Расчет и проектирование гибкой производственной системы по изготовлению корпусных изделий (стр. 2 из 4)

(4.1)

где Фст - месячный фонд отдачи станка, ч (Фст = 305 ч); пст - число станков, входящих в ГПС (пст=7);to6- средняя трудоемкость обработки одной деталеустановки, мин (to6 =0.7); N - средняя месячная программа выпуска деталей одного наименования (N =20).

Полученное число деталеустановок (число возможных серий) определяет число ячеек в стеллаже.

Для обеспечения нормальной работы ГПС необходим запас ячеек в накопителе, равный примерно 10 % от Кнаим.

Выбираем одноярусный двухрядный стеллаж-накопитель (рис. 4.1). При размерах ячеек (куб) 0,6 м стеллаж предварительно имеет следующие размеры:

длина – 50,4 м;

ширина - 1,2 м;

высота - 0,6 м.

Рис. 4.1 – Схема автоматизированного склада ГПС.

4.2 Расчет числа позиций загрузки и разгрузки

Расчет числа позиций загрузки и разгрузки с разделением функций загрузки и разгрузки при tзагр=6 мин, tр=4 мин, при числе деталеустановок, обрабатываемых на комплексе в течение месяца:

составит

(4.2)

(4.3)

При разделении функций требуется одна позиция загрузки с коэффициентом использования Кисп = 0,9 % и одна позиция разгрузки с Кисп = 0,66 %.

Для надежной работы комплекса целесообразным является выполнить эти позиции взаимозаменяемыми, т. е.

с загрузкой каждой из них Kисп = 83 %.

При выходе из строя одной из позиций другая возьмет на себя ее функции по обслуживанию комплекса.

4.3 Расчет числа позиций контроля

Каждая деталеустановка проходит в среднем обработку по двум типовым маршрутам на трех станках последовательно. По требованию технолога каждая шестая деталеустановка выводится на контроль ( n1 = 6 ).

По требованию наладчика на контроль выводится каждая деталь в начале смены ( К1 = 1,15 ) и после замены режущего инструмента (K2 = 1,05 ).

(4.4)

т.е. через каждые пять деталеустановок деталь на комплексе выводится на позицию контроля.

При этом, после обработки на первом и втором станке контролируется часть поверхностей, принимаем tk1=tk2=5.5 мин. После обработки на третьем станке контролируются все поверхности детали и tk3, которое составляет 30 мин.

Таким образом, всего за месяц на контроль выводится деталей

(4.5)

Суммарное время контроля составит:

(4.6)

Требуемое число позиций контроля составит:

(4.7)

т.е. две позиции с коэффициентом загрузки каждойKисп = 68 %.

4.4 Предварительная компоновка станочного комплекса ГПС

Станки в ГПС могут располагаться по конструктивному признаку или в порядке технологической последовательности изготовления деталей. Схемы компоновок по этим вариантам приведены на рис. 4.2. При расчете состава транспортных средств рассмотрим оба этих варианта.

а)

б)

Рис. 4.2 - Схемы расположения станочной системы ГПС:

а - сгруппированные по конструктивному признаку; б - расположенные по типовому технологическому маршруту

4.5 Расчет числа штабелеров, расположенных со стороны станочного комплекса

Для расчета числа штабелеров, расположенных со стороны станков, необходимо знать число перемещений деталеустановок в процессе их обработки.

Как уже отмечалось, подавляющее большинство деталеустановок обрабатываются по двум типовым технологическим маршрутам в среднем на трех операциях каждая.

При этом каждая деталеустановка должна пройти контроль трижды: два межоперационных и один в конце обработки, т. е. число выводимых на контроль деталеустановок и возвращаемых снова на комплекс для дальнейшей обработки составляет —2/3(608 • 3) = 1220 шт.

Таким образом, число перемещений деталеустановок со стеллажа на станок и обратно или число таких же перемещений штабелера составит:

(4.7)

Все описанные и рассчитанные перемещения деталеустановок с учетом маршрутных технологий их обработки, а в нашем случае это два маршрута, приводятся в виде матрицы (таб. 4.1). Горизонтальные строки этих матриц соответствуют числу перемещений по адресу, к которому движется штабелер, а вертикальные столбцы - адресу, от которого движется штабелер.

Таблица 4.1 - Матрица перемещений деталеустановок по рассматриваемым вариантам технологического маршрута обработки.

Станки, к которым	Станки, от которых движется штабелер
движется штабе- лер	Ст-1	Ст-2	Ст-3	Ст-4	Ст-5	Ст-6	Ст-7	Стеллаж
Станки, расположенные по конструктивному признаку (рис. 4.2, а)
Ст-1	-	-	-	-	-	-	-	1540
Ст-2	360	-	-	-	-	-	-	600
Ст-3	400	-	-	-	-	-	-	640
Ст-4	320	-	-	-	-	-	-	510
Ст-5	140	350	350	240	-	-	-	220
Ст-6	20	350	350	240	-	-	-	220
Ст-7	-	60	130	180	410	240	-	530
Стеллаж	300	200	210	170	890	940	1550	-
Станки, расположенные по типовому технологическому маршруту (рис. 4.2, б)
Ст-1	-	-	-	-	-	-	-	1090
Ст-2	510	-	-	-	-	-	-	555
Ст-3	-	-	-	-	-	-	-	1090
Ст-4	-	-	510	-	-	-	-	555
Ст-5	325	695	-	-	-	-	-	220
Ст-6	-	-	325	695	-	-	-	220
Ст-7	-	185	-	185	325	325	-	530
Стеллаж	255	185	255	185	915	915	1550	-

Ориентировочные графы перемещений штабелера со стороны станков, построенные на основе приведенных матриц, представлены на рис. 4.3.

Стеллаж

а)

Стеллаж

б)

Рис. 4.3. Ориентировочные графы перемещений штабелера со стороны станков:

а - сгруппированные по конструктивному признаку; б - расположенные по типовому маршруту обработки.

На рис. 4.3 (а) наглядно видно, как пересекаются между собой потоки спутников со стороны станков при расположении станков группами по конструктивному признаку. Подавляющее большинство деталеустановок проходит вдоль всего комплекса, пропуская тот или иной станок.

Если же расположить эти же станки по типовому технологическому маршруту обработки деталей (рис. 4.3 (б)), то перекрещивающиеся грузопотоки исчезают, что приводит к резкому сокращению числа, а следовательно, и времени перемещения штабелера.

Следовательно, вариант расположения станков по технологическому маршруту является более предпочтительным, чем расположение их по конструктивному признаку.

Штабелер, расположенный со стороны станков, должен передавать спутник с заготовками со стеллажа на станок, со станка на станок и со станка на стеллаж. Примеры циклограмм работы штабелера, расположенного со стороны станков ШТ-1, показаны на рис. 4.2.

При длине склада 50 м средневероятная длина перемещения штабелера до станка составляет:

lcp=20м

Принимаем: Vx = 60 м/мин; Vy = 6 м/мин; tк=10 с; tв.с. = tп.с. = 0,22 мин

Тогда время выполнения одной операции передачи спутника со стеллажа на станок и обратно составит:

Время, затрачиваемое штабелером на передачу спутников с одного станка на другой, при средневероятной величине длины перемещения lcp= 20 м :

Время обслуживания штабелером станочного комплекса составит:

(4.8)

При месячном фонде работы штабелера Фш = 305 г потребуется их число

(4.9)

Получен очень высокий коэффициент загрузки штабелера. Если технические данные выбранного или проектируемого штабелера не могут обеспечить такой надежности в работе, то необходимо установить еще один штабелер со стороны станочного комплекса.

4.6 Расчет числа штабелеров со стороны позиций загрузки, разгрузки и контроля

Возможны два варианта размещения и обслуживания позиций загрузки, разгрузки и контроля: по первому варианту позиции загрузки и разгрузки разделены, по второму варианту функции позиции загрузки - разгрузки совмещены. Для каждого из этих вариантов приведены матрицы и графы перемещений штабелеров со стороны этих позиций (табл. 4.1, рис. 4.3).