Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Научной школы проектирование предприятий

Впервые научные положения по технологическому проектиро­ванию механосборочного производства сформулированы в трудах русских ученых И. А. Тиме, П. А. Гавриленко и М. Е. Егорова. В первые годы Советской власти и далее в годы первых пятилеток в нашей стране необходимо было обобщить опыт, накопленный отечественным и зарубежным машиностроением, в целях исполь­зования его для восстановления и реконструкции заводов и соз­дания новых машиностроительных производств. В связи с этим проектирование механосборочных цехов, являющихся неотъем­лемой частью машиностроительных заводов, приобрело исклю­чительно важное значение. В этот период советские ученые раз­работали научно обоснованную методику проектирования механосборочного производства, в соответствии с которой было создано большое число машиностроительных заводов.

В настоящее время повышаются требования к качеству продукции машиностроения, ее разнообразию. Интенсивное развитие технических средств вызвало необходимость совершенствования методики проектирования и создания на ее основе новых высоко­эффективных предприятий.

Особое внимание уделяется реконструкции и техническому перевооружению действующих предприятий, так как средства, выделенные на эти цели, окупаются в среднем в 3 раза быстрее, чем при создании аналогичных мощностей за счет нового строи­тельства.

Для решения поставленных перед отечественным машиностроением задач был создан ряд отраслевых проектных институтов, которые на основе углубленного изучения специфики отрасли используют при проектировании все новейшие достижения науки и техники, внедряют новые технологические процессы, применяют типовые проекты, стандартные конструкции, системы автомати­зированного проектирования (САПР), а также осуществляют связь с научно-исследовательскими, проектно-конструкторскими, строительными организациями и промышленными предприятиями в целях быстрейшего внедрения в проекты результатов их работ. Эти проектные институты выполняют следующие работы: участ­вуют в составлении заданий на проектирование, выборе площадки для строительства, определении объемов, этапов и стоимости про­ектных и изыскательных работ; устанавливают технические тре­бования на разработку специального технологического и другого нестандартного оборудования и получают от него исходные дан­ные на проектирование; определяют объемы строительно-монтаж­ных работ, состав и количество оборудования, изделий и материа­лов; выдают заявочные ведомости на оборудование и материалы; составляют сводную смету и сводку затрат на строительство; сле­дят за соблюдением патентной чистоты проектных решений; обе­спечивают строительство технической документацией в сроки, установленные договором; участвуют в приемке в эксплуатацию объектов строительства и освоении проектных мощностей; выпол­няют авторский, а в необходимых случаях и технический надзор за строительством и реконструкцией цехов и заводов

В свое время в нашей стране широкое распространение получили автоматические и поточные линии, объединяющие комплексы автоматически работающих агрегатных станков и станков-автоматов.

Недостаток – узкая ориентация на изготовление определенного вида изделий. В связи с этим подобные средства можно использовать только там, где производство носит массовый, устойчивый характер.

В настоящее время в связи со сложившимися обстоятельствами почти все производство перешло на единичный, мелкосерийный и серийный характер. В промышленно развитых странах крупносерийное и массовое производство составляет лишь около 20%, а единичное, мелкосерийное и серийное производство – 80 %.

В целях разрешения противоречий, обусловленных, с одной стороны, мелкосерийностью объектов производства, а с другой, крупными масштабами самого производства, были разработаны методы групповой технологии – автор С. П. Митрофанов, доктор технических наук, профессор Ленинградского оптико-механического института.

Следующим шагом на пути автоматизации производства является разработка программируемых перенастраиваемых средств, то есть гибкого оборудования. К ним относятся станки с ЧПУ, в том числе обрабатывающие центры, промышленные роботы и другое автоматически действующее оборудование.

Еще большей гибкостью обладают системы, управляемые от ЭВМ – гибкие производственные системы (ГПС), в которых объедены высокая степень автоматизации изготовления разнообразных деталей и высокая степень автоматизации инженерного труда (рисунок 1.1).

Гибкая производственная система – это комплекс техно­логических средств, состоящий из одного-двух и более многоцеле­вых станков с ЧПУ или других металлорежущих станков с ЧПУ со средствами автоматизации технологических процессов и автоматической системой управления. К средствам автоматизации технологических процессов относятся механизмы автомати-

1 – технологическое оборудование (станок с ЧПУ); 2 – промышленный робот (автоматический манипулятор); 3 – автоматическая транспортно-складская система; 4 – автоматический склад заготовок; 5 – автоматический склад средств технологического оснащения; 6 – ЭВМ; 7 – АСУП (автоматизированная система управления производством); 8 – автоматический контроль (система активного контроля); 9 – автоматическая система испытаний изделий; 10 – автоматический склад готовых изделий; 11 – АСНИ (автоматизированная система научных исследований); 12 – САПР И (система автоматизированного проектирования изделий); 13 – САПР ТП (система автоматизированного проектирования технологических процессов); 14 – САПР Э (система автоматизированного проектирования экономики);

Рисунок 1.1 – Структурная схема гибкой производственной системы

ческой смены инструмента, авто­матической смены заготовок и транспортирования их со склада до зоны обработки при помощи различных транспортных средств, на­пример при помощи самоходных роботизированных тележек. Этот комплекс связан единым математическим обеспечением, способствую­щим работе оборудования в автоматическом режиме с минимальным участием человека.

ГПС рентабельны только при эксплуатации в 2 – 3 смены. ГПС оснащены современными системами ЧПУ, управляющи­ми перемещениями механизмов станка, инструментом, транспортом, системами загрузки-выгрузки. Такие системы ЧПУ имеют дисплеи, помогающие оператору увидеть отклонения в работе станков; мониторные устройства, обеспечивающие диагностирование режущею инструмента, контроль размеров обрабатываемых заготовок непосред­ственно на станке и т. д.

Для встраивания в ГПС создаются разные типы оборудования. В мелкосерийном производстве это может быть комплекс «станок – робот», позволяющий при сохранении свойств быстрой переналаживаемости обеспечить автоматическую загрузку заготовок и выгрузку деталей. Для среднесерийного производства создаются автономно работающие токарные, сверлильно-фрезерно-расточные и зубообрабатывающие и другие модули. В крупносерийном производстве для обработки деталей типа тел вращения создают высоко­производительные токарные автоматы с ЧПУ с увеличенным числом шпинделей, суппор­тов, с возможностью выполнения сверлиль­ных, фрезерных и других работ. Для обра­ботки корпусных деталей в крупносерийном переналаживаемом производстве применяют многоцелевые станки со сменными много­шпиндельными головками.

В струк­туру ГПС (рисунок 1.1) входит автоматизиро­ванный комплекс /«станок — промышлен­ный робот», автоматическая транспортно-складская система, автоматические скла­ды заготовок, инструмента и готовой продукции, автоматический контроль гото­вых изделий, диспетчерское управление. С помощью автоматизи­рованных рабочих мест (АРМ) иссле­дователя, технолога, конструктора, экономиста реализуется система автома­тизированного проектирования (САПР) на основе единой системы технологи­ческой подготовки производства (ЕСТ ПП). АСУП осуществляет управление технологическими про­цессами (АСУ ТП). планирование, диспетчирование всем производственным процессом.

Преимущества ГПС по сравнению с участками, состоящими из универсальных станков:

- резкое увеличение производительности труда в процессе изготовления единичной и мелкосерийной продукции благодаря более высокой загрузке оборудования;

- быстрое реагирование на изменение требований заказчиков;

- существенное повышение качества продукции за счет устранения ошибок и нарушений технологических режимов, неизбежных при ручном труде;

- сокращение времени производственного цикла;

- уменьшение капитальных вложений, площадей и численности обслуживающего персонала, прежде всего за счет трехсменного режима работы, при этом две смены ведутся практически под наблюдением оператора;

- снижение объема незавершенного производства;

- повышение эффективности управления за счет исключения человека из производственного процесса;

- улучшение условий труда, устранение сложных, трудоемких и тяжелых, малоквалифицированных и монотонных операций..

Анализ работы ГПС позволяет сделать некоторые выводы:

- управление транспортными системами и работой станков осуществляется одной или несколькими отдельными ЭВМ;

- число станков в ГПС колеблется от 2 до 50. Однако 80 % ГПС составлено из 4…5 станков и 15 % из 8…10 %; реже встречаются системы из 30…50 станков – 2…3 %;

- наибольший экономический эффект от использования ГПС достигается при обработке корпусных деталей, нежели от их использования при обработке других деталей, например деталей типа тел вращения. Например, в Германии их 60 %, в Японии – более 70, в США – около 90 %;

- различна и степень гибкости ГПС. Например, в США преобладают системы для обработки изделий в пределах 4…10 наименований, в Германии – от 50 до 200;

- нормативный срок окупаемости ГПС в различных странах 2…4,5 года.