Поговоримо про автоматизацію?

Зміст

Перспективним кроком на шляху автоматизації сучасного виробництва є введення в експлуатацію програмованого, і за рахунок цього гнучкого та швидко переналагоджуваного устаткування, тобто верстатів із числовим програмним управлінням (ЧПУ), у тому числі обробних центрів, промислових роботів тощо. Ще більшу гнучкість мають системи, безпосередньо керовані комп’ютером. Подібні системи в різних джерелах називають по-різному: гнучка автоматизація; гнучкий виробничий комплекс; гнучка виробнича система (ГВС); гнучке автоматизоване виробництво (ГАВ). Узвичаєними назвами в технічній російськомовній літературі є останні дві.

1 Рівень автоматизації виробництва

Рівень автоматизації виробництва може бути частковим або комп­лексним (повним). Зазвичай для комплексної автоматизації необхідно створювати автоматичні лінії, цехи чи заводи. Проте іноді комплексна автоматизація може бути виконана для повного циклу обробки певної деталі (від початкових матеріалів до готового виробу) та здійснена на одному верстаті. Прикладом є технологічний процес виготовлення гвинта зі шліцом із прутка на одношпиндельному токарно-револьверному автоматі при наявності шліцефрезерного пристрою.

Найважливішими показниками під час визначення шляхів автоматизації виробництва є характеристики устаткування, зокрема верстатів. Ключовою характеристикою є ступінь універсальності обладнання, від якого залежать досяжний рівень, форми й засоби автоматизації.

2 Гнучкість автоматизованого виробництва

Гнучкість устаткування в загальному сенсі дає можливість:

• застосовувати одну виробничу систему для виготовлення широкої номенклатури виробів;
• змінювати в будь-який момент виробничий процес і виготовляти модифіковані деталі без значних додаткових видатків;
• змінювати склад виробничої системи залежно від вимог виробництва;
• повторно використовувати значну частину наявного устаткування в разі повної зміни типу продукції.

Гнучкість визначається комплексом технічних факторів, що залежать від елементів виробничої системи на всіх рівнях.

На рівні системи в цілому гнучкість забезпечує:

• можливість збільшення виробничої потужності та нарощування засобів автоматизації шляхом уведення в експлуатацію нових виробничих модулів;
• несприйнятливість до несправностей на більшій частині модулів системи завдяки резервуванню й надлишку;
• можливість інтеграції із системами управління підприємством або системами управління більш високого рівня.

3 Ефективність автоматизованого виробництва

Високий ступінь гнучкості виробничих систем і додаткові, необхідні при впровадженні, витрати вимагають ретельного та всебічного аналізу економічної ефективності використання цих систем. Економічний ефект від упровадження ГВС не завжди можна визначити простим порівнянням вартості та інших показників основного устаткування й агрегатів. Спроби застосувати традиційні формули для підрахунку економічної ефективності впровадження ГВС часто призводять до негативного результату. Сполучання в одній системі операцій обробки, контролю якості, транспортування і т. ін. не просто додає економічного ефекту, а нелінійно його збільшує. Практика свідчить, що ефективність ГВС зростає з часом протягом певного періоду після початкових капіталовкладень. Це результат дії таких факторів:

• набуття досвіду експлуатації ГВС;
• оновлення виробництва (ГВС, впроваджені раніше, дозволяють без істотних видатків оновлювати виробництво шляхом удосконалювання керуючих ЕОМ, програмного забезпечення та верстатів);
• збільшення виробничих потужностей (гнучкість системи дозволяє нарощувати виробничі потужності поетапно, а також обробляти одночасно декілька різних деталей);
• удосконалення виробів (ГВС дозволяє вдосконалювати й змінювати конструкцію виробів практично без додаткових капіталовкладень, пов’язаних із цими змінами).

Витрати на впровадження першої ГВС найвищі, але вони зменшуються з упровадженням кожної наступної системи. Комплексно оцінити ефективність упровадження ГВС можна тільки при всебічній оцінці її технічних, організаційних, економічних переваг і соціальних наслідків. Наразі уже існує ряд методик для порівняння економічної ефективності варіантів нової техніки.

Економічна ефективність обробки деталей на верстатах-автоматах із ЧПУ полягає в підвищенні продуктивності праці завдяки:

• одночасному виконанню декількох різних рухів;
• швидкісному виконанню допоміжних рухів, які при ручному керуванні обмежуються швидкістю реакції робітника;
• виконанню контролю без зупинки верстата за допомогою системи автоматичного активного контролю;
• можливості одночасного обслуговування декількох верстатів.

4 Роботи в автоматизованому виробництві

Класифікація промислових роботів, застосовуваних у машинобудуванні, здійснюється за різними ознаками, у тому числі за технологічним призначенням і ступенем універсальності. За технологічним призначенням промислові роботи можуть бути виробничими й допоміжними.

Виробничі роботи безпосередньо виконують основні операції технологічного процесу як виробляюче або обробне устаткування. Це операції зварювання, формоутворення, нанесення покриттів, складання тощо. Для таких роботів властиве оснащування робочих органів маніпулятора необхідним інструментом, наприклад викруткою, гайковертом, зварювальним пристроєм або фарбопультом. Виробничі роботи зазвичай використовують у потокових лініях масового та великосерійного виробництва. Декілька таких роботів, установлених уздовж конвеєра, послідовно виконують різні технологічні переходи.

Значна частина промислових роботів, застосовуваних у машинобудуванні, складає групу допоміжних роботів (обслуговуючих або підйомно-транспортних). Вони взаємодіють з основним технологічним устаткуванням, транспортними механізмами та іншим допоміжним обладнанням. У цьому разі вони є частиною гнучкого виробничого модуля. Застосування таких роботів обумовлене необхідністю гнучкої автоматизації допоміжних операцій: установлення-знімання заготовок і деталей, зміни інструментів та оснастки, очищення базових поверхонь деталей і пристроїв, контролю розмірів оброблюваних поверхонь. Окрім того, підйомно-транспортні промислові роботи можуть здійснювати установлювання заготовок у орієнтованому положенні в накопичувачі, на транспортери, а також виконувати транспортно-складські операції при обслуговуванні автоматизованих складів, забезпечувати транспортні потоки заготовок, деталей та інструментів як між окремими верстатами, так і в межах усього цеху. Таким чином, допоміжні промислові роботи дозволяють підвищити продуктивність і технологічну гнучкість основного устаткування, забезпечити комплексну автоматизацію виробництва.

Хочеш знати більше?

Бажаєш бути інженером, який має розуміння комп’ютерних технологій та може автоматизувати виробничі процеси? Цікавить машинобудування та створення нового обладнання для різних галузей економіки? Бажаєш отримати сучасну освіту, яка відповідає вимогам ринку праці — тоді слід розглянути можливість вступу на бакалаврат за освітньою програмою «Комп’ютерний інжиніринг і технології автоматизованих виробництв». Чекаємо на тебе. Вступай та навчись!