- •4 Системы автоматического управления станками
- •4.1 Общие понятия
- •4.2 Классификация систем управления станками
- •4.3 Копировальные сау прямого действия
- •4.4 Системы управления с распределительными валами
- •4.5 Следящие сау
- •4.6 Системы циклового программного управления
- •4.7 Числовое программное управление (чпу)
- •4.8 Самоприспособляющиеся (адаптивные) системы управления
- •5 Станки токарной группы
- •5.1 Токарно-винторезные станки
- •5.2 Токарные станки
- •5.3 Револьверные (токарно-револьверные) станки
- •5.4 Лобовые (лоботокарные) станки
- •5.5 Карусельные (токарно-карусельные) станки
- •5.6 Токарно-затыловочные станки
- •5.7 Токарные станки с программным управлением
- •6 Фрезерные станки
- •7 Станки сверлильно-расточной группы
- •7.1 Сверлильные станки
- •7.1.1 Вертикально-сверлильные станки
- •7.1.2 Радиально-сверлильные станки
- •7.1.3 Станки для сверления глубоких отверстий
- •7.2 Расточные станки
- •7.2.1 Универсальные горизонтально-расточные станки
- •7.2.1.1 Общие сведения
- •7.2.1.2 Кинематика станка модели 262а
- •7.2.2 Координатно-расточные станки
- •7.2.3 Отделочно-расточные (алмазно-расточные) станки
- •8 Строгальные, долбёжные и протяжные станки
- •8.1 Строгальные и долбёжные станки
- •8.2 Протяжные станки
- •9 Станки для абразивной обработки
- •9.1 Шлифовальные станки
- •9.1.1 Круглошлифовальные станки
- •9.1.2 Внутришлифовальные станки
- •9.1.3 Бесцентровошлифовальные станки
- •9.1.4 Плоскошлифовальные станки
- •9.1.5 Правка шлифовальных кругов
- •9.1.6 Шлифовальные станки с чпу
- •9.2 Отделочные процессы и станки
- •9.2.1 Хонингование
- •9.2.2 Суперфиниширование
- •9.2.3 Притирка
- •9.3 Заточные станки
- •10 Станки для электрофизических и электрохимических методов обработки
- •10.1 Назначение и область применения станков
- •10.2 Электроэрозионные станки
- •10.3 Ультразвуковые станки
- •11 Зубообрабатывающие станки
- •11.1 Классификация станков
- •11.2 Способы работы станков
- •11.2.1 Способ копирования
- •11.2.2. Способ обката
- •11.3 Зубофрезерные станки
- •11.3.1 Компоновки станков
- •11.3.2 Кинематика станка модели 5к32
- •11.4 Зубодолбёжные станки
- •1 Об.Долбяка оборотов заготовки,
- •1 Дв.Ход.ДолбSрад мм/дв.Х
- •11.5 Станки для нарезания конических зубчатых колёс
- •11.5.1 Нарезание конических колес с прямыми зубьями
- •11.5.2 Нарезание конических колес с круговыми зубьями
- •11.6 Зубозакругляющие станки
- •11.7 Зубоотделочные станки
- •11.8 Зубообрабатывающие станки с чпу
- •12 Резьбофрезерные станки
- •13 Токарные автоматы и полуавтоматы
- •13.1 Токарные одношпиндельные автоматы
- •13.1.1 Фасонно-отрезные автоматы
- •13.1.2 Автоматы продольного точения
- •13.1.3 Токарно-револьверные автоматы
- •13.2 Токарные горизонтальные многошпиндельные автоматы последовательного действия
- •13.3 Токарные одношпиндельные полуавтоматы
- •13.4 Токарные многошпиндельные полуавтоматы (тмп). Шестишпиндельный полуавтомат мод. 1284
- •13.4.1 Назначение, принципы работы и компоновки полуавтоматов
- •13.4.3 Цикл работы станка мод. 1284
- •13.4.4 Устройство и работа отдельных механизмов и узлов полуавтомата
- •14 Агрегатные станки
- •15 Автоматические станочные линии
- •15.1 Основные понятия
- •15.2 Классификация автолиний
- •15.3 Типы и состав автоматических линий
- •15.4 Системы управления автолиниями
- •15.5 Транспортные устройства ал
- •16 Станки и станочные комплексы с числовым программным управлением
- •16.1 Станки с чпу. Обрабатывающие центры
- •16.1.1 Эффективность перехода в станках к чпу
- •16.1.2 Особенности устройства станков с чпу
- •16.1.3 Приводы подач станков с чпу
- •16.1.4 Датчики обратной связи
- •16.1.5 Шпиндельные группы станков с чпу
- •16.1.6 Накопители инструментов и обрабатываемых заготовок
- •16.1.7 Устройство, кинематика и работа обрабатывающего центра модели ир-500мф4
- •16.1.7.1 Назначение и возможности станка
- •16.1.7.2 Общее устройство и работа станка
- •16.1.7.3 Кинематика станка. Назначение гидроцилиндров
- •16.1.7.4 Устройство и работа некоторых механизмов станка
- •16.1.7.5 Цикл работы станка
- •А Цикл автоматической смены инструмента
- •Б Цикл автоматической смены спутников
- •16.2 Промышленные роботы
- •16.3 Гибкие производственные системы и интегрированные автоматизированные производства
- •17 Понятие об эксплуатации оборудования
16.3 Гибкие производственные системы и интегрированные автоматизированные производства
Серийное и особенно мелкосерийное производство характеризуется частой сменой видов обработки, широкой номенклатурой обрабатываемых изделий. Возрастание доли серийного производства в машиностроении обуславливает создание средств, позволяющих приблизить производительность серийного производства к производительности массового, не увеличивая при этом интенсивности труда рабочих и не ухудшая условий труда.
Повышение эффективности индивидуального, мелкосерийного и серийного производства обеспечивается как увеличением производительности оборудования, так и рационализацией управления производством. Последнее достигается при использовании управляемых от ЭВМ автоматизированных и автоматических станочных комплексов, на которых предусматривается работа в условиях так называемой "безлюдной технологии". Важнейшая особенность таких комплексов – гибкость, т.е. способность их к быстрой перестройке на выпуск нового изделия.
Совокупность в различных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов (РТК), гибких производственных модулей (ГПМ), отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающую свойством автоматизированной переналадки при выпуске изделий произвольной номенклатуры (в установленных пределах значений их характеристик), называют гибкой производственной системой (ГПС).
Станки с ЧПУ, контрольно-измерительное, транспортно-складское и иное оборудование ГПС управляется от ЭВМ, т.е. системы управления ГПС относятся к т.н. классу DNC (см. п/п 4.7.5).
В ГПС обеспечивается автоматизация информационного потока, а также потоков инструментов и деталей, и в их состав, в общем случае, входят (рис. 16.17):
- позиции обработки (станки с ЧПУ, ОЦ);
- позиции загрузки-выгрузки, склад заготовок и системы их транспортирования;
- склад и системы транспортирования инструментов.
Рассмотрим возможный вариант ГПС (рис. 16.18), включающей несколько станков 5, например ОЦ, многоэтажный склад заготовок 1 с краном-оператором (штабелёром) 3. В складе могут находиться заготовки, детали, приспособления.
Связь станков друг с другом и с многоэтажным складом осуществляется краном-оператором. Заготовки в специальной таре находятся в ячейках склада. Кран-оператор забирает требуемую заготовку вместе с тарой и транспортирует ее к месту закрепления деталей 2. Там рабочий устанавливает и закрепляет на палете заготовку (или спутник с заготовкой, если заготовки в складе находятся на спутниках). Кран-оператор транспортирует палету с заготовкой к требуемому станку и ставит их на поворотную платформу 4. По окончании обработки на станке очередной детали, она вместе с палетой поступает на вторую позицию поворотной платформы, платформа поворачивается, палета с новой заготовкой перемещается на станок, а палета с обработанной деталью транспортируется сначала в устройство стружкоочистки 6, а затем на другой станок или в позицию закрепления. Там деталь снимается с палеты и устанавливается в тару, вместе с которой краном-операторам отправляется в ячейку склада. При необходимости, например, перед чистовыми операциями, деталь после очистки может поступать в позицию измерений 7.
На рис. 16.19 и 16.20 показаны планировочные схемы реальных гибких производственных систем.
По организационным признакам различают следующие виды ГПС:
- гибкая автоматизированная линия (ГАЛ),
- гибкий автоматизированный участок (ГАУ),
- гибкий автоматизированный цех (ГАЦ).
В ГАЛ технологическое оборудование располагается в принятой последовательности технологических операций. В ГАУ предусматривается возможность изменения последовательности использования технологического оборудования. ГАЦ - это ГПС, представляющая собой в различных сочетаниях совокупность ГАЛ, ГАУ, РТК для изготовления изделий заданной номенклатуры.
В нашей стране серийно выпускались унифицированные системы централизованного группового управления станками для обработки деталей типа тел вращения (системы АСВ) и для обработки корпусных деталей (системы АСК).
Автоматизированная система, например, для обработки тел вращения, осуществляет прямое ЧПУ станками от управляющего вычислительного комплекса (УВК), связанного с автономными системами управления станками (системы типа СNС или индивидуальные мини-ЭВМ).
Задача ЭВМ УВК заключается в оперативном накапливании управляющих программ (на одну смену работы), покадровой выдаче их пультам управления станками по запросу с рабочих мест и в обеспечении диагностики неисправностей системы управления участком.
Отдельная мини-ЭВМ управляет циклом работы склада, собирает и хранит сведения о состоянии склада, запоминает поступающие на склад детали, составляет ведомости комплектации заготовок, приспособлений и инструмента для запуска новой партии деталей.
Второй УВК выполняет следующие основные функции: разработку производственных операций; выдачу заданий рабочим местам на каждые полсмены с расчетом загрузки и минимума потерь при переналадке станков; учет выполнения операций; формирование библиотеки управляющих программ; учет выполнения месячного производственного задания с выдачей сводки хода выполнения.
Одна из таких систем (АСВ-21) включает 14 ед. технологического оборудования и имеет следующие показатели: годовой выпуск деталей - до 120 тыс. шт.; среднегодовая номенклатура обрабатываемых деталей - до 3 тыс.; средний размер партии - 20 штук; срок окупаемости - 4,5 года.
Возложение на ЭВМ задач оперативного планирования производства и управления службами подготовки производства ведет к снижению производственных простоев по организационным причинам и увеличению коэффициента использования станков. Введение "безлюдной технологии" во вторую и третью смены обеспечивается тем, что в 1 смену по плановым заданиям, выдаваемым ЭВМ, подготавливают технологические заделы (заготовки, оснастку, материалы), необходимые для работы в течение суток с минимальным количеством обслуживающего персонала. Возложение на ЭВМ задач диагностики, учета и контроля за ходом производства позволяет снизить простои оборудования и повысить его надёжность.
Развитие ГПС, систем автоматизированного проектирования изделий и деталей и планирования технологических процессов, автоматизированных систем управления производством не могло не привести к их интеграции и появлению интегрированных комплексов как в качестве понятия, так и в качестве целостных, реально существующих систем. В них автоматизированы не только процессы, связанные с обработкой деталей, но и вся инженерная подготовка производства, включая проектирование изделий основного производства и изделий технической подготовки производства (инструмента, оснастки и т.д.).
Такие системы называют интегрированными автоматизированными производствами (ИАП), за рубежом - computer integrated manufacturing (CIM). Учитывая наличие в различных изданиях разной терминологии для одних и тех же понятий, отметим, название ИАП (CIM) предпочитают использовать изготовители компьютеров, а станкостроители нередко применяют название ГПС и в узком, и в новом широком плане.
Информационно-управляющие системы (ИУС), входящие в ИАП, обеспечивают выполнение следующих процессов и используют следующие автоматизированные системы:
- САПР – система автоматизированного проектирования (проектирование изделий и деталей),
- АСТПП – автоматизированная система технологической подготовки производства (планирование технологических процессов),
- АСУП – автоматизированная система управления производством (программирование станков, роботов и других транспортных средств, планирование производства, изготовление),
- системы приёма, хранения и перевозки материалов, компонентов, изделий.
Таким образом, использование ИАП означает применение ЭВМ на всех стадиях процесса производства, включая проектирование, определение потребности в материалах, составление расписания работы и снабжения предприятия, складирование и отгрузку готовой продукции.