1.2. Классификация оборудования и процессов.

По степени участия человека автоматические рабочие машины могут быть разделены на циклические, рефлекторные, самонастраивающиеся.

1) Циклические машины (и линии) - выполняют, не имея свободы выбора, жестко заданную программу производственного цикла, не контролируя ход его выполнения. За человеком остается контроль, наблюдение, регулирование, программирование технологического процесса.

1.2.1. Определение темпа штамповки и типа цикла

автоматической работы.

Последовательный цикл предполагает работу штамповочного оборудования в режиме одиночных ходов с выполнением транспортно-загрузочных (и выгрузочных) операций в паузах между рабочими ходами пресса.

Рис. 1.

Достоинства:

1. Свобода движения средств автоматизации.

2. Установка автоматизации на универсальные процессы.

3. Компановка универсальных прессов в линии без синхронизации чисел ходов.

Темп штамповки:

Недостатки:

1. Снижение производительности оборудования.

2. Трудность фиксации заготовок во время транспортировки.

3. Тяжелые условия работы системы включения пресса (муфты и тормоза).

Совмещенный цикл предполагает работу технологического оборудования в режиме неприрывных ходов и совмещение времени работы средств автоматизации с машинным временем пресса.

Достоинства

1. Высокая производительность.

2. Отсутствие переключений муфты и тормоза.

Рис. .2.

t_Т = t_МАШ

Недостатки:

1. Сложность осуществления и повышенные требования к блокировкам.

Комбинированный цикл (усовершенствованный, последовательный).

Достоинства:

Производительность выше, чем у цикла с последовательным темпом штамповки.

Рис. 3.

2) Рефлекторные машины (линии) - управление и контроль ходом технологического процесса осуществляется самой автоматической системой в соответствии с заданной постоянной программой. Изменение программы осуществляет человек.

3) Самонастраивающиеся машины (линии) - по заданным конечным па­раметрам технологического процесса в зависимости от условий автома­тически отыскивается и осуществляется необходимое (или даже опти­мальное) управление процессом без участия человека.

Применяются счетно-решающие устройства и устройства для управ­ления и контроля.

1.3. Уровни и ступени автоматизации

Степень автоматизации технологического процесса в штамповочном производстве определяется уровнем и ступенями автоматизации. Средства автоматизации и механизации (САМ) состоят из механизмов и установок. К механизмам относятся САМ, уста­навливаемые на корпусе КПМ и работающие от ее привода, или кинематически связанные с ней. Установки САМ имеют индиви­дуальную станину, привод и размещаются отдельно от КПМ в технологической последовательности выполняемых операций. Обычно установки САМ имеют свою систему управления, предусматривающую связь с системой управления КПМ.

Выпускаемое промышленностью штамповочное оборудо­вание по степени автоматизации можно разделить на пять основ­ных групп:

1. — универсальные КПМ,

2. — автоматы штамповочные,

3. — автоматические (автоматизированные) комплексы,

4— автоматические (автоматизированные) обрабатываю- щие центры,

5— гибкие производственные модули.

Основным технологическим оборудованием каждой группы яв­ляется одна кузнечно-прессовая машина. Группы различаются уровнем автоматизации технологических процессов, выполняемых на одной КПМ.

Можно выделить три уровня автоматизации:

1 — полуавтоматический (автоматизированный);

2 — автоматический;

3 — гибкий автоматический.

Первый уровень обеспечивают полуавтоматы и автоматизиро­ванные комплексы. Когда для изготовления деталей применяется полуавтомат, оснащенный механизмами САМ, то для осуществле­ния таких технологических операций, как подача материала, уста­новка заготовок, удаление отходов и др., требуется ручной труд.

Использование автоматизированного комплекса позволяет осу­ществлять большую часть технологического процесса автомати­чески, но операции наладки выполняются оператором.

Второй уровень автоматизации обеспечивают автоматы, авто­матические комплексы, а также часть обрабатывающих центров. К штамповочным автоматам относятся автоматы, и универсальные прессы, оснащенные САМ для автоматизации загрузки, перемещения обрабатываемого материала на шаг, удаления заготовок и др. Кроме того, в группу штамповочных автоматов входят универсальные прессы, на которых установлены штампы-автоматы, несущие в себе САМ.

Автоматический комплекс отличается от автоматизированного более полной автоматизацией технологического процесса, кроме операций наладки, контроля и устранения отказов. Автоматы должны быть оснащены механизмами подачи материала (МПМ), механизмами удаления деталей (МУД) и отходов (МУО). ПРис. пособлением для съема штампов (ПСШ) оснащаются некоторые виды прессов, особенно тяжелых.

Автоматы, собранные на базе универсальных прессов и САМ, изготовляемых отдельно, могут поставляться в собранном виде или комплектоваться непосредственно на заводах. Если в составе САМ, применяемых совместно с КПМ, есть хотя бы одна установ­ка, то такой набор является комплексом. В общем случае кузнечно-прессовый комплекс состоит из КПМ и САМ. В состав послед­них обязательно входят установки, предназначенные для выполне­ния взаимосвязанных технологических операций, обеспечивающих непрерывность процесса изготовления детали, работа которых синхронизирована с циклом выхода детали.

Автоматические комплексы в зависимости от требований тех­нологии штамповки, усилия пресса, размеров детали могут комп­лектоваться как механизмами, так и установками САМ. Иногда для отдельных операций САМ не применяют, в этом случае комп­лексы превращаются в автоматизированные и обеспечивают пер­вый уровень автоматизации.

Рис .4. Схема штамповочных комплексов трех уровней

автоматизации

В состав автоматического комплекса АК1 (рис. 1) входят установки подачи материала (УПМ), удаления отходов (УУО) и деталей (УУД), а также установки смены штампов (УСШ). Кро­ме того, комплексы оснащаются датчиками контроля технологи­ческого процесса (ДКТП).

Автоматические комплексы АК2 дополнительно комплектуются установками подготовки и ориентации материала (УПОМ), складирования и удаления деталей (УСУД) или отходов (УСУО).

Если в комплексах предусмотрена автоматическая смена штампов и обрабатываемого материала, а также автоматическая регулировка параметров комплекса, то такой комплекс является обрабатывающим центром.

Кузнечно-прессовый центр (КПОЦ) – это многооперационная машина. Обычно в его состав входит комплекс из числа n машин с автоматическим управлением режимами обработки, переналадки технологической оснастки и инструмента по заданной программе для производства заготовок и изделий обработкой металлов давлением и другими способами обработки

КПОЦ используют при изготовлении небольших партий однотипных деталей, когда при переходе с одного типа на другой требуется частая переналадка инструмента и режимов обработки.

Обрабатывающие центры создаются в настоящее время в основном для изготовления деталей из полос или штучных заго­товок. Это объясняется прежде всего более простой, по сравнению со штамповкой деталей из рулонного материала, автоматизацией операций смены штампов и замены материала. Такие центры обычно предусматривают некоторую долю ручного труда при на­ладке и управлении. Если центры не имеют системы программ­ного управления, то их нельзя использовать в качестве гибкого производственного модуля (ГПМ). В этом случае они обеспечи­вают второй уровень автоматизации производства.

Третий уровень автоматизации обеспечивают КПОЦ, выпол­няющие все основные и наладочные операции автоматически и имеющие систему управления, позволяющую программировать последовательность работы центра, а также предусматривающую связь с ЭВМ1 (первого уровня), т. е. КПОЦ являются ГПМ.

В отличие от уровня автоматизации ступень автоматизации характеризуется числом технологических операций листовой штам­повки, последовательно выполняемых на одной или группе КПМ.

Первая ступень автоматизации — автоматизация на базе одной КПМ. Ее образуют полуавтоматы, автоматы, автоматизированные и автоматические комплексы, автоматизированные и автоматиче­ские обрабатывающие центры, гибкие производственные модули. Следовательно, все три уровня автоматизации одной КПМ отно­сятся к первой ступени автоматизации.

Вторая ступень автоматизации включает автоматизированные, гибкие автоматизированные и автоматические линии. Автоматизированные линии состоят из полуавтоматов, автома­тов, автоматизированных и автоматических комплексов типа АК1, АК2, т. е. включают оборудование первого уровня автоматизации и САМ, обеспечивающее автоматизацию межагрегатных операций (установки накопления и передачи деталей — УНПД, Рис. . 2). Автоматические линии комплектуют из оборудования только вто­рого уровня автоматизации и УНПД.

Гибкие автоматизированные линии (ГАЛ) состоят из несколь­ких гибких производственных модулей, объединенных автомати­зированной системой с программным управлением (ЭВМ2), уста­новленных в технологической последовательности операций.

В зависимости от конструкции гибких производственных моду­лей и входящих в их состав накопителей, а также требований тех­нологии гибкая автоматизированная линия может состоять только из необходимого числа ГПМ, УНПД и ЭВМ2 (второго уровня). В отдельных случаях для переналадок ГАЛ в течение одной смены без наладчика (обеспечивающего заполнение накопителей заго­товками, смены кассет с деталями, отходами и т. д.), необходима гибкая автоматическая связь с автоматическими складами мате­риалов (АСМ), штампов (АСШ), деталей (АСД), а также со складом или участком хранения и переработки отходов (УХПО), осуществляемая транспортными средствами с программным управ­лением (ТСПУ).

Рис. .5. Схема листоштамповочных комплексов

трех ступеней автоматизации

Функции такого транспортного средства обычно выполняют роботокар или транспортер. Операции автоматической выдачи, приема материала, штампов, деталей, удаления отходов по заданной программе возможны, если ЭВМ2 связана програм­мами с автоматическими системами инструментального обеспечения (АСИО), удаления отходов (АСУО) и автоматической транспортно-складской системой (АТСС).

Кроме того, все элементы ГАЛ должны быть связаны с ЭВМ2 автоматизированной системой управления производством (АСУП).

Третья ступень автоматизации достигается применением авто­матизированных и автоматических участков, гибких автоматизи­рованных участков (ГАУ), цехов (ГАЦ), гибких производствен­ных комплексов (ГПК), гибких автоматизированных производств (ГАП).

В общем случае можно считать, что автоматизированные и автоматические участки состоят из АК1, АК2, КПОЦ, УНПД, автоматизированных и автоматических линий, необходимых для того или иного технологического процесса.

Гибкие автоматизированные участки, цехи, комплексы состоят из ГПМ, ЭВМ2, УНПД, включая АСД, АСШ, АСМ, УХПО, ТСПУ и системы управления АСУП, АТСС, АСИО, АСУО. Они могут включать в себя ГАЛ и ряд ГПМ. Тот или иной набор гибких про­изводственных систем (ГПС) и систем управления диктуется тре­бованиями технологии.

В состав ГАП, кроме любой из гибких производственных си­стем и систем управления, обязательно входят системы автома­тизации проектных работ (САПР), технологической подготовки производства (АСТПП), автоматического контроля (САК), что позволяет автоматизировать весь производственный процесс от разработки детали до ее изготовления.

Таким образом, анализ существующего штамповочного производства и различных видов оборудования показывает, что степень автоматизации производства должна характеризоваться уровнем автоматизации оборудования и комплексов на базе одной КПМ и ступенями автоматизации связанных с помощью САМ и общих систем управления КПМ, комплексов и ГПМ.

Вопросы для самоподготовки:

• Что называется механизацией?

• Что называется автоматизацией?

• Уровни и ступени автоматизации?

• Как делятся автоматические машины по степени участия человека в работе?

• Как определяется цикл автоматической машины?