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]:

Kин = K1 + Kд , (2.18)

где K1 – число инструментов для обработки всей номенклатуры деталеустановок, шт.; Kд – число дублеров инструмента для обработки месячной программы деталеустановок, шт.

, (2.19)

где Kнаим – число наименований деталеустановок, шт.; tоб – среднее время обработки детали одного наименования, мин; tин – среднее время работы одного инструмента, мин.

Kд = nдKнаим , (2.20)

где nд – среднее число дублеров на одну деталеустановку, шт.

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

Определив число необходимых инструментов на комплексе Kин , можно рассчитать размеры стеллажа инструментов. При двухрядном расположении стеллажа (рис. 3.9) длина склада Lск .

, (2.21)

где tг – шаг расположения инструментальных гнезд, мм.

При расчетах значения tг можно принимать равным: tг = 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 Kин – 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 Kсм – число смен инструмента на одном станке в течение месяца, шт.; tсм – среднее время смены одного инструмента, мин; n – число станков в ГПС, шт.

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

Kсм = Kинm+ Kд.см , (2.24)

где Kин – число инструментов, необходимых для обработки всей номенклатуры деталей, шт.; т – коэффициент, учитывающий партионность деталей; Kд.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; nин – число инструментов, не размещающихся в магазине станка, шт.; N – месячная программа выпуска деталей, шт.; Kдет – число наименований деталеустановок, обрабатываемых на комплексе, шт.; nд – число деталеустановок, одновременно обрабатываемых на станке, шт.

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

tиц−ст = t1 + t2 + t3 + t4 , (2.26)

где t1 – время отработки кадра "Подойти к инструментальному гнезду склада и взять инструмент"; t2 – то же "Подойти к магазину инструментов станка и взять инструмент"; t3 – то же "Поставить инструмент в магазин инструментов станка"; t4 – то же "Подойти к свободному инструментальному гнезду склада и поставить инструмент со станка".

В свою очередь

(2.26а)

где tк – время расчета и передачи кадра из ЭВМ в устройство ЧПУ робота-автооператора; tпод – время на подход к заданному гнезду; tв– время на отработку кадра "Взять инструмент"; tп – время на отработку кадра "Поставить инструмент"; tпов – время поворота робота на180°.

Таким образом,

tиц−ст = 4tк + 3tпод + tпов + 2(tb + tn ) . (2.27)

Величину tк можно принимать равной tк = 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 tпов можно принимать tпов = = 0,02…0,05 мин. Обычно времена tв и tп равны между собой и их можно принимать равными tв = tп = 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.