Определение структуры и состава автоматической системы инструментального обеспечения

УТОЧНЕНИЕ КОМПОНОВКИ СТАНОЧНОЙ И ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМ ГПС

На основании приведенных расчетов по определению состава станочной и транспортной систем ГПС, осуществленных с точки зрения минимальных суммарных перемещений транспортных средств, разрабатывается схема компоновки этих систем. Схема разрабатывается с вычерчиванием всех элементов и их расположения друг относительно друга в одном масштабе. На схеме пунктирными линиями указываются основные перемещения транспортных средств АТСС и маршруты перемещения заготовок по станкам.

Станки, стеллаж-накопитель, штабелеры и отделения загрузки, разгрузки и контроля допускается на проектной стадии обозначать прямоугольниками, соответствующим габаритным размером этих систем.

Автоматическая смена инструмента в условиях ГАП может осуществляться двумя способами: полной заменой магазинов инструментов на станках при переходе с обработки одной детали на другую и заменой отдельных инструментов в магазине из центрального складанакопителя.

Второй способ является предпочтительным, так как позволяет комплектовать магазин инструментами при переходе на обработку деталей без остановки и простоев станка. Контроль за выработкой периода стойкости осуществляет ЭВМ, что несколько усложняет логику программного обеспечения системы управления ГПС по сравнению с полной заменой магазина инструментов.

На стадии технического предложения необходимо произвести расчеты по определению основных параметров транспорта инструмента – характеристику центрального магазина инструментов (склада), число и функции подвижных транспортных механизмов.

Определение характеристики центрального магазина инструментов. Как правило, склад инструментов в ГАП располагается над станками. Основной расчетной характеристикой центрального магазина инструментов является его вместимость, которая определяется числом инструмента, требуемого для обработки заданного числа деталеустановок, и размерами ГПС.

Склад инструментов выполняют одноярусным, как правило, двухрядным.

На стадии технического предложения суммарное число инструментов, необходимое для обработки всей номенклатуры деталеустановок в течение месяца, рассчитывается по формуле [1]:

K ин = K 1 + K д, (2.18)

где K 1 – число инструментов для обработки всей номенклатуры деталеустановок, шт.; K д – число дублеров инструмента для обработки месячной программы деталеустановок, шт.

, (2.19)

где K наим – число наименований деталеустановок, шт.; t об – среднее время обработки детали одного наименования, мин; t ин – среднее время работы одного инструмента, мин.

K д = n д K наим, (2.20)

где n д – среднее число дублеров на одну деталеустановку, шт.

Дублеры необходимы для инструментов с малым периодом стойкости (метчики, развертки и т.п.). Их число можно принимать n д =2 на каждую деталеустановку.

Определив число необходимых инструментов на комплексе K ин, можно рассчитать размеры стеллажа инструментов. При двухрядном расположении стеллажа (рис. 3.9) длина склада L ск.

, (2.21)

где t г – шаг расположения инструментальных гнезд, мм.

При расчетах значения t г можно принимать равным: t г = 126 мм.

Определение числа подвижных транспортных механизмов центрального склада. К числу подвижных транспортных механизмов склада инструментов относятся инструментальные подъемные кассеты К1, К2 (см. рис. 3.10), служащие для вывода со склада затупившегося инструмента и накопления его новыми инструментальными наладками из отделения подготовки инструментов.

Расчетной характеристикой кассет является число гнезд под инструмент, который необходимо доставить за один подъем кассеты.

Производительность, которую должна обеспечить кассета (шт./ч), рассчитывают по формуле [1]:

, (2.22)

где K ин – число инструментов, необходимых для обработки всей номенклатуры деталей, рассчитываемое по формуле (2.18), шт.; m – коэффициент, учитывающий партионность деталей; Фк – месячный фонд работы, ч.

Для расчетов можно принимать m = 1,5 при условии, что из-за обеспечения ритмичности работы сборочного цеха механическую обработку деталей на ГПС следует вести полумесячными партиями: Фк = 305 ч. Число гнезд в подвижных кассетах, как правило, не превышает шести.

Расчет числа роботов-автооператоров АСИО, расположенных со стороны станков. Робот-автооператор РО-1, расположенный со стороны станков, обеспечивает доставку инструмента из ближайшей к станкам линии накопителя (см. рис. 3.9) в магазин станков и обратно.

Для того, чтобы определить необходимое число роботов-автооператоров, работающих со стороны станков, необходимо знать число смен инструментов в магазинах станков в течение месяца и среднее время выполнения одной смены. Тогда суммарное время, затрачиваемое роботом на обслуживание станков, составит [1]:

, (2.23)

где K см – число смен инструмента на одном станке в течение месяца, шт.; t см – среднее время смены одного инструмента, мин; n – число станков в ГПС, шт.

Суммарное число смен инструмента на станочном комплексе ГПС в течение месяца составит:

K см = K ин m + K д.см, (2.24)

где K ин – число инструментов, необходимых для обработки всей номенклатуры деталей, шт.; т – коэффициент, учитывающий партионность деталей; K д.см – число дополнительных смен инструмента на станках, шт.

Число дополнительных смен инструмента в магазинах станков в течение месяца, связанное с некомплектностью размещения его, равно:

, (2.25)

где 2 – коэффициент, учитывающий ввод и вывод одного инструмента; n ин – число инструментов, не размещающихся в магазине станка, шт.; N – месячная программа выпуска деталей, шт.; K дет – число наименований деталеустановок, обрабатываемых на комплексе, шт.; n д – число деталеустановок, одновременно обрабатываемых на станке, шт.

Среднее время смены одного инструмента в станке определяется временем отработки роботом-автооператором четырех кадров:

t иц−ст = t 1 + t 2 + t 3 + t 4, (2.26)

где t 1 – время отработки кадра "Подойти к инструментальному гнезду склада и взять инструмент"; t 2 – то же "Подойти к магазину инструментов станка и взять инструмент"; t 3 – то же "Поставить инструмент в магазин инструментов станка"; t 4 – то же "Подойти к свободному инструментальному гнезду склада и поставить инструмент со станка".

В свою очередь

(2.26а)

где t к – время расчета и передачи кадра из ЭВМ в устройство ЧПУ робота-автооператора; t под – время на подход к заданному гнезду; t в– время на отработку кадра "Взять инструмент"; t п – время на отработку кадра "Поставить инструмент"; t пов – время поворота робота на180°.

Таким образом,

t иц−ст = 4 t к + 3 t под + t пов + 2(tb + tn). (2.27)

Величину t к можно принимать равной t к = 1,5…10 с (0,14 мин). Время, затрачиваемое роботом на подход:

, (2.28)

где l – путь перемещения робота, м; V – скорость перемещения, м/мин.

Величина V = 30…60 м/мин. Время t пов можно принимать t пов = = 0,02…0,05 мин. Обычно времена t в и t п равны между собой и их можно принимать равными t в = t п = 0,12…0,25 мин.

Рассчитав суммарное время на обслуживание, можно определить число роботов-автооператоров склада со стороны станков:

, (2.29)

где Фис−ст – месячный фонд времени работы робота, Фис−ст = 305 ч.

Дата добавления: 2014-10-15