На рис. 13 показана компоновка автоматизированного станочного комплекса для обработки деталей типа дисков и фланцев. Передача деталей для обработки производится через склад-накопитель. Уборка стружки автоматизирована. Управление комплексом осуществляется через центральную ЭВМ.
3.4. Определение состава и потребного количества станков, входящих в гибкую производственную систему (ГПС)
Для определения состава оборудования, включаемого в состав ГПС, необходима показательная проработка технологических процессов всех деталей, обрабатываемых в системе. В первую очередь разрабатывают технологический процесс на деталь, имеющую наибольшее число обрабатываемых поверхностей, при этом намечают первоначальную специализацию оборудования и выявляют необходимые технологические характеристики для оборудования с ЧПУ. Технологические процессы для остальных деталей группы строят в соответствии с принятым типовым маршрутом и с учетом намеченной специализации оборудования.
Исходя из разработанных технологических процессов выявляют технологические характеристики станков, на основании которых производят подбор станков из имеющегося парка (в соответствии с каталогом станков с ЧПУ) или разрабатывают и используют специализированное оборудование с ЧПУ.
При подборе станков необходимо учитывать возможность их встройки в ГПС. Для этого они должны иметь однотипные автоматические устройства для загрузки и закрепления спутников, одинаковые устройства ЧПУ и достаточную вместимость магазинов инструментов. Таким образом, в состав ГПС включают станки с ЧПУ, параметры которых обеспечивают реализацию технологических процессов обработки определенной группы деталей. Туда же могут встраиваться и универсальные станки, или специализированное оборудование, не оснащенное ЧПУ (см. раздел 3.2), 8 также станки без устройств для автоматической загрузки деталей.
Потребное количество основного оборудования проектируемого участка подсчитывают отдельно по номенклатуре и каждому типоразмеру с учетом затрат времени (ТШТ.) по отдельным операциям технологического процесса, выполняемого на данном оборудовании, программы и номенклатуры выпускаемых деталей или изделий.
Потребное (расчетное) количество станков данного типоразмера Ср в условиях непоточного производства:
(9)
где Тк - трудоемкость (станкоемкость) обработки годового количества всех деталей на станках данного типоразмера в станко-часах; определяют по данным разработанного технологического процесса;
Фс - действительный (расчетный) годовой фонд времени работы станка в
часах, определяемый по табл.2.6.
Таблица 2.6
Наименование
Фс в час при числе рабочих смен
Металлорежущее оборудование
Металлорежущее уникальное оборудование (сложные и тяжелые станки)
—
Автоматические линии, станки с ЧПУ
—
Действительный годовой фонд времени работы оборудования механических и сборочных цехов при 41 -часовой рабочей неделе
Полученное расчетом количество станков округляется до целого числа, называемого-принятым числом станков С„. Для определения степени загруженности по времени станков данного типоразмера используют коэффициент загрузки оборудования
(10)
Средний коэффициент загрузки оборудования по участку, цеху
(11)
Значения Кз.о.ср. по цеху для разных типов производства приведены в табл. 2.7
Таблица 2.7
Тип производства
Кз.о.ср.
Единичный
0,8 - 0,65 и выше
Серийный
0,75- 0,85 и выше
Массовый
0,65- 0,75 и выше
Если по отдельным типам станков Kз.o. получается более низким, то следует рассмотреть возможность переноса части работы на другие, более крупные из намеченных по расчету станков данной группы.
Для лучшей систематизации расчетов, установления степени использования станков, наличия резервов или узких мест в производственных мощностях составляют ведомость расчета оборудования по форме табл.2.8.
Таблица 2.8
Типоразмер
станка
Номера закрепленных за станком деталей
Годовой выпуск, шт.
Норма времени на 1 деталь, мин.
Время на годовой выпуск, танко час
Потребность в станках
Коэфф. Загрузки станков
Ср
Сп
Итого
При разработке в проекте поточного производства число станков определяют по каждой операции исходя из такта выпуска деталей с линии:
(12)
Где Тшт. – штучное время на операцию, мин;
τ – такт выпуска деталей с линии:
С учетом формулы (13)
(14)
Как и в предыдущем случае, дробные числа округляют до ближайшего целого, а К з.о. на данной операции определяют по отношению расчетного числа станков к принятому. Средний КЗ о.ср. всей линии определяют делением Ср всей линии на СП линии. Результаты расчета удовлетворительны, если КЗ О.СР. ≥ 0,65 – 0,75. При этом для отдельных высокопроизводительных станков допускают КЗ.О.< 0,5.
Если Ср превышает целое число не более, чем на 0,1, то изыскивают возможность округления Ср в меньшую сторону, пересмотрев условия выполнения операции для уменьшения Т шт.
Количество станков в переменно-поточных линиях определяется для каждой операции с учетом загрузки оборудования по отношению к годовому фонду времени его работы. Потребное количество станков для данной операции
(15)
где Т шт. i - штучное время обработки t-той детали на данной операции, мин.;
Ас - годовой выпуск L -той детали;
/X - количество деталей, закрепленных за линией; к/п - коэффициент, учитывающий время на переналадку линии с одного наименования детали на другое; обычно Кп = 0,95.
Когда на линии обрабатываются детали, мало различающиеся по трудоемкости, устанавливается единый такт τ для обработки всех деталей
(16)
Число станков для каждой операции в линии
Или
(17)
При выпуске деталей с разной трудоемкостью τ определяется для каждой детали в отдельности путей распределения фонда Фс пропорционально трудоемкости обработки годового количества деталей каждого наименования.
Количество станков в групповых поточных линиях определяется для каждой операции по формуле (15), но без применения коэффициента Kп. В единой групповой операции обработка деталей данной группы производится параллельно или последовательно при постоянной наладке станков. Групповые поточные линии могут работать по принципу непрерывно-поточного и прямоточного производства.
Число станков для каждой операции, выполняемой на автоматической линии
(18)
где Топ - оперативное время для данной операции, мин.;
τ - такт работы линии, мин;
Т on. = Т маш. + Т всп. + Т тр., (19)
где Т маш. - машинное время;
Т всп. - вспомогательное время, определяется по нормативам для автоматических линий;
Т тр. - время на перемещение детали с позиции на позицию.
В среднем Т тр = 0,2 - 0,3 мин.
Необходимо стремиться к синхронизации операций, т.е. Т сп. должно быть равно или кратно τ. Если Т оп. на отдельной операции невозможно привести в соответствие с τ, за такт автоматической линии принимают tоп этой лимитирующей операции и по нему ведут все дальнейшие расчеты.
Число станков для лимитирующей операции
(20)
Где η – коэффициент, учитывающий потери при определении такта работы линии; η = 0,85 – 0,95
Полученное дробное число округляют до целого и определяют коэффициент загрузки линии
(21)
К э.л. должен соответствовать Кз.о. для массового производства (см.табл.3).
Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) могут работать в условиях поточного и непоточного производства. В зависимости от этого потребное количество станков может определяться по формулам (14, 17 или 9) соответственно. При расчете Ср по указанным формулам необходимо учитывать следующие особенности станков с ЧПУ.
Основное (машинное) время на операцию
, (22)
где- основное время j-того перехода обработки;
n - число переходов обработки на данной операции. Вспомогательное время на операцию tВСП определяют по имеющимся нормативам для станков с ручным управлением и данным табл. 12-19[7 т.1]. По этим же таблицам определяют время на организационно-техническое обслуживание рабочего места – tОРГ.
Штучно-калькуляционное время
(23)
Где Т п 3 - подготовительно-заключительное время на партию деталей, мин; Т П.З. - 12 мин.
Nn - размер партии деталей. Ориентировочно Nn определяют по табл.11 [7 т 1]. '
Эффективный годовой фонд времени работы станков с ЧПУ (устанавливаемых отдельно или встраиваемых в автоматизированные комплексы, участки) при двухсменной работе:
станки массой до 10 т - 3935 час
станки массой до 100 т - 3850 час
Среднестатистические данные по распределению затрат времени (в %) для отдельно расположенных станков с ЧПУ (в скобках - для автоматизированного участка из станков с ЧПУ) таковы: время работы станка по программе tп.у. – 40(62); вспомогательное время (включая контроль деталей) - 8,5 (10); время на обслуживание рабочего места и личные надобности - 14,5 (5); подготовительно-заключительное время - 17 (8); планируемые потери - 20 (15). Например, для автоматизированного участка из станков с ЧПУ Т ut.-k. = 1,37*tп.у.
Коэффициент загрузки станков с ЧПУ должен соответствовать К з.о. данного тина производства (см.табл.3) и быть не меньше фактического коэффициента загрузки с учетом неплановых простоев для ремонта
, (24)
Где Вн – удельная длительность восстановления работоспособности станка в долях единицы (см. табл. 25[7т.1]);
Куд – коэффициент, учитывающий удельный вес работы станка по ПУ в Фс. Применяют Куд = 0,4 – 0,5.
Определение количества оборудования, укрупненным способом (для других участков проектируемого цеха) ведется по укрупненной трудоемкости годового выпуска изделий по формуле
(25)
где Т - трудоемкость годового выпуска всех изделия в цехе или отделении, станко-чзс;
Кз.о.ср - средний коэффициент К з.о. по цеху или отделению.
Можно принимать для двухсменной работы в массовом производстве К з.о.ср. = 0,7; в серийном производстве К з.о.ср. =0,8; в единичном производстве К з.о.ср.=0,85.
Для определения состава оборудования полученное СП.ОБЩ распределяют по группам и типам, пользуясь процентными соотношением, определяемыми по данным выполненных проектов или заводов. При этом производится корректировка в зависимости от намечаемых в проекте новых прогрессивных технологических процессов.
Число единиц сборочного оборудования при значительной загрузке определяют, исходя из затрат времени для годовой программы и фонда времени, отдельно по каждому типоразмеру аналогично металлорежущему оборудованию.
Количество рабочих мест для сборки изделия (узла) в условиях непоточного производства определяют по формуле
(26)
Где Тсб. - - трудоемкость сборки одного изделия (узла) в человеко-часах. Для расчета Тсб. следует использовать данные табл.5.
Примерное отношение трудоемкости видов сборочных работ к общей трудоемкости сборки в %.
Таблица 5
Вид сборочных работ
Тип производства
единичное
подтипы серийного производства
массовый
мелкосер.
среднесер.
крупносер.
Слесарно-пригоночные
25-30
20-25
15-20
10-15
-
Узловая сборка
5-10
10-15
20-30
30-40
45-60
Общая сборка
60-70
60-70
50-65
45-65
40-55
Действительный годовой фонд Фс принимают равным:
при двухсменной работе на сборочных стендах Фс = 4140 час;
при двухсменной работе сборочных автоматов и полуавтоматов Фс = 4015 час;
Рср. – средняя плотность работы. При работе на сборочных полуавтоматах и автоматах Р ср ≤ 1; при работе на стендах для узловой и общей сборки Р ср ≥ 2 в зависимости от габаритов изделия и сложности сборки. Р ср определяют по технологическому процессу и форме организации сборки. Полученное расчетное число Мр округляют до целого числа и получают принятое число рабочих мест Мп.
Определяют коэффициент загрузки рабочих мест
(27)
Принимают Кз = 0,7 – 0,9 в зависимости от характера производства.
Число единиц оборудования определяют по формуле:
(28)
где Т - трудоемкость данной операции одного изделия.
Полученное значение Ср округляет до целого числа и определяют К3 0.
Для условий поточного производства число единиц оборудования определяют для каждой операции, исходя из такта сборки τС или
производительности данного вида оборудования по формулам, приведенным для металлорежущего оборудования.
Аналогично число рабочих мест поточной сборки определяют исходя из такта по формуле:
, (29)
Где Тсб – трудоемкость сборки изделия (узла), равная суммарному времени по всем операциям, человеко-час;
При укрупненном проектировании количество рабочих мест сборочного отделения определяют по формуле:
, (30)
Где ΣТсб - суммарная трудоемкость сборки годового выпуска изделии (узлов), человеко-час;
К з Ср - средний коэффициент загрузки К3 ср = 0,75 - 0,85.
Обычно количество рабочих мест поточной сборки определяют по числу операций. Если для операции Т > τ сб., то предусматривают дополнительные параллельные рабочие места с тем, чтобы синхронизировать трудоемкость Тс с тактом τ сб. в пределах ±5%.
При работе на конвейерах число рабочих стендов (позиций) определяют по формуле (29). В этом случае кроме рабочих позиций, полученных по расчету, предусматривают 2-3 запасных стенда.
Одним из основных типов конвейеров, применяемых при поточной сборке, является пульсирующий (тележечные, подвесные, толкающие конвейеры). Для пульсирующих конвейеров число рабочих мест (стендов) определяют по формуле:
, (31)
Где Тшт - трудоемкость сборки изделия (узла), человеко-час;
t - время на перемещение конвейера с позиции на позицию, зависит от расстояния между сборочными позициями l2’ и скорости перемещения конвейера V. В зависимости от габаритов изделия принимают l2’=0,3 – 1,5 м. Скорость перемещения конвейера общей сборки V = 0,1-3,5 м/мин (до 5 м/мин).
Скорость перемещения конвейера узловой сборки If =0,25 - 1,3 м/мин.
При проектировании возникает необходимость в определении рабочей длины сборочного конвейера. Длину конвейера определяют по числу стендов (сборочных позиций) и шагу конвейера. Общая длина конвейера составляет
L=l1+l2 (32)
Где l1- длина рабочей части конвейера;
l2 – длина приводной и натяжной части конвейера.
Длину рабочей части определяют по формуле:
l1= l*M’сб (33)
Где М’сб = (1,15 – 1,25) Мсб – количество рабочих мест Мсб. с добавлением 15-25% резервных и контрольных;
l – шаг конвейера.
l = l1’+l2’ (34)
Где l1’ – длина собираемого изделия или сборочной тележки;
l2’ = 0,4 – 1,2 м.
Скорость конвейера при его непрерывном движении
, (35)
Если V > 3,5 м/мин или V > 1,3 м/мин, то следует дублировать конвейер при сохранении τСБ. Если V получается ниже указанной, то рекомендуется перейти к конвейеру с периодическим движением.
3.5Транспортно-накопительные системы (ТНС) гибких автоматизированных комплексов
Технические средства ТНС делятся на две группы: основное оборудование и вспомогательное. Основное оборудование для перемещения грузов в условиях автоматизированного производства: стеллажные и мостовые краны-штабелеры, транспортные роботы, конвейеры, накопители, перегрузочные и ориентирующие устройства, транспортно-складская тара, средства АСУ.
Выбор транспортных и накопительных средств производится на основе анализа грузопотоков на участке или в цехе.
При определении грузопотоков по участку (цеху) выявляют потребность в основных и вспомогательных материалах, с учетом программы выпуска деталей, вида и массы заготовок, в комплектующих и покупных изделиях, а также количество отходов.
Количество комплектующих и покупных изделий определяют по сборочному чертежу выпускаемого в цехе изделия с учетом его годовой программы выпуска. Эти данные необходимы для расчета грузопотоков сборочного участка.
Отходы производства определяют по разности между массами заготовок и деталей, либо в % от массы готовых деталей (см.табл.6) с учетом программы выпуска.
Таблица 6.
Отходы по производству деталей металлургического оборудования
Заготовки
% отходов к общей массе
Заготовки
% отходов к общей массе
Литье
Штамповки
чугунное
горячие
стальное
Листы
цветное
тонкие
Поковки
толстые
профильный металл
прессовые
трубы
молотовые
полоса
В условиях автоматизированного производства имеют место возвратные грузопотоки многооборотной технологической тары, оснастки, инструментов и приспособлений.
В целях оптимального выбора транспортных средств грузы классифицируют по транспортно-технологическим характеристикам: размеру,
массе, форме, способу загрузки и транспортирования, форме, виду и свойствам материала.
По массе изделия подразделяются на:
Миниатюрные
масса до 0,01 кг
Легкие
масса до 0,5 кг
Средние
масса до 16 кг
Переходной массы
масса до 125 кг
Тяжелые
масса более 125 кг
По способу загрузки изделия подразделяются на перемещаемые: в таре, без тары, навалом, в ориентированном состоянии, в кассетах, в пакетах, на спутниках.
По форме изделия делятся на: тела вращения, корпусные, дискообразные, спицеобразные (длинномерные).
При выборе транспортных средств автоматизированных линий и участков необходимо учитывать вид и свойства материалов деталей (твердые, хрупкие, магнитные).
Грузопотоки делятся на непрерывные и дискретные с использованием накопителей,функции которых могут выполнять собственно транспортные средства, а также вспомогательные устройства (магазины), тара.
При выборе схемы грузопотоков необходимо выбирать наименьшие по протяженности маршруты перемещения грузов, минимальное применение перегрузочных устройств, кантователей.
Особенностью автоматизированных участков является применение в качестве транспортных средств кранов-штабелеров и транспортных, промышленных роботов. Все транспортные средства, применяемые на этих участках, должны быть оснащены системами автоматического адресования и иметь устройства автоматической погрузки-разгрузки грузов.
Кроме того, в условиях автоматизированного производства широко применяются подвесной транспорт, напольные конвейеры, транспортеры, тележечный транспорт.
К подвесному транспорту относятся:
1)подвесные конвейеры для внутрицеховых и межоперационных перемещений деталей и изделий весом до 2 т на расстояние до 1000 м, для создания подвижных запасов деталей на рабочих подвесках конвейера; белее тяжелые грузы весом до 2,5 т и выше могут транспортироваться на грузотянущих конвейерах с тележками;
2)подвесные монорельсы для внутрицеховых грузопотоков; максимальная грузоподъемность монорельсов - до 20 т;
3)монорельсовые транспортные роботы с устройствами тля перемещения и манипулирования изделиями весом до 320 кг;
4)подвесные дороги с электротягачом и прицепными тележками грузоподъемностью до 500 кг.
К напольным конвейерам и транспортерам для паточного производства относятся:
1)рольганги (приводные и неприводные наклонные) для межоперационного перемещения изделий весом до 120 кг;
2) ленточные конвейеры для транспортирования мелких деталей весом до 250 кг с малым тактом запуска;
3) тележечные конвейеры, применяемые для транспортирования изделий на сборочном участке, реже на механических участках. В зависимости от габаритов изделий применяют вертикально- и горизонтально-замкнутые конвейеры, первые - грузоподъемностью до 8000 кг.; вторые - до 1000 кг;
4) шагающие конвейеры с пульсирующим перемещением изделий при сборке; грузоподъемность этих конвейеров до 7 т при относительно малых габаритах и простоте конструкции.
К напольно-тележечному внутрицеховому транспорту отнесятся:
1) электропогрузчики и электротележки (электрокары) грузоподъемностью до 0,5 т;
2) электроштабелеры напольные грузоподъемностью до 2 т;
3) транспортные напольные роботы (рельсовые и безрельсовые), смонтированные на тележках и управляемые по программе.
Модели отечественных напольных роботов: "Электроника" - грузоподъемность робота до 50 кг.
МП-12Т
Грузоподъемность до 200 кг
установка 10 поддонов по 20 кг каждый
МП-14Т
Грузоподъемность до 600 кг
Установка 10 поддонов по 60 кг каждый
МП-15Т
Грузоподъемность до 65 кг
Монорельсовые транспортные роботы (напольные н подвесные) предназначены для межоперационного и внутрицехового перемещения деталей и изделий в условиях автоматизированного производства. Их модели и грузоподъемность соответствуют моделям безрельсовых роботов.
В качестве накопителей могут использоваться автоматизированные склады, обслуживаемые штабелерами и транспортными роботами, и межоперационные магазины-накопители (напольные и подвесные). Магазины-накопители применяют в условиях поточного производства для деталей типа тел вращения. Подвесные накопители применяют в основном для корпусных детален, для деталей сложной конфигурации.
Количество подъемно-транспортных средств для цеха (участка) определяют либо подробно с учетом грузопотоков, массы перемещаемых грузов, либо по данным базового производства.
Число кранов-штабелеров для механических участков
, (36)
где n - число деталей, подлежащих транспортированию за смену;
i - среднее число транспортных операций на одну деталь;
Т кр.- время пробега крана, мин;
m - число одновременно транспортируемых деталей;
Тсм - время работы в смену, мин.
Количество единиц напольно-тележечного транспорта определяют по формулам:
для двусторонней маятниковой системы перевозок
, (37)
для односторонней маятниковой системы перевозок
, (38)
где Q - годовой грузооборот, т;
K1 - коэффициент неравномерности;
К2 – коэффициент использования грузоподъемности; К2 = 0,8;
Тэ - общее время пробега электрокара (транспортного робота), мин;
Qэ - грузоподъемность электрокара (робота), т;
Ф0 - действительный годовой фонд времени работы оборудования с учетом сменности работы.
Основными расчетными параметрами конвейеров являются скорость или производительность.
Скорость конвейера
или (39)
где Q - производительность конвейера, шт/час;
τ - такт работы, мин;
l - шаг переметаемых изделий, м
n - количество одновременно перемещаемых изделий.
Производительность конвейера
(шт/мин). (40)
Для конвейеров, обслуживающих поточные станочные линии, скорость конвейеров принимают V= 1-6 м/мин (при массе изделий ЗС-50 кг V не более 3 м/мин). При необходимости создания запаса на конвейере в расчет вводят коэффициент увеличения производительности KПР ≤ 5.
3.6 Компоновка автоматизированных складов
Автоматизированные склады в ГАП предназначены для приема, хранения, выдачи в производство и учета заготовок, основного и вспомогательного материалов, тары, инструментов, приспособлений, роботов, манипуляторов, готовых изделий, бракованных деталей, отходов производства с целью обеспечения эффективного производственного процесса ГАП.
В зависимости от конструктивных особенностей и технической оснащенности выделяют основные типы автоматизированных складов:
I) клеточные стеллажные с автоматическим краном-штабелером или мостовым краном-штабелером,
2) гравитационные стеллажные с краном-штабелером;
3) элеваторные стеллажные;
4) подвесные в сочетании с толкающим конвейером, имеющим автоматическое адресование грузов.
Наиболее распространены склады со стеллажными кранами-штабелерами, поскольку они весьма производительны, занимают мало места, легче автоматизируются.
В единичном и мелкосерийном производстве целесообразно применять стеллажные склады с автоматическими мостовыми кранами- штабелерами.
При небольшой номенклатуре грузов и сравнительно больших запасах материалов, деталей используют автоматизированные склады с гравитационными стеллажами. Склады с автоматизированными элеваторными стеллажами целесообразно применять при малых грузопотоках, небольших сроках и запасах хранения грузов и малых размерах самих деталей и изделий.
К технологическому оборудованию автоматизированных складов относят: 1) складскую тару; 2) стеллажи; 3) краны-штабелеры; 4)перегрузочные устройства. Выбор типа и оборудования склада производят с учетом грузопотоков участка ила цеха, конструктивно-технологических особенностей изделий и заготовок, сроков хранения, применяемого на участке технологического оборудования. Основные характеристики складского оборудования приведены в работах [3,5,8].
Компоновка складов зависит от типа и характера производства, производственной программы, внутрицехового и внутрисистемного транспорта, характеристик производственного здания, где размещается проектируемым участок или цех, а также от типа и оборудования самих складов, основных параметров.
Наиболее рациональна компоновка складов в ГАП, когда они максимально приближены к технологическому оборудованию. При этом кран-штабелер не только выполняет функции складирования, но и распределяет по рабочим местам материалы, заготовки, изделия, т.е. стыкует склад с технологическим комплексом. Один или несколько стеллажей склада помечается вдоль производственного участка рядом с оборудованием (см.рис.14).
При линейных компоновках ГАП склады располагают в торцах производственного участка и оснащают стеллажными или мостовыми автоматическими кранами-штабелерами (см.рис.15). При небольших грузопотоках краны-штабелеры используют как транспортно-складские роботы и для подачи заготовок на перегрузочные устройства. Постовые краны-штабелеры используют при меньших грузопотоках и больших объемах хранения материалов, заготовок, готовых изделий.
При большой потребной вместимости склада и небольшой номенклатуре хранимых материалов, заготовок, изделий целесообразна компоновочная схема с блочным гравитационным складом (см.рис.16), которая позволяет эффективно использовать площадь и объем производственного здания. Подобные склады могут иметь компоновку с перпендикулярным в плане расположением стеллажей по отношению рядам станков (например, ТНС 0РГ-2) или линейную компоновку, при которой стеллажи ориентированы в том же направлении, что и ряды станков производственного участка (например, ТНС 0РГ-3, OРГ-4, 0РГ-5). Последние ТНС предпочтительны в мелкосерийном производстве на предметно-замкнутых участках.
Предпочтительность применения того или иного варианта компоновок и технического оснащения определяют расчетом.
При проектировании автоматических складов определяют:
5) выбирают системы автоматического управления; 6) технико-экономические показатели.
Потребную вместимость склада устанавливают в соответствии с нормативными запасами грузов, хранящихся на складе.
Продолжительность цикла стеллажного крана-штабелера определяют по формуле:
(41)
Где lk – средний путь перемещения крана с грузом, м;
D – средняя высота подъема груза, м;
φ – коэффициент, учитывающий совмещение движения штабелера с подъемом груза, φ = 0 – 0,3;
b – ширина груза, м;
Vk, Vn, Vi – скорость передвижения крана, подъема каретки, выдвижения телескопического грузозахвата, м/мин;
t0 – дополнительное время, t0 = 0,1- 0,4 мин.
Продолжительность цикла мостового крана-штабелера
(42)
Где lT – средний путь передвижения тележки крана, м;
α – угол поворота колонны за время перемещения груза, град;
ω – частота вращения колонны, об/мин;
Подробно методика проектирования складов изложена в работе [8].
3.7Организация контроля точности обработки деталей на станках.
В условиях ГАП применяют автоматические средства контроля, выбор которых зависит от контролируемых параметров и требований, предъявляемых к ним, от принятого технологического процесса, выбранного оборудования ТНС и гибких модулей. Весьма важно увязать систему автоматизированного контроля (САК) с основными этапами технологического процесса обработки, что позволяет ставить вопрос о разработке технологического процесса измерений. сопровождающего процесс обработки деталей.
Укрупненно этапы технологического процесса измерений в его взаимосвязи с основными этапами производства (и компонентами ГАП) представлены на рис.17.
Непосредственно на участке механической обработки осуществляют контроль 3-х видов:
1) установки заготовки и приспособление;
2) изделия непосредственно в станке;
3) выходной контроль.
Контроль установки детали в приспособлении может осуществляться на конвейере перед станком или на станке непосредственно перед обработкой. В первом случае могут использоваться датчики положения, расположенные на конвейере или специальные измерительные установки с роботами. Бесконтактные датчики положения регистрируют отклонение действительного положения измеряемой поверхности от запрограммированного или разность условной базы и измеряемой поверхности (датчики касания).
К бесконтактным датчикам относятся оптические измерители с погрешностью измерений ± 0,005 мм; лазерные датчики с погрешностью измерений ±0,001 мм; датчики изображения (технического зрения) с погрешностью измерений ± 0,003 мм. Датчики и принимающие камеры располагают на стойках у конвейеров или над конвейерами. Сигналы датчиков поступают в сравнивавшее устройство, затем в АСУ, производится корректировка положения заготовки в приспособлении перед установкой его на стол станка. Датчики касания мод.19000-19002, серийно выпускаемые ЛИПО, с погрешностью измерений ±0,002 - ±0,005 мм также могут устанавливаться на конвейере, однако, в основном, они применяются для контроля положения и состояния заготовки непосредственно перед обработкой на станке, т.е. в зоне обработки.
Измерительные установки с роботами, устанавливаемыми на стойках у конвейеров, позволяют контролировать не только положение заготовки в приспособлении до обработки на станке, но и параметры детали после обработки при перемещении ее в приспособлении на другую позицию. Такие установки разработаны и изготовляются фирмой ДЕА (Италия). Точность измерения ± 0,005 мм при скорости перемещения заготовки на конвейере до 33 м/мин.
Выносной контроль заготовок деталей в процессе их транспортирования не удлиняет производственного цикла, однако наиболее оперативным является контроль заготовок и деталей непосредственно на станке. При небольшом увеличении длительности обработки он существенно повышает ее качество, активно воздействуя на процесс обработки.
Для контроля в зоне обработки применяют датчики касания (измерительные головки), закрепляемые в шпинделе, суппорте, револьверной головке, как и режущий инструмент. К таким датчикам относятся отечественные БЗ-4281 с погрешностью измерений ± 0,002 мм; МВ-1 фирмы «Ренишоу электрникал» с разрешающей способностью 1 мкм; электронные щупы TF-6, TF-30, TF-56 фирмы ДЕА, приборы для активного контроля размеров при шлифовании фирмы «Марпос» с погрешностью измерения ±0,0005 мм.
Контроль с помощью измерительных головок на станке может рассматриваться и как выходной контроль детали после конкретной (в том числе и после финишной) операции. Однако в ряде случаев целесообразно и легче организовать специализированную контрольно-измерительную ячейку (КИЯ), обеспечивающую выносной контроль детали, чем контроль в зоне обработки. К таким случаям можно отнести контроль сложных корпусных деталей, например, картера двигателя внутреннего сгорания.
Состав КИЯ определяется видом контролируемых изделий и может формироваться как на основе унифицированных измерительных систем отдельных параметров, так и на базе универсальных контрольно-измерительных машин (КИМ). Для механообработки характерен второй подход.
Наибольшую известность получили КИМ фирм «Маузерверке» (ФРГ), «Оптон» (ФРГ), ДЕА (Италия). В СССР разработан опытный образец
(9)
(10)
(11)
(12)
(14)
(15)
(16)
(17)
(18)
(20)
(21)
, (22)
где- основное время j-того перехода обработки;
(23)
, (24)
(25)
(26)
(27)
(28)
, (29)
, (30)
, (31)
, (35)
, (36)
, (37)
, (38)
или 
(39)
(шт/мин). (40)
(41)
(42)