Научной школы проектирование предприятий

Историческая справка развитие современной

Впервые научные положения по технологическому проектиро­ванию механосборочного производства сформулированы в трудах русских ученых И. А. Тиме, П. А. Гавриленко и М. Е. Егорова. В первые годы Советской власти и далее в годы первых пятилеток в нашей стране необходимо было обобщить опыт, накопленный отечественным и зарубежным машиностроением, в целях исполь­зования его для восстановления и реконструкции заводов и соз­дания новых машиностроительных производств. В связи с этим проектирование механосборочных цехов, являющихся неотъем­лемой частью машиностроительных заводов, приобрело исклю­чительно важное значение. В этот период советские ученые раз­работали научно обоснованную методику проектирования механосборочного производства, в соответствии с которой было создано большое число машиностроительных заводов.

В настоящее время повышаются требования к качеству продукции машиностроения, ее разнообразию. Интенсивное развитие технических средств вызвало необходимость совершенствования методики проектирования и создания на ее основе новых высоко­эффективных предприятий.

Особое внимание уделяется реконструкции и техническому перевооружению действующих предприятий, так как средства, выделенные на эти цели, окупаются в среднем в 3 раза быстрее, чем при создании аналогичных мощностей за счет нового строи­тельства.

Для решения поставленных перед отечественным машиностроением задач был создан ряд отраслевых проектных институтов, которые на основе углубленного изучения специфики отрасли используют при проектировании все новейшие достижения науки и техники, внедряют новые технологические процессы, применяют типовые проекты, стандартные конструкции, системы автомати­зированного проектирования (САПР), а также осуществляют связь с научно-исследовательскими, проектно-конструкторскими, строительными организациями и промышленными предприятиями в целях быстрейшего внедрения в проекты результатов их работ. Эти проектные институты выполняют следующие работы: участ­вуют в составлении заданий на проектирование, выборе площадки для строительства, определении объемов, этапов и стоимости про­ектных и изыскательных работ; устанавливают технические тре­бования на разработку специального технологического и другого нестандартного оборудования и получают от него исходные дан­ные на проектирование; определяют объемы строительно-монтаж­ных работ, состав и количество оборудования, изделий и материа­лов; выдают заявочные ведомости на оборудование и материалы; составляют сводную смету и сводку затрат на строительство; сле­дят за соблюдением патентной чистоты проектных решений; обе­спечивают строительство технической документацией в сроки, установленные договором; участвуют в приемке в эксплуатацию объектов строительства и освоении проектных мощностей; выпол­няют авторский, а в необходимых случаях и технический надзор за строительством и реконструкцией цехов и заводов

В свое время в нашей стране широкое распространение получили автоматические и поточные линии, объединяющие комплексы автоматически работающих агрегатных станков и станков-автоматов.

Недостаток – узкая ориентация на изготовление определенного вида изделий. В связи с этим подобные средства можно использовать только там, где производство носит массовый, устойчивый характер.

В настоящее время в связи со сложившимися обстоятельствами почти все производство перешло на единичный, мелкосерийный и серийный характер. В промышленно развитых странах крупносерийное и массовое производство составляет лишь около 20%, а единичное, мелкосерийное и серийное производство – 80 %.

В целях разрешения противоречий, обусловленных, с одной стороны, мелкосерийностью объектов производства, а с другой, крупными масштабами самого производства, были разработаны методы групповой технологии – автор С. П. Митрофанов, доктор технических наук, профессор Ленинградского оптико-механического института.

Следующим шагом на пути автоматизации производства является разработка программируемых перенастраиваемых средств, то есть гибкого оборудования. К ним относятся станки с ЧПУ, в том числе обрабатывающие центры, промышленные роботы и другое автоматически действующее оборудование.

Еще большей гибкостью обладают системы, управляемые от ЭВМ – гибкие производственные системы (ГПС), в которых объедены высокая степень автоматизации изготовления разнообразных деталей и высокая степень автоматизации инженерного труда (рисунок 1.1).

Гибкая производственная система – это комплекс техно­логических средств, состоящий из одного-двух и более многоцеле­вых станков с ЧПУ или других металлорежущих станков с ЧПУ со средствами автоматизации технологических процессов и автоматической системой управления. К средствам автоматизации технологических процессов относятся механизмы автомати-

1 – технологическое оборудование (станок с ЧПУ); 2 – промышленный робот (автоматический манипулятор); 3 – автоматическая транспортно-складская система; 4 – автоматический склад заготовок; 5 – автоматический склад средств технологического оснащения; 6 – ЭВМ; 7 – АСУП (автоматизированная система управления производством); 8 – автоматический контроль (система активного контроля); 9 – автоматическая система испытаний изделий; 10 – автоматический склад готовых изделий; 11 – АСНИ (автоматизированная система научных исследований); 12 – САПР И (система автоматизированного проектирования изделий); 13 – САПР ТП (система автоматизированного проектирования технологических процессов); 14 – САПР Э (система автоматизированного проектирования экономики);

Рисунок 1.1 – Структурная схема гибкой производственной системы

ческой смены инструмента, авто­матической смены заготовок и транспортирования их со склада до зоны обработки при помощи различных транспортных средств, на­пример при помощи самоходных роботизированных тележек. Этот комплекс связан единым математическим обеспечением, способствую­щим работе оборудования в автоматическом режиме с минимальным участием человека.

ГПС рентабельны только при эксплуатации в 2 – 3 смены. ГПС оснащены современными системами ЧПУ, управляющи­ми перемещениями механизмов станка, инструментом, транспортом, системами загрузки-выгрузки. Такие системы ЧПУ имеют дисплеи, помогающие оператору увидеть отклонения в работе станков; мониторные устройства, обеспечивающие диагностирование режущею инструмента, контроль размеров обрабатываемых заготовок непосред­ственно на станке и т. д.

Для встраивания в ГПС создаются разные типы оборудования. В мелкосерийном производстве это может быть комплекс «станок – робот», позволяющий при сохранении свойств быстрой переналаживаемости обеспечить автоматическую загрузку заготовок и выгрузку деталей. Для среднесерийного производства создаются автономно работающие токарные, сверлильно-фрезерно-расточные и зубообрабатывающие и другие модули. В крупносерийном производстве для обработки деталей типа тел вращения создают высоко­производительные токарные автоматы с ЧПУ с увеличенным числом шпинделей, суппор­тов, с возможностью выполнения сверлиль­ных, фрезерных и других работ. Для обра­ботки корпусных деталей в крупносерийном переналаживаемом производстве применяют многоцелевые станки со сменными много­шпиндельными головками.

В струк­туру ГПС (рисунок 1.1) входит автоматизиро­ванный комплекс /«станок — промышлен­ный робот», автоматическая транспортно-складская система, автоматические скла­ды заготовок, инструмента и готовой продукции, автоматический контроль гото­вых изделий, диспетчерское управление. С помощью автоматизи­рованных рабочих мест (АРМ) иссле­дователя, технолога, конструктора, экономиста реализуется система автома­тизированного проектирования (САПР) на основе единой системы технологи­ческой подготовки производства (ЕСТ ПП). АСУП осуществляет управление технологическими про­цессами (АСУ ТП). планирование, диспетчирование всем производственным процессом.

Преимущества ГПС по сравнению с участками, состоящими из универсальных станков:

- резкое увеличение производительности труда в процессе изготовления единичной и мелкосерийной продукции благодаря более высокой загрузке оборудования;

- быстрое реагирование на изменение требований заказчиков;

- существенное повышение качества продукции за счет устранения ошибок и нарушений технологических режимов, неизбежных при ручном труде;

- сокращение времени производственного цикла;

- уменьшение капитальных вложений, площадей и численности обслуживающего персонала, прежде всего за счет трехсменного режима работы, при этом две смены ведутся практически под наблюдением оператора;

- снижение объема незавершенного производства;

- повышение эффективности управления за счет исключения человека из производственного процесса;

- улучшение условий труда, устранение сложных, трудоемких и тяжелых, малоквалифицированных и монотонных операций..

Анализ работы ГПС позволяет сделать некоторые выводы:

- управление транспортными системами и работой станков осуществляется одной или несколькими отдельными ЭВМ;

- число станков в ГПС колеблется от 2 до 50. Однако 80 % ГПС составлено из 4…5 станков и 15 % из 8…10 %; реже встречаются системы из 30…50 станков – 2…3 %;

- наибольший экономический эффект от использования ГПС достигается при обработке корпусных деталей, нежели от их использования при обработке других деталей, например деталей типа тел вращения. Например, в Германии их 60 %, в Японии – более 70, в США – около 90 %;

- различна и степень гибкости ГПС. Например, в США преобладают системы для обработки изделий в пределах 4…10 наименований, в Германии – от 50 до 200;

- нормативный срок окупаемости ГПС в различных странах 2…4,5 года.

Дата добавления: 2014-01-11