Организация и планирование машиностроительного производства (произв

Признаки

Степень совмещения обработки с транс­ портированием

Состав оборудования

Число потоков

Зависимость потоков

Число типов одновре­ менно обрабатывае­ мых деталей

Степень переналадки

Компоновка оборудо­ вания

Расположение обору­ дования относительно транспортного потока

Рис. 2.17. Варианты автоматических линий в зависимости от конструктивно-компоновочных признаков

обрабатываемых изделий не делится, обработка на каждой операции производится на одном станке. Примером такой линии является линия шлифовальной обработки наружных колец подшипников (рис. 2.16, б).

П о х а р а к т е р у в ы п о л н я е м ы х о п е р а ц и й — техно­ логическому назначению — линии подразделяют на комплексные, меха­ нообрабатывающие, механосборочные, сборочные, заготовительные, штамповочные, сварочные и т.д. На комплексной АЛ производственный процесс обеспечивает выпуск готовой продукции обычно в упакованном виде Для такой АЛ характерна определенная совокупность технологиче­ ских'операций, обеспечивают л изготовление например, валов, клапа­ нов, шестерен и т.д. (детальная специализация). Для автоматических ли­ ний предназначаемых только для одной группы операции, например штамповки, литья, резания, сварки и т.д., характерна технологическая

щим большое влияние на организацию их эксплуатации, приведена на рис. 2.17.

П о с т е п е н и с о в м е щ е н и я о б р а б о т к и с транспорти­ рованием линии подразделяют на стационарные, роторные и цепные, а

п о т и п у п р и м е н я е м о г о о б о р у д о в а н и я — на линии из агрегатных, специализированных или специальных станков. По количест­ ву потоков различают одно- и многопоточные линии. Транспортные по­ токи на линиях могут быть зависимыми или независимыми.

П о ч и с л у т и п о в о д н о в р е м е н н о о б р а б а т ы в а е ­ м ы х д е т а л е й линии подразделяют на однопредметные (одноно­ менклатурные) и многопредметные (многономенклатурные). На одно­ предметной автоматической линии одновременно обрабатываются дета­ ли одного наименования по одной или несколько штук'(в многоместных приспособлениях). На многопредметной автоматической линии одновре­ менно обрабатываются детали нескольких наименований и различных типоразмеров одного наименования.

Важным показателем АЛ является возможность их переналадки. Предпосылкой для переналадки АЛ является прежде всего закрепление за ней конструктивно и технологически сходных деталей.

П о к о м п о н о в к е о б о р у д о в а н и я АЛ подразделяются на замкнутые иразомкнутые. Рабочие позиции располагают линейно, по окружности, по прямоугольнику, зигзагообразно, зетобразно ит.д. Распо­ ложение оборудования относительно транспортного потока может быть

Рис. 2.18. Принципиальная схема автоматических линий со сквозным транс­ портированием объектов (а), с гибкой связью отдельных звеньев и участков (б), системой гибко связанных отрезков цепи (в)

ЗУ — загрузочн ое устройство (бункер); А ' — автом ат блокированного участка; А — свободны й

автом ат; —> транспортер

а) неразрывная цепь автоматически действующих производствен­ ных и вспомогательных устройств с непосредственной жесткой переда­ чей полуфабрикатов из одной позиции обработки в другую;

б) система гибко связанных отдельных звеньев, где каждое из звень­ ев представляет собой совершенно независимую машину, а каждая гиб­ кая связь между такими звеньями представляет собой агрегат в виде при­ емника-накопителя запаса полуфабрикатов и автоматического транспор­ тера-перегружателя;

в) система из гибко связанных отрезков цепи, в каждом из которых звенья связаны неразрывно и передача полуфабрикатов из позиции в по­ зицию производится непосредственно, гибкая же связь между отрезками цепи представляет собой приемник-накопитель с автоматически дейст­ вующим транспортером-перегружателем.

Допустимая степень неравенства (скорость расхода задела) усреднен­ ных темпов выпуска определяется периодом времени, через который бун­ кер пополняется некоторым количеством дополнительных полуфабрика­ тов для компенсации исходного задела до момента его возобновления. Это дополнительное количество полуфабрикатов называется компенси­ рующим заделом (ZK), а интервал его пополнения — периодом компен­

А — относительная допустимая величина неравенства усредненных тем­ пов выпуска с соседних участков линии (устанавливают на основе экспе­ риментальных и практических данных).

Разделение автоматической линии на участки с установлением между ними промежуточных бункеров позволяет в ряде случаев уменьшить про­ стои линии, однако это мероприятие не всегда эффективно, так как сопро­ вождается усложнением механизмов линии и не обеспечивает достаточ­ ной надежности ее в эксплуатации. Поэтому промежуточные бункеры нельзя рассматривать как главное средство борьбы с простоями линии. Весьма существенное значение в этом отношении имеет устранение са­ мих причин возникновения простоев путем совершенствования конст­ рукции оборудования и повышения его эксплуатационной надежности, правильного ухода за механизмами, профилактического ремонта и т.д.

Линии со сквозной транспортировкой просты и надежны в эксплуата­ ции, применяются главным образом для обработки изделий такой конфи­ гурации, которая позволяет поступательно скользить им по полозкам и оставаться неподвижными в процессе обработки. Автоматизация транс­

портировки сводится к проталкиванию изделий по полозкам на один шаг после каждого рабочего цикла станков. Линия состоит из одно- и двусто­ ронних агрегатных станков. Недостатком указанных линий являются зна­ чительные затраты времени на холостые ходы, так как перемещение, за­ жим, обработка и освобождение изделий совершаются последовательно. Следовательно, с точки зрения величины вспомогательного времени ав­ томатические линии со сквозной транспортировкой целесообразны при обработке изделий, требующих больших затрат машинного времени. Ли­ ния обслуживается двумя рабочими, один из которых в начале линии про­ изводит загрузку изделий, второй в конце линии — разгрузку или снятие готовых деталей.

Структура ритма автоматических линий со сквозной транспортиров­ кой изделий такова:

1)установка изделия (tBcni);

2)транспортировка изделия на одну позицию вперед (Ц);

3)фиксация и зажим изделия (tBCn2);

4)подвод рабочих инструментов (1ИНстрi);

5)машинное время обработки (по главному технологическому про­

ходу) (tMaiu);

6)отвод рабочих инструментов (t„HCTp2);

7)снятие готовой детали (tBCn2).

Таким образом, ритм работы R:

Величина гтсхн называется технологическим временем ритма. R trp гтехн.

Через каждый промежуток времени R с линии сходит обработанное изделие. Время пребывания каждого изделия в процессе обработки без учета потерь, не связанных с организационной структурой процесса:

Тпреб К *П R(Hpa6 Пхол),

где Тпреб — цикл обработки изделия, мин; п — количество рабочих и хо­ лостых ходов.

Количество деталей, одновременно находящихся в работе (Нп), равно количеству рабочих и холостых ходов линии:

Нп —П — Праб П хол.

Линии с транспортировкой изделий подвесными приспособлениями являются более универсальными и используются для обработки изделий

круглого сечения с большим соотношением длины и диаметра (1/d > 5): изделие в процессе обработки вращается; транспортировка их произво­ дится подъемниками, перемещающимися по рельсам. Подъемники дей­ ствуют синхронно и связаны друг с другом так, что в горизонтальном на­ правлении они перемещаются на один шаг совместно. Обрабатываемые изделия сначала захватываются спускающимися захватами подъемни­ ков, затем освобождаются от зажимов станков, поднимаются подъемни­ ками, перемещаются на один шаг, спускаются и зажимаются на станках для обработки. Этот метод транспортировки довольно сложен и требует значительных затрат времени. Время транспортировки составляет боль­ шой удельный вес в общей длительности ритма, что приводит к потерям в использовании оборудования.

Рассматриваемые линии имеют одностороннее расположение обору­ дования; холостые ходы встречаются редко и главным образом за счет за­ грузочных позиций специальных или агрегатных многопозиционных станков.

Ритм этих линий состоит из следующих элементов:

1)опускание изделия подвесным приспособлением над каждым станком на уровень центров либо на зажимные приспособления;

2)закрепление изделия на станке;

3)пуск станков;

4)подвод инструментов;

5)машинное время обработки (по главному технологическому про-

ходу);

6)отвод инструмента в исходное положение;

7)захват изделия подвесными, приспособлениями;

8)освобождение изделий;

9)подъем изделий подвесными приспособлениями на соответствую­ щую высоту;

10)горизонтальное перемещение изделий подвесными приспособле­

ниями.

Так как указанные автоматические линии имеют загрузочный бункер, то время пребывания изделий в процессе определяется следующим обра­ зом. При периодической (по мере расхода всего запаса) полной загрузке питающего бункера заготовками — время нахождения в процессе 1-й де­

тали бункера Т = R(npa6 + пхол + 1); 2-й детали бункера Т = R(npa6 + пхол + 2); предпоследней детали бункера Т = R(npa6 + пхол + n^); последней детали бункера X R(npa@^ пхол Пщ !)•

На основе арифметической прогрессии определяется среднее время нахождения одного изделия в процессе (Тцср):

При загрузке АЛ по одному изделию (редко применяется) время на­ хождения каждого из них: Тц = R (праб + пхол + 1).

Среднее количество деталей, одновременно находящихся в процессе для первого случая, равно:

Емкость бункера следует выбирать такой, чтобы Тц ср и Нп, а также за­ нятость рабочего были минимальными. Эти линии отличаются от линий со сквозной транспортировкой тем, что:

1)потери на ожидание (из-за несинхронное™ tMaui инструментов) уменьшаются;

2)станки во время транспортаровки выключаются, на транспортаровку требуется больше времени; в R входят два дополнительных эле­ мента: пуск и остановки станка.

Автоматические линии с промежуточными бункерами создаются для обработки изделий небольших габаритов простой формы (шарики, роли­ ки и т.д.) или цилиндрических с отношением 1/d > 5. Изделия траспортируются по желобам, трубам или цепным транспортером, оборудование линии расположено в один ряд, изделия в процессе обработки вращают­ ся, имеют место холостые ходы за счет загрузочных позиций специаль­ ных многопозиционных станков, включенных в линию. Все элементы процесса, в том числе и загрузки изделий, автоматазированы.

Ритм этих автоматических линий состоит из следующих элементов:

1)установка изделия на станки;

2)закрепление изделий;

3)пуск станков;

4)подвод рабочих инструментов;

5)машинное время обработки (по главному технологическому пере­

ходу);

6)остановка станков;

7)отвод рабочих инструментов;

8)распределение изделий на станках;

9)транспортировка изделий на одну позицию вперед.

Транспортировка изделий на следующую рабочую позицию произво­ дится одновременно с другими элементами ритма и не влияет на его про­ должительность. Время нахождения изделия в процессе равно:

Тцср зависит от выбранного ритма, загрузки питающего бункера; при загрузке изделий по 1 шт. Тцср -* min.

Недостатки указанных линий: громоздкость и конструктивная слож­ ность транспортно-загрузочного устройства, значительное увеличение

Потери, связанные с использованием автоматических линий, вызыва­ ются холостыми ходами, несовмещением транспортировки и других вспомогательных элементов процесса с 1маш, наладкой и подналадкой ин­ струментов, приспособлений, оборудования и плановым ремонтом по­ следних, простоями из-за неподачи заготовок и т.д.

Для АЛ с жесткой связью или участка линии с гибкой связью действи­ тельный фонд рабочего времени Ф равен:

Ф Тр + Тпр Тр + Т0б Т-гех + Тпн + Торг,

где Тр — суммарное время работы; Тпр — суммарное время простоев; Тоб— суммарное время восстановления оборудования; Ттех— суммар­ ное время простоев при техническом обслуживании; Тпн — суммарное время простоев при переналадке; Торг — суммарное время простоев по организационным причинам.

Фонд времени АЛ с гибкой связью включает также наложенные про­ стои Т„ал.

Производительность автоматических линий. В практике эксплуа­ тации АЛ оценка их производительности определяется как среднее число изделий, обрабатываемых за определенное время. Для АЛ с жесткой свя­ зью номинальная (цикловая) производительность

QH = q /т..,

где т„ — среднее время одного цикла работы оборудования (номиналь­ ный цикл); q — число изделий, изготовленных за один цикл.

Среднее время одного цикла

где m — число параллельно работающих единиц оборудования, выпол­ няющих одну операцию; TiH— средняя длительность цикла последней единицы или группы параллельно работающего оборудования.

Линию с гибкой связью можно представить как ряд последовательно расположенных участков, каждый из которых характеризуется своим ко­ эффициентом использования. Вводится понятие потенциальной произво­ дительности Qin и потенциального такта Тш выпуска i-ro участка:

Qin — Ч I ^in>

где Tin — средний интервал календарного времени между последователь­ ным выпуском i-м участком линии двух изделий в случае, когда учитыва­ ются только собственные простои оборудования участка.

Оборудование АЛ с гибкой связью имеет разную номинальную и по­ тенциальную производительность. Линии комплектуют специализиро­ ванными станками, и наряду с циклически работающими (бесцентровые, круглошлифовальные, работающие «врезанием», внутришлифовальные, токарные и др.) применяют станки (торцошлифовальные, бесцентровые, круглошлифовальные, работающие «напроход» и др.), имеющие значи­ тельно больший резерв производительности, чем работающие циклично.

В процессе наладки оборудования производительность некоторых встроенных агрегатов может быть установлена выше производительно­ сти лимитирующего участка (станка), расположенного в начале, конце или середине линии, что позволит сократить наложенные простои.

При определении максимальной производительности линии возмож­ ны следующие варианты соотношений потенциальной производительно­ сти участков (станков):

— все участки линии имеют равную потенциальную производи­ тельность и любой участок можно принять лимитирующим (рис.2.19,

—лимитирующий участок расположен на входе (рис. 2.19, линия 2),

априрост потенциальной производительности последовательно располо­ женных участков постоянен

В этом случае потенциальную производительность i-ro участка (стан­ ка) определяют по формуле