Өндіріс процестерін автоматтандыру

Тетіктер мен элементтерді бірыңғайландырудың негізі болып олардың  конструктивтік-технологиялық белгілері  бойынша жіктелуі және бірыңғай-ландырылатын тетіктер мен элементтердің дәлдік және геометриялық параметрлерін одан әрі статистикалық талдау табылады. Тетіктер мен құрастыру бірліктерінің конструктивтік элементтерін бірыңғайландыру элементтер топтарын қалыптастыру олардың геометриялық, дәлдік, технологиялық белгілері бойынша, жүйелік тұрғыдан қарастыруға, статистикалық талдаудың негізінде осы топтардың типтік өкілдерінің шектелген санын анықтауға келіп тіреледі. Элементтер мен олардың параметрлерін бірыңғайландыру тетік пен тораптың қызметтік тағайындалуын, олардың конструкциясы мен пайдалану ерекшеліктерін, өндірістің технологиялық мүмкіндіктерін  мұқият талдаумен қатар жүруі тиіс, яғни конструктивтік-технологиялық элементтерді (сыртқы цилиндрлік беттерді, кеңейте жонылатын тесіктерді, жырашықтарды, ойықтарды және т.с.с.) бірыңғайландыру бұйымдар конструкцияларын технологиялыққа талдау кезеңінде жүргізілуі тиіс.

 

Автоматтандырылған  өндіріс шарттары үшін бұйымдар конструкцияларының технологиялығы

 

Бұйымдар конструкцияларын технологиялыққа бағалау және орындау  – өндірісті, әсіресе автоматтандырылған өндірісті технологиялық дайындаудың  маңызды кезеңдерінің бірі. Бұйымның конструкциясы оны даярлау және пайдалану үшін минималды материалдар, уақыт және құралдар шығыны талап  етілсе технологиялы деп есептеледі. Технологиялықты бағалауды сапалық  және сандық критерийлер бойынша  дайындамаларға, өңделетін тетіктерге, құрастыру бірліктеріне жеке-жеке орындайды.

Автоматтандырылған өндірістің (АӨ) сенімділігін арттыру үшін дайындаманың пішіні мен өлшемдерін тетіктің соңғы  пішіні мен өлшемдеріне барынша  жақындату керек, яғни әрбір операцияда ең аз әдіптерге қол жеткізуді  қамтамасыз ету керек.

Автоматтандырылған өндірісте  өңделуі тиіс болатын тетіктер технологиялы, яғни пішіні, габариттері бойынша қарапайым, стандартты беттерден тұратын және максимал материалды пайдалану коэффициентіне ие болуы тиіс. Құрастырылуы тиіс тетіктер мүмкіндігінше саны көп стандартты беттерге, қосылыстарға, құрастыру бірліктері мен тетіктердің бағдарлануы үшін қарапайым элементтерге ие болуы тиіс.

СББ бар білдектерде, икемді автоматтандырылған өндірісте өңдеген  кезде тетіктер мен құрастыру  бірліктерінің технологиялық мәселелері зор маңызға ие. Мұнда типтік жабдықтарды  және көмекші операцияларды автоматтандырудың  бірыңғайландырылған құралдарын, мысалы өнеркәсіптік роботтардың қармалауыштарын  қолдану үшін пішіндерін, өлшемдерін, өңдеу және құрастыру шарттарын  бірыңғайландыру мен стандарттау  үлкен мәнге ие болады.

 

Технологиялық процестерді типтеу және тетіктерді топтық даярлау әдісі

 

Конфигурациясы мен технологиялық  ерекшеліктері жағынан ұқсас  тетіктер үшін технологиялық процестерді типтеу оларды неғұрлым жетілдірілген өңдеу әдістерін қолдануға негізделген және ең жоғары өнімділікке, үнемділікке және сапаға қол жеткізуді қамтамасыз ететін бірдей технологиялық процестермен даярлауды қарастырады.

Типтік процестерді нақты  өндіріс шарттарында ортақ конструктивтік-технологиялық  белгілерге ие бұйымдар топтарының типтік өкілдерін даярлауға арнап әзірлейді. Типтік өкілдерге өңделуі қарастырылып отырған бұйымдарға тән ең үлкен  операция санын талап ететін бұйымдарды жатқызады. Типтік технологиялық процестер  негізінен ірі сериілі және жаппай өндірісте қолданылады.

Технологиялық процестерді  типтеу тетіктерді топтық өңдеу әдістерімен  бір қатарда технологиялық бірыңғайландырудың негізгі бағыттарының бірі болып  табылады. Топтық технологиялық процестер  жеке, ұсақ сериялы және сериялы өндіріс шарттарында таралған. Оларды жартылай түрде өндірістік циклі қысқа тетіктер үшін ірі сериялы және жаппай өндіріс шарттарында қолданылады.

Тетіктерді, олардың элементтерін жіктеуге, өңдеудің технологиялық процесіне  және әрбір жіктеу тобының процестерін  орындау барысында пайда болатын  барлық мәселелерді кешенді шешуге негізделген типтеу әдістемесін  алғаш рет проф. А. П. Соколовский  әзірледі.

Тетіктерді жіктеу белгілеріне  мыналарды жатқызады: конфигурациясын (пішін), өлшемін, дәлдігін және өңделген беттерінің сапасын, материалын. Жіктеу класс – кіші класс – топ  – тип схемасы бойынша тұрғызылған. 1.2-суретте рейкалар класы тетіктерінің жіктелу схемасы көрсетілген. Тетіктерді жіктеудің ақырғы мақсаты тетіктердің  типтерін, яғни берілген өндіріс шарттарында  ортақ технологиялық процестерге  ие ұқсас тетіктер жиынтықтарын анықтау  болып табылады. Ал типтік технологиялық  процестерді әзірлеудің мақсаты  бір типті тетіктерді өңдеудің технологиялық  процесін жүйелендіру болып табылады.

 

 

1.2-сурет – Рейкалар  класының тетіктерін жіктеу схемасы

 

Қазіргі таңда типтеу кезінде  негізінен үш бағытты қолданады:

1) технологиялық процестерді  өндіріс тетіктеріне қатыссыз  типтеу, технологиялық процестің  өзі жіктеу мен типтеудің негізі  болып табылады;

2) технологиялық процестерді  тетіктердің жіктелуін негізге  ала отырып типтеу;

3) типтік технологиялық  процестерді үйлестірудің негізінде,  нақты (реал) тетіктерді жіктей  отырып типтеу.

Бірінші бағыт – типтік технологиялық процестерді алдыңғы  қатарлы техника мен технологияны пайдалануды қамтамасыз ететін үлгілік  есебінде әзірлейді. Типтік процесс  жаңа жабдықты жобалауға негіз ретінде  қызмет етеді. Бағытты металлургиялық, құю, илем, химия сияқты өндірістерде жаңа технологиялық процестерді  әзірлегенде қолданады.

Екінші бағыт – нақты (реал) тетіктер үшін типтік техпроцестерді әзірлеу – машина тетіктері мен  аспаптарды даярлаудың неғұрлым прогрессивті әдістерін қамтамасыз етеді. Бағыт  машина жасауда неғұрлым кең таралған.

Үшінші бағыт – құрамалы – әзірленген типтік техпроцестерді түзетуде қолданылады, жекелеген жағдайларда  тетіктердің конструкциясы да өзгереді.

Көрсетілген бағыттардан тәуелсіз, типтік технологиялық процестерді нақты өндірістік шарттар (жедел типтік процесс) үшін де, өндірістің перспективті дамуы (перспективті типтік технологиялық процесс) үшін де әзірлейді. Мұндағы перспективті типтік технологиялық процесс технология саласындағы ғылым мен техниканың дамуын ескере отырып өндірісті одан әрі жетілдіруді қарастырады. Типтік процестерді әзірлеу қажеттілігі топтардағы бұйымдар санына және оларды пайдалану жиілігіне байланысты болатын экономикалық жағынан мақсатқа сайлығымен анықталады.

Типтік технологиялық  процестерді құру жұмыстық техпроцестерді жобалаған кезде қайталанатын және жаңа әзірлемелерді болдырмауға  септігін тигізеді, ал бұл өз кезегінде  өндірісті технологиялық дайындауға кететін уақытты қысқартуға мүмкіндік  туғызады және әсіресе типтік технологиялық  процестердің мәліметтер базасын құрғанда және технологиялық әзірлеулер кезеңінде  ақпараттық технологияларды пайдаланғанда  тиімді болып табылады. 

Топтық технологиялық  процестер – ТП бірыңғайландырудың екінші бағыты (алғаш рет проф. С. П. Митрофанов ұсынған және әзірлеген), өнеркәсіптің әртүрлі салаларында  кеңінен қолданыс тапты.

Әдістің негізіне технологиялық  процестерді типтеу кезіндегідей топтардың  қалыптасуымен анықталатын тетіктерді технологиялық жіктеуді қабылдайды. Алайда топтық өңдеу үшін арналған тетіктердің жіктелуін тұрғызу техпроцестерді типтеу кезіндегі тетіктерді жіктеуден айтарлықтай ерекшеленеді. Егер процестерді типтеген кезде тетіктер мен дайындамаларды олардың конфигурациясының, технологиялық маршрутының, жекелеген операцияларының ортақтығы (жалпылығы) бойынша ортақ класқа біріктірсе, онда топтық өңдеу кезінде тетіктерді топтарға біріктірудің негізгі белгісіне өңделетін беттердің немесе олардың үйлесімділіктерінің (бірнеше беттерден құралған) ортақтығы, яғни тетікті немесе оның жекелеген беттерін өңдеуге қажетті жабдықтың ортақтығы жатады. Топтың ішіне конфигурациясы сан алуан дайындамалардың кіруі мүмкін екендігі айқын (1.3-сурет). Бұл мағынада топ ұғымы типтік процесті тұрғызудың негізі болып табылатын тетіктер типі ұғымынан едәуір кең. Сондықтан топтық өңдеу әдістері жеке, ұсақ сериялы өндірістер үшін үйреншікті болып табылатын кең номенклатуралы тетіктерді өңдеуге тән. Дәл осы шарттарда аталған әдіс топтық өндірісті ұйымдастыру үшін барлық қажетті алғышарттарды қалыптастырады және бұл әртүрлі конфигурацияға ие бұйымдар топтарын мамандандырылған жұмыс орындарында бірлесе даярлау немесе жөндеу арқылы сипатталады.

 

 

1.3-сурет – Бір топтық  технологиялық процесс бойынша  өңделетін тетіктердің мысалдары

 

Тетіктер топтарын қалыптастырған кезде келесі белгілерді ескереді: өңделетін беттердің ортақтығы, олардың дәлдігі мен кедір-бұдырлығы, дайындамалар материалының біртектілігі, тетіктерді қандай-да бір жабдықта біртипті айлабұйымдарда өңдеуге мүмкіндік  беретін дамйындамалардың өлшемдерінің жақындығы, шығарылу сериялығы мен тетіктерді өңдеу еңбек сыйымдылығы. Жеке, ұсақ сериялы өндіріс шарттарында топтарға 60-80 тетікке дейін біріктіріледі. Топтардың шамаларының экономикалық есебін орындайды және құрамына қалған дайындамаларда кездесетін барлық беттер кіретін ең күрделі дайындамасы үшін әрбіл білдекке топтық баптау схемасын әзірлейді. Егер күрделі дайындамаларда оған қарағанда неғұрлым қарапайым дайындамаларға тән болатын беттер жоқ болса, онда бұл беттерді сызбаға жасанды түрде қосады. Осындай күрделендірілген тетікті кешенді тетік деп атайды. Қазіргі таңда топтық процестерді тетіктерді токарлы автоматтарда, револьверлі, агрегатты және көпоперациялық білдектерде (өңдеуші центрлерде) өңдеу үшін әзірлейді.

Технологиялық процестерді  типтеу, тетіктерді топтық өңдеу әдістері өндірісті технологиялық дайындаудың  еңбек сыйымдылығын айтарлықтай қысқартып, жабдық пен әбзелге кететін шығындарды төмендетіп қана қоймай, сондай-ақ білдектердің максималды жүктелуін (СББ бар білдектерді жүктеу 2,4 есе артады) қамтамасыз етеді, тетіктердің сериялығын арттырады. Өндірісті автоматтандырудың дәл осы бағыттары типтік ТП кешенді жүйелерін (модульдерді) және агрегатталынатын арнайыландырылған жабдықтарды құруды айтарлықтай перспективті (болашағы зор) етеді. Технологиялық модульдерді қолдану неғұрлым прогрессивті ТП таңдауды қамтамасыз етуі және оларды әзірлеудің еңбек сыйымдылығын 30...35 %-ға төмендетуі мүмкін. Конструкциялық модульдерді қолдану жаңа жабдықты жобалау мерзімдерін 3-4 есе қысқартуға, сондай-ақ оңтайлы конструкторлық шешімдерді таңдауға мүмкіндік береді.

 

1.4 Қайта бапталынатын  автоматтандырылған өндірістік  жүйелерде механикалық өңдеудің  технологиясы мен ұйымдастырылуына  қойылатын негізгі талаптар

 

Автоматтандырылған өндіріс  жүйелерінде технология әзірлеуді кешенді тұрғыдан қарастыру тән болады. Кешенді тұрғыдан қарастыру – негізгі операцияларды ғана емес, сондай-ақ көмекші операциялар мен өтулерді, оның ішінде бұйымдарды тасымалдауды, оларды бақылауды, қоймалауды, сынауды, буып-түюді бүге-шігесіне дейін толықтай қарастыру.

Сериялы және ұсақ сериялы  өндіріс кезінде жылдам қайта  баптау қажеттілігіне және мүмкіндігіне байланысты АӨЖ-де мүмкін болатын ауытқулары көрсетіле отырып әрбір мүмкін болатын  тетікке (бұйымға) немесе түрөлшемге арналған толыққанды даярлау технологиясы, арнайы немесе әмбебап айлабұйымдар, оның ішінде спутниктік айлабұйымдар әзірленуі  тиіс. Тасымалдау, бақылау, сынау, буып-түю  шарттары сәйкесінше түрде анықталуы  және бағдарламаланылуы тиіс. Бұл  бір бұйымнан екіншісіне тәуліктердің немесе ауысым ішінде жылдам өтуін  қамтамасыз ету үшін керек. Бүкіл  техпроцесті толыққанды қарастыру  операциялар мен жабдықты аралас агрегаттау мүмкіндігін қамтамасыз ету мақсатында өңделетін тетіктердің конструктивтік-технологиялық элементтерін кеңінен бірыңғайландыруға келіп тіреледі.

Өңдеуді тұрақтандыру және сенімділігін арттыру үшін ТП тұрғызудың екі негізгі әдісін қолданады:

1) оператордың қатысуынсыз дерлік сенімді өңдеуді қамтамасыз ететін жабдықты пайдалану;

2) процестің өту барысында  бұйымды бақылаудың негізінде  технология-лық процестің параметрлерін  реттеу.

АӨЖ икемдігі мен тиімділігін  арттыру үшін қайта баптауға кететін  минималды шығындармен алуан  типті тетіктердің үлкен тобын  бір ғана жабдықта өңдеуге мүмкіндік  беретін топтық технология принципін  қолданған тиімді.

Аталған принциптер негізгі  типтік тетіктерді – корпустық тетіктерді және айналу денелері типіндегі тетіктерді өңдеу технологиясын құрған кезде  іске асырылды.

Корпустық тетіктерді өңдеген  кезде «өңдеуші центр» типіндегі, СББ  бар көпқұралды білдектерді қолдану  ұсынылады. «Өңдеуші центрлерге» арналған технологияны әзірлегенде бірқатар ұсыныстарды ескереді:

• тетіктің қарапайым (элементар) бетін өңдеудің технологиялық өтулерін технологиялық схемалар – қажетті өңдеу дәлдігін қамтамасыз ету үшін қажетті тізбекті технологиялық өтулердің кешендері бойынша таңдайды;

• өтулердің ретін (тізбегін) белгілейді: сыртқы және ішкі беттерді, ойықтарды, контурларды фрезерлеу; диаметрі үлкен негізгі және көмекші тесіктерді өңдеу; кіші диаметрлі көмекші тесіктерді өңдеу;

• әсіресе, орналасуы бойынша қатаң шақтамалары бар дәл тесіктерді өңдеген кезде құралдарды ауыстырудың және тетікпен бірге үстелдің бұрылуының ең кіші санын қамтамасыз етеді. Тетік пен құралдың салыстырмалы орналасуының минималды өзгерістеріне ұмтылады;

• базалық беттерді бір орнатуда өңдеуді қамтамасыз етеді;

• дөрекі өтулердің ретін кему шартына байланысты анықтайды; жартылай таза және таза өтулердің ретін құрал мен тетіктің өңдеу өсіне перпендикуляр кеңістіктегі орналасуларының өзгеру санын азайтуға байланысты анықтайды. Дәл беттерді өңдеудің өтулерінің ретін қосынды қателікті азайту мақсатында орындайды.

Корпусты тетіктердің  шығарылым сериялығын арттырғанда  оларды өңдеуді қайта бапталынатын автоматты желілерде (АЖ), агрегатты  білдектерде, ауыстырылмалы агрегатты  бастиектері бар модульдерде, құрамалы құралдарды, арнайы айлабұйымдарды қолдана  отырып өңдеуші центрлерде орындайды.

Айналу денелері түріндегі  тетіктерді өңдеуді негізінен СБББ бар токарлы білдектерде және олардың негізіндегі икемді модульдерде  жүзеге асырады. Өңдеу сапасын арттыру  үшін нақты өндіріс шарттарында  тексерілген типтелген операциялық  технологияны (ТОТ) пайдаланады.