9.2. Основные направления развития адаптивных РТК

Адаптивные РТК и создаваемые на их основе ГАП второго поколения являются высшей формой комплексной автоматизации на современном этапе. Основная цель разработки таких РТК заключается в создании полностью автоматизированных цехов и заводов, быстро перестраиваемых на выпуск новой продукции. Эти цеха и заводы работают круглосуточно, причем в первую смену производится загрузка необходимых материалов и подготовка производства с участием людей, а во-вторую и третью смену все оборудование (включая и адаптивные РТК) эксплуатируется в автоматическом режиме. Если до недавнего времени существовало мнение, что создать заводы-автоматы в условиях много номенклатурного серийного производства невозможно, то сейчас такие ГАП успешно работают в ряде промышленно развитых стран. Создание заводов-автоматов сводится, в основ-ном, к комплексированию РТК различных типов (РТК механической обработки, сварки, сборки и т. п.) с автоматической транспортно-складской системой и автоматизированными средствами контроля качества выпускаемой продукции.

Ведущую роль в мире по разработке адаптивных РТК различных типов и их комплексированию в ГАП-заводы играет Япония [341. Значительные результаты и опыт в этом направлении накоплены такими ведущими японскими фирмами, как "Фанук", "Ямазаки", "Окима" (Okima) и др.

В 1980 г. фирма "Фанук" ввела в эксплуатацию первый в мире ГАП-завод, на котором РТК использовались в основном для механической обработки деталей манипуляционных роботов и станков с ЧПУ. Этот ГАП-завод эксплуатируется в три смены и выпускает ежемесячно в среднем 300 роботов, 100 станков с ЧПУ и 100 специальных станков. На заводе работает (в основном в первую смену) 100 человек, на которых возлагаются некоторые вспомогательные операции (загрузка спутников инструментами и заготовками, наладка и ремонт оборудования и т. п.) и сборка.

Механическая обработка производится с помощью адаптивных РТК автоматически.

В 1982 г. фирма "Фанук" в кооперации с другими фирмами создала новый ГАП-завод, выпускающий в месяц в среднем 12 тыс. серводвигателей 50 различных типов. На этом ГАП-заводе используются РТК на базе 120 роботов.

Комплексная автоматизация на базе адаптивных РТК осуществляется и на ГАП-заводах фирмы "Ямазаки" (Jmazaki) [34]. В состав одного из таких заводов, выпускающего в месяц 120 станков с ЧПУ, входят 60 металлорежущих станков, 28 обрабатывающих центров и специализированных машин, 32 манипуляционных и транспортных робота с АПУ. Все станки оснащены CNC-системами, обеспечивающими адаптивное управление скоростью подачи, самодиагностику неисправностей, контроль износа инструмента и автоматическую коррекцию управляющих программ. Кроме того, имеются средства обнаружения поломки инструмента и автоматической замены инструмента или магазина инструментов. Для обеспечения условий работы РТК без обслуживающего персонала предусмотрена автоматическая центровка инструмента и заготовок, а также их идентификация с целью вызова из памяти соответствующих управляющих программ.

Фирмой разработан язык программирования оборудования РТК, позволивший не только автоматизировать процесс программирования (включая поиск ошибок и редактирование управляющих программ), но и резко сократить его продолжительность. Управляющие ЭВМ четырех РТК рассматриваемого ГАП позволяют хранить технологические маршруты и управляющие программы для изготовления 1400 типов деталей. Центральная ЭВМ ГАП связана по волоконно-оптическим каналам с заводскими САПР и АСТПП, что позволяет автоматизировать процессы проектирования изделий, унифицированной оснастки и инструментального обеспечения, подготовки управляющих программ и планирования технологических маршрутов. При выходе из строя центральной ЭВМ, обеспечивающей интеграцию ГАП с САПР и АСТПП, предусмотрена возможность автономного функционирования всех РТК и автоматических складов.

При внедрении ГАП с адаптивными РТК рассмотренного типа достигнут значительный (в ряде случаев пятикратный) рост производительности труда при одновременном улучшении качества выпускаемой продукции и резком сокращении обслуживающего персонала [34]. Общее число таких ГАП в промышленности Японии в 1983 г. превысило 30. За последние годы созданы более совершенные ГАП второго поколения на основе адаптивных РТК и систем искусственного интеллекта, причем их значение и доля в структуре японской промышленности постоянно увеличиваются.

Значительные достижения в области создания адаптивных РТК для ГАП имеются также в США и странах Западной Европы [34].

По примеру Японии в этих странах разработаны и реализуются крупные проекты ГАП. Эти проекты направлены, в первую очередь, на производство средств производства и систем вооружения. Поэтому им придается стратегическое значение и они финансируются и контролируются государственными учреждениями.

Примером может служить проект ESPRIT - Европейская стратегическая программа исследований в области информационной технологии ISTEL, предложенный странами Европейского экономического общества в 1984 г. Общий объем финансирования этого проекта составляет 1,5 млрд долл. В результате его осуществления должен быть создан опытный завод, на котором автоматизировано не только производство, но и проектирование. Другой пример - проект ICAM для ВВС США, в рамках которого в период с 1977 по 2000 гг. должен быть создан опытный ГАП-завод для производства узлов аэрокосмических аппаратов, проектирование которых автоматизировано с помощью системы IPAD [33].

Основные направления и перспективы развития адаптивных РТК и ГАП в странах Совета экономической взаимопомощи определены в "Комплексной программе научно-технического прогресса стран - членов СЭВ до 2000 года". Согласно этой программе, для достижения авангардных рубежей научно-технического прогресса нужно в первую очередь решить следующие задачи: создать перспективные образцы адаптивных роботов, обладающих искусственным зрением, воспринимающих речевые команды, программируемых и быстро приспособляемых к изменяющимся условиям работы; разработать более совершенные системы адаптивного управления оборудованием ГАП, снабженные средствами активного контроля, анализа стойкости инструмента и диагностики неисправностей; создать унифицированные средства автоматизации транспортно-складских систем; разработать автоматизированные системы проектирования и технологической подготовки производства.

В результате решения этих задач будут созданы ГАП на базе РТК с программным и адаптивным управлением от ЭВМ, которые позволят сократить сроки и затраты при освоении новых видов изделий в 1,5-2 раза, повысить производительность труда в 2- 5 раз, увеличить коэффициент сменности оборудования до 2,8 и резко сократить численность обслуживающего персонала. Интеграция ГАП с системами автоматизированного проектирования технологической подготовки производства под общим управлением от ЭВМ позволит уменьшить примерно в 1,5 раза затраты на проектирование и производство изделий, обеспечить широкую взаимозаменяемость агрегатов и модулей, изготовляемых в странах СЭВ, снизить трудоемкость их изготовления в 2 раза, повысить качество планирования, учета, контроля и организации производства, сократить в 1,5-2 раза сроки его технологической подготовки.

Осуществление этой программы комплексной автоматизации окажет глубокое влияние на развитие экономики стран СЭВ. Оно позволит соединить на деле преимущества социалистического строя с достижениями научно-технического прогресса. В результате удастся кардинально увеличить производительность труда в различных отраслях промышленности (и, в первую очередь, в машиностроении), повысить качество и конкурентоспособность выпускаемых изделий, увеличить фондоотдачу, значительно сократить ручной и малоквалифицированный труд, поднять общий технологический уровень и эффективность автоматизированного производства.