Создание гибких технологических систем высокой и сверхвысокой производительности на Украине (63180)

Посмотреть архив целиком













СОЗДАНИЕ ГИБКИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ ВЫСОКОЙ И СВЕРХВЫСОКОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ НА УКРАИНЕ



Синтез гибких технологических систем высокой и сверхвысокой производительности


Синтез гибких технологических систем высокой и сверхвысокой производительности базируется на целом ряде основных положений:

  • организация потоков по пространственно-временной схеме, обеспечивающей наиболее эффективное использование рабочего объема участка, цеха, предприятия;

  • применение инструментальных схем с максимальной концентрацией технологического воздействия на деталь, повышение режимов обработки за счет применения эффективных режущих инструментов, одновременной обработки различных поверхностей, обеспечение требуемых качественных показателей за счет повышения жесткости системы "станок−приспособление− инструмент−заготовка" (СПИЗ), а также применение высокоресурсного режущего инструмента (РИ);

  • фундаментальные исследования в области естественных наук, позволяющие выбрать эффекты, способные реализовать набор различных технологических и информационных функций;

  • реализация метода безаналогового синтеза технологических систем, а в общем виде - практически любой техники, который основан на результатах фундаментальных исследований в области естественных наук, позволяющих получить интегральную функцию системы, ее цикличность и ограничения, провести ее декомпозицию на составляющие, довести их до элементарных функций и осуществить процессный этап синтеза от некокретизированной до конкретизированной структуры и параметров;

  • многоуровневое размещение оборудования, когда обрабатывающее оборудование (станки, установки, технологические роботы), обслуживающее оборудование (конвейеры, тактовые столы, роботы, робокары) и вспомогательное оборудование располагаются в четырех уровнях (1 – пол цеха, 2 – портал, стены цеха, 3 – тельферный, 4 – мостовой, потолочный), что позволяет эффективно использовать рабочий объем для размещения оборудования;

  • переоснащение станочного, роботизированного и вспомогательного оборудования на компьютерное управление для обеспечения максимального технологического воздействия на деталь, что позволит использовать существующий парк станков, роботов и вспомогательного оборудования для создания технологических систем высокой и сверхвысокой производительности.

Все это даст возможность реализовать синтез технических систем высокой и сверхвысокой производительности. Рассмотрим элементы, из которых состоят компоненты такой системы.


Организация потоков по пространственно-временной схеме


Организация потоков подразумевает разделение в пространстве и времени потоков деталей, заготовок, режущих инструментов, станочных приспособлений, контрольно-измерительных приборов, оснастки, вспомогательного оборудования и информационно-управляющих потоков. Все это позволит обеспечить равномерное распределение потоков по рабочему объему участка, цеха и предприятия, что даст возможность сократить затраты на создание участка, цеха и предприятия, а также существенно повысит его производительность.


Применение инструментальных схем с максимальной концентрацией технологического воздействия


Использование инструментальных схем с максимальной концентрацией технологического воздействия может быть реализовано за счет следующих факторов:

  • применение большого числа одновременно работающих обрабатывающих головок для обрабатывающих центров или станков, оснащенных дополнительными суппортами, обрабатывающими и агрегатными головками. Применение обрабатывающих головок для различных роботов при обработке одной детали или при сборке одного узла, окраске, сварке;

    132

  • работа на максимально возможных режимах обработки с применением эффективных РИ с покрытием и упрочненным слоем для данных режимов обработки и обрабатываемых материалов и с применением надежных современных методов прогноза стойкости РИ;

  • обеспечение требуемых качественных показателей обрабатываемых деталей за счет выбора режимов обработки, жесткости системы СПИЗ и согласования результатов механической обработки и последующих физико-технических методов (нанесения покрытий, ионного шлифования, полирования и фрезерования); все это требует высокой автоматизации измерений размеров детали и надежных методов управления электрофизической обработкой;

  • применение повышенной жесткости системы СПИЗ, например, за счет применения дополнительных упоров для повышения жесткости РИ.

Концентрация технологического воздействия во времени и пространстве за счет:

  • отбросить понятия "стойкость РИ", "путь резания" как недостаточно информативные и объективные критерии возможностей режущего инструмента и перейти к "объему снимаемого материала за период стойкости", т.е. оптимизацию режимов обработки вести максимально нагруженным режимом резания, обеспечивающим данный снимаемый объем;

  • выбора конструкции режущего инструмента и геометрии режущей части в зависимости от обрабатываемого материала, материала РИ, покрытия и упрочнения для нахождения режима обработки с максимальным объемом за период стойкости;

  • обеспечить соответствие выбранного вида упрочнения или покрытия соответствующему критерию стойкости (величина износа по задней и передней поверхности;

  • обеспечение одновременной обработки за счет применения многолезвийного инструмента, фасонных резцов, одновременно работающих суппортов, обрабатывающих или агрегатных головок.

Все это позволит снизить машинное время обработки, а следовательно, существенно повысить производительность и обеспечить качество деталей.


Результаты фундаментальных исследований в области естественных наук, обеспечивающие прорыв в технике и технологии


Открытия и наиболее существенные результаты фундаментальных исследований в области естественных наук могут быть использованы для обеспечения научно-технического прорыва в технике и технологии, где могут использоваться новые эффекты: физические, химические, биологические и др.

Изменения идеологии проектирования цехов и оборудования гибких технологических модулей:

  • забыть о площади цеха как мерилу возможностей установки оборудования, а перейти к его объему и устанавливать оборудование (используя тельдерное, мостовое и портальное размещение обрабатывающего оборудования) и организовать потоки вспомогательного оборудования, оснастки, инструмента, стружки, заготовок, деталей (используя тельдерное, мостовое и портальное размещение передающих конвейеров, тактовых столов и другого оборудования для перемещения объектов, а также кабелей для информационных потоков) в объеме цеха или участка. Все это повысит долю производственных изделий на кубический метр объема цеха

убрать запреты на скорость перемещения элементов гибких технологических систем, что позволит приблизиться к схемам высокой и сверхвысокой производительности.

Необходимо создание банка данных о циклах, способных реализовать те или иные функции, позволяющие реализовать процессный этап синтеза, который совместно с информацией о приемах развития техники даст возможность получить информацию об иерархии структур и структурно-временных преобразованиях.

В конечном счете эти данные используются в общем алгоритме безаналогового синтеза ГТС высокой и сверхвысокой производительности.

Метод безаналогового синтеза технологических систем и техники

Применение безаналогового синтеза технологических систем и техники позволяет получить интегральную функцию системы, ее цикличность и ограничения внешние (организационно-экономические, временные, пространственные и коммуникационные) и внутренние (геометрические, поверхностные, полевые, инфраструктурные и поведенческие). Это дает возможность сформировать критерии оптимизации.

Интегральная функция системы подвергается декомпозиции на составляющие до уровня элементарных функций, которые выбираются из базы данных функций (элементарных, бинарных, сетевых, сложных и образования новых функций) совместно с базой данных об эффектах, способных реализовать эти функции, обеспечивают процессный этап синтеза и совместно с информацией о временных циклах техники позволяют получить информацию о иерархии структур функционально-временных преобразований. Далее на основе базы данных о типовых иерархиях параллельно-последовательных процессных структур осуществляется синтез неконкретизированных систем, технологических систем и технологических процессов.

Ранее приводится в соответствие каждой функции определенная унифицированная структура техники и происходит их объединение, на основе которых осуществляется зарождение новых интегральных образований полнофункциональных элементов и конструкционных элементов и конкретизация структур до элементарных, т.е. когда система принимает фреймовый вид.

Конкретизация структур, уравнения и неравенства, описывающие их вид, дают конкретизацию параметров.

Все это позволяет получить общий алгоритм безаналогового синтеза, который дает возможность реализовать гибкие технологические системы высокой (производительность выше в 2… 10 раз) и сверхвысокой (более 10 раз) производительности.


Случайные файлы

Файл
142435.rtf
123011.rtf
12875.rtf
28483.rtf
31546.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.