistamalla ne kokonaan.

Luetteloehtojen täyttyminen määrittelee "joustavan" automaation. Joustavan automaation perusperiaate on teknisten laitteiden ohjelmallisen ohjauksen periaate. Teknologisen koneen toimintajakso asetetaan sitten ohjausohjelmalla, joka sisältää koodatun kuvauksen syklielementtien sarjasta tiettyjä symboleja käyttäen. Ohjausohjelma on kehitetty erillään ohjattavasta laitteesta ja laadittu jollekin koneelle, mikä mahdollistaa sen lukemisen. automaattinen laite teknisen koneen ohjaus.

Ensimmäistä kertaa tämä periaate (joka syntyi ja parani tietokoneohjauksen aikana) otettiin käyttöön metallinleikkaustyöstökoneiden automatisoinnissa. Numeerisella ohjauksella (CNC) varustetut työstökoneet ilmestyivät ja niitä alettiin levittää laajalti. Ensimmäiset CNC-koneiden mallit riittämättömän täydellisyyden vuoksi vaativat työsykliä muuttaessaan ohjausohjelman vaihtamisen lisäksi myös joitain manuaalisia toimintoja uudelleensäätöä varten. Tällaiset koneet osoittautuivat tehokkaiksi käsiteltäessä samantyyppisiä osia, joiden tilavuus on vähintään 50–100 kappaletta. CNC-periaatteiden parantuessa ja teknisiä ratkaisuja tätä rajaa on jatkuvasti alennettu, ja nykyään CNC-koneet ovat tehokkaita myös yksittäistuotannossa.

Aluksi CNC-koneet luotiin tietyntyyppiset mekaaninen käsittely. Myöhemmin monikäyttöiset CNC-koneet, joissa työstötyökalun automaattinen vaihto (työstökeskukset) yleistyivät.

CNC-koneet mahdollistavat osien käsittelyn automatisoinnin ja ovat joustavia, koska ne voidaan konfiguroida uudelleen käsittelemään eri muotoisia osia ohjausohjelmaa vaihtamalla. Tämä seikka mahdollistaa esimerkiksi koneen vaihtoprosessin automatisoinnin ja siten nostaa tuotannon automatisoinnin tasoa.

CNC:n periaate on tehokkuutensa vuoksi yleistynyt muissa teknologisissa laitteissa, mikä mahdollisti erilaisten teknisten toimintojen joustavan automatisoinnin. CNC-laitteita käytetään pääasiassa koneenrakennuksessa, instrumenttien valmistuksessa ja metallintyöstyksessä. Sen käyttö ei kuitenkaan rajoitu lueteltuihin toimialoihin.

CNC-laitteiden suurin haittapuoli on aputoimintojen automatisoinnin puute ja laitteiden manuaalisen huollon tarve. Tämä seikka johtaa laitteiden käyttöasteen laskuun 40–60 %:n tasolle.

3. Teollisuusrobotiikka. Teknologisten prosessien päätoimintojen automatisointi on johtanut ristiriidan lisääntymiseen niiden automaatiotason ja aputoimintojen (ensisijaisesti automatisoitujen laitteiden lastaamisen ja purkamisen) automaatiotason välillä. Tämän ristiriidan poistamiseksi ehdotettiin ohjelmaohjatun viritettävän automaatin konseptia aputoimintojen suorittamiseen automatisoitujen laitteiden huoltoon.

Tällaiset koneet ilmestyivät viime vuosisadan 60-luvulla, ja niitä kutsuttiin teollisuusrobotiksi (IR). Teollisuusrobottien ensimmäiset kehitystyöt keskittyivät ihmisen korvaamiseen lastattaessa työkappaleita teknisiin koneisiin ja purettaessa prosessoituja tuotteita. Teknologisen koneen ja sitä palvelevan robotin pohjalta luodaan robottiteknologisia komplekseja (RTC), jotka ovat kompleksisesti automatisoituja teknologisia soluja.

RTK:n avulla on mahdollista automatisoida kokonaisvaltaisesti yksittäisiä teknologisia toimintoja tai rajoitettu joukko teknologisia toimintoja monituotetuotannossa. Ensimmäiset RTK:t, joissa käytettiin yksinkertaista CR:ää ja syklin ohjausta, olivat tehokkaita keskikokoisessa tuotannossa. PR:n (CNC-robotit, adaptiiviset robotit, älyrobotit) kehittymisen myötä niiden joustavuus ja mahdollisuudet tehokkaaseen käyttöön pien- ja yksittäistuotannossa lisääntyvät.

Teollisuusrobotit kehittyvät jatkuvasti. Parannusvaiheessa robottien tekniset ominaisuudet paranevat, niiden toimivuus laajenee ja käyttöalue laajenee. Tällä hetkellä valtaosa valmistetusta PR:stä on keskittynyt teknisten toimintojen suorittamiseen: hitsaukseen, maalaukseen, kokoonpanoon ja joihinkin muihin teknologisiin perustoimintoihin. Tällaisten robottien rinnalla käytetään edelleen lastaus- ja purkurobotteja, on ilmestynyt kuljetusrobotteja jne.

4. Hallinnan automatisointi. Johtaminen missä tahansa tuotannossa edellyttää suuren määrän tiedon keräämiseen ja käsittelyyn, päätösten tekemiseen ja niiden toteutumisen seurantaan liittyviä tehtäviä ratkaisemista. Johtamisongelmien ratkaisemiseen houkutellaan merkittäviä henkilöresursseja. Ratkaisun laatu esimiestehtävät ratkaisee pitkälti tuotannon tuloksen.

Mahdollisuus hallinnan automatisointiin ilmestyi tietokoneiden kehittyessä ja yleistyessä, kun tietokoneet tulivat yksittäisten yritysten käyttöön. Siellä oli mahdollisuus automatisointiin (tietokoneen ja vastaavan avulla ohjelmisto) prosessit johtamispäätösten tekemiseen ja tuotannon edistymisen seurantaan tarvittavan tiedon keräämiseksi ja käsittelemiseksi. Tietokoneiden käytön myötä tuotannon suunnittelun ongelmat, aineellisen tuen ongelmat, työvoiman ja palkkojen kirjanpitoongelmat sekä monet muut tuotannon johtamisen ongelmat alkoivat ratkaista.

Tällaisten ongelmien ratkaisu ei ollut tiukasti ajallisesti sidottu tuotantoprosesseihin ja se voitiin suorittaa tietokoneen "koneajassa", ts. sellaisen ajanjakson aikana, joka on tarpeen kyseisen tietokoneohjelman suorittamiseksi. Tälle automaatiovaiheelle oli ominaista tuotantoon keskitettyjen laskentakeskusten luominen ohjausongelmien ratkaisemiseksi. Tiedonsiirto tietokoneiden ja tuotannon välillä tapahtui pääosin operatiivisen henkilöstön avulla.

Samanlainen keskitetyt järjestelmät kutsutaan automaattisiksi tuotannonohjausjärjestelmiksi (APCS). Automaattinen ohjausjärjestelmä tarjoaa ratkaisun organisaation ja lähetyksen tuotannonhallinnan ongelmiin. Automaattisten ohjausjärjestelmien käyttöönoton pääasiallisena vaikutuksena on johtamispäätösten tekemiseen kuluvan ajan lyhentäminen, johtamisen tehokkuuden ja laadun parantaminen sekä rutiininomaiseen tiedonkäsittelyyn osallistuvan johdon henkilöstön väheneminen.

Tuotannon johtamisesta merkittävä osa kohdistuu tuotantolaitteiden ja teknisten prosessien operatiivisen ja teknisen johtamisen tehtäviin. Näiden ongelmien ratkaisun automatisoimiseksi on välttämätöntä tarjota suora yhteys ohjaustietokoneen ja ohjausobjektien välille. Lisäksi operatiivisen ja teknisen johtamisen tehtävät on ratkaistava ohjatun prosessin reaaliajassa.

Siksi automaattisten ohjausjärjestelmien ohella ilmestyivät automatisoidut prosessinohjausjärjestelmät (APCS), jotka tarjoavat automatisoituja ratkaisuja yksittäisten tuotannon teknisten prosessien toiminnallisiin, teknisiin, lähetys- ja organisaatiohallintatehtäviin. Automatisoitujen prosessinohjausjärjestelmien integrointi automatisoituun teknologiakompleksiin varmistaa miehittämättömän teknologian konseptin toteutumisen tuotannossa.

5. Insinöörityön automatisointi. Tuotanto vaatii asiantuntijoiden - insinöörien - korkeasti koulutetun työvoiman kustannuksia. Insinöörit kehittävät uusia tuotteita, tekevät tutkimusta ja testausta, kehittävät uusia prosesseja ja päivittävät vanhoja. Ilman insinöörityötä tuotannon eteneminen on mahdotonta. Insinöörityön maksaminen tuotantokustannuksista on merkittävä osuus (teollistuneiden maiden standardien mukaan).

Halu tehostaa suunnittelutyötä, vähentää materiaali- ja aikakustannuksia uusien tai modernisoitujen tuotteiden suunnittelussa, tutkimuksessa, tuotannon valmistelussa on johtanut asianmukaisten automatisoitujen järjestelmien syntymiseen. Tällaisten järjestelmien perustana oli tietokoneiden käyttö, koska insinöörityö on henkistä työtä. Tyypilliset suunnitteluongelmat ovat heuristisia ongelmia, jotka perustuvat huomattavaan määrään rutiinityötä.

Rutiinityöt (hankinta taustatieto, tulosten suunnittelu, piirustusten ja tekstidokumenttien suunnittelu jne.) soveltuvat useimmissa tapauksissa algoritmisointiin (kuvaus yksinkertaisten operaatioiden deterministisenä sarjana) ja siksi ne voidaan automatisoida tietokoneen avulla. Periaatteessa mikä tahansa prosessi, joka voidaan algoritmoida, voidaan automatisoida.

Insinöörityön automatisointikeinoja ovat tietokonepohjaiset ohjelmisto- ja laitteistokompleksit: suunnitteluautomaatiojärjestelmät (CAD), automatisoidut järjestelmät tieteellinen tutkimus(ASNI), automatisoidut järjestelmät tuotannon teknologiseen valmisteluun (ASTPP). Suunnittelijat ja tutkijat käyttävät kahta ensimmäistä järjestelmää uusien tai olemassa olevien tuotteiden kehittämiseen. Heidän työnsä tuloksena ovat uusien tuotteiden tekniset ja työprojektit.

Näiden hankkeiden toteuttamiseksi on tarpeen valmistella suunniteltujen tuotteiden tuotanto. Tämä tehtävä on osoitettu asiantuntijoille, jotka suunnittelevat uusia teknologisia prosesseja tai modernisoivat olemassa olevia. ASTPP on tarkoitettu tekniikan asiantuntijoiden työn automatisoimiseksi (niiden teosten, jotka soveltuvat algoritmisointiin). ASTPP:n käyttö mahdollistaa tuotannon valmistelun tehokkuuden lisäämisen, tämän prosessin materiaali- ja aikakustannusten vähentämisen, tulosten laadun parantamisen ja inhimillisten työvoimakustannusten vähentämisen.

6. Automatisoitujen tuotantojärjestelmien integrointi yhdeksi joustavaksi automatisoiduksi tuotannoksi (FAP). Integraatio on edellä mainittujen automaatiojärjestelmien jakamista ja vuorovaikutusta tuotannon perimmäisen tavoitteen saavuttamiseksi. Samaan aikaan ihmisen älyllisten toimintojen (suunnittelu, johtaminen, tutkimus, teknologian kehittäminen) automaatiojärjestelmät käyttävät yhteisiä tietokantoja, mikä varmistaa suoran tiedonvaihdon niiden välillä.

GAP:ssa laite- ja prosessiohjauksen pääperiaate on tietokoneohjelmistojen ohjaus, joka varmistaa tuotannon uudelleenjärjestelyn uusien tai päivitettyjen tuotteiden tuotantoa varten ohjelmistolla (ohjausohjelmien korvaaminen) automatisoidussa tilassa. Tämän seurauksena tuotanto saa joustavuuden ominaisuuden ja toteuttaa joustavan teknologian käsitteen. Integroitu ihmistyön automatisointi mahdollistaa ihmistyövoiman osuuden pienentämisen GAP:ssa 20-kertaiseksi perinteiseen tuotantoon verrattuna. Tällainen tuotanto toteuttaa miehittämättömän teknologian käsitettä.

HAP:n olosuhteissa ihmisen sekä fyysiset että älylliset toiminnot ovat automatisoituja. Tietokoneet ovat tärkein väline älyllisten toimintojen automatisoinnissa. Siksi HAP:ta kutsutaan usein integroiduksi ja atk-tuotantoksi.

1. Teknisten prosessien suunnittelun piirteet automatisoidun tuotannon olosuhteissa

Tuotantoautomaation perustana ovat teknologiset prosessit (TP), joiden on varmistettava valmistuksen korkea tuottavuus, luotettavuus, laatu ja tehokkuus.

TP-käsittelyn ja kokoonpanon tyypillinen piirre on osien ja työkalujen tiukka suuntaus suhteessa toisiinsa työnkulussa (ensimmäinen prosessiluokka). Lämpökäsittely, kuivaus, maalaus jne., toisin kuin käsittely ja kokoonpano, eivät vaadi osan tiukkaa suuntaamista (toinen prosessiluokka).

TP luokitellaan jatkuvuuden mukaan diskreettiin ja jatkuvaan.

TP AP:n kehityksellä verrattuna ei-automaattisen tuotannon tekniikkaan on omat erityispiirteensä:

1. Automatisoitu TP sisältää heterogeenisten työstötoimintojen lisäksi myös painekäsittelyn, lämpökäsittelyn, kokoonpanon, tarkastuksen, pakkaamisen sekä kuljetuksen, varastoinnin ja muut toiminnot.

2. Tuotantoprosessien joustavuuden ja automatisoinnin vaatimukset edellyttävät kokonaisvaltaista ja yksityiskohtaista teknologian tutkimusta, tuotantolaitosten perusteellista analyysiä, reitti- ja käyttöteknologian tutkimusta, joilla varmistetaan tuotteiden valmistusprosessin luotettavuus ja joustavuus. annettua laatua.

3. Laajan tuotevalikoiman teknologiset ratkaisut ovat monimuotoisia.

4. Erilaisten teknisten osastojen tekemien töiden integrointiaste lisääntyy.

APS:n koneistustekniikan rakentamisen perusperiaatteet

1.Täydellisyyden periaate . Sen tulisi pyrkiä suorittamaan kaikki toiminnot saman APS:n sisällä ilman puolivalmiiden tuotteiden välisiirtoa muihin yksiköihin tai aputoimistoihin.

2.Alhaisen toimintatekniikan periaate. TP:n muodostaminen mahdollisimman suurella toimintojen yhdistämisellä ja mahdollisimman vähäisellä määrällä toimintoja ja laitoksia toiminnassa.

3."Pienten ihmisten" teknologian periaate. APS:n automaattisen toiminnan varmistaminen koko tuotantosyklin ajan.

4."No-debug" -tekniikan periaate . Teknisten ratkaisujen kehittäminen, jotka eivät vaadi virheenkorjausta työpaikoilla.

5.Aktiivisesti ohjatun tekniikan periaate. TP:n hallinnan organisointi ja suunnittelupäätösten korjaaminen TP:n edistymistä koskevien työtietojen perusteella. Sekä ohjausvaiheessa muodostuneet teknologiset parametrit että tuotannon teknologisen valmistelun (TPP) alkuparametrit voidaan korjata.

6.Optimaalisuuden periaate . Päätöksen tekeminen TPP- ja TP-hallinnan jokaisessa vaiheessa yhden optimaalisuuskriteerin perusteella.

APS-tekniikalle huomioitujen lisäksi tunnusomaisia ​​ovat myös muut periaatteet: tietotekniikka, tietoturva, integraatio, paperiton dokumentointi, ryhmätekniikka.

2. Tyypillinen ja ryhmä TP

Teknisten prosessien tyyppi kokoonpanoltaan ja teknisiltä ominaisuuksiltaan samankaltaisille osaryhmille mahdollistaa niiden valmistuksen saman teknologisen prosessin mukaisesti, joka perustuu edistyneimpien käsittelymenetelmien käyttöön ja varmistaa korkeimman tuottavuuden, taloudellisuuden ja laadun saavuttamisen. Tyypitys perustuu yksittäisten elementtipintojen käsittelyä koskeviin sääntöihin ja sääntöihin näiden pintojen käsittelyjärjestyksen määrittämisestä. Tyypillisiä TC:itä käytetään pääasiassa suur- ja massatuotannossa.

Ryhmäteknologian periaate on uudelleenkonfiguroitavan tuotannon - pienen ja keskikokoisen - tekniikan taustalla. Toisin kuin TP-tyypitys ryhmäteknologialla yleinen ominaisuus on käsiteltyjen pintojen ja niiden yhdistelmien yhteisyys. Siksi ryhmäkäsittelymenetelmät ovat tyypillisiä laajan valikoiman osien käsittelylle.

Sekä TP-tyypitys että ryhmäteknologiamenetelmä ovat tuotannon tehokkuutta lisäävien teknologisten ratkaisujen yhtenäistämisen pääsuunnat.

Osien luokitus

Luokittelu suoritetaan teknologisesti homogeenisten osien ryhmien määrittämiseksi niiden yhteiskäsittelyä varten ryhmätuotantoympäristössä. Se suoritetaan kahdessa vaiheessa: primaarinen luokittelu, eli tutkittavan tuotannon yksityiskohtien koodaus suunnittelun ja teknisten ominaisuuksien mukaan; toissijainen luokittelu eli osien ryhmittely, joilla on samat tai hieman erilaiset luokitusominaisuudet.

Osia luokiteltaessa on otettava huomioon seuraavat ominaisuudet: rakenne - kokonaismitat, paino, materiaali, työstötyyppi ja työkappale; käsittelytoimien määrä; tarkkuus ja muut indikaattorit.

Osien ryhmittely suoritetaan seuraavassa järjestyksessä: osien joukon valinta luokkatasolla, esimerkiksi kierroskappaleet koneistustuotannossa; osasarjan valinta alaluokkatasolla, esimerkiksi akselityypin osat; osien luokittelu pintojen yhdistelmällä, esimerkiksi akselit, joissa on yhdistelmä sileitä sylinterimäisiä pintoja; ryhmittely kokonaismittojen mukaan valitsemalla alueet, joilla on suurin kokojakauman tiheys; määrittäminen kaavion mukaan alueista, joilla on eniten osien nimiä.

Tuotesuunnitelmien valmistettavuus onnettomuusolosuhteisiin

Tuotteen suunnittelu katsotaan valmistettavaksi, jos sen valmistus ja käyttö vaativat mahdollisimman vähän materiaali-, aika- ja rahakustannuksia. Valmistettavuuden arviointi suoritetaan laadullisten ja määrällisten kriteerien mukaan erikseen aihioille, koneistetuille osille, kokoonpanoyksiköille.

AM:ssä prosessoitavien osien tulee olla teknisesti edistyksellisiä eli yksinkertaisia ​​muodoltaan, mitoiltaan, vakiopinnoilta koostuvia ja materiaalien maksimikäyttöasteiltaan.

Kokoonpantavissa osissa tulee olla mahdollisimman monta standardiliitospintaa, yksinkertaisimmat kokoonpanoyksiköiden ja osien suuntauselementit.

3. Teknisten prosessien suunnittelun ominaisuudet osien valmistukseen automaattisilla linjoilla ja CNC-koneilla

Automaattinen linja on jatkuvasti toimiva toisiinsa kytkettyjen laitteiden ja ohjausjärjestelmien kokonaisuus, jossa toimintojen ja siirtymien täysiaikainen synkronointi on välttämätöntä. Tehokkaimmat synkronointimenetelmät ovat TP:n keskittyminen ja eriyttäminen.

Teknologisen prosessin eriyttäminen, siirtymien yksinkertaistaminen ja synkronointi - tarvittavat ehdot luotettavuus ja suorituskyky. Liiallinen eriyttäminen johtaa huoltolaitteiden monimutkaisuuteen, palvelujen alueiden ja volyymien kasvuun. Toimintojen ja siirtymien tarkoituksenmukainen keskittäminen tuottavuutta käytännössä heikentämättä voidaan suorittaa aggregoinnilla käyttämällä monityökalusäätöjä.

Työn synkronoimiseksi automaattisella linjalla (AL) määritetään rajoitustyökalu, rajoituskone ja rajoitusosa, jonka mukaan todellinen AL-vapautusjakso (min) asetetaan kaavan mukaan.

Missä F - laitteiston todellinen rahasto, h; N- julkaisuohjelma, kpl.

Korkean luotettavuuden varmistamiseksi AL on jaettu osiin, jotka on liitetty toisiinsa tallennuslaitteilla, jotka tarjoavat ns. joustavan yhteyden osien välille, mikä varmistaa vierekkäisten osien itsenäisen toiminnan, jos yhdessä niistä tulee vika. Kiinteä yhteys ylläpidetään työmaan sisällä. Kovaan kytkettyjen laitteiden osalta on tärkeää suunnitella suunniteltujen seisokkien ajoitus ja kesto.

CNC-koneet tarjoavat korkean tarkkuuden ja tuotteiden laadun, ja niitä voidaan käyttää monimutkaisten osien käsittelyyn, joissa on tarkat porrastetut tai kaarevat ääriviivat. Tämä vähentää käsittelykustannuksia, pätevyyttä ja henkilöstön määrää. CNC-koneiden osien käsittelyominaisuudet määräytyvät itse koneiden ominaisuuksien ja ennen kaikkea niiden CNC-järjestelmien perusteella, jotka tarjoavat:

1) laitteiden säätö- ja uudelleensäätöajan lyhentäminen; 2) käsittelysyklien monimutkaisuuden lisääminen; 3) mahdollisuus toteuttaa sykliliikkeitä monimutkaisen kaarevan radan kanssa; 4) mahdollisuus yhdistää työstökoneiden ohjausjärjestelmät (CS) muiden laitteiden ohjausjärjestelmien kanssa; 5) mahdollisuus käyttää tietokonetta APS:ään kuuluvien CNC-koneiden ohjaamiseen.

Perusvaatimukset koneistuksen teknologialle ja organisoinnille uudelleenkonfiguroitavissa APS:ssä perusvakioosien valmistuksen esimerkissä

APS:n teknologian kehitykselle on ominaista integroitu lähestymistapa - yksityiskohtainen tutkimus paitsi pää-, myös aputoiminnoista ja siirtymistä, mukaan lukien tuotteiden kuljetus, niiden valvonta, varastointi, testaus ja pakkaus.

Käsittelyn luotettavuuden vakauttamiseksi ja parantamiseksi käytetään kahta päämenetelmää TP:n rakentamiseen:

1) sellaisten laitteiden käyttö, jotka tarjoavat luotettavan käsittelyn lähes ilman käyttäjän väliintuloa;

2) TP-parametrien säätö perustuen tuotteiden ohjaukseen itse prosessin aikana.

Joustavuuden ja tehokkuuden lisäämiseksi APS käyttää ryhmäteknologian periaatetta.

4. Automatisoidun ja robotin kokoonpanon teknologisen prosessin kehittämisen piirteet

Tuotteiden automaattinen kokoonpano suoritetaan kokoonpanokoneilla ja AL:lla. Tärkeä edellytys rationaalisen TP:n kehittämiselle automatisoitua kokoonpanoa varten on yhteyksien yhtenäistäminen ja normalisointi, eli niiden saattaminen tietylle tyyppi- ja tarkkuuden alueelle.

Suurin ero robotituotannossa on kokoonpanijoiden korvaaminen kokoonpanoroboteilla ja ohjauksen suorittaminen ohjausrobotilla tai automaattisilla ohjauslaitteilla.

Robottikokoonpano tulisi suorittaa täydellisen vaihdettavuuden periaatteella tai (harvemmin) ryhmän vaihtokelpoisuuden periaatteella. Asennus-, säätömahdollisuus on poissuljettu.

Kokoonpanotoimintojen suorittamisen tulisi edetä yksinkertaisesta monimutkaiseen. Tuotteiden monimutkaisuudesta ja mitoista riippuen valitaan kokoonpanoorganisaatiomuoto: kiinteä tai kuljetin. RTK:n kokoonpano on kokoonpanolaitteet ja -kalusteet, kuljetusjärjestelmä, operatiiviset kokoonpanorobotit, ohjausrobotit ja ohjausjärjestelmä.