5. Определение состава оборудования для транспортирования деталей

Работа автоматизированного комплекса во многом зависит от работы его транспортной системы. Транспортная система автоматизированного комплекса может состоять только из системы транспортирования деталей или включать в себя еще и систему транспортирования инструмента. Транспортная система деталей связывает между собой станки и позиции загрузки и разгрузки деталей, обеспечивая своевременную подачу заготовок к станкам и вывод со станков, обработанных деталей.

Транспортная система инструмента осуществляет своевременную доставку и замену инструментальных наладок или всего магазина инструментов станков для оснащения его необходимым инструментом. Транспортная система располагается вдоль станков с одной стороны (прямолинейная) или вокруг их (круговая), а транспортирование спутников с (заготовками) и обработанными деталями осуществляется либо с помощью роликовых конвейеров (непрерывный транспорт), либо подвижных механизмов – штабелеров, промышленных роботов и т. д. (дискретный транспорт).

Работа автоматизированного комплекса, оснащенного накопителем для хранения спутников, позициями загрузки-разгрузки спутников и позициями контроля для проверки результатов обработки, требует организации доставки спутников с позиций на станки и обратно. Эти функции выполняют подвижные транспортные механизмы штабелеры, расположенные по обе стороны стеллажа.

Штабелер, расположенный со стороны станков, должен передавать спутники с заготовками со стеллажа на станки и со станка на станок, если деталь обрабатывается на нескольких станках последовательно, а также спутники с обработанными деталями со станка в стеллаж.

Для определения числа штабелеров, расположенных со стороны станков, на стадии технического предложения необходимо знать усредненный маршрут обработки деталей по станкам. Это позволит определить общее число перемещений спутников со станка на станок в течение определенного отрезка времени (удобнее всего месяца). Зная число обрабатываемых деталей, число установок, выходящих на контроль и возвращающихся для продолжения обработки, а также маршрут движения установок по станкам, можно подсчитать число перемещений штабелера, расположенного со стороны станков.

Для случая «чистого» ГАУ после обработки на станке деталь обязательно возвращается на межоперационный склад, а затем уже на другой станок (каждое наименование деталей по одному разу подается на каждый станок и по одному разу возвращается на склад). Тогда суммарное время Т_ОБСЛ работы штабелера со стороны станков примерно можно выразить формулой:

(5.1)

где n_типСТ=2  число различных типов станков в комплексе; N_СПУТ - количество деталей одного наименования, которое планируется разместить на одном спутнике.

Время выполнения штабелером одной передачи спутника (будь то t_{СТЕЛ-СТ} или t_СТ-СТ) определяется временем отработки им двух кадров. Время передачи (мин) спутника штабелером

t_ПЕР = 2t_К + 2 ∙ t_ПОД + 2   t_В.С (5.2)

где t_К  время расчета и передачи кадра от ЭВМ на локальную систему ЧПУ, управляющую штабелером, мин; t_ПОД – время подхода к заданному месту, мин; t_В.С – время работы цикловой автоматики телескопического стола штабелера по выполнению операции «Взять спутник» (из ячейки, из загрузочного устройства станка), мин; t_П.С – время работы цикловой автоматики телескопического стола штабелера по выполнению операции «Поставить спутник» (в ячейку, на загрузочное устройство станка), мин.

Время t_К зависит от быстродействия локальной системы ЧПУ и от системы программного обеспечения и колеблется в пределах 1,5..10 с. Время t_В.С = t_П.С  зависит от времени отработки цикла телескопическим (выдвижным) столом штабелера и находится в пределах 0,15..0,3 мин. Время подхода штабелера к заданной точке

t_ПОД = (5.3)

где V скорость перемещения штабелера вдоль осей Х и У, м/мин. Для расчета этих величин необходимо произвести подбор моделей транспортного оборудования

Выбираем рельсовый - подвесной кран-штабелер, параметры которого приведены в табл.5.1.

Таблица 5.1 - Параметры кран-штабелера

Параметр	РШ П-500
Грузоподъемность, кг	500
Высота стеллажа, м	1,21
Размеры, мм
Расстояние от рельсового пути до нижнего рабочего положения грузозахвата, мм	450
Скорость передвижения крана-штабелера, м/мин	15
Скорость подъема грузозахватного органа, м/с	0,3
Скорость выдвижения грузозахватного органа, м/с	0,26
Суммарная мощность, кВт	6

Рисунок 5.1 – робот-штабелер мод. РШ П-500

Для оценочных расчетов среднего перемещения штабелера можно использовать формулу

20 м (5.4)

где С_Я и А – соответственно высота и длина ячейки стеллажа, м; К_СТ – число принятых ячеек стеллажа.

t_ПОД = = 79с

t_ПЕР = 2(2 + 79 + 0,26) = 162c = 2,7 мин

ч

Рассчитав суммарное время обслуживания станков, можно определить число штабелеров для выполнения этой работы. Коэффициент загрузки штабелера

(5.5)

где Ф_Ш – фонд работы штабелера.

Если К_ЗАГР =0,99≤ 1, то необходимо иметь один штабелер расположен со стороны станков.

После того как определено число штабелеров, расположенных со стороны станков, желательно рассчитать допустимое суммарное время простоев штабелера во время смены. Это необходимо для того, чтобы знать время, которым будет располагать обслуживающий персонал комплекса на устранение неисправностей штабелера, не допуская при этом простоев оборудования. Суммарное время простоев включает в себя время простоя как в результате неисправности самого штабелера (механической и электронной частей), так и по вине оператора, не успевшего загрузить или разгрузить спутник, и задержавшего передачу его на станок.

Штабелер расположенный со стороны позиций загрузки, разгрузки, должен подавать пустые спутники на позицию загрузки, устанавливать загруженные спутники в стеллаж, доставлять спутники с деталями на позиции контроля и разгрузки. Для определения числа штабелеров со стороны позиций необходимо, прежде всего, устанавливать число перемещений штабелера в этой зоне. Это несложно сделать, зная число деталей, обрабатываемых на автоматизированном комплексе, и число деталей, выходящих на позицию контроля.

Время на передачу спутника, затрачиваемое штабелером, работающим со стороны позиций, определяется аналогичным образом для расчета времени, затрачиваемого штабелером, работающим со стороны станков. Оно складывается из тех же величин. Станки, заменяются позициями загрузки, разгрузки и контроля.

Определяем среде перемещение штабелера:

20 м (5.6)

Время подхода штабелера к заданной точке:

t_ПОД = = 79с (5.7)

Время передачи спутника штабелером:

t_ПЕР = 2t_К + 2 ∙ t_ПОД + 2 ∙ t_В.С = 2 ∙ (2 + 79 + 0,26) = 162 c = 2,7 мин (5.8)

Предполагая, что штабелер с позиции обязательно возвращается на межоперационный склад, а затем уже на другую позицию (каждое наименование деталей по одному разу подается с позиции загрузки на склад, со склада на позицию контроля, а также некоторые детали подаются на позицию контроля). Тогда суммарное время Т_ОБСЛ работы штабелера стороны позиций примерно можно выразить формулой:

ч (5.9)

где n_ПОЗ.К, n_ПОЗ.З, n_ПОЗ.Р  число позиций контроля, загрузки и разгрузки в комплексе; К_СТЕЛ  принятое число ячеек стеллажа.

Тогда коэффициент загрузки штабелера:

(5.10)

Так как К_ЗАГР =0,3≤ 1, то необходимо иметь один штабелер расположен со стороны позиций загрузки, разгрузки, контроля.