Организация автоматизированного производства

Автоматизированное производство — производственный процесс, при котором все или подавляющее большинство операций, требую­щих физических усилий, выполняют машины без непосредственного участия человека. Рабочие при этом выполняют лишь функции наладки и контроля.

Автоматизация производственного процесса достигается путем ис­пользования систем машин-автоматов, представляющих собой комби­нацию разнообразного оборудования и других технических уст­ройств, расположенных в технологической последовательности и объединенных средствами транспортировки, контроля и управления для выполнения частичных процессов производства изделий.

Различают четыре основных направления автоматизации.

Первое направление — внедрение полуавтоматических и автоматических станков. Наивысшим достижением этого направления являются стан­ки с числовым программным управлением (ЧПУ). Они работают по заданной программе без непосредственного участия человека и изго­товляют различные детали или выполняют определенные производ­ственные операции. Использование станков с ЧПУ позволяет повы­сить производительность труда на каждом рабочем месте в 3-Л раза.

Второе направление — создание комплексных станков с автома­тизацией всех звеньев производственного процесса. Типичным приме­ром таких систем машин являются автоматические линии (АЛ). Они представляют собой объединение в производственное целое системы машин-автоматов с автоматическими механизмами и устройствами для транспортировки, контроля, накопления заделов, удаления отхо­дов, а также управления (рис.).

Значительно эффективнее автоматические роторные линии (АРЛ), которые представляют собой разновидность автоматических линий, оснащенных специальным оборудованием на основе роторных машин и специальных транспортирующих устройств.

Эффективность применения АЛ значительно повышается в резуль­тате создания их на основе многоцелевых станков, т. е. создания так называемых гибких автоматических линий. Такие линии с программи­руемым устройством оснащаются ЧПУ, что делает их экономически эффективными не только в массовом и крупносерийном производ­ствах, но и в мелкосерийном.

Третье направление — конструирование и производство промыш­ленных роботов. В производственном процессе они выполняют функ­ции, подобные человеческой руке, и благодаря этому заменяют движе­ния человека. Внедрение в производство роботов позволяет создавать многоцелевые технологические системы, способные выполнять за че­ловека универсальные ручные операции во всем их многообразии. Та­кие системы принято называть робототехническими комплексами (РТК). В процессе выполнения операций роботы способны решать сложные ло­гические задачи, остававшиеся до недавнего времени монополией чело­веческого ума.

Показателем эффективности функционирования РТК является наиболее полная загрузка включенного в его состав оборудования. С введением в производственную деятельность роботов коренным образом меняется вся организация технологического процесса, уст­раняются многие отрицательные факторы, вызываемые утомлением человека, притуплением его внимания, нарушением координации движений. В результате ликвидируются ручные операции, резко по­вышаются производительность труда и качество продукции.

Четвертое направление — развитие компьютеризации и гибкости производств и технологий. Под гибкостью производства понимается его способность быстро и при минимальных затратах на том же обору­довании переходить к выпуску новой продукции. Основой гибких про­изводственных систем (ГПС) является гибкий производственный мо­дуль (ГПМ) — легко переналаживаемая и автономно функционирую­щая единица автоматизированного оборудования с ЧПУ, где загрузка заготовок и удаление обработанных деталей осуществляются с помо­щью промышленных роботов (манипуляторов), автоматизированы за­мена инструмента и удаление стружки, подача охлаждающей жидко­сти, контроль и диагностика неисправностей. Гибкие производственные модули не только быстро переналаживаются на изготовление и сборку новых деталей или узлов, но и легко встраиваются в гибкие производственные комплексы, линии и даже участки.

Гибкие производственные системы экономически высокоэффектив­ны. Так, в случае применения ГПС механической обработки корпус­ных деталей на станках типа "обрабатывающий центр" производи­тельность труда повышается в 2-2,5 раза, на 15-20 % увеличивается фондоотдача. Благодаря почти двукратному сокращению продолжи­тельности изготовления деталей экономится до 25-30 % оборотных средств. При этом улучшается культура производства, создаются ус­ловия для ритмичной работы производственных подразделений, повы­шается качество выпускаемой продукции.

Гибкая производственная система, являясь высшей формой авто­матизации, включает в себя в различных сочетаниях оборудование с ЧПУ, РТК, ГПМ и различные системы обеспечения их функциониро­вания. Как показывает отечественная практика, применение ГПС це­лесообразно тогда, когда годовой объем выпуска каждого из 5-10 ти­поразмеров (наименований) /деталей составляет 50-2000 шт. Гибкие модули эффективны при годовом объеме выпуска любого из 30-80 ти­поразмеров деталей, равном 20-500 шт.