3.3. Концепции создания гибких производственных систем

Гибкие производственные системы создаются по модульному принципу.

В качестве составляющих модулей используются компоненты: гибкий производственный модуль, гибкая производственная ячейка, гибкий производственный остров.

Гибкая производственная ячейка (рис. 3.6.) - совокупность нескольких однородных, полностью замещающих друг друга гибких производственных модулей, связанных в общую систему посредством системы общего автоматического снабжения заготовками, инструментами и интегрированного управления от ЭВМ.

Рис. 3.6. Структура гибкой производственной ячейки

Гибкий производственный остров (рис. 3.7.) объединяет несколько одно-и многотипных дополняющих друг друга в технологии производства гибких производственных модулей.

Гибкая производственная система может включать в качестве модулей гибкие производственные модули, гибкие производственные ячейки и гибкие производственные острова.

В зависимости от требований к гибкости и производительности производственных систем существуют рациональные области их использования. Дело в том, что при высоких требованиях к гибкости (например, в мелкосерийном производстве), рациональнее использовать гибкие производственные модули, так как они перенастраиваются быстрее, чем гибкая производственная система. Однако производительность ГПМ ниже, чем ГПС (рис. 3.8.).

Рис. 3.7. Структура гибкого производственного острова

Рис. 3.8. Влияние гибкости на производительность

Поэтому в крупносерийном производстве рациональнее использовать ГПС. Конечно, в каждом конкретном производстве рациональность использования тех или иных средств гибкой автоматизации должна быть доказана на основании расчета экономической эффективности. На рис. 3.9. приведена диаграмма, показывающая рациональные области применения различных средств гибкой автоматизации.

Рис. 3.9. Рациональные области применения средств гибкой автоматизации

3.4. Структура гибкой производственной системы

Для осуществления производственного процесса в ГПС необходимо обеспечить решение следующих основных задач:

• планирование, учет, диспетчеризацию и контроль хода производственного процесса;

• накопление заготовок, полуфабрикатов, материалов, приспособлений, инструментов и транспортирование их к технологическому оборудованию;

• загрузку - разгрузку технологического оборудования;

• прием, редактирование и трансляцию в устройства числового программного управления программ управления технологическим оборудованием;

• автоматическое управление всеми техническими средствами ГПС:

• диагностику состояния режущего инструмента с введением коррекции в управляющие программы и обеспечением автоматической смены инструментов;

• доставку и подачу вспомогательных материалов;

• удаление отходов из зоны обработки и из ГПС;

• комплектацию, сборку и настройку оснастки и инструмента;

• техническое обслуживание и ремонт технических средств;

• хозяйственное обеспечение.

Структурная схема ГПС показана на рис. 3.10.

Рис. 3.10. Структура гибкой производственной системы

На рис. 1.11 показан пример компоновочной схемы гибкой производственной системы, в которой транспортирование объектов производства между ГПМ осуществляется с помощью робота-штабелера автоматического склада. В этом случае не требуется использования в ГПС дополнительного транспортного устройства (транспортной тележки), что значительно упрощает ГПС. Однако в этом случае ГПМ могут располагаться только вдоль стеллажей автоматического склада, что уменьшает технологические возможности ГПС.

Рис. 3.11. Компоновочная схема ГПС без транспортной тележки: 1-3 - гибкие производственные модули; 4-6 - устройства манипулирования ГПМ (промышленные роботы); 7-9 -пристаночные накопители ГПМ; 10 -транспортное устройство автоматического склада (робот-штабелер); 11 -автоматический склад; 12 -управляющий вычислительный комплекс ГПС; 13-16- устройства числового управления ГПМ и автоматического склада.

Такая компоновка используется при небольшом количестве ГПМ, т.е. в том случае, когда их можно расположить вдоль склада.

Когда ГПС имеет большое количество ГПМ, установка которых вдоль склада невозможна, для транспортирования объектов производства в пределах ГПС приходится осуществлять с помощью специальных транспортирующих устройств, например, транспортных тележек. Компоновка ГПС с транспортной тележкой приведена на рис. 3.12. Однако такая компоновка усложняет ГПС и, соответственно, значительно повышает ее стоимость.

Рис. 3.12. Компоновочная схема ГПС с транспортной тележкой: 1 - 2 - гибкие производственные модули; 3 - 4 -пристаночные накопители ГПМ; 5 - 6 -устройства загрузки-выгрузки изделий ГПМ (промышленные роботы); 7 -автоматическая тележка (транспортный робот); 8 - перегрузочное устройство автоматического склада; 9 - робот-штабелер автоматического склада; 10 - стеллажи автоматического склада; 11 - управляющий вычислительный комплекс; 12 - 14 - устройства автоматического управления автоматического склада и ГПМ

.