Контрольная работа: Принципы построения гибкой системы обработки корпусов
🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
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.
1. Годовой объем выпуска деталей в ГПС NS=21400 шт.
2. Сведения о детали-представителе:
• Габаритные размеры детали: 100´100×150 мм
• Деталь изготавливается в условиях среднесерийного производства
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.
Количество станков-дублеров на операции определяют по зависимости:
где – средний такт выпуска деталей;
Т ШТ-
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);
å N j
–
суммарный годовой объем выпуска деталей на линии (N å
).
Определим средний такт выпуска деталей:
Определим расчетное количество станков на каждой операции S Pi
и принятое количество S П
i
, определяемое путем округления расчетного количества увеличением до целого числа, а также коэффициент загрузки оборудования h i
, определяемый отношением расчетного значения количества станков к принятому количеству.
1) Для станка 400V(005 операция): S P
1
=4,2/16,36=0,26
2) Для станка 500HS(010, 015 операции): S P
2
=22,3/16,36=1,36,
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:
L л
= 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 (К наим
) деталеустановок, изготавливаемых в ГПС в течение месяца:
где F CT
– месячный фонд времени работы станка, ч;
Т ср
– средняя станкоемкость изготовления одной деталеустановки, мин;
N мес
– месячный объем выпуска детали-представителя;
где, h 3
– нормативный коэффициент загрузки оборудования, h 3
=0,8;
F– эффективный годовой фонд времени работы оборудования, при трехсменной работе F=5835 ч. (станки с ЧПУ)
где, Т ci
– станкоемкость изготовления детали-представителя на I-й операции;
m– число операций технологического процесса,
Полученное число определяет минимальное число ячеек склада при условии, что для каждой деталеустановки используется только один стол-спутник с приспособлением. Для нормальной работы ГПС необходимо, чтобы емкость склада имел некоторый запас (около 10%), тогда оптимальная емкость склада будет равна:
Е с
=1,1 * К наим
= 1,1*78,87 = 86,76 = 87 ячеек.
Более удобно иметь несколько спутников на одну деталь-установку, чтобы уменьшить время пролеживания заготовок на складе.
Определим ориентировочную длительность цикла изготовления детали при маршруте:
ПЗР Стеллаж Ст1 (Оп.005) Ст2 (Оп. 010,015) МСА КИМ Стеллаж ПЗР
где, ПЗР – позиция загрузки-разгрузки детали в приспособлении-спутнике;
КИМ – координатно-измерительная машина).
Время загрузки-разгрузки детали в приспособлении – спутнике – 3 мин.
Время контрольной операции – 6 мин., время моечной операции – 3 мин.
Т ц
= 7*1 мин +2*3 мин +1*3 мин + 6 мин + 4,2 мин +22,3 мин = 48,5 мин.
Тогда при такте выпуска 16,36 мин потребуется 48,5/16,36 = 3 спутника.
Емкость склада равна 87 ячеек* 3 спутника = 261 ячейка.
С учетом размеров спутника выбираем склад с краном-штабелером модели СА-ТСС – 0,16 с ячейкой 600*400*250 мм (по табл. 1.4 /8/), который обладает следующими характеристиками:
скорость передвижения крана-штабелера – 1,00 м/с
скорость выдвижения грузозахватного органа – 0,25 м/с.
Располагая склад вдоль станков и принимая его однорядным, рассчитаем число ярусов и высоту склада. Если принять длину склада равной длине линии, то на длине 22,395 м разместится 22395/600=37 ячеек.
Тогда высота склада составит 261/37=7 рядов.
Полная высота склада: 7*250+450=2200 мм., что не превышает предельной высоты обслуживания по технической характеристике крана-штабелера.
Расчет количества позиций загрузки-разгрузки спутников
Определим время загрузки-разгрузки приспособления спутника. Время загрузки-разгрузки приспособления-спутника принимаем для схемы базирования детали на столе с креплением четырьмя болтами и планками /1, стр. 246/.
Fпоз.= Fр*Ксм/12 = 1820*3/12 = 455 ч
где, Fр – эффективный годовой фонд времени работы рабочих;
К см – количество рабочих смен в сутках.
Расчет количества транспортных устройств и их загрузки
Количество транспортных устройств АТСС определяется временем их работы:
где, Т тр
– суммарное время работы транспортного устройства в течение месяца, ч;
F тр
– месячный фонд работы транспортного устройства, ч (381 ч для 3-х сменного режима работы).
где, Т стел-ст
, Т ст-ст
, Т поз-стел
– время перемещения от стеллажа к станку, от станка к станку и от позиции загрузки к стеллажу соответственно;
Кстел-ст, Кст-ст, Кпоз-стел – количество соответствующих перемещений.
Количество и характер перемещений крана-штабелера определим по циклу его работы:
ПЗР Стеллаж Ст1 (Оп.005) МСА Стеллаж ПЗР Стеллаж Ст2 (Оп. 010,015) Ст3 (Оп. 010,015) МСА КИМ Стеллаж ПЗР
где, ПЗР – позиция загрузки-разгрузки детали в приспособлении-спутнике;
КИМ – координатно-измерительная машина).
Из приведенного выше маршрута прохождения заготовки через ПЗР, станки, МСА и КИМ:
«Позиция – стеллаж» – 4 перемещения;
«Стеллаж – станок» – 4 перемещения;
Тогда, при месячном выпуске 1784 шт. (21400/12 = 1784 шт.):
Рассчитаем время перемещений. Длины перемещений найдем графоаналитическим путем (со схемы, построенной в определенном масштабе).
Средняя длина вертикального перемещения: 2200–450 = 1,75 м
В общем случае Т=2*(Тк+Тпод+ Тсп), где Тк – время передачи кадра управляющей программы от ЭВМ к системе ЧПУ транспортного устройства, принимаем Тк=0,02 мин; Тпол – время подхода транспортного устройства к заданному месту, мин; Тсп – время съема-установки стола-спутника, тары или заготовки, принимаем Тсп =0,15 мин.
где, L и V– перемещения и скорости по соответствующим координатам. Скорости определяются по технической характеристике крана-штабелёра (уч. пособие, с. 14).
Т под поз-стел
= 3.45 / 60+1,75 / 12=0,2 мин;
Т под ст-ст
=7.09 / 60 +0/12 =0.12 мин;
Т под стел-ст
=9.46 / 60+1,75 / 12=0,3 мин;
Принимая Т к
=0,02 мин., Т сп
=0,15 мин получим
Т поз-стел
=2·(0,02+0,2+0,15)=0,74 мин;
Т ст-ст
=2·(0,02+0.12+0,15)=0,58 мин;
Т стел-ст
=2·(0,02+0,3+0,15)=0,94 мин;
Подставляя найденные значения в формулу получим время загрузки КШ:
Т кш
=(7136·0,74+7136·0,58+7136·0,94) / 60=268,79 ч
Тогда коэффициент загрузки крана-штабелера составит:
На основании найденного значения коэффициента загрузки крана-штабелера делаем вывод о целесообразности выбора АТСС 1 типа.
4. Автоматизированные системы инструментального обеспечения
Автоматизированная система инструментального обеспечения – система взаимосвязанных элементов, включающая участки подготовки инструмента, его транспортирования, накопления, устройства смены и контроля качества инструмента, обеспечивающие подготовку, хранение, автоматическую смену и замену инструмента.
Все разнообразие компоновочных схем АСИО можно свести к 6 типам:
Тип 1 – АСИО с запасом инструментальных комплектов, размещенных в инструментальных магазинах станков ГПС;
Тип 2.1 – АСИО с автоматизированным складом (накопителем) инструментальных комплектов при каждом станке ГПС;
Тип 2.2. 1 – АСИО с совмещенными подсистемами складирования и транспортирования инструментальных комплектов;
Тип 2.3 – АСИО, объединенная с АТСС;
Тип 3 – АСИО со сменными инструментальными магазинами.
Блок-схема алгоритма выбора типа АСИО представлена в /8/.
При выборе типа АСИО определяющим является суммарное количество, необходимых для обработки месячной нормы деталеустановок:
где, Кнаим – число наименований деталеустановок;
К1 – число инструментов для обработки одной деталеустановки;
КД – число инструментов-дублеров на одну деталеустановку. Дублеры необходимы для инструментов с малой стойкостью (сверла, особенно малого диаметра). В расчетах можно принимать КД=2–3.
где, Тср – средняя станкоемкость обработки одной деталеустановки;
Тин – среднее время работы одного инструмента;
kS-число типоразмеров инструментов, требуемых для полной обработки детали-представителя;
m – число операций технологического процесса изготовления детали-представителя.
Из технологического процесса находим kS=25, m =2.
К1=25/2 =12,5; Кд=2, Кнаим=78,87 (из расчета АТСС).
Поскольку инструменты, входящие в АСИО хранятся не только на цен тральном инструментальном складе, но и в магазинах станков, то емкость ЦИС определяется как
где Еmci – емкость инструментального магазина i-го станка ГПС.
Габаритные размеры инструментального склада определяются в зависимости от найденной емкости и размеров ячейки (шага) t=120… 200 мм.
Еmci =60, Еис =1143,615 – 60 = 1083,615
t принимаем равным 140 мм. Тогда при расположении инструментального склада в один ярус получаем Lгал/t =22395/140=159,96 = 160 ячеек, принимаем одноярусное расположение ячеек склада. Приняв высоту ячейки 500 мм и расстояние от нижнего яруса до пола цеха 450 мм, находим высоту склада:
В АСИО смена инструментов осуществляется роботами-операторами (РО), работа которых во многом напоминает работу штабелеров. Для расчета количества роботов-операторов (коэффициента их загрузки) необходимо знать суммарное время их работы:
где Тро – суммарное время работы робота-оператора в течение месяца, ч;
Fpo – месячный фонд времени работы робота-оператора, ч.
В свою очередь суммарное время работы робота-оператора будет зависеть от типа системы инструментообеспечения.
Для расчета загрузки РО на складе примем, что инструмент, необходимый для доставки находится в центре склада. Считаем, что инструмент доставляется к станку без очередности их загрузки и без учета инструментальной емкости магазинов-накопителей при станках.
Среднее перемещение робота-оператора на инструментальном складе: Lcp(ис)=0.5 Lис = 22,395*0,5 = 11.2 м
Среднее перемещение робота-оператора при доставке инструмента к инструментальному магазину станка (определяется графоаналитическим методом по схеме):
Lср (им) = (6,8+2,15+3,45)/ 3=4,13 м.
Определим основные расчетные характеристики робота-оператора, характеризующие его работу в линии.
где Твв – время ввода-вывода одного инструмента;
Тк – время передачи управляющей команды от ЭВМ к роботу-оператору;
TПОД – среднее время подхода робота-оператора к заданному гнезду;
Тв – время выполнения роботом-оператором перехода «взять инструмент»;
Тп – время выполнения роботом-оператором перехода «поставить инструмент»;
Тсм – время смены одного инструмента;
Тпов – время поворота захвата на 180°.
Время, необходимое для осуществления тех или иных действий робота-оператора определяется исходя из совершаемых перемещении и скоростей этих перемещений.
Принимаем, = 0,8 м. = LCP(им)= 4,13 м
Исходя из найденных перемещений по известным значениям скоростей перемещения, найдем время подвода робота-оператора к заданной точке инструментального склада или инструментального магазина:
Твв=6·0,02+4·0,24+2·0,04+3·0,4+0,1=2,46 мин
Тсм=4·0,02+3·0,12+2·0,4+0,04=1,28 мин
Найдем коэффициент загрузки робота-оператора:
Рассчитаем суммарный коэффициент загрузки кранов-штабелеров и робота-оператора:
На основании значения суммарного коэффициента загрузки делаем вывод, что в нашем случае имеем общий для всех станков инструментальный склад. Функции складирования, транспортирования и смены инструмента осуществляет робот-оператор.
1. Обработка металлов резанием: Справочник технолога. /Под ред. А.А. Панова. – М.: Машиностроение, 1988. – 736 с.
2. Роботизированные технологические комплексы и гибкие производственные системы в машиностроении: Альбом схем и чертежей: Учеб. пособие для вузов /Под ред. Ю.И. Соломенцева. – М.: Машиностроение, 1989. – 846 с.
3. Справочник технолога-машиностроения: В 2-х т. Т. 1. /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985. – 656 с.
4. Справочник технолога-машиностроения: В 2-х т. Т. 2. /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1987. – 496 с.
5. Технологические основы ГПС. /Под ред. Ю.С. Соломенцева. – М.:Машиностроение, 1991. – 240 с.
6. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. – М.: Машиностроение, 1988.-392 с.
7. Кузнецов М.М. и др. Автоматизация производственных процессов /Под ред. Г.А. Шаумяна. – М.: Высш. шк., 1978. – 431 с.
8. Моисеев Ю.И., Катюк В.А. Классификация и выбор систем складирования, транспортирования и инструментального обеспечения гибких автоматизированных производств: Учеб. пособие. – Курган: Изд-во КМИ, 1993. – 58 с.
9. Моисеев Ю.И. Технологическое проектирование гибких производственных систем в машиностроении: Учеб. пособие. – Курган: Изд-во КМИ, 1996. – 87 с.
Название: Принципы построения гибкой системы обработки корпусов
Раздел: Промышленность, производство
Тип: контрольная работа
Добавлен 16:14:44 27 июля 2010 Похожие работы
Просмотров: 358
Комментариев: 17
Оценило: 3 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно Скачать
Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.
Контрольная работа: Принципы построения гибкой системы обработки корпусов
Курсовая Работа На Тему Сегментирование Рынка Продукции Корма Для Животных
Роль коммерческих банков на рынке ценных бумаг
Статья: Подростковый алкоголизм: как искоренить проблему?
Курсовая работа по теме Критерии учебно-методического комплекса по истории
Инновационный Процесс Как Объект Управления Курсовая
Предмет И Функции Философии Контрольная Работа Рб
Реферат: Страна солнца
Контрольная Работа На Тему Римское Рабовладельческое Право Наидавнейшего Периода
Производственная программа предприятия общественного питания
Конспект Статьи Мильон Терзаний Сочинение
Курсовая Работа По Гражданскому Праву На Тему Принципы Гражданского Права
Курсовая работа по теме Обеспечение пожарной безопасности Княгининской ГНС ПРУП 'Минскоблгаз', п. Княгинин, Мядельского района
Реферат: Гаити
Қазіргі Жастар Мәдениеті Эссе
Реферат: Essay About Cooper Industries Essay Research Paper
Spotlight 6 Module 6 Контрольная Работа
Реферат по теме Исламизация Чечни в XX в
Курсовая работа по теме Анализ контента журнала 'Современника' 1836 года
Реферат На Тему Визначення Фактичного Та Оптимального Рівня Митного Тарифу
Доклады На Тему Экологическая Ситуация В Донецкой Области
Курсовая работа: Оптовая торговля и её роль в повышении эффективности функции рынка
Реферат: Священник Константин Будкевич
Контрольная работа: Использование CD-ROM–дисков в качестве индентификатора