Вибір оптимального варіанта обслуговування технологічного устаткування промисловим роботом

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Білоруський державний УНІЕРСІТЕТ ІНФОРМАТИКИ І РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
Кафедра менеджменту
РЕФЕРАТ
На тему:
"Вибір оптимального варіанту обслуговування технологічного устаткування промисловим роботом"
Мінськ, 2009

Промисловий робот - перепрограмувальна автоматична машина, що застосовується у виробничому процесі для виконання рухових функцій, аналогічних функцій людини. ПР здатний відтворювати деякі рухові і розумові функції людини при виконанні ним основних і допоміжних виробничих операцій без безпосередньої участі людини. Для цього його наділяють деякими здібностями: слухом, зором, дотиком, пам'яттю та ін, а також здатність до самоорганізації, самонавчання та адаптації до зовнішнього середовища.
Вже сьогодні ПР замінюють людей біля верстатів з числовим програмним керуванням (ЧПК) там, де витрачається монотонна праця, де працюють з радіоактивними, токсичними, вибухонебезпечними речовинами, в складних температурних умовах, в умовах підвищеної вібрації, шуму, забруднення повітря, в обмежених місцях і т.д.
Різноманітність виробничих процесів і умов виробництва зумовлюють наявність різних типів роботів і відповідно різних РТК.
Найпростішим типом РТК є роботизована технологічна осередок (одиниця роботизированного обладнання), в якій виконується певна кількість допоміжних технологічних операцій.
Більш великим РТК є роботизована технологічний ділянка (від 3 до 10 одиниць технологічного обладнання). На ньому ПР виконує ряд допоміжних технологічних операцій. Якщо операції здійснюються на обладнанні, розташованому в суворій послідовності технологічних операцій, комплекс являє собою роботизовану технологічну лінію.
При проектуванні різних видів РТК, як правило, виділяються два етапи.
На першому етапі розглядаються проблеми виробництва, вибираються об'єкти роботизації, склад основного технологічного обладнання, вид рухів деталей, система раціонального автоматизованого управління технологічним процесом і функціональними завданнями.
На другому етапі здійснюється безпосереднє проектування РТК, формується структура, визначається кількість і характеристики ПР і технологічного обладнання, розробляються раціональні планування обладнання РТК у виробничому приміщенні, вибираються компонувальні схеми РТК, складаються і відладжуються алгоритми і програми системи управління РТК, необхідні в період функціонування.
Компонувальні схеми РТК залежать від розв'язуваних технологічних завдань, рівня автоматизації, кількості та типу ПР, їх технічних і функціональних можливостей. Розрізняють індивідуальне та групове обслуговування технологічного обладнання ПР.
Індивідуальне обслуговування обладнання - ПР вбудований в одиницю технологічного обладнання; ПР розміщений поряд з одиницею технологічного обладнання; кілька ПР обслуговують одиницю технологічного устаткування.
Групове обслуговування обладнання - обслуговування одним ПР кількох одиниць технологічного обладнання при лінійному або круговому розташуванні устаткування (при лінійній або циліндричній системі координат).
Найважливішим напрямком при створенні РТК є використання компонувальних схем, заснованих на груповому обслуговуванні технологічного обладнання.
При формуванні ділянки з лінійною формою компонування технологічного обладнання воно розташовується уздовж прямоточно-поворотної траси в одну або кілька ліній, а ПР переміщається по підлоговим або підвісним направляючим цієї траси. Припустимо, що в якості засобу, що здійснює транспортування деталей від одного верстата до іншого та обслуговування верстатів, використовується підлоговий рухомий ПР, тоді компонування ділянки буде виглядати, як це показано на рис. 1.

Рис.1. Лінійна компонувальна схема розташування обладнання, що обслуговується промисловим роботом:
ТО - технологічне обладнання; ЧПУ - пристрій числового програмного керування; МІ - магазин інструментів; С - стіл для деталей; ПР - рухомий промисловий робот; Тр - траса ПР; П - живильник заготовками;
Н - накопичувач готових деталей.
При формуванні ділянки з круговою формою компонування технологічного обладнання воно розташовується по колу, в центрі якої встановлюється ПР для виконання транспортної та обслуговуючої операцій. Використовується при компонуванні малогабаритного обладнання та обробці дрібних деталей.
Оптимальним варіантом слід вважати таку форму обслуговування технологічного обладнання ПР, яка забезпечує мінімальну тривалість циклу і максимальне завантаження устаткування.
Тривалість циклу обслуговування обладнання ПР - це період часу від початку обслуговування першого верстата по ходу технологічного процесу до останнього і повернення до першого верстата. Його тривалість залежить від часу обробки деталей на кожній операції, часу транспортування алгоритму та обслуговування верстатів.
Розрахунок тривалості циклу обслуговування обладнання ПР розглянемо на прикладі використання лінійної компоновочной схеми розташування обладнання, що найбільш широко використовуваною. Нехай виробнича система для обробки деталей складається з m верстатів, розташованих в лінійній системі координат, і одного ПР при послідовній формі обслуговування.
Суть такої форми обслуговування полягає в наступному: будь-яка деталь (виріб) повинна пройти послідовну обробку на кожному з верстатів згідно технологічного процесу. Перед кожним верстатом є стіл, де може знаходитися не більше однієї заготовки, що очікує своєї черги на обробку. Час обробки деталей (машинний час і час, необхідний для завантаження-розвантаження) на 1, ..., m верстатах позначимо відповідно t1, t2, ..., tm (від i = 1 до m); час, необхідний для перенесення (транспортування) деталей від 1-го верстата до 2-го, - tтр.1, від 2-го до 3-го, - tтр.2 і т.д. до m-му - tтр. m.
Припустимо, що час, необхідний ПР для перенесення заготовки з живильника (п) до 1-го верстата і деталі з m-го верстата до накопичувача (н), досить мало і їм можна знехтувати.
Вибір найкращого варіанту групового обслуговування обладнання полягає в наступному: знайти такий варіант обслуговування верстатів ПР при подальшій формі обслуговування, який би забезпечив мінімальну тривалість циклу і максимальне завантаження устаткування.
При цьому можливі наступні варіанти обслуговування обладнання.
1. ПР, рухаючись від 1-го до m-му верстата, по черзі їх завантажує, рухаючись у зворотний бік, по черзі розвантажує. У цьому випадку тривалість циклу (Тц.1) обслуговування технологічного обладнання визначається за формулою
(1)
,
де - Час, який ПР витрачає на транспортування деталей від 1-го верстата до m-му верстата і повернення у вихідну позицію до 1-го верстата, хв;
- Час простою ПР в очікуванні закінчення обробки деталей на кожній операції, наступної за i-й, визначається за формулою
(2)
,
де - Час, який ПР витрачає на переміщення від m-го верстата до i-му верстата і повернення його у вихідну позицію, хв;
- Час простою ПР на кожній k-ої операції в очікуванні її закінчення, хв.
2. ПР, рухаючись від 1-го до m-му верстата, одночасно розвантажує і завантажує верстати, потім від m-го верстата повертається до 1-го, і процес повторюється. У цьому випадку тривалість циклу (Тц.2) визначається за формулою
(3)
,
(4)
,
де - Мінімальний час транспортування деталей у парі суміжних операцій k, k + 1, хв.
3. Змішаний випадок, при якому частина обладнання може бути обслужена за першим варіантом, а частина - за другим. Тоді тривалість циклу обслуговування обладнання визначається за формулою
(5)
,
де , - Частина тривалості циклу при обслуговуванні обладнання відповідно за першим та другим варіантами.
Коефіцієнт завантаження обладнання визначається за формулою
(6)
,
Розрахунку тривалості циклу обслуговування технологічного обладнання ПР
Для умовного прикладу візьмемо такі вихідні дані: Розрахунок проведемо по кожному з вище описаних варіантів.
Перший варіант. Алгоритм роботи: ПР бере деталь з живильника і завантажує 1-й верстат, потім бере деталь зі столу 1-го верстата і завантажує 2-й верстат і так до 6-го верстата. Причому, завантаживши 6-й верстат, ПР не чекає закінчення обробки деталі на цьому верстаті, а рухається до 5-го верстата і розвантажує його, далі він пересувається до 4-го, 3-го, 2-му, 1-му і виконує аналогічну операцію. Після чого процес обслуговування повторюється.
А. Визначаємо час простою ПР на кожній i-ої операції в очікуванні її закінчення.



Отже,


Отже,

Отже,
Б. Визначаємо тривалість циклу обслуговування технологічного обладнання ПР за першим варіантом:

Коефіцієнт завантаження обладнання за першим варіантом склав

Другий варіант. У цьому випадку ПР, переміщаючись від 1-го до 6-го верстата, одночасно завантажує і розвантажує верстати. Обслуживши останній, ПР повертається до 1-го і процес обслуговування повторюється знову.
З огляду на те, що час перенесення деталі від одного верстата до іншого різне, розглянемо пари часів. Для кожної пари вибираємо мінімальний час перенесення і, орієнтуючись на нього, організуємо обслуговування верстатів:


Алгоритм роботи: ПР спочатку розвантажує 1-й верстат на стіл перед ним, потім, узявши заготовку з живильника, завантажує 1-й верстат, після чого бере деталь зі столу 1-го верстата і переносить її на стіл перед 2-м верстатом. Далі ПР без деталі рухається до 3-го верстата, розвантажує його на стіл перед ним, повертається до 2-го верстата, бере деталь з 2-го верстата, переміщається до 3-го верстата і завантажує його, знову повертається до 2-го верстата і завантажує його з 2-го столу. Таким чином вже обслужені 1-й, 2-й і 3-й верстати, і ПР переміщається до 4-го верстата, захопивши деталь з 3-го столу, розташовує її на стіл перед 4-м верстатом. Далі ПР без деталі рухається до 5-го верстата, розвантажує його на стіл перед ним, повертається до 4-го верстата, бере деталь з 4-го верстата, переміщається до 5-го верстата і завантажує його, знову повертається до 4-го верстата і завантажує його з 4-го столу. Таким чином, ПР завантажив ще 4-й і 5-й верстати. Далі ПР переміщається до 5-го столу, бере деталь і переносить її до 6-го столу, потім розвантажує 6-й верстат у накопичувач готових деталей і завантажує його з 6-го столу. Обслуживши всі верстати, ПР повертається у вихідну позицію до 1-го верстата, і цикл повторюється.
А. Визначаємо час простою ПР на кожній i-ої операції в очікуванні її закінчення:

Отже,

Отже,

Отже,

Отже,
Отже,

Отже,
Б. Визначаємо тривалість циклу обслуговування технологічного обладнання ПР по другому варіанту:
Коефіцієнт завантаження устаткування по другому варіанту склав

Третій варіант. Приймемо, що в цьому випадку ПР обслуговує верстати з 1-го по 2-й за методикою другого варіанту, а починаючи з 3-го по 6-й, за методикою першого варіанту.
Алгоритм роботи: ПР, розвантаживши 1-й верстат на стіл перед ним, бере заготовку з живильника і завантажує нею 1-й верстат. Потім бере деталь з 1-го столу і переносить її на стіл 2-го верстата. Дочекавшись кінця обробки деталі на 2-му верстаті, бере деталь і переміщається до 3-го верстата і завантажує його, потім повертається до 2-го верстата і завантажує його. Після чого переміщається до 3-го верстата, бере деталь зі столу третього верстата і рухається до 4-го верстата і завантажує його. Потім бере деталь зі столу 4-го верстата і переміщається до 5-го верстата і завантажує його, далі бере деталь зі столу 5-го верстата і переносить її на стіл 6-го верстата. Розвантажує 6-й верстат у накопичувач готових деталей, бере деталь зі столу 6-го верстата і завантажує 6-й верстат. Потім ПР рухається до 5-го верстата і розвантажує його на 5-й стіл. Потім рухається до 4-го верстата і розвантажує його на 4-й стіл, потім рухається до 3-го верстата і розвантажує його на 3-й стіл, а потім рухається відразу до 1-го верстата і цикл повторюється.
А. Визначаємо час простою ПР на кожній i-ої операції в очікуванні її закінчення:



Отже,


Отже,


Отже,


Коефіцієнт завантаження устаткування по третьому варіанту склав

Розрахувавши тривалість циклу обслуговування верстатів ПР по кожному з трьох варіантів і порівнявши отримані результати, приходимо до висновку, що найкращим варіантом обслуговування верстатів ПР, який забезпечив би максимальний коефіцієнт завантаження обладнання і мінімальну тривалість циклу обслуговування верстатів ПР, є третій, змішаний, варіант.
Крім аналітичного методу вибору мінімальної тривалості циклу обслуговування промисловим роботом технологічного обладнання наведемо графічний метод, що дозволяє наочно проілюструвати технологічний процес і показати найбільш ефективний варіант обслуговування з найменшою тривалістю циклу (рис.2).
Графічний метод дозволяє наочно показати переваги за тривалістю обслуговування верстатів промисловим роботом, а також пояснити порядок і логіку різних варіантів обслуговування. Графічний метод наочно підтвердив висновок, зроблений на основі аналітичного методу, про перевагу для розглянутих вихідних даних вибору третього, змішаного варіанта.

1 варіант

2 варіант

3 варіант

Рис.2. Варіанти організації обслуговування верстатів промисловим
роботом:

- Час обробки деталей, хв;
- Час перенесення деталей, хв.;
- Час простою обладнання, хв.

ЛІТЕРАТУРА

1. Новицький Н.І. Організація і планування виробництва: Практикум / Н.І. Новицький. - Мн.: Нове знання, 2004. - 256 с.
2. Новицький Н.І. Організація виробництва на підприємствах: Учеб. -Метод. посібник. - М.: Фінанси і статистика, 2004. - 392 с.
3. Новицький Н.І. Основи менеджменту: організація і планування виробництва: завдання та лабораторні роботи. - М.: Фінанси і статистика, 1998. - 208 с.
4. Новицький Н.І., Пашуто В.П. Організація, планування і управління виробництвом: Учеб. -Метод. посібник / За ред. Н.І. Новицького. - М.: Фінанси і статистика, 2006. - 576 с.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат
43.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Вибір варіанта інвестиційного проекту
Вибір найкращого варіанта ГВС гнучкої виробничої системи
Проектування раціонального варіанта технічного обслуговування машинно-тракторного парку агропідприємства
Вибір апаратури й устаткування розподільних пристроїв і трансформаторних підстанцій
Розробка оптимального технологічного процесу виробництва деталі Вал
Визначення тривалості технологічного циклу та оптимального розміру партії виробів
Розробка оптимального технологічного процесу виробництва деталі Вал-шестерня
Вибір найкращого варіанту оптимального зустрічного плану виробництва
Вибір оптимального портфеля цінних паперів інвестиційним відділом ПриватБанку
© Усі права захищені
написати до нас