
- •Введение
- •1. Общие сведения и порядок проектирования
- •1.1. Основные понятия и определения
- •При проектировании завода всегда учитывают функциональные связи между его цехами, службами и подразделениями, зависящие от характера выпускаемой продукции, размеров и формы территории завода.
- •Р ис. 1.3. Схема объемных строительных параметров здания
- •А) схема сборки; б) общий вид
- •1.2. Поредпроектные работы и задачи
- •1.3. Этапы и содержание проектных работ
- •2.Основы разработки проекта участков и цехов
- •2.1. Основы анализа и синтеза производственной системы
- •2.2. Принципы формирования производственных участков и цехов
- •2.3. Технологичность конструкций изделий в условиях
- •2.4. Технологический процесс как основа создания производственной
- •2.5. Состав и количество основного оборудования
- •2.6. Состав и количество основного оборудования гпс
- •2.7. Выбор оборудования в гпс
- •2.8.Определение последовательности выполнения операций
- •2.9. Построение схем плана расположения технологического оборудования на производственных участках
- •3. Проектирование автоматизированной складской системы
- •3.1. Принципы построения и структура складской системы
- •3.2. Расчет основных параметров автоматизированных складов
- •3.3. Проектирование отделений по подготовке транспортных партий
- •3.4. Компоновочно – планировочные решения складской системы
- •4. Проектирование автоматизированной
- •4.1. Особенности построения транспортно – загрузочных систем гибких автоматизированных участков
- •4.2. Материальные потоки – основа проектирования транспортной системы
- •4.3. Разработка структуры транспортной системы,
- •4.4. Расчет состава и количества транспортных средств
- •5. Инструментальное обеспечение
- •5.1. Назначение системы инструментообеспечения
- •5.2. Определение номенклатуры и количества используемого
- •5.3. Разработка организационных принципов работы системы
- •5.4. Разработка структуры и алгоритма функционирования системы
- •5.5. Определение состава и количества средств, используемых в системе
- •6. Контроль качества в автоматизрованных
- •6.1.Основные технико–организационные направления автоматизации
- •6.2. Построение структурно – функциональных алгоритмических моделей контрольной системы
- •6.3. Основные параметры и планировочные решения системы контроля качества изделий
- •7. Техническое обслуживание оборудования
- •7.1. Технико–организационные направления ремонтно – технического
- •7.2. Проектирование цеховой ремонтной базы
- •7.3. Отделение по удалению и переработке стружки
- •Число станков 100 – 300 300 – 700 700 - 1200
- •7.4. Отделение по приготовлению, хранению, раздаче,
- •7.5. Организация энергопотоков в цехе
- •1. Электроэнергия
- •8. Автоматизация управления участков и цехов
- •8.1 Выбор и обоснование общей структуры автоматизированной
- •Разобравшись со структурой производственной системы данного уровня определяют, имеющиеся в ней виды связей, т.Е. Ее внешний интерфейс.
- •8.2. Распределение функций управления по иерархическим уровням
- •8.3. Построение схем информационных потоков в автоматизированном
- •8.4. Выбор состава и количества средств вычислительной техники
- •8.6. Планировочные решения по размещению средств вычислительной техники
- •9.Планировка автоматизированных участков и цехов
- •9.1. Расчет основных параметров производственного помещения цеха
- •Варианты компоновки цехов показаны на рис. 9.3 [1]
- •9.3. Особенности компоновки и планировки оборудования
- •9.4. Определение состава и количества, работающих на участках и в цехах
- •9.5. Примеры планировочных решений производственных систем
- •10. Технико – экономическое обоснование объектов проектирования
- •10.1. Разработка заданий по строительной части
- •10.2. Разработка заданий по санитарно – технической и энергетической частям проекта
- •10.3. Технико–экономическая оценка проекта
4. Проектирование автоматизированной
ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ
4.1. Особенности построения транспортно – загрузочных систем гибких автоматизированных участков
Гибкий автоматизированный участок (ГАУ) – это ГПС, состоящая из нескольких гибких производственных модулей, объединенных автоматизированной системой управления, функционирующая по технологическому маршруту, в котором предусмотрено изменение последовательности использования технологического оборудования (рис 4.1 [1]).
На участке производится механическая обработка деталей и сборка гидравлических обратных клапанов. Всей системой участка управляют несколько микро ЭВМ, связанных с общей ЭВМ цеха.
Для транспортировки изделий применяются транспортные тележки и конвейерные системы (при увеличении серийности выпуска).
Загрузочно – разгрузочные устройства представляют собой агрегат, объединяющий емкость для накопления заготовок (бункер или магазин), захватно–ориентирующий механизм (осуществляет захват заготовки, ее ориентацию и подачу в станок), кантователь (служащий для поворота заготовки в процессе транспортирования) и отсекатель (для поштучного отделения заготовок от общего потока).
4.2. Материальные потоки – основа проектирования транспортной системы
В цехах механической обработки или сборки выполняют различные транспортно – загрузочные операции:
загрузку полуфабрикатов, инструментов, приспособлений и изделий для хранения их на складе и их выгрузку по требованию;
загрузку полуфабрикатов, инструментов, приспособлений и изделий для подачи их к рабочим местам и обратно;
межоперационные перемещения заготовок между станками.
Все перечисленные выше операции выполняются с помощью транспортных систем (ТС).
Автоматическая транспортная система – совокупность взаимосвязанных, автоматически действующих, устройств для транспортирования различных изделий в системе автоматически работающих машин (станков).
Автоматизированная транспортная система отличается от автоматической тем, что транспортно–загрузочные операции автоматизированы частично. Такие системы используют в поточных автоматических линиях.
Основой для проектирования транспортной системы является схема материальных потоков цеха и участков, которая должна быть составлена с учетом обеспечения мощности грузопотоков.
Грузовые потоки цеха представляют собой определенную схему движения предметов труда в соответствии с последовательностью производственного процесса.
Грузопотоки классифицируются по следующим признакам:
в зависимости от массы груза (миниатюрные – 0,01 кг; легкие – от 0,01 до 0,05 кг; средние от 0,5 до 16 кг; переходной массы от 16 до 125 кг; тяжелые более 125 кг);
в зависимости от способа загрузки (в таре, без тары, навалом, ориентированные, кассетированные в пакетах, на спутниках);
в зависимости от формы груза (тела вращения; корпусные и т.п.);
в зависимости от материала груза (металлические, неметаллические);
в зависимости от свойств материала груза (твердые, хрупкие, пластичные, магнитные).
Расчет интенсивности грузопотоков и определение их оптимальных схем является одной из составляющих частей проекта цеха.
Например, для подачи отливок со склада в цех годовой грузопоток составит:
, (4.1)
где nз – число наименований заготовок направляемых в цех;
Mз – масса заготовки данного наименования, кг;
Nз – годовая программа заготовок данного наименования, шт.
Все виды заготовок и деталей, поступающих в цех , составляют полный грузопоток поступающих в цех грузов:
Гз.д =
Гз (4.2),
где k – число видов грузов, поступающих в цех.
По величине полного грузопотока рассчитывается межцеховой транспорт.
Организация оптимальных грузопотоков включает в себя решение таких задач, как сокращение общей длины транспортных путей, пересечений и разветвлений, исключение транспортных петель и возвратных трасс, обеспечение ремонтопригодности транспортных средств. Все это приводит к снижению капитальных и эксплуатационных затрат.
В общем случае транспортная система состоит из транспортных средств (ТСР) доставки грузов и загрузочно – разгрузочных средств, обеспечивающих связь с технологическим оборудованием.
В зависимости от характеристик перемещаемых грузов возможны различные основные варианты построения транспортной системы (рис. 4.2 [1]).
В качестве транспорта для перевозки грузов со стороны применяют железнодорожный и автомобильный транспорт. Внутри цеха применяют автоматические тележки (робокары), электрокары, электропогрузчики, мостовые и поворотные краны, подвесные кранбалки (с нижним управлением), ленточ–ные, роликовые, шаговые, подвесные конвейеры, поворотные столы.
Составными элементами транспортной системы являются загрузочно–разгрузочные устройства (для автоматизированного производства это автооператоры), встроенные непосредственно в оборудование или расположенные рядом промышленные роботы, портальные автооператоры, агрегаты загрузки и разгрузки.
Автоматизированный и автоматический транспорт обслуживает горизонтальные, вертикальные и смешанные грузопотоки.
Транспортные системы автоматических линий (рис. 4.3 [1]). В синхронных системах станки 1 – 3 связаны конвейером 4. Заготовки 7 по окончании их обработки на всех станках одновременно перемещаются конвейером на следующие позиции, где происходит последующая обработка.
В несинхронных системах станки и конвейеры работают независимо и перед каждым станком расположен накопитель 5, куда конвейер 4 транспортирует обработанные заготовки. Независимость работы транспортной системы от работы станков позволяет при отказе одного или нескольких станков не прекращать некоторое время работу ГПС.
Автоматические линии имеют транспортные спутниковые и бесспутниковые системы. В первых заготовки 7 перемещаются и обрабатываются в спутниках 6. После обработки детали с них снимаются, а спутники возвращаются конвейером на первую позицию обработки.
В бесспутниковые системах заготовки перемещаются конвейером и обрабатываются без спутников. Различают транспортные системы со сквозной и несквозной трассами транспортирования.
В первых заготовки 7 перемещаются из одной зоны обработки в другую межоперационным конвейером 4, во вторых – заготовки перемещаются в три приема: вначале из зоны обработки автооператором 8 на конвейер 4 и перемещаются им на один шаг, после чего загружаются автооператором в зону обработки.
В некоторых системах, кроме межоперационного конвейера 4, используются загрузочно – разгрузочные устройства (автооператоры и промышленные роботы).
В зависимости от способа компоновки транспортные системы подразделяются на ветвящиеся и неветвящиеся.
Ветвящиеся системы оснащены устройствами, которые делят поток деталей на несколько потоков в зависимости от того , к скольким параллельно работающим станкам нужно подать заготовки.
Неветвящиеся системы характеризуются наличием одного потока заготовок и отсутствием устройств деления потока.
В зависимости от способа использования сил для перемещения деталей транспортные системы подразделяют на следующие виды:
принудительные, где для перемещения изделий применяются промышленные роботы, автооператоры, конвейеры (шаговые, роторные, ленточные, цепные и т.п.);
полусамотечных, где для перемещения изделий используются силы тяжести и устройства, уменьшающие силы трения (роликовые конвейеры);
самотечные, использующие для перемещения изделий и спутников силы тяжести (лотки, склизы и т.п.).
По времени перемещения в течение рабочего дня транспортной системы их подразделяют на действующие периодически либо непрерывно.
Транспортные системы ГПС могут быть различных типов: межцеховыми, цеховыми , межоперационными.
Транспортные связи, охватывая практически все виды грузопотоков: между цехами, участками, станками и все элементы перемещений, во многом определяют организационно–технические требования к транспортным системам (рис. 4.4 [1]).
Возможно комбинированное применение периодического и непрерывного перемещений грузов при условии разделения транспортных средств буферными накопителями, функции которых могут выполнять как сами транспортные средства, так и вспомогательные устройства или тара.
Для ГПС типа участка можно выделить межучастковый (внесистемный), межоперационный и операционный транспорт. Первый обеспечивает связь ГПС с другими производственными подразделениями и, прежде всего с системой более высокого уровня управления, обеспечивающей ГПС заготовками, средствами оснащения и определяющей дальнейшее транспортирование готовых изделий к потребителю. Роль этого транспорта меняется в зависимости от степени автономности ГПС.
Основное средство для связи рабочих мест в ГПС – межоперационный транспорт. Операционные транспортные средства перемещают грузы (заготовки, полуфабрикаты, готовые изделия, средства оснащения, стружку, СОЖ) в пределах технических операционных единиц (ГПМ, позиции контроля, комплектации, кантования и т.п.). В качестве транспортных средств используют автооператоры (для замены инструмента), роботы (для установки заготовок и смены деталей), устройства перемещения тары, спутников, палет.
Схема транспортных потоков определяется технологическими и организационными решениями, полученными на этапе предварительной разработки ГПС. Варианты транспортных потоков для различного состояния заготовок на входе их в транспортную систему и взаимодействия внесистемного и межоперационного транспорта ГПС (транспортные перемещения для простоты показаны однонаправленными) представлены на рис. 4.5 [1].
Ориентированные перед входом на транспортную систему заготовки не требуют в ГПС операций комплектации, т.е. ориентации и сборки их с приспособлениями - спутниками или ячеистой тарой.
При изготовлении изделий типа тел вращения операция комплектации может быть выполнена непосредственно на ГПМ автоматически, поэтому в зависимости от типа ГПМ и способа подачи заготовки можно использовать один из вариантов комплектации: вне системы ГПС на специальных рабочих местах или непосредственно на ГПМ.
Для стыковки различных транспортных средств необходимо предусматривать устройства передачи грузов (УПГ). Они могут быть выполнены как автономные объекты, а также встроены в одно из транспортных средств транспортирования или хранения грузов.