Автоматизированное производство и его характеристика

Поточное производство развивается по пути его автоматизации, т. е. применения автоматических систем на всех стадиях технологического процесса.

На первом этапе были созданы станки – автоматы и автоматические линии. На этом этапе проводилась автоматизация отдельных операций или их групп с полным или частичным освобождением рабочего от выполне­ния трудоемких, вредных, монотонных операций. При применении автоматов и полуавтоматов для выполнения отдель­ных операций, т.е. при частичной автоматизации производственного процесса, как правило, применяются непоточные методы организации производства, организуется многостаночное обслуживание.

На втором этапе были созданы станки с числовым программным управлением (ЧПУ), линии со встроенными ЭВМ для программного управления. То есть применение автоматической системы машин, расположенной по ходу технологического процесса и осуществляющих без непосредственного участия человека в определенной последовательности и с заданным ритмом технологические операции по изготовлению продук­ции. Человеком выполняются функции наладки и управления.

Автоматические линии являются дальнейшим развитием поточных. Они так же, как и поточные, могут быть одно- и много предметными. Важной, характеристикой автоматических станочных линий является способ кинематической связи оборудования, которая может быть жесткой и гибкой.

При жесткой кинематической связи все оборудование линии связано в жесткую систему единым транспортером, перемещающим обрабатываемые предметы с операции на операцию одновременно в соответствии с заданным ритмом. Основной недостаток линий с жесткой связью состоит в том, что остановка одного из станков требует остановки всей линии. Если в линию включается довольно большое количество станков с невысокой степенью надежности их работы, то такая линия может оказаться неэффективной.

На линиях с гибкой кинематической связью между каждой парой смежных станков (или их группой) имеется независимое транспортное устройство и накопитель деталей (бункер). В случае отказа одного из станков остальные работают за счет имеющегося задела в межоперационных накопителях. Линия меньше простаивает из-за отказов, однако она более сложна в конструктивном отношении, дороже и, кроме того, уве­нчивает незавершенное производство.

Третий этап автоматизации в машиностроении характеризуется применением микропроцессорной техники, промышленных роботов, гибких автоматизированных производств (ГАП).

Полуавтомат — машина, цикл работы которой в конце выполняе­мой операции автоматически прерывается и для его возобновления необ­ходимо вмешательство рабочего.

Автомат — саморегулирующаяся рабочая машина, которая осуществляет се элементы обработки, кроме контроля и наладки.

Возможности автоматизации производственных процессов во многом зависят от типа производства. Наиболее просто поддается автоматизации массовое производство, где развитие автоматизации идет по пути создания комплексных автоматических линий, переналаживаемых на различные размеры деталей.

В серийном производстве автоматизация производственных процессов с большой обновляемостью производственной программы (например, в машиностроении в среднем по 20% в год). При этом в процессе производства для улучшения технологических и эксплуатационных свойств продукции изменяют конструкцию изделий, одновременно в производстве может находиться несколько серий разных изделий. Это требует гибкого использования производственного оборудования, создания предметно замкнутых участков и групповых поточных линий, компонующихся из быстро переналаживаемых одно- и многопозиционных станков.

Автоматическая линия представляет собой совокупность автоматических станков (машин), установленных по ходу технологического процесса и связанных автоматическими механизмами и устройствами для транспортирования, складирования деталей и удаления отходов при обработке.

Автоматические линии классифицируются по следующим признакам:

1. По характеру выполняемых технологических операций линии подразделяются на механообрабатывающие, механосборочные, сборочные, штамповочные, сварочные и др.

2. По типу применяемого оборудования они подразделяются на линии из агрегатных, специализированных и специальных станков.

3. По степени совмещения обработки с транспортированием линии подразделяются на стационарные, роторные и цепные.

4. По числу наименований одновременно обрабатываемых изделий линии подразделяются на однопредметные и многопредметные.

5. По числу потоков они подразделяются на однопоточные и многопоточные.

6. По схеме компоновки оборудования они бывают линейные, кольцевые, прямоугольные, зигзагообразные.

7. По степени синхронизации технологических операций они подразделяются на синхронные (жесткие) и несинхронные (гибкие).

Различают номинальную (цикловую) и фактическую производительность автоматической линии.

Номинальная производительность определяется по формуле:

, (7.1.1.)

где ‑ число изделий, изготавливаемых за один цикл;

‑ среднее время одного цикла работы оборудования определяется по формуле:

, (7.1.2.)

где ‑ основное время, затрачиваемое непосредственно на обработку изделия;

‑ вспомогательное время затрачиваемое на установку, снятие и перемещение изделия.

Фактическая производительность автоматической линии определяется по формуле:

, (7.1.3.)

где ‑ средний интервал времени между двумя последовательными циклами с учетом простоев определяется по формуле:

, (7.1.4.)

где и ‑ среднее время затрачиваемое на техническое и организационное обслуживание, отнесенное к одному циклу;

‑ среднее время на переналадку оборудования, отнесенное к одному циклу.

Коэффициент использования оборудования на линии определяется по формуле:

, (7.1.5.)