Организация гибкого автоматизированного производства

t_нал – время наладки оборудования на новую операцию t_нал= t_шт+(10÷20) мин;

N_i / n_i – принимаем равным 12.

F_д – годовой действительный фонд времени работы единицы оборудования в 3 смены (342900 минут).

 

  

 

   

   

     

   

   

   

   

   

   

   

∑                                                                               ∑

 

      

   

       

       

       

      

∑                                              

 

Коэффициент загрузки (К_з) оборудования определяется по операциям как отношение расчетного количества (R_р) к принимаемому (R_пр):

 

К_з =R_р /R_пр

К_з.т =2,38 /3=0,79

К_з.т1 =1,42 /2=0,71

К_з.ф =0,8 /1=0,8

 

 

Таблица 3 – Размер транспортной партии (емкость кассеты)

Размер тары	Размер транспортной партии, шт. (Р)
1600х1000	8
1200х800	12
1200х1200	12
1600х1000	20
1600х1200	32
1400х1200	54
1600х800	60
1600х1600	72

 

Таблица 4 – Время загрузки-разгрузки обрабатывающего модуля очередной деталью

Размер транспортной партии (кассеты), шт. (Р)	tз.р (кассеты с деталями), мин.
8	0,5
12	0,5
20	1,0
32	1,5
54	3
60	2
72	3

 

2.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА  ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ,  ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ (ПР)

 

Основными элементами производственно-технологической части ГПС являются: гибкий производственный модуль (ГПМ), роботизированный технологический комплекс (РТК) и система обеспечения функционирования.

ГПМ - это единица  технологического оборудования для  производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик с ЧПУ, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции, связанные с изготовлением продукции, имеющая возможность встраиваться в более сложную ГПС.

Модуль робототехники (МРТ) – это переналаживаемая на заданную номенклатуру изделий совокупность промышленных роботов и манипуляторов, которые обеспечивают функционирование ГПК по малолюдной технологии, выполняя двигательные и рабочие функции руки человека, и управляются оператором. МРТ предназначены для распознавания объектов и манипулирования ими. Объектами манипулирования могут быть заготовки, полуфабрикаты, готовые детали, инструмент. МТР непосредственно связан с модулями обработки, складирования, комплектации, инструментального транспортирования, контроля качества и модулем удаления отходов. Модуль межоперационного транспортирования объединяет транспортными связями модули обработки, складирования, комплектации и инструментального обеспечения. Он входит в АТСС, обеспечивающую технологическую связь между всеми единицами оборудования.

Модуль межоперационного транспортирования должен включать в свой состав автоматическое напольно-транспортное средство(АНТС) – транспортный робот, систему управления и систему  транспортного обеспечения. Модуль выполняет следующие задачи:

- прием тары с рабочего стола автоматизированного склада;

- перемещение тары  к ГПМ обработки;

- замену тары с обработанными  деталями на тару с заготовками;

- замену контейнера  системы уборки отходов;

- транспортирование тары  с готовыми деталями на участок  контроля;

- замену тары с обработанными деталями на тару с деталями прошедшими контроль;

- транспортирование деталей  на склад.

Модуль складирования и комплектации является составной частью АТСС и состоит из пульта управления, склада-накопителя, автоматического крана оператора и погрузочно-разгрузочных устройств, склада.

Тип, размеры, объем модуля определяется с учетом размера заготовок, партии деталей, количества оснастки, массы заготовок, количества деталеопераций, наличия резерва пустых ячеек.

 

Количество транспортных средств определяется по формуле:

 

 

 

 

где t_тр- суммарное время занятости средства транспортированием грузовой единицы;

О – среднее число операций изготовления деталей (3);

D – количество наименований деталей (12);

F_тр – годовой действительный фонд времени работы транспортных средств при работе в 3 смены (5715 час);

_- годовая производственная программа всей номенклатуры деталей, шт.;

Р – транспортная партия, шт.

 

Время занятости транспортного  средства складывается из:

1. Подвода РТ в зону технического обслуживания (t₁):

t₁= l₁/v                                     t₁=3,07/6,67=0,46

где l₁- длина, м

v – скорость м/мин

(l₁= 3,07м     v= 10м за 1,5 мин)

2. Снятия грузовой единицы

t₂=0,4

3. Установления новой  грузовой единицы 

t₃=0,5

4. Подвода РТ к станку 

t₄= t₁=0,46             l₄= 14,13м                          

5. Снятия грузовой  единицы

t₅= t₂=0,4

6. Установления грузовой единицы

t₆= t₃=0,5

Расчет трудоемкости по операциям:            

Первая операция

t_тр1= (l₁/ v *1,5+ t₂+ t₃) *2*R_о, мин

t_тр1=(3,07/6,67*1,5+0,5+0,4)*2*3=9,54

Вторая операция

t_тр2= (l₂/ v *1,5+ t₂+ t₃) *2*R_о, мин

 

t_тр2=(7,71/6,67*1,5+0,4+0,5)*2*2=10,53

 

Третья операция

t_тр3= (l₃/ v *1,5+ t₂+ t₃) *2*R_о, мин

 

t_тр3=(12,35/6,67*1,5+0,4+0,5)*2*1=7,35

 

Количество транспортных средств:

 

Коэффициент загрузки транспортных средств

К_{з тр}= R_{тр р} / R_{тр пр}

К_{з тр}=2,009/3=0,67

2.3 ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ТРАНСПОРТНО-СКЛАДСКОЙ СИСТЕМЫ (АТСС) И ОБЩЕЙ КОМПОВКИ ГПК

 

ГПК представляет собой  предметно-замкнутую организационно-технологическую  структуру, способную автономно  выполнять определенную задачу с  целью обеспечения необходимого уровня качества функционирования в  условиях безлюдной (малолюдной) технологии.

Стержнем структурной  организации ГПК является АТСС, от типа которой зависит как технология размещения ГПМ, образующих ГПК, так  и общая планировка и взаимосвязь  обеспечивающих систем.

Таким образом, структура  ГПК представляет собой набор ГПМ, «нанизанных» на АТСС и управляемых единой системой управления.

АТСС включает следующие  элементы:

- комплект транспортно-складской  тары, кассет;

- участок укладки грузов  в тару, кассеты;

- накопительный участок  для временного хранения;

- перегрузочный участок;

- внутрисистемный транспорт  для подачи с накопительного  участка в РТК;

- приемоотправочные участки;

- разгрузочный участок.

На прямоугольной площадке размещаются: основное оборудование –  станки, транспорт, накопители.

ГПК состоит из отдельных линий, объединяющихся общей накопительной системой. Каждая линия представляет собой транспортную линию, на которой размещаются станки.

Разработка компоновки ГПК производилась с учетом по пространственному расположению и  функциональному взаимодействию основных подсистем ГПК, обрабатывающего оборудования, АТСС, зоны ТО.

Основные принципы построения типовой модели ГПК

На прямоугольной площадке размещается основное оборудование – станки , транспорт, накопители (исходя из расчетов 2.1 и 2.2).

ГПК состоит из линий, объединяющихся общей накопительной системой, каждая линия представляет собой транспортную линию, на которой размещаются станки. (рис.1)

Выбор конкретной компоновки ГПК осуществляется на основе анализа  целесообразности возможных вариантов:

- характер расположения оборудования (в одну, две и пр. линий или по периметру);

- наличия или отсутствия  центрального склада;

- параллельного или  перпендикулярного расположения  центрального склада и технологического  оборудования;

- применяемых подъемно-транспортных средств.

Характеристика оборудования и ПР приведены в таблице 1,2.

Пример компоновки АТСС представлен на рисунке 1.

Габаритные размеры  АТСС в плане определяются в зависимости  от размеров тары (таблица 3). На общем  чертеже рекомендуется их указать, не соблюдая масштаб рисунка.

 

Вариант компоновки АТСС

При расчете заданного  варианта используется оборудование:

4 токарных станка и  1 фрезерный – всего 5 единиц  оборудования и 2 транспортных  средства

 

 

                   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – Станки (Т, Т1 – токарные на первой и второй операции, Ф – фрезерный на третьей операции);

2 – робототележка;

3 – автоматизированный склад;

4 – секция подготовки технологической  оснастки;

5 – кран-штабелер;

6 – приемосдаточная секция;

7 – робот (оператор);

8 – приемно-передаточный  стол;

9 – поворотный стол.

 

 

 

 

 

 

2.4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИКЛОВ  ОБРАБОТКИ

 

Структура производственного  цикла является исходным пунктом  решения многих вопросов организации  производственного процесса в ГПК.

Минимальная длительность цикла (Т_ц) определяется суммой длительности не перекрываемых элементов подготовки, транспортировки и обработки изделия без учета времени ожидания обрабатываемых предметов в накопительной -складской системе (НСС).

Длительность цикла  обработки партии деталей (Т_цп) определяется с учетом перекрытия транспортно – подготовительных операций штучным временем обработки.

 

Т_цп= t_оп + t_з + t_тр

где t_оп – операционная составляющая, определяется штучным временем (t_шт) при обработке единичных предметов или произведением t_шт на число деталей в кассете Р при обработке транспортными партиями;

t_з – период занятости рабочего (рисунок 2 методических указаний):

 

               t_з=15,5+15+5+0,15=35,65

 

t_тр – период занятости робота или другого транспортного средства общего использования (t_тр), составляющая (рисунок 2 методических указаний):

 

t_тр=1,8+1,9+2,3=6

 

Параметры t_оп, t_{з ,} t_тр используются для оценки загрузки элементов обслуживающей системы, расчета зон многостаночного обслуживания транспортным средством и рабочими, определения возможности совмещения профессий и др.

Величина Тц является лишь составляющей общего однооперационного цикла, поскольку включает необходимое время подготовки, транспортировки и обработки изделий (транспортной партии).

Определение длительности Т_цп по операциям необходимо представить в таблице 5.

Структура производственного  цикла  для одной деталеоперации на рис.2.

 

Таблица 5 - Определение длительности Т_цп (рекомендуемая форма для заполнения)   

№ детали	Размер транспортной партии	Операции
		1-я				2-я				3-я
		tоп	tз	tтр	Tцп	tоп	tз	tтр	Tцп	tоп	tз	tтр	Tцп
1	8	12	35,65	6	53,65	14	35,65	6	55,65	6	35,65	6	47,65
2	8	10	35,65	6	51,65	8	35,65	6	49,65	6	35,65	6	47,65
3	8	10	35,65	6	51,65	8	35,65	6	49,65	4	35,65	6	45,65
4	8	12	35,65	6	53,65	8	35,65	6	49,65	6	35,65	6	47,65
5	8	12	35,65	6	53,65	6	35,65	6	47,65	4	35,65	6	45,65
6	8	12	35,65	6	53,65	6	35,65	6	47,65	4	35,65	6	45,65
7	8	12	35,65	6	53,65	6	35,65	6	47,65	4	35,65	6	45,65
8	8	16	35,65	6	57,65	6	35,65	6	47,65	8	35,65	6	49,65
9	8	14	35,65	6	55,65	8	35,65	6	49,65	2	35,65	6	43,65
10	8	10	35,65	6	51,65	6	35,65	6	47,65	4	35,65	6	45,65
11	8	12	35,65	6	53,65	8	35,65	6	49,65	4	35,65	6	45,65
12	8	12	35,65	6	53,65	8	35,65	6	49,65	2	35,65	6	43,65