Вопросы для самопроверки по теме 2.1
Разделение ГПС по организационным признакам: ГПМ, ГАУ, ГАЛ, ГАЦ и ГАЗ.
Структура и подсистемы ГАП. Характеристики подсистем ГАП.
Понятие «Гибкость производственной системы», различные аспекты гибкости.
Роботизированные станочные системы и их структура.
Тема 2.2. Автоматизированные транспортно-складские системы
В соответствии с ГОСТ 26228–85, автоматизированная транспортно-складская система (АТСС) – система взаимосвязанных автоматизированных транспортных и складских устройств, которая должна осуществлять укладку, хранение, временное накопление, разгрузку и доставку заготовок, готовых изделий, инструментальной и технологической оснастки.
Транспортно-складскую систему ГПС в целом можно разделить на:
- складские;
- транспортные системы.
Складские системы
Складские системы ГПС предназначены для хранения у станков или на участке необходимого количества заготовок, готовых деталей, режущего и вспомогательного инструмента, технологической оснастки и других компонентов материального потока. Автоматизированная складская система может включать в том или ином сочетании набор из следующих элементов:
стеллажи,
штабелирующие машины,
транспортно-складскую тару,
устройства для перегрузки тары,
устройства для приема-выдачи,
технические средства систем автоматического управления складов.
Существуют различные варианты компоновки автоматического стеллажного склада с расположением накопителя приема грузов (рис. 2.1): а) с торцовым; б) с боковым и в) со смешанным обслуживанием. Выбор компоновки складской системы определяется грузонапряженностью и объемом обрабатываемых изделий в ГПС.
При приеме и выдаче изделия кран-штабелер в складской системе может функционировать на простых (одноадресных) и совмещенных (двухадресных) циклах. Для компактного расположения хранимых изделий, заготовок, готовой продукции, а также инструментальных наладок и отходов производства (при сборе стружки в стандартную ящичную тару) в складской системе необходимо предусмотреть определенную схему закрепления зон хранения.
а)
б
)
в)
Рис. 2.1. Компоновки автоматического стеллажного склада
В автоматизированном производстве стеллажи с кранами-штабелерами нашли наибольшее распространение, поскольку они занимают небольшие площади и имеют высокую производительность. Для увеличения функциональных возможностей и объема хранимых запасов изделий используют несколько стеллажей при обслуживании единым краном штабелером (рис. 2.2), который, как правило, располагается в центральной части складской системы.
Рис. 2.2. Односторонний и двусторонние стеллажи с краном-штабелером
Транспортные системы
Транспортная система функционально связана с основным и вспомогательным оборудованием ГПС и служит для перемещения заготовок, изделий и технологической оснастки. В состав транспортной системы включаются:
конвейеры (цепного или рольгангового типа),
тележки (самоходные или ручные),
робокары,
мостовые краны.
Конструктивно-технологические характеристики изготовляемых деталей, прежде всего, определяют характер прямой или косвенной связи между технологическим оборудованием.
При прямой связи заготовки с помощью транспортных средств подаются со склада к оборудованию, и после обработки на одном станке передаются на другой станок, для последующей обработки, минуя склад. Связь такого рода используется преимущественно при заготовках большой массы со значительным временем обработки.
Косвенная связь осуществляется между оборудованием через склад при высокой частоте транспортирования, и затраты на транспортирование возрастают. Однако такая организация межоперационных перемещений при серийном производстве имеет следующие преимущества: весь производственный процесс контролируется и управляется с центрального пульта управления и к станку адресуется минимальное число заготовок; новая партия заготовок направляется к станку только тогда, когда заканчивается обработка предыдущей партии, что уменьшает вместимость накопителей и обеспечивает лучшие возможности контроля и управления производственным процессом.
Компоновки разделяются на линейную (разомкнутую) и круговую (замкнутую).
При линейном принципе компоновки в качестве транспортных средств используют машины циклического действия (краны-штабелеры, транспортные манипуляторы, роботрайлеры).
При линейном принципе компоновки складской системы в ГПС в качестве основного транспортного средства используется штабелер, взаимосвязь которого с непосредственным ГПМ можно представить в вариантах, показанных на рис. 2.3.
Замкнутые системы выполняют на базе транспортных средств непрерывного действия (напольные и подвесные конвейеры и т.д.).
На рис. 2.4 приводится взаимосвязь складской системы с технологическим оборудованием (ГПМ), где функцию внешнего транспортирования грузов осуществляет напольная транспортная тележка по светоотражающей полосе. Автоматическая транспортная тележка может осуществлять перевозку крупных заготовок и полных комплектов инструментальных головок. Такая тележка управляется по светоотражающей полосе, которая располагается на поверхности пола.
Автоматические тележки оснащают индивидуальным приводом, они информационно связаны с ЭВМ верхнего уровня ГПС и могут быть адресованы к различным операционным средствам и накопителям ГПС. Различают рельсовые и безрельсовые тележки. Первые отличаются более простой системой управления для отслеживания маршрута. Для изменения маршрута используют стрелочные переводы. Изменять планировку ГПС, обслуживаемую рельсовой тележкой, сложнее, чем ГПС, обслуживаемую безрельсовой тележкой. Для отработки маршрута движения безрельсовых тележек применяют различные способы.
В качестве систем маршрутоотслеживания транспортных роботов используются:
- механические (с направляющим роликом или дополнительным колесом);
- индуктивные;
- оптоэлектронные (флуоресцентная полоса; датчики, работающие в ультрафиолетовом спектре; светоотражающая металлизированная или металлическая полоса; белая полоса с черной окантовкой; датчики контраста двух цветов).
Более гибкой транспортной связью обладают подвесные роботы. Эта схема имеет преимущество перед другими транспортными средствами доставки инструмента и заготовок, так как занимает минимальное количество площади.
Компоновка АТСС в значительной мере определяет компоновку ГПС в целом и, в свою очередь, зависит от конструктивно-технологических характеристик изготовляемых деталей, масштабов производства, используемого технологического оборудования, производственных площадей и т.д.
Автоматизированные транспортные системы (АТС), обслуживающие ГПС, могут быть разных уровней, в том числе межцеховыми, цеховыми и локальными. Транспортные связи охватывают грузопотоки межцеховые, межучастковые, межоперационные и все элементы перемещений, включая ориентацию, установку заготовки, кассетирование и др. Автоматические склады, кладовые, операционные накопители выполняют функции буферных устройств, сглаживающих нарушение ритма работы технологического оборудования. Автоматизированные и автоматические транспортные средства обслуживают горизонтальные, вертикальные и смешанные грузопотоки. Характер транспортных связей оказывает решающее воздействие на совершенствование технологической компоновки оборудования, сокращение производственных площадей и снижение капитальных затрат.
В ГПС используются накопительные системы со стеллажом. В состав ее входят пристаночные накопители, стеллажи и устройства для передачи паллет с приспособлением и заготовкой с ячеек стеллажа на пристаночный накопитель и обратно.
Пристаночные накопители располагают как можно ближе к зоне обслуживания станка. Они служат для сокращения времени на установку и съем детали за счет устранения времени на передачу заготовки со стеллажа на станок и обратно. Эти накопители могут быть двух типов: в виде поворотного стола и челночного типа. В первом случае стол имеет две позиции (поворот его производится на 180˚). Одна позиция, примыкающая к станку, свободная. На эту позицию со станка сдвигается паллета с заготовкой. Накопитель поворачивается на 180˚, и со второй позиции паллета с заготовкой сдвигается на станок. Во время работы станка с первой позиции паллета перемещается в стеллаж, а со стеллажа подается новая паллета. Такие накопители предназначены для заготовок со сравнительно небольшими габаритами. Использование этой схемы накопителей у станка требует значительной площади при формировании общей компоновки ГПМ.
Корпусные детали (заготовки) обычно изготавливают в ГПС с применением спутников. При хранении деталей в участковых складах или в магазинах станков они из спутников не извлекаются.
Выбор типа и параметров производственной тары является одним из первых этапов проектирования складской системы, так как посредством тары увязывается между собой номенклатура перерабатываемых грузов, определяются интенсивность грузопотоков, условия транспортирования и изготовления изделий, а также основные параметры самой складской системы.
К производственной таре относятся: поддоны, кассеты, спутники, паллеты и специальная тара. Увязка тары с внешними и внутренними грузопотоками должна выполняться посредством лучшего заполнения транспортных средств, т. е. путем увеличения объема транспортной партии и обеспечения бесперевалочного процесса транспортирования и складирования грузов.