Критерії вибору раціональної структури робототехнічного комплексу в гнучкому автоматизованому виробництві. Переміщення матеріальних потоків. Вибір раціональної структури виробничого робототехнічного комплексу за критерієм мінімуму технологічного маршруту.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Вступ

У наш час незначна кількість промислових роботів (ПР) використовується для автоматизації деревообробного виробництва (ДОВ), але деяка інформація про кількісні та якісні сторони роботизації у цій галузі промисловості вже є.

Технологія використання ПР у деревообробці знаходиться зараз на такому етапі розвитку, коли роботизація ДОВ розглядається як один із засобів перебудови виробництва в цілому, спрямованих на підвищення його ефективності. Доцільність роботизації ДОВ сьогодні оцінюється трьома характеристиками:

1) ступенем окупності капіталовкладень;

2) витратами на ТО;

3) досягнутим рівнем якості продукції.

Тому для практиків важливо знати, які фактори впливають на ці характеристики.

Дослідження показують, що ефективність використання деревообробного обладнання дуже низька, оскільки лише невелика частка часу припадає на корисну його роботу. Порівнюючи окупність цього обладнання з іншими виробничими витратами, можна побачити, що економія, яка досягається поліпшенням співвідношення «робота -- перерва» може бути на порядок вища, ніж зниження заробітної плати робітників. Цей факт допомагає визначити роль ПР в автоматизації ДОВ, яку ні в якому разі не можна зводити лише до заміни робітника-верстатника. Поряд з основним виробничим обладнанням великі капіталовкладення спрямовуються в незавершене виробництво. В умовах ДОВ їх обсяг часто перевищує вартість основного виробництва. Тому при розрахунку капіталовкладень не можна враховувати ці найважливіші обставини. Заходи, спрямовані на зменшення обсягу незавершеного виробництва, як побічні фактори скорочують терміни підготовки виробництва, підвищуючи його технологічну гнучкість, що сприяє впровадженню ПР.

Остання властивість ДОВ пов'язана з можливістю підвищити якість продукції, бо вона дає змогу не тільки поліпшити споживчі потреби останньої, а й знизити її собівартість завдяки ліквідації браку та зниженню витрат на виробництво.

Головним недоліком використання ПР у ДОВ є необхідна точність позиціонування. У сучасних ПР вона недостатня для задання правильного положення оснащення. Через це роботизація більшості операцій деревообробки ґрунтується на широкому використанні різних затискних пристроїв, що зводить нанівець переваги ПР (технологічну гнучкість і зниження витрат). Проводяться дослідження та розробки, спрямовані на підвищення точності позиціонування завдяки використанню підсистем відчуття. Деякі успіхи в цьому напрямі вже є, але поки що підсистеми відчуття використовуються рідко, хоч пошук більш вдалих вирішень цієї проблеми продовжується.

Краще зрозуміти значення ПР у вдосконаленні ДОВ можна, якщо розглянути концепцію ГВС, яка лежить в основі виробництва різних деталей. В наш час найбільший розвиток ця концепція дістала при обробці корпусних деталей, а також тіл обертання та листових матеріалів. Таке положення зумовлено тривалістю технологічного циклу, властивого процесам обробки корпусних деталей, що забезпечує підвищення продуктивності в два-три рази і можливість роботи системи без оператора протягом усієї зміни.

Аналіз причин виникнення розбіжностей між допустимим і реально досягнутим ступенями технологічної гнучкості ГВС дає змогу визначити роль ПР у цих системах. Основна причина зниження гнучкості полягає в необхідності обробки значної кількості різних деталей обмеженим набором інструменту. Ця причина -- мала кількість автоматично керованих інструментів -- обмежує можливості практично всіх ГВС. Уже є технічні засоби, які дають змогу вирішити цю проблему, але вони дуже дорогі. Використання ПР сприяє зменшенню витрат, однак висока технологічна гнучкість їх буде можливою тільки з появою надійних і швидкодіючих засобів для заміни інструментів-захоплювачів.

З'ясувавши ситуацію, яка склалася з використанням технологічно гнучких засобів автоматизації виробництва, можна оцінити умови успішного спільного використання цих засобів і ПР. По-перше, успішне застосування автоматики передбачає багатосерійне виробництво чи високий ступінь уніфікації оброблюваних деталей. ПР добре вписуються в таку технологічну обстановку, яка підвищує ступінь гнучкості виробничої системи, оснащеної спеціалізованими автоматичними пристроями, завдяки можливості виконання різних повторюваних операцій без додаткових витрат. По-друге, при використанні ПР у малосерійному чи штучному виробництві організацію виробничого процесу треба змінити так, щоб він дістав деякі характерні риси багатосерійного виробництва. Всі використовувані деталі мають розміщуватися в точно визначених місцях і заздалегідь визначеній їх орієнтації.

В даному проекті розв'язується задача дослідження і розробки раціонального компонування та структури робототехнічного комплексу як складової ланки гнучкого автоматизованого виробництва, з врахуванням вимог щодо його гнучкості, повної автоматизації, інформаційно-програмного забезпечення та обліку продукції, програмного керування з застосуванням ЕОМ.

1. Критерії вибору раціональної структури РТК в гнучкому автоматизованому виробництві

Автоматизація технології виробництва дозволяє зменшувати кількість людей, зайнятих безпосередньо в технологічному процесі, підняти якість виробів, які виготовляються, і продуктивність виробничої системи за рахунок гнучкої організації технологічного процесу, прискорити навчання персоналу в час переходу до іншої номенклатури виробу, або для різновидів виробу різко скоротити час виготовлення окремого пристрою чи механізму.

Розглянутий в бакалаврській роботі робототехнічний комплекс має одну суттєву особливість. В скрутний для нашої економіки час, коли підприємства оснащені застарілим обладнанням (верстати, промислові роботи ПР), тільки технологіями практично неможливо створити гнучке виробництво .

На перший погляд може здатися, що виходом з цього положення є заміна старого обладнання і устаткування на сучасне, але такий вихід із ситуації можливий лише за умови надходження значних інвестицій. Але є і інший вихід із цього положення - це модернізація старого обладнання.

Підтвердженням цього є дослідження РТК, де використані промислові роботи першого покоління моделей М10П, М20П, МП9С, обладнані сучасними ЕОМ з метою розширення виконавчих функцій в комплексі з відповідним технологічним обладнанням спроектованого РТК. На основі цих роботів, а також деревообробних верстатів з ЧПК було створено виробничий РТК. Оцінюючи критерії вибору раціональної структури такого РТК в гнучкому автоматизованому виробництві, можна зробити такі висновки:

а) за допомогою критерію технологічної гнучкості:

- середнє значення коефіцієнта гнучкості виробничої системи, що переходить від випуску виробів і-того найменування до виробів j- того найменування, лежить в межах від 0 до 1, і для найкращої гнучкості РТС коефіцієнт технологічної гнучкості повинен прямувати до 1;

- при збільшенні часу адаптації системи з переходом до випуску продукції нової партії, гнучкість погіршується. Залежність Тад= f() змінюється гіперболічно;

- при збільшенні обсягу номенклатури “n” різних найменувань час адаптації зростає, тобто погіршується гнучкість РТС;

- критичне значення гнучкості ( за Тад=0) залежить від кількості деталей, які потрібно поміняти чи удосконалити. Зі збільшенням “n” критичне значення гнучкості зростає;

- за малих значеннях коефіцієнта гнучкості час переналагодження сягає 10 годин, і дана РТС стає практично не переналагодженою, втрачається доцільність використання такої системи ( такої системи прямує до );

- за механічного збільшення сумарного часу обробки і складання всієї номенклатури виробів гнучкість системи збільшується, але в свою чергу падає продуктивність такої РТС.

б) щодо критерію структурно-компонувальної гнучкості:

- на основі матриці зв'язаності структурних компонентів можна визначити, чи доцільно використовувати запроектовану систему. При наявності в матриці хоча б одного нульового стовпця чи лінійки, визначник такої матриці стає рівний нулю. А це говорить про те, що не вистачає транспортних шляхів між компонентами, значить структура такої РТС є нераціональною;

- із збільшенням величини kT степінь гнучкості зменшується; зі збільшенням номенклатури елементів системи, тобто кількісної величини P, при сталій кількості зв'язків між елементами l, залежність kT =f (qф) визначається збільшенням функції kT , сама характеристика піднімається, що приводить до погіршення степені гнучкості;

в) щодо повної оцінки гнучкості:

- при використанні універсальних технологічних систем оцінка повної гнучкості рівна 100 %, але це можливе тільки тоді , коли не потрібні додаткові затрати при переході на виготовлення нового об'єкта.

2. Гнучкість структурно-компонувальних схем РТК

Структурно-компонувальна гнучкість визначається швидкістю переналагодження ГВС з переходом на запуск виробу іншого виду. В найбільшій степені забезпечує автоматизацію процесу одержання керуючої інформації для ГВС і, зокрема, інтеграцією з системою автоматизованого проектування виробництва, технологічною підготовкою виробництва та системою автоматичного керування, а також стандартизацією використаних інструментів, матеріалів, заготовок та ін. При чому необхідно врахувати і трудоємність переналагодження ГВС, а також вплив на її структурну гнучкість, яка базується на гнучкості структурно-компонувальної схеми РТК. Остання визначається при...