Автоматических линий и ГПС

Накопительные подсистемы на участках

Автоматическая линия – это комплекс автоматически действующего оборудования со средствами автоматизации технологического процесса и общей системой управления. Автоматические линии являются сложными тех­ническими системами с большим числом инструментов, исполни­тельных механизмов и контрольных устройств.

Для уменьшения потерь производительности, возникающих вследствие отказов отдельных элементов технических систем, линии разбивают на участки, предусматривая между ними нако­пители. Эффективность накопительных подсистем в повышении производительности автоматических линий зависит от их струк­турной схемы, вместимости и надежности работы.

Возможны две структурные схемы накопительных подсистем (рисунок 9.1): транзитная и тупиковая. Через транзитные накопители H₁ и H₂ проходит весь поток обрабатываемых заготовок, накопители функционируют и при исправном состоянии участков автоматической линии. Однако останов накопителя вследствие его технической неисправности останавливает работу двух смеж­ных участков.

а – транзитного типа; б – тупикового типа

Рисунок 9.1 – Структурные схемы накопительных систем

Тупиковые накопители Н'₁ и Н'₂ включаются в действие только при остановке одного из смежных с ним участков автоматической линии, поэтому надежность накопительных подсистем этого типа выше.

Накопители транзитного типа применяют в основном для простых деталей типа тел вращения. В линиях корпусных дета­лей, а также при использовании спутников и кассет для транс­портирования деталей используют накопители тупикового типа.

Для автоматизированных участков и линий мелко- и средне­серийного производства характерно наличие оборотных заделов, которые определяются разницей производительности оборудова­ния смежных участков и размера партии обрабатываемых заго­товок. Эти заделы размещают на площадках перед станками или в межоперационном складе. Автоматизированные транспортно-складские (АТСС) или транспортно-накопительные системы (АТНС) служат в этом случае для автоматической выдачи, приема, хра­нения и адресования заготовок, а иногда и инструментов на лю­бое рабочее место в заданной очередности. Автоматическое адре­сование заготовок к рабочим местам может быть осуществлено периодическим или непрерывным транспортом.

Автоматическая транспортная система (АвТСС)– совокупность вза­имосвязанных автоматически действующих средств для транс­портирования приведенных выше предметов в системе автомати­чески работающего технологического оборудования (станков).

Автоматизированная транспортная система (АТСС) отличается от автоматической тем, что транспортно-загрузочные операции авто­матизированы частично. Такие системы используют в поточных линиях. Комплексная автоматизация транспортно-загрузочных опе­раций позволяет транспортные процессы осуществлять почти не­прерывно. Основой для проектирования транспортной системы является схема материальных потоков, цеха и участков, которая должна быть составлена с учетом обеспечения мощности грузо­потоков.

Основные требования, предъявляемые к АТСС следующие:

- прием, хранение нормативного запаса объектов производства, их учет и выдачу в производство с целью обеспечения нормального функционирования ГПС;

- транспортирование объектов к позициям разгрузки, накопителям и складам;

- транспортирование объектов к позициям контроля и их возврат после межоперационного контроля для дальнейшей обработки;

- непрерывное получение информации о ходе производства, на основании которой принимаются оперативные решения по управлению всеми производственными процессами.

В состав АТСС входят:

1. Транспортные средства:

- конвейеры цепные и роликовые; функции – транспортирование и накопление грузовых единиц;

- подвесные грузонесущие конвейеры; функции – транспортирование штучных грузов по замкнутой пространственно-подвесной трассе, остановка любой тележки на трассе в требуемый момент и требуемом месте, передача груза с конвейера на конвейер, вертикальное перемещение груза;

- однорельсовая подвесная дорога; функция – транспортирование штучных грузов по разветвленной трассе с автоматическим адресованием;

- трансроботы, электроробокары, промышленные роботы, кран-штабелеры; функции – транспортирование грузовых единиц, загрузка-выгрузка стеллажей, приемных устройств технологического оборудования и транспортных механизмов, распределение грузовых единиц между технологическим оборудованием.

2. Загрузочно-перегрузочное оборудование:

- секции приемных стеллажей; функция – загрузка-выгрузка кран-штабелеров, мостовых кранов и трансроботов;

- транспортно-перегрузочные напольные роботы; функции – загрузка-выгрузка затаренных грузов на движущейся транспорт по заданной управляющей программе, транспортирование и накопление грузовых единиц;

- автоматические манипуляторы (конвейерные); функции – загрузка штуч- ных или затаренных грузов с подвесного грузонесущего конвейера на загрузочные позиции технологического оборудования и наоборот;

- манипуляторы перегрузочные с ручным управлением; функция – перегрузка штучных или затаренных грузов.

3. Средства хранения:

- накопители между участками, накопители внутри участка (стеллажи); функция – хранение материального запаса (заготовок, режущего и измерительного инструмента и технологической оснастки) нужной номенклатуры и в нужном количестве.

4. Вспомогательное оборудование и оснастка:

- устройства перегрузочные; функция – изменение направления движения грузовой единицы на 90⁰ без ее поворота;

- столы поворотные; функции – изменение направления движения грузовой единицы с ее поворота на 90⁰…360⁰; поворот грузовой единицы на 90⁰…360⁰;

- устройство контроля массы; функция – контроль массы грузовой единицы на входе в АТСС;

- устройство контроля габарита; функция – контроль габарита грузовой единицы на входе в АТСС;

- тара-емкость; функции – укладка и транспортирование ориентированных грузовых единиц.

5. Оборудование для уборки технологических отходов:

- конвейеры винтовые; функция – централизованная уборка витой стружки;

- конвейеры пластинчатые и скребковые; функция – централизованная уборка мелкой элементной стружки;

- конвейеры вибрационные; функция – централизованная уборка витой и мелкой элементной стружки.

Структуры транспортной системы в ГПС в общем случае многообразны, но среди этого многообразия можно выделить три структурные схемы транспортной системы:

- с прямой трассой обслуживания (линейная) (рисунок 9.2).

1 – склад-накопитель; 2 – выходная позиция; 3 – входная позиция; 4 – тележка (транспортный робот); 5 – штабелер (складской промышленный робот); 6 – технологическое оборудование; 7 – позиция разгрузки; 8 – промышленный робот; 7 – позиция загрузки

Рисунок 9.2 – Схема структуры транспортной системы в ГПС

с прямой трассой обслуживания

В этом случае на трассе перемещение грузов нет разъездов. Работа ГПС возможна без столкновений при наличии одной тележки 4. Эти системы имеют относительно малую вместимость и их желательно использовать при обслуживании незначительного количества рабочих позиций и при больном времени обработки на каждой позиции.

- с петлеобразной замкнутой трассой транспортирования (рисунок 9.3).

Рисунок 9.3 – Схема структуры транспортной системы в ГПС

с петлеобразной замкнутой трассой транспортирования

Использование нескольких транспортных тележек 4 в этом виде транспортных систем обеспечивает их повышенную гибкость. Такое транспортирование распространено в пространственно протяженных ГПС с большим числом позиций при меньшим по сравнению с первым типом времени обработки на каждой позиции. Часто в этих системах транспортирования используются приспособления-спутники, которые после каждого этапа транспортирования отделяются от транспортной тележки 4.

- с разветвленной замкнутой трассой транспортирования (рисунок 9.4).

Рисунок 9.3 – Схема структуры транспортной системы в ГПС

с разветвленной замкнутой трассой транспортирования

Такое транспортирование обеспечивает движение объектов в любой момент времени в любом месте ГПС. Эти транспортные системы имеют большую вместимость и их целесообразно использовать при небольшом количестве рабочих позиций и малом времени обработки на каждой позиции.

Переход от линейной схемы к замкнутой усложняет систему управления транспортными перемещениями. При замкнутой структуре часто применяется более чем одно транспортное средство (тележка 4), поэтому следует предусмотреть места обгона или разъезда. Принцип управления должен быть таким, чтобы исключить столкновения и обеспечить равномерную загрузку транспортных средств.

Для промежуточного хранения грузов в ГПС предусматривают децентрализованные буферные накопители (позиции загрузки 7 и позиции разгрузки 9) так центральные склады-накопители 1, обслуживаемые штабелером 5. Кроме того в системах предусматриваются позиции 2 и 3, являющиеся выходами и входами в системы.

Буферные накопители на рабочих позициях служат для компенсации разницы между временем транспортирования и временем обработки деталей, выполняя функции резервных складов между отдельными этапами обработки или после окончания всего цикла обработки. Это необходимо для равномерной загрузки технологического оборудования. При часто меняющейся номенклатуре обрабатываемых деталей в условиях ГПС практически невозможно обеспечить единое или кратное определенной величине время обработки деталей на разных ГПМ (гибкий производственный модуль).

Компановочно-планировочные решения транспортно-скадской системы зависят от:

- типа производства;

- типов транспортных средств;

- характера производства;

- производственной программы выпуска продукции;

- параметров строительной части производственного здания.

Критерием выполнения компановочно-планировочных решений является мощность грузопотока, минимальное значение которого позволит сократить затраты на складирование и транспортирование грузов, повысит коэффициент использования технологического оборудования и мобильность всей системы.

По признакам направления материальных потоков относительно зон хранения к зонам изготовления различают следующие виды планировочных решений складских систем:

- радиальные;

- линейные;

- Т-образные;

- замкнутые (кольцевые);

- вертикальные:

- комбинированные

.Радиальная планировка (рисунок 9.4) предусматривает передачу деталей для обработки со склада, расположенного на производственном участке или в цехе технологическому оборудованию, находящемуся вокруг зоны хранения.

1 – автоматизированный склад; 2 – технологическое оборудование

Рисунок 9.4 – Схема.радиальной планировки транспортно-скадской

системы ГПС

Эту планировку целесообразно использовать в производственных системах, имеющих раздельные входные и выходные материальные потоки.

Линейная планировка (рисунок 9.5) характеризуется расположением технологического оборудования вдоль зоны хранения.

1 – автоматизированный склад;2 – тележка; 3 – технологическое оборудование; 4 – кран-штабелер

Рисунок 9.5 – Схема линейной планировки транспортно-скадской

системы ГПС

Линейную планировку применяют при незначительном количестве технологического оборудования и ограниченных площадях, что характерно для условий реконструкции производства и некоторых ГПС с прямой трассой обслуживания (линейных).

При Т-образной планировке (рисунок 9.6) одна или несколько трасс транспортирования перпендикулярны к зоне хранения деталей. Такой тип планировки позволяет рационально использовать производственную площадь.

1 – автоматизированный склад; 2 – технологическое оборудование; 3 – тележка (робокар); 4 – кран-штабелер

Рисунок 9.6 – Схема Т-образной планировки транспортно-скадской

системы ГПС

Т-образная планировка позволяет без значительных затрат наращивать производственную мощность за счет удлинения или увеличения числа линий.

Замкнутый или кольцевой тип планировки (рисунок 9.7) характерен замк-

1 – автоматизированный склад; 2 – тележка (робокар); 3 – технологическое оборудование; 4 – накопитель

Рисунок 9.7 – Схема замкнутого или кольцевого типа

планировки транспортно-скадской системы ГПС

нутой трассой движения транспортных средств и расположением зоны хранения вдоль этой трассы. Такой тип планировки часто применяется при использовании нескольких транспортных средств.

Вертикальный тип планировки (рисунок 9.8), когда зоны хранения и транспортирования расположены на разных уровнях.

1 – автоматизированный склад (подвесной толкающий конвейер); 2 – грузовая тележка; 4 – накопитель; (приемный стол) 4 – технологическое оборудование

Рисунок 9.7 – Схема вертикального или элеваторного типа

планировки транспортно-скадской системы ГПС

Здесь грузы передаются вертикально от склада к технологическому оборудованию.

Комбинированные планировочные решения позволяют обеспечивать максимальную гибкость, минимальные транспортные грузопотоки и компактность при разнообразном расположении технологического оборудования.

Дата добавления: 2014-01-11