Расчет и проектирование гибкой производственной системы по изготовлению корпусных изделий

     с загрузкой каждой из них Kисп = 83 %.

     При выходе из строя одной из позиций  другая возьмет на себя ее функции  по обслуживанию комплекса.

     4.3 Расчет числа позиций контроля

 

     Каждая деталеустановка проходит в среднем обработку по двум типовым маршрутам на трех станках последовательно. По требованию технолога каждая шестая деталеустановка выводится на контроль ( n1 = 6 ).

     По  требованию наладчика на контроль выводится  каждая деталь в начале смены ( К1 = 1,15 ) и после замены режущего инструмента (K2 = 1,05 ). 

          (4.4) 

     т.е. через каждые пять деталеустановок  деталь на комплексе выводится на позицию контроля.

     При этом, после обработки на первом и втором станке контролируется часть  поверхностей, принимаем tk1=tk2=5.5 мин. После обработки на третьем станке контролируются все поверхности детали и tk3, которое составляет 30 мин.

     Таким образом, всего за месяц на контроль выводится деталей 

          (4.5) 

     Суммарное время контроля составит: 

          (4.6)

     Требуемое число позиций контроля составит: 

          (4.7) 

     т.е. две позиции с коэффициентом  загрузки каждой Kисп = 68 %.

     4.4 Предварительная  компоновка станочного комплекса  ГПС

 

     Станки  в ГПС могут располагаться  по конструктивному признаку или  в порядке технологической последовательности изготовления деталей. Схемы компоновок по этим вариантам приведены на рис. 4.2. При расчете состава транспортных средств рассмотрим оба этих варианта. 

     

     а)

     

     б)

     Рис. 4.2 - Схемы расположения станочной системы ГПС:

     а - сгруппированные по конструктивному признаку; б - расположенные по типовому технологическому маршруту

     4.5 Расчет числа  штабелеров, расположенных со стороны  станочного комплекса

 

     Для расчета числа штабелеров, расположенных  со стороны станков, необходимо знать  число перемещений деталеустановок в процессе их обработки.

     Как уже отмечалось, подавляющее большинство  деталеустановок обрабатываются по двум типовым технологическим маршрутам  в среднем на трех операциях каждая.

     При этом каждая деталеустановка должна пройти контроль трижды: два межоперационных и один в конце обработки, т. е. число выводимых на контроль деталеустановок и возвращаемых снова на комплекс для дальнейшей обработки составляет —2/3(608 • 3) = 1220 шт.

     Таким образом, число перемещений деталеустановок  со стеллажа на станок и обратно или число таких же перемещений штабелера составит: 

         (4.7) 

     Все описанные и рассчитанные перемещения  деталеустановок с учетом маршрутных технологий их обработки, а в нашем  случае это два маршрута, приводятся в виде матрицы (таб. 4.1). Горизонтальные строки этих матриц соответствуют числу перемещений по адресу, к которому движется штабелер, а вертикальные столбцы - адресу, от которого движется штабелер.  

 

      Таблица 4.1 - Матрица перемещений деталеустановок по рассматриваемым вариантам технологического маршрута обработки.

 

     Ориентировочные графы перемещений штабелера  со стороны станков, построенные  на основе приведенных матриц, представлены на рис. 4.3. 

 

      Стеллаж

     

     а)

     Стеллаж 

     

     б)

     Рис. 4.3. Ориентировочные графы перемещений  штабелера со стороны станков:

     а - сгруппированные по конструктивному признаку; б - расположенные по типовому маршруту обработки. 

     На  рис. 4.3 (а) наглядно видно, как пересекаются между собой потоки спутников со стороны станков при расположении станков группами по конструктивному признаку. Подавляющее большинство деталеустановок проходит вдоль всего комплекса, пропуская тот или иной станок.

     Если  же расположить эти же станки по типовому технологическому маршруту обработки  деталей (рис. 4.3 (б)), то перекрещивающиеся грузопотоки исчезают, что приводит к резкому сокращению числа, а следовательно, и времени перемещения штабелера.

     Следовательно, вариант расположения станков по технологическому маршруту является более  предпочтительным, чем расположение их по конструктивному признаку.

     Штабелер, расположенный со стороны станков, должен передавать спутник с заготовками со стеллажа на станок, со станка на станок и со станка на стеллаж. Примеры циклограмм работы штабелера, расположенного со стороны станков ШТ-1, показаны на рис. 4.2.

     При длине склада 50 м средневероятная длина перемещения штабелера до станка составляет:

     lcp=20м

     Принимаем: Vx = 60 м/мин; Vy = 6 м/мин; tк=10 с; tв.с. = tп.с. = 0,22 мин

     Тогда время выполнения одной операции передачи спутника со стеллажа на станок и обратно составит:

     

     Время, затрачиваемое штабелером на передачу спутников с одного станка на другой, при средневероятной величине длины перемещения lcp= 20 м :

     

     Время обслуживания штабелером станочного комплекса составит: 

        (4.8) 

     При месячном фонде работы штабелера  Фш = 305 г потребуется их число 

          (4.9) 

     Получен очень высокий коэффициент загрузки штабелера. Если технические данные выбранного или проектируемого штабелера  не могут обеспечить такой надежности в работе, то необходимо установить еще один штабелер со стороны станочного комплекса.

     4.6 Расчет числа  штабелеров со стороны позиций  загрузки, разгрузки и контроля

 

     Возможны  два варианта размещения и обслуживания позиций загрузки, разгрузки и  контроля: по первому варианту позиции  загрузки и разгрузки разделены, по второму варианту функции позиции загрузки - разгрузки совмещены. Для каждого из этих вариантов приведены матрицы и графы перемещений штабелеров со стороны этих позиций (табл. 4.1, рис. 4.3). 

     Таблица 4.2-Матрица перемещений штабелеров АСИО по рассматриваемым вариантам обслуживания позиций загрузки, разгрузки и контроля.

 

     

     а)

     

     б)

     Рис. 4.4 - Ориентировочные  графы перемещений штабелера  при разделенных функциях позиций  загрузки и разгрузки (а) и совмещении этих функций (б) 

     Расположение  позиций загрузки, разгрузки и контроля принимаем аналогичным расположению станочного комплекса, поэтому на этапе технического предложения среднее время перемещения штабелера со стороны позиций можно принять равным времени перемещению штабелеров со стороны станков.

     Сравнение графов на рис. 4.4 показывает, что при объединении функций позиций загрузки и разгрузки значительно сокращается число перемещений штабелера.

     Если  принять, что время передачи спутника со стеллажа на станок примерно равно  времени передачи спутника со стеллажа на позицию, т.е , а время передачи спутника со станка на станок - времени передачи с позиции на позицию, т.е , то суммарное время работы штабелера, расположенного со стороны позиций по первому варианту:

 

       (4.10) 

     По  второму варианту 

       (4.11) 

     Число штабелеров по первому варианту 

          (4.12) 

     по  второму варианту 

          (4.13)

     деталь  станочный комплекс инструментальный

     Итак, расчеты подтверждают целесообразность объединения функций позиций  загрузки и разгрузки. При этом число  обслуживающих штабелеров равно  одному с загрузкой Кисп = 70 % .

     4.7 Компоновка станочного комплекса  и АТСС

 

     Схема компоновки станочного комплекса и  автоматической транспортно-складской  системы, принятая для разработки, приведена  на рис. 4.5.

 

     

     Рис. 4.5 – Схема компоновки станочной  и транспортной систем ГПС со станками, сгруппированными по технологическому признаку и двухрядным одноярусным стеллажом-накопителем с объединенными функциями позиции загрузки - разгрузки спутников, принятая для разработки