Области рационального использования гибких производственных модулей

 

В условиях постоянного увеличения номенклатуры обрабатываемых деталей и сокращения цикла замены выпускаемых изделий новыми возникла проблема обработки небольших и средних партий деталей с высокой производительностью (ранее характерной только для крупносерийного и массового производства) при обеспечении достаточной гибкости оборудования при переналадке.

Наиболее приспособленными для таких условий являются многоцелевые станки, отличающиеся высоким уровнем концентрации различных видов обработки.

Задачи гибкого автоматизированного производства решаются с помощью многоцелевых станков, однако из-за их высокой стоимости, особенно в условиях сравнительно быстрого морального старения, требуется, чтобы эти станки работали в несколько смен при минимальном обслуживающем персонале и рациональной организации производственного процесса.

В средне- и крупносерийном машиностроительном производстве могут использоваться гибкие производственные системы, состоящие из многоцелевых станков (иногда в сочетании с автоматическими, агрегатными и другими специализированными станками), объединенных едиными потоками материалов и информации, отличающихся не только высокой производительностью и точностью обрабатываемых деталей, но и гибкостью в переналадке, высоким уровнем организации производства и возможностью работы в режиме "безлюдной" технологии.

Многоцелевые станки являются составными элементами (ячейками) ГПС, которые непосредственно осуществляют заданные технологические процессы. Важнейшим фактором, определяющим возможность эксплуатации многоцелевых станков в составе ГПС, является значительное повышение надежности их работы, при одновременном обеспечении качества изделий и достаточной длительности времени работы оборудования без обслуживающего персонала. Для этого необходимо контролировать работу механизмов станка, устройств управления, процесса обработки, принимать необходимые меры для поддержания работоспособности, причем все эти действия должны осуществляться с помощью автоматических средств.

Основной отличительной особенностью многоцелевых станков является возможность комплексной обработки деталей при обеспечении высокопроизводительного и точного выполнения процесса резания при различных видах работ (сверление, фрезерование, растачивание, точение, шлифование и т.д.).

Многоцелевые станки характеризуются высоким уровнем автоматизации цикла обработки вследствие применения устройств ЧПУ и автоматической смены инструментов и заготовок; высокой точностью, обусловленной повышенной жесткостью несущей системы и основных механизмов, оснащенных измерительными системами и устройствами термостабилизации, а также рациональной конструкцией узлов и механизмов; высокой производительностью за счет повышенной мощности; быстродействием при выполнении вспомогательных циклов и холостых ходов.

Оснащенный дополнительными устройствами для возможности включения в состав ГПС многоцелевой станок принято называть гибким производственным модулем, что подчеркивает его роль как повторяющейся части более общей системы. ГПМ могут эксплуатироваться также автономно в условиях мелкосерийного производства с максимальным использованием их технологических возможностей и гибкости в переналадке. При автономном использовании ГПМ их часто называют гибкими производственными ячейками.

В состав ГПМ, как правило, включаются многоцелевые станки наиболее высокого технического уровня.

Высокая производительность таких станков обусловлена увеличением мощности главного привода, расширением диапазонов частот вращения шпинделя и рабочих подач, сокращением вспомогательного времени, повышением быстродействия работы всех узлов и механизмов станка, а также использованием многорезцовых наладок и многошпиндельных головок.

Высокая точность обработки и стабильность характеристик станков достигается улучшением характеристик трения и жесткости направляющих, повышением жесткости и точности исполнительных механизмов приводов подач, повышением точности измерительных систем и введением коррекции ошибок позиционирования с помощью электронных устройств, применением термосимметричных несущих систем станков, средств термостабилизации, интенсивного охлаждения и отвода стружки и т.д.

Экономичность использования станков повышается в результате высокой производительности, гибкости и сокращения обслуживания, а также более рациональной компоновки станков и различных агрегатов электро- и гидрооборудования.

С экономической эффективностью использования станков тесно связаны социальные факторы.

Необходимо поднять интеллектуальный уровень труда, так как малоквалифицированный, монотонный труд не привлекает рабочих с возросшим уровнем образования; первостепенным становится не только создание условий безопасности работы на станках, но и удовлетворение таких эргономических критериев, как оптимальное распределение функций между оператором и станком в системе «человек - машина», соответствие зоны обслуживания и органов управления психофизиологическим возможностям человека, нейтрализация таких вредных для здоровья человека производственных факторов, как шум, вибрация, пыль; создание комфортных условий работы, положительно влияющих на отношение человека к процессу и результатам труда.