DIPLOM (729702), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Рисунок 2.2 - Диаграмма распределения времени станочных систем: Т_в - вспомогательное время на контроль (1), смену инструмента (2), позиционирование (3); Тмс - время ожидания при многостаночном обслуживании; Т_ц - время цикла на станке .

Время ожидания обслуживания Т_мс вследствие многостаночного обслуживания приводит к потерям, которые приближенно определяют на основе теории массового обслуживания. Рассмотрим станочную систему из пяти станков (рисунок2.3).

Рисунок 2.3 - Структура станочной системы для обработки тел вращения: С1, С3, С5 - станки для токар ной обработки, С2, С4 - станки для сверления и фрезерования; Н1, Н2 - накопители; В - мани пулятор .

Вспомогательное время Т_в можно разделить на время контроля, смены инструмента, позиционирования и смены обрабатываемой детали. Опера­ционное время Т_о' есть время, необходимое для полной автоматической обработки, состоит из основного времени Т_м и времени, требуемого для контроля Т_к, смены инструмента Т_см и позиционирования Т_поз в процессе обработки детали:

Т_о' = Т_ц = Т_м + Т_к + Т_см + Т_поз.

Во время смены заготовок станок простаивает, причём соответствующее время относится к одной обрабатываемой детали. Время ожидания при многостаночном обслуживании Т_мс является частью цикловых потерь. Анализ циклограммы работы станочной системы позволяет сделать следую­щие выводы [ 1 ]:

- продолжительность ожидания для манипуляторов существенно меньше продолжительности ожидания станком обслуживания;

• при малом времени ожидания манипулятора имеют место состояния,при которых два или более станка одновременно требуют новых деталей;

• подобные состояния с двумя или более совпадающими запросами на обслуживание поступают сравнительно редко и общий простой невелик;

• частота заявок на обслуживание зависит от ассортимента деталей, осбенно от времени цикла обработки отдельных деталей;

• время ожидания при многостаночном обслуживании Т_мс не зависит от частоты заявок и отдельного простоя станка в ожидании манипулятора.

1. Среднее время цикла и среднее время обслуживания связаны с тем, что заказы на обслуживание носят случайный характер. Средняя частота или интенсивность поступления заказов на обслуживание станков станоч­ной системы в единицу времени определяется как

   Ошибка! Закладка не определена. ^(2.1)

   где Т_ц - среднее время цикла для всех N деталей, обрабатываемых в станочной системе на протяжении рассматриваемого интервала времени.

^(2.2)

Доказано [1], что распределение заказов на обслуживание близко к закону распределения Пуассона. В этом случае функция вероятности для заказов на обслуживание станков, вспомогательных позиций (накопителей) и конт­рольных станций

(2.3)

для к = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, ..., m,

где m - количество обслуживаемых объектов.

Вероятность Р_о при к = 0 означает отсутствие заказов на обслуживание; вероятность Р₁ - означает вероятность заказа от одного объекта и т.д.

В предельном случае: вероятность Р_м означает одновременное требование на обслуживание от всех m объектов станочной системы. Для расчёта вероятности целесообразно применить рекуррентную формулу в виде

(2.4)

2.1.3. Рассмотрим варианты многостаночного обслуживания на примере станочной системы, состоящей из трёх станков, обслуживаемую одним манипулятором (рисунок 2.4).

В варианте I транспортная тележка или робот транспортирует обработан­ную деталь от станка к промежуточному накопителю и укладывает её там, забирает новую заготовку (деталь), и транспортирует её к станку, устанав­ливая на рабочую позицию для зажима. Во время всего периода, необходи­мого для загрузки-выгрузки, станок простаивает. Время Т_сз смены заготовки и есть время обслуживания, т.е. Т_об = Т_сз (рисунок 2.5).

Вариант II отличается от варианта I тем, что транспортная тележка или робот имеет двойной захват. Перед окончанием обработки станок даёт за­каз на доставку следующей заготовки. Ещё во время обработки манипуля­тор забирает новую заготовку из промежуточного накопителя и достовляет её к станку. После непосредственной смены обработанной детали на новую заготовку деталь доставляется в промежуточный накопитель. Время обслу­жи­ва­ния складывается из следующих частей (рисунок 2.5)

Т_об(II) = T₁ + T₂ + T_cз + Т₁' + T₂' (2.5)

где Т₁ и Т₁' - время загрузки-выгрузки детали из промежуточного нако­пителя;

T₂, T₂' - время транспортрования от станка к накопителю (станку).

При этом варианте (II) потери времени на смену заготовок сокращаются, т.к. совмещены со временем работы станка.

При варианте III каждый станок оборудован автооператором-перегружа­телем, а в некоторых случаях и накопителем у станка. Простой станка при смене заготовки зависит от времени захвата обработанной детали, поворота автооператора и установки новой детали на рабочую позицию для зажима.

Рисунок 2.4- Варианты станочных систем при обслуживании трех станков одним транспортным устройством (манипулятором): НЦ - центральный накопитель; П1, П2, П3 - перегружатели; А - автооператоры для кассет; Р - кассеты

В отличие от варианта II полное время обслуживания при этом существен­но сокращается, т.к. не требует перемещения транспортного устройства между станками и центральными накопителями сразу в одну операцию. При смене детали на одном станке транспортное устройство может доставлять заготовку к перегружателю другого станка. Только при доставке заготовки после окончания цикла может быть потеря во времени за счёт многостаноч­ного обслуживания. Однако имеется и здесь возможность часть деталей затребовать на следующий станок, если он свободен для этого, и избежать потерь времени при перемещении к накопителю.

Рисунок 2.5- Циклограммы к вариантам I (a) и II (б) станочной системы: С1 - станок; В1 - манипулятор с однозахватным схватом; B2 - манипулятор с двойным захватом

Вариант IV предусмотрен для обработки деталей с весьма малым време­нем цикла. Детали доставляются к станкам в кассетах, а у каждого станка имеется перегружатель, как правило, в виде промышленного робота. Потери времени Т_сз складываются из времени смены заготовок и времени смены всей кассеты. При этом, однако, суммарное время обработки всех деталей одной кассеты настолько велико, что потери времени на смену кассеты и соответствующее время ожидания при многостаночном обслуживании весь­ма мало, и им можно пренебречь.

Время обслуживания каждого станка отличается от времени обслужива­ния других станков вследствие различия времени смены заготовки, разного времени перегрузки деталей и, особенно, вследствие разного пути транс­пор­­ти­рования.

Для расчетов используется среднее время обслуживания исходя из про­хож­дения через систему типовой детали

(2.6)

где i - число типовых транспортных перемещений в системе; Т_обi - время обслуживания одного станка, а также вспомогательной или измерительной операции; n_oi - число деталей с типовым транспортным перемещением. Время транспортирования можно рассчитать как

(2.7)

где S_т - средний путь между станком и накопителем;

V_т - скорость транспортного устройства.

Интенсивность обслуживания станков определяется как

(2.8)

2.1.3.1. Станочная система с однозахватным манипулятором, представляет собой замкнутую систему ожидания формы М/M/1 с внутренней органи­за­цией FIFO (firstin first out) на следующем основании: каждая заявка стан­ка на обслуживание удовлетворяется; в случае, когда манипулятор занят, т.е. обслуживает другой станок, заявка становится на очередь и станок ожи­­дает, пока манипулятор не освободится; манипулятор рассматривается как замкнутая система, т.к. число обслуживаемых станков и, соответствен­но, число заявок осуществляется в некоторой последовательности, при ко­то­рой приоритет даётся заранее поданной заявке; при наличии нескольких неисполненных заявок устанавливается очередность на исполнение; обозна­чение M/M/1 показывает, что характер заявок и процесс обслуживания соответствуют марковскому процессу [2], a число обслуживающих уст­ройств равно единице.

В станочной системе число заявок на обслуживание может быть равно

к = 0, 1, 2, ..., m, где m - общее число станков и других рабочих позиций. Поэтому возможны следующие состояния системы:

E0 (k=0) - все станки в работе, манипулятор стоит;

E1 (k=1) - все станки, кроме одного, работают, манипулятор обслужи­вает тот станок, от которого поступила заявка;

E2 (k=2) - работают m-2 станка, на одном станке происходит смена заготовки, один станок ожидает обслуживания;

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

En (k=n) - работают m-n станков, на одном из них - смена заготовки,n-1 ожидают обслуживания;

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Еm (k=m) - ни один станок не работает, один станок обслуживается манипулятором, остальные станки ожидают очереди на исполнение заказа.

В соответствие с теорией массового обслуживания вероятность перехода в состояние Е_к зависит от случайного поступления заявок на обслужива­ние, связанных со временем цикла (2.1)-(2.2) и временем на выполнение об­слу­живания (2.6)-(2.8)

(2.9)

где к = 1, 2 ..., m;

P_о - вероятность того, что все станки работают

(2.10)

зависимость (2.9) легко представить в виде:

(2.11)

где ^.

Манипулятор работает при состояниях системы Е1, ..., Еm, и вероят­ность его простоя

(2.12)

Число станков, ожидающих обслуживания и находящихся в очереди на исполнение заказа, вытекает из состояний Е2-Em. При этом, один станок обслуживается, а (к-1) - ждут обслуживания; среднее их число

(2.13)

Характеристики

Список файлов реферата