123762 (Принципы построения гибкой системы обработки корпусов), страница 2

Время контрольной операции – 6 мин., время моечной операции – 3 мин.

Т_ц = 7*1 мин +2*3 мин +1*3 мин + 6 мин + 4,2 мин +22,3 мин = 48,5 мин.

Тогда при такте выпуска 16,36 мин потребуется 48,5/16,36 = 3 спутника.

Емкость склада равна 87 ячеек* 3 спутника = 261 ячейка.

С учетом размеров спутника выбираем склад с краном-штабелером модели СА-ТСС – 0,16 с ячейкой 600*400*250 мм (по табл. 1.4 /8/), который обладает следующими характеристиками:

грузоподъемность – 160 кг,

высота стеллажа – 4000 мм,

скорость передвижения крана-штабелера – 1,00 м/с

скорость выдвижения грузозахватного органа – 0,25 м/с.

Располагая склад вдоль станков и принимая его однорядным, рассчитаем число ярусов и высоту склада. Если принять длину склада равной длине линии, то на длине 22,395 м разместится 22395/600=37 ячеек.

Тогда высота склада составит 261/37=7 рядов.

Полная высота склада: 7*250+450=2200 мм., что не превышает предельной высоты обслуживания по технической характеристике крана-штабелера.

Расчет количества позиций загрузки-разгрузки спутников

Определим время загрузки-разгрузки приспособления спутника. Время загрузки-разгрузки приспособления-спутника принимаем для схемы базирования детали на столе с креплением четырьмя болтами и планками /1, стр. 246/.

τ з-р = 3,0 мин.

n поз = τ з-р*Кдет/(F поз*60)

Кдет = 21400*3/12 = 5350

Тогда,

Fпоз.= Fр*Ксм/12 = 1820*3/12 = 455 ч

где, Fр – эффективный годовой фонд времени работы рабочих;

К см – количество рабочих смен в сутках.

n поз = 3*5350/(60*455) = 0,59 = 1

Расчет количества транспортных устройств и их загрузки

Количество транспортных устройств АТСС определяется временем их работы:

К_тр=Т_тр/F_тр,

где, Т_тр – суммарное время работы транспортного устройства в течение месяца, ч;

F_тр – месячный фонд работы транспортного устройства, ч (381 ч для 3-х сменного режима работы).

Для крана-штабелера:

где, Т_{стел-ст}, Т_ст-ст, Т_{поз-стел} – время перемещения от стеллажа к станку, от станка к станку и от позиции загрузки к стеллажу соответственно;

Кстел-ст, Кст-ст, Кпоз-стел – количество соответствующих перемещений.

Количество и характер перемещений крана-штабелера определим по циклу его работы:

ПЗР Стеллаж Ст1 (Оп.005) МСА Стеллаж ПЗР Стеллаж Ст2 (Оп. 010,015) Ст3 (Оп. 010,015) МСА КИМ Стеллаж ПЗР

где, ПЗР – позиция загрузки-разгрузки детали в приспособлении-спутнике;

Ст – станок;

МСА – моечно-сушильный агрегат;

КИМ – координатно-измерительная машина).

Из приведенного выше маршрута прохождения заготовки через ПЗР, станки, МСА и КИМ:

«Позиция – стеллаж» – 4 перемещения;

«Стеллаж – станок» – 4 перемещения;

«Станок – станок» – 4 перемещения.

Тогда, при месячном выпуске 1784 шт. (21400/12 = 1784 шт.):

К поз-стел = 7136;

К стел–ст = 7136;

К ст-ст = 7136.

Рассчитаем время перемещений. Длины перемещений найдем графоаналитическим путем (со схемы, построенной в определенном масштабе).

Средняя длина перемещений:

«Стеллаж-позиция»:

l =3.45 м

«Стеллаж-станок»:

l = м

«Станок-станок»:

l = м

Средняя длина вертикального перемещения: 2200–450 = 1,75 м

В общем случае Т=2*(Тк+Тпод+ Тсп), где Тк – время передачи кадра управляющей программы от ЭВМ к системе ЧПУ транспортного устройства, принимаем Тк=0,02 мин; Тпол – время подхода транспортного устройства к заданному месту, мин; Тсп – время съема-установки стола-спутника, тары или заготовки, принимаем Тсп =0,15 мин.

Время подхода КШ равно:

где, L и V – перемещения и скорости по соответствующим координатам. Скорости определяются по технической характеристике крана-штабелёра (уч. пособие, с. 14).

Т_{под поз-стел}= 3.45 / 60+1,75 / 12=0,2 мин;

Т_{под ст-ст}=7.09 / 60 +0/12 =0.12 мин;

Т_{под стел-ст}=9.46 / 60+1,75 / 12=0,3 мин;

Принимая Т_к=0,02 мин., Т_сп =0,15 мин получим

Т _{поз-стел}=2·(0,02+0,2+0,15)=0,74 мин;

Т _ст-ст=2·(0,02+0.12+0,15)=0,58 мин;

Т _{стел-ст}=2·(0,02+0,3+0,15)=0,94 мин;

Подставляя найденные значения в формулу получим время загрузки КШ:

Т_кш=(7136·0,74+7136·0,58+7136·0,94) / 60=268,79 ч

Тогда коэффициент загрузки крана-штабелера составит:

К_кш=268,79 / 381=0,71

На основании найденного значения коэффициента загрузки крана-штабелера делаем вывод о целесообразности выбора АТСС 1 типа.

4. Автоматизированные системы инструментального обеспечения

Автоматизированная система инструментального обеспечения – система взаимосвязанных элементов, включающая участки подготовки инструмента, его транспортирования, накопления, устройства смены и контроля качества инструмента, обеспечивающие подготовку, хранение, автоматическую смену и замену инструмента.

Все разнообразие компоновочных схем АСИО можно свести к 6 типам:

Тип 1 – АСИО с запасом инструментальных комплектов, размещенных в инструментальных магазинах станков ГПС;

Тип 2.1 – АСИО с автоматизированным складом (накопителем) инструментальных комплектов при каждом станке ГПС;

Тип 2.2. 1 – АСИО с совмещенными подсистемами складирования и транспортирования инструментальных комплектов;

Тип 2.3 – АСИО, объединенная с АТСС;

Тип 3 – АСИО со сменными инструментальными магазинами.

Блок-схема алгоритма выбора типа АСИО представлена в /8/.

При выборе типа АСИО определяющим является суммарное количество, необходимых для обработки месячной нормы деталеустановок:

Кин=Кнаим (К1+КД),

где, Кнаим – число наименований деталеустановок;

К1 – число инструментов для обработки одной деталеустановки;

КД – число инструментов-дублеров на одну деталеустановку. Дублеры необходимы для инструментов с малой стойкостью (сверла, особенно малого диаметра). В расчетах можно принимать КД=2–3.

,

где, Тср – средняя станкоемкость обработки одной деталеустановки;

Тин – среднее время работы одного инструмента;

k-число типоразмеров инструментов, требуемых для полной обработки детали-представителя;

m – число операций технологического процесса изготовления детали-представителя.

Из технологического процесса находим k=25, m =2.

К1=25/2 =12,5; Кд=2, Кнаим=78,87 (из расчета АТСС).

Кин=78,87·(3+2)=1143,615

Поскольку инструменты, входящие в АСИО хранятся не только на цен
тральном инструментальном складе, но и в магазинах станков, то емкость ЦИС определяется как

Еис=Кин - Еmci,

где Еmci – емкость инструментального магазина i-го станка ГПС.

Габаритные размеры инструментального склада определяются в зависимости от найденной емкости и размеров ячейки (шага) t=120… 200 мм.

Еmci =60, Еис =1143,615 – 60 = 1083,615

t принимаем равным 140 мм. Тогда при расположении инструментального склада в один ярус получаем Lгал/t =22395/140=159,96 = 160 ячеек, принимаем одноярусное расположение ячеек склада. Приняв высоту ячейки 500 мм и расстояние от нижнего яруса до пола цеха 450 мм, находим высоту склада:

Hис=500+450=950 мм.

Расчет загрузки транспорта АСИО

В АСИО смена инструментов осуществляется роботами-операторами (РО), работа которых во многом напоминает работу штабелеров. Для расчета количества роботов-операторов (коэффициента их загрузки) необходимо знать суммарное время их работы:

Кро=Тро/Fpo,

где Тро – суммарное время работы робота-оператора в течение месяца, ч;

Fpo – месячный фонд времени работы робота-оператора, ч.

В свою очередь суммарное время работы робота-оператора будет зависеть от типа системы инструментообеспечения.

Для расчета загрузки РО на складе примем, что инструмент, необходимый для доставки находится в центре склада. Считаем, что инструмент доставляется к станку без очередности их загрузки и без учета инструментальной емкости магазинов-накопителей при станках.

Среднее перемещение робота-оператора на инструментальном складе: Lcp(ис)=0.5 Lис = 22,395*0,5 = 11.2 м

Среднее перемещение робота-оператора при доставке инструмента к инструментальному магазину станка (определяется графоаналитическим методом по схеме):

Lср (им) = (6,8+2,15+3,45)/ 3=4,13 м.

Определим основные расчетные характеристики робота-оператора, характеризующие его работу в линии.

Твв=6Тк+4Tпод+2Тпов+3 (Тв+Тп)+Тчк;

Тсм=4Тк+3Tпод+2 (Тв+Тп)+Тпов,

где Твв – время ввода-вывода одного инструмента;

Тк – время передачи управляющей команды от ЭВМ к роботу-оператору;

TПОД – среднее время подхода робота-оператора к заданному гнезду;

Тв – время выполнения роботом-оператором перехода «взять инструмент»;

Тп – время выполнения роботом-оператором перехода «поставить инструмент»;

Тсм – время смены одного инструмента;

Тпов – время поворота захвата на 180°.

Тк=0,02 мин; Тчк=0,1 мин;