Трухин В.В. Проектирование гибких производственных систем

Подождите немного. Документ загружается.

где

C – средняя грузоподъемность тары, т.

iii

KmC



. (49)

При укладке заготовок деталей в транспортно-складскую тару или

кассеты перегрузочным роботом математическая модель расчета вме-

стимости тары имеет вид













































μδ

μα

μβ

εK

, (50)

где a, b, c – соответственно длина, ширина и высота тары, мм;







–

размеры заготовок (детали), мм,



(…) представляет собой элементар-

ную функцию, которая обозначает целую часть числа, получающегося в

результате выполнения действий в скобках.

Число ячеек стеллажа определяется по количеству потребной та-

ры, необходимой для обработки всей номенклатуры деталей, обрабаты-

ваемых на комплексе.

При обработке широкой номенклатуры деталей, которая меняется

в процессе эксплуатации, необходимо иметь запас ячеек в стеллаже не

менее 184.

iя

ΖП 1,1



, (51)

где

П – число ячеек в стеллаже;

Ζ – количество необходимой тары.

Размеры ячейки для тары с габаритами L»B»H, принятыми по

табл. П 2 [21], рассчитывают по формулам:

 длина ячейки







, (52)

где

– длина тары (вдоль зоны хранения) мм;

– зазор между тарой и

стойкой стеллажа,

= 30–50 мм;

– толщина стоек стеллажа,

= 30–50 мм;

 высота ячейки

еΔСН





, (53)

где С – высота укладки грузов в таре, мм;

– высота ножек тары, мм;

е – расстояние по высоте от верха нижнего поддона до низа опорной

поверхности следующего по высоте поддона с грузом.

Для бесполочных стеллажей принимают е = 60–100 мм, а для кар-

касных в зависимости от толщины полки е = 110–220 мм. При штабель-

ном хранении е = 0;

 ширина стеллажа

Ширина стеллажа В

ст

принимается по ГОСТ 14757–81.

Для расчета необходимо знать общее количество груза и тары,

проходящих через позиции в месяц:

поз

 , (54)

где t = t

загр

– время для позиции загрузки, мм; t = t

разгр

– время для пози-

ций разгрузки; t = t

загр

+ t

разгр

– для совмещенной позиции загрузки –

разгрузки, мин;

поз

Ф – месячный фонд работы позиции,

поз

Ф = 305 ч.





, (55)

где

Z – общее количество груза (тары), проходящего через позиции в

месяц, шт.; N

– годовая программа деталей;

m – масса i-й детали;

K –

количество деталей в таре.

В. Расчет числа позиций контроля

В производстве, как правило, первая, а затем каждая n деталь про-

ходит контроль. При этом, если деталь обрабатывается на нескольких

станках, контроль производится после обработки на каждом из них.

В автоматизированных комплексах, у которых отсутствует актив-

ный контроль на станках, в процессе обработки деталей необходимо

вести проверку получаемых размеров деталей на специальной позиции

контроля.

Необходимое число позиций контроля

поз.к

n в автоматизирован-

ном комплексе

поз

поз.к



 , (56)

где



– суммарное время контроля одной детали, мм;

L – число де-

талей, проходящих контроль за месяц, шт.:







tt , (57)

где

t – время контроля после i-й операции, мм;



, (58)

где

N – месячная программа деталей; n – число деталей, через кото-

рые деталь выводится на контроль:

n  , (59)

где n

– число деталей, через которые деталь выводится на контроль по

требованию технолога; K

= 1,15 – коэффициент, учитывающий кон-

троль первой детали; K

= 1,05 – коэффициент, учитывающий вывод на

контроль в связи с работой нового инструмента.

Г. Расчет количества транспортных средств

Количество штабелеров и других транспортных машин для вы-

полнения операций на складе определяется по формуле

пc

KФ



 , (60)

где



– суммарное время работы штабелера для перемещения груза в

месяц, ч;

Ф – эффективный фонд времени работы штабелера, ч (за ме-

сяц 305 ч при работе в две смены); K

– коэффициент использования

штабелера, принимаемый равным 0,8; K

– коэффициент, учитывающий

поступление груза (K

= 1,3) и отпуска (K

= 1,5).

Суммарное время транспортных операций на перемещение груза

транспортом данного вида в месяц







TTц

KZT

, (61)

где

– средняя продолжительность одной транспортной операции,

мин;

K – число транспортных операций в технологическом процессе

перемещений;

Z – количество поддонов, перемещаемых транспорт-

ным средством в месяц.

Средняя длительность операции перемещения при одноадресном

цикле работы равна 1,2–1,6 мин при высоте склада до 10 м и числе сек-

ций 30–50.

3.9.2. Система инструментообеспечения

Система инструментообеспечения (СИО) предназначена для об-

служивания всего технологического оборудования заранее подготов-

ленными инструментами, а также контроля за его правильной эксплуа-

тацией. Исходя из назначения системы инструментообеспечения, мож-

но сформулировать функции, которые она должна выполнять:

 организация транспортирования инструментов внутри системы;

 хранение инструментов и их составных элементов на складе;

 настройка инструментов;

 восстановление инструментов;

 замена твердосплавных пластинок;

 сборка и ремонт инструментов;

 контроль перемещения и положения инструментов;

 контроль состояния режущих кромок инструментов.

СИО участка (цеха) является составной частью инструментально-

го хозяйства.

Заточное отделение предназначено для увеличения срока службы

инструмента и полного использования всей режущей способности ин-

струмента.

При современной организации металлообрабатывающих предпри-

ятий заточка инструмента производится централизованно в особо вы-

деленных заточных отделениях.

При S

пр

< 200 – одно заточное отделение; при S

пр

 200 – два отде-

ления.

Количество необходимых заточных станков определяется по ко-

личеству инструментов, подлежащих заточке в год.

Как правило, количество заточных станков определяется не де-

тальным расчетом, а процентным исчислением от количества станков,

обслуживаемых заточкой.

Полученное количество заточных станков общего назначения в

среднем составляет 3–4 % от количества станков, обслуживаемых за-

точкой, распределяется по типам. Количество специальных станков для

каждого типа определяется по учебнику [2].

Число заточных станков определяется по формуле

спецобщзат

SλφSS 15,025,15,0





, (62)

где

– коэффициент, характеризующий долю неперетачиваемых пла-

стинок с механическими креплениями. Например, если ¾ часть инст-

румента с многогранными неперетачиваемыми пластинками (МНП), то



;

общ

– число станков в цехе общего назначения;

спец

– число

станков специального назначения; 1,25 – коэффициент, учитывающий

необходимость в доводочном оборудовании;



– коэффициент, учиты-

вающий изменения условий производительности.

Площадь заточного определения при детальном расчете определя-

ется на основании планировки. Удельная производственная площадь

составляет 8–10 м

, удельная общая этого отделения – 10–12 м

Заточное отделение рекомендуется располагать слитно с ИРК.

Количество рабочих для заточных отделений определяется по ко-

личеству станков, принимаем 1,7–2 человека на 1 станок при работе в 2

смены.

Базовая производительность принята 350 ед.

350

пр пр

баз

П П



  . (63)

Для ГПС

пр

= 700–1000; для ГПМ

пр

= 300–600; для станков с

ЧПУ

пр

= 300–400.

Расчет потребного количества инструмента. Основной расчет-

ной характеристикой центрального магазина инструмента (ЦМИ) явля-

ется его вместимость, которая определяется числом инструмента, тре-

буемого для обработки заданного числа деталей (деталеустановок) и

размерами комплекса.

Число инструментов, необходимое для обработки всей номенкла-

туры деталеустановок в месяц, определяется по формуле

ин Д

К К К

 

, (64)

где К

– число инструментов для обработки всей номенклатуры детале-

установки, шт.; К

– число дублеров инструмента для обработки месяч-

ной программы.

ин

об

наим

 , (65)

где

наим

K – максимальное число деталеустановок различных наимено-

ваний;

об

t – среднее время обработки одной деталеустановки, ч;

ин

t – среднее время работы одного инструмента, мин.

наимдД

KnK



, (66)

где

n – среднее число дублеров на одну деталеустановку.

Дублеры необходимы для инструмента с малой стойкостью (мет-

чики, развертки и т.д.).

Пример:

наим

– 152 наименования,

об

– 0,75 часа,

ин

– 3 минуты,

– 2.

2280

6075,0

152























ин

об

наим

КК шт.,

2 152 304

Д д наим

K n К

    

шт.,

25843042280











Дин

ККК

шт.

Отделение размерной настройки инструментов. Размерная на-

стройка инструментов – необходимая часть ТПП для станков с ЧПУ.

Обычно организуют участок при инструментальном отделе.

Участок состоит из зон:

"а" – обеспечения инструментом;

"б" – размерной настройки.

В зоне "а" хранится минимальный запас режущего, измерительно-

го, вспомогательного инструмента и технической документации; здесь

происходит комплектация и передача инструмента в зону "б".

В зоне "б" выполняется сборка и настройка вылета инструмента в

радиальном и осевом направлениях согласно картам настройки.

Для детального расчета количества приборов, а также числа ком-

плектовщиков, слесарей-инструментальщиков и транспортных рабочих

необходимо знать нормы времени на соответствующие операции, но в

проекте можно выполнить расчеты по укрупненным показателям.

Количество приборов типа БВ-2026 определяется по формуле

= 0,07S

ток

, приборов типа БВ-2027 – по Н

= 0,05S

оц

( 20 инстр.),

= 0,1S

оц

(до 50 инстр.), Н

= 0,2S

оц

(> 50 инстр.), где S

ток

– количест-

во токарных станков с ЧПУ; S

оц

– количество обрабатывающих цен-

тров; количество верстаков для сборки Н

= Н

, для разборки Н

= 1;

транспортных тележек Н

= 0,04S

ток

; для ОЦ Н

= 0,12S

оц

( 20

инстр.), Н

= 0,6S

оц

(до 50 инстр.), Н

= 0,12S

оц

(> 50 инстр.).

Число рабочих рассчитываем по формулам:

 слесарь-инструментальщик по настройке

об n з

Ф Н К

 , (67)

где

об

– действительный фонд времени оборудования (приборов);

– действительный годовой фонд времени рабочего, ч;

– коэффици-

ент загрузки приборов,

= 0,8;

 слесарь-инструментальщик по разборке инструмента

нр

РР 4,0



; (68)

 комплектовщик

нк

РР 5,0



; (69)

 транспортный рабочий

06,0



. (70)

Площадь участка определяем по формуле









3рн3кCT

АРРАPAASF





, (71)

где

= 6–7 м

– удельная площадь на 1 рабочее место (настройка-

разборка); А

= 0,7–2,2 м

– удельная площадь на 1 станок (для хранения

минимального комплекта); А

= 0,2–0,3 м

– удельная площадь на 1 ста-

нок (для хранения технической документации).

3.9.3. Система удаления отходов

Проектирование системы удаления стружки. Одним из факторов

надежной работы станков ГПС является своевременное автоматическое

удаление стружки.

Процесс удаления и переработки стружки состоит из следующих

этапов:

 дробление стружки в процессе обработки;

 удаление стружки из зоны резания;

 удаление стружки из станка;

 удаление стружки от станков;

 дальнейшая транспортировка стружки в отделение переработки

и брикетирования.

Выбор способа удаления стружки зависит от организации произ-

водства, количества и вида стружки, а также от планировки оборудова-

ния.

Критерием оценки выбранного варианта являются минимальные

затраты на годовой выпуск [16]. При количестве стружки до 0,3 т в год,

приходящейся на 1 м

площади цеха, целесообразно собирать стружку в

специальные емкости и доставлять к месту сбора или переработки на-

польным транспортом (транспортные роботы).

При количестве стружки 0,3–0,65 т в год на 1 м

площади цеха

предусматривают линейные конвейеры вдоль станочных линий со спе-

циальной тарой в конце конвейера в углублении.

Если на 1 м

площади цеха приходится 0,65–1,2 т стружки в год

при общем количестве не менее 3000 т в год, рекомендуется создавать

систему линейных и магистральных конвейеров, которые транспорти-

руют стружку на накопительную площадку.

При количестве стружки более 1,2 т в год на 1 м

площади цеха и

при общем количестве более 5000 т в год целесообразно создавать ком-

плексно-автоматизированную систему линейных и магистральных кон-

вейеров с выдачей стружки в отделение переработки.

В табл. 8 приведены рекомендуемые для уборки стружки конвейе-

ры.

Таблица 8

Конструктивные разновидности конвейеров для стружки

Линейные конвейеры Магистральные конвейеры

Материал

стружки

Вид

Ширина,

мм

Вид

Ширина,

мм

Сталь

Пластинчатые,

винтовые

400–500 Пластинчатые 800

Чугун Скребковые 180–500

Скребковые,

ленточные

800

Алюминий

Лотковые с

гидросмывом

250–450 Пластинчатые 600

Проектирование системы подачи охлаждающей жидкости

(СОЖ). В современных автоматизированных системах металлообра-

ботки применение СОЖ приобретает важное значение.

В условиях работы ГПС выбор СОЖ, контроль за ее состоянием,

дозирование подачи в зону резания должны производиться в автомати-

ческом режиме и изменяться в зависимости от обрабатываемой детали,

выполняемого перехода, применяемого инструмента и т.п.

Возникает необходимость в выборе оптимальных составов СОЖ,

обеспечивающих эффективное резание на различных операциях, а так-

же оперативном контроле и коррекции эксплуатационных свойств

СОЖ, влияющих на надежность работы оборудования.

Среди систем подачи СОЖ различают индивидуальные, группо-

вые и централизованные.

Преимуществом индивидуальных систем является возможность

быстрого переключения на новый состав СОЖ. Системы группового и

централизованного обслуживания СОЖ позволяют осуществить пол-

ную автоматизацию, уменьшают затраты на приготовление, очистку и

регенерацию СОЖ.

Сложностью использования централизованных систем подачи

жидкости является слабая мобильность при переходе на другой тип

СОЖ. Поэтому использование в ГАП нескольких видов СОЖ, необхо-

димых для обеспечения ТП, во многом предопределяет компоновку и

структуру комплекса.

В большинстве случаев система подачи охлажденной жидкости в

зону резания кроме своих основных функций выполняет и дополни-

тельные по очистке станков от стружки и промывке деталей.

Применяя СОЖ в условиях ГАП, необходимо выбрать оптималь-

ный вид СОЖ, удовлетворяющий всем операциям механической обра-

ботки.

При назначении СОЖ нескольких марок возникают проблемы их

совместимости, приготовления и регенерации. Поэтому используемая в

ГАП СОЖ должна обладать определенной гибкостью, то есть универ-

сальностью и совместимостью с СОЖ других марок. Надежность и дол-

говечность работы СОЖ зависит от бактерицидных и антикоррозийных

свойств, эмульсионной, термической и микробиологической стабиль-

ности.

Для повышения надежности проектирования ГПС должна быть

снабжена автоматизированной системой контроля состояния СОЖ