Виды и организационно-технические особенности создания и эксплуатации автоматических линий
Дальнейшим развитием поточного производства является его автоматизация, сочетающая непрерывность производственных процессов с автоматическим выполнением. Автоматизация производства в машиностроении и радиоэлектронном приборостроении (РЭП) развивается в направлении создания автоматических станков и агрегатов автоматизированных и автоматических поточных линий, автоматизированных и автоматических участков, цехов и даже заводов.
Автоматическая линия (АЛ) – это система согласованно работающих и автоматически управляемых станков (агрегатов), транспортных средств и контрольных механизмов, размещенных по ходу технологического процесса, при посредстве которых производится обработка деталей или сборка изделий по заранее заданному технологическому процессу в строго определенное время (такт АЛ).
Роль рабочего на АЛ сводится лишь к наблюдению за работой линии, наладке и подналадке отдельных механизмов, а иногда к подаче заготовки на первую операцию и снятию готового изделия на последней операции. Это позволяет рабочему управлять значительным числом машин и механизмов.
Следует отметить, что автоматизация поточного производства осуществлялась поэтапно.
На первом этапе были созданы автоматические линии с жесткой кинематической связью. Например, автоматическая линия на Волгоградском тракторном заводе (1939 г.) по предложению рабочего-рационализатора И.П.Иночкина, автоматическая линия на 1-ом Государственном подшипниковом заводе в Москве для выполнения токарных и шлифовальных операций при изготовлении деталей. В 1953-1955 гг. на 1-ом Государственном подшипниковом заводе был создан комплексно автоматизированный цех по изготовлению шариковых и роликовых подшипников.
Для второго этапа развития автоматизации характерно появление электронно-программного управления: были созданы станки с ЧПУ, обрабатывающие центры и автоматические линии, содержащие в качестве компонента оборудование с программным управлением.
Переходом к третьему этапу развития автоматизации послужили новые возможности ЧПУ, основанные на применении микропроцессорной техники, что позволило создавать принципиально новую систему машин, сочетающую высокую производительность автоматических линий с требованиями гибкости производственного процесса. Более высокий уровень автоматизации характеризуется созданием автоматических заводов будущего, оснащённых оборудованием с искусственным интеллектом.
Основным параметром (нормативом) АЛ является производительность. Производительность линии считают по производительности последнего выпускного станка. Различают: 1) технологическую, 2) цикловую, 3) фактическую, 4) потенциальную производительность линии.
Технологическая производительность определяется по формуле
(71)
где - машинное время обработки детали, т.е. основное время ( ).
Цикловая производительность рассчитывается по формуле
(72)
где - длительность рабочего цикла ( ), мин; - время холостых ходов рабочей машины, связанных с загрузкой и разгрузкой, межстаночным транспортированием, зажимом и разжимом деталей, т.е. вспомогательное время ( ).
Для большинства автоматических линий длительность рабочего цикла и всех его элементов остается неизменной в процессе работы машины, поэтому технологическая и цикловая производительности являются постоянными величинами. В реальных условиях периоды бесперебойной работы рабочей машины АЛ чередуются с простоями, вызванными различными организационными причинами. Вследствие этого фактическая производительность АЛ определяется по формуле
(73)
где - коэффициент использования рабочей машины (станка, автомата, линии) во времени, может быть рассчитан по формуле
(74)
где - время внецикловых простоев (обслуживания рабочего места), приходящееся на единицу продукции, может быть определено по формуле
(75)
где tтех – время, затрачиваемое на техническое обслуживание, связанное с регулировкой механизмов, подналадкой и текущим ремонтом оборудования, сменой инструмента и др; tорг – время, затрачиваемое на организационное обслуживание, обусловленное внешними причинами, функционально несвязанное и независящее от конструкции АЛ (это отсутствие заготовок, несвоевременный приход и уход рабочего, брак предыдущих операций и др.).
С учетом потерь времени только по причинам технического обслуживания определяется потенциальная производительность АЛ.
(76)
Технический уровень АЛ (коэффициент технического использования) определяется по формуле
(77)
Организационно-технический уровень (коэффициент общего использования) АЛ определяется по формуле
(78)
Важнейшим календарно-плановым нормативом АЛ, характеризующим равномерность выпуска продукции является такт (или ритм потока). Он определяется суммарным временем обработки изделия ( ), временем установки, закрепления, раскрепления и снятия, а также транспортировки его с одной операции на другую ( ).
(79)
АЛ с гибкой связью оснащаются, как правило, независимым межоперационным транспортом, позволяющим передавать детали с операции на операцию независимо от другой. После каждой операции на линии создается бункерное устройство (магазин) для накопления межоперационного задела, за счет которого осуществляется непрерывная работа станков.