Краткие сведения о ГПС

Характерной особенностью современного машиностроительного производства является стремление к созданию гибких производственных комплексов на основе безлюдной технологии, т. е., без участия или с минимальным участием человека.

Создание ГПС на современном этапе обеспечивается высоким уровнем развития техники: успешно функционируют эффективные управляющие системы, станки с ЧПУ (числовое программное управление), многоцелевые станки, роботы, РТК, измерительные машины, транспортные средства и др. Основой создания этих комплексов являются ГПС (ГОСТ 26228—85).

Составными частями ГПС являются роботизированный техно­логический комплекс (РТК) и гибкий производственный модуль (ГПМ).

ГПМ — единица технологического оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах характеристик с программным управлением, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции, связанные с их изготовлением, имеющая возможность встраиваться в ГПС.

ГПС — это совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, РТК, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.

Различают следующие виды ГПС по организационным признакам: гибкая автоматизированная линия (ГАЛ); гибкий автоматизированный участок (ГАУ), гибкий автоматизированный цех (ГАЦ).

ГАЛ — это ГПС, в которой технологическое оборудование расположено в принятой последовательности технологических операций.

ГАУ представляет собой ГПС, функционирующую по техно­логическому маршруту, в котором предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования.

Технологическая линия с применением робота представляет собой совокупность РТК, связанных между собой транспортными средствами и системой управления, или нескольких единиц технологического оборудования, обслуживаемых одним или несколькими промышленными роботами для выполнения операций в принятой технологической последовательности. Если же в этой совокупности возможно изменение последовательности использова­ния технологического оборудования, то она будет представлять собой роботизированный технологический участок.

ГАЦ — это ГПС, представляющая собой в различных вариантах совокупность ГАЛ, роботизированных технологических линий, ГАУ, роботизированных технологических участков для изготовления изделий заданной номенклатуры.

Система обеспечения функционирования ГПС — это совокупность в общем случае взаимосвязанных автоматизированных систем, обеспечивающих проектирование изделий, технологическую подготовку их производства, управление гибкой производственной системой с помощью ЭВМ и автоматическое перемещение предметов производства и технологической оснастки.

В общем случае в систему обеспечения ГПС входят: автомати­зированная транспортно-складская система (АТСС); автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО); система автоматизи­рованного контроля(САК); автоматизированная система удаления отходов (АСУО); автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУТП); автоматизированная система научных исследований (АСНИ); система автоматизированного проектирования (САПР) автомати­зированная система технологической подготовки производства (АСТПП); автоматизированная система управления (АСУ) и т, д.

Гибкие производственные системы (от линии до цеха) создают в основном в машиностроительных отраслях, включая приборостроение, радиоэлектронную промышленность.

Следует отметить, что ГПС относительно дороги.

4. Технологические процессы обработки заготовок на автоматических линиях. Особенности разработки технологических процессов обработки заготовок на станциях с ЧПУ.

Серийное производство, выпускающее до 75—80% общей продукции машиностроения, характеризуется большими затратами времени, особенно вспомогательного. Известно, что в общей структуре штучного времени 20— 30% составляет основное время, а 70—80% — вспомогательное.

Основным направлением сокращения затрат вспомогательного времени является автоматизация управления процессами обработки заготовок. Однако в условиях мелкосерийного производства применение высокопроизводительных станков (автоматов) экономически невыгодно в связи с их высокой стоимостью, большими затратами на технологическую оснастку и большой трудоемкостью наладки технологической системы. Эти станки не обладают достаточной гибкостью для использования их при частой смене объектов производства. Именно такими свойствами обладают станки с ЧПУ, сочетающие в себе гибкость универсального оборудования с ручным управлением, точность и производительность станков-автоматов.

Время, требуемое на переналадку станка с ЧПУ на изготовление новых деталей, значительно меньше времени наладки автоматов и представляет собой время, затрачиваемое на смену управляющей программы и оснастки. Важнейшим преимуществом станков с ЧПУ является возможность обработки с одного установка (соблюдается принцип постоянства баз) заготовок сложных деталей, требующих для обработки большого числа различных инструментов.

Применение станков с ЧПУ позволяет максимально упростить и сократить количество используемой оснастки (приспособлений, инструментов) и, следовательно, ускорить технологическую подготовку производства (ТПП) при переходе на изготовление новых изделий.

Технологические возможности станков с ЧПУ определяются многими факторами, основными из которых являются следующие: конструкция станка, компоновка, класс точности и техническая характеристика системы ЧПУ.

Эффективность применения станков с ЧПУ включает: повышение точности обработки за счет исключения субъективных факторов и независимость точности обработки от свойств программоносителя; исключение операций разметки; автоматизацию вспомогательных переходов, в том числе смены инструмента и обрабатываемых заготовок; концентрацию операций и обработку за один переход поверхностей с прямолинейными и криволинейными образующими; сокращение времени рабочих и вспомогательных ходов за счет быстродействия и автоматического переключения приводов; предпосылки к оптимизации режимов резания (на этапе разработки управляющих программ); сокращение затрат на контроль размеров (за счет строгой повторяемости движений инструментов, автоматического контроля размеров); предпосылки к многостаночному обслуживанию оборудования и переходу на автоматический цикл работы (без участия станочника); способность встраиваться в ГПС.

Таким образом, областью применения станков с ЧПУ и многоцелевых станков является средне- и мелкосерийное производство. Однако они могут применяться и в массовом производстве.

К основным этапам подготовки процесса обработки на станках о ЧПУ относят: разработку технологического процесса; расчет управляющих программ: вычерчивание эскиза наладки; присвоение элементам контура или траекторий перемещения инструмента обозначений, принятых для данной системы автоматизации подготовки(САП) управляющих программ, запись про­граммы расчета на языке САП; контроль управляющих программ и внесение необходимых исправлений.

Наиболее широкое применение в промышленности получили станки токарной, фрезерной, сверлильно-расточной групп и многоцелевые станки с ЧПУ.