Термінологія
Відповідно до прийнятої в СРСР термінології (ГОСТ 26228-85)гнучкою виробничою системою(ГПС) називають сукупність у різних поєднаннях обладнання з ЧПУ, роботизованих технологічних комплексів, гнучких виробничих модулів, окремих одиниць технологічного обладнання та систем забезпечення їх функціонування автоматичному режимі протягом заданого інтервалу часу, що має властивість автоматизованої переналагодження при виробництві виробів довільної номенклатури у встановлених межах значень їх характеристик (при цьому заданий інтервал часу встановлюється за погодженням із замовником ДПС).
За організаційними ознаками розрізняють такі види ГПС: гнучка автоматизована лінія, гнучкий автоматизований ділянку, гнучкий автоматизований цех. У перспективі з'являться гнучкі автоматизовані заводи (ГАЗ).
Гнучка автоматизована лінія (ГАЛ)- це гнучка виробнича система, в якій технологічне обладнання розташоване в прийнятій послідовності технологічних операцій.
Гнучка автоматизована ділянка (ГАУ)- це гнучка виробнича система, що функціонує за технологічним маршрутом, в якому передбачена можливість зміни послідовності використання технологічного обладнання.
Гнучкий автоматизований цех (ГАЦ)— це гнучка виробнича система, що є у різних поєднаннях сукупність гнучких автоматизованих ліній, роботизованих технологічних ліній, гнучких автоматизованих ділянок, роботизованих технологічних ділянок виготовлення виробів заданої номенклатури.
Основною складовою ГПС. Єгнучкий виробничий модуль(ГПМ), яким називають одиницю технологічногообладнання для виробництва виробів довільної номенклатури у встановлених межах значень їх характеристик з програмним управлінням, що автономно функціонує, автоматично здійснює всі функції, пов'язані з їх виготовленням, що має можливість вбудовування у гнучку виробничу систему.
Таким чином, ГПМ - це здатна автономно функціонувати, здійснюючи багаторазові цикли, одиниця технологічного обладнання з автоматизованим пристроєм програмного управління (з ЧПУ), оснащена автоматизованими пристроями (роботами) завантаження заготовок та видалення деталей (вузлів), видалення відходів (наприклад, стружки), подання та заміни інструментів, вимірювань та контролю в процесі обробки (складання), а також діагностики неполадок та відмов у роботі. ГПМ має здатність автоматизованої переналагодження на випуск різних виробів у межах освоєної номенклатури та своїх технічних можливостей, а також здатність вбудовуватися в ГПС.
Крім ДПМ до складу ДПС (ГАЛ, ГАУ та ГАЦ) входять роботизовані технологічні комплекси, системи забезпечення функціонування ДПС, автоматизовані транспортно-складські системи та автоматизовані системи інструментального забезпечення.
Роботизований технологічний комплекс (РТК) -це сукупність одиниці технологічного обладнання, промислового робота та засобів оснащення, що автономно функціонує і здійснює багаторазові цикли.
Система забезпечення функціонування ГПС- це сукупність у загальному випадку взаємопов'язаних автоматизованих систем, що забезпечують проектування виробів, технологічну підготовку їх виробництва, управління гнучкою виробничою системою за допомогою ЕОМ та автоматичне переміщення предметів виробництва та технологічноїоснастки.
Автоматизована транспортно-складська система(АТСС) - це система взаємопов'язаних автоматизованих транспортних та складських пристроїв для укладання, зберігання, тимчасового накопичення, розвантаження та доставки предметів праці, технологічного оснащення.
Автоматизована система інструментальногозабезпечення(АСІО) – це система взаємопов'язаних елементів, що включає ділянки підготовки інструменту, його транспортування, накопичення, пристрої зміни та контролю якості інструменту, що забезпечують підготовку, зберігання, автоматичну установку та заміну інструменту.
До складу ДПС (ГАЦ та ГАЗ) можуть входити також роботизовані технологічні лінії та ділянки.
Роботизированная технологічна лінія –це сукупність роботизованих технологічних комплексів, пов'язаних між собою транспортними засобами та системою управління, або кількох одиниць технологічного обладнання, що обслуговуються одним або декількома промисловими роботами для виконання операцій у прийнятій технологічній послідовності.
Роботизированная технологічна ділянка –це сукупність роботизованих технологічних комплексів, пов'язаних між собою транспортними засобами системою управління, або кількох одиниць технологічного обладнання, що обслуговуються одним або декількома промисловими роботами, в якій передбачено можливість зміни послідовності використання технологічного обладнання.
З наведених визначень випливає, що гнучка виробнича лінія або ділянка — це комплекс із кількох (двох і більше) взаємопов'язаних гнучких виробничих модулів, об'єднаних комплексною автоматизованою системою керування (КАСУ), автоматизованою транспортно-складською системою(АТСС) та автоматизованою системою інструментального забезпечення (АСІО), синхронізацію роботи яких здійснює (як і управління всім виробничим циклом) єдина керуюча ЕОМ (або мережа ЕОМ), що забезпечує автономне функціонування ГАЛ або ГАУ протягом заданого інтервалу часу в умовах швидких переходів на обробку будь-якої іншої деталі (вузла) в межах технічних можливостей обладнання, ГАЛ і ГАУ мають здатність вбудовуватися в систему вищого рівня, наприклад, ГАЦ та ГАЗ.
Аналогічним чином гнучкий автоматизований цех (завод) - це виробнича система, що складається з декількох (двох і більше) взаємоз'єднаних гнучких виробничих ліній або ділянок, об'єднаних єдиною системою управління виробництвом та АТСС (КАСУ) з гнучкою автоматизованою інженерною та технічною підготовкою виробництва, що забезпечує швидку перебудову технології виробництва на випуск нових виробів за рахунок інтеграції систем автоматизованого проектування об'єкта виробництва (САПР К), технології та засобів технологічного забезпечення (САПР Т), а також автоматизованих систем наукових досліджень (АСНІ), управління технологічними процесами (АСУТП), виробництвом (АСУП) та автоматизованої системи технологічної підготовки виробництва (АСТПП)
Структурна схема гнучких виробничих систем будь-якого виду показано на рис. 5.1. До складу технічних засобів гнучких виробництв рівноправно входять ДПМ, ГАУ, ГАЛ та ГАЦ як першого (для основного виробництва), так і другого (для здійснення технічної підготовки виробництва) рівнів.
Всі вони разом з автоматизованими складами та пов'язаними з ними автоматизованими ділянками комплектування всім необхідним для роботи об'єднані комплексною автоматизованоютранспортно-складської системою, що є стрижнем, що об'єднує, всього гнучкого виробництва. Доцільніше виконувати АТСС у вигляді єдиної системи, хоча вона може складатися і з кількох підсистем, наприклад, підсистеми транспортування супутників із заготовками, підсистеми (системи) інструментального забезпечення (АСІО) та інших транспортних підсистем, у складі яких можуть бути промислові роботи та маніпулятори, а також спеціальні автоматичні транспортні візки.
Рис, 5.1. Структурна схема гнучких виробничих систем
Роль ДПМ, ГАУ та ГАЦ другого порядку можуть виконувати ДПМ, ГАУ та ГАЦ першого порядку, коли їх використовують, наприклад, для виготовлення інструменту та технологічного оснащення і, навпаки, коли ДПМ, ГАУ та ГАЦ другого порядку випускають вироби основного виробництва).
Вся інженерна підготовка виробництва, у ГПС автоматизована і здійснюється з допомогою пов'язаних між собою систем автоматизованого проектування як виробів основного виробництва, і виробів технічної підготовки виробництва (інструменту, оснащення тощо. п.).
Комплексне управління всіма технічними засобами ДПС здійснює комплексна автоматизована система управління, що спирається на потужне інформаційне, організаційне, математичне та програмне забезпечення, що використовується для вирішення всіх завдань управління, включаючи задачі АСУТП та АСУП нижнього рівня (планування, диспетчування, облік, транспортні та інші розрахунки, що виконуються для отримання оптимальних рішень).
Так як ГПМ є основною складовою ГПС і першим рівнем автоматизації. ГАЛ, ГАУ, ГАЦ – середній чи основний рівень автоматизації, а гнучкі автоматизовані заводи (ГАЗ) – вища та найскладніша форма ДПС, що одночасно є інайвищою формою інтеграції всіх видів технічних та інформаційних засобів виробництва.
Накопичений досвід показує, що гнучка автоматизація найбільш ефективна у разі застосування її на рівні лінії або ділянки та на вищому рівні.