ПОНЯТИЕ ГПС. ТИПЫ ГПС

ГАС( гиб автом сист) на другие изделия без реконструкции предприятия, а путём перенадалки. себестоимость близка к СЕБ в ГПС массового произв-ва.

В зависимости от структуры станочные системы подразделяются:

1. автоматические линии АЛ

2. гибкие производственные системы ГПС

3. станки с ЧПУ

Область рационального применения той или иной станочной системы определяется компромиссом между гибкостью и производительностью.

Гибкость определяется диапазоном обрабатываемых деталей и трудоёмкостью переналадки.

Автоматические линии используются в массовом и крупносерийном производстве с ограниченным количеством типов деталей.

В единичном и мелкосерийном - более выгодно использовать отдельные станки с ЧПУ.

Среднесерийное производство – гибкие производственные системы.

В гибких производственных системах можно выделить 3 основных вида производства, удовлетворяющих различным производственным задачам:
1. гибкие автоматические линии ГАЛ

2. гибкие автоматизированные участки ГАУ

3. гибкие производственные модули ГПМ

Гибкие автоматические линии менее производительны, чем автоматические линии и менее гибкие из всех ГПС. Используются, когда номенклатура деталей ограничена, а годовой выпуск деталей достаточно большой.

Гибкий производственный модуль – наиболее гибкие системы. Позволяет обрабатывать большую номенклатуру деталей (т.к. быстро перенастраивается с одной детали на другую), с годовым выпуском одной детали от 15 до 500 шт.

Гибкие автоматизированные участки позволяют обрабатывать широкую номенклатуру деталей (от 8 до 100) с достаточно большой годовой программой (500-1500)

1. ГАЛ – система металлорежущих станков с ЧПУ, установленных в последовательности прохождения технологического процесса обработки деталей и соединённых автоматической транспортной системой.

Функция оператора сводится к контролю за прохождением технологического процесса, поднастройке оборудования и в некоторых случаях загрузке заготовок на автоматическую линию.

По характеру транспортирования заготовок АЛ:

стационарные – деталь в процессе обработки не изменяет своего положения относительно станка и лишь по окончании обработки перемещается на следующую позицию обработки или в складирование.

роторные – процесс транспортирования и обработки совмещён частично или полностью.

АЛ стационарного типа:

1 – станок обычный или с ЧПУ 2 – транспортёр 3 – позиция загрузки 4 – поворотная позиция 5 – кантователь 6 – склад заготовок 7 – склад инструментов 8 – склад готовых деталей

Для обработки деталей на автоматической линии выделяется группа однотипных деталей, близких по технологическому процессу. При обработке могут использоваться либо все станки АЛ, либо часть станков.

Направление движения заготовок строго определённо. Передача заготовок от станка к станку обеспечивается транспортёром, который может иметь ориентирующее устройство для ориентации заготовок в пространстве; иметь специальные приспособления – столы – спутники и паллеты; иметь устройства для накопления заготовок или полуфабрикатов, устройства для автоматического удаления стружки, как из зоны обработки, так и с АЛ.

Система управления включает в себя:

СУ станками

СУ транспортированием заготовки

система блокирования, обеспечивающая безаварийность работы

система контроля

По принципу работы АЛ делятся:

1. синхронные – в них заготовка перемещается от станка к станку без использования промежуточных накопительных устройств (магазины ил БЗУ).

При этом цикл обработки на каждом станке АЛ должен быть одинаковым.

2. несинхронные – возле каждого станка стоит промежуточный накопитель заготовок и полуфабрикатов с автоматическим загрузочным устройством.

Синхронные АЛ более дешёвые при проектировании и эксплуатации, но должны иметь надёжное оборудование, т.к. при выходе из строя одного из станков, останавливается вся линия. Поэтому наибольшее распространение получили несинхронные АЛ.

АЛ могут состоять из одно- и многопозиционных станков для обработки сложных корпусных деталей ( с 4-х и 6-ти сторон). АЛ делят на участки, на каждом из которых проводят обработку с одной стороны. Между участками используется поворотный стол или кантователь.

Для повышения производительности или надёжности АЛ часто проектируют с ветвящимися потоками. Для наиболее продолжительных операций используют параллельно 2 или более станков.

Для полной обработки сложных деталей проектируют комплексные АЛ, которые кроме металлорежущих станков включают дополнительное оборудование (штампы, прессы, сушильные, покрасочные устройства).

Роторные АЛ

Отличаются от стационарных отсутствием транспортёра. Транспортирование и обработка деталей производятся одновременно.

I – загрузочный ротор II – технологический ротор III – транспортный ротор

IV – ротор - накопитель

Технологический ротор специальный станок, в котором обработка деталей выполняется одновременно с транспортированием. Благодаря этому получаем высокую производительность. Но роторные автоматические линии имеют технологические ограничения: невозможность многооперационной обработки => используются для обработки простейших деталей типа тел вращения.

Эффективность работы роторной АЛ зависит от надёжности устройств, входящих в неё.

2. ГПМ – технологическая единица, которая может работать автономно или быть включена в ГПС

В общем виде ГПМ состоит из:

1. многооперационный станок с ЧПУ 2. робот 3. накопитель заготовок 4. накопитель готовых деталей 5. дополнительные устройства (устройства автономной уборки стружки, кантователь)

ГПМ с напольным роботом

ГПМ с портальным роботом

По степени автоматизации ГПМ:

1. Использование многоцелевых станков с автоматической сменой заготовок и инструмента. Обработка осуществляется автоматически, но требуется контроль оператора за технологическим процессом (поднастройка инструмента на размер).

2. ГПМ оснащается устройством автоматического контроля и поднастройки инструмента (присутствие оператора не требует).

3. Адаптивная система управления. Снабжается устройствами автоматической смены инструмента и заготовок, контроля инструмента и адаптацией СУ к изменяющимся внешним условиям (встраивается в безлюдную технологию).

По назначению ГПМ:

Для обработки деталей типа тел вращения

Для обработки корпусных деталей. Используется специальное приспособление – спутник, что позволяет повысить точность базирования детали на станке, т.к. деталь точно устанавливается на приспособление. Станки с ЧПУ для обработки корпусных деталей снабжаются большим магазином инструментов или устройствами автоматической смены инструмента.

Основными показателями ГПМ являются:

производительность – количество деталей за единицу времени

надёжность – время работы оборудования на отказ

коэффициент загрузки оборудования определяется за плановый период работы

Роботизированные технологические комплексы РТК

Включают в себя более одного многооперационного станка ЧПУ, обслуживаемых одним роботом. Позволяет вести обработку деталей с двух сторон или разбивать технологический процесс на две большие группы.

С напольным роботом

Робот может обслуживать 2 и более станков, но при обслуживании более двух существенно увеличивается занимаемая площадь, появляется сложность управления роботом. Обработка на станках может вестись параллельно либо технологический процесс может быть разбит на три большие группы.

С портальным роботом

Теоретически портальный робот может обслуживать неограниченное число станков. Количество обслуживаемых станков зависит от времени обработки деталей на станке и, как следствие, коэффициента загрузки оборудования. Наиболее эффективное обслуживание 2-3 станков.

3.ГАУ –система, функционирующая по технологическому циклу с возможностью изменения последовательности технологической операции.

ГАУ состоит из:

ГПМ роботизированных технологических комплексов, которые связаны между собой автоматизированной транспортно – складской системой.

ГАУ имеют единую единицу СУ, которая выполняет функции:

раздача управляющей программы на станки ЧПУ, транспортирование заготовок и готовых деталей накопление заготовок и готовых деталей.

Организация транспортной системы на ГАУ зависит от расположения оборудования. Наиболее распространённой является замкнутая система транспортирования, которая позволяет иметь 2 и более транспортные тележки, что позволяет повысить коэффициент загрузки оборудования, но возникают сложности с управлением.

Складская система позволяет накапливать заготовки, готовые детали, обеспечить автоматическое снабжение инструментом (инструмент автоматически меняется на станке при смене обрабатываемой заготовки).

ГАУ должен иметь систему автоматического контроля. Осуществляется как входной контроль заготовок, так и выходной контроль готовых деталей. Инструмент контролируется непосредственно на станке. Станки, обладающие адаптивной СУ, входящие в ГАУ, позволяют автоматически корректировать инструмент при изменявшихся внешних условиях, что не требует участие оператора в поднастройке станка. ГАУ должен обладать автоматизированной системой удаления стружки.

Интенсивность транспортных потоков на ГАУ определяется расстановкой оборудования.

4 варианта группирования станков:

1. Произвольное (оборудование, предназначенное для обработки основных групп деталей располагается в произвольном порядке).

2. Функциональное (оборудование группируется по технологическому признаку).

3. Модульная (сходные процессы обработки параллельно выполняются группами станков).

4. Групповая (отдельные группы и детали обрабатываются на определённых ячейках ГАУ, представляющих собой либо ГПМ, либо РТК). Этот способ может вводиться поэтапно и ведёт к высокой производительности.