Особенности транспортно-накопительных систем ГПС

Любое производство связано с необходимостью организации транспортных потоков (перемещения заготовок, изделий, полуфабрикатов, инструмента, технологической оснастки, материалов, технологических отходов и пр.), а также с временным хранением всех перечисленных объектов в периоды, когда непосредственное их использование не предусмотрено.

В автоматизированном производстве при отсутствии обслуживающего персонала необходима автоматизация этих операций. Поэтому в составе гибкой производственной системы предусматривается автоматизированная транспортно-накопительная система.

Автоматизированные транспортно-накопительные системы (АТНС) обеспечивают автоматизацию складских и транспортных операций в ГПС. Совершенство и характеристики этих систем во многом определяют эффективность ГПС в целом. В составе АТНС можно выделить подсистему складирования и подсистему транспорта. Для складирования могут использоваться распределенные по ГПС локальные накопители. Однако наибольшее распространение получили автоматизированные центральные склады.

В зависимости от применяемого способа складирования различают распределенные АТНС и АТНС с центральным складом. Пример использования распределенной АТНС в ГПС фирмы Hitachi Seiko показан на рис. 130. Обрабатывающие модули построены с использованием обрабатывающих центров 1 и 2, оснащенных устройствами автоматизации загрузки-разгрузки 3. Транспортирование осуществляется автоматической рельсовой транспортной тележкой 4, для движения которой вдоль станков проложены рельсы. Тележка транспортирует спутники (паллеты) с установленными на них заготовками и обработанными деталями. Загрузка-разгрузка транспортной тележки автоматическая.

Для складирования спутников между периодами обработки используются накопители 5, установленные вдоль маршрута транспортной тележки. Число накопителей определяется потребностями складирования.

В ГПС обрабатываются корпусные детали с размерами до 500´500´500 мм. Время обработки одной детали 0,5–1 час. ГПС обслуживается одним человеком в смену (в составе ГПС 8 станков). В ночную смену ГПС работает без оператора.

Распределенные транспортно-накопительные системы характерны для сравнительно небольших ГПС. При увеличении объема складских операций используют автоматизированные склады. На рис. 131 приведен пример компоновки ГПС фирмы Kawasaki Unimate с центральным складом.

Обработка осуществляется на обрабатывающих центрах 1–3 и токарных станках с ЧПУ 4–6. Для складирования заготовок и изделий служит автоматизированный центральный склад 7, который роликовыми конвейерами 8 связан с обрабатывающим оборудованием. Станки обслуживает рельсовая транспортная автоматическая тележка 9 с установленным на ней промышленным роботом.

Станки имеют систему автоматического удаления стружки 10. Управление ГПС осуществляется от центральной ЭВМ 11, установленной в отдельном боксе. Использование приводных адресуемых роликовых конвейеров характерно для ГПС ранних разработок.

Для автоматизации транспортных операций используются гибкие автоматизированные транспортные средства: адресуемые приводные конвейеры, промышленные и транспортные роботы, автоматические транспортные тележки. Особенностью транспортных потоков в ГПС является их невысокая интенсивность при разнообразии транспортных маршрутов. Поэтому от транспортных средств не требуется высокой производительности, но они должны быть гибкими.

Рассмотрим в качестве примера ГПС для механической обработки, которая имеет два токарных ГПМ и три ГПМ для обработки корпусных деталей на базе обрабатывающих центров. Для токарных станков суммарное время обработки заготовок, доставляемых в кассетах, составляет 30 мин. Для двух многоцелевых станков цикл обработки составляет 1 ч, а для третьего – 3 ч. Суммарное число перемещений транспортного средства при снабжении заготовками составит
(в сутки):

.

Пусть транспортное средство также доставляет к станкам инструменты. Например, дважды в смену к двум станкам и раз в смену к остальным станкам. Тогда требуемое количество перемещений в сутки (за 24 ч) составит 7. Следовательно, общее количество перемещений транспортного средства составит: 152+7=159 перемещений в сутки.

На одно перемещение допустимо затратить 24 ч/159 перемещений, т.е. 9 мин. Следовательно, интенсивность транспортных потоков невысока и не предъявляет больших требований к производительности транспортного средства.

В то же время последовательность выполнения транспортных операций и их маршруты не являются постоянными и изменяются при изменении технологического процесса или плана выпуска продукции. Необходимость выполнения конкретной транспортной операции возникает в ходе технологического процесса и определяется системой диспетчерского управления ГПС. Транспортная система должна отрабатывать маршруты транспортирования по мере возникновения потребности в них. Реализация такого режима работы транспортной системы возможна только при программном управлении системой.

Следовательно, автоматизированные транспортные системы гибкого производства будут иметь существенные отличия от жестких автоматических транспортных систем массового и крупносерийного производства. К ним не предъявляется требование обеспечения высокой производительности, но в противовес возникает требование гибкости транспортных маршрутов и программного управления транспортными маршрутами.