Принципы построения гибкой системы обработки корпусов (стр. 1 из 3)
Введение
Основной задачей современного машиностроения является создание высокопроизводительных и экономически выгодных технологий изготовления деталей. Для этого применяют типовые и групповые методы обработки деталей, новое оборудования, что способствует снижению их материале- и энергоемкости, внедрению малоотходных и безотходных технологических процессов, уменьшению трудоемкости изготовления продукции за счет широкого внедрения различных средств автоматизации и механизации, в том числе робототехники.
Технологический процесс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкции изделия, но и непрерывным совершенствованием технологии производства. В настоящее время важно, при минимальных затратах и в заданные сроки, изготовить изделие, применив современное высокопроизводительной оборудование, технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производственных процессов. От принятой технологии производства во многом зависит долговечность и надежность выпускаемых изделий, а также затраты при их эксплуатации.
Одним из основных направлений повышения эффективности производства является его автоматизация. Основной путь автоматизации механической обработки в серийном производстве – применение станков с числовым программным управлением. Известно, что такая автоматизация в значительной степени сокращает штучное время, улучшает условия труда, способствует использованию многостаночного обслуживания. Развитие новых процессов на базе использования станков с ЧПУ, роботов, гибких производственных систем и вычислительной техники способствует созданию более совершенных машин, снижению их себестоимости и уменьшению затрат на изготовление. Кроме того, применение автоматизированных транспортно-складских систем (АТСС), автоматизированных систем инструментального обеспечения (АСИО) и систем удаления отходов позволяет повысить эффективность и производительность производственного процесса и одновременно свести к минимуму долю низко квалифицированного ручного труда. Целью данной контрольной работы является проектирование ГАЛ обработки корпуса. В результате решаются задачи по выбору и определению состава основного технологического оборудования, выбору системы и расчету характеристик АТСС и АСИО, планировка схемы ГАЛ.
Задание
1. Годовой объем выпуска деталей в ГПС NS=21400 шт.
2. Сведения о детали-представителе:
• Годовой объем выпуска N=800 шт.
• Габаритные размеры детали: 100´100×150 мм
• Масса детали m=3,7 кг
• Масса заготовки mз=6 кг
• Деталь изготавливается в условиях среднесерийного производства
• Маршрут обработки:
| № операции | Наименование операции | Тш-к, мин | |
| 005 | Фрезерная | 4,2 | |
| 010 | Комбинированная | 22,3 | |
| 015 | Комбинированная | ||
| 020 | Слесарная | ||
| 025 | Моечная | ||
| 030 | Контрольная | ||
1. Сущность и структура гибкого автоматизированного механизма
Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) – это гибкая производственная система, состоящая из нескольких единиц технологического оборудования, объединенных автоматизированной системой управления, оснащенных единым устройством загрузки и транспортирования заготовок, в которой технологическое оборудование расположено в принятой последовательности технологических операций. Поскольку технологическое оборудование ГАЛ расположено в строгой очередности, определяемой маршрутом обработки, то ГАЛ отличаются невысокой гибкостью и переналаживаемостью, что обуславливает ограничение номенклатуры изделий, изготавливаемых на линии. Ввиду этого ГАЛ ориентированы в основном на групповую обработку. Гибкость ГАЛ определяется типом используемого оборудования.
Оборудование ГАЛ может располагаться как в последовательном порядке (в одну линию), так и параллельном (в несколько рядов) и в параллельно-последовательном. В нашем случае использовано последовательное (линейное) расположение станков. Станки обращены лицевой стороной к складу. Возле каждого станка располагается накопительная станция, на которой устанавливается тара с заготовками или готовыми изделиями. На фрезерной (005) и совмещенной комбинированной (010,015) операций для автоматизированной загрузки-разгрузки станков применяются приспособления – спутники, что целесообразно при обработке корпусных деталей. Особенностью ГАЛ является последовательное перемещение заготовок от одной единицы технологического оборудования к другой в соответствии с маршрутной технологией. Поэтому детали перемещаются транспортными устройствами от станка к станку по мере изготовления партии деталей.
Для транспортирования применяют краны-штабелеры, либо другие транспортные устройства.
2. Структура основного технологического оборудования
Основное технологическое оборудование в ГАП должно удовлетворять ряду требований:
• Высокий уровень автоматизации основных и вспомогательных операций
• Возможность быстрой автоматизированной переналадки при смене объектов производства
• Широкие технологические возможности, способствующие реализации принципов концентрации и комплексности производственного цикла.
• Обеспечение необходимой производительности и качества изготовления изделий.
Наиболее полно этим требованиям удовлетворяет оборудование с ЧПУ, на основе которого и построена проектируемая ГАЛ.
В соответствие с вышеизложенными положениями принимаем следующие модели технологического оборудования:
– Для фрезерной операции (005) применяем сверлильно-фрезерно-расточный станок 400Vс прямоугольным столом и вертикальным шпинделем, размер рабочей поверхности 400*900 мм, габаритные размеры 2400*2200*2640, масса 4700 кг, емкость инструментального магазина – 20 позиций;
– Для комбинированной операции (010. 015) применяем станок с расширенными технологическими возможностями – сверлильно-фрезерно-расточный 500HS с поворотным столом и горизонтальным шпинделем, размер рабочей поверхности – 630*630 мм либо Ф500 мм, габаритные размеры 4300*2850*3200, масса 8000 кг, емкость инструментального магазина – 20 или 40 позиций.
Расчет количества станков
Количество станков-дублеров на операции определяют по зависимости:
где
– средний такт выпуска деталей;ТШТ-Ki – станкоемкость обработки детали на I-й операции.
где F – эффективный годовой фонд работы оборудования (для трехсменной работы на станках с ЧПУ принимается равным 5835 ч);
åNj– суммарный годовой объем выпуска деталей на линии (Nå).
Определим средний такт выпуска деталей:
= 5835/21400=0,27 ч=16,36 мин.Определим расчетное количество станков на каждой операции SPi и принятое количество SПi, определяемое путем округления расчетного количества увеличением до целого числа, а также коэффициент загрузки оборудования hi, определяемый отношением расчетного значения количества станков к принятому количеству.
1) Для станка 400V(005 операция): SP1 =4,2/16,36=0,26
Sn1 =1, h1=0,26/1=0,26;
2) Для станка 500HS(010, 015 операции): SP2 =22,3/16,36=1,36,
Sn2=2, h2=1,36/2=0,68.
Итого: 3 станка.
Помимо вышеперечисленного оборудования в состав ГАЛ входит: моечно-сушильный аппарат МСА-031 с габаритными размерами 4830x3375*2865 мм; координатно-измерительная машина с габаритными размерами 1365x1082х2185 мм.
Межстаночное расстояние принимаем равным 1300 мм, тогда с учетом габаритов станков получаем длину линии:
Lл= 2400+2*4300+4830+1365+4*1300 = 22395 мм = 22 м 395 мм.
3. Сущность автоматизированных транспортно-складских систем
Автоматизированная складская система (АТСС) – система взаимосвязанных автоматизированных транспортных и складских устройств для укладки, хранения, временного накопления и доставки предметов труда, технологической оснастки.
По характеру организации потоков заготовок и деталей АТСС можно подразделить на:
– АТСС с единой системой складирования и транспортирования
– АТСС с раздельными подсистемами складирования и транспортирования
Разнообразие компоновочных решении АТСС определяется, главным образом, реализацией транспортных потоков и может быть сведено к четырем типам:
1. АТСС с краном-штабелером и совмещенными подсистемами складирования и транспортирования;
2. АТСС с рельсовым транспортом и раздельными подсистемами складирования и транспортирования;
3. АТСС с робокарами и раздельными подсистемами складирования и транспортирования;
4. АТСС с конвейерами, причем подсистемы складирования и транспортирования могут существовать как в совмещенном, так и в раздельном вариантах.
Выбор типа АТСС производится в соответствии с алгоритмом, представленном блок-схемой в учебном пособии /8/.
Учитывая характер проектируемой ГПС, выбираем АТСС с единой системой складирования и транспортирования.
Основной расчетной характеристикой склада является его емкость, которая определяется через число наименований (Кнаим) деталеустановок, изготавливаемых в ГПС в течение месяца:
Кнаим=
где FCT – месячный фонд времени работы станка, ч;
S– число станков в ГПС;
Тср – средняя станкоемкость изготовления одной деталеустановки, мин;
Nмес – месячный объем выпуска детали-представителя;