7.3.2. Организационные основы проектирования гпс.

Каждый из элементов системного окружения ГПС представляет собой локальную подсистему, выполняющую определенную задачу. Взаимосвязанные и взаимодействующие в результате конечной цели – выпуске изделий, они обеспечивают сквозную автоматизацию научно-исследовательских работ, конструкторской, технологической и организационно-экономической подготовки производства, складирования, транспортирования, производственного процесса изготовления, контроля и испытания изделий.

При этом каждая из подсистем и соответствующих им АСУ, являясь внешними элементами по отношению к ГПС, реализуют информационное обеспечение производственного процесса на входе в ГПС.

При проектировании ГПС необходимо выполнить следующий основной комплекс технологических задач:

- определить перечень деталей для обработки на ГПС;

- определить способы установки заготовок на станок (палету);

- выбрать транспортное и вспомогательное оборудование;

- определить маршрут движения заготовок к станкам и обработанных деталей к складу готовых деталей;

- определить способ передачи (записи) в ЭВМ станков ГПС программ для реализации АСУ ТПП;

- осуществить схемные решения по стыковке межоперационного транспорта с оборудованием;

- обеспечить разработку и автоматизацию функционирования всей системы; склада заготовок, транспорта, накопителей, роботов, станков и т.д.

При разработке групповых процессов необходимо обеспечить:

- изготовление каждой детали группы в полном соответствии с чертежом и техническими условиями, что требует назначения строгой последовательности выполнения операций группового маршрута и переходов;

- использование групповой технологической оснастки.

В условиях ГПС технологические процессы необходимо разрабатывать по каждой операции и переходу, определять оптимальный уровень механизации и автоматизации их выполнения. Это требование имеет отношение к следующим операциям и переходам:

- установка и закрепление заготовок на палете (при палетной обработке деталей) или установке заготовок на тактовый стол (при обслуживании станка роботом);

- транспортировка деталей от станка к станку при межоперационном перемещении;

- перемещение заготовки в зону рабочих органов станка и возращение обработанной детали на место складирования (тактовый стол), для снятия с палеты или её перемещение для продолжения обработки к другому станку;

- закрепление и раскрепление детали на станке (при работе станка с роботом);

- обработка детали в автоматическом режиме;

- снятие детали с палеты (со станка).

При автоматизации выполнения указанных операций и переходов важным является высокая степень проработки технологических решений, обеспечивающих своевременную подготовку, отладку управляющих программ и «загрузку» их в память ЭВМ, встроенных в каждый станок ГПС.

От уровня автоматизации работ по каждой из операции и переходам зависит степень автоматизации всего процесса, протекающего в ГПС.

1.7.3.3. Основные этапы создания гибкой производственной системы

Процесс создания ГПС типизирован и в соответствии с этим выделяются следующие его типовые этапы.

Конструктивно-технологическая классификация деталей. Отличительной особенностью этой классификации является значительно более глубокая, чем в обычном производстве, дифференциация конструктивно-технологических признаков деталей вплоть до выделения элементарных поверхностей, рабочих переходов, требуемого набора инструментов для обработки и устройств для закрепления деталей на станках. В результате такой классификации все детали разбиваются на однородные группы, каждая их которых объединяется в одну представительную деталь с некоторыми укрупненными параметрами.

Для обработки на станках ГПС, как правило, выделяются две группы деталей:

Корпусные и плоскостные:

- корпусы;

- рычаги, кронштейны;

- плиты;

- плоскостные детали;

- планки, рейки и др.

Детали тел вращения:

- валы, оси, штоки;

- фланцы, диски, кольца;

- шлицевые валы;

- втулки, стаканы и др.

Основные этапы создания ГПС:

1. Установление конкретной номенклатуры деталей, для изготовления которых создается ГПС. Эта номенклатура может включать одну или несколько групп деталей, формируется с учетом необходимой их конструктивно-технологической близости, объемов выпуска, требований наиболее высокой производительности и точности изготовления.

2. Разработка укрупненной структуры технологического процесса изготовления установленной номенклатуры деталей. При этом разрабатывается общая схема технологического процесса изготовления всех деталей этой номенклатуры, разрабатывается обобщенная типовая технология их обработки.

3. Выбор технологического оснащения ГПС. На основе укрупненной структуры технологического процесса формируются общие требования к необходимому набору станков, а затем формируются требования к отдельным ОЦ и выбирается оптимальное их количество с учетом рациональной степени концентрации операций на отдельных станках, обеспечения автоматичности процесса изготовления деталей, необходимой степени гибкости производства и экономической эффективности всей ГПС.

4. Разработка структуры технологического процесса изготовления деталей каждого вида установленной номенклатуры. Разрабатывается общая структура технологического процесса, структура каждой операции вплоть до рабочих и вспомогательных переходов. При этом необходимо: провести анализ вариантов обработки различных элементарных поверхностей детали; определить оптимальные режимы обработки; определить набор инструментов и последовательность их использования в каждой операции; определить и увязать с системой координат станка траектории автоматического движения инструментов.

5. Разработка программ работы ОЦ. На этом этапе разрабатываются управляющие программы для выполнения каждой операции. Управляющая программа определяет последовательность выполнения конкретных действий рабочих органов станка: начало работы (включение станка); поиск и смена инструмента, перемещение инструмента по прямолинейному участку траектории; перемещение инструмента по криволинейному участку траектории; конец программы (выключение станка).

6. Разработка пространственной планировки ГПС и общей структуры ее транспортно-складской системы. При этом осуществляется: анализ оптимального размещения ОЦ; анализ возможных вариантов построения и размещения центрального склада и промежуточных накопителей ГПС; анализ характера и интенсивности транспортных потоков в системе; выбор наиболее рационального варианта пространственной планировки и транспортно-складской системы ГПС.

7. Выбор промышленных роботов и транспортно-складского оборудования ГПС. Этот этап тесно связан с предыдущим и выполняется одновременно с ним.

8. Разработка программ работы промышленных роботов и транспортно-складского оборудования.

9. Разработка модели и алгоритмов функционирования ГПС. В основе разработки общей модели функционирования ГПС лежит принцип интеграции потоков предметов производства, инструментов, информации. При этом разрабатываются алгоритмы взаимодействия и координации работы всех единиц оборудования ГПС.

10. Выбор средств вычислительной техники для центральной системы управления ГПС.

11. Разработка программного обеспечения управления ГПС. Программное обеспечение должно обеспечивать работу системы в реальном времени с возможностью установления следующих режимов: полностью автоматическое управление от центральной ЭВМ; автономное управление каждой единицей оборудования; автономное ручное управление с индивидуальных пультов управления каждой единицы оборудования.

1.7.3.4. Последовательность выполнения работы по внедрению ГПС

Оформление заявок на комплектующие изделия, оборудование, вычислительную технику, материалы, на получение и реализацию фондов.

Изготовление и модернизация технических средств и оснастки.

Строительные и монтажные работы: подготовка помещений и кабельных каналов, изготовление фундаментов, монтаж технических средств.

Подбор, обучение обслуживающего персонала, разработка карт организации труда на рабочих местах.

Наладка оборудования и оснастки, отладка программ управления подсистемами и ГПС в целом.

Отладка и пуск в опытную эксплуатацию технологического оборудования, программ управления им, а так же приспособлениями и инструментами в автономном режиме.

Отладка и пуск в опытную эксплуатацию нестандартного оборудования (АТСС, система уборки стружки, система автоматического контроля и т. д.) и систем его управления.

Комплексная отладка и пуск ГПС в опытную эксплуатацию.

Уточнение эксплуатационных характеристик подсистем и систем в целом, корректировка эксплуатационной документации, установление технико-экономических показателей.

Сдача ГПС в промышленную эксплуатацию: проверка технической документации, ее соответствие объекту, проверка функционирования системы, оценка эффективности ее работы, определение готовности предприятия к эксплуатации комплекса. Составление акта внедрения.