3. Поняттята визначення: автомат, напівавтомат, ГПС, автоматична лінія

Автоматом називають робочу машину (систему машин), при здійсненні технологічного процесу на якій всі елементи робочого циклу (робочі та холости ходи) виконуються автоматично. Повторення циклу здійснюється без участі людини.

Напівавтоматом називають робочу машину, цикл роботи якої в кінці операції автоматично переривається. Для відновлення циклу (пуск напівавтомата) необхідне втручання людини, яка встановлює та знімає заготовки, пускає верстат та контролює його роботу, змінює та регулює інструмент.

Терміни та визначення видів гнучких виробничих систем встановлює ГОСТ 26228-84.

Гнучка виробнича система (ГПС) - сукупність або окрема одиниця технологічного обладнання та систем забезпечення його функціонування в автоматичному режимі, що має властивість автоматизованої переналагодження при виробництві виробів довільної номенклатури у встановлених межах їх характеристик.

ДПС щодо організаційної структури поділяються на такі рівні:

гнучкий виробничий модуль – перший рівень;
гнучка автоматизована лінія та гнучка автоматизована ділянка - другий рівень;
гнучкий автоматизований цех – третій рівень;
Гнучкий автоматизований завод – четвертий рівень;

За ступенями автоматизації ДПС поділяються на такі щаблі:

гнучкий виробничий комплекс – перший щабель;
гнучке автоматизоване виробництво – другий ступінь.

Якщо не потрібно вказівки рівня організаційної структури виробництва або щаблів автоматизації, то застосовують узагальнюючий термін гнучка виробнича система.

Гнучкий виробничий модуль (ГПМ) – це гнучка виробничасистема, що складається з одиниці технологічного обладнання, оснащена автоматизованим пристроєм програмного управління та засобами автоматизації технологічного процесу; автономно функціонує, що здійснює багаторазові цикли і має можливість вбудовування у систему вищого рівня. Окремим випадком ДПМ є роботизований технологічний комплекс (РТК) за умови можливості його вбудовування в систему вищого рівня. У загальному випадку в ГПМ входять накопичувачі, пристрої, супутники (палети, пристрої завантаження та вивантаження, у тому числі промислові роботи (ПР), пристрої заміни оснастки, видалення відходів, автоматизованого контролю, включаючи діагностування, переналагодження тощо).

Гнучка автоматизована лінія (ГАЛ) - ГПС, що складається з кількох гнучких виробничих модулів, об'єднаних автоматизованою системою управління, в якій технологічне обладнання розташоване у прийнятій послідовності технологічних операцій.

Гнучка автоматизована ділянка (ГАУ) - ГПС, що складається з кількох гнучких виробничих модулів, об'єднаних автоматизованою системою управління, що функціонує за технологічним маршрутом, у якому передбачено можливість зміни послідовності використання технологічного обладнання.

Гнучкий автоматизований цех (ГАЦ) – ГПС, що є сукупністю гнучких автоматизованих ліній та (або) гнучких автоматизованих ділянок, призначена для виготовлення виробу заданої номенклатури.

Гнучкий автоматизований завод (ГАЗ) - ГПС, що є сукупністю гнучких автоматизованих цехів, призначена для випуску готових виробів відповідно до плану основного виробництва.

Наведені визначення не охоплюютьтакі терміни як: автоматична лінія, автоматична ділянка, цех, завод. ЕНІМС пропонує такі визначення:

Лінія автоматична (ЛА) – сукупність технологічного обладнання, встановленого у послідовності техпроцесу обробки, з'єднаного автоматичним транспортом та оснащена автоматичними завантажувально-розвантажувальними пристроями та загальною системою керування або кількома взаємопов'язаними системами керування.

По щаблях автоматизації розрізняють два види ДПС:

Гнучкий виробничий комплекс (ГПС) – це гнучка виробнича система, що складається з кількох гнучких виробничих модулів, об'єднаних автоматизованою системою управління та автоматизованою транспортно-складською системою, що автономно функціонує протягом заданого інтервалу часу і має можливість вбудовування в систему вищого ступеня автоматизації.

Гнучке автоматизоване виробництво (ГАП) – ДПС, що складається з одного або кількох виробничих комплексів, об'єднаних автоматизованою системою управління виробництвом та транспортно-складською автоматизованою системою, та здійснює автоматизований перехід на виготовлення нових виробів.

Організаційно-технічні передумови автоматизації

Основною сферою застосування ГПС є серійне багатономенклатурне виробництво. Як видно з визначень, кожен вид ГПС характеризується тим, що може функціонувати автономно, є технічно закінченим цілим і має свою локальну систему управління, можливість вбудовування в систему вищого рівня. ГПС має також властивості швидкої переналагодження виготовлення нових виробів виробничої номенклатури.

Автоматичні лінії групової обробки, що переналагоджуютьсядекількох заздалегідь відомих та аналогічних за конструкцією та технологією виготовлення деталей в умовах великосерійного та масового виробництва не є ГПС, т.к. на них не передбачено переналагодження на нові деталі.

Переналагодження на таких лініях може бути ручним або автоматичним. Як правило, переналагодження проводитися не більше 1-3 разів на місяць. Загальна річна продуктивність такої лінії 30-200 тис. дит на рік.

Раніше існувала переважна думка, що автоматизація доцільна і можлива лише в масовому виробництві, коли випускається порівняно велика кількість однотипних виробів та робота протікає безперервним потоком. Це обгрунтовувалося тим, тим більші матеріальні витрати на складне автоматичне обладнання та значна тривалість підготовки автоматизованого виробництва виправдовуються за більшої програми та подовжених термінів випуску продукції.

В даний час автоматизація у порівняно великих масштабах застосовується у масовому виробництві. Умови для її застосування прагнуть розширити уніфікацією, нормалізацією та стандартизацією виробів, що призводить до збільшення якості та тривалості їх випуску. Уніфікація та нормалізація виробів та їх елементів – найважливіший етап подальшого розвитку автоматизації виробництва. При нормалізації та стандартизації виробів створюються вигідні умови для внутрішньої та міжгалузевої спеціалізації підприємств, що є важливою передумовою для подальшого розвитку автоматизації.

Для автоматизації процесу масового виробництва доцільно ширше застосування комплексного устаткування, що поєднує технологічні процеси виготовлення деталей зі складськими та транспортними операціями.

Автоматизація у серійному виробництві вкрай необхідна, т.к. близько 80% всієїпродукції у машинобудуванні випускається серійно. При автоматизації цього виробництва доцільно на основі типізації технологічних процесів створювати переналагоджувані одно- та багатопозиційні верстати. Групове оброблення та складання – це основи автоматизації серійного виробництва.

В даний час більша увага приділяється проблемі створення звичайного та автоматичного обладнання, що збирається з нормалізованих агрегатів, вузлів і деталей, що мають властивість розмірної та функціональної взаємозамінності. Це забезпечить скорочення термінів проектування та виготовлення верстатів та автоматичних ліній, знижує їхню вартість, покращує умови ремонту та модернізує обладнання, а також спрощує завдання його використання при зміні об'єкта виробництва.

Автоматизація одиничного і дрібносерійного виробництва також є важливим і необхідним завданням. Великий ефект може створити автоматизація виконання складних трудомістких операцій механічної обробки, збирання, зварювання, контролю. Як засоби автоматизації тут використовують верстати та установки з ЧПУ. Особливо ефективна на цих верстатах обробка деталей із складними профільованими поверхнями, з великою кількістю точно координованих отворів та великою кількістю технологічних переходів. При виконанні такої обробки на верстатах з ЧПУ відпадає необхідність попереднього виготовлення копірів, кондукторів та іншого оснащення.

Уніфікація – різновид стандартизації, пов'язаний із скороченням різноманітності елементів без скорочення різноманітності систем, у яких вони застосовуються. При уніфікації зменшується кількість типорозмірів виробів, що випускаються, однакового функціонального призначення, максимально використовують однакові складальні одиниці і деталі, скорочують різноманітністьзастосовуваних у деталях подібних елементів (діаметрів отворів, розмірів різьблення та ін.), а також обґрунтовано звужують перелік матеріалів, що використовуються у виробі марок, різновидів прокату тощо.

В результаті номенклатура деталей, що виготовляються, зменшується, а програма їх випуску зростає. З'являється можливість застосування досконаліших технологічних процесів, знижується собівартість виготовлення деталей, скорочуються терміни розробку і постановку виробів виробництва. Уніфікація є одним із найпоширеніших ефективних різновидів стандартизації, вона найбільш характерна для діяльності окремих або споріднених підприємств та виробничих об'єднань. Уніфікація широко здійснюється і в загальнодержавному масштабі головним чином через встановлення в стандартах кращих рядів і рекомендацій.

Типізація - різновид стандартизації, що полягає у розробці та встановленні типових конструктивних або технологічних рішень для ряду виробів, складових частин, а також процесів, що мають загальні конструктивні чи технологічні характеристики. На відміну від уніфікації, типізація може вирішувати завдання розвитку галузі машинобудування. Прикладом є типізація технологічних процесів, що проводиться найчастіше за галузями виробництва на основі класифікації деталей та єдиної системи їх кодування.

Стандартизація - встановлення та застосування правил з метою упорядкування діяльності у певній галузі на користь та за участю всіх зацікавлених сторін, зокрема, для досягнення загальної оптимальної експлуатації (використання) та вимог безпеки.

Застосування принципів стандартизації при проектуванні автоматичних верстатних систем

При зародженні автоматобудуваннякожен верстат-автомат конструктори створювали наново, тобто. відповідно до поставленого завдання щоразу проектували приводи, виконавчі механізми, елементи систем управління тощо. У цьому процес проектування був тривалим, а розроблені конструкції іноді виявлялися недостатньо працездатними. З часом вироблялися принципи стандартизації при проектуванні автоматичного обладнання, в основі яких лежить використання стандартних та уніфікованих деталей, вузлів та систем. В даний час застосування стандартизації при проектуванні реалізується у вигляді принципів базових моделей та агрегатування.

Сутність принципу базових моделей у тому, що у основі створюються однакові чи близькі за призначенням механізми. Шляхом зміни розмірів вузлів базової моделі та конструкції деяких з них створюють ряд верстатів із різним ступенем автоматизації для обробки деталей різних розмірів. За цим принципом спроектовані гами одношпиндельних токарно-револьверних автоматів, токарних напівавтоматів гідрокопіювальних, автоматичних ліній для обробки деталей підшипників. Усередині кожної гами механізми однакового призначення зазвичай відрізняються лише габаритами, Терміни та вартість проектування значно знижуються, а надійність верстатів та автоматичних ліній різко зростають. Особливо часто принцип базових моделей використовується під час конструювання напівавтоматів. Наприклад, Мінським СКБ АЛ на основі базової моделі-вертикального напівавтомата для патронних робіт мод. 1734 - створена гама напівавтоматів: для центрових робіт, з розточувальною головкою, з револьверною головкою підвищеної точності, з ЧПУ.

Сутність принципу агрегатування полягає в тому, що створюються гами уніфікованих вузлів, з яких компонуються верстати таавтоматичні лінії, що відрізняються технологічним призначенням, числом позицій, конструктивною складністю. Уніфіковані вузли повинні мати такі властивості:

1. Автономністю, навіщо вони постачаються індивідуальними приводами й у машині зв'язуються друг з одним з допомогою електричної схеми, а чи не кінематично. Завдяки чому з уніфікованих вузлів можна створювати більше варіантів машин.

2. Стандартними приєднувальними розмірами, що забезпечує можливість з'єднання вузлів із сусідніми вузлами.

3. Необхідною точністю взаємного становища.

Уніфіковані вузли (агрегати) розробляються заздалегідь, випробовуються в лабораторних та виробничих умовах і таким чином доводяться до потрібного рівня якості.

Відповідно до поставленого завдання конструктор уніфіковані вузли (агрегати) вибирає з каталогу та проектує спецвузли, конструкція яких визначається оброблюваною деталлю - пристосування, інструментальне налагодження та ін.

В даний час за принципом агрегатування будують гідравлічні та електричні системи, агрегатні верстати, автоматичні лінії з агрегатних верстатів, ПР, багатоцільові верстати з ЧПК, автоматизовані виробничі ділянки з керуванням ЕОМ. Використання комплекту уніфікованих вузлів у п'ять разів більше скорочує обсяг конструкторських робіт при проектуванні, значно скорочує трудомісткість, вартість і терміни виготовлення машин.

Виробництво уніфікованих вузлів є серійним, що дозволяє застосовувати передову технологію під час їх виготовлення. Застосовують для обробки різноманітних, у тому числі складних та відповідальних деталей в умовах масового, великосерійного виробництва тракторів, автомобілів, с/г машин, моторів тощо.