Автоматизация технологической подготовки производства.

Лекция №

Тема: «Автоматизация и моделирование технологических процессов»

Под автоматизацией технологической подготовки производства понимается разработка метода кодирования исходной информации, в том числе данных чертежа (геометрическая и технологическая части), сведений об инструменте, оборудовании, заготовках и др. Ее основой является методика технологического проектирования, предусматривающая рациональные и оптимальные решения. При разработке методики необходимо использовать современные математические методы, применять наиболее точные функциональные зависимости с учетом особенностей и возможностей конкретного компьютера. Целесообразно также разрабатывать такую методику, которую можно применять на большом количестве предприятий.

В общем виде схема переработки информации в системе комплексной автоматизации процессов производства с использованием ЭВМ, станков с ЧПУ и обычным ручным управлением представлена на рис. 1. Эта схема отражает общий принцип автоматизации технологической подготовки производства.

Согласно схеме, автоматизация проектирования технологии на приборостроительных предприятиях тесно связана с автоматизацией конструкторских работ, а также с нормированием и планированием производства и примыкает к задаче автоматизации собственно процесса изготовления изделий. До недавнего времени основное внимание уделялось автоматизации процесса изготовления изделий на базе автоматизированного оборудования (станков-автоматов, автоматических линий, цехов). Однако автоматизация, охватывающая только процессы изготовления, не способна обеспечить необходимый ход производственного процесса.

Основа комплексного усовершенствования производства – унификация всех элементов ТП, которая находит свое отражение в типовой и групповой технологии. Автоматизация технологического проектирования путем применения ЭВМ позволяет получить оптимальную операционную технологию при условии, что разработана корректная математическая модель соответствующих процессов.

Рис. 1. Схема переработки информации в системе комплексной автоматизации процессов проектирования и изготовления деталей

Однако в технологии приборостроения недостаточно применяются математические методы. Одним из методов решения является использование группового метода, который заключается в нескольких этапах. На первом этом этапе решают задачу группирования объектов производства для разработки групповых технологических процессов. Группирование включает в себя две связанные между собой задачи: классификацию и комплектование групп. Сначала производят систематизацию деталей путем их классификации, затем отдельные классификационные подразделения объединяют в группы.

Комплектование групп производят на основе классификационных рядов. Решение о комплектовании группы проводят на основе расчета времени обработки группы (1):

, (1)

где - штучное время обработки детали, мин; - подготовительно-заключительное время обработки детали, мин; х – номер детали в классификационном ряду; х₁, х₂ – номер начального и конечного подразделения ряда, входящего в группу; п – количество деталей.

Группирование производят в различных условиях, в связи с этим различают предварительное и текущее группирование. Предварительное группирование осуществляют при анализе состояния производства, когда выявляется возможность и целесообразность организации группового производства, а также определяют основные группы деталей. Результат – выдача задания на проектирование. В процессе проектирования некоторые данные по группам могут уточняться и детализироваться.

Текущее группирование осуществляют в условиях организованного группового производства, когда составлена классификация группового маршрута и наладок, рассчитаны все технологические данные, спроектировано и изготовлено оснащение. Изменение плана производства изделий вызывает необходимость менять состав группы. Вновь поступающие детали нужно отнести ку имеющимся наладкам. На стадии предварительного группирования деталей групповой технологический процесс еще не разработан, поэтому в классификационном ряду (полной совокупности деталей, подлежащей обработке по групповой технологии) детали располагают в порядке увеличения сложности обработки, а следовательно, и времени. Участок ряда, который предполагается сделать группой, начинается с самой простой и заканчивается самой сложной деталью.

Одно из условий эффективности – загрузка оборудования (2):

, (2)

где , - штучное и подготовительно-заключительное время обработки детали классификационного подразделения х; F – фонд рабочего времени станка; k – количество станков, закрепленных за группой; - числовой интервал между соседними номерами ряда.

С некоторыми допущениями уравнение (2) можно записать:

, (3)

Все составляющие формулы (3) известны, за исключением конечного номера х₂, ограничивающего группу. Решив уравнение (3), можно определить х₁, х₂, тем самым определяя весь перечень деталей, входящих в группу.

Таким образом, наличие классификационного ряда и условия эффективности позволяют производить группирование математическим путем с помощью компьютера. При этом необходимо решить следующие задачи: построить классификационный ряд деталей, определить необходимые технологические функции (маршрут, оборудование, трудоемкость обработки и т.д.), найти содержание и наиболее удобную математическую форму условия эффективности, составить алгоритм классификации и комплектования групп. Первые три задачи имеют самостоятельное значение и решаются при внедрении групповой технологии.

В настоящее время на ЭВМ существуют операционные технологические процессы на детали класса валов, технологические процессы холодной штамповки, алгоритм оптимального раскроя материалов для штамповочных работ, алгоритмы расчета режимов резания для зубофрезерных и фрезерных операций.