Автоматизация производства. Определение количества обслуживаемых одним рабочим станков в результате оптимизации производств.

Оборудование для автоматизации производств

Автоматические станки.Они обеспечивают все процессы обработки изделий без участия человека. Работают по жесткой программе и хорошо подходят для массового производства. Установка и съем детали осуществляется вручную. Изменение программы работы станка затруднено.

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ)имеют простую переналадку на другие режимы. Они имеют ограниченный набор инструментов, легко перепрограммируются, имеют высокую производительность, обеспечивают высокое качество технологических операций. Однако из-за ограниченного набора инструментов эти станки могут выполнять только определенную группу технологических операций, например, связанных с фрезерованием.

Обрабатывающие центры (ОЦ). Это наиболее прогрессивный вид технологического оборудования для механической обработки. Обрабатывающие центры в отличие от станков с ЧПУ оснащены большими магазинами для размещения инструмента. Замена инструмента осуществляется автоматически, что позволяет выполнять большой объем работ на одном станке, следовательно будет обеспечена экономия времени на установку и снятие детали, многократное программирование и т.д. Производительность ОЦ в 3-4 раза выше, чем у станков с ЧПУ.

Промышленные роботы. Можно выделить три поколения роботов:

1) программируемые роботы, действующие по заданной программе;

2) адаптивные роботы, действующие по программе, но имеющие ряд датчиков, которые корректируют программу в определенном диапазоне, например, сварочно-адаптивные роботы;

3) интеллектуальные, или интегральные роботы, обладающие элементами искусственного интеллекта и возможностью свободного диалога с человеком.

По роду своей деятельности промышленные роботы подразделяются на 3 группы:

1) технологические роботы, непосредственно выполняющие технологические операции (сборку, сварку и т.д.);

2) подъемно-транспортные роботы, обеспечивающие складирование и межоперационное перемещение;

3) комбинированные работы, выполняющие действия роботов первых двух групп.

В качестве средств автоматизации процессов межоперационных перемещений используются различные конвейеры: ленточные, роликовые, цепные, подвесные и т.д.; автооператоры, позволяющие перемещать изделия и заготовки по подвесным магистралям; кантователи, позволяющие переворачивать изделие, что улучшает доступ к его различным поверхностям; накопители, которые используются для питания линии при сбоях на отдельных рабочих местах.

Рассмотрим основные элементы автоматизации производственных процессов на промышленных предприятиях.

Автоматическая линия.Представляет систему автоматически действующих станков, связанных средствами межоперационного перемещения и имеющих единую систему управления. В состав автоматической линии могут входить станки полуавтоматы, станки с ЧПУ, обрабатывающие центры. Каждая линия годится только для обработки определенной детали. При замене детали необходимо осуществлять новую компоновку линии с частичной или полной остановкой производства.

Роторные и роторно-конвейерные линии.Технологические операции выполняются в процессе совместного транспортирования по окружности обрабатываемых заготовок и инструмента. Заготовки и инструмент устанавливаются в гнезда вращающихся навстречу друг другу дисков (роторов). Преимущество роторной линии – высокая производительность, надежность, простота. Недостаток – малая гибкость. Большей гибкостью обладают роторно-конвейерные линии. Инструмент и блоки устанавливаются не на дисках, а на конвейерах, огибающих ротор с заготовками. В этом случае переналадка проще и легче осуществляется переход на другие изделия.

Промышленные роботы

Роботизированные технологические комплексы (РТК).Представляет собой автономно функционирующую совокупность технологического оборудования, промышленного робота и системы функционирования (ЭВМ). Различают следующие разновидности роботизированных технологических комплексов:

1) манипуляционные РТК, у которых основной исполнительный орган оканчивается захватом или каким-нибудь инструментом;

2) мобильные РТК (колесные, шагающие, гусеничные), используемые, как правило, в экстремальных условиях работы;

3) информационно-управляющие РТК, которые могут не иметь механически движущихся исполнительных устройств, они следят за ходом протекания технологических процессов, обрабатывают информацию, поступающую от каких-либо внешних источников, и в случае необходимости вносят коррективы в протекание контролируемого технологического процесса.

Объединение группы робототехнических комплексов в одну технологическую цепочку изготовления продукции позволяет создать роботизированные автоматические линии (РАЛ). На одной такой линии могут производиться в автоматическом режиме обработка резанием, термообработка, сварка и т.д.

К достоинствам РАЛ относятся высокая производительность и качество выпускаемой продукции, совмещение рабочих и вспомогательных процессов во времени, высокая мобильность и переналаживаемость. К недостаткам этих линий следует отнести высокие капитальные затраты.