Автоматизация 8 (Лекции от Сидорова С.Г.)

8.ОРГАНИЗАЦИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СВЯЗЕЙ В АТС,

8.1. Общие сведения

Функция транспортной системы заключается в обеспечении такого автоматического перемещения инструмента, деталей между элементами оборудования, при котором минимизируются простои систем обработки и достигается экономически целесообразное соотношение между стоимостью этих простоев и потерями из-за простоев самой транспортной системы при отсутствии заявок на обслуживание.

Перемещение материальных потоков бывает непрерывное и дискретное. Обеспечивают это перемещение промышленные роботы и дополнительное вспомогательное оборудование: конвейеры, транспортеры, робокары и т.п. Промышленные роботы выполняют выполняют транспортные операции, локальные , ориентирующие перемещения деталей и инструмента внутри рабочей зоны каждого станка, включая переориентацию, установку и снятие, касетирование д.р.

При выборе средств и способов транспортирования необходимо учитывать классификацию грузов и транспортных систем.

Грузы подразделяются:

- по массе;

- по способу загрузки (в таре, без тары , навалом, ориентированно);

- по форме ( валы, корпуса, диски,… .);

- по виду материала ( металл, неметалл, и т.п.);

- по свойствам материала(твердые, хрупкие, пластичные и т.п.)

В свою очередь транспортные средства подразделяются :

- по назначению (внутрицеховые и межоперационные);

- по способу перемещения груза ( в таре, без тары, навалом, ориентированно);

- по способу передвижения (периодические и непрерывные);

- по направлению движения (прямоточные и возвратные);

- по уровню расположения транспортной ветви( напольные, эстакадные, подвесные);

- по принципу работы (несущие, толкающие, тянущие);

- по схеме движения (линейные и замкнутые, ветвящиеся и неветвящиеся);

- по конструктивному исполнению (рельсовые и безрельсовые);

- по принципу маршрутослежения (механические, по датчикам с обратной связью, индуктивные, оптоэлектронные, радиоуправляемые).

При выборе Тр.С необходимо учитывать разделение их на основные и вспомогательные. Основные ТС проектируют централизованно и выпускаются серийно, а вспомогательные средства зачастую изготавливают по месту, т.к. их типоразмеры многообразны.

К основным транспортным средства относятся: конвейеры, транспортные роботы, устройства пневмо-гидротранспорта и т.п.

К вспомогательным транспортным средствам относят ориентаторы, толкатели, подъемники, поворотно-координатные столы, производственную тару и т.п.

8.2. Определение потребного количества ТС.

Количество ТС каждого типа определяют, исходя из машиноемкости Тм.е. транспортных операций:

(8.1.)

Вторая зависимость – в таре.

где: Q- грузопоток , Т

Тц - средняя длительность одного рейса или одного цикла работы ТС, мин

q_П - средняя транспортная партия (количество грузов, привезенных за один рейс), Т

Z_Т - грузопоток, ед. тары

Z_ТП. – величина транспортной партии, ед. тары

, (8.2.)

где Z_Ti - грузопоток, ед. тары, по определенной группе изделий

Qi- грузопоток по определенной группе, Т

Сi- средняя грузовместимость тары, Т

Время движения Тр.С с грузом определяют исходя из длины транспортного пути и скорости перемещения, которая не должна превышать 80 м/мин для напольного транспорта и 50 м/мин для подвесного транспорта.

Для непоточного производства время движения транспортного средства, может быть вычислено по средней длине транспортного пути.

Количество Тр.С определяется:

(8.3.)

где Кс=1,2…1,6 - коэффициент спроса, учитывающий неравномерность поступления требований по обслуживанию в единицу времени

Кз =0,7…0,8 - коэффициент загрузки транспортного средства

Фо- эффективный годовой фонд времени работы принятого типа оборудования

n- число грузопотоков, обслуживаемых данным типом транспорта.

Общее количество единиц тары одного наименования определяется:

где 1,15- коэффициент, учитывающий тару, находящуюся в ремонте и на транспортной системе;

количество единиц тары, находящейся на цеховых складах

количество тары на рабочих местах

количество единиц тары для хранения межоперационных и складских заделов на участках.

8.3. Определение времени на транспортное обслуживание.

Независимо от вида транспортного устройства, общим и одним из основных видов расчетов является расчет времени обслуживания:

(8.4.)

Тз- время загрузки транспортного устройства

Т_Т- время транспортирования

Тв- время выгрузки

Как правило

Следовательно, основным резервом повышения производительности транспортного устройства является уменьшение Тт. Наиболее актуально это для транспортных систем с значительным путем транспортировки – конвейры, транспортеры.

(8.5)

время разгона

время движения с установившейся скоростью

время торможения до достижения пониженной скорости

время движения со скоростью до полной остановки.

зависят от динамических параметров транспортного механизма.

Для перевода транспортного модуля в режим торможения используют путевые датчики, которые устанавливаются на расстоянии _ТД от элементов обслуживаемого технологического

о

борудования.

V

V_M

V_П

S_P S_M

S_T S_П

S S_Т.Д.

Рис. 8.1.Схема транспортного пути

S_{П –} путь, проходимый Тр.С с изменением скорости от V_П до 0.

S_П= (8.6)

путь, проходимый при торможении.

Тогда путь с установившейся скоростью определяется:

1. расстояние, которое проходит транспортное устройство при выполнении одноадресной операции

перемещение при разгоне

1. Для случая S₁>S_P+S_Т.Д.

(8.7)

Для случая (2)- и случая (3)- выполняются аналогичные расчеты.

Для любой многоадресной транспортной операции :

T_T=d₁(T_T)₁+ d₂(T_T)₂+d₃(T_T)₃ ,

Где слагаемые – доли транспортных операций 1,2 и 3 вида в общем числе транспортных операций.

Для конкретной номенклатуры деталей с известным маршрутом обработки, когда известно частности появления всех необходимых i-х одноадресных операций, время транспортирования определяется:

(8.8)

где R- общее количество транспортных операций

Для транспортной операции j-го вида (j=1,…,3) средний пробег при выполнении одноадресных операций j-го вида определим:

(8.9)

Sij - пробег при выполнении i-ой операции j-го вида

Aj - количество транспортных операций j-го вида

Тогда время обслуживания определим:

(8.10)

8.4. Организация потока материалов в ГПС.

Существует несколько вариантов компоновок ГПС, влияющих на организацию транспортного потока.

Произвольная , при которой несколько станков произвольно располагают по площади прямоугольника:

Функциональная – при которой станки (токарные, фрезерные, расточные и др.) располагают по функциональному признаку так, чтобы заготовки последовательно проходили с начала до конца ГПС.

Модульная- при которой аналогичные операции параллельно выполняются одинаковыми гибкими производственными модулями Такая компоновка обладает некоторыми свойствами резервирования:

Групповая, при которой каждая группа станков предназначена для обработки определенной номенклатуры заготовок. Эта компоновка является развитием принципа групповой технологии и обеспечивает наивысшую производительность на операциях механообработки:

Решение о принятии той или иной компоновки должно быть оптимизировано. В качестве критерия оптимизации согласно теории массового обслуживания могут быть выбраны штучное время и коэффициент обслуживания оборудования: .

Ступенчатая с группами оборудования для предварительной обработки (1), основной обработки (2), окончательной обработки (3):

Транспортные операции в выше представленных компоновках выполняют конвейеры и транспортеры.

Варианты компоновок на основе использования двух многоцелевых станков:

Здесь : 1 – многоцелевые станки; а) – с многопозиционными устройствами автоматической смены спутников, в) – с линейным потоком заготовок, с) – с кольцевым потоком заготовок; 2 – участок загрузки – выгрузки.