Принципы и задачи проектирования

Разработка концепции технической системы

Тактовые автоматические линии

В этих системах все приспособления подходят только для одной детали, т.е. для условий массового производства. При этом должно быть найдено компромиссное решение по разделению рабочих операций между отдельными станками. При расчленении операций сокращается время цикла (такта), но возрастают потери времени на замену инструментов и устранения отказов. При объединении рабочих операций за счет использования комбинированного, многолезвийного инструмента, многошпиндельных головок, одновременной обработки нескольких деталей (что приводит к совмещению операций на одном станке) увеличивается основное время, но сокращается протяженность автоматической линии. При этом усложненная оснастка станков препятствует быстрой переналадке на обработку другой детали.

Полное использование тактовых автоматических линий, как и в переналаживаемом производстве, экономически оправданно при крупносерийной обработке весьма сходных деталей. Получают распространение переналаживаемые автоматические линии со сменными комплектами инструментов, соответствующими обрабатываемым деталям. Обычно при этом сменяются многошпиндельные силовые головки и автоматически заменяется комплект оснастки. Средства измерения и контроля имеют ограниченную гибкость, а свободно программируемые устройства управления могут хранить в памяти достаточный набор управляемых программ. Короткое время переналадки при минимальном обслуживании позволяет использовать тактовые автоматические линии при среднесерийном изготовлении деталей.

Подобного рода ограниченно гибкие тактовые автоматические линии обеспечивают столь высокую производительность, что их используют в такой отрасли, как автомобильная промышленность, где характерно крупносерийное и массовое производство. Переналаживаемые автоматические линии в известной степени являются дальнейшим развитием систем, у которых переналадка на новую деталь полностью автоматизирована. Теоретически они могут заменить и вытеснить переналаживаемые линии, причем экономия при большом числе различных обрабатываемых деталей для переналаживаемых систем является существенной.

Постановка задачи формулируется исходя из конкретного набора деталей, которые необходимо обрабатывать. При этом необходимо рассмотреть вопросы снижения всех видов затрат и потребности в рабочей силе. На это можно рассчитывать, если изготавливаемые детали перспективны. Следует иметь в виду, что наибольший эффект дает комплексная автоматизация как основных, так и вспомогательных операций. При частичной автоматизации затраты меньше, но и эффективность существенно снижается. Так, если вместо разработки новой автоматической станочной системы, оснастить существующие станки роботами, как загрузочными устройствами, то производительность труда поднимется не более, чем на 50 %.

Нередко при комплексной автоматизации новая техника добавляется к старому оборудованию без удаления морально устаревших устройств системы. Вследствие этого вся новая система оптимальна только на отдельных участках, и даже после окончательной её автоматизации она не становится оптимальной по основным проектным критериям.

Первой задачей при разработке концепции автоматической технической системы является тщательный анализ ассортимента деталей и разделение их на компоненты. Под комплектом подразумевается группа однородных деталей, объединяемых в одну представительную деталь с некоторыми усреднёнными параметрами.

Для анализа ассортимента деталей используют различные методы. Так, например, можно подвергнуть рассмотрению всю совокупность деталей и полный перебор технологического оборудования. При этом возможна следующая последовательность этапов анализа:

1) определение необходимого рабочего пространства исходя из геометрических параметров деталей;

2) уточнение состава оборудования с учетом необходимых технологических процессов и режимов обработки;

3) требуемый набор режущих инструментов в связи со структурой элементарных поверхностей;

4) анализ вариантов при обработке различных сторон деталей при разных установках;

5) анализ переустановок (перезакреплений) деталей с минимизацией числа рабочих позиций;

6) требуемая пропускная способность станков и всей системы по условию заданной производительности и с учетом требований точности обработки;

7) анализ структуры системы по характеру транспортных потоков и складирования деталей;

8) анализ систем управления, контроля, диагностики.

Определив все частные потери времени, можно рассчитывать производительность станочной системы и на основе её математического моделирования найти средний цикл обработки и полную пропускную способность. При этом в ряде вариантов некоторые станки оказываются перегруженными, сохраняется значительная доля ручного труда, а в результате неизбежных простоев снижается производительность всей системы. Полезные изменения может здесь принести коррекция некоторых деталей в комплексе.

Часто при анализе ассортимента деталей вводят понятие представителей детали, по которой ведётся оптимизация числа установок, набор инструментов, состав станочного оборудования.

Для анализа ассортимента деталей и разработки концепции станочной системы целесообразно использовать вычислительную технику на основе соответствующих алгоритмов и программ.

Проектирование начинается при наличии задания на проектирование, которое отражает потребности общества в получении некоторого технического изделия. Это задание представляется в виде тех или иных документов и является исходным (первичным) описанием объекта. Результатом проектирования, как правило, служит полный комплект документации, содержащий достаточные сведения для изготовления объекта в заданных условиях. Эта документация представляет собой окончательное описание объекта.

Проектирование – процесс, заключающийся в преобразовании исходного описания объекта в окончательное описание на основе выполнения комплекса работ исследовательского, расчетного и конструкторского характера.

Возможности проектирования сложных объектов обусловлены использованием ряда принципов, основными из которых являются декомпозиция и иерархичность описаний объектов, многоэтапность и итерационность проектирования, типизация и унификация проектных решений и средств проектирования.

Дата добавления: 2014-01-04