ТЕОРИЯ НА ПРОИЗВОДИТЕЛНОСТТА НА АВТОМАТИЧНИ КОМПЛЕКСИ

СЪДЪРЖАНИЕ

Préface

Cette théorie de la productivité est créée à la base des publications de l’auteur données dans la bibliographie (voir le chapitre 10) et améliorées plus tard. Elle saisit des objets comme une machine-outil séparée, une cellule automatique flexible de fabrication, un atelier automatique flexible de fabrication et le cas le plus compliqué – une chaîne automatique asynchrone de fabrication.

La nécessité de cette théorie a apparu dans la période 1970÷1991 quand l’auteur a travaillé à l’Institut de machines-outils à Sofia sur des projets de complexes automatiques.

L’avantage très important de cette théorie est qu’elle sert à l’usage lors de l’élaboration de l’offre technique de l’objet et lors de livraison de l’objet de la société vendeuse à la société acheteuse. La société acheteuse veut être sûre que l’objet peut exécuter le programme annuel de production, et la société vendeuse fait la démonstration que l’objet peut exécuter le programme annuel de production. Par cette théorie de la productivité les questions des essais de livraison réception et de la productivité annuelle probable attendue deviennent incontestables.

Les notions fondamentaux sont les notions nouvelles: le temps destiné pour production et les coefficients qui tiennent compte des attentes hors du cycle, dues aux pannes des machines-outils et moyens, aux changements et mises aux points des outils. Оn a fait une analyse et un tamisage des fonds de temps annuels sans production et une détermination de la notion "temps destiné pour production" (voir les chapitres 5, 6)

Il y a cinq définitions nouvelles (voir les chapitres 1, 2, 5), trois coefficients nouveaux (voir les chapitres 5, 6, 7), une inégalité nouvelle (voir le chapitre 3) et neuf équations nouvelles (voir les chapitres 3, 5, 6, 8, 9).

Dans le chapitre 4 est donnée une solution créée dans la période 1973÷1980 de composition d’une chaîne automatique asynchrone de fabrication si la phase est exécutée par des machines-outils travaillant parallèlement.

On a étudié le domaine d’application d’un centre de tournage et le domaine profitable économiquement d’application de variantes concurrentes de solutions technologiques qui représentent concentration ou démembrement de phases et substitution de constrictions démodées de machines-outils pour différentes dépenses d’investissements et différentes productivités (temps de phases) (voir les chapitres 8, 9).

Cette théorie de la productivité concerne des complexes automatiques composés de machines-outils et robots industriels, mais elle peut être utile pour d’autres complexes automatiques, d’autres machines de productions et d’autres domaines de productions discrète.

Dans la période de 1986÷1991 l’auteur a lu des cours sur cette théorie devant des étudiants d’Automatisation de la production discrète à l’Université technique à Sofia et dans la période de mois d’octobre 1991 jusqu’à mois de décembre1993 devant des étudiants de Département de mécanique au Centre universitaire de Guelma en Algérie.

La monographie est écrite en 1992÷1993 à Guelma en Algérie et refaite en 2005÷2006 à Sofia en Bulgarie.

Chapitre 1

Temps de phase d’une phase dans un système automatique de fabrication

Le temps de phase (le temps de cycle) est la durée du temps de cycle entre deux débuts successifs, respectivement entre deux arrêts successifs, de la machine-outil, y compris tous les composants qui sont nécessaires pour l’exécution normale de la fonction. Si sur la machine-outil on fait contrôle automatique de la pièce usinée ou de l’outil et à la base du résultat on fait entrer automatiquement correction dans le programme de la machine-outil, le temps de contrôle et correction est une partie du temps de phase. Si le contrôle automatique est en dehors de la machine-outil et provoque un temps non recouvrit (non caché), qui allonge le cycle de la machine-outil, il est obligatoire d’inclure cet allongement du temps dans le temps de phase.

La détermination complète et précise des temps de phases est un devoir des plus importants lors de l’élaboration de projets de systèmes automatiques de fabrications. Le projeteur général (le chef de projet) du système automatique de fabrication est responsable de ce devoir. Pour une chaîne automatique asynchrone de fabrication on détermine les temps de phases de toutes les phases malgré cela que lors du calcul de la productivité on utilise uniquement le temps de phase de la phase limitante. Pour un atelier automatique flexible de fabrication on précise les pièces qui seront usinées lors des essais de livraison réception et pour lesquelles on détermine les temps de phases, mais pour les restes pièces dans le programme annuel la détermination des temps de phases n’est pas obligatoire.

La définition, que la phase limitante est la phase de laquelle la durée du temps de phase (la durée du temps de cycle) est la plus grande, est très répandue. Cette définition n’est pas toujours précise. La définition complète et précise pour un système automatique de fabrication est : la phase limitante est la phase de laquelle la productivité de cycle est la plus basse, exprimée par le nombre des pièces usinées sur le temps de phase ou exprimée par le temps d’usinage d’ une pièce [3]. Cette définition saisit aussi le cas où quelques machines-outils travaillent parallèlement pour l’exécution d’une phase.

Cette définition est la définition № 1 de cette théorie de la productivité.

On connaît que la cadence est l’intervalle moyen de temps des entrées de deux pièces successives dans le magasin final du système automatique de fabrication. Exemple- si la cadence nécessaire de la chaîne automatique asynchrone de fabrication est 1,5 min, on a fait la synchronisation des phases (voir le chapitre 4) et on a calculé que : la phase № 1 avec temps de phase 3 min doit être exécutée par 2 machines-outils travaillant parallèlement, la phase № 2 avec temps de phase 3,5 min doit être exécutée par 3 machines-outils travaillant parallèlement et la phase № 3 avec temps de phase 2,5 min doit être exécutée par 1 machine-outil à deux broches travaillant parallèlement. Le temps de phase le plus long est le temps de phase de la phase № 2, mais la phase limitante est la phase № 1, parce que sa productivité de cycle est la plus basse. Réellement : la productivité de cycle de la phase № 1 est 2 pièces /3 min = 0,67 pièces/min, la productivité de cycle de la phase № 2 est 3 pièces/3,5 min = 0,86 pièces/min, la productivité de cycle de la phase № 3 est 2 pièces/2,5 min = 0,80 pièces/min. Il ne faut pas mélanger cette question avec la question de la productivité réelle des trois phases pour un intervalle long de temps, parce que les trois phases sont dans une même chaîne automatique asynchrone de fabrication et les trois phases vont usiner des nombres égaux de pièces.

Pour la détermination complète et précise du temps de phase il faut décrire le cycle avec tous ses détails et sans omissions. Les omissions éventuelles dans le cycle diminuent la productivité et les temps de phases faussement déterminés ne garantissent pas la productivité ou mènent aux grandes réserves injustifiées.

Ici on décrit les composants de cycle, qui servent à composer des cycles dans des projets concrets:

1. Les temps technologiques pour l’exécution des courses actives- l’outil est en contact avec la pièce, y compris pour les courses d’engagement et de dégagement de l’outil - pour chaque outil et pour chaque passe;
2. Les temps de déplacements rapides- avances et reculs respectivement avant et après chaque passe;
3. Les temps de rotations de la tourelle porte-outils;
4. Les temps de changements des outils sur la broche, par exemple sur un centre d’usinage;
5. Les temps de soufflage et lavage automatiques des surfaces d’appuies du dispositif de mise en position de l’ébauche;
6. Les temps de mise en position de l’ébauche et d’enlèvement de la pièce usinée;
7. Les temps de serrage de l’ébauche et desserrage de la pièce usinée;
8. Les temps de soufflage ou lavage automatiques avant la mesure de la pièce usinée et le contrôle des outils sur la machine-outil;
9. Les temps de mesure automatique de la pièce usinée;
10. Les temps de contrôle automatique des outils;
11. Les temps de confirmations des signaux électriques après la mesure automatique de la pièce usinée et après le contrôle automatique des outils;
12. Les temps de l’arrêt orienté et de l’accélération de la broche- une fois ou quelques fois dans le cycle;
13. Les temps de déplacements du bouclier (la porte) de la machine-outil, ouverture et fermeture- une fois ou quelques fois dans un cycle;
14. Les temps non recouvris (non cachés) de l’obtention des signaux électriques de la mesure de la pièce usinée en dehors de la machine-outil sur une station automatique de contrôle;
15. Les retards des temps nécessaires pour la distinction des signaux électriques et pour la commutation des appareils de commandes;
16. La partie du temps rajoutée (reportéе) sur une pièce pour le changement des palettes dans le cas d’une cellule automatique flexible de fabrication, malgré cela que l’action n’est pas inter cyclique et est une action préparatoire achevante. Cela concerne, par exemple, une palette qui porte une portion de pièces rotatives, mais cela ne concerne pas une palette numérique qui porte une pièce à usiner, lorsque le temps de changement de la palette est un temps inter cyclique indiqué au dessus dans les points № 6 et № 7.

On ne recommande pas d’exprimer les temps subsidiaires de № 2 à № 16 par quelque pourcentage, par exemple 30% par rapport au temps technologique № 1, parce que la relation n’est pas proportionnelle et surtout dans le cas des petites cadences les temps de phases seront déterminés faussement. Il y a des sociétés qui expriment les temps subsidiaires de № 2 à № 16 par 30% par rapport au temps technologique № 1, mais normalement il s’agit de grandes cadences et de procédés technologiques déjà réalisés sur d’autres places sur les mêmes machines-outils et avec les mêmes moyens de transports et manipulations des pièces.

La question d’inclure ou de ne pas inclure une réserve de 5÷10% de la productivité dans le temps de phase de la phase limitante est discutable. La réponse de cette question dépende de la fiabilité du travail des machines-outils (la sûreté de fonctionnement).

On n’admet pas haussement des régimes de coupe et vitesses des mouvements subsidiaires pour diminuer les temps de phases et pour augmenter la productivité. Au contraire, dans des conditions de travail automatique, les régimes de coupe et les vitesses des mouvements subsidiaires doivent être plus bas par rapport aux régimes de coupe et vitesses des mouvements subsidiaires sur une machine-outil à commande manuelle.

Pour les phases non limitantes il est rationnel de faciliter et simplifier le système de transport et manipulation par une charge complémentaire du temps de phase, par exemple au lieu d’un robot à portique à deux bras utiliser un robot à portique à un bras. C’est possible si malgré cela la phase possède une réserve de la productivité par rapport à la phase limitante. Dans ce cas il faut prendre en considération la variante normalisée en production du robot à portique.

Souvent lors de l’implantation du système automatique de fabrication il faut préciser les régimes de coupe, les courses et les vitesses des mouvements subsidiaires. Leurs valeurs exactes et leurs différences par rapport aux valeurs de projets sont passibles de la considération critique du projeteur général (chef de projet) du système automatique de fabrication. Le but est de garantir la productivité annuelle du système automatique de fabrication par un travail admissible intense des machines-outils.

Résumé

1. On a défini que la phase limitante est la phase de laquelle la productivité de cycle est la plus basse dans le système concret, exprimé par le nombre des pièces usinées sur le temps de phase ou exprimée par le temps d’usinage d’une pièce.
2. On a décrit les composants de cycle, qui servent à composer des cycles dans des projets concrets.

CHAPITRE 2

Bases de manipulations et transports des pièces sur des chaînes automatiques asynchrones de fabrications et ateliers automatiques flexibles de fabrications

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