Организация эксплуатации
Автоматизированная система технологической подготовки производства основана на применении ЭВМ. При этом программно-математическое обеспечение разрабатывается так, чтобы максимально сократить трудоемкость технологической подготовки производства и обеспечить высокую надежность управляющей и технологической информации.
В качестве примера на рис. 19 приведена схема автоматизированной системы технологической подготовки производства, принятая на ГАУ типа АСК.
В качестве исходных данных (ИД) необходимы чертежи обрабатываемых деталей, годовые программы выпуска, величины партий запуска. Обработка деталей на участках организована на базе общезаводского типового технологического маршрута (1), определяемого возможностями оборудования ГАУ. Однако для каждой конкретной детали разрабатывается маршрутная технология и выдаются задания (2) на оптимальную заготовку, компоновку приспособлений из унифицированных элементов и специальный инструмент (если последний необходим).
Рис. 19. Схема технологической подготовки производства на ГАУ типа АСК
Чертеж заготовки поступает в технологическую группу литейного цеха (3), задание на компоновку приспособлений в группу сборки приспособлений (4), а задания на специальный инструмент в группу инструмента ОГТ (5). Все указанные службы через соответствующие цеха: модельный (6), инструментальный (7), механический (8) и литейный (9) обеспечивают изготовление необходимых компонентов к определенному интервалу времени. Контроль за ходом подготовки производства осуществляет АСУП завода. Одновременно с запуском материальных элементов осуществляется разработка технологического процесса и подготовка УП. Выбор техпроцесса основан на широком использовании заложенных в память ЭВМ сведений (10): библиотеки технологических циклов, данных об инструментальных наладках и о станках.
На базе приведенных исходных данных проводится подготовка УП (12) и необходимой технологической документации на ЭВМ (13). Полученная УП (11) подлежит предварительной проверке (14) до ее передачи на станок. Окончательная проверка УП осуществляется при покадровой обработке первой детали в партии с проведением при необходимости редактирования УП с помощью ЭВМ (15). Редактирование программы может осуществляться на станках ГАУ или на специально выделенном оборудовании. После отладки программы проводится обработка первой партии деталей (16) и на основании этого окончательно корректируется технологическая документация.
После окончания этапа подготовки производства спецификация на инструмент (в том числе на специальный) поступает в инструментальное отделение (17); спецификация на элементы оснастки в отделение УСП (18), а заготовки - на склад ГАУ (19). В память ЭВМ, входящей в УВК ГАУ, вводится необходимая технологическая документация и УП (20). Вся необходимая информация (выходная технологическая документация и материалы, получаемые от ЭВМ) сосредотачивается на участке 27.
По мере обработки повторяющихся партий деталей на участке хранится технологическая документация от ЭВМ; распечатки с технологическими комментариями, карты инструментов, распечатки исходных данных, карты комплектации инструментов; карты контроля перфоленты УП (22).
Эксплуатация ГАУ должна обеспечить эффективность изготовление деталей в условиях серийного производства (т.е. при серийности до 500 шт. и среднем размере партии 10…50 деталей). Число наименований обрабатываемых деталей практически не ограничено, а доля повторяющихся деталей составляет 20…40 % от общего числа обрабатываемых деталей. Высокая стоимость ГАУ требует организации его двух трехсменной эксплуатации в течение суток, а в ряде случаев и непрерывной эксплуатации, в том числе в выходные дни.
При этом рекомендуется следующая система эксплуатации: в первую смену в течение 2…3 ч проводят регламентное техническое обслуживание оборудования участка (смазку, подналадку, смену инструментов и др.) и предварительную проверку УП для обработки новых деталей. В первую смену в соответствии со сменно-суточным планом работы ГАУ осуществляют ввод заготовок на ПС или поддонах в ТНС, а также устанавливают режущий и вспомогательный инструмент и оснастку. В память УВК вводят необходимые программы и другую технологическую информацию.
В начале второй смены также выполняют необходимое регламентное обслуживание в течение (1…2) часов и организовывают непрерывную обработку партий заранее подготовленных деталей. В процессе обработки могут возникать отказы оборудования и поломки инструментов, носящие случайный характер. При внезапных отказах оборудования дежурный оператор вызывает на УВК участка сведения об организации работы и организует обслуживание в соответствии с полученными рекомендациями.
В инструментальных магазинах установлены резервные инструменты и вводятся команды на их автоматическую смену.
Оператор-наладчик передает (с помощью пульта) в УВК сведения о готовности очередной детали к обработке.
Диспетчерский пункт ГПС оборудован дисплеем и устройством печати, с помощью которых диспетчер получает необходимые сведения о работе ГАУ, ТНС, а также плановые задания для ГПС.
Общее руководство ГПС осуществляет сменный инженер. Обслуживает ГПС комплексная бригада, состоящая из операторов-наладчиков, каждый из которых может работать на станках с ЧПУ, в автоматизированном складе, на станциях загрузки — разгрузки деталей и комплектов инструментов.
В ходе научно-технической революции оборудование будет совершенствоваться. Хотя станки с ЧПУ в соответствии с их технологическим назначением (фрезерно-расточные или токарные) уже сейчас могут обеспечить обработку деталей практически любой конфигурации (в пределах технических возможностей станка), их эффективность в эксплуатации будет повышаться. Рабочий цикл станков будет полностью автоматизирован, включая подачу инструмента, выбор оптимальных режимов резания, контрольные операции и загрузку заготовок.
Существенно должна возрасти надежность работы станка за счет внедрения самодиагностики неполадок и возможного резервирования отдельных элементов. На современных станках практически решена проблема быстросменное-ти инструментов, однако пока велик разброс размерной стойкости. Поэтому будут развиваться системы активного контроля и адаптивного управления обработкой. Ожидается дальнейшая автоматизация подналадки при многоинструментальной обработке.
Тенденции развития оборудования показывают, что будет автоматизирована установка заготовок в приспособление, созданы специальные приспособления, которые изменят усилие зажима в зависимости от фактических припусков и усилий резания; будут созданы зажимные приспособления, которые позволят полностью обработать деталь на многооперационном станке за одну установку.
Высшей формой автоматизации машиностроительного производства является использование гибких производственных систем. В значительной степени перспективы развития ГПС будут связаны с успехами в развитии вычислительной техники, обрабатывающего оборудования и организации производства
Дальнейшее расширение технологических возможностей механообрабатывающих ГПС будет достигаться за счет включения в их состав шлифовальных, зубообрабатывающих и других станков с ЧПУ по мере их создания и освоения промышленностью. Это же относится к оборудованию для выполнения заготовительных операций, мойки, сборки, консервации, упаковки и т.д.
Таким образом открываются возможности создания в ближайшие годы технологически замкнутых механообрабатывающих автоматизированных производств, наиболее полно охватывающих технологический цикл изготовления деталей на основе объединения нескольких ГПУ в единую систему. При этом вновь создаваемые ГПС будут комплектоваться как взаимозаменяемым, так и взаимодополняемым, в том числе специальным оборудованием.
Помимо мелко- и среднесерийного производства ГПС будут использоваться в крупносерийном и массовом производствах в виде ГАЛ. Это потребует разработки нового металлообрабатывающего оборудования - агрегатных станков с ЧПУ со сменными агрегатами, многоцелевых станков с ЧПУ со сменными многошпиндельными головками и узлами, станочных модулей и т.п., обеспечивающего смену узлов, в том числе транспортных палет, в течение нескольких минут, что соответствует длительности цикла обработки корпусных деталей средних размеров в условиях крупносерийного и массового производства.
Работа в режиме безлюдной технологии, по всей видимости, наиболее эффективна в условиях ГАЗ, который в настоящее время считается наивысшей ступенью автоматизации машиностроительного производства и должен обеспечить его наибольшую эффективность.