Что такое гибкая производственная линия?

Основная структура гибкой производственной линии

Когда изготовление механической детали требует выполнения множества операций, производители часто располагают обрабатывающее оборудование последовательно и соединяют его с транспортировочными и вспомогательными устройствами. Получившаяся в результате линия механической обработки выполняет определённый технологический процесс для одного или нескольких однотипных изделий. Её оборудование подбирается и располагается в соответствии с технологическим маршрутом и операциями, применяемыми для большинства или всех этих изделий. Такая организация требует достаточной стабильности в конструкции изделий и технологическом процессе и может использоваться как для серийного, так и для массового производства.

Производственные линии включают линии с регулируемым потоком и автоматизированные линии. Автоматизированная линия оснащена системой управления, которая автоматически управляет перемещением заготовок, их индексацией, позиционированием, зажимом, а также работой вспомогательного оборудования в соответствии с заранее заданной программой.

Структура и сложность производственной линии зависят от заготовки, технологических требований, последовательности операций, производительности и уровня автоматизации. Независимо от степени сложности линия обычно состоит из пяти основных элементов: технологического оборудования, инструментов и приспособлений, системы транспортировки материала, вспомогательных систем и системы управления.

Типы гибких производственных линий

1. Классификация по форме и движению заготовки
   1. Линии с вращающейся заготовкой. На этих линиях осуществляется механическая обработка валов, дисков и колец при вращении заготовки. К типичным операциям относятся токарная обработка или шлифование внутренних и внешних диаметров, пазов, резьбы и торцевых поверхностей.
   2. Линии с неподвижной заготовкой. На этих линиях обрабатываются корпуса станков и различные детали, которые обычно остаются неподвижными. К типичным операциям относятся сверление, зенкерование, растачивание, развертывание, торцевое фрезерование и продольное фрезерование.
2. Классификация по ассортименту продукции
   1. Линейки, состоящие из одного вида продукции. Высокопроизводительные специализированные станки, инструмент, трансферное оборудование и вспомогательное оборудование располагаются вдоль фиксированной технологической линии. Заготовки перемещаются от одной станции к другой для обработки, контроля и очистки. Качество и производительность находятся на высоком уровне, однако инвестиционные затраты и степень специализации также высоки, что затрудняет переналадку. Такие линии подходят для массового производства.
   2. Настраиваемые линейки групповых продуктов. Регулируемое специализированное оборудование разрабатывается с использованием групповых технологий и организуется в соответствии с групповым технологическим процессом. Такие линии обеспечивают высокую эффективность и степень автоматизации при выпуске семейств конструктивно и технологически схожих изделий. Они подходят для серийного производства и могут быть переоборудованы или реорганизованы при смене ассортимента продукции.
3. Классификация по технологическому оборудованию
   1. Линии станков общего назначения. Эти линии отличаются коротким временем изготовления и низкой стоимостью и часто используются для производства мелких и средних вращающихся деталей, таких как диски, валы, втулки и шестерни.
   2. Модульные линии станков. Модульные станки с интегрированными системами отличаются относительно короткими циклами проектирования и изготовления, надежной эксплуатацией и хорошими экономическими показателями при серийном производстве.
   3. Линии станков специального назначения. Они характеризуются длительными циклами проектирования и изготовления, а также требуют значительных инвестиций. Такие установки подходят для обработки заготовок необычной формы или сложной конструкции, а также для стабильного производства продукции в больших объемах.
   4. Гибкие производственные линии. Многофункциональные станки серии CNC и обрабатывающие центры оснащены системами транспортировки заготовок и компьютерным управлением. Поворотные столы и автоматические устройства смены инструмента позволяют каждому станку выполнять обработку нескольких поверхностей и операций с меньшим количеством перенастроек, что снижает погрешность позиционирования. Эти линии подходят для производства сложных и прецизионных деталей небольшими и средними партиями и позволяют быстро реагировать на изменения рынка, однако требуют значительных инвестиций и высокого уровня технической подготовки.
      
4. Классификация по способу подключения оборудования
   1. Четкие линии. В отсутствие промежуточного хранения каждая деталь перемещается непосредственно от одной станции к следующей. Обработка и перемещение деталей должны осуществляться в соответствии со строгим тактом, и выход из строя даже одного станка приводит к остановке всей линии. Поэтому станки и вспомогательное оборудование должны обладать высокой стабильностью и надежностью.
   2. Гибкие трубопроводы с буфером. Систему хранения можно разместить между соседними станками или группами станков. Если один станок останавливается, остальные могут продолжать работу в течение ограниченного времени. Буферы также позволяют выравнивать нагрузку на станции с разным временем цикла.
5. Классификация по способу перемещения заготовки
   1. Линии прямого перевода. Устройство перемещения воздействует непосредственно на поверхность заготовки. Детали поступают на начало линии и выходят с её конца после обработки.
   2. Линии с паллетными приспособлениями. Каждая заготовка закрепляется на перемещаемом приспособлении, которое проходит по станциям главного конвейера. После обработки обратный конвейер доставляет приспособление обратно в начальную точку.

Принципы проектирования

1. Обеспечить выполнение производственного плана, создавая при этом условия для роста; технико-экономический анализ, как правило, должен подтверждать окупаемость инвестиций в производственную линию в течение пяти лет.
2. Убедитесь, что все требования к чертежам продукции выполнены.
3. Обеспечить возможность соответствующей настройки с учетом объема партии и предполагаемой продолжительности производства.
4. Используйте стабильные и надежные технологические процессы и оборудование с низкими затратами на ввод в эксплуатацию, эксплуатацию и техническое обслуживание.
5. Снизить трудоемкость и улучшить условия труда.
6. Свести к минимуму занимаемую площадь, сохранив при этом безопасность, удобство эксплуатации, наблюдения и технического обслуживания.
7. Поддерживать рациональное использование ресурсов, охрану окружающей среды и экологически чистое производство.

Содержание и последовательность уроков

1. Определить технологический план линейного производства и подготовить операционные и технологические схемы.
2. Выбирать оборудование общего назначения и проектировать любые машины специального назначения.
3. Определить метод логистики и разработать устройства для перемещения грузов.
4. Выбрать и спроектировать вспомогательные устройства.
5. Разработайте общую схему трассы.
6. Подготовьте общий чертеж соединений с указанием размеров.
7. Разработайте систему управления линией.
8. Подготовьте инструкции по эксплуатации и меры предосторожности при техническом обслуживании.