Раздел 1. Определение характеристик автоматизированного склада ГПС механообработки корпусных деталей

Обработка, межоперационное транспортирование, контрольно-измерительные операции и временное хранение на складе в этом случае производятся при закреплении обрабатываемых деталей в специальных приспособлениях – спутниках.

Одной из основных характеристик такой складской системы является вместимость (емкость или общее количество ячеек) стеллажа. Необходимо учитывать, что в одной ячейке может одновременно находиться лишь один спутник с закрепленной в нем обрабатываемой деталью. Детали могут быть как однотипными, так и принадлежать к различным типоразмерам, входящим в заданную номенклатуру.

Количество спутников должно соответствовать полной загрузке станков во время работы ГПС. Число станков определяется ранее, при выдаче технического задания на проектирование технологической части ГПС. В настоящей работе оно содержится в исходных данных.

Для обеспечения равномерной загрузки станков при смене обрабатываемых в ГПС деталей расчеты проводятся на основании среднестатистических данных по трудоемкости и месячной программы выпуска. Последняя, с целью большей оперативности, задается по декадам месяца (так называемое подекадное планирование).

Вводится также понятие «деталеустановка», под которой понимается количество выполняемых в ГПС операций и переходов при обработке заданной номенклатуры деталей. При этом следует учитывать, что может применяться частичная обработка детали на каком-либо станке с последующим временных хранением ее на складе и с дальнейшим завершением всей обработки по мере высвобождения нужного станка. Это увеличивает потребную вместимость стеллажа. Вся обработка детали может разбиваться на несколько этапов, между ко­торыми детали находятся в состоянии ожидания обработки.

Определяем максимальное число деталеустановок различных наименований, которые пройдут хранение на складе данной ГПС в течение месяца. Это число приравнивается к общему количеству ячеек стеллажа автоматизированного склада для нахождения его полной вместимости:

 

Ф_с • n _c

Д = Q = -------------, (1)

t _об • N_м

где Д – число деталеустановок при обработке деталей в ГПС за указанный период времени (шт.);

Q – вместимость стеллажа автоматизированного склада (число ячеек для размещения спутников), шт.;

Ф_с –месячный фонд времени работы станка в течении месяца.

Нормативное значение при двухсменном режиме: Ф_с = 305 ч;

n _c–число станков, входящих в проектируемую ГПС, шт.;

t _об–средняя трудоемкость обработки одной деталеустановки, ч (это время, определяемое на основании разработанных технологических процессов, в данной работе может быть принято согласно индивидуальному заданию);

N_м – средняя месячная программа выпуска деталей, шт.

Необходимо учитывать, что в связи с наличием окон передачи (в двухрядных стеллажах), и возможном увеличении потребного количества ячеек при возрастании программы выпуска, вместимость стеллажа определяется с 10% -ным запасом.

Тогда, окончательно

Ф_с • n _c Ф_с• n _c

Д = Q = ----------- + ------------. (2)

t _об • N_м 10 • t _об • N_м

 

При подекадном планировании месячная программа выпуска деталей определится как сумма декадных программ:

 

N _м = N _{1 дек} + N _{2 дек} + N _{3 дек.} (3)

 

Примечание: часть деталей (с меньшей трудоемкостью) может проходить обработку минуя этап хранения на складе, но они все равно проходят через позиции загрузки и разгрузки спутников (их расчет см. ниже).

Далее определяется средняя трудоемкость обработки в виде

 

t ₁ + t ₂ + t ₃ + … + t _i

t _об = ----------------------------------------, (4)

n _г

где i – номер группы обрабатываемых деталей, общее же количество групп обрабатываемых деталей обозначено как n _г.

Примечание: время обработки детали каждой группы в таблице заданий обозначено как tгр.,ч.

Тип стеллажа автоматизированного склада определяется не только вместимостью, но и конструктивным исполнением, которое описывается так называемой структурной формулой стеллажа

 

Q = K • J • R, (5)

где K – число рядов расположения ячеек, шт.;

J – число ярусов по высоте стеллажа, шт.;

R – количество ячеек по длине стеллажа, шт.

Число Q, полученное в расчетах, следует округлить в большую сторону до целого числа, желательно – четного.

Стеллажи для хранения спутников с деталями могут быть только однорядными либо двухрядными (К = 1 или К = 2). При большем количестве рядов становится невозможным доступ робота-штабелера, обслуживающего склад в средние ряды стеллажа, так как крайние ряды могут быть будут занятыми. Однорядный стеллаж позволяет ставить и брать спутник с любой стороны, чем облегчается доступ к каждой ячейке. Упрощается автоматизированный склад вцелом. Однако такие склады менее вместительны.

Второй вид (К = 2) более компактен, стеллаж занимает меньшую производственную площадь (при равных других параметрах), но в этом случае требуется либо применение второго робота-штабелера, либо так называемых окон передачи. Повышается стоимость склада.

Окна передачи предусматриваются в двухрядных стеллажах с каждой стороны стеллажа, по краям (или близко к ним), в первом снизу ярусе. В них размещают ролики, по которым перекатываются спутники из одного ряда в другой с помощью штабелера.

Число ярусов (J) ограничено высотой производственного помещения

(в данной работе принять ее равной 4 м), а также несущей способностью перекрытий здания и фундаментов.

Количество ячеек (R) является расчетной величиной, которая зависит от числа рядов и ярусов, определяет габаритный размер по длине стеллажа. Оно определяется исходя из наличия свободных производственных площадей. Условие – длина стеллажа не должна превышать длины линии станков (в данной работе следует сделать проверку этого условия).

Количество ячеек для однорядного стеллажа:

 

R _расч = Q/(K • J). (6)

 

Для двухрядного исполнения:

 

R = R _расч + 2. (7)

 

Примечание: расчетное число округляется до ближайшего целого в большую сторону.

После определения основных параметров стеллажа необходимо получить его габаритные размеры. При этом учитывают размеры стандартных плит приспособлений-спутников. Они изготавливаются двух типоразмеров (в плане):

1) типоразмер 500 х 500 мм;

2) типоразмер 630 х 630 мм.

Примечание: в данной контрольной работе типоразмер плиты назначить конструктивно, по выбору.

Тогда габаритный размер стеллажа по длине (L) для первого типоразмера:

L = R • (500 + s), мм. (8)

 

Габаритный размер по ширине (B):

 

B = К • 500, мм, (9)

 

где s – толщина опоры металлоконструкции стеллажа, мм (s = 40).

Габаритный размер по высоте получают, исходя из максимального размера (h) спутника и зажимного приспособления с закрепленной обрабатываемой деталью.

Примечание: в данной работе принимают два исполнения, отличающихся по высоте (они указываются в задании):

1) исполнение h = 350 мм;

2) исполнение h = 470 мм.

Предусматривается гарантированный зазор (z) между верхней точкой приспособления и полкой следующего яруса, который необходим для работы штабелера, приподнимающего плиту спутника.

Обычно назначается z = 50 мм.

Тогда, при толщине полки, равной s = 40 мм, габаритный размер по высоте получают (для исполнения 1):

 

H = J • (h + z + s), мм. (10)

 

Проверка: как уже указывалось, надо выполнить проверку длины стеллажа. Должно выполняться условие

 

L L_ст , (11)

 

где L_ст – длина линии станков, находящихся в ГПС.

Чтобы найти L_ст принимается средняя длина станка с учетом прохода между станками, равная b = 2,5 м. Количество станков (n _c) определяется заданием.

Получают

L _ст = b • n _c, мм. (12)

 

Если проверка не выполняется, следует скорректировать структурную формулу стеллажа, сделав его более компактным по длине.

На этом расчеты по первой части работы заканчиваются и можно перейти к построению эскиза стеллажа.

Эскиз строят в произвольной форме: в двух проекциях (вид сверху и спереди) или в виде изометрии.