Роботизация промышленных производств

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГОУ УФИМСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИКУМ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

По Автоматизации производства

Студента 5 курса

Петрова Дениса Сергеевича

СОДЕРЖАНИЕ

автоматизированный роботизированный производство

Введение

Роботизация промышленных производств

Назначение и организационная структура гибких автоматических цехов завода

Использованная литература

ВВЕДЕНИЕ

Рост конкуренции, а также постоянное повышение цен на сырье и энергоресурсы, заставляют предприятия поддерживать рентабельность своего производства на высоком уровне. На практике существует много способов, которые позволяют улучшить финансовые показатели компаний. Но, пожалуй, самый важный из них - это совершенствование технологических процессов.

Очевидно, что в современном мире именно наукоемкие технологии являются определяющим фактором экономического развития, главным источником пополнения бюджетных средств ведущих мировых государств, фундаментальной основой обеспечения их национальной безопасности. Кроме того, производство высокотехнологической продукции сейчас становится еще и одним из основных условий успешной интеграции той или иной страны в складывающуюся систему международных отношений. Учитывая эти факторы, даже не важнейшей задачей, а жизненной необходимостью становится успешное овладение и эффективное использование самых современных технологий и инновационных разработок.

Среди множества различных прогрессивных технологий, выделяют такие перспективные направления, как гибкие автоматизированные технологии, роботизация технологий, лазерные технологии, биотехнологии, мембранные технологии, радиационно-химические и информационные технологии, о которых и пойдет речь в данной работе. Однако, это лишь небольшая часть современных технологий производства. Благодаря невероятным темпам развития науки и технике, в мире постоянно разрабатываются и внедряются новейшие технологии, призванные создавать принципиально новую продукцию или продукцию, обладающую новыми или улучшенными свойствами, существенно снижать затраты на производство в сравнении с отбывшими свой срок технологиями, а также влияние на окружающую среду. Прогрессивные технологии играют решающую роль в развитии как экономики, так и всего общества в целом.

РОБОТИЗАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Роботизация и автоматизация промышленности - одно из наиболее прогрессивных направлений в комплексной механизации производства, широкое применение автоматических манипуляторов (промышленных роботов), встроенных систем автоматического управления с использованием микропроцессоров, позволяющее создавать полностью автоматизированные участки производства, цехи, заводы. Основное направление работ в этой сфере состоит в создании новых промышленных технологий, рассчитанных на безлюдное производство, где все основные производственные задачи будут решаться интеллектуальными системами.

Роботизация производства является самым эффективным методом развития любой отрасли.

Промышленные роботы значительно повышают производительность участка, в который были внедрены, с их помощью исключают влияние человеческого фактора на производственный процесс, а гибкость робототехнической системы делает их незаменимыми в развитии бизнеса.

Роботизация производственных процессов позволяет решать задачи различного технического уровня и выполнять максимальное количество производственных манипуляций - перемещение изделий, резка, сварка и др. Основное предназначение промышленных роботов не только в развитии промышленности, но также замены человеческого труда на вредных производствах, а так же там, где большую часть времени занимает монотонный ручной труд с высокой концентрацией внимания.

Роботизация производства включает использование интеллектуальных робот систем, а это гарантия качественного выполнения технических и производственных процессов.

За последние годы не только в Европе, но также в России и странах СНГ робототехника позволила многим производителям максимально поднять уровень своего предприятия. Это происходит за счет хорошей производительности (один робот может справляться с работой нескольких человек), экономии денежных средств при этом, изготовлении продукции наивысшего качества и за счет оптимизации других процессов.

Роботизация производства - это идеальное решение с широкими возможностями для усовершенствования и постоянного развития любого предприятия. При появлении новых задач, роботизация производства позволяет в самые кратчайшие сроки переоборудовать роботизированное место для выполнения других технологических операций, в независимости от типа работы. Например, со сварочных работ на сборочные.

Рассмотрим конкретные задачи, которые роботы решают в настоящее время на промышленных предприятиях. Их можно разделить на три основных категории:

1. Манипуляции изделиями и заготовками;

2. Обработка деталей и заготовок;

3. Сборка.

Манипуляции изделиями и заготовками

При разгрузочно-загрузочных и транспортных операциях робот заменяет пару человеческих рук. В его обязанности не входят особенно сложные процедуры. Он всего лишь многократно повторяет одну и ту же операцию в соответствии с заложенной в нем (роботе) программой. Рассмотрим типичные применения таких роботов (загрузочно-разгрузочные работы, перенос изделий с одной производственной установки на другую, упаковка).

Обработка деталей и заготовок

Хотя роботы, выполняющие обработку изделий с помощью различных инструментов, и нашли пока менее широкое применение, чем аналогичное оборудование для транспортировки деталей и заготовок, они продемонстрировали свою эффективность при решении многих задач (сварка, обработка резаньем, испытания и контроль).

Сборка

Большой объем работ современных предприятий приходится на сборочные операции, однако многие из них требуют особо мастерства и слишком сложны для машины. В связи с этим значительная часть сборки до сих пор выполняется вручную. Тем не менее, ряд сборочных процессов уже автоматизирован; это относится главным образом к относительно простым и многократно повторяющимся операциям, выполняемыми работами.

Основные преимущества использования Роботов:

· При применение роботов улучшается качество изготавливаемой продукции. Благодаря высокой точности манипулятора робота и выдающейся производительности, роботизированные ячейки способны производить последовательно продукты высочайшего качества и имеют великолепную точность повторений. Они могут также быть связаны с датчиками движения и системами технического зрения. Качество продукции, при использовании роботизации не пострадает даже в том случае, если работа будет физически требовать утомительности и монотонности или будет выполняться в условиях опасной окружающей среды.

· Высокая производительность приводит к увеличению общего количества продукции, с меньшим количеством отходов и брака. Роботы могут работать быстрее, чтобы увеличить количество продукции. Они могут работать круглосуточно, чтобы поднять уровень производительности, не нуждаясь в перерывах, выходных, отпусках и отпусках по болезни, работая неустанно, без потери рабочего времени. Гидравлические, электрические и пневматические системы приводов и захватов также дают большие возможности варьирования различными параметрами, позволяя выполнять быстрее и качественнее более тяжелые задачи.

· Высочайшая точность и повторяемость обработки +/-0.02mm или даже лучше означают, что роботы могут выполнять задачи, которые не могли быть достигнуты человеком. Высокая точность также вызывает появление продукта с улучшенными визуальными достоинствами (внешним видом, уменьшенными зазорами и др.), уменьшение количества брака в результате приводит к снижению себестоимости продукции. Кроме того, почти всегда, робот, который обслуживался строго по регламенту может дать 15 лет безотказной работы с точностью, невозможной для человека.

· Применение Роботов гарантируют меньшие затраты расходных материалов, краски и эпоксидных смол, меньшее количество расходов на вывоз отходов и, благодаря великолепному качеству, отсутствию брака и задач по выбраковке. Роботы не имеют тех же самых требований по отоплению, вентиляции или к освещению, как люди и экономят материальные ресурсы предприятия на связанных с обслуживанием основного процесса расходах, таких как: компенсации ранений и травм, пособий по болезни, страхования жизни и гражданской ответственности.

· С новыми алгоритмами контроля, системами слежения и улучшенной подвижностью роботы намного более гибки, чтобы менять алгоритм операций и модернизировать производство, чем стандартные станки. Тенденция к более коротким циклам жизни продукта диктует растущую гибкость для производственного оборудования, и робот может быть повторно запрограммирован и повторно развернут любое количество раз, оставаясь всегда работоспособным. Появляющиеся технологии также позволяют использовать роботов с шестью осями для процессов, станков и обрабатывающих центров (и даже заменять их) с компьютерным числовым программным управлением (CNC, ЧПУ).

· Роботизированные комплексы могут использоваться, чтобы уменьшить усталость и риск травматизма и ранений. Безопасность. Часто руководитель производства устанавливает роботы, удаляя людей из зоны присутствия тяжелых машин, опасных окружающих сред и риска обработки тяжелых грузов. Роботы также заменяют людей на обычной или повторяющейся монотонной работе и могут помочь рабочим сделать их рабочие места более эффективными и управляемыми.

· Более низкие программные и инсталляционные затраты автоматически приводят к более быстрой окупаемости. Фактор работы в круглосуточном режиме в несколько смен применительно к окупаемости очевидно более быстр. Средний срок окупаемости робота находиться в пределах двух - четырех лет. Гибкая автоматизация и чрезвычайная надежность, с хорошо установленными роботами, отрабатывающими пять лет между плановыми ремонтами, также означают, что тот же самый робот может быть развернут в другом месте. Таким образом, аппаратные средства эффективно свободны, кроме программирования и обслуживания, которые для этого необходимо перенастроить. И,

· Увеличение качественных показателей, снижение брака, увеличенная производительность, уменьшение убытка и уменьшение производственных затрат, все это составляет в целом улучшенную конкурентоспособность на рынке. Товары станут более дешевыми при начале производства с применением робота. Это даст возможность вести новые разработки продукции. Путь к изготовлению нового изделия будет упрощен, приводя производство и Вашу компанию к более сильной конкурентоспособной позиции.

НАЗНАЧЕНИЕ И ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА ГИБКИХ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЦЕХОВ ЗАВОДА

Гибкая производственная система - совокупность технологического оборудования и системы обеспечения его функционирования в автоматическом режиме, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в пределах установленных диапазонов их характеристик.

Гибкая технология -- способность к структурным изменениям, быстрой адаптации элементов производства в условиях динамизма и интенсификации. Гибкость может быть тактической или стратегической.

Тактическая обеспечивается за счет эластичности внутриорганизационной технологической структуры производства при его неизменных производственно-технологических функциях, а стратегическая связана с обеспечением работоспособности системы за счет ее многофункциональности.

Производство средних серий продукции, как правило, осуществляется с применением станков с автоматизированным циклом обработки и ручной загрузкой и разгрузкой оборудования, а применение накопителей или магазинов заготовок позволяет устранить зависимость обслуживания от такта станка. Однако поток заготовок, как и при мелкосерийном производстве, направляется преимущественно в ручную, а ограниченная гибкость традиционного автоматизированного оборудования для среднесерийного производства приводит к большой длительности подготовительно-заключительного времени и к значительным величинам межоперационных запасов и времени прохождения изделий.

Таким образом, мелкосерийное и серийное производства создают ряд трудноустранимых при традиционной обработке проблем, а именно:

· низкий уровень использования капитальных вложений и медленный оборот средств. Действительно, трудности организации работы во вторую и третью смены, потери времени на выходные и праздничные дни, потери времени на загрузку и разгрузку станков и другие факторы приводят к уменьшению машинного времени до 6% от общего фонда времени, что составляет менее 1 ч. работы за 17 ч. при трехсменной непрерывной нагрузке. Таким образом, первая задача новой технологии - улучшение использования капитальных вложений без дополнительного привлечения работающих;

· сложность обработки в связи с многооперационностью и многономенклатурностью, а также большим разнообразием станков, используемых на различных операциях. По этому вторая задача - уменьшение сложности обработки, что также достижимо только в условиях новой технологии;

· сложность календарного планирования серийного производства из-за задержек поставок заготовок и инструмента, поломок оборудования и т.п.

Эти проблемы решаются при переходе к новой технологии на основе гибких автоматизированных производств, управляемых ЭВМ.

Гибкое автоматизированное производство - это производственная система (линия, участок, цех, завод), в которой реализуется комплексно-автоматизированное групповое многономенклатурное производство, оперативно перестраиваемое в определенном параметрическом диапазоне продукции, а работа всех функциональных комплексов синхронизируется как единое целое многоуровневой автоматизированной системой управления.

Гибкий автоматизированный цех - гибкая автоматизированная система, представляющая собой в различных сочетаниях совокупность гибких автоматизированных линий, роботизированных технологических линий, гибких автоматизированных участков, роботизированных технологических участков для изготовления изделий заданной номенклатуры.

Принцип иерархичности гибкой производственной системы (ГПС) предусматривает построение многоуровневой структуры. Модульность и иерархичность позволяют разрабатывать ГПС для самого высокого организационного структурного уровня.

ГПК - гибкий производственный комплекс; ГАЛ - гибкая автоматизированная пиния; ГАУ - гибкий автоматизированный участок; ГАЦ - гибкий автоматизированный цех

Рис. Структура гибкой производственной системы

Основными элементами производственно-технологической части ГПС являются: гибкий производственный модуль (ГПМ), роботизированный технологический комплекс (РТК) и система обеспечения.

Гибкий производственный модуль (ГПМ) - это единица технологического оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик с ЧПУ, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции, связанные с изготовлением продукции, имеющая возможность встраиваться в более сложную ГПС.

В состав ГПМ входят специальное технологическое оборудование (от одного до трех станков с ЧПУ); контрольно-измерительная аппаратура и установки; промышленные роботы и манипуляторы; средства автоматизации технологического процесса; средства идентификации деталей, заготовок, инструмента и оснастки.

Роботизированный технологический комплекс (РТК) - это совокупность единиц технологического оборудования от 3 до 10 станков с ЧПУ, роботов и средств их оснащения. Этот комплекс автономно функционирует и осуществляет многократные циклы. Предназначенные для работы в ГПС роботизированные комплексы должны иметь автоматизированную переналадку и возможность встраиваться в ГПС.

Система обеспечения функционирования ГПС в автоматическом или автоматизированном режиме включает: автоматизированную транспортно-складскую систему, автоматизированную систему инструментального обеспечения (АСИО), автоматизированную систему обеспечения надежности (АСОН), автоматизированную систему управления качеством продукции (АСУКП), автоматизированную систему удаления отходов производства (АСУОП).

Назначение гибкой производственной системы:

высочайшая производительность машин и труда;

высокая степень гибкости перехода на производство новой продукции и приспособляемости к постоянно меняющейся продукции и растущей многономенклатурности;

кратчайший производственный цикл изготовления изделий;

обеспечение выпуска только продукции высокого качества;

малое энергопотребление, высокий коэффициент использования сырья и машин;

безотходная технология, полная утилизация отходов путем превращения стружки в исходный материал, выработки вторичного сырья или побочной продукции;

высокая надежность работы машин, оборудования и всего завода путем использования самодиагностики, предупреждающей выход оборудования из строя или обеспечивающей восстановление его работы в кратчайшие сроки;

условия труда, удовлетворяющие всем требованиям сохранения здоровья человека, ликвидация физического труда и полная компьютеризация умственного труда;

обеспечение сохранности окружающей среды;

мобильность в отношении применения новых достижений науки и техники, новейшей технологии и оборудования, самообновление.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. А.Т. Александрова, Е.С.Ермаков. «Гибкие производственные системы электронной техники» М. 1993 г.

2. Технологические основы ГПС: Учебник для машиностроительных вузов. /В. А. Медведев, В. Н. Брюханов и др.; Под. ред. Соломенцева. -- М.: Машиностроение, 1991. -- 239с.

3. Гибкая производственная система: от проекта до эксплуатации. /В. П. Занин, Г. И. Кабанов, В. Г. Логашев. -- Л.: Лениздат, 1989--110с.

4. Технология машиностроения: В 2-х книгах. Кн. 2. Производство деталей машин: Учеб. пособие для вузов / Э.Л. Жуков, И.И. Козырь, С.Л., Мурашкин и др.; Под ред. С.Л. Мурашкина. - Под ред. С.Л. Мурашкина. - М.: Высш. шк., 2003.

5. Журнал «Заводская лаборатория» N5-1990.

6. Роботизация [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.victor-cnc.ru/robot.

Размещено на Allbest.ru