1. Задание на проектирование гибкого автоматизированного участка (ГАУ):
1. Состав технологического оборудования.
1.1. Станок модели ИР500ПМФ4:
- Размер рабочего пространства: 500 х 500 х 500 мм;
- Размер паллет: 500 х 500 мм;
- Число инструментов в магазине: 36 шт.
1.2. Станок модели ИР200ПМФ4:
- Размер рабочего пространства: 200 х 200 х 200 мм;
- Размер паллет: 200 х 200 мм;
- Число инструментов в магазине: 36 шт.
1.3. Время обработки условной детали — 20 мин.
1.4. Необходимое количество обрабатываемых изделий габаритами 500 х 500 х 500 мм. равно 48 единиц в смену.
1.5. Необходимое количество обрабатываемых изделий габаритами 200 х 200 х 200 мм. равно 96 единиц в смену.
1.6. Время загрузки равно 2 мин. Время разгрузки равно 2 мин.
1.7. Время промежуточного контроля равно 2 мин. Время окончательного контроля 5 мин.
2. Цель работы
1. Определить структуру и состав технологических компонентов и подсистем ГАУ для обработки корпусных деталей;
2. Произвести расчет уровня автоматизации всех подсистем ГПС, обеспечивающих производственную программу в соответствии с заданной производительностью;
3. Нанести на планировочную схему участка материальные потоки по перемещению «Заготовка», «Деталь», «Инструментальный комплект» и «Стружка» в соответствии с заданным маршрутом;
4. Разработать алгоритм действии по перемещению материального потока подсистем ГАУ в соответствии с заданным маршрутом;
5. Разработать схему управления ГАУ;
6. Описать функционирование подсистемы ГАУ.
3. Выбор состава ГАУ
В состав ГАУ входит технологическое оборудование, автоматизированная транспортно-складская система (АТСС), секция по настройки инструмента, секция по подготовке заготовок, секция по удалению и переработки стружки, система управления ГАУ.
3.1 Расчет уровня автоматизации технологического оборудования
3.1.1 Станок модели ИР500ПМФ4
|
№ п/п |
Наименование функции |
Уровень автоматизации |
Значение |
|
|
1 |
Включение оборудования |
автоматическое |
1 |
|
|
2 |
Установка заготовки на станке |
автоматизированное |
0,5 |
|
|
3 |
Установка комплекта инструмента |
ручное |
0 |
|
|
4 |
Установка нулевой точки инструмента |
автоматизированное |
0,5 |
|
|
5 |
Поиск инструмента |
автоматическое |
1 |
|
|
6 |
Обработка заготовки |
автоматическое |
1 |
|
|
Контроль обрабатываемой поверхности |
автоматическое |
1 |
||
|
8 |
Контроль целостности режущего инструмента |
автоматическое |
1 |
|
|
9 |
Снятие готовой детали |
ручное |
0 |
|
|
10 |
Смена инструментального комплекта |
ручное |
0 |
|
|
Итого |
6,0 |
|||
3.1.2 Станок модели ИР200ПМФ4
|
п/п |
Наименование функции |
Уровень автоматизации |
Значение |
|
|
1 |
Включение оборудования |
автоматическое |
1 |
|
|
2 |
Установка заготовки на станке |
автоматическое |
1 |
|
|
3 |
Установка комплекта инструмента |
ручное |
0 |
|
|
4 |
Установка нулевой точки инструмента |
автоматизированное |
0,5 |
|
|
5 |
Поиск инструмента |
автоматическое |
1 |
|
|
6 |
Обработка заготовки |
автоматическое |
1 |
|
|
7 |
Контроль обрабатываемой поверхности |
автоматическое |
1 |
|
|
8 |
Контроль целостности режущего инструмента |
автоматическое |
1 |
|
|
9 |
Снятие готовой детали |
автоматическое |
1 |
|
|
10 |
Смена инструментального комплекта |
ручное |
0 |
|
|
Итого |
7,5 |
|||
3.2 Расчет уровня автоматизации транспортно-складской системы
№п/п |
Наименование функции |
Уровень автоматизации |
Значение |
|
|
1 |
Передача информации по «Запросу» |
автоматическое |
1 |
|
|
2 |
Поиск комплектующего запроса |
автоматическое |
1 |
|
|
3 |
Перемещение штабеллера |
автоматическое |
1 |
|
|
2 |
Установка на устройство приема-выдачи |
автоматическое |
1 |
|
|
5 |
Передача информации на верхний уровень ГАУ |
автоматическое |
1 |
|
|
Итого |
5,0 |
|||
3.3 Расчет уровня автоматизации зоны комплектации инструмента
гибкий производственный участок
№п/п |
Наименование функции |
Уровень автоматизации |
Значение |
|
|
1 |
Поиск информации по комплектующим инструмента |
автоматизированное |
0,5 |
|
|
2 |
Комплектация инструмента |
автоматизированное |
0,5 |
|
|
3 |
Сборка инструмента |
ручная |
0 |
|
|
4 |
Предварительная настройка инструментального блока |
автоматизированное |
0,5 |
|
|
5 |
Комплектация инструментальной наладки |
ручная |
0 |
|
|
6 |
Отправка инструментальной наладки на рабочую позицию |
автоматизированное |
0,5 |
|
|
7 |
Передача информации на верхний уровень ГАУ |
автоматизированное |
0,5 |
|
|
Итого |
2,5 |
|||
3.4 Расчет уровня автоматизации зоны комплектации палет
№п/п |
Наименование функции |
Уровень автоматизации |
Значение |
|
|
1 |
Поиск информации по комплектации заготовки |
автоматизированное |
0,5 |
|
|
2 |
Выбор комплектующего крепежа |
автоматизированное |
0,5 |
|
|
3 |
Комплектация паллеты |
ручная |
0 |
|
|
4 |
Установка и закрепление заготовки на паллете |
ручная |
0 |
|
|
5 |
Предварительная настройка заготовки на нулевую точку на паллете |
ручная |
0 |
|
|
6 |
Отправка заготовки на паллете на рабочую позицию |
автоматизированное |
0,5 |
|
|
7 |
Передача информации на верхний уровень ГАУ |
автоматизированное |
0,5 |
|
|
Итого |
2 |
|||
3.5 Расчет уровня автоматизации комплекса по переработке стружки
№п/п |
Наименование функции |
Уровень автоматизации |
Значение |
|
|
1 |
Срабатывание датчиков наполнения тары стружкой |
автоматическое |
1 |
|
|
2 |
Передача информации о наполнении тары стружкой |
автоматическое |
1 |
|
|
3 |
Вывоз транспортной тары к месту переработки стружки |
автоматическое |
1 |
|
|
4 |
Переработка стружки |
автоматизированное |
0,5 |
|
|
Итого |
3,5 |
|||
3.6 Расчет уровня автоматизации установки мойки-сушки деталей
№п/п |
Наименование функции |
Уровень автоматизации |
Значение |
|
|
1 |
Подача паллеты с деталью на установку мойки-сушки |
автоматическое |
1 |
|
|
2 |
Загрузка паллеты с деталью на позицию мойки-сушки |
автоматическое |
1 |
|
|
3 |
Выгрузка паллеты с деталью из зоны мойки-сушки |
автоматическое |
1 |
|
|
4 |
Передача информации об окончании мойки-сушки |
автоматизированное |
0,5 |
|
|
Итого |
3,5 |
|||
3.7 Расчет общего уровня автоматизации ГАУ
где — количество подразделения ГАУ;
- сумма уровней автоматизации технологического оборудования.
Принимаем общий уровень автоматизации 0,747.
Исходя из уровня автоматизации, равной 0,747 и заданного количества обрабатываемых изделий принимаем для обработки деталей 500 х 500 х 500 мм. — 2 единицы ИР500ПМФ4, для обработки деталей 200 х 200 х 200 мм. — 4 единицы ИР200ПМФ4.
4. Автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО)
АСИО состоит из ячеек складской системы, в которой предусмотрено хранение инструментальных наладок и инструментов, находящихся в инструментальных магазинах технологического оборудования. Для обработки 144 деталей в смену необходимо рассчитать количество инструмента, которое включает основной работающий инструмент и инструменты дублеры (страховой запас).
Если стойкость одного инструмента = 60 мин., то для обработки 144 деталей в смену потребуется 48 инструментов.
Определяем общее количество инструментов:
= 2 х = 48 х 2 = 96.
где — число инструментов предусмотренных для обработки деталей в смену;
- количество дублеров которое принимается
Емкость инструментоносителя равна 9 инструментам. Исходя из этого, принимаем три перемещения инструментального комплекта в смену.
5. Обоснование системы контроля в ГАУ
Предусматривается активный контроль на технологическом оборудовании и пассивный контроль после окончательной обработки вне ГПМ.
Промежуточный контроль осуществляется в автоматическом режиме непосредственно на технологическом оборудовании. Согласно заданию контроль деталей осуществляется частично. Суммарное время контроля деталей на одном станке = 30 мин.
Окончательный контроль готовой детали осуществляется вне рабочей зоны станка на специально отведенном месте технического контроля (ОТК).
6. Расчет грузонапряженности ГАУ
6.1 Грузонапряженность по перемещению тары с заготовками и готовыми деталями
Для станка ИР500ПМФ4 число перемещений заготовок к станку равно 48/2=24, а для станка ИР200ПМФ4 — 96/2=48 (раз).
Расчет грузонапряженности ГАУ по перемещению тары с заготовками.
Грузонапряженность ГАУ:
где — вес заготовки, кг.
- путь перемещения тары с заготовками, м.
В соответствии с исходными данными вес заготовки:
для станка ИР500ПМФ4 = 350 кг;
- для станка ИР200ПМФ4 = 150 кг.
1) кг·м;
2) кг·м;
3) кг·м;
4) кг·м;
5) кг·м;
6) кг·м.
кг·м.
6.2 Расчет грузонапряженности по инструментальным комплектам
где — вес инструментоносителя с инструментом, кг.
- путь перемещения тары с инструментом, м.
Принимаем = 225 кг.
1) кг·м;
2) кг·м;
3) кг·м;
4) кг·м;
5) кг·м;
6) кг·м.
кг·м.
6.3 Расчет грузонапряженности по стружки
где — вес тары со стружкой, кг.
- путь перемещения тары со стружкой, м.
Принимаем = 25 кг.
1) кг·м;
2) кг·м;
3) кг·м;
4) кг·м;
5) кг·м;
6) кг·м.
кг·м.
6.4 Определяем общую грузонапряженность ГАУ
кг·м.
6.5 Расчет максимальной грузонапряженности АТСС
Учитывая, что скорость штабелера = 15 м/мин.
70 % затрачивается на операции разгруки-выгрузки тары в АТСС и 30 % на транспортные перемещения, то за 30 % 8 часового (480 мин.) рабочего времени штабелер пройдет максимальное расстояния = 2160 м, которое делим на три основных грузонапряженных потока по заготовкам-деталям, инструментальным комплектам и стружке. Тогда расстояние по каждому грузопотоку будет равно = 720 м.
Находим максимальную грузонапряженность
кг·м.
раз,
что обеспечивает запас по грузонапряженности перемещения заготовок-деталей, инструментальных комплектов и стружки на ГАУ.
По полученным данным принимаем два стеллажа высотой восемь ячеек и один штабелер.
8. Спецификация:
1 — Поток инструментальных комплектов;
2 — Поток паллет с заготовкой;
3 — Поток деталей;
4 — Поток тары со стружкой.
9. Спецификация:
1. Станок модели ИР500ПМФ4.
2. Станок модели ИР200ПМФ4.
3. Станок модели ИРТ180ПМФ4.
4. Станок модели 16К20Ф3.
5. Станок модели 1В340ПФ30.
6. Робот напольный модели М20П.40.01.
7. Робот-манипулятор модели НЦ-31.
8. Робот подвесной транспортный модели НЦ-32.
9. Штабелер.
10. Шарнирно-балансирующий манипулятор (ШБМ).
11. АРМ с системой управления.
12. Рольганговый конвейер для подачи паллет с заготовками.
13. Цепной конвейер для подачи и выгрузки контейнера под стружку.
14. Устройство приема-выдачи инструментальных комплектов.
15. Устройство приема-выдачи заготовок-деталей.
16. Место приема-выдачи в АТСС.
17. Паллета.
18. Контейнер для стружки.
19. Транспортная тележка.
20. Оператор наладчик.
