Автоматизація виробництва в машинобудуванні є самостійною комплексну проблему. Її рішення направлено на створення нового досконалого обладнання, технологічних процесів і систем організації виробництва, функціонування яких нерозривно пов'язане з поліпшенням умов праці, зростанням якості продукції, скороченням потреби в робочій силі і з систематичним підвищенням прибутку. Сучасні засоби автоматизації повинні розвиватися в двох напрямках: автоматизація випускається і діючого обладнання з метою підвищення його ефективності та створення нових автоматизованих технологічних комплексів, що дозволяють вирішити завдання підвищення продуктивності, надійності і точності виконання робіт при забезпеченні необхідною і економічно виправданою гнучкості виробництва. Ефективність автоматизації прямо залежить від того, наскільки раціонально організований виробничий процес в цілому, як комплексно і повно на всіх ланках технологічного ланцюжка впроваджені засоби автоматизації, від того, наскільки прийнята система організації та управління виробництвом дозволяє приймати рішення на нижчому рівні (в цілях ліквідації позапланових простоїв ). Автоматизація вимагає розглядати виробничий процес як єдину систему.
Відпрацювання технічних рішень по створенню автоматизованих технологічних комплексів, мабуть, повинна вестися, перш за все, стосовно до серійного виробництва (воно складає до 40% загальномашинобудівного виробництва), оскільки вони можуть бути застосовані також в масовому і круп-носерійном виробництві. Сьогодні навіть автомобілебудування з галузі з традиційно масовим виробництвом переходить до організації, більше відповідної крупносерийному характеру випуску продукції. Очевидно, що в міру вдосконалення технічних рішень, розроблених для умов серійного виробництва, впровадження нових вихідних засобів автоматизації та елементної бази, з'явиться можливість їх використання і для автоматизації дрібносерійного виробництва. Таким чином, прийняте напрямок на розвиток автоматизації в серійному виробництві не тільки сприятиме піднесенню продуктивності праці в цій галузі, але і суттєво вплине на рівень дрібносерійного і масового виробництва.
Однією з основних причин розробок і впровадження роботів є економія коштів. У порівнянні з традиційними засобами автоматизації застосування роботів забезпечує більшу гнучкість технічних і організаційних рішень, зниження термінів комплектації і запуску у виробництво автоматизованих верстатних систем. За попередніми даними, використання роботів для автоматичної установки і зняття деталей дозволяє робітнику обслуговувати від чотирьох до восьми металорізальних, верстатів.
Промислові роботи (ПР) покликані замінити ручну працю людини машинним працею, є принципово новим технологічним засобом, що дозволяє завершити комплексну автоматизацію виробництва і надати останньому властивість гнучкої переналагодження на різні технології і виготовлені вироби.
Забезпечені роботами технологічні осередки, ділянки, лінії іменуються роботизованими технологічними комплексами (РТК). Різноманітність виробничих процесів в машинобудуванні і приладобудуванні, місцевих умов виробництва, серійність і ін. Визначають відповідно різні типи роботизованих технологічних комплексів.
При класифікації РТК будемо керуватися наступними ознаками:
· Тип роботизованого виробничого підрозділу;
· Ступінь зміни виробництва, пов'язана зі створенням даного РТК;
· Вид технологічного процесу;
· Число виконуваних технологічних операцій;
· Тип і кількість використовуваного основного технологічного обладнання;
· Тип і число використовуваних промислових роботів;
· Серійність і номенклатура продукції;
· Принцип управління комплексом;
· Ступінь участі (функції) людини в комплексі.
1. Класифікація РТК за типом роботизованого підрозділу ґрунтується на кількісній характеристиці виконуваних комплексом технологічних операцій. Найпростішим типом РТК, який лежить в основі всіх більших роботизованих комплексів аж до цілих підприємств, є роботизована технологічна осередок (РТЯ). У ній виконується мінімум основних технологічних, операцій. При цьому число одиниць технологічного обладнання та ПР в складі РТЯ невелика, але строго воно не регламентується. Зокрема, в РТЯ може зовсім відсутніми технологічне обладнання, коли основну операцію виконує безпосередньо ПР або, навпаки, ПР може бути несамостійною одиницею, а конструктивно об'єднаним з основним технологічним обладнанням.
Наступним більшим основним роботизованим комплексом є роботизований технологічний ділянку (РТУ). Він характеризується виконанням кількох основних технологічних операцій, які об'єднані цією ділянкою технологічно, конструктивно (обладнанням) і (або) організаційно (управлінням). Ці операції можуть бути однаковими або різними. Якщо (в останньому випадку) вони технологічно пов'язані, такий комплекс являє собою роботизовану технологічну лінію (РТЛ). Операції можуть бути різними, але не пов'язаними технологічно в певну послідовність, а об'єднаними на ділянці за іншою ознакою (наприклад, за належністю до одного виду технологічного процесу, по використовуваному устаткуванню і т. П.).
Найпростіший РТУ може включати кілька одиниць технологічного обладнання, що обслуговуються одним ПР (нерухомим з розміщенням обладнання навколо ПР або рухомим, що переміщається уздовж ряду одиниць обладнання). Але такий РТУ, де ПР виконує основну технологічну операцію (наприклад, складання), включає зазвичай кілька ПР, які послідовно виконують збірку одного виробу.
Наступним за складністю РТУ є ділянка, що включає кілька одиниць технологічного обладнання та обслуговуючих їх, однакових ПР. Подальшим ускладненням РТУ буде спільна робота на ділянці ПР різних типів. Великий системою РТК є цех, що складається, наприклад, з декількох РТУ, автоматизованих складів і зв'язують їх, транспортних ПР. Межею розвитку роботизованого виробництва є комплексно роботизований завод.
2. Класифікація РТК за характером зміни виробництва, пов'язаного зі створенням даного РТК, містить варіанти комплексів, які відрізняються ступенем впливу цієї ознаки при розробці РТК на основні складові елементи комплексу. Для новостворених виробництв з новою технологією це вплив, очевидно, максимально, так як в даному випадку розробляється заново все основне устаткування, а для діючого виробництва, автоматизируемого на базі серійних ПР без зміни основного обладнання та компонування - мінімально.
3. Класифікація РТК з вигляду роботізіруемого технологічного процесу визначає варіанти РТК для різних видів технологічних процесів. Цим, зрозуміло, не вичерпуються всі можливі види останніх. Класифікація РТК за типом основного технологічного обладнання (напівавтомати, автомати з циклових управлінням, ЧПУ і т. Д.), Типу ПР (з урахуванням типу приводів, числа маніпуляторів, рухливості в межах РТК, типу управління і т. Д.) І числу одиниць обладнання та ПР. При цьому можливі два основні варіанти РТК в залежності від ролі ПР в РТК: в першому випадку ПР виконують основні технологічні операції (збірка, зварювання, фарбування і т. Д.), А в другому - допоміжні з обслуговування основного технологічного устаткування.
4. Класифікація РТК по серійності і номенклатурі продукції включає два важливі чинники. Ступінь серійності в даному випадку визначається обсягом партій продукції, які можуть випускатися без переналагодження комплексу, а номенклатура - широтою переліку видів продукції,. Обидва ці показники мають істотний вплив на ефективність РТК. Зокрема, кожен РТК характеризується граничними значеннями цих параметрів, поза рамками яких даний комплекс виявляється економічно невигідним аж до доцільності переходу взагалі від переналагоджуваних РТК до спеціальних автоматів (при великій серійності і вузькою номенклатурою) або навіть до використання людей замість ПР (в протилежному граничному випадку ).
6. Класифікація РТК за компонуванням комплексу визначає розміщення технологічного обладнання і ПР. При простої лінійної компонуванні обладнання комплексу розташовується в один ряд (по лінії), а об'ємна компоновка означає його розташування на кількох поверхах.
7. Класифікація, РТК за типом управління - централізоване, децентралізоване і комбіноване.
Централізоване управління може здійснюватися від стандартної ЕОМ або від спеціального пристрою управління. Децентралізоване управління здійснюється за допомогою сукупності місцевих пристроїв управління, які пов'язані один з одним з метою взаємної координації. Найпростішим варіантом такої координації є ув'язка за часом початку і кінця окремих операцій (включаючи видачу команд і блокувань). Більш складні форми взаємозв'язку здійснюються в функції різних, параметрів, що характеризують реалізований технологічний процес. Комбіноване управління передбачає поряд з централізованим управлінням наявність місцевих пристроїв управління. Така система управління може бути однорівневої, коли сигнали управління, що надходять з центру, і сигнали, що виробляються місцевими пристроями управління, комбінуються на одному рівні, і ієрархічної (багаторівневої), коли місцеві пристрої управління підпорядковані центру. При цьому число рівнів ієрархії управління може бути більше двох, збільшуючись у міру ускладнення комплексу. Всі ці варіанти управління РТК можуть бути програмними і адаптивними як щодо основного технологічного обладнання, так і роботів.
8. Класифікація за ступенем участі людини в РТК визначає два випадки участі людини: може безпосередньо виконувати деякі технологічні операції - основні або допоміжні; може брати участь в управлінні комплексом. В останньому випадку РТК буде не автоматично, а автоматизованим.
У всіх випадках найважливішими елементами РТК є устрою поєднання ПР з іншим технологічним обладнанням. Найбільшою технологічної оснастки в цьому сенсі вимагають роботи першого покоління для строго впорядкованої подачі деталей.