Расчет числа штабелеров, расположенных со стороны станков

Определение состава оборудования для транспортирования деталей

Работа автоматизированного комплекса во многом зависит от работы его транспортной системы. Транспортная система автоматизированного комплекса может состоять только из системы транспортирования деталей или включать в себя еще и систему транспортирования инструмента. Транспортная система деталей связывает между собой станки и позиции загрузки и разгрузки деталей, обеспечивая своевременную подачу заготовок к станкам и вывод со станков, обработанных деталей.

Транспортная система инструмента осуществляет своевременную доставку и замену инструментальных наладок или всего магазина инструментов станков для оснащения его необходимым инструментом. Транспортная система располагается вдоль станков с одной стороны (прямолинейная) или вокруг их (круговая), а транспортирование спутников с (заготовками) и обработанными деталями осуществляется либо с помощью роликовых конвейеров (непрерывный транспорт), либо подвижных механизмов – штабелеров, промышленных роботов и т. д. (дискретный транспорт).

Дискретный транспорт усложняет конструктивное решение передачи спутников из накопителя в станки и обратно. Однако он занимает сравнительно небольшую площадь и позволяет использовать один спутник на каждое наименование деталей, обрабатываемых на комплексе. Это позволяет получать полностью взаимозаменяемые детали и сократить расходы, связанные с дублированием спутников и приспособлений. Как правило, такой транспорт используют в автоматизированных комплексах, обрабатывающих детали средних размеров и малогабаритные детали.

Работа автоматизированного комплекса, оснащенного накопителем для хранения спутников, позициями загрузки-разгрузки спутников и позициями контроля для проверки результатов обработки, требует организации доставки спутников с позиций на станки и обратно. Эти функции выполняют подвижные транспортные механизмы штабелеры, расположенные по обе стороны стеллажа.

Штабелер, расположенный со стороны станков, должен передавать спутники с заготовками со стеллажа на станки и со станка на станок, если деталь обрабатывается на нескольких станках последовательно, а также спутники с обработанными деталями со станка в стеллаж.

Для определения числа штабелеров, расположенных со стороны станков, на стадии технического предложения необходимо знать усредненный маршрут обработки деталей по станкам. Это позволит определить общее число перемещений спутников со станка на станок в течение определенного отрезка времени (удобнее всего месяца). Зная число обрабатываемых деталей, число установок, выходящих на контроль и возвращающихся для продолжения обработки, а также маршрут движения установок по станкам, можно подсчитать число перемещений штабелера, расположенного со стороны станков.

Для случая «чистого» ГАУ после обработки на станке деталь обязательно возвращается на межоперационный склад, а затем уже на другой станок (каждое наименование деталей по одному разу подается на каждый станок и по одному разу возвращается на склад). Тогда суммарное время Т_ОБСЛ работы штабелера со стороны станков примерно можно выразить формулой:

, ч (5.1)

где n_типСТ =6 - число различных типов станков в комплексе; N_СПУТ - количество деталей одного наименования, которое планируется разместить на одном спутнике.

Время выполнения штабелером одной передачи спутника (будь то t_{СТЕЛ-СТ} или t_СТ-СТ) определяется временем отработки им двух кадров. Время передачи (мин) спутника штабелером

t_ПЕР =2t_К +2 t_ПОД +2 t_В.С = 2(1.5+180.2+9)=381c 6.35 мин (5.2)

где t_К - время расчета и передачи кадра от ЭВМ на локальную систему ЧПУ, управляющую штабелером, мин; t_ПОД – время подхода к заданному месту, мин; t_В.С – время работы цикловой автоматики телескопического стола штабелера по выполнению операции «Взять спутник» (из ячейки, из загрузочного устройства станка), мин; t_П.С – время работы цикловой автоматики телескопического стола штабелера по выполнению операции «Поставить спутник» (в ячейку, на загрузочное устройство станка), мин.

Время t_К зависит от быстродействия локальной системы ЧПУ и от системы программного обеспечения и колеблется в пределах 1,5..10 с. Время t_В.С = t_П.С - зависит от времени отработки цикла телескопическим (выдвижным) столом штабелера и находится в пределах 0,15..0,25 мин. Время подхода штабелера к заданной точке

t_ПОД = (5.3)

где V скорость перемещения штабелера вдоль осей Х и У, м/мин. Для расчета этих величин необходимо произвести подбор моделей транспортного оборудования

Выбираем кран-штабелер, параметры которого приведены в табл.5.1.

Таблица 5.1

Параметры кран-штабелера

Параметр	СА-ТСС-0,5
Грузоподъемность, кг
Высота стеллажа, м	2,5
Размеры, мм
Расстояние от рельсового пути до нижнего рабочего положения грузозахвата, мм
Скорость передвижения крана-штабелера, м/с	1,6
Скорость подъема грузозахватного органа, м/с	0,3
Скорость выдвижения грузозахватного органа, м/с	0,4
Суммарная мощность, кВт

Для оценочных расчетов среднего перемещения штабелера можно использовать формулу

25,2 м (5.4)

где С_Я и А – соответственно высота и длина ячейки стеллажа, м; К_СТ – число принятых ячеек стеллажа.

Рассчитав суммарное время обслуживания станков, можно определить число штабелеров для выполнения этой работы. Коэффициент загрузки штабелера

(5.5)

где Ф_Ш – фонд работы штабелера.

Если К_ЗАГР =0,4³ 1, то необходимо иметь один штабелер, по два с каждой стороны. Установка одного штабелера приводит к усложнению конструкции штабелера, созданию дополнительных устройств защиты от возможных столкновений, а также усложнению логики программного обеспечения системы управления от ЭВМ, которая должна обеспечить безаварийную работу четыех подвижных механизмов, работающих на одной линии. Каждый штабелер должен иметь свою зону обслуживания, между которыми находится зона передачи спутников с одного штабелера на другой.

Несмотря на усложнение конструкций и логики программного обеспечения, такой вариант расположения одного штабелера имеет преимущество: при выходе из строя одного из них другой может обслуживать все станки. В этом случае не возникает простоев станков по вине транспортной системы. Комплекс продолжает выпуск продукции лишь с небольшими задержками, если один штабелер не успевает обслужить все станки во время обработки деталей. Таким образом, повышается живучесть комплекса. Если при К_ЗАГР ³ 1 предполагают один штабелер, то необходимо располагать станки по типовому маршруту технологического процесса с тем, чтобы обеспечить минимальное перемещение штабелера при передаче спутников со станка на станок. Если это не даст желаемых результатов, то необходимо уменьшить число станков в автоматизированном комплексе и пересчитать его производительность. В противном случае станки будут работать с перебоями по вине транспортной системы, не обеспечивая расчетной производительности комплекса.

После того как определено число штабелеров, расположенных со стороны станков, желательно рассчитать допустимое суммарное время простоев штабелера во время смены. Это необходимо для того, чтобы знать время, которым будет располагать обслуживающий персонал комплекса на устранение неисправностей штабелера, не допуская при этом простоев оборудования. Суммарное время простоев включает в себя время простоя как в результате неисправности самого штабелера (механической и электронной частей), так и по вине оператора, не успевшего загрузить или разгрузить спутник, и задержавшего передачу его на станок.

Если одна система ЧПУ управляет несколькими штабелерами, то ее неисправность приводит к одновременному простою этих устройств. Поэтому желательно, чтобы каждый подвижной механизм управлялся через свою локальную систему управления.

Дата добавления: 2014-12-26