Расчёт необходимого количества промышленных роботов

Чтобы определить необходимое количество промышленных роботов для обслуживания станков с ЧПУ, необходимо сначала определить, сколько таких станков может обслужить один промышленный робот:

,

где - номенклатура обрабатываемых деталей на данном оборудовании;

- основное (машинное) время, затрачиваемое при обработке единицы j -го типоразмера детали, мин;

- вспомогательное время, затрачиваемое непосредственно промышленным роботом при обслуживании оборудования, мин.

Вспомогательное время включает: время на выбор детали (заготовки) из общей их совокупности, время перемещения детали в рабочую зону, время соединения детали с рабочим органом станка, время закрепления детали в рабочем органе станка, время удаления готовой детали из рабочей зоны, время возврата промышленного робота в исходное положение.

Если получается дробное число станков, то заменить его целым можно за счёт изменения скорости передвижения промышленного робота. В результате исключаются простои станков и промышленных роботов. После определения количества станков, обслуживаемых одним промышленным роботом, и исходя из необходимого количества станков с ЧПУ для выполнения производственной программы (см. табл. 3.2) определяется необходимое количество промышленных роботов для обеспечения гибкого автоматизированного производства. Расчёт ведётся по формуле

,

где - количество операций технологического процесса изготовления деталей на данном оборудовании;

- принятое количество единиц оборудования.

4. Планировка и расчёт производственной площади участка, выбор типа здания

Планировка производственного участка

Планировка участка обычно сочетается с выбором средств межоперационного транспорта. Она должна отвечать принципу прямоточности, т.е. предусматривать возможность передачи деталей между станками по кратчайшему расстоянию с наименьшими затратами времени и наименьшим использованием производственной площади. Этому требованию, как правило, удовлетворяет расстановка оборудования на участке в последовательности операций технического процесса.

При планировке необходимо: предусмотреть удобные подходы к станкам (оборудованию) для проведения ремонта и обслуживания; выделить необходимые площади для размещения магазина-накопителя деталей (МД) и подходы к ним; предусмотреть площади для размещения устройств ЧПУ, устройств управления ПР (УУР), магазинов хранения инструментов (МИ) и приспособлений (МП); предусмотреть места для проведения контроля качества продукции (КК). Эта дополнительная площадь определяется с помощью коэффициента К_ДП (прил. 6).

Расстановка оборудования зависит от характера обрабатываемых деталей, вида используемого оборудования, вида транспортных средств, уровня механизации и автоматизации транспортировки объектов производства, степени и характера участия человека в производственном процессе, постоянства и разнообразия номенклатуры обрабатываемых деталей и других факторов.

Планировка участка зависит от вида организации транспортной сети, т.е. схемы грузопотоков. Существуют три основные схемы: прямоточно-возврат­ная, с замкнутой трассой и с разветвлённой трассой. В соответствии с этим и выбирается форма компоновки оборудования, в частности, прямоугольная, круговая, П-образная, Г-образная, V-образная и др.

При формировании участков с прямоугольной формой компоновки технологического оборудования оно располагается вдоль прямоточно-возвратной трассы в одну или несколько линий (линейная компоновка), а транспортные средства перемещаются по напольным или подвесным направляющим трассы. Предположим, что в качестве транспортного средства используется подвижной ПР, тогда компоновка участка выглядит, как это показано на рис. 4.1. Если участок не роботизирован, то по указанной трассе могут перемещаться с грузом электрокары, ручные тележки, могут применяться мостовые краны (детали тяжёлые) и осуществляться ручная передача деталей (детали мелкие и лёгкие) с одного рабочего места на другое, но форма компоновки остаётся прямоугольной.

При формировании участков с круговой формой компоновки технологического оборудования оно располагается по окружности, в центре которой устанавливается промышленный робот для выполнения вспомогательных технологических операций, если участок роботизирован, а если участок не роботизирован, то в центре находится рабочий-многостаночник, который выполняет ручные операции (рис. 4.2).

Рис. 4.1. Линейная компоновочная схема расположения оборудования, обслуживаемого промышленным роботом:

ПР – подвижной промышленный робот; ТО – технологическое оборудование; ЧПУ – устройство числового программного управления; МИ – магазин инструмента; П – питатель заготовками; С – стол для деталей; Н – накопитель деталей; Тр – трасса промышленного робота

Рис. 4.2. Круговая компоновочная схема расположения оборудования, обслуживаемого промышленным роботом:

ПР – подвижной промышленный робот; обслуживающий оборудование в цилиндрической системе координат; ТО – технологическое оборудование; ЧПУ – устройство числового программного управления; МИ – магазин инструмента; П – питатель заготовками; С – стол для деталей; АС – автоматизированный склад; РЭК – робоэлектрокар; Н – накопитель деталей

П-образные и Г-образные формы компоновки технологического оборудования используются для сокращения продолжительности участков прямоугольной формы, если они превышают длину пролёта цеха (участка), и более компактного расположения оборудования, особенно в случае использования многостаночного обслуживания, многооперационных технологических процессов изготовления деталей и схем замкнутых трасс транспортной сети.

Для механической обработки деталей могут использоваться и линейно-круговые компоновки оборудования участков.

Рассмотрим планировку производственного участка на условном примере. Пусть имеем, что технологический процесс изготовления деталей состоит из шести операций (m =6); количество станков на каждой операции: C_{ПР. 1}=1 – автомат отрезной с ЧПУ, C_{ПР. 2}= C_{ПР. 3}= C_{ПР. 4}=1 – роботизированные токарные станки, C_{ПР. 5}=2 – фрезерные станки с ЧПУ, C_{ПР. 6}=2 – шлифовальные станки с ЧПУ; один робоэлектрокар и один подвижной промышленный робот, обслуживающий оборудование в цилиндрической системе координат.

Планировка гибкого производственного участка приведена на рис. 4.3.