Lek_2 (Лекция Иванов В.А.)

2. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГИБКОЙПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ2.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯИсходнымиданнымиавтоматизированногодляпроизводствапроектирования(ГАП)илигибкогогибкойпроизводственной системы (ГПС) являются:− сведения опродукции:вид,номенклатура,габариты,требования к точности и качеству изготовления, выпуск в единицувремени по неизменяемым чертежам;−сведенияизделий:обработки,отехнологическихсведенияозаготовкахтехнологическихпроцессах(вид,базах,изготовленияточность),составеспособахтехнологическихпереходов, нормативах времени на выполнение переходов.2.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА И ЧИСЛА ОБОРУДОВАНИЯСТАНОЧНОГО КОМПЛЕКСА ГПССтаночный комплекс ГПС может быть представлен в видеотдельныходно-производственныхимногоцелевыхмодулейстанков(ГПМ),сЧПУ,гибкихроботизированныхтехнологических комплексов (РТК). При подборе станков для ГПСпользуются двумя принципами: принципом взаимодополняющихстанков и принципом взаимозаменяющих станков.Принципвзаимодополняющихтрадиционномунаборуистанковсоответствуетрасположениюнаучасткеихвтехнологической последовательности.

Недостатком производства,построенного на этом принципе, является низкая технологическаянадежность, потому что выход из строя какого-либо станка,имеющегося в составе ГПС в единственном экземпляре, сразу жеуменьшает номенклатуру выпускаемых деталей.Принцип взаимозаменяющих станков состоит в том, что дляобработки поверхностей различных деталей используются станкиодной модели (одной группы).

Выход из строя какого-либо станкавэтомслучаеприведетпроизводительностиГПС,лишьнонеккнекоторомусужениюснижениюноменклатурывыпускаемых деталей. Применение этого принципа являетсянаиболее эффективным, если гибкое производство построено наоснове многооперационных станков. При этом все станки можнозагрузить только выполнением одних операций, а можно наразных станках выполнять последовательный ряд операций поизготовлению одновременно одной, двух или более деталейразных наименований.Там, где невозможно использование одного из приведенныхпринципов,принципу.построениеГАПосуществляютпосмешанномуВыбор вида станков, их специализации по числу управляемыхкоординат и определение их количества в составе ГПС по выпускудеталей заданной номенклатуры осуществляются на основеразработанных технологических процессов на типовые детали последующей формуле:(2.1)где Сср – средняя станкоемкость, приходящаяся на каждый станок,мин;Tср – средний такт выпуска деталей, мин;K – число станков по виду оборудования;где n – число типовых деталей;Сi – станкоемкость, приходящаяся на каждый станок пообработке i-го представителя типовых деталей, мин;(2.2)где tопi – оперативное время по выполнению перехода нарассматриваемом станке, мин;р – число всех переходов, выполняемых на рассматриваемомстанке по обработке деталей.tоп i = to i + tм-в i + ty i, (2.2а)где tоi – основное время на выполнение перехода, мин;tм-вi–машинно-вспомогательноевремя,связанноесвыполнением перехода (быстрый подвод и отвод инструмента,автоматическая смена инструмента и т.д.), мин;ty i – вспомогательное время на снятие – установку заготовки,мин.Методика расчета оперативного времени при работе настанках с ЧПУ изложена в справочнике.(2.3)где Ф0 – годовой фонд времени оборудования, ч (Ф0 = 4025 ч);Kисп–коэффициентиспользованияоборудованиямашинному времени (Kисп = 0,85);Nгод – годовая программа выпуска деталей, шт.поРасчетноезначениеKпокаждомувидуоборудованияокругляют в сторону большего целого числа.

При получениибольшого значения коэффициента загрузки отдельных видовстанков(Kиспповерхностей(принцип≥на0,9)следуетоднотипныеперевестистанкивзаимодополняющихсобработкуменьшейстанков).частизагрузкойНедозагрузкаоборудования на 20…25 % позволяет иметь некоторый запаспроизводительности ГПС, который может быть использован дляосвоения новых деталей.Расположение станков в технологической последовательностивследствие наличия автоматизированной складской системытранспортированиязаготовок(АТСС)вГПСявляетсянеобязательным.

Окончательная компоновка станочной системыпринимаетсятолькопослеразработкиАТСС.Критериемоптимальности компоновки станочной системы ГАП являетсяминимальноевремясуммарных перемещенийтранспортныхсредств АТСС по обеспечению функционирования ГПС.2.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СОСТАВААВТОМАТИЧЕСКОЙ ТРАНСПОРТНО-СКЛАДСКОЙ СИСТЕМЫГПСАвтоматическая транспортно-складская система (АТСС) в ГАПпредназначенавыполнятьследующиефункции:хранитьвнакопителях большой вместимости (складе) межоперационныезаделы деталей и автоматически транспортировать их в заданныйадрес по командам от ЭВМ; транспортировать детали от станка кстанку, а также на позиции разгрузки и загрузки; оперативнопополнятьнакопителинебольшойвместимости(приемно-передающие агрегаты, тактовые столы и др.), установленныеоколо каждого станка; транспортировать обработанные детали напозиции контроля и возвращать их для продолжения дальнейшейобработки или на позиции разгрузки – загрузки.Различают следующие схемы транспортирования деталей:разомкнутую, замкнутую и совмещенную.

По конструктивномуисполнениюскладыбываютстеллажного,элеваторного,магазинного типов и конвейеры.Наиболеечастоприменяютскладыстеллажноготипа.Различные схемы компоновок стеллажей-накопителей спутниковприведены на рис. 3.5, 3.6. В состав АТСС стеллажного типавходят (рис. 3.6): стеллаж-накопитель спутников с заготовками 1,транспортные средства в виде кранов-штабелеров 2 и 3, позициизагрузки4,разгрузки5иконтроля6.СтеллажиАТССрасполагаются, как правило, вдоль линии станков 7 ГПС.1)Определениехарактеристикистеллажа-накопителя.Основной расчетной характеристикой стеллажа является еговместимость, которая определяется исходя из числа спутников,необходимого для полной загрузки станков во время работыкомплекса.РасчетыпроизводитьосновныхисходяпараметровизчислаАТССцелесообразносреднестатическихвеличинтрудоемкости обработки деталей и их месячной программывыпусканапредприятии.Этопозволитприсменеобрабатываемой детали обеспечить загрузку ГПС, близкой красчетной.Максимальноечислодеталеустановокразличныхнаименований (число серий), которые могут быть обработаны накомплексе в течение месяца, равно:(2.4)где Фст – месячный фонд отдачи станка, ч (Фст = 305 ч);пст – число станков, входящих в ГПС;toб – средняя трудоемкость обработки одной деталеустановки,мин;N – средняя месячная программа выпуска деталей одногонаименования.Полученное число деталеустановок (число возможных серий)определяет число ячеек в стеллаже.

С точки зрения унификациизажимныхэлементовприспособлений,захватныхустройств,размеров ячеек стеллажей, в ГПС рекомендуется осуществлятьобработку различных деталей на приспособлениях-спутникаходнотипной конструкции и размерами установочных поверхностей.Для обеспечения нормальной работы ГПС необходим запасячеек в накопителе, равный примерно 10 % от Kнаим.Наиболеерациональнойкомпоновкой стеллажаявляетсямногоярусная двухрядная схема, которая позволяет значительносократить размеры автоматизированного склада и в то же времяобеспечитьудобноеобслуживаниеего,расположивсоответствующие транспортные механизмы и отделения с обеихсторон.2) Расчет числа позиций загрузки и разгрузки. Функциональнопозиции загрузки, гдепроизводится установказаготовки вприспособление-спутник, и разгрузки, где обработанная детальснимается с приспособления, могут быть либо разделены, либосовмещены. При разделении функций должно быть на участкеминимум два рабочих места.Расчет необходимого числа позиций загрузки и разгрузкипроизводят по формуле:(2.5)где t – средняя трудоемкость операций на позиции (толькозагрузки или разгрузки, если операции разделены, и суммарная,если обе операции выполняются на одной позиции), мин;Kдет – число деталеустановок, проходящих через позицию втечение месяца, шт.;Фпоз – месячный фонд времени работы позиции, ч.Kдет = Kнаим N , (2.6)где N – средняя месячная программа выпуска деталей одногонаименования Kнаим, шт.Для расчетов можно использовать следующие значениятрудоемкостей операций по загрузке (tз) и разгрузке (tр) деталей:tз = 5 мин; tp = 3 мин [1].Величина Фпоз = Фст = 305 ч (при двусменной работеоборудования).Расчетное значение числа позиций загрузки и разгрузкиокругляют в сторону большего целого числа.

Для надежностиработы ГПС целесообразно выполнять позиции загрузки иразгрузки взаимозаменяемыми. При выходе из строя однойпозиции, вторая в этом случае продолжит обслуживание ГПС сбольшей загрузкой.3)Расчет числа позиций контроля. В производстве, какправило, первая деталеустановка, а затем каждая n-я проходятконтроль.ВГАПэтоосуществляетсянаспециально-оборудованных позициях контроля. При этом контроль деталиосуществляется после обработки на каждом из станков ГПС.Число деталеустановок n, через которое деталь выводится наплановый контроль, устанавливает технолог.

Вместе с тем,наладчик,деталей,которыйможетотвечаетвызыватьназакачествоконтрольобрабатываемыхлюбуюдетальвпромежутке обрабатываемых деталей, заданном технологом.Такая необходимость возникает, например, в момент обработкиповерхности первый раз после плановой установки новогоинструмента и после замены инструмента, выработавшего ресурсстойкости.Необходимоечислопозицийрассчитывается по формуле:контроляnпоз.квГПС(2.7)где tк – суммарное время контроля одной деталеустановки, мин;Kдет.к – число деталеустановок, проходящих контроль за месяц,шт.;Фпоз – месячный фонд времени работы позиции контроля, ч.(2.8)где Kдет – число деталеустановок, обрабатываемых на комплексеза месяц, шт.;n – число деталеустановок, через которое деталь выводитсяна контроль, шт.:(2.9)где n1 – плановое число деталеустановок, через которое детальвыводится на контроль по требованию технолога, шт.;k1 и k2 – поправочные коэффициенты, связанные с выводомдеталей на контроль по требованию наладчика соответственнодля первой деталеустановки в начале смены (k1) и сразу же послеустановки нового инструмента (k2).tk = tk1 + tk2 + ...

+ tki , (2.9а)где tk1 , tk2 , ..., tki – соответственно время контроля поверхностейдетали после обработки на 1, 2 и т.д. i-м станках комплекса.Для расчетов время каждого промежуточного контроля (посленеполной обработки поверхностей на станках комплекса) можнопринимать равным:tп = 5 мин,время окончательного контроля всех поверхностей детали (послеобработки на последнем станке комплекса)tк.ок = 30 мин.Плановыйвыводдеталейнаконтрольрекомендуетсяосуществлять через каждые 5 – 8 деталеустановок, т.е. n1 = 5…8.Величинупоправочныхкоэффициентоврекомендуютпринимать:k1 = 1,15; k2 = 1,05.Расчетное значение числа nпоз.к округляют в сторону большегоцелого..