Бекер (550670), страница 53
Текст из файла (страница 53)
7.б) роботизированной системы включает плавку цинковых силавов в плавильной печи ПП, изготовление отливок на машине л(, удаление отливок нз пресс-формы с цомошью цромышленного робота ПР, охлаждение отливок в баке с водой УО (устройство охлаждения), обрезку лнтннков иа прессе П н удаление заусенцев в галтовочиом барабане ГБ. Роботизированная система (РС), построенная с использованием нескольких технологических процессов, иредставляет роботизированную линию (РЛ). Несколько роботизированных линна образуют участок нлн цех литья цод давлением.
В соответствии с маршрутным технологическим процессом обобщенная ТТС роботизированного участка (РУ) показана на рис. 7.7. Необходимо выбрать олтнмахьную структуру РЛ, т. е. определить значения параметров структуры Ко Кз, Кз, Кы Кз црн минимальном значении полных затрат на иронзводство отливок. Кроме того, необходимо оцределить числа РЛ, обесиечнвающнх выполнение годовой производственной программы. 253 Рис.7.7, Обобвгенван ТТС роботизированного участка литва под давлеииен Рис. 7.8.
Варнаитн ТТС роботизированной ливии 254 С целью уменьшения числа вариантов ТТС, подлежащих оптимизации, принимаем максимальное число единиц оборудования каждога типа (кроме галтовочных барабанов), равное четырем. В процессе оптимизации ТТС будем варь. ирозать отношением числа плавильных печей к числу машин литья под давлением. Связи машииа — робот — пресс изменению не подвергаются, т. е. во всех нариантах робот обслуживает одну машину и один пресс. В каждом варианте один галтовочный барабан, Кроме того, число плавильных печей не Рис" 7.9, Траектория перемещения руки должно быть больше числа машин, Робота С учетом изложенных ограничений оптимизации будут подвергнуты десять вариантовТТС, представленных парис, 7.6.
При Кт = 4, К, = Кз = Кз = 4 и К, = 1 максимальное число вариантов ТТС л = КдКзКз =4Х 4Х1 = 16. Но с учетом последнего ограничения 4 и КтКзКз — ~ (Кг — 1) 16 — [(4 — Ц + (4 — 2) + (4 — 3) + (4 — 4)) = 10. 2. Расчет производительности оборудования. В соответствии с маршрутным технологическим процессом роботизированной системы выбрано следующее оборудование: плавильная печь САТ-О,!5, машина лятьн под давлением с горнчей камерой прессования А-40, промышленный робот Циклон-5.01, кривошипношатунный пресс Щ-2116, специальный галтовочный барабан с криогенным охлшкдением.
Для плавильной печи а, = Ом/(тплглм) = 0,56 шт/с, где бм — — 200 кг — масса металла, загруженного в печь; твл = 1 ч — время планлення металла; тм = О,! кг — масса металла, необходимого для изготовления одной отливки с литниковой системой. Для машины литья под давлением аз = г/т„л = 0,31 шт/с, где г = 4 — число одновременно изготовляемых отливок; т „ = !3 с — время изготовления куста отливок. Для расчета производительности ПР целесообразно изображать траекторию перемещения его руки (рис.
7.9) в соответствии с маршрутным технологичесиим процессом, изображенным на рис. 7.6: г пз Э 0,21 шт/с. Х Ег и +м/ы + хохл + тва где Е! = Е, = Е, = 500 мм — длина линейных горизонтальных перемещений руки ПР при обслуживании соответственно машины литья под давлением, уст ройства охлаждения и пресса; е = 300 мм/с — линейная скорость горизонтального перемещения руки ПР; а = !30' — угол поворота руки ПР относительно вертикальной осн; а = 90 град/с — угловая скорость поворота руки ПР относительно вертикальной оси; техл = 2 с — время охлаждения отливок; твс = ! с — время зыстанваиия ПР при взаимодействии с оборудованием, Если ПР кроме линейных и угловых горизонтальных перемещений выполняет вертикальные перемещения руин, вращает руку относительно горизоиталь- 7.4.
Исходные данные дла расчета целевой фуиацнн Оборудование Параметр пп ПР ГВ ной оси или ямеет другие перемещемиа, а также осуществляет технологические задержки, например, для контролв полноты навлечения отливки, то все зто необходимо учитывать при расчете шо производительности, вводя соответствующяе члены. Для пресса аз = г/гоз = 1,3 шт/с, где т„п = 3 с — время обрезки литвяков. Дла гзлтовочного барабана пз = пг/(юотл (тгал + тааг + твыг)) = 2,4 шт/с, где бг = 80 кг — масса всех отлявок беа литников в галтовочиом барабане; тоти — масса одной отливки без латинка; тгал = 300 с, теаг = 120 с, 'гвыг = = !20 с — ерная галтовкн, загрузки и выгрузки отливок.
3. Определение надежности оборудования. Надежность работы оборудования может быть определена на основании эксплуатационных данных = 'гн/(г„+ тр), где т„— среднее время наработки оборудования на отказ; с!,— среднее время восстановления или ремонта данного оборудования. Надежность работы оборудования характеризуется также потоком отказов 5 = тр/гн. 4. Исходные данные для расчета целевой функции. Исходные данные, характеризующие оборудование РС н необходимые для расчета целевой функции, представлены в табл. 7.4.
Кроме данных, приведенных в табл. 7.4, для расчета целевой функпни необходимы следующне параметры: б = 0,1; яя = 90 р/(мз год); я„= 2500 р/год; Ао — 22 !Оз шт/год; то — !5 лет. 5. Результаты расчета целевой функции. Для оптимизации структуры ТТС рассматриваемой РС были выполнены расчеты целевой функция по десятн вариантам (см.
рнс. 7.14). Результаты расчетов представлены в табл. 7.5. Расчетное число РЛ, необходимых для выполнения годовой программы, округляется до целого числа в сторону увеличения, Полученные в результате расчетов данные показывают, что. минимальные затраты соответствуют 3 варианту ТТС. В то же время 1, 2, 3, 5, 6 и 8 варианты имеют сравнительно не. большое различие полных затрат. Так, затраты 1 варианта превосходятзатраты 3 варианта всего на бойз, поэтому для этих варнантов окончательный выбор структуры РЛ можно провести, руководствуясь простотой технического решения. Самым простым является ! вариант, который и был принят для реализации на производстве.
Зависимость структуры роботизированной системы от параметров ПР. Исследования влияния параметров ПР на структуру РС, првменительно к рассмотренному выше примеру показывают, что наиболее существенно на нее действуют линейные и угловые скороств перемещения руки ПР. Стоимость ПР влияет 256 7.6. Ревультатм расчета иелевоа фуиаинн Варавва Параметр 6 ~6 7.6. Зввиснмость струатурм роботизированной линна от иараметров промышленного робота только на полные затраты (табл. 7,6).
С увеличением скорости перемещения руки робота возрастает число единиц оборудовании, обслуживаемых им, что приводит к появлению новых оптимальных ТТС. 7.6. РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ И ВЫБОР СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ Как уже отмечалось, исходной информацией для разработки структурно-компоновочной схемы (СКС) автоматизированной или роботизированной системы служит оптимальный вариант ТТС технологического процесса. СКС является основой для разработки планировки автоматизированной или роботизированной системы. Проектирование автоматизированных систем базируется на тех же требованиях, которыми руководствуются и при проектировании 9 Заквв 66 257 роботизированных систем: РС должна обладать гибиостью и автономностью, иметь возможность развития и взтраивания в другие системы, иметь унифицированные и взаимозаменяемые элементы, оптимальную структуру, высокую надежность, производительность и эффективность.
Гибкость и переналаживаемоать РС обеспечивают ее бшатрую и прозтую перестройку на производство новых отливок заданной номенклатуры. Автономность РС выражается в ее возможности работать в автоматическом режиме независимо от режимов работы других систем на входе и выходе. Встраиваемость РС з другие системы более высокого уровня должна обеспечивать ее синхронную или асинхронную работу с другими РС на входе и выходе.
Развиваемость предусматривает возможность усовершенствования системы, т. е. повышения эффективности ее работы за счет применения новейших технологических, робототехнических, вспомогательных, транспортных и контрольных средств. Унификация и взаимозаменяемость составных элементов упрощают обслуживание и сокращают простои системы при выходе элементов из строя. Оптимальность структуры РС характеризуется минимальными простоями, площадями, стоимостью и максимальными надежностью, производительностью и безопасностью.
РС классифицируют по характеру операций технологического процесса, выполняемых роботом; количественному составу технологического оборудования и роботов; компоновке технологического оборудования и роботов. По первому признаку зсе РС подразделяют на две большие группы: роботизированные технологические системы (РТС) и роботизированные производственные системы (РПС). В РТС роботы выполняют вспомогательные операции технологического процесса, глазным образом транспортные. В РТС литья под давлением к таким операциям относятся удаление отливки из пресс-формы, ее укладка в штамп пресса, заливка металла в камеру прессования. В РПС роботы выполняют основные операции технологического процесса. К ним относят операции по очистке и смазыванию прессформы, установке армирующих элементов, контроль целостности и качества отливок.
На практике чаще всего используются РТС либо комбинации РТС и РПС. В зависимости от набора'технологических процессов и состава оборудования РС могут быть представлены в виде роботизированных технологических комплексов (РТК), линий (РТЛ), участков (РТУ) или роботизированных производственных комплексов (РПК), линий (РПЛ), участков (РПУ). Например, РПК литья под давлением может быть создан на базе машины с горячей камерой прессования с использованием ПР для выполнения только технологических операций, а удаление отливки из пресс-формы может быть проведено без применения ПР.
Чтобы создать РПЛ из предыдущей РС, необходимо добавить в нее, например, систему автоматизированного удаления литников и облоя на базе галтовочного бара- 268 м гу бана. РТУ и РПУ образуют путем объединения РТК, РТЛ, РПК и РПЛ в РС, изготовляющие отливки определенной номенклатуры. По второйау признаку РС можно подразделить на четыре типа: первый тип— один ПР обслуживает одну единицу технологического оборудования; второй тип— один ПР обслуживает не- Рис. 7.10. Варианты СКС РС на Заве машины с горячей камерой прессования сколько единиц техноло. гического оборудования; третий тип — несколько ПР обслуживают несколько единиц технологического оборудования; четвертый тип — несколько ПР обслуживают одну единицу технологического оборудования.
Примером РС первого типа может служить РТК, в котором ПР удаляет отливку из пресс-формы. РС второго типа представляет РТЛ, в которой ПР удаляет отливку из пресс-формы и укладывает ее в штамп пресса. В РС третьего типа ПР обслуживает две машины и один пресс, а роботы-заливщики обслуживают машины.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
