Проблеми розвитку гнучкої автоматизації

- ГВС принципово нова система, яка діє в змінних умовах мети, ситуації, дії. Для вирішення задачі потрібен системний метод, який вимагає перебудови не лише технології, а і виробничого оточення

- ГВС потребує нової якості вихідних заготовок зі сталими розмірами, зменшення припуску, підвищення якості матеріалу, тобто ГВС механічної обробки потребує, щоб на вхід подавали відповідно оброблену заготовку. ГВС вимагає поліпшення виготовлення вихідних заготовок, інакше система буде працювати погано

- надійність елементів системи. Складність обладнання ГВС збільшується більше ніж в 10 разів порівняно з універсальним неавтоматичним обладнанням, тому якщо це складне обладнання, то кожен елемент має працювати надійно. Щоб система була надійною треба підвищити надійність її складових елементів. Якість обладнання невисока, але точність обладнання швидко зменшується і його треба відправляти у звичайне виробництво. Швидко, бо багато працює (2-3 зміни) майже без перерви  

- проблема кадрів. Великий недолік – дефіцит спеціалістів

- з проблемою кадрів пов’язане явище, яке отримало назву “криза ідей”. Продуктивність наукової праці в 2 рази менше виробничої праці і низький відсоток творчості

- пов’язана з інструментом. При режимах обробки на яких працюють верстати з ЧПК, інструмент швидше виходить з ладу. В інструментальних магазинах запасають 2-3 комплекти інструментів. В умовах ГВС різальний інструмент повинен мати стійкість на порядок вищу, ніж у звичайному

- проектування ГВС

1) індивідуальний проект

2) типовий проект

3) генерація – проект

Індивідуальний проект – на 30 одиниць обладнання. Термін розробки 85 годин.

Типовий проект допрацювання для конкретної ситуації. На протязі терміну, який залежить від складності задачі.

Генерація проекту (САПР ГВС). Імітаційне моделювання системи перш ніж проект ГВС задіє. Чи існує реальна необхідність в ГВС? Як буде вводитись система – етапами чи одноразово? Маємо достатні керівні ресурси, щоб достатньо легко керувати? Чи готові ми до нового рівня експлуатації, гнучкості, який буде досягнуто введенням ГВС починаючи з закупок і завершуючи продажем?

- необхідність нових форм організації виробництва. Статичне налагодження системи, як її налагодити?

 

Гнучкість і її кількісна оцінка

Гнучкість – можливість переорієнтації виробничої системи без корінної зміни матеріально – технічної бази, цілеспрямована зміна технологічних можливостей. Гнучкість є комплексним показником. Вимоги до гнучкості необхідно обмежувати дійсною необхідністю. Гнучкість повинна бути такою, яка потрібна. Ступінь гнучкості визначається глибиною капітальних витрат.

Системи високої гнучкості – це системи комплексів, продуктивність в якій приведена на 1 модуль перевищує 100 найменувань, а витрати часу на переналагодження не більше 10 % корисного часу фонду роботи.

Системи середньо гнучкості – номенклатура від 20 до 100 найменувань, а витрати часу на переналагодження 20 % від фонду корисного часу.

Системи малої гнучкості – номенклатура до 20 найменувань, а витрати часу більше ніж 20%, але економічно доцільне.

Різні елементи ГВС – володіють різною гнучкістю. Наприклад, підрізний різець може обробляти ступінь в упор і різні діаметри. Ідеальним результатом є загальна однакова гнучкість.

 

Технологічна система ГВС

Це одна з головних складових структури ГВС. Технологічна система – це частина виробничої системи, яка об’єднує сукупність технічних засобів для реалізації технологічного процесу або завершеної її частини і з’єднана матеріальними і інформаційними потоками. Це виконавча система ГВС. Засоби технологічної системи – це технічне оснащення:

- верстати з ЧПК

- багатоопераційні верстати

- переналагоджувальні верстати

- складальні машини

- промислові роботи

- технологічне оснащення

- допоміжне обладнання

 

Верстати з ЧПК

Верстати з ЧПК за ступенем використання йдуть на другому місці після багатоцільових верстатів. Верстати з ЧПК не мають магазину з інструментами. Інструментальні магазини являють собою револьверні голівки. Верстати з ЧПК дозволяють швидко переналагоджуватись на обробку інших заготовок.

Ефективність виробництва:

- підвищення якості продукції за рахунок підвищення точності і стабільності форми і розмірів. Обробка ведеться при мінімальних пере установах

- точність обробки не залежить від кваліфікації робітника

- скорочення підготовчо – заключного часу, бо встановлення заготовок на верстатах проводиться простими способами. Інколи потрібне використання розточних і свердлильних кондукторів, копіювальних пристроїв (копірів, шаблонів), переналагодження здійснюється швидко. Якщо є автоматичні лінії і треба переналагодитись для обробки нових деталей потрібно 4 місяці, що складає 20-25% лінії. Якщо лінія складається з верстатів з ЧПК, то переналагодження не перевищує одного місяця, а вартість 1-2 % вартості обладнання.

- скорочення допоміжного часу за рахунок швидких холостих ходів. швидкі переміщення здійснюються зі швидкістю 0,2-0,5 м/хв.. При підході до поверхні швидкість змінюється на робочу подачу. Вручну швидкість складає 300 мм/хв..

- скорочується час на зміну інструменту (5-6 с.)

- скорочується час на під регулювання інструменту за рахунок регулювання поза верстатом

- зменшення машинного часу. Внаслідок чого підвищується продуктивність на токарних верстатах в 2-5 разів, на фрезерних в 3-4 рази, на багатоцільових верстатах в 5-6 разів

Негатив полягає в тому, що переходи здійснюються послідовно внаслідок чого йдуть втрати продуктивності.

 

Багатоопераційні верстати

Багатоцільовими називаються верстати з ЧПК призначені для комплексної обробки заготовок з високим ступенем інтегрованих видів обробки. Це можуть бути свердлильно – фрезерно – розточувальні верстати. Багатоопераційні верстати замінюють декілька традиційних верстатів. Доля багатоцільових верстатів в Японії 55%. В Європі ГВС 25-30%.

Компоновка багатоцільових верстатів диктується технологічними особливостями, конструкцією деталі. Потрібна кількість верстатів при проектування визначається так як і кількість верстатів для традиційної обробки. Компоновка:

- шпиндельна бабка переміщується по одній координаті, а стіл по двом

- шпиндельна стійка має одне переміщення і вона рухома

- шпиндельна стійка рухома, а стіл верстату нерухомий

Точність позиціювання складає 0,01-0,015 мм.

Головним недоліком цих верстатів є те, що продуктивність не завжди досягається така, яка потрібна в зв’язку з послідовною структурою операцій. Томиу для підвищення продуктивності потрібно:

- одночасно обробляти декілька заготовок

- паралельно – послідовне виконання переходів, що реалізується в агрегатно переналагоджувальних верстатах