Введение. Лекция содержит термины и определения основных понятий в средств технологического оснащения (СТО) и технологических систем

Лекция содержит термины и определения основных понятий в средств технологического оснащения (СТО) и технологических систем.

1 Средства технологического оснащения

Средства технологического оснащения – совокупность орудий производства, необходимых для осуществления технологического процесса. К СТО относят технологическое оборудование и технологическую оснастку. средства механизации и автоматизации технологических процессов [6].

Механизацию и автоматизацию технологического процесса распространяют на СТО и людей.

В зависимости от вида производства и целевого назначения применяют стандартизованные и нестандартизованные универсальные (многоцелевые), специализированные (узкоцелевые) и специальные (одноцелевые) виды СТО [6].

Состав СТО показан на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Состав средств технологического оснащения

Технологическим оборудованием называют средства технологического оснащения, в которых для выполнения определённой части технологического процесса размещают материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическую оснастку.

Примерами технологического оборудования являются литейные машины, прессы, станки, печи, гальванические ванны, испытательные стенды и т. д.

Технологическая оснастка дополняет технологическое оборудование для выполнения определённой части технологического процесса.

К технологической оснастке относят приспособления и инструменты.

Затраты на проектирование и изготовление технологической оснастки могут составлять до 80% трудоёмкости и 90% продолжительности технологической подготовки производства, 10-15% себестоимости изделия [7].

Необходимость обеспечения системного подхода к комплексности унификации, типизации и стандартизации технологической оснастки привела к созданию межотраслевых и отраслевых систем технологической оснастки.

К межотраслевым системам технологической оснастки относят систему неразборной специальной оснастки (НСО) и системы оснастки многократного применения, в том числе универсально-сборную (УСО); универсально-сборную переналаживаемую (УСПО); сборно-разборную (СРО); универсально-безналадочную (УБО); универсально-наладочную (УНО); специализированную наладочную (СНО).

Отраслевые системы технологической оснастки многократного применения: унифицированная переналаживаемая (УПТО); агрегатируемая переналаживаемая (АПО).

Характеристики систем технологической оснастки указаны в стандарте [2].

Многократность применения технологической оснастки обеспечивают:

обратимостью составляющих конструкцию деталей и сборчных единиц (за счёт разборки конструкции и сборки новой);

переналаживаемостью за счёт смены или регулирования её наладочных частей.

В зависимости от целевого назначения основные системы технологической оснастки разделяют на составляющие системы, предназначенные для конкретных видов производства и классов оборудования.

Например, систему УСО разделяют на составляющие системы:

универсально-сборочных приспособлений к металлорежущим станкам (УСП);

универсально-сборочных штампов (УСШ);

универсально-сборочных приспособлений для контрольных операций (УСПК) и др.

Основной характеристикой систем обратимой и переналаживаемой технологической оснастки является применяемый вид её сборки (агрегатирования).

Известны две основные характеристики обратимой и переналаживаемой технологической оснастки по виду сборки (агрегатирования):

универсально-сборочная и универсально-сборочная переналаживаемая технологическая оснастка, собираемая методом подетального и подетально-узлового агрегатирования без механической доработки основных или компенсирующих поверхностей (УСО и УСПО);

сборно-разборная технологическая оснастка, собираемая методом подетального, узлового или подетально-узлового агрегатирования с механической доработкой основных или компенсирующих поверхностей (СРО).

Приспособление предназначено для установки или направления предмета труда или инструмента при выполнении технологической операции.

Систематизация видов приспособлений представлена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Систематизация видов приспособлений

Признаки классификации	Виды приспособлений
Назначение     Уровень универсальности Уровень механизации и автоматизации	Станочные; сборчные и разборочные; контрольные и др. (например, для захвата, перемещения, изменения поло-жения заготовоки или сборочной единицы) Универсальные; специализированные; специальные Ручное приспособление; механизированное приспособ-ление; полуавтоматическое приспособление; автомати-ческое приспособление [5]

Таблица 1 – Систематизация видов станочных приспособлений

Признак классификации	Вид приспособления
Вид обработки Уровень универсальности Число устанавливаемых заготовок Число позиций при обработке заготовки Уровень механизации и автоматизации	Токарные; фрезерные; сверлильные; и др. Универсальное; специализированное; специальное Одноместное; многоместное   Однопозиционное; многопозиционное   Ручное; механизированное; полуавтоматическое; автоматическое

Станочное приспособление применяют на металлорежущем и (или) деревообрабатывающем станке.

Станочные приспособления подразделяют на специальные, специализированные и универсальные, одноместные и многоместные, однопозиционные и многопозиционные [3].

Инструмент предназначен для воздействия на предмет труда с целью изменения иго состояния.

Состояние предмета труда определяют при помощи меры и (или) измерительного прибора.

2 Структура и виды технологических систем

Технологическая система является частью производственной системы и представляет собой совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения (СТО), предметов производства и исполнителей для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов или операций (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Структура технологической системы

Предметами производства являются материалы, заготовки, полуфабрикаты и изделия, находящиеся в соответствии с выполняемым технологическим процессом в стадии хранения, транспортирования, формообразования, обработки, сборки, ремонта, контроля и испытаний.

К регламентированным условиям производства относятся:

регулярность поступления предметов производства;

параметры энергоснабжения;

параметры окружающей среды и др.

Исполнителем в технологической системе является человек, осуществляющий трудовую деятельность по непосредственному изменению и (или) определению состояния предметов производства, техническому обслуживанию или ремонту СТО.

Состав и структура технологической системы, условия производства, режим работы регламентируются конструкторской, технологической и другой технической документацией. Изменение этой документации приводит к соответствующему изменению технологической системы.

Методикой анализа технологической системы обычно предусматривается декомпозиция на технологические подсистемы и элементы технологической системы. Глубина структурного деления зависит от задачи анализа.

Подсистема технологической системы выделяется по функциональному или структурному признаку из технологической системы более высокого уровня.

Например, технологическую систему, обеспечивающую выполнение нескольких технологических процессов, удобно условно делить на подсистемы, выполняющие отдельные технологические процессы. В свою очередь, последние можно условно делить на подсистемы, выполняющие отдельные технологические операции.

Элемент технологической системы составляет часть технологической системы, условно принимаемую неделимой на данной стадии её анализа.

Примерами элементов технологической системы являются станок, приспособление, инструмент.

Каждая технологическая система или подсистема содержит совокупность функционально взаимосвязанных СТО для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов или операций, которая называется технологическим комплексом.

Совокупность СТО допускается рассматривать как объединение технических подсистем и элементов.

Систематизация видов технологических систем представлена в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Систематизация видов технологических систем

Классификационные признаки	Виды систем
Иерархические уровни     Взаимодействие подсистем при выполне-нии частей технологического процесса Влияние отказа подсистемы на функцио-нирование системы Уровень автоматизации   Уровень специализации	Технологические системы операции, про-цесса, производственного подразделения, предприятия Последовательная, параллельная, комби-нированная С жёсткой связью, с нежёсткой связью   Механизированная, автоматизированная, автоматическая Специальная, специализированная, уни-версальная

Технологической системой операции обеспечивается выполнение одной заданной технологической операции.

Технологическая система процесса содержит в качестве подсистем совокупность технологических систем операций, относящихся к одному методу (обработки, формообразования, сборки, контроля) или к одному наименованию изготовляемой продукции. Технические средства АСУ ТП входят в состав технологической системы этого процесса.

Технологическая система производственного подразделения состоит из технологических систем процессов и (или) операций, функционирующих в данном подразделении.

Технологическая система предприятия состоит из технологических систем его производственных подразделений.

Подсистемами последовательной технологической системы последовательно выполняются различные части заданного технологического процесса.

Частным случаем (видовым понятием) последовательной технологической системы является технологическая линия, в которой технологическое оборудование располагается в последовательности выполнения операций заданного технологического процесса таким образом, чтобы число рабочих мест равнялось числу операций. При этом на одно и то же рабочее место предмет производства может поступать несколько раз для выполнения различных операций.

Подсистемами параллельной технологической системы параллельно выполняются заданный технологический процесс или заданная технологическая операция.

Подсистемы параллельной технологической системы могут содержать общие СТО. Например, шестишпиндельный автомат содержит шесть параллельных подсистем, отказы которых взаимозависимы из-за наличия общих элементов: системы подачи, привода и т.д.

В случае, если параллельные подсистемы станков не содержат общих элементов, например, шесть однотипных станков выполняют параллельно и независимо друг от друга одну и ту же операцию технологического процесса, то технологическая система называется многоканальной.

Структура комбинированной технологической системы может быть представлена в виде объединения последовательных и параллельных систем более низкого уровня.

В технологической системе с жёсткой связью подсистем отказом хотя бы одной подсистемы вызывается немедленное прекращение функционирования технологической системы в целом.

В технологической системе с нежёсткой связью подсистем отказом одной подсистемы не вызывается немедленное прекращение функционирования технологической системы в целом.

Средства технологического оснащения механизированной технологической системы состоят из механизированно-ручных и механизированных технических устройств.

Средства технологического оснащения автоматизированной технологической системы состоят из автоматизированно-ручных и автоматизированных устройств.

Средства технологического оснащения автоматической технологической системы состоят из автоматических устройств.

Специальная технологическая система предназначается для изготовления или ремонта изделия одного наименования и типоразмера.

Специализированная технологическая система предназначается для изготовления или ремонта группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.

Универсальная технологическая система предназначается для изготовления или ремонта группы изделий с различными конструктивными и технологическими признаками.

Технологическая система, выполняющая групповой технологический процесс, является универсальной.

Классификация технологических систем по уровню специализации относится к технологическим системам операции, процесса и производственного подразделения. При этом универсальная, специализированная, специальная технологические системы производственного подразделения (процесса) могут содержать в себе подсистемы различного уровня специализации. Уровень специализации технологической системы определяется соотношением ограничений, вносимых каждой подсистемой применительно к номенклатуре изготовляемой продукции. Неудачный выбор этого соотношения приводит к снижению технологических возможностей системы в целом.

Уровень и вид технологической системы являются определяющими признаками для выбора критериев отказов и предельных состояний, показателей надёжности и методов их оценки.

Профессор В.П. Фандеев

Дата добавления: 2014-01-07