Бекер (550670), страница 52
Текст из файла (страница 52)
В качестве приводов автономных устройств служат пневмои гидроприводы. Используют также устройства, работающие от привода механизма запирания машины. Сталкиватель пресс- остатка обычно имеет линейное или угловое перемещение. Сталкиватели с угловым перемещением выполняют в виде консольноповоротного рычага или двухопорной поворотной рамы. Последние получили наибольшее распространение в машинах фирмы Тг(п121 (Италия) и Ро!а1с (ЧССР).
Выбор устройства для «онтроля полноты извлечения отливки. Для контроля полноты извлечения отливки применяют злектромеханические, струйные, инфракрасные и весовые устройства. Устройства первых трех типов могут устанавливаться либо на руке робота, либо автономно рядом с машиной. Весовые устройства всегда автономны и обычно используются в автоматизированных системах без ПР.
Устройства, установленные на руке ПР, менее инерционны, чем автономные. Весовые устройства, хотя они наиболее инерционные, позволяют наиболее точно контролировать полноту извлечения отливки. Электромеханические, струйные и инфракрасные устройства реагируют лишь на число извлеченных отливок и не учитывают их целостность. 7.4. РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ И ВЫБОР ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ Транспортно-технологическая схема (ТТС) роботизированного технологического процесса представляет собой номенклатурный и количественный состав оборудования и его функциональную связь. ТТС может быть изображена в виде графа, вершинами которого служит оборудование, а дугами — функциональная связь оборудования. Многовариантность ТТС связана с разнообразием технологических процессов литья под давлением и последующей обработки отливок, разнообразием исполнения технологического оборудования и средств автоматизации, различием их производительности и функциональных возможностей.
Выбор из многообразия ТТС оптимального варианта является сложной задачей и включает три агапа: разработку вариантов 249 а! '(и~-~па ) д) д) М Рп И Гд И д) и) Рис. 7.4. Вериеитм ТТС роботиеироееииого теииоиогичесяого пропессе ие бизе пипия с горячей иемерой прессоиеиия ТТС, выбор критериев оптимизации и разработку математической модели целевой функции, выбор оптимального варианта ТТС.
Разработка вариантов ТТС. Варианты ТТС могут быть изображены как в виде отдельных графов для каждого варианта, так и в виде общего графа, включающего все многообразие вариантов. В первом случае разрабатываются ТТС с конкретным набором оборудования и его связями. Во втором случае разрабатывается обобщенная ТТС, где указывается только тип оборудования и направленность связей. В первом случае оптимизируется конечное число вариантов ТТС, а во втором — число вариантов ТТС неограниченно, поэтому необходимо вводить ограничения на число единиц оборудования каждого типа.
Наиболее простая ТТС (рис. 7.4, а) состоит из машины М литья под давлением с горячей камерой и ПР, который производит удаление отливки. В схеме на рис. 7.4, б ПР обслуживает машину и пресс П, где он удаляет отливку из пресс-формы и укладывает ее в штамп пресса. Этот вариант представляет собой роботизированную систему с двумя различными технологическими процессами: литье и прессование.
Если после обрезки литников и облоя отливки обрабатываются в галтовочном барабане (ГБ), то ТТС будет иметь вид, показанный на рис. 7.4, в. Отливки из пресса с помощью 250 специального транспо- г- — ч рта отливок ТО и про- и межуточного накопителя (на рисунке не показан) направляют в галтовочный барабан. В схе- г 1 ме на рис. 7А, г ПР обслуживает две машины и два пресса. На г--ч машинах изготовляют- С 1 ся различные отливки и рис, 7.5.
Обобнгеинзи ттс роботизированного обрезка литников ведет- технологического процесса ся на разных прессах. При изготовлении одинаковых отливок на трех машинах обрезка литников может производиться на одном прессе. В этом случае ПР обслуживает три машины и пресс (рис. 7.4, д). Схема на рис. 7.4, и отличается от схемы на рис. 7.4, в тем, что ПР обслуживает две машины и два пресса. Схема на рис.
7,4, ж представляет собой роботизированную систему, связанную на входе с плавильными печами ПП с помощью транспорта металла 77гг, а на выходе со складом отливок СО с помощью транспорта отливок. ПР в этой схеме обслуживают по две машины и два пресса. Принципы построения ТТС на базе машин с холодной горизонтальной камерой те же, что и на базе машин с горячей камерой. Отличие схем заключается в наличии ЗДУ.
Выше отмечалось, что многообразие вариантов ТТС роботизированной системы может быть представлено обобщенной схемой в виде одного графа. На рис. 7.5 изображена обобщенная схема роботизированной линии, в которой может быть использовано 1 различных типов оборудования и й единиц оборудования каждого типа. С учетом этих ограничений определяется матрица вариантов.
Чем больше вариантов ТТС, тем сложнее выбрать оптимальный вариант. В целях упрощении и ускорения процедуры выбора оптимального варианта ТТС разрабатывают математическую модель целевой функции, представляющую собой критерий оптимизации, и с помощью ЭВМ просчитывают все возможные или избранные варианты. Обобщенная ТТС позволяет найти новые технические ешения, которые традиционно не используются в производстве. апример, в цехах литья под давлением не используются схемы, в которых ПР обслуживает более двух машин. Если же параметры робота позволяют обслужить большее число машин, то это сулит определенную экономию материальных средств и площадей. Критерии оптимизации н математическая модель целевой функции.
В качестве критериев оптимизации ТТС роботизированной системы используют полные затраты на производство отливок, производительность, гибкость и площадь системы, численность обслуживающего персонала. Чаще всего за целевую функцию, 251 подлежащую оптимизации, принимают полные затраты на произ- водство отливок (50).
Если целевую функцию обозначить через Ф, то она может быть представлена в следующем виде: Ф = »Р(К, К„К«), где К,— исходные параметры роботизированной системы, вклю- чающие производительность, надежность, стоимость оборудования, занимаемую им площадь, численность обслуживающего персонала, и др.; К, — параметры выпуска отливок, включающие произ- водительность РС или годовую программу выпуска, время произ- водства отливок; К, — параметры структуры ТТС, представляю- щие число едвниц оборудования каждого вида. Так как К и К, обычно заданы, то целевая функция будет изменяться только с изменением параметров структуры ТТС. Опуская индекс «с» при К, получим Ф = Ч (К,) = Р(К,, К„..., К,), где К~ — число единнц 1-го типа оборудования; 1 — число типов оборудования в роботизированной системе. Задача оптимизацви целевой функции сводится к определению параметров К,, К,, ..., Кь при которых полные затраты на произ- водство отливок минимальны.
Число вариантов ТТС, подлежащих оптнмизации, определяется произведением параметров структуры: я=К,К»К, ..., Кь Математическая модель целевой функции для участка или цеха литья под давлением может быть представлена в виде Ф вЂ”.— У ~ 3;К;, (7.4) С=1 где Ф вЂ” число роботизированных комплексов или линий на уча- стке или в цехе; 3; — стоимость оборудования, затраты на его эксплуатацию, производственную площадь и содержание рабочих; К, — число единиц (-го типа оборудования. С учетом составляющих 3 =С +Зм+Зю+З»ь (7.5) где С; — стоимость единицы оборудования 7-го типа; 3„— за- траты на эксплуатацию единицы оборудования, 3„= 6С;т„здесь 6 — доля стоимости оборудования, расходуемая в год на его экс- плуатацию (обычно 6 = 0,1); т, — время производства отливок, лет; З,~ — затраты на производственную площадь, занимаемую единицей»зго оборудования, 3; = я игт«, здесь и, — площадь, занимаемая оборудованием; я, — стоимость единицы производ- ственной площади за год; Зр, — затраты на содержанве рабочих, обслужввающих единицу ~-го оборудования, 3; = х г,т„здесь хр — заработная плата рабочего за год; г, — число рабочих, обслуживающих единицу»зго оборудования.
252 Рнс. 7.б. Маршрутный технологический цроцесс роботизированной линни Окончательно выражение (7.5) примет вид 3, = С;+ 6С;г, +х и;т, + хрг;то, а целевая функция (7А) с учетом выражения (7.5) будет представлена уравнением Ф = /(( 2'„(С, +6С,т, +х„и;т, + хрхгт,) Кь (7.6) г=1 Число роботизированных линий 6/ может быть определено отношением общей годовой производственной программы А, к годовой производительности одной линии А: й( = А,/А. (7.7) Производительность одной линии определяется минималыюй производительностью входящего в нее оборудования, а также производительностью, надежностью и числом единиц каждого оборудования в этой линии. Предлагается следующее выражение для определения производительности одной линии: А = а „1+ асн Х (ь;/(иг/( )) (7.8) г=1 где а,„— минимальная общая производительность 1-го типа оборудования, а,„= аг/(,, здесь а; — производительность единицы 7-го типа оборудования; ~, — характеристика потока отказов (-го типа оборудования.
Таким образом, математическая модель целевой функции Ф включает уравнения (7.6) — (7.8). Пример. К Постановка задачи. Рассмотрим оптимизацию структуры ТТС роботизированной системы на базе машины литья под давлением с горячей камерой прессования [501. Маршрутный технологический процесс (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
