Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Моделирование автоматизированного производства. Учебно-методическое пособие
.pdf
11
Через некоторое время запустится Autodesk Inventor, и вы увидите
трехмерную версию созданной планировки, как показано на рис. 1.8.
Рис. 1.8. Предполагаемый вид планировки автоматизированной линии
в трехмерном представлении
В меню Пользовательский интерфейс вкладки Вид отметьте галочками отображение панелей Обозреватель компонентов, Просмотр ком-
понентов Factory и Свойства Factory. Расположите открывшиеся окна
(рис. 1.9) в рабочей области так, чтобы к ним удобно было обращаться.
Как видно из рис. 1.8, области поворота ленточных конвейеров автоматически преобразовались в криволинейные горизонтальные ленточные
конвейеры, а защитное ограждение было преобразовано в набор соединенных между собой секций. Обратите внимание, что свойства некоторых единиц оборудования, например, ширину конвейера, количество секций в защитном ограждении можно просмотреть и отредактировать в
окне Свойства Factory (рис. 1.9). Для ориентации рабочей области пользуйтесь видовым кубом, который расположен в верхнем правом углу области обзора (рис. 1.10).
В окне обозревателя компонентов найдите и загрузите робот
IRB6600_255_255. Левой кнопкой мыши перетащите компонент в рабочую область, как показано на рис. 1.11, и, используя появившиеся точки
12
соединителей расположите роботы на стойках. Затем щелкните правой
кнопкой мыши и в контекстном меню нажмите на пункт Выполнен.
Рис. 1.9. Окна Обозреватель компонентов, Просмотр компонентов и Свойства Factory
в рабочей области Inventor
Рис. 1.10. Видовой куб, предназначенный для ориентирования рабочей области
Рис. 1.11. Местоположение роботов
13
Далее используйте компоненты (в случае необходимости – загрузите
их) Защитное ограждение и Защитное ограждение (поворотное) и постройте разделительный барьер между частью ленточного конвейера и
обрабатывающими центрами, как было показано на рис. 1.12. Для правильного соединения стоек ограждения используйте точки соединителей
(рис. 1.12), а регулирование длины секции осуществляйте в окне Свой-
ства Factory (рис. 1.9).
Рис. 1.12. Точки соединителей, предназначенные для правильной ориентации
технологического оборудования
Созданную 3D планировку отобразите в AutoCAD, нажав на вкладке
Factory кнопку Синхронизация с AutoCAD (рис. 1.13). Теперь на плос-
кости чертежа вы увидите новые компоненты, добавленные в Inventor, а
также более детальное представление защитных ограждений и ленточного конвейера. Таким образом мы спроектировали планировку автоматизированного участка механической обработки (рис. 1.14), которая полностью соответствует схеме, показанной на рис. 1.1.
14
Рис. 1.13. Кнопка Синхронизация с AutoCAD на панели инструментов Factory
Рис. 1.14. Трехмерный вид планировки линии механообработки
1.4. Задания к лабораторной работе
1. Изучите основы создания эскизов, моделей, сборок и документа-
ции, используя интерактивные учебные пособия, входящие в состав программных комплексов AutoCAD и Inventor пакета Autodesk Factory Design
Suite.
15
2. Получите у преподавателя описание реального автоматизированного участка или цеха и постройте его планировку. С целью создания
трехмерных моделей технологического оборудования, отсутствующего в
базе данных Autodesk Factory Design Suite, уточните недостающие данные
из открытых источников.
3. Напишите детальный отчет о проделанной работе.
2. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА
Лабораторная работа № 2
Цель работы: провести оптимизацию производственного процесса
автоматизированного участка или цеха по заданным критериям.
2.1. Вопросы оптимизации производства
Моделирование автоматизированных систем является трудоемкой
оптимизационной задачей, в которой по определенному числу входных
данных необходимо выбрать оптимальное сочетание технологических,
структурных и конструктивных решений. При этом вид критериев оптимизации может быть различным:
экономические критерии: минимальная технологическая себесто-
имость, наибольшая прибыль, максимальная рентабельность, минимальный уровень отдельных видов затрат на производство (по
заработной плате, на электрическую и другие виды энергии, на
основные и вспомогательные материалы и другие статьи расходов);
технико-экономические критерии: максимальная производитель-
ность, наименьшее штучное, основное и вспомогательное время,
минимальная станкоемкость изготовления изделия;
прочие (психологические, эстетические, эргономические и другие
факторы).
Наибольшее распространение при решении задач оптимизации получили первые две группы критериев. Они обеспечивают выполнение двух
принципов, которые лежат в основе разработки технологических процессов: технической и экономической целесообразности. В соответствии с
первым принципом технологический процесс должен обеспечить выполнение всех технических требований на изготовление изделия, а второй
16
принцип определяет условия, обеспечивающие минимальные затраты
труда и наименьшие издержки производства [4].
Любая сложная техническая система уровня автоматизированного
участка или лини вследствие различных значений ее параметров может
иметь несколько допустимых проектных решений, причем существует
набор значений определяющих параметров, которые будут обеспечивать
существование оптимального решения. Процесс поиска оптимального
проектного решения в этом случае будет называться параметрической
оптимизацией. В зависимости от числа оптимизируемых параметров,
числа и вида критериев качества в условиях технологической подготовки
производства используются различные методы математического моделирования и оптимизации (например, линейное (симплекс-метод, методы
перебора, поразрядного поиска) и нелинейное (методы градиентного
спуска, методы сканирования) программирование, оптимальность по Паретто и человеко-машинные стратегии, основанные на экспертных оценках в случае многокритериальной оптимизации и т.п.) [5].
Главная особенность современных систем автоматизированного проектирования технологических процессов состоит в том, что они недостаточно приспособлены к научно-технологической подготовке производства, а в основном ориентированы на оперативную технологическую подготовку производства. Например, в Autodesk Inventor интегрированы модули расчетов различных механических передач, соединений, анализа
напряжений и т.д. Однако, их основная задача – проведение однократных
расчетов для конкретно заданных условий. Поиск оптимума для создания
полностью автоматических систем в настоящий момент не реализован в
полной мере вследствие чрезвычайно широких перечня конструкторских
задач и номенклатуры изделий в машиностроении [6]. С учетом вышесказанного в настоящей лабораторной работе для оптимизации автоматизированного производства используется простой метод перебора, когда разработчик за счет знаний проблемной среды оценивает необходимые параметры технологической системы с помощью программного комплекса
Autodesk Factory Design Suite (например, общую стоимость производства,
время транспортировки, энергозатраты и т.д.) и делает выбор в пользу
конкретного планировочного решения. Тем не менее такой подход в короткий срок позволяет выявить так называемые узкие места в производственном процессе и исключить необоснованные материальные затраты
при дельнейшей реализации проекта.
На рис. 2.1 изображена типовая схема материальных потоков автоматизированного механообрабатывающего производства. Исходные материалы ИМ, которые хранятся на автоматизированном складе АС ИМ
17
(прутки, полосы, рулоны, листы), по запросам подаются на производство
заготовок, происходит разделение длинномерных материалов на штучные
заготовки, литье, холодная и горячая штамповка. Штучные заготовки
Шт.З попадают на склад АС Шт.З и затем на участки механической обработки резанием, давлением и др. Эти участки относятся к основному производству. Отдельный участок выделен для покрытия деталей. Готовые
детали Д и комплектующие К хранятся на складе АС Д и К, откуда они
подаются на участок сборки узлов и изделий. Собранные изделия проходят пост испытаний и контроля ОТК и транспортируются на склад готовой продукции АС ГП. Последним пунктом является участок комплектования и отгрузки готовой продукции потребителям. Специальная транспортно-накопительная система обеспечивает производственные участки
комплектами технологической оснастки и инструмента, осуществляет
удаление с участков брака, стружки и других отходов.
Рис. 2.1. Схема материальных потоков механообрабатывающего производства [7]
Таким образом, технические средства, обеспечивающие автоматизацию материальных потоков, представляют собой сложные механические
системы: обрабатывающие центры, сборочные комплексы и линии, операционные и транспортные роботы, автоматические склады-накопители,
устройства инструментального обеспечения и разнообразные наборы
технологической оснастки [7].
Для выполнения данной лабораторной работы, используя изученные
приемы работы с программным комплексом Autodesk Factory Design
Suite, постройте планировку автоматизированного цеха, показанного на
рис. 2.2. Вам потребуются следующие компоненты (список пронумерован
в соответствии с обозначениями на рис. 2.2, названия компонентов соответствуют наименованиям из базы данных Autodesk Factory Design Suite):
1. Многоцелевой станок с ЧПУ типа CNC;
2. Ленточный конвейер с Y-объединением (левый);
3. Прямой ленточный конвейер;
18
Рис. 2.2. Предполагаемая планировка автоматизированного цеха
19
4. Прямой роликовый конвейер;
5. Горизонтальный криволинейный роликовый конвейер;
6. Горизонтальный криволинейный ленточный конвейер;
7. Большой складской прямоугольный пластмассовый контейнер;
8. TD Robot 7th Axis Riser;
9. 7-я ось робота;
10. IRB6600_255_255;
11. Подступенок для робота;
12. Подъемный стол;
13. TD Clamping Fixture;
14. TD Mastic Clamping Fixture;
15. Измерительная машина 2D;
16. Машина для испытания на кручение;
17. Шлифовальная машина с двумя дисковыми поверхностями;
18. Поддон;
19. Вилочный погрузчик;
20. Работник;
21. Грузовик;
22. Складская полка;
23. Станок для сборки;
24. Станок для удаления окиси;
25. Станок лазерной маркировки.
2.2. Анализ материальных потоков
После того, как вы создали планировку производственного цеха, убедитесь, что в рабочей области AutoCAD открыто окно Свойства Factory
с вкладкой Объект потока материалов. Так же в меню Палитры вкладки Factory нажмите на кнопку Поток материалов (рис. 2.3), чтобы отоб-
разить окно Обозреватель потока материалов. На панели инструментов
Поток материалов вкладки Factory нажмите кнопку Станция. Выделите на чертеже планировки цеха область линии сборки и контроля качества, нажмите Enter и разместите соединитель станции в центре станции
(рис. 2.4). Здесь мы присвоили соединитель всему технологическому оборудованию, находящемуся в зоне линии сборки и контроля качества. В
других случаях можно выделять отдельные компоненты линии, например, машину для испытания на кручение и размещать соединитель станции непосредственно на ней. Таким образом рассматриваемая нами линия
сборки может иметь множество соединителей, соответствующих различным технологическим операциям. Однако, в нашем учебном примере, мы
20
ограничимся присваиванием каждой автоматизированной линии цеха
одной технологической операции.
Рис. 2.3. Расположение кнопки Поток материалов на панели инструментов Factory
В окне Свойства Factory на панели Объект потока материалов задайте станции название «Контроль качества», укажите время продуктивной работы в процентах (95) и энергопотребление в киловаттах (5) так,
как показано на рис. 2.5.
Аналогичным образом установите соединители станций для линий
клепания и сварки, доделочных операций, механообработки и разгрузки
материалов. Задайте свойствам этих станций значения, указанные в табл.
1.
Для того, чтобы связать станции всех автоматизированных линий с
целью отображения материальных потоков во время изготовления изделий необходимо создать продукт и маршрут его изготовления. В меню
Поток материалов вкладки Factory нажмите кнопку Продукт. Во
вкладке Продукты обозревателя потока материалов появится пункт
«Продукт 1». В дальнейшем его можно переименовать в соответствии с
реальным планом изготовления изделия.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]