Преимущества гибких производственных систем (ГПС)



1. Возможность резкого снижения скрытых производственных затрат.
2. Сокращение накладных расходов.
3. Быстрая переналадка системы на выпуск новой продукции.
4. Повышение производительности труда.
5. Повышение коэффициента сменности.
6. Повышение коэффициента загрузки оборудования.
7. Сокращение длительности производственного цикла.
8. Высвобождение значительной части работающих.
9. Улучшение социальных условий труда.
10. Повышение технического уровня и качества выпускаемой продукции.
11. Сокращение объема бумажной документации.
12. Снижение материалоемкости, энергоемкости продукции.
13. Сокращение производственных площадей.

Гибкость и высокая производительность - две основы , на которых держится применение ГПС. Внедрение ГПС коренным образом изменяет структуру промышленности, в том числе размеры существующих предприятий на 50% - 60%. Внедрение ГПС означает сниже¬ние количества обслуживающего персонала, т.е. в производстве будет занято небольшое количество операторов. В результате потребуется от 10% до 30% имеющейся в настоящее время рабочей силы.

Проблемы в сварке:1. Капитальные затраты, по сравнению с РП настолько велики, что у руководителя есть сомнения в практической целесообразности, а также не хватает следующих данных :
- о скрытых потерях рабочего времени;
- о потерях в качестве;
- о потерях в производительности.
2. Наличие большого количества сварочных цехов определяет значительную широту концепций, закладываемых в основу ГПС для сварки; кроме того, отсутствует общая кон¬цепция в создании ГСП.
3. Сварка является технологическим приемом, охватывающий широкий спектр технологических операций.

Магистральным направлением создания ГПС для сварки является применение роботов, целью должно стать повышение производительности, повышение гибкости и сокращение количества обслуживающего персонала до уровня более низкого, чем тот который в настоящее время кажется практически обоснованным.

Термины и определения

Гибкая производственная система - совокупность (или отдельная единица) технологического оборудования и системы обеспечения его функционирования в автоматическом режиме, обладающее свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик. ГПМ - это ГПС, состоящая из единицы технологического оборудования оснащенная автоматизированным устройством программного управления и средствами автоматизации технологического процесса, автономного функционирующая, осуществляющая многократные циклы и имеющая возможности встраивания в систему более высокого уровня. ГПМ включает в себя: накопитель, спутники, устройства выгрузки и загрузки, устройство замены технологической оснастки, устройство автоматизированного удаления отходов, устранение автоматизированного контроля. Частный случай ГПМ - это РТК, при условии его встраивания в сис¬тему более высокого уровня.

Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ), гибкий автоматизированный участок (ГАУ) - это ГПС, состоящие из нескольких ГПМ объединенных автоматизированной системой управления (АСУ). Гибкий автоматизированный цех (ГАЦ) - ГПС, представляющая собой совокупность ГАЛ и ГАУ, предназначенную для изготовления изделий заданной номенклатуры. Гибкий автоматизированный завод (ГАЗ) - ГПС, представляющая собой совокупность ГАЦ, предназначенных для изготовления изделий заданной номенклатуры.

Гибкий производственный комплекс (ГПК) - ГПС, состоящая из нескольких ГПМ объединенных АСУ и автоматизированной транспортной складской системой (АТСС), автономно функционирующая в течение заданного интервала времени и имеющая возможность встраивания в систему более высокой степени автоматизации.

Гибкая автоматизированное производство (ГАП) - ГПС, состоящая из одного или нескольких ГПК, объединенных АСУП и АТСС и осуществляя автоматизированный переход на изготовление новых изделий с помощью автоматизированной системы научных исследований (АСНИ), систем автоматизированного проектирования (САПР) и автоматизированной системы технологической подготовки производства (АСТПП). В состав системы функционирования технологического оборудования ГПС входят: АСНИ , САПР, АСТПП, АСУП, АТСС, автоматизированная система инструментального обеспечения, система автоматизированного контроля (САК).

Гибкость и высокая производительность - это две основы, на которых основывается применение ГПС. По гибкостью понимается приспосабливаемость систем к динамическим и стохастическим изменениям связанным с производственной программой. Система считается гибкой, переналаживаемой без существенных затрат, если при изменении производственной программы не меняется число и вид ее элементов, а также вид их связей.

Различают виды гибкости: технологическая, структурная, маршрутная, производственная гибкость, организационная, машинная гибкость, гибкость по продукту, по номенклатуре, параметрическая, гибкость мощности (компенсационная и накопительная способности).

Робототехнологические комплексы в сварочном производстве

Промышленный робот - это автоматическая машина, представляющая собой совокупность манипулятора и перепрограммируемого устройства управления, выполняющая в производственном процессе двигательные и управляющие функции, заменяющие аналогичные функции человека при перемещении предметов производства и технологической оснастки.
Промышленный робот - это перепрограммируемый манипулятор.

Классификация промышленных роботов
1. По специализации: специальные, специализированные, универсальные.
2. По грузоподъемности: сверхлегкие, легкие, средние, тяжелые и сверхтяжелые.
3. По числу степени подвижности: с двумя, с тремя, с четырьмя, более четырех.
4. По возможному перемещению: стационарные, подвижные.
5. По способу установки на рабочем месте: напольные, подвесные и встроенные.
6. По виду системы координат: прямоугольная декартовая, сферическая, угловая, смешанная.

В результате использования робототехники в сварочном производстве становится возможным:
1. Автоматизированная сварка швов в любой форме, а также сварка большого количества коротких швов, различным образом ориентированных в пространстве.
2. Выполнять дуговой сваркой сварные швы с любой формой линии соединения в оптимальном пространственном положении с наиболее производительными режимами сварки при оптимальном формировании сварных швов.
3. Уменьшать в ряде случаев калибр сварных швов, благодаря гарантированной стабильности их параметров, обеспечивая таким образом гарантированный рост производительности, экономию сварочных материалов и электроэнергии и уменьшение сварочных деформаций.
4. Сократить потребность в специальном сварочном оборудовании и изготовлении специальных и специализированных станков, установок и машин для сварки.
Для роботизации сварочного производства необходимо: выбрать универсальную или скомпоновать специализированные средства робототехники; решить комплекс технико-экономических вопросов, связанных с внедрением средств робототехники на конкретном сварочном производстве.

Группирование сварочных конструкций по конструктивным и технологическим признакам:
1. Плоскостные сварочные конструкции (СК).
2.Листовые СК типа тел вращения.
3. Каркасно-решетчатые СК (например, плоские и объемные фермы, ...).
4. Рамные СК, состоящие из соединенных сваркой продольных и поперечных балок, распорок и усиливающих элементов.
5. Корпусные СК, изготавливаемые из заготовок сортового проката, поковок, отливок, штамповок (станины, стойки, ...).
6. Детали машин (сварные валы, шестерни, рукоятки, ...).

Условия (особенности) работы роботизированных комплексов:
1.Высокая температура вблизи зоны сварки.
2.Мощное нестационарное электромагнитное и световое излучение.
3. Разбрызгивание металла и защитных газов, выделение аэрозолей, агрессивных га¬зов.
4. Поверхности изделий могут быть покрыты окалиной, иметь заусенцы, брызги.

Область целесообразности роботизации.
Из-за сложности реализации автоматизации сварочных процессов возникает необходимость использования средств роботизации, особенно в СК с короткими швами, сложной формы и пространственного расположения. Целесообразно применение:

1. РТК сварки сварных конструкций малых размеров.
2. РТК сварки серийных крупногабаритных конструкций.
3. РТК контактной сварки тонколистовых и каркасно-решетчатых конструкций.

Требования к манипулятору сварочного элемента (сварочный робот)
1. Не менее 5-ти степеней подвижности.
2. Допустимые отклонения электрода от линии соединения сварочных элементов не более 0, 5 д.эл.
3. Наличие геометрической адаптации.
4. Наличие технологической адаптации.
5. скорость установившегося переносного движения горелки до 1, 5 м/с и клещей до 3 м/с.


Источник: //weldingsite.com.ua/st213.html

Размещено компанией СТС [21.10.2010]