Выбор оптимального варианта обслуживания технологического оборудования промышленным роботом (стр. 1 из 2)

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра менеджмента

РЕФЕРАТ

На тему:

"Выбор оптимального варианта обслуживания технологического оборудования промышленным роботом"

Минск, 2009

Промышленный робот – перепрограммируемая автоматическая машина, применяемая в производственном процессе для выполнения двигательных функций, аналогичных функциям человека. ПР способен воспроизводить некоторые двигательные и умственные функции человека при выполнении им основных и вспомогательных производственных операций без непосредственного участия человека. Для этого его наделяют некоторыми способностями: слухом, зрением, осязанием, памятью и др., а также способностью к самоорганизации, самообучению и адаптации к внешней среде.

Уже сегодня ПР заменяют людей у станков с числовым программным управлением (ЧПУ) там, где затрачивается монотонный труд, где работают с радиоактивными, токсичными, взрывоопасными веществами, в сложных температурных условиях, в условиях повышенной вибрации, шума, загрязнённости воздуха, в стеснённых местах и т.д.

Разнообразие производственных процессов и условий производства предопределяют наличие различных типов роботов и соответственно различных РТК.

Простейшим типом РТК является роботизированная технологическая ячейка (единица роботизированного оборудования), в которой выполняется некоторое количество вспомогательных технологических операций.

Более крупным РТК является роботизированный технологический участок (от 3 до 10 единиц технологического оборудования). На нём ПР выполняет ряд вспомогательных технологических операций. Если операции осуществляются на оборудовании, расположенном в строгой последовательности технологических операций, комплекс представляет собой роботизированную технологическую линию.

При проектировании различных видов РТК, как правило, выделяются два этапа.

На первом этапе рассматриваются проблемы производства, выбираются объекты роботизации, состав основного технологического оборудования, вид движений деталей, система рационального автоматизированного управления технологическим процессом и функциональными задачами.

На втором этапе осуществляется непосредственное проектирование РТК, формируется структура, определяется количество и характеристики ПР и технологического оборудования, разрабатываются рациональные планировки оборудования РТК в производственном помещении, выбираются компоновочные схемы РТК, составляются и отлаживаются алгоритмы и программы системы управления РТК, необходимые в период функционирования.

Компоновочные схемы РТК зависят от решаемых технологических задач, уровня автоматизации, количества и типа ПР, их технических и функциональных возможностей. Различают индивидуальное и групповое обслуживание технологического оборудования ПР.

Индивидуальное обслуживание оборудования – ПР встроен в единицу технологического оборудования; ПР размещён рядом с единицей технологического оборудования; несколько ПР обслуживают единицу технологического оборудования.

Групповое обслуживание оборудования – обслуживание одним ПР нескольких единиц технологического оборудования при линейном или круговом расположении оборудования (при линейной или цилиндрической системе координат).

Важнейшим направлением при создании РТК является использование компоновочных схем, основанных на групповом обслуживании технологического оборудования.

При формировании участка с линейной формой компоновки технологического оборудования оно располагается вдоль прямоточно-возвратной трассы в одну или несколько линий, а ПР перемещается по напольным или подвесным направляющим этой трассы. Предположим, что в качестве средства, осуществляющего транспортировку деталей от одного станка к другому и обслуживанию станков, используется напольный подвижной ПР, тогда компоновка участка будет выглядеть, как это показано на рис. 1.

Рис.1. Линейная компоновочная схема расположения оборудования, обслуживаемого промышленным роботом:

ТО – технологическое оборудование; ЧПУ – устройство числового программного управления; МИ – магазин инструментов; С – стол для деталей; ПР – подвижной промышленный робот; Тр – трасса ПР; П – питатель заготовками;

Н – накопитель готовых деталей.

При формировании участка с круговой формой компоновки технологического оборудования оно располагается по окружности, в центре которой устанавливается ПР для выполнения транспортной и обслуживающей операций. Используется при компоновке малогабаритного оборудования и обработке мелких деталей.

Оптимальным вариантом следует считать такую форму обслуживания технологического оборудования ПР, которая обеспечивает минимальную длительность цикла и максимальную загрузку оборудования.

Длительность цикла обслуживания оборудования ПР – это период времени от начала обслуживания первого станка по ходу технологического процесса до последнего и возвращения к первому станку. Его длительность зависит от времени обработки деталей на каждой операции, времени транспортировки алгоритма и обслуживания станков.

Расчёт длительности цикла обслуживания оборудования ПР рассмотрим на примере использования линейной компоновочной схемы расположения оборудования, как наиболее широко используемой. Пусть производственная система для обработки деталей состоит из m станков, расположенных в линейной системе координат, и одного ПР при последовательной форме обслуживания.

Суть такой формы обслуживания состоит в следующем: любая деталь (изделие) должна пройти последовательную обработку на каждом из станков согласно технологическому процессу. Перед каждым станком есть стол, где может находиться не более одной заготовки, ожидающей своей очереди на обработку. Время обработки деталей (машинное время и время, необходимое для загрузки-разгрузки) на 1,…, m станках обозначим соответственно t1, t2, …, tm (от i=1 до m); время, необходимое для переноса (транспортировки) деталей от 1-го станка ко 2-му, – tтр.1, от 2-го к 3-му, – tтр.2 и т.д. к m-му – tтр. m.

Допустим, что время, необходимое ПР для переноса заготовки из питателя (п) к 1-му станку и детали с m-го станка к накопителю (н), достаточно мало и им можно пренебречь.

Выбор наилучшего варианта группового обслуживания оборудования заключается в следующем: найти такой вариант обслуживания станков ПР при последующей форме обслуживания, который бы обеспечил минимальную длительность цикла и максимальную загрузку оборудования.

При этом возможны следующие варианты обслуживания оборудования.

1. ПР, двигаясь от 1-го к m-му станку, поочерёдно их загружает, двигаясь в обратную сторону, поочерёдно разгружает. В этом случае длительность цикла (Тц.1) обслуживания технологического оборудования определяется по формуле

,

где

– время, которое ПР затрачивает на транспортировку деталей от 1-го станка к m-му станку и возвращение в исходную позицию к 1-му станку, мин;

– время простоя ПР в ожидании окончания обработки деталей на каждой операции, следующей за i-й, определяется по формуле