16.4. Планировки ртк

 

Роботизированные технологические комплексы могут входить в автоматизированные участки и линии цеха. ПР здесь выполняет вспомогательные операции типа «взять – положить», а иногда и основные операции – сборку, сварку, окраску.

Планировки РТК могут быть:

 линейная;

 круговая;

 линейно – круговая;

 объемная (в несколько этажей).

В линейной планировке РТК (рис. 16.9) отсутствует межоперационная транспортная система, а передача предметов производства от одного станка к другому осуществляется непосредственно входящими в них ПР. Такие РТК могут быть иметь как централизованное управление, так и систему децентрализованного управления. Все станки работают синхронно в едином ритме, обеспечивая заданную программой последовательность рабочих операций и холостых ходов. Такие линии с прямой жесткой связью между станками наиболее просты и имеют наименьшую стоимость. Однако они требуют строго определенного взаимного расположения основного технологического оборудования.

Рис. 16.9. Линейная планировка РТК

 

На рис. 16.10 – 16.12 показан более сложный вариант линейной планировки РТК, в котором связи между технологическим оборудованием осуществляется с помощью операционных транспортных средств. Они позволяют территориально развязать отдельные станки и тем самым облегчить компоновку всего комплекса. Работа отдельных станков не зависит здесь друг от друга.

Рис. 16.10. Линейная планировка РТК

 

Рис. 16.11. Линейная планировка РТК

 

Рис. 16.12. Линейная планировка РТК с подвижным промышленным роботом (эл. тележкой).

 

На рис. 16.3 – 16.14 показаны круговые планировки РТК.

Рис. 16.13. Круговая планировка РТК

 

Рис. 16.14. Круговая планировка РТК.

 

Контрольные задания

 

Задание 16.1.

Что относится к производственной площади?

Задание 16.2.

Что включает вспомогательная площадь цехов?

Задание 16.3.

Что является основным показателем для определения общей площади цеха?

Задание 16.4.

Виды планировок РТК?

Задание 16.5.

Типы компоновок ГПС?

Ответы на контрольные задания

 

Ответ 1.1.

 

Состав завода определяется:

• размерами выпуска продукции;

• характером технического процесса;

• требованиями, предъявляемыми к качеству изделий;

• специализацией производства;

• кооперацией завода с другими предприятиями (например, если завод в порядке кооперации получает отливки со стороны, то в его составе не должно быть литейного цеха).

 

Ответ 1.2.

 

К экономическим задачам относятся:

• установление производственной программы предприятия с указанием номенклатуры изделий, их количества, веса, стоимости одного изделия и всего количества по программе;

• выяснение источников сырья, материалов, полуфабрикатов, топлива, электроэнергии, воды, газа;

• определение и выбор наивыгоднейшей географической точки расположения завода;

• определение необходимых размеров основных и оборотных средств;

• решение вопросов финансирования предприятия;

• составление плана развертывания завода;

• выяснение потребности в жилищном и социально-культурном строительстве.

 

Ответ 1.3.

 

• основание для разработки;

• назначение производственной системы;

• цель;

• краткая техническая характеристика;

• основные технико-экономические показатели;

• основные исполнители;

• изготовитель оборудования;

• сроки изготовления;

• сроки проведения проектных работ;

• источники финансирования.

 

Ответ 1.4.

 

В исходных данных для проектирования должны быть указаны:

• номенклатура изделий, узлов и деталей, подлежащих изготовлению и сборке (цеховой список);

• годовая программа выпуска по каждому наименованию изделий и деталей, включенных в цеховой список;

• подетальный перечень с указанием количества подлежащих выпуску запасных частей;

• режим работы цеха;

• заводской технологический маршрут, определяющий характер заготовки и последовательность прохождения по цехам завода обрабатываемых деталей и собираемых в цехе узлов;

• схема генерального плана завода.

 

Ответ 1.5.

 

где: К_В – коэффициент, учитывающий различие в весе (массе);

К_сер – коэффициент, учитывающий различие серийности;

К_сл – коэффициент сложности;

К_п – коэффициент, учитывающий другие особенности объекта, например различие в точности изделия представителя, наличие комплектующих поставок по кооперации отдельных узлов или агрегатов и др.

 

Ответ 2.1.

 

Основными классификационными признаками ГАП являются:

• масштабность структуры;

• сфера использования(по группам отраслевых производств, видам работ, массе и габаритам продукции);

• технический уровень (гибкость, степень автоматизации, рост производительности).

 

Ответ 2.2.

 

Гибкость:

• возможность обрабатывать на одной и той же технологической линии различные детали в различных сочетаниях;

• возможность изменения в любой момент стратегии производства в зависимости от необходимости;

• модифицирование обрабатываемых деталей без привлечения дополнительных значительных затрат;

• изменение состава технологической линии в зависимости от требований;

• повторное использование значительного процента существующих капиталовложений в том случае, если приходится полностью менять тип продукции.

 

Ответ 2.3.

 

• способность выполнять различные операции для одной и той же детали;

• способность выполнять одинаковые или различные операции для разных деталей;

• способность самонастройки при возникновении критической ситуации (например изменения толщины срезаемого металла, поломка режущего инструмента и т.д.).

• способность самоконтроля выполненных операций (например, диаметр отверстий) и последующего принятия решений;

• способность заменять те модули обработки, которые вышли из строя;

• способность самоуправления некоторыми из общепринятых устройств (электронный щуп, устройство контроля инструмента, устройство очистки палет и т.д.).

 

Ответ 3.1.

 

Гибкость станочных модулей определяется тремя видами связей:

• транспортировкой заготовок и деталей между складом, позицией установки (снятия) деталей, контрольно-измерительным модулем. Расстановка станочных модулей зависит от вида выбранного транспорта (конвейеры, рольганги, рельсовые тележки или робокары), а также организации централизованного или децентрализованного складирования заготовок (общий склад, общие накопители паллет, индивидуальные накопители у каждого станка и различные комбинации этих трех видов).

• подачей режущего инструмента к станкам (наличие центрального инструментального склада, единого для всех станков; индивидуальные на каждый станок сменные магазины или индивидуальная подача инструмента на каждый станок с участка предварительной настройки инструмента и др.).

• информационными потоками между ЭВМ, управляющими различными модулями системы, общим использованием различных пакетов программного обеспечения и пультами управления.

 

Ответ 3.2.

 

Станочная система – управляемая совокупность станков и вспомогательного оборудования, предназначенная для обработки одной, нескольких подобных заготовок или заготовок широкой номенклатуры на основе одного, нескольких или различных маршрутных технологических процессов.

 

Ответ 4.1.

 

При проектировании цеха или участка необходимо иметь данные о трудоемкости изделия. Трудоемкостью изделия называют время, затраченное на его изготовление и выраженное в человеко-часах (Т_чел.ч.).

Т_чел.ч. определяется по нормативам, отражающим применение в производстве современных методов и средств.

 

Ответ 4.2.

 

Станкоемкость представляет собой время, затрачиваемое станком (или станками) для выполнения данной операции или всех машинных операций при изготовлении детали, узла или изделия в целом (в станко-часах или станко-минутах).

Станкоемкость операции t_c равна штучному времени t_шт, представляющему собой сумму:

или

где: – процент потерь времени от оперативного времени

 

Ответ 4.3.

 

 

Ответ 4.4.

 

где: t_оп – оперативное время;

Т – такт выпуска деталей.

 

Ответ 5.1.

 

Грузы следует классифицировать по транспортно-технологическим характеристикам:

• массе;

• размеру;

• форме;

• способу загрузки;

• виду материала;

• свойствам материала.

 

Ответ 5.2.

 

Технические средства ТНС делятся на две группы: основное оборудование и вспомогательное.

Основное ооборудование: автоматические стеллажные и мостовые краны-штабелеры, транспортные и прегрузочные работы, конвейеры, накопители, перегрузочные и ориентирующие устройства, технические средства автоматического управления и транспортно-складская тара.

Вспомогательные средства: толкатели, сбрасыватели, адресователи, ориентаторы, подъемники, питатели и др.

 

Ответ 5.3.

 

Конвейером называют машину для непрерывного транспортирования изделий. Отличительной особенностью многих конструкций конвейеров, наряду с выполнением функций по перемещению заготовок, является возможность образования небольших межоперационных заделов, обеспечивающих независимую работу сложных станков в составе АЛ. Имеются конструкции конвейеров, которые при транспортировании производят распределение заготовок на несколько потоков (см. ниже).

По способу транспортирования конвейеры делят на непрерывного и прерывистого (дискретного) действия.

 

Ответ 6.1.

 

Лотковые загрузочные устройства могут применяться для объемных деталей и более сложной формы типа небольших корпусных деталей, кронштейнов, качалок и т.д. с плоской нижней поверхностью. В этом случае лоток может быть изготовлен в виде рольганга.

 

Ответ 6.2.

 

Бункер должен вмещать такое количество деталей, которое может обеспечить непрерывную работу РТК в течение необходимого времени. Чаще всего это время принимается кратным ритму выпуска продукции или составляет часть ( ) времени рабочей смены.

;

где: - объем одной заготовки, см³;

- период времени непрерывной работы при одной заправке, мин;

t – штучное время обработки, мин;

К_V – коэффициент объемного заполнения (зависит от формы заготовок и их состояния в бункере; К_V = 0,5 0,69).

 

Ответ 6.3.

 

Предельная технологическая производительность вибрационных загрузочных устройств может быть определена из условия перемещения правильно ориентированных заготовок, движущихся плотным потоком друг за другом:

где: - скорость транспортирования заготовок, м/с;

l – длина заготовки, мм.

 

Ответ 7.1.

 

• малогабаритность подвижного состава;

• большой диапазон регулирования производительности;

• полное освобождение проездов после прохождения транспортного робота для других видов транспорта;

• автономность действия.

 

Ответ 7.2.

 

В системах с челночным перемещением приспособлений – спутников вдоль оси одноместные загрузочные устройства располагаются с двух сторон от стола. Каждое загрузочное устройство выполнено в виде тумбы с конвейером, направляющими и приводами перемещения спутников. При смене спутника стол станка сначала перемещается по оси Х к свободному загрузочному устройству для передачи спутника с обработанной заготовкой, а затем к загрузочному устройству, на котором находятся спутники с новой заготовкой.

 

Ответ 7.3.

 

Устройство смены спутников с позицией загрузки и поворотным столом обеспечивает оператору удобный доступ как к станку, так и к позиции загрузки при замене и подготовке к обработке различных заготовок.

 

Ответ 7.4.

 

Компоновку одноместных и многоместных загрузочных устройств выбирают в каждом конкретном случае, исходя из условий эксплуатации станков:

• планировки оборудования;

• направленности технологических потоков;

• схемы транспортирования обрабатываемых заготовок и т.д.

 

Ответ 7.5.

 

Выбор типа внутрицехового транспорта и планировка транспортной системы зависят:

1. от типа и характера производства;

2. производственной программы;

3. строительной части производственного корпуса;

4. используемого технологического оборудования и др. факторов.

 

Ответ 8.1.

 

Склады промышленных предприятий целесообразно классифицировать на:

• склады прибытия (материалы, комплектющие изделия);

• промежуточные производственные склады (заготовки, полуфабрикаты, инструмент, технологическая оснастка);

• склады отправления (готовая продукция).

 

Ответ 8.2.

 

По уровню механизации и автоматизации склады делятся на пять типов:

• немеханизированные;

• механизированные;

• высокомеханизированные;

• автоматизированные;

• автоматические.

 

Ответ 8.3.

 

Наиболее распространенный автоматический стеллажный склад состоит из следующих элементов:

• стеллажные конструкции;

• автоматические штабелирующие машины;

• транспортно-складская тара;

• устройства для перегрузки тары (порожней или груженой) со штабелирующей машины на накопитель;

• напольные накопители (конвейеры или специальные устройства);

• устройства для передачи тары с накопителя на транспортную систему ГПС или в обратном направлении;

• технические средства систем автоматического управления складом.

 

Ответ 9.1.

 

При функциональном рассмотрении любого склада как системы в его структуре можно выделить три функциональные подсистемы (рис. 9.1):

• прием грузов с внешнего по отношению к складу транспорта;

• хранение принятых грузов;

• выдача грузов со склада на транспорт.

 

Ответ 9.2.

 

где: - масса заготовок, полуфабрикатов, деталей проходящая через цех в течение года, т.

t – нормативный запас хранения грузов на складе, (календарные дни);

q – средняя грузонапряженность площади склада, т/м²;

D – число календарных дней в году;

k_и – коэффициент использования площади;

k_и = 0,25 0,3 – при обслуживании склада напольным конвейером;

k_и = 0,35 0,4 – при обслуживании стеллажными и мостовыми кранами-штабелерами.

 

Ответ 9.3.

 

;

где: m – масса деталей, обрабатываемых в цех (на участке) в течение года;

t – запас хранения, сут.

i – число доставок полуфабрикатов деталей на склад

где: n – число операций технологического процесса;

D – число календарных дней в году;

q – грузонапряженность склада, Т/м²; (q 15 T/м²).

K_и – коэффициент использования площади склада

K_и 0,5

 

Ответ 10.1.

 

Компоновки автоматических складов с учетом транспортных подсистем и производственных комплексов ГПС можно подразделить:

1) по количеству складов: с одним, двумя, тремя складами (склад полуфабрикатов, готовых изделий, оснастки и инструмента) и четырьмя складами (склад полуфабрикатов, готовых изделий, инструмента и оснастки, отходов производства) и т.д.

2) по выполняемым функциям штабелирующей машины: склады, где штабелер обслуживает только секции хранилища; склады где штабелер обслуживает стеллажи хранилища и осуществляет транспортировку грузов внутри ГПС (подачу полуфабрикатов к производственному оборудованию, готовых деталей на склад с производственного участка и т.д.);

3) по транспортным связям складов и производственных участков: с непрерывным транспортом (напольным или подвесным); с дискретным транспортом (тележками рельсовыми и безрельсовыми, каретками-операторами);

4) по расположению их по отношению к производственным участкам: линейное расположение - стеллажи склада размещены в одну линию с рядом станков участка; поперечное - стеллажи склада установлены перпендикулярно к рядам станков; параллельное - стеллажи расположены параллельно рядам производственных комплексов.

 

Ответ 11.1.

 

Организация эксплуатации режущего инструмента в ГПС включает:

• приемку поступающего режущего и вспомогательного инструмента;

• его комплектацию и размерную настройку в сборе со вспомогательным инструментом;

• доставку наладок инструментов к станкам ГПС;

• наблюдение за состоянием инструмента при обработке деталей и его своевременную замену;

• систематизированное хранение и учет.

 

Ответ 11.2.

 

Проектирование системы инструментального обеспечения (СИО) в ГПС ведется в следующей последовательности:

• по номенклатуре деталей, подлежащих обработке в ГПС, выбирается тип СИО;

• расчет основных характеристик СИО с индивидуальной подачей инструмента;

проработка конструкций устройств СИО.

 

Ответ 11.3.

 

Количество необходимых в ГПС инструментов определяется:

• номенклатурой обрабатываемых деталей;

• сложностью деталей (количеством различных поверхностей, каждая из которых требует для своей обработки отдельного инструмента);

• трудоемкость обработки деталей;

• условиями эксплуатации инструментов (вероятностью поломки);

• стойкостью инструмента.

 

Ответ 12.1.

 

Функции подсистемы технического управления:

• - числовое программное управление приводами обрабатывающего оборудования.

• - автоматическая настройка и перенастройка систем СПИД отдельных станков САН;

• - адаптивное управление обработкой на станках САУ

• - режимами резания t, s, V;

• - силовыми параметрами резания ; М_кр, Р_z;

• - тепловыми параметрами резания: ;

• - техническое диагностирование элементов системы ГАТС, обеспечивающих требуемое формообразование:

1) контроль готовности станка к работе;

2) оперативная цикловая диагностика;

3) оперативная узловая диагностика;

4) специальные метолы диагностики;

5) диагностика по результатам обработки.

 

Ответ 12.2.

 

Создание СТД включает:

• - анализ и оптимизацию состава диагностируемых параметров ГПС;

• - разработку методов и средств диагностирования, принципов построения оптимальных тестов функционального сложного автоматического оборудования;

• - разработку основ синтеза специальных средств технического диагностирования ГПС, обладающих улучшенными характеристиками отказоустойчивости, контролепригодности и самоконтроля, специальных методов проверки правильной работы программного обеспечения ГПС.

 

Ответ 12.3.

 

В международной практике приняты следующие обозначения систем ЧПУ:

NC(ЧПУ) – числовое программное управление.

HNC – разновидность устройства ЧПУ с заданием программы оператором с пульта с помощью клавиши, переключателей и т.д.

SNC – устройство ЧПУ, имеющее память для хранения всей управляющей программы;

CNC – автономное управление станком с ЧПУ, содержащее мини-ЭВМ или процессор;

DNC – групповое управление станками от общей ЭВМ.

 

Ответ 13.1.

 

Контрольно-измерительная система (в литературе встречается система автоматического контроля САК) является важнейшим звеном ГПС. Эта система решает следующие задачи:

• получение и представление информации о свойствах, техническом состоянии и пространственном расположении контролируемых объектов, а также о состоянии технологической среды и производственных условий;

• сравнение фактических значений параметров с заданными;

• передача информации о рассогласованиях с моделями производственного процесса для принятия решений на различных уровнях управления ГПС.

• получение и представление информации об использовании функций КИС должна обеспечивать:

• возможность автоматической перестройки средств контроля в пределах заданной номенклатуры контролируемых объектов;

• соответствие динамических характеристик КИС динамическим свойствам контролируемых объектов;

• полноту и достоверность контроля;

• надежность средств контроля.

 

Ответ 13.2.

 

При создании КИС разработчику необходимо:

• установить основные принципы, которые будут заложены в КИС (централизация контроля, степень его автоматизации и совмещения с обработкой, использование статистических методов, полнота контроля и т.д.).

• выявить и оптимизировать номенклатуру и характеристики измеряемых параметров продукции, режимов работы элементов ГПС, работоспособности оборудования, приспособлений, инструментов;

• определить перечень информации и формы ее представления в КИС, а также из КИС в систему управления ГПС.

• выбрать средства измерений, обеспечивающие требуемую точность и надежность функционирования ГПС.

• определить характеристики надежности оборудования, приспособлений и инструмента, а также периодичность контроля и работоспособности;

• установить функциональные связи КИС в общей системе управления ГПС.

 

Ответ 13.3.

 

КИС может функционировать в пяти режимах:

• запуск;

• рабочий (номинальный);

• наладочный (перестройки);

• плановый останов;

• аварийный.

 

Ответ 14.1.

 

Применяются следующие способы уборки стружки из рабочей зоны станков: механический с помощью транспортеров, скребков, щеток; гравитационный, при котором стружка падает на наклонные поверхности приспособлений и станков и затем сваливается на транспортер под станками; смывание стружки струей эмульсии, отсасывание стружки сжатым воздухом, удаление стружки электромагнитом; комбинированный способ.

 

Ответ 14.2.

 

В общем виде производительность (м³/мин) ленточных конвейеров для удаления стружки определяется по формуле:

где: F – поперечное сечение желоба конвейера, м² (ширина желоба умноженная на высоту среднего слоя стружки, м).

V – скорость движения ленты, м/мин

K – коэффициент заполнения желоба стружкой

K – 0,4 0,5

 

Ответ 14.3.

 

Производительность винтовых конвейеров:

где: n_в – частота вращения винтов, об/мин.

где: Р_в – шаг, м.

 

Ответ 15.1.

 

Типы, конструкции и размеры зданий для цехов выбираются в зависимости от следующих факторов:

а) название здания

б) характера и размеров объекта производства, объема производимой продукции, характера технологического процесса, характера применяемого оборудования

в) типов, размеров и грузоподъемности кранов и транспортных устройств

г) требований, предъявляемых в отношении освещения, отопления, вентиляции.

д) условий удаления и отвода атмосферных осадков

е) учета возможности дальнейшего расширения здания.

ж) рода применяемого строительного материала.

 

Ответ 15.2.

 

Подземная часть здания, передающая нагрузку от наземной части на основание, называется фундаментом.

 

Ответ 15.3.

 

По конструктивному признаку стены здания разделяются на несущие и каркасные (в каркасных зданиях).

 

Ответ 16.1.

 

К производственной площади относится площадь, занятая производственным оборудованием и рабочими местами у этого оборудования, верстаками, стендами, а также рабочими местами для выполнения слесарных, сборочных и вспомогательных производственных операций рабочими местами мастеров и контролеров, средствами механизации и автоматизации, межоперационным транспортом, складами заделов, проходами и проездами между рядами станков (кроме магистральных).

 

Ответ 16.2.

 

Вспомогательная площадь включает площади, занятые вспомогательными подразделениями (ремонтными и инструментальными службами, лабораториями, объектами складского хозяйства), а также магистральными проездами между цехами.

 

Ответ 16.3.

 

Основным показателем для определения общей площади цеха и каждого из его производственных участков при разработке компоновочного плана цеха является удельная площадь (площадь, приходящаяся на один производственный станок). Удельные показатели разрабатываются отраслевыми проектными организациями.

 

Ответ 16.4.

 

Планировки РТК могут быть:

• линейная;

• круговая;

• линейно – круговая;

• объемная (в несколько этажей).

 

Ответ 16.5.

 

Типы компоновок ГПС:

• произвольная;

• функциональная;

• модульная;

• групповая;

• ступенчатая.