ФГАОУ ВПО Российский государственный профессиональнопедагогический университет Машиностроительный институт

ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессиональнопедагогический университет» Машиностроительный институт Кафедра технологии машиностроения и методики профессионального обучения Краткий конспект лекций

Тема 5: Гибкое автоматизированное производство (ГАП) 5. 1 Основные понятия и определения 5. 2 Общие принципы проектирования и создания ГПС 5. 3 Классификация ГПС по организационной структуре Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

5. 1 Основные понятия и определения Гибкая автоматизация – это способ производства, основанный на концепции безлюдной технологии. Безлюдная технология предполагает высокий уровень комплексной автоматизации всех составляющих производственного процесса: Ø проектирование новой или модернизированной продукции; Ø проведение научных исследований; Ø подготовка производства; Ø основные и вспомогательные технологические процессы; Ø управление производственными процессами и производством. Гибкая автоматизация актуальна для производств с большой номенклатурой выпускаемой продукции при частом обновлении этой номенклатуры. Результат – резкое сокращение труда человека в производственном процессе. Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

Гибкость – способность быстро и целенаправленно изменять технологические возможности в пределах имеющегося технологического потенциала в соответствии с требованиями производственной ситуации при минимально возможных трудовых и материальных потерях. Гибкость – это способность обеспечивать автоматическую обработку определенной номенклатуры изделий, причем каждое изделие обрабатывалось бы с оптимальной для данного способа формообразования производительностью, а смена номенклатуры происходила бы с относительными потерями, близкими к нулю. Машинная гибкость – легкость перестройки технологических элементов ГПС в пределах заданной номенклатуры. Маршрутная гибкость – способность продолжать обработку заданной номенклатуры при необходимости изменения маршрута. Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

Гибкое автоматизированное производство (ГАП) – комплексное автоматизированное производство, основанное на принципах гибкой автоматизации (интегрированное производство). Организационная подготовка ГАП: o Этап 1: анализ номенклатуры выпускаемых на предприятии изделий, o Этап 2: группирование деталей по конструктивнотехнологическим признакам, o Этап 3: определение состава и специализации производственных участков и цехов, o Этап 4: отработка деталей на технологичность, o Этап 5: определение рациональной структуры участков и цехов o Этап 6: анализ полученных результатов o Этап 7: разработка технического задания на создание подразделений ГАП. Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

Гибкое автоматизированное производство ГПС АСУП САПР АСНИ АСТПП Автоматизированный технологический процесс Автоматизированная система управления технологическим процессом ГПС – гибкая производственная система для автоматизации технологических процессов; САПР – система автоматизированного проектирования; АСНИ – автоматизированная система научных исследований; АСТПП – автоматизированная система технологической подготовки производства; АСУП – автоматизированная система управления производством. Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

Системы обеспечения ГАП – совокупность взаимосвязанных систем, обеспечивающих проектирование изделий, технологическую подготовку их производства, управление ГПС при помощи ЭВМ и автоматическое перемещение предметов производства и технологической оснастки. Интеграция систем обеспечения ГАП АСНИ САПР АСТПП Базы данных Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А. ГПС САК Готовое изделие Техническое задание АСУП

Технологическая основа ГАП – гибкие производственные системы (ГПС). ГПС (гибкая производственная система) – совокупность технологического оборудования, гибких производственных модулей, роботизированных технологических комплексов и систем обеспечения функционирования в автоматическом режиме, обладающая свойством автоматизированной переналадки производстве изделий в пределах технологического потенциала. Гибкий производственный модуль (ГПМ) – единица технологического оборудования с ЧПУ для производства изделий произвольной номенклатуры, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции по изготовлению продукции, имеющая возможность встраивания в ГПС. Роботизированный технологический комплекс – совокупность единицы технологического оборудования, промышленного робота и средств оснащения, автономно функционирующая и осуществляющая многократные циклы. Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

В составе ГПС можно выделить следующие автоматизированные системы: Гибкая производственная система ГПМ Автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО) ГПМ Система автоматизированного ГПМ контроля (САК) Автоматизированная система удаления отходов (АСУО) АСУ ГПС Автоматизированная транспортноскладская система (АТСС) Автоматизированная складская система Автоматизированная транспортная Автор презентации – доцент, система к. т. н. , Штерензон В. А.

5. 2 Общие принципы проектирования и создания ГПС Принцип 1: модульность построения ГПС. Агрегатно-модульные структуры с использованием взаимозаменяемых модулей повышают гибкость ГПС. Принцип 2: системная совместимость основных компонентов ГПС. Виды совместимости Технологическая Конструкторская Информационная Эксплуатационная Энергетическая Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

Технологическая совместимость (технологическое единство и взаимозаменяемость компонентов автоматизированного производства). Основа технологической совместимости – групповая технология обработки изделий. ü ü Информационная совместимость (взаимодействие компонентов ГПС при обмене информацией, стандартизация входных и выходных сигналов, использование стандартных интерфейсов и протоколов обмена информацией). ü Конструктивная совместимость (согласование геометрических параметров, установочных и присоединительных элементов, эстетических и эргономических характеристик компонентов). ü Эксплуатационная совместимость (согласование характеристик, определяющих условия эксплуатации компонентов и показателей их надежности. ü Энергетическая совместимость (обеспечение согласованности и минимизация видов энергии, потребляемой компонентами). Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

Принцип 3: распределенно-централизованное управление и обработка информации (использование иерархических систем для управления и обработки информации). Принцип 4: адаптация ГПС к изменениям в производственном процессе. Принцип 5: совместимость ГПС с другими производственными автоматизированными системами. Принцип 6: поэтапное внедрение ГПС (поэтапное наращивание степени автоматизации ГПС от уровня ГПМ до ГАП). Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

5. 3 Классификация ГПС по организационной структуре Уровень 5 Гибкий автоматизированный завод (Киберзавод) Гибкое автоматизированное заготовительное производство … Уровень 4 Гибкое автоматизированное механообрабат. производство Уровень 3 ГАЦ ГА Цех Уровень 2 ГАУ ГА Участок ГА Линия ГПМ ГПМ ГАЦ ГА Цех ГАЛ ГПМ ГПМ Автор презентации – доцент, Уровень к. т. н. , Штерензон В. А. 1 ГПМ

Гибкий производственный модуль (ГПМ) - это ГПС: ü состоящая из 1 -2 -3 –х единиц технологического оборудования, ü оснащенная системой числового программного управления, ü оснащенная средствами автоматизации загрузочноразгрузочных и транспортных работ. ГПМ автономно функционирует, осуществляет многократные циклы, имеет возможность встраиваться в ГПС более высокого уровня. Обрабатывающие Склад центры заготовок Столнакопитель Робот. Автор презентации – доцент, манипулятор к. т. н. , Штерензон В. А. Склад готовых деталей

Роботманипулятор Склад заготовок Обрабатывающие центры Транспортер Склад готовых деталей Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

1 2 3 4 5 Система управления ГПМ Обозначения: ЭТО Гибкий 1 – станки с ЧПУ (или ОЦ) Производственный 2 – склад заготовок Модуль 3 – склад готовых деталей Управление 4 – робот-манипулятор Функциональное 5 – стол-накопитель Автор презентации – доцент, взаимодействие к. т. н. , Штерензон В. А.

В Гибкий Производственный Модуль помимо собственно технологического оборудования в том или ином объеме входят системы: Ø АТСС – работает, как правило, по жесткому маршруту и по жесткому циклу, крайне ограниченные складские возможности; Ø АСИО – осуществляет контрольные функции по инструментальному обеспечению и обеспечивает запросы на высокий уровень управления; Ø АСК – работает по программе, получаемой с более высокого уровня управления. Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) или гибкий автоматизированный участок (ГАУ) – это ГПС: ü состоящая из нескольких ГПМ, ü объединенных единой системой управления, функционирования и транспортирования. В Гибкой Автоматизированной Линии технологическое оборудование расположено в принятой последовательности технологических операций. В Гибком Автоматизированном Участке есть возможность изменения маршрутного использования оборудования. В ГАУ или ГАЛ функции АТСС, АСИО и АСК значительно усложняются и расширяются. В несколько урезанном виде реализуются функции АСУП и АСТПП Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

Обрабатывающий центр ГПМ 3 ГПМ 2 ГПМ 1 Загрузочное устройство Робот-манипулятор Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

Обрабатывающий центр Перегрузочный стол Портальный робот Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

АСУ ГАЛ ГПМ 1 ГПМ 2 ГПМ 3 Автоматизированная транспортная система Автоматизированный склад (заготовки, инструменты, оснастка, готовые детали) Управление Функциональное взаимодействие ЭТО Гибкая Автоматизированная Линия Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

АСУ ГАУ ГПМ 1 ГПМ 3 Автоматизированная транспортная система ГПМ 2 Автоматизированный склад (заготовки, инструменты, оснастка, готовые детали) Управление Функциональное взаимодействие ЭТО Гибкий Автоматизированный Участок Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

В механообрабатывающем производстве используются и гибкие автоматизированные участки и гибкие автоматизированные линии. В сборочном производстве используются в основном гибкие автоматизированные линии. Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

Гибкий автоматизированный цех (ГАЦ) – совокупность ГАЛ и/или ГАУ, возможно включение отдельных ГПМ. Все указанные выше системы (АТСС, АСК, АСУП и др. ) в том или ином виде присутствуют и функционируют в ГАЦ. Примеры автоматизированных цехов Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

Примеры автоматизированных цехов Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

Гибкий автоматизированный завод (ГАЗ) – совокупность Гибких Автоматизированных Цехов, выпускающих готовые изделия. Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.

Рассмотренные вопросы и понятия 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Гибкая автоматизация Безлюдная технология Гибкость (машинная, маршрутная) Гибкое автоматизированное производство Гибкая производственная система Гибкий производственный модуль Гибкий автоматизированный участок (линия) Гибкий автоматизированный цех Гибкий автоматизированный завод (киберзавод) Автор презентации – доцент, к. т. н. , Штерензон В. А.