Теория технических систем (стр. 7 )

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.

3.3 Разработка концепции технической системы

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.

3.4 Выводы

1.  Необходимым условием создания технической системы является повышение эффективности производства.

2.  Разработка технического задания на проектирование технической (станочной) системы требует данных об обрабатываемых деталях: сведения о размерах, припусках, виде заготовки, массе, материале, требований к качеству обработки.

3.  Варианты технических (станочных) систем должны быть подчинены решению производственной задачи с учетом типа изготавливаемых деталей и их годового выпуска.

4.  В настоящее время перспективными для различных условий производства являются станочные системы: набор отдельных станков с ЧПУ, многооперационные станки (обрабатывающие центры), гибкие станочные системы, автоматические тактовые линии.

5.  При разработке концепции технической системы необходим тщательный анализ ассортимента и разделение их на комплекты. Под комплектом понимается группа однородных деталей, объединяемых в одну производительную деталь.

Контрольные вопросы:

1.  Необходимое условие создания технической системы. Факторы влияния.

2.  С какой целью изучается номенклатура деталей?

3.  Перечислить данные об обрабатываемых деталях, влияющих на проектирование станочной системы.

4.  Обосновать варианты станочных систем с учетом различных типов обрабатываемых деталей и их готового выпуска.

5.  Разработка концепции технической системы.

4 ПРИНЦИПЫ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

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.

4.1 Иерархические уровни описаний проектируемых объектов

Описать технический объект, не расчленяя его на некоторые составные части, удается лишь для простых изделий. Как правило, требуется структурирование описаний и соответствующее расчленение представлений о проектируемых объектах на иерархические уровни и аспекты. Это позволяет распределить работы по проектированию сложных объектов между подразделениями проектной организации, что способствует повышению эффективности и производительности труда проектировщиков.

Разделение описаний по степени детализации отображаемых свойств и характеристик объекта лежит в основе блочно-иерархического подхода к проектированию и приводит к появлению иерархических уровней (уровней абстрагирования) в представлениях о проектируемом объекте.

4.1.1 Общая задача. Спроектировать автоматическую линию (АЛ) для механической обработки корпусных деталей

Объем и состав задач при решении задачи проектирования определяется, прежде всего, постановкой задачи.

При постановке задачи проектирования необходимо:

– уяснить, отчего и в связи, с чем возникла проблема;

– установить, почему она рассматривается как нерешенная, и выявить её отличие от смежных или близких задач;

То есть, для определения путей решения проектной задачи проводится поиск в ИС (информационной системе), которая содержит сведения обо всех объектах (в нашем случае о АЛ) ранее спроектированных у нас и за рубежом. Данная проектная операция выполняется всегда! Если не удается найти ТС, полностью обладающие заданным характеристикам, то находится аналог.

Входом для решения общей задачи являются независимые переменные, входящие в состав задания заказчика:

1. Данные об обрабатываемой детали;

2. Данные о требуемом технологическом процессе;

3. Данные о цехе, где будет монтироваться АЛ;

4. Данные для планирования линии (место входа и выхода заготовки, места подачи СОЖ и т. п.);

5. Лимитная цена линии.

Выходом решаемой общей задачи являются удовлетворительные технико-экономические показатели проектируемой АЛ, по достижении которых оформляются следующие документы:

1. Чертёж общего вида АЛ;

2. Пояснительная записка;

3. Таблицы последовательности выполняемых операций;

4. Чертежи заготовок;

5. Расчеты технико-экономических показателей (ТЭП).

Факторы решения общей задачи состоят из параметров, влияющих на ТЭП АЛ:

1. Техпроцесс;

2. Структура АЛ;

3. Коэффициент использования;

4. Занимаемая площадь;

5. Количество технологического оборудования;

6. Количество вспомогательного оборудования;

7. Количество обслуживающего персонала.

Предельные значения всех переменных (требование заказчика, мехобработку производить без охлаждения, максимальное использование унифицированных узлов).

Для определения путей решения проектной задачи проводится поиск в ИС (информационной системе), которая содержит сведения о всех объектах (в нашем случае о ПЛ) ранее спроектированных у нас и за рубежом.

Данная проектная операция должна выполняться всегда! Если не удается найти ТС, полностью обладающие заданными характеристиками, то выявляются объекты с рядом близких или сходных параметров, которые могут быть приняты в качестве аналогов.