ГПС первая ЛБ
.pdf
Лабораторная работа №1
«Определение структуры и состава автоматической системы инструментального обеспечения ГПС обработки деталей типа тел вращения»
Цель работы
Лабораторная работа выполняется на основе теоретических положений, изучаемых в дисциплине «Автоматизация производственных процессов в машиностроении», с использованием табличного процессора Microsoft Excel в среде Windows XP и выше.
Цель работы
•знакомство с принципами построения, классификацией, структурой и характеристиками автоматизированной системы инструментального обеспечения (АСИО);
•изучение средств автоматизации процессов складирования и транспортирования инструментов и их составных частей;
•применение методического аппарата для оптимального проектирования АСИО ГПС обработки деталей типа тел вращения;
•получение умений и навыков в:
-расчете основных параметров АСИО обработки деталей типа тел вращения;
-использовании современных компьютерных и информационных технологий при проектировании АСИО;
-выборе состава оборудования и планировке участка инструментальной подготовки ГПС обработки деталей типа тел вращения; - анализе полученных результатов.
2
Задание 1.
Таблица 1 – Исходные данные
n=N,шт |
m, шт |
p, шт |
Т, мин |
Fд, ч |
fн, м^2 |
kti |
m1, кг |
8 |
9 |
9 |
1 |
2100 |
13 |
0.8 |
0.31 |
Определить общий оборотный фонд инструментов для станочного
комплекса ГПС, состоящего из n станков (K = 1 - n). Норма времени на переточку и наладку (восстановление) составляет 4 часа.
Для начала определим величину месячного оборота фонда инструмента
HK по каждому станку в ГПС:
Hij = (10+1) = 11
= 40 = 9 9 11 40 = 35640
где, Hij - оборотный фонд i-го вида инструмента по обработке i-й детали определяется суммой единичного значения с числом одновременно работающих инструментов данного номенклатурного ряда на одном рабочем месте взятого из таблицы минимального оборотного фонда инструмента при нормальном времени пребывания на восстановлении 4 ч. И при стойкости режущей кромки T = 1 ч; p – число инструментов по обработке i-й детали; m
– количество деталей разного наименования, проходящих обработку на станке рассматриваемого инструмента.
Суммарный оборотный фонд инструмента для всего станочного комплекса ГПС в месяц составляет:
= = 8 35640 = 285120
Где n – принятое число станков в станочном комплексе ГПС.
Исследовать зависимость суммарного оборотного
фонда инструмента от числа станков (n) в интервале от 5 до 10 шт. с
шагом 1 шт. Построить график зависимости. Проанализировать полученные результаты задания 1 и сделать выводы.
3
Таблица 2 – Получившиеся значения
n=N,шт |
|
|
|
|
|
5 |
178200 |
|
|
6 |
213840 |
|
|
7 |
249480 |
|
|
8 |
285120 |
|
|
9 |
320760 |
|
|
10 |
356400 |
|
|
Зависимость суммарного оборотного фонда инструмента Hs от числа |
|||||
станков n изображена на рисунке 1. |
|
|
|
|
|
400000 |
|
|
|
|
|
350000 |
|
|
|
|
|
300000 |
|
|
|
|
|
250000 |
|
|
|
|
|
200000 |
|
|
|
|
|
150000 |
|
|
|
|
|
100000 |
|
|
|
|
|
50000 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Рисунок 1 – График зависимости суммарного оборотного фонда |
|||||
|
инструментов от числа станков |
|
|||
График на рисунке 1 показывает четкую линейную зависимость между числом станков и суммарным оборотным фондом инструмента. С
увеличением числа станков наблюдается пропорциональное увеличение суммарного оборотного фонда инструмента.
4
Задание 2.
Таблица 3 – Исходные данные
n=N,шт |
m, шт |
p, шт |
Т, мин |
Fд, ч |
fн, м^2 |
kti |
m1, кг |
kij,шт |
tн, мин |
Kз |
kа |
Фсм, ч |
Фр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
9 |
9 |
1 |
2100 |
13 |
0.8 |
0.31 |
10 |
5 |
0.8 |
0.5 |
8 |
1820 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определить необходимое количество приборов для настройки,
число слесарей-инструментальщиков и площадь секции сборки и настройки инструментов для гибкой производственной системы (ГПС).
ГПС состоит из Nc = n станков, каждый из которых работает с p
различными инструментами, необходимыми для обработки партии деталей. Средний период стойкости инструмента составляет T, время на восстановление инструмента – 4 часа, время настройки инструмента – tн
= 5 минут. Коэффициент использования оборудования (Kз) равен 0.8,
коэффициент загрузки (Kа) – 0.5. Рабочая смена (Фсм) длится 8 часов.
Определим по формуле величину оборотного фонда инструмента за смену для каждого станка:
см = = 10 9 = 90
По формуле находим число приборов для настройки
|
|
|
|
8 90 5 |
|
|
= |
|
см н |
= |
|
|
0.5 = 4.6875 ≈ 5 приборов |
|
|
|
|
|||
п |
60Фсм з |
|
60 8 0.8 |
|
||
|
|
|
||||
Найдем по формуле число слесарей-инструментальщиков, с учетом того, что FД = 2050 ч; ФР = 1820 ч:
|
= |
д п |
= |
2100 5 |
= 5.77 ≈ 6 наладчиков |
|
|
||||
н |
|
Фр |
1820 |
|
|
|
|
|
|||
Находим площадь для настройки инструментов с учетом удельной площади для настройки инструментов fн = 10 м2:
5
н = 3 10 = 30 м^2
Исследовать зависимость числа приборов для настройки инструмента от числа станков Nc = n в интервале от 5 до 10 шт. с шагом
1 шт. Построить график зависимости.
Таблица 4 – Получившиеся значения
n=N,шт |
п |
|
|
5 |
3 |
|
|
6 |
4 |
|
|
7 |
5 |
|
|
8 |
5 |
|
|
9 |
6 |
|
|
10 |
6 |
|
|
Зависимость числа приборов для настройки инструмента от числа |
|||||
станков представлена на рисунке 2. |
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Рисунок 2 – График зависимости числа приборов для настройки
инструмента от числа станков
6
При увеличении числа станков наблюдается увеличение числа приборов
для настройки инструмента. График имеет несколько участков с различным
темпом роста:
От 5 до 6 станков: относительно небольшой рост числа приборов.
От 6 до 8 станков: более интенсивный рост числа приборов.
От 8 до 9 станков: небольшой рост числа приборов.
От 9 до 10 станков: значительный рост числа приборов.
График показывает, что существует прямая зависимость между числом станков и числом необходимых приборов для настройки инструмента. Однако эта зависимость не является линейной и имеет участки с различной интенсивностью роста.
Исследовать зависимости числа слесарей-инструментальщиков от:
числа станков Nс = n в интервале от 5 до 10 шт. с шагом 1 шт.;
действительного годового фонда времени работы прибора,
Fд в интервале от 1800 до 2500 ч с шагом 100 ч.
Построить графики зависимости. Проанализировать полученные и
сделать выводы.
7
Таблица 5 – Получившиеся значения
n=N,шт |
н |
|
|
5 |
4 |
|
|
6 |
5 |
|
|
7 |
6 |
|
|
8 |
6 |
|
|
9 |
7 |
|
|
10 |
7 |
|
|
8 |
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Рисунок 3 – График зависимости числа слесарей-инструментальщиков от числа станков
На рисунке 3 видно, что зависимость имеет ступенчатый характер. При увеличении годового фонда времени работы прибора до 2100 часов количество слесарей-инструментальщиков не меняется.
8
Таблица 6 – Получившиеся значения
n=N,шт |
Fд, ч |
|
|
1800 |
5 |
|
|
1900 |
6 |
|
|
2000 |
6 |
|
|
2100 |
6 |
|
|
2200 |
7 |
|
|
2300 |
7 |
|
|
2400 |
7 |
|
|
2500 |
7 |
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
1800 |
1900 |
2000 |
2100 |
2200 |
2300 |
2400 |
2500 |
Рисунок 4 – График зависимости числа слесарей-инструментальщиков от действительного годового фонда времени работы прибора и от массы одного резцового блока
При увеличении числа станков наблюдается небольшой ступенчатый рост слесарей инструментальщиков. Зависимость отображает, что на каждые
3 станка приходится приблизительно один слесарь-инструментальщик.
9
Задание 3.
Определение количества единиц тары для хранения месячного фонда инструмента, расчет основных параметров и выбор типа автоматизированного складского комплекса для ГПС, рассмотренной в задании 1 для вашего варианта. Рассчитать общую площадь участка хранения и комплектования инструментов и технической документации.
Указание: учесть Nc = n. На первом этапе по таблице 2.2 модель складского комплекса.
Таблица 7 - Исходные данные
n=N,шт |
m, шт |
p, шт |
Т, мин |
Fд, ч |
fн, м^2 |
kti |
m1, кг |
kij,шт |
tн, мин |
Kз |
kа |
Фсм, ч |
Фр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
9 |
9 |
1 |
2100 |
13 |
0.8 |
0.31 |
10 |
5 |
0.8 |
0.5 |
8 |
1820 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сначала определим среднюю вместимость тары (ящичный поддон мод. 1М432-1А, габаритные размеры 300×400×200 мм) при коэффициенте плотности укладки Кti = 0,8 и при максимальной грузоподъемности qimax = 50 кг:
Ст = 50 0.8 = 40 кг
Рассчитаем количество инструмента, которое можно разместить в одном поддоне, при среднем значении массы одного резцового блока
(расточной оправки, сверла) m1 = 0,35-0,4 кг (возьмем наибольшее значение m1 = 0,4 кг):
1 = Ст1 = 040.31 = 129 инструментов
В задании 1 была определена величина месячного оборотного фонда инструментов . Отсюда:
= 1 = 88387.2
Рассчитаем по формуле потребное число единиц тары:
10