Статьи.

Элементы производственного процесса

Основным элементом производственного процесса является технологический процесс, состоящий из последовательности технологических операций, в результате которых происходят изменения формы, размеров и свойств поверхностного слоя деталей, а также их взаимного расположения (процессы сборки). Технологические процессы происходят во времени и в пространстве. Это, в свою очередь, требует складирования, транспортирования, консервации и контроля.

Производственный процесс всегда рассматривается применительно к конкретному изделию и происходит в определенных производственных ячейках. Первичной производственной ячейкой является рабочее место (РМ), где происходит объединение трех главных составляющих производственного процесса: труда работника, средств производства и предмета труда. Эту ячейку, например металлорежущий станок 16ГС30 или ГПМ, можно назвать ячейкой нулевого уровня. При объединении таких ячеек согласно определенному принципу получим ячейки первого уровня, например производственные ячейки или линии. Объединение же последних позволяет создать ячейки второго уровня, например ПС.

Все реализуемые в ПС процессы можно с учетом их влияния на достижение целей и задач ПС разделить на процессы непосредственного производства и дополняющие процессы. К последним относятся вспомогательные процессы, а также процессы управления и информационные.

Производственные процессы реализуют основные цели и задачи ПС по производству промышленных изделий или материальных услуг. Дополняющие процессы обеспечивают обслуживание всех производственных процессов с помощью действий, услуг или информационных потоков. В результате создается сеть материальных, энергетических и информационных связей между элементами ПС и окружающей средой.

ПС состоит из специализированных подсистем. Такая специализация касается, например, выполнения конкретных технологических операций (группы операций) на конкретном изделии (конкретной группе изделий). Она служит основой разработки структуры ПС путем соединения соответствующих подсистем.

Одно из развиваемых в настоящее время направлений разработки ПС — возрастание степени их автономности. Обеспечивается это путем создания объединенных (интегрированных) ПС, в которых происходит объединение функций и устройств, необходимых для качественной реализации производственного процесса. Суть такого объединения заключается в функционально-пространственном объединении конкретных подсистем с одновременной концентрацией производства и касается обработки, транспортирования, манипулирования и складирования изделий, управления производством. Наиболее простой случай — соединение РМ только системой транспортирования изделий.

Существуют две формы интеграции ПС — функциональная и техническая. Функциональная интеграция заключается в объединении в производственных ячейках конкретных функций, выполняемых в ходе реализации производственных и вспомогательных процессов. В этом случае обеспечивается определенная специализация процесса производства. Техническая интеграция характеризует технический уровень указанных функций в пределах одной производственной ячейки, что обеспечивает изменение количества используемых устройств и возрастание их универсальности. Примером интеграции одновременно функциональной и технической являются многоцелевые станки ГС526У, в которых имеет место концентрация различных методов обработки (фрезерования, растачивания, сверления и т.д.), выполняемых производственных функций (обработка, смена инструментов, палет с деталями и т.д.), а также объединение в одной конструкции технических устройств для реализации указанных функций.

Интеграция благоприятствует автоматизации ПС. Фактором, способствующим автоматизации, являются значительные объемы производства. Дорогостоящее оборудование в этом случае окупается гораздо быстрее за счет значительных амортизационных отчислений. Именно это способствовало в свое время широкому внедрению в автомобилестроение автоматических линий обработки деталей и сборки.

Структура гибких производственных систем

Структурой ГПС называется сеть связей между ее элементами, которые могут рассматриваться как в статике (конфигурация и конструкция), так и в динамике (изменения во времени). Каждая ГПС может быть представлена в виде комплекса подсистем, показанных на рис. 2.1.


Рис. 2.1. Функциональные подсистемы ГПС

Взаимодействие функциональных подсистем ГПС показано на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Взаимодействие подсистем ГПС (стрелками показаны прямые и обратные связи)

Технологическая подсистема ГПС включает основные технологические устройства, использование которых определяется типом обрабатываемых деталей и технологией их обработки. К таким устройствам относятся машины и приспособления на соответствующих РМ, с помощью которых реализуются операции технологических процессов обработки, сборки, а также операции мойки, чистки и т.д.

Информационная подсистема на локальном уровне состоит из подсистемы управления и подсистемы надзора и диагностики. Она обеспечивает возможность функционирования ГПС без непосредственного участия оператора. Подсистема управления может содержать центральный (главный) компьютер и автономные подсистемы для управления работой каждой из составляющих подсистем. Подсистема надзора и диагностики обеспечивает проверку как корректности работы машины, так и точности обработанных деталей.

Движение информации в ГПС имеет иерархическую структуру, в которой можно выделить три уровня принятия решений (рис. 2.3). В дальнейшем будет рассматриваться только низший (текущий) уровень.

Рис. 2.3. Уровни принятия решений и управления производством
Рис. 2.3. Уровни принятия решений и управления производством

Подсистема перемещения материалов включает технические средства, обеспечивающие связи между элементами производственной подсистемы и управляет перемещениями инструментов, деталей и приспособлений для их закрепления. Эта подсистема обеспечивает складирование, транспортирование соответствующих элементов и манипулирование ими. Складирование заключается в хранении обрабатываемых изделий до и после обработки, а также в обеспечении требуемых перерывов в перемещении элементов для нормальной работы технических устройств. Транспортирование служит для изменения местоположения (перемещения) соответствующих элементов. Манипулирование обеспечивает перемещение с одновременной сменой ориентации, например перемещение детали в рабочую зону станка 16ГС30. Рассмотренные действия могут реализовываться независимо друг от друга либо быть объединены. Последнее перспективнее, хотя и требует разработки более сложной системы управления. Наиболее часто встречается объединение двух функций: транспортирования и манипулирования или транспортирования и складирования.

Разделение ГПС на подсистемы касается в первую очередь производственных ячеек высокого уровня. На нулевом уровне практически все рассмотренные функции выполняет оператор, обслуживающий данное РМ.

Формы организации гибких производственных систем

Основные положения. Расположение конкретных устройств, входящих в ГПС, зависит от структуры последней, которая создает между элементами и подсистемами комплекс связей, обеспечивающий движение материальных, энергетических и информационных потоков. С точки зрения способа расположения основное значение имеет перемещение обрабатываемых изделий или носителей с изделиями, менее значимо перемещение вспомогательных элементов. В каждой системе перемещения материалов реализуются функции складирования, транспортирования и манипулирования (см. § 2.2). Устройства для реализации данных функций объединяют рабочие (технологические) места и вспомогательные устройства. Связи, определяющие способ размещения устройств, создают пространственную структуру ГПС. Основные факторы, влияющие на пространственную структуру, — технологический маршрут обработки и степень интеграции ГПС.

Существуют следующие формы организации (структуры) ГПС: концентрированная, замкнутая (ячейка), линейная, с центральным магазином-накопителем обрабатываемых изделий.

Концентрированная форма. Данная структура ПС характеризуется тем, что все операции, необходимые для полной обработки изделия, выполняются на одном РМ. В зависимости от типа производства на нем может обрабатываться одно изделие либо целый ряд часто сменяемых изделий (с учетом технических возможностей данного РМ). В соответствии с принципами концентрации труда можно создавать производственные ячейки, в том числе полностью автоматизированные. Обеспечение материалами в данном случае охватывает:

□  доставку заготовок с внешнего склада на РМ;
□ складирование заготовок на промежуточном складе;
□  перемещение заготовок на станок и их закрепление;
□  обработку;
□  снятие обработанной детали со станка 16К40;
□  складирование обработанных деталей на промежуточном складе; а транспортирование деталей на центральный склад, другие ГПС либо на сборку.

Концентрация данных функций с одновременной их автоматизацией приводит к созданию автономных (гибких) РМ как формы интегрированных ПС.

Выбор формы организации ГПС зависит от коэффициента кооперации рабочих мест Н [1]:

Замкнутая форма (ячейка). Организация ПС в данном случае является результатом специализации системы. Обрабатываемые изделия требуют одних и тех же технологических операций, однако технологические маршруты обработки различны. Это обусловливает движение заготовок в различных не связанных между собой направлениях, пропуск некоторых РМ, в связи с чем можно говорить о разветвленной сети связей между ними как о характерной для данной структуры. Транспортирование и складирование в данном случае также связаны с РМ. По сравнению с линейными структурами номенклатура обрабатываемых изделий значительно шире, а в ГПС может одновременно обрабатываться много различных изделий.

В ГАП с ячеистой структурой обработка изделий, как правило, многоуровневая. РМ могут быть специализированными либо технологически взаимозаменяемыми. В первом случае для каждой операции обработки используются различные технологические машины, что требует высокой надежности их работы. Во втором случае все операции могут быть реализованы на каждом РМ, например многоцелевом станке 16К40. Взаимозаменяемость делает ПС более устойчивой к возмущениям (отказам). В ГАП кроме РМ, непосредственно связанных с обработкой, дополнительно включены места для мойки, чистки, консервации и контроля (измерительные машины).

В системах с ячеистой структурой могут быть использованы следующие способы размещения РМ: функциональный, модульный, сотовый, технологически специализированный (в соответствии с этапами протекания технологического процесса). При функциональном размещении (рис. 2.4) РМ сгруппированы по видам обработки (токарная, фрезерная, шлифовальная и т.д.). Изделия транспортируются между конкретными станками различных групп, которые могут быть по-разному размещены относительно друг друга.

Рис. 2.4. Функциональное размещение рабочих мест для случая ячеистой структуры ПС [2] (цифрами на рис. 2.4-2.13 обозначены номера рабочих мест, символом ^| — транспортное средство)
Рис. 2.4. Функциональное размещение рабочих мест для случая ячеистой структуры ПС [2] (цифрами на рис. 2.4-2.13 обозначены номера рабочих мест, символом ^| — транспортное средство)

В случае модульного размещения (рис. 2.5) идентичные РМ (модули), т.е. станки или группы станков одного типа, могут выполнять одни и те же операции. Использование нескольких однотипных технологических машин способствует возрастанию гибкости и сопротивления возмущениям.

Рис. 2.5. Модульное размещение рабочих мест для случая ячеистой структуры ПС [2]
Рис. 2.5. Модульное размещение рабочих мест для случая ячеистой структуры ПС [2]

Сотовое размещение (рис. 2.6) характеризуется выделением групп РМ, предназначенных для обработки оговоренной номенклатуры изделий.

Рис. 2.6. Сотовое размещение рабочих мест для случая ячеистой структуры ПС [2]
Рис. 2.6. Сотовое размещение рабочих мест для случая ячеистой структуры ПС [2]

Технологически специализированное размещение характеризуется тем, что в ПС выполняются одни и те же технологические операции над различными изделиями. Номенклатура изделий весьма значительна, часто заменяется, а РМ группируются и располагаются в соответствии с технологическим и организационным подобием (рис. 2.7). Такая форма организации используется для ПС, производящих сложные изделия, которые требуют сборочных операций, либо для ПС, охватывающих несколько технологических этапов, например сварка —» механическая обработка —> термическая обработка —> шлифование и т.д.

Технологическая структура ПС характеризуется возможностью одновременной обработки разнородной номенклатуры изделий при очень высокой гибкости системы и сопротивлении возмущающим воздействиям. Она используется главным образом в мелкосерийном производстве с большой номенклатурой одновременно выпускаемых изделий, требующих близких технологий.

Ячеистую структуру имеют гибкие производственные ячейки и системы. В ячейках два или три станка часто обслуживаются промышленным роботом, а реализация связей между РМ и размещение станков 16К40 зависят от возможностей манипулирования робота.

Линейная форма. Такая форма организации ПС является предметной. Производимые изделия характеризуются подобием всех или большинства технологических операций и последовательности их выполнения, а связи между элементами ПС и способ их размещения реализуются в соответствии с последовательностью операций. В таких системах движение заготовок осуществляется в одном направлении: непосредственно от предшествующего РМ к последующему. С функциональной точки зрения можно говорить о принципе последовательности операций. На линиях осуществляется многопереходная обработка и используются в основном специализированные технологические машины (станки ГС526У). Такт работы линии при обработке конкретной партии деталей постоянен, что требует синхронизации работы существующих РМ и обеспечивает их более или менее равномерную загрузку. Иногда между отдельными РМ создаются промежуточные накопители. Линейные ПС могут быть:

□ однорядными с отдельными позициями закрепления и открепления изделий (рис. 2.8);
□ линейно-замкнутыми с центральной позицией закрепления-открепления изделий (рис. 2.9);
□ сегментными с промежуточными накопителями (рис. 2.10).

Отдельные РМ линии могут быть по-разному связаны с транспортной подсистемой:

□  заготовки подаются транспортной подсистемой непосредственно в зону обработки без использования каких-либо дополнительных устройств;
□  заготовки с транспортирующих устройств попадают в буферный накопитель, откуда перемещаются на станок для обработки;
□ заготовки подаются транспортной подсистемой непосредственно в зону обработки с помощью манипулирующих устройств, например промышленного робота или устройства для смены палет.

Рис. 2.8. Однорядная линейная ПС с позициями закрепления и открепления изделий [2]
Рис. 2.8. Однорядная линейная ПС с позициями закрепления и открепления изделий [2]

Рис. 2.9. Линейно-замкнутая ПС с центральной позицией закрепления-открепления изделий [2]
Рис. 2.9. Линейно-замкнутая ПС с центральной позицией закрепления-открепления изделий [2]

Рис. 2.10. Сегментная ПС с промежуточными накопителями [2]
Рис. 2.10. Сегментная ПС с промежуточными накопителями [2]

Гибкость линий обеспечивается прежде всего за счет легкости их переналадки для обработки различных партий деталей, легкости программирования хода обработки, а также трансформации линий при сохранении существующих РМ и путей движения заготовок.

Форма с централизованным складом-накопителем. В таких ПС рабочие места связаны друг с другом опосредствованно, через центральный магазин-накопитель обрабатываемых изделий, и располагаются в узлах ортогональной сетки (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Размещение станков со свободным подходом к РМ [2]
Рис. 2.11. Размещение станков 16ГС30 со свободным подходом к РМ [2]

Заготовки перемещаются на палетах либо по одной (значительных габаритов), либо партиями. Палеты с заготовками подаются на конкретные РМ из центрального накопителя с помощью транспортных средств, а после обработки точно так же возвращаются обратно. Этот способ значительно упрощает движение заготовок и не зависит от последовательности обработки изделий. Но работа такой ПС усложняется при большом количестве РМ, поскольку требует усложнения и удлинения путей транспортирования.

Магазин-накопитель может быть неподвижным или подвижным, внутренним или внешним. Неподвижный накопитель — обычно многоуровневый стеллаж, обслуживаемый краном-штабелером. На рис. 2.12 показаны схемы ПС с внешним и внутренним неподвижными накопителями.

Рис. 2.12. ПС с неподвижным накопителем изделий [1]: а — внешним; б — внутренним
Рис. 2.12. ПС с неподвижным накопителем изделий [1]: а — внешним; б — внутренним

ПС с внешним неподвижным накопителем называют также системами с точечным разделением заданий (разделение выполняется в условной точке). Этой условной точкой является один из фрагментов накопителя — место закрепления-открепления деталей. Палеты с изделиями перемещаются с помощью транспортирующих устройств непосредственно на РМ, а после обработки — обратно в накопитель. Поскольку магазин-накопитель размещен с краю ПС или же вообще за ее границами, его размер не зависит от конфигурации ПС.

В ПС с внутренним неподвижным накопителем транспортирование и складирование нераздельны. Накопителем является многоуровневый стеллаж, вокруг которого размещены РМ. По окончании обработки или сборки на РМ партия изделий складируется в накопителе, откуда с помощью штабелера подается на следующее РМ. В этом случае положение палеты на стеллаже относительно РМ носит случайный характер. Расположение РМ вокруг накопителя влияет на длительность транспортирующих движений штабелера, а следовательно, на степень его загрузки. Поэтому пути движения всегда стремятся минимизировать. ПС с точечным разделением заданий имеют практически ничем не ограниченную вместимость магазина и широкие возможности выполнения транспортных задач. Подвижным магазином-накопителем чаще всего является транспортер (подвесной или напольный), на котором размещаются изделия перед обработкой и после нее. Внутренний магазин располагается внутри ПС, внешний — на краю или вне ее. В последнем случае необходимо наличие дополнительной транспортной подсистемы, соединяющей РМ с магазином. На рис. 2.13 показаны схемы ПС внешним и внутренним подвижными накопителями.

Рис. 2.13. ПС с подвижным накопителем изделий [1]: а — внешним; б — внутренним
Рис. 2.13. ПС с подвижным накопителем изделий [1]: а — внешним; б — внутренним

ПС с подвижным накопителем называют также системами с линейным разделением заданий. Конвейер кроме транспортирования выполняет также роль межоперационного склада. В системах с линейным разделением заданий накопитель располагается непосредственно между РМ, что позволяет перемещать палеты с изделиями с любого места-накопителя на то или иное РМ.

ПС с линейным разделением заданий и подвижным накопителем используют (с учетом малой вместимости последнего) в случаях длительной обработки партии изделий или значительного подобия технологических маршрутов обработки. Поскольку доступ к изделиям ограничен, не все технологические маршруты могут быть в этом случае использованы."

ПС с линейным разделением заданий и неподвижным накопителем применяют там, где невозможно отказаться от механизированной или автоматизированной складской системы. На практике магазин заготовок и деталей объединен с межоперационным магазином.

Можно также выделить разрабатываемые в настоящее время ГПС с поверхностным разделением заданий, которые имеют внешний магазин-накопитель. Магазины разделяются на горизонтальные (с расположением выше или ниже уровня РМ) и вертикальные. В последнем случае может быть использован многоярусный стеллаж, обслуживающий РМ, расположенные на разных этажах. Такой подход позволяет на 30 % снизить необходимые производственные площади.

Стратегии организации производства

Основной целью организации производства является стремление к сокращению сроков выполнения заказов, снижению затрат и ускорению оборота капитала. Это может быть достигнуто на основе сокращения запасов и времени производственного цикла, оптимизации использования производственных мощностей, обеспечения максимально выгодных условий кооперационных связей и доставки изделий заказчикам.

Выполнение данных условий возможно путем обеспечения тесных связей между движением материалов и информационными потоками. Задание, т.е. реализация того или иного действия, определяется в первую очередь тремя параметрами: временем реализации, стоимостью и имеющимися производственными мощностями. Можно использовать различные стратегии организации производства, обеспечивающие реализацию поставленной задачи.

Стратегия 1. Существующие производственные мощности и срок доставки приняты за не подлежащие увеличению. Кратковременное использование дополнительных производственных мощностей или стремление к увеличению производительности действующей ПС вызывает возрастание производственных затрат.

Стратегия 2. Стоимость и производственные мощности являются неизменными. Единственно возможный шаг — смещение сроков выполнения целого ряда заданий.

Стратегия 3. Стоимость и производственные мощности неизменны. Существует возможность кратковременного использования резервов производства, которые не должны увеличивать его стоимость.

Числовые значения входных параметров данных стратегий управления определяют использование конкретных средств для приемлемого решения проблемы. Это основано на выборе соответствующих систем планирования и управления производством. В настоящее время используются нагнетающая и всасывающая системы.

Нагнетающие системы управления производством действуют на основе данных оперативного плана производства, который содержит подтвержденные к использованию заказы. В таких системах производственный процесс реализуется от первой до последней операции в соответствии с разработанным графиком (рис. 2.14).

Во всасывающих системах производственный процесс анализируется с точки зрения завершающей операции, на основании чего определяются сроки выполнения предшествующих операций (от окончания к началу процесса обработки; рис. 2.15). Если детали или сборочные единицы недоступны для обработки на следующем РМ, то их удаляют с РМ, на котором выполняется предшествующая операция.

В обоих случаях желательно использование принципа «точно в требуемое время», когда изделие производится точно в оговоренное время и в оговоренном количестве. Это означает, что весь запас производства находится непосредственно в обработке, а каждая деталь или полуфабрикат сразу после получения используется в последующей фазе обработки.

Средства гибкой автоматизации производства

В ГАП, характеризуемых высокой концентрацией операций, в качестве средств производства используются многоцелевые станки (обрабатывающие центры) и ГПМ.

На сегодня многоцелевые станки 16К40 — основные станки, используемые для гибкой автоматизации производства как на малых, так и на



больших предприятиях и обеспечивающие гибкую высокопроизводительную и комплексную обработку. Под многоцелевым станком понимают станок с ЧПУ, обеспечивающий (с учетом технологических возможностей) выполнение за одну установку детали большого количества технологических переходов с помощью различных металлорежущих инструментов таким образом, чтобы получить полностью либо почти полностью обработанную деталь. Для этого станок оснащен магазином для режущих инструментов и системой для их автоматической смены.

Существуют две основные группы многоцелевых станков (рис. 2.16), конструктивные и технологические возможности которых будут рассмотрены ниже.

Рис. 2.16. Классификация многоцелевых станков
Рис. 2.16. Классификация многоцелевых станков

ГПМ рассматривается как самостоятельная гибкая производственная единица, в состав которой входит технологическая машина (чаще всего многоцелевой станок 16ГС30) вместе с необходимыми средствами транспортирования, складирования, управления, контроля и т.д., обеспечивающими автоматическую работу модуля при обработке серии технологически подобных изделий без дополнительной помощи извне, без постоянного присутствия оператора и в течение достаточно длительного времени (как минимум, одной рабочей смены). Система управления ГПМ управляет на основе определенной стратегии всеми действиями модуля, включая функции контроля-и диагностики.

На рис. 2.17 показан ГПМ для обработки корпусных деталей с ди -сковым инструментальным магазином, на рис. 2.18 — токарный

Рис. 2.17. ГПМ для обработки корпусных деталей: 1 — многоцелевой станок; 2 — горизонтальный шпиндель; 3 — система управления; 4 — стол с закрепленной палетой; 5 — палета для размещения заготовок; 6 — устройство для смены палет; 7 — магазин палет; 8 — автооператор для смены инструментов; 9 — дисковый магазин режущих инструментов; 10 — инструменты в магазине
Рис. 2.17. ГПМ для обработки корпусных деталей: 1 — многоцелевой станок; 2 — горизонтальный шпиндель; 3 — система управления; 4 — стол с закрепленной палетой; 5 — палета для размещения заготовок; 6 — устройство для смены палет; 7 — магазин палет; 8 — автооператор для смены инструментов; 9 — дисковый магазин режущих инструментов; 10 — инструменты в магазине

ГПМ, обслуживаемый портальным промышленным роботом, а на рис. 2.19 — шлифовальный ГПМ. Вместимость магазинов заготовок должна обеспечивать работу в течение как минимум одной смены без участия оператора. Примерами наиболее развитых средств ГАП являются ГПЯ и ГПС. ГПЯ — это комплекс, состоящий из станков с ЧПУ, выбранных и установленных в соответствии с выполняемыми заданиями и соединенных средствами транспорта. В состав ГПЯ могут входить станки 16ГС30 и машины, обслуживаемые вручную, а также дополнительные РМ — для мойки, сушки, контроля размеров после обработки. Ячейки, обслуживаемые с помощью промышленного робота, называются роботизированными.

Рис. 2.18. Токарный ГПМ: 1 — патронный токарный многоцелевой станок; 2 — шпиндель; 3 — револьверная головка с режущими инструментами; 4 — портальный промышленный робот для смены деталей; 5 — манипулятор; 6 — универсальная палета; 7 — магазин палет; 8 — бункер для стружки; 9 — транспортер для стружки; 10 — система управления
Рис. 2.18. Токарный ГПМ: 1 — патронный токарный многоцелевой станок; 2 — шпиндель; 3 — револьверная головка с режущими инструментами; 4 — портальный промышленный робот для смены деталей; 5 — манипулятор; 6 — универсальная палета; 7 — магазин палет; 8 — бункер для стружки; 9 — транспортер для стружки; 10 — система управления

На рис 2.20 показана схема ГПЯ, состоящей из токарного станка с ЧПУ ГС526У и многоцелевого токарного станка 16К40 2. Ячейку обслуживает промышленный робот 4 с системой управления 12. Наряду со станками и роботом в состав ячейки входят дополнительные устройства и оборудование, в частности кантователь 3, моечная машина 5, палета 7 с заготовками типов А и В, палета 6 с обработанными деталями, установка распознавания заготовок 9. Оператор находится перед центральным пультом управления 10 с монитором 11. Поле действия робота защищено системой фотоэлементов 8.

ГПС рассматривается как комплекс, состоящий из большого количества автоматизированных РМ (технологических машин, станков с ЧПУ, многоцелевых станков), которые позволяют использовать различные технологии непосредственно обработки (давление, резание, термообработка, нанесение покрытий) и дополняющие технологии (мойка, сушка и т.д.) и связаны между собой устройствами для перемещения изделий таким образом, что на одних и тех же РМ возможна обработка различных изделий, проходящих через ГПС различными путями. Компьютер, управляющий ГПС, выполняет также функции надзора и планирования производства, управляя перемещением изделий через систему и обеспечивая ее независимую работу без участия оператора в течение требуемого отрезка времени.

Рис. 2.19. Шлифовальный ГПМ: 1 — манипулятор замены изделий; 2 — манипулятор замены электрошпинделей для внутреннего шлифования; 3 — шпиндель изделия; 4 — шлифовальный шпиндель; 5 — наклонные направляющие; 6 — манипулятор смены шлифовальных кругов; 7 — задняя бабка; 8 — измерительное устройство; 9 — система управления
Рис. 2.19. Шлифовальный ГПМ: 1 — манипулятор замены изделий; 2 — манипулятор замены электрошпинделей для внутреннего шлифования; 3 — шпиндель изделия; 4 — шлифовальный шпиндель; 5 — наклонные направляющие; 6 — манипулятор смены шлифовальных кругов; 7 — задняя бабка; 8 — измерительное устройство; 9 — система управления

Схема ГПС на базе трех ГПМ с общей системой транспортирования изделий на основе рольгангов и общей системой управления показана на рис. 2.21.

ГПС могут быть организованы в соответствии с рассмотренными выше подходами (как правило, в соответствии с этапами технологического процесса) либо как системы с центральным магазином.

Рис. 2.20. Функциональная схема гибкой производственной ячейки
Рис. 2.20. Функциональная схема гибкой производственной ячейки

В качестве представителя линейной формы организации производства можно рассмотреть гибкие производственные линии. Это комплекс автоматизированных основных и дополняющих РМ, расположенных в соответствии с принципами организации массового производства (перемещение изделий между РМ без смены направления) и соединенных друг с другом автоматизированными транспортными средствами. Гибкость таких линий основана прежде всего на возможности их легкого переоснащения для обработки различных по величине партий технологически подобных изделий. Наиболее часто такие линии можно встретить в автомобилестроении (например, для обработки типовых деталей — коленчатые и распределительные валы, сварки кузовов автомобилей, сборки узлов и самого автомобиля).

Рис. 2.21. Функциональная схема ГПС: 1 — компьютеры, управляющие работой ГПМ и измерительных машин; 2, 4, 5 — ГПМ; 3 — пульты управления ГПМ; 6 — пульты управления портальными манипуляторами; 7 — система управления транспортной подсистемой; 8 — сеть, соединяющая главный компьютер с компьютерами рабочих мест; 9 — главный компьютер ГПС
Рис. 2.21. Функциональная схема ГПС: 1 — компьютеры, управляющие работой ГПМ и измерительных машин; 2, 4, 5 — ГПМ; 3 — пульты управления ГПМ; 6 — пульты управления портальными манипуляторами; 7 — система управления транспортной подсистемой; 8 — сеть, соединяющая главный компьютер с компьютерами рабочих мест; 9 — главный компьютер ГПС

Рис. 2.22. Области использования средств технического оснащения ГАП
Рис. 2.22. Области использования средств технического оснащения ГАП

Оптимальные условия использования автоматизированного оборудования различных видов зависят от годовой программы выпуска изделий (ГПВ) и количества их типоразмеров (КТ) (рис. 2.22).

Литература

1.  Lis S. Projektowanie rozmieszczenia stanowisk roboczych / S. Lis, K. San-tarek\ Warszawa: PWN, 1980. 260 s.
2. Santarek K. Elastyczne systemy produkcyjne / K. Santarek, S. Strzel-czak. Warszawa: WNT, 1989. 404 s.
3.  Banaszak Zb. Zarzadzanie operacjami / Zb. Banaszak. Zielona Gora: Poli-technika Zielonogorska, 1997.178 s.