Складирование с помощью гибких автоматизированных систем

1. Определение числа гибких производственных модулей

 

Расчетное число оборудования определяется как  отношение средней станкоемкости, приходящейся на каждый станок к среднему такту выпуска деталей.

Средний такт выпуска деталей определяется по формуле:

 

                                                                                                      (1)

 

где - фонд времени работы оборудования, ;

       - коэффициент использования оборудования;

       - годовая программа выпуска деталей.

 

.

 

Число гибких производственных модулей определяется по формуле:

 

,                                                                                                       (2)

 

где - расчетное штучное время обработки деталей на одном модуле.

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Определение основных параметров тары

 

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.

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. Увеличение транспортной партии может быть достигнуто путем компактного размещения грузов в производственной таре, а также конвейерной перевозкой грузов.                              

В зависимости  от типов и размеров изготовляемых  изделий, а также условий транспортирования  и складирования размеры тары в плане выбирают из следующего стандартного ряда: 150×200, 200×300, 300×400, 400×600, 600×800, 800×800, 800×1200, 1000×1200, 1600×1000, 1600×1200 мм.

Доставка  скомплектованных деталей для механической обработки, а также их хранение могут  быть осуществлены с помощью магазинов  типа кассет для деталей типа тел  вращения или на столах спутниках  для корпусных деталей.

В соответствии с габаритами заготовок и деталей  задается размер кассеты в плане  и . Укладку деталей в кассеты принимаем в один ряд . Так как деталь является деталью типа диск, то выбираем вертикальный способ укладки. Определяем число заготовок или деталей в кассете по формуле:

 

,                                                                                       (3)

 

где - диаметр заготовки.

 

.

 

Потребная грузоподъемность кассеты определяется по формуле:

 

,                                                                                                  (4)

 

 

 

 

где - максимальная масса заготовки или детали.

 

Потребная грузоподъемность кассеты при загрузке заготовками:

 

;

 

при загрузке деталями:

 

.

 

Принимаем грузоподъемность поддонов .

 

               

Рисунок 1. Транспортная тара (кассеты), сохраняющая ориентированное положение транспортируемых деталей при сборке: а – детали, б – установочные элементы, в – корпус, г – транспортная тара в сборе

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет интенсивности грузопотоков и производительности складского робота-штабелера

 

Основой для проектирования транспортной системы  является схема материальных потоков, цеха и участков, которая должна быть составлена с учетом обеспечения  мощности грузопотоков. Грузовые потоки цеха представляют собой определенную схему движения предметов труда в соответствии с последовательностью производственного процесса. Расчет интенсивности грузопотоков и определения их оптимальных схем является одной из составляющих частей проекта АТСС. Организация оптимальных грузопотоков включает в себя решение таких задач, как сокращение общей длины транспортных путей, пересечений и разветвлений, исключение транспортных петель и возвратных трасс, обеспечение ремонтопригодности транспортных средств. Это приводит к снижению капитальных и эксплуатационных затрат.

Заготовки, уложенные в кассеты, подаются с  заготовительного участка в ГПС  внутризаводским транспортом. Фонд работы транспорта принимаем равным 260 дней. Коэффициент неравномерности грузопотока 1,5.

Расчетная интенсивность поступления заготовок  в ГПС определяется по формуле:

 

,                                                                                        (5)

 

где - величина транспортной партии прибытия и отправления заготовок и готовых деталей;

       – процент бракованных деталей, ;

       - коэффициент неравномерности грузопотока;

       - фонд работы транспорта;

       - количество смен, ;

       - длительность смены, ;

       - коэффициент использования рабочего времени, .

 

.

 

Расчетная интенсивность выдачи готовых деталей  из ГПС определяется по формуле:

 

 

 

 

 

 

,                                                                                             (6)

 

где - коэффициент неравномерности выдачи готовых деталей, .

 

.

 

Расчетная интенсивность выдачи заготовок  со склада на ГПМ определяется по формуле:

 

;                                                                                                      (7)

 

.

 

Расчетная интенсивность поступления готовых  деталей с ГПМ определяется по формуле:

 

;                                                                                                       (8)

 

.

 

Производительность  робота штабелера определяется суммированием грузопотоков заготовок и деталей с учетом дополнительного грузопотока оснастки и инструмента через склад в ГПС и обратно. Дополнительный грузопоток учитывается повышающим коэффициентом . Производительность робота штабелера определяется по формуле:

 

,                                                             (9)

 

где - среднее число операций обработки детали на станке, .

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Расчет емкости и габаритов склада

 

Основные  расчетные параметры при проектировании автоматизированного склада следующие:

1. геометрические размеры ячеек;
2. число ярусов по высоте;
3. высота подъема грузозахвата штабелера;
4. занимаемая площадь.

Расчет  вместимости склада ведем с учетом времени нахождения заготовок и  деталей на складе в ходе обработки  партии запуска. Вместимость склада определяется по формуле:

 

,                                                                                                (10)

 

где - штучное время обработки деталей;

      - размер транспортной партии заготовок, ;

       – количество операций на станке;

       - коэффициент использования оборудования в ГПС, ;

       - количество обрабатывающих модулей.

 

.

 

Для простоты решения принимаем величину транспортной партии заготовок за размер партии запуска деталей для обработки  в ГПС.

Определяем  количество поддонов, хранящихся в  складе, по формуле:

 

,                                                                                   (11)

 

где - размер транспортной партии заготовок;

         - размер партии запуска деталей.

 

.

 

В качестве склада выбираем однорядный многоярусный стеллаж с автоматическим краном-штабелером.

Расчетная схема автоматического склада приведена  на рисунке 2.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2. Расчетная схема автоматического  склада

 

Высоту  яруса стеллажа можно определить, зная высоту или толщину тары (для  плоского поддона) ∆ или сумму  высоты ножек поддона и толщины  его настила (для стоечных и ящичных  поддонов), собственную высоту груза  c, зазор e между верхом нижнего поддона (для ящичных и стоечных поддонов) или лежащего на нем груза (для плоских поддонов) до низа опорной поверхности следующей по высоте тары с грузом по формуле:

 

,                                                                                               (12)

 

где - высота кассеты, ;

      – высота груза;

      – зазор между кассетами.

 

Для бесполочных стеллажей принимают , для каркасных (в зависимости от толщины полки), а при штабельном хранении .

Высота  яруса в стеллаже .

Здесь принято, что зазор между кассетами .

Высота  складского помещения в зоне хранения грузов определяется стандартными строительными размерами здания.

Число ярусов рассчитывают по формуле:

 

,                                                                                                (13)

 

где - количество поддонов хранящихся на складе;

       - число ячеек по длине склада;

       - число ячеек в глубину склада.

 

Длина склада определяется из компоновки оборудования на производственном участке.

Длина производственного  участка определяется по формуле:

 

,                                                                                 (14)

 

где – число модулей;

      - габаритная длина модуля с учетом прохода, ;

      - габаритная длина электрошкафов управления ГПМ, .

 

.

 

Принимаем длину стеллажа равной длине производственного  участка

 

.

 

Число ячеек  по длине склада определяется по формуле:

 

,                                                                                                    (15)

 

где - зазор между стенками стеллажа и поддона.

 

.

 

Находим число ярусов в однорядном стеллаже по высоте:

 

.

 

Высота  стеллажей рассчитывается по формуле:

 

,                                                                           (16)

 

где - высота над полом нижнего яруса;

      – расстояние по высоте низа строительных конструкций покрытия здания до опорной поверхности верхнего яруса стеллажей или штабеля (для стеллажных кранов-штабелеров ; для мостовых кранов-штабелеров ).

 

При использовании  мостовых кранов-штабелеров, напольных штабелеров и погрузчиков принимают высоту уровня первого яруса над полом , так как нижняя тара устанавливается непосредственно на пол. При применении на складе стеллажных кранов-штабелеров высоту определяют по формуле:

 

,                                                                                           (17)

 

где - минимальное приближение грузозахвата крана-штабелера к уровню опорной поверхности стеллажей;

       – зазор между низом тары и верхней поверхностью грузозахвата;

       – высота ножек тары.

 

Находим высоту стеллажей:

 

.

 

При определении  площади зоны хранения учитывают  ширину стеллажа, которую рассчитывают по формуле: