Разработка гибкого производственного участка для обработки корпусных деталей

Контрольная работа

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.