Типовые компоновки ГПС

При проектировании ГПС ее компоновка выбирается в зависимости от особенностей реализуемого технологического процесса и его сложности, от количества и вида оборудования, используемого в процессе, а также от ряда других условий производства. Однако опыт проектирования и эксплуатации ГПС позволяет выделить некоторые общие принципы компоновки.

Наиболее распространенные схемы компоновок ГПС можно рассматривать как типовые. Типовые компоновки реализуются с использованием различных автоматизированных транспортно-накопительных систем и могут использоваться для различных технологических процессов.

Планировка ГПС с линейной компоновкой показана на рис. 217. Технологическое оборудование 1 размещается в параллельные линии по обе стороны от транспортной магистрали 3, по которой перемещается транспортное средство 2. Центральный автоматизированный склад 4 расположен с торца технологической системы. Его приемно-выдающие позиции 5 взаимодействуют с транспортным средством. Взаимодействие транспортного средства с технологическим оборудованием обеспечивается локальными приемо-выдающими устройствами 6.

Транспортные перемещения в системе возвратно-поступательные, что упрощает компановку системы. Может обеспечиваться последовательное или выборочное обслуживание технологического оборудования. Система реализуется с использованием конвейеров, промышленных роботов и автоматических транспортных тележек.

Компоновочная схема ГПС с петлевой компоновкой показана на рис. 218. Транспортная магистраль 2, используемая транспортным средством 6, представляет собой замкнутую петлю, охватывающую обслуживаемое оборудование 3. Взаимодействие с оборудованием осуществляется через локальные устройства 1. Транспортная система с автоматизированным складом 5 взаимодействует через приемно-выдающие позиции 4 склада.

При петлевой компоновке транспортное средство может иметь доступ к обслуживаемому оборудованию как с фронтальной, так и с тыльной стороны. Последнее может быть полезным для удаления от оборудования отходов (например, стружки) через позиции 7.

При механической обработке АТНС обеспечивает четыре грузопотока: перемещение заготовок, тары для отходов, готовых деталей и отходов. Со склада 5 заготовки перемещаются на локальные накопители 1 в определённой последовательности. После обработки на оборудовании 3 изделия транспортируются на перегрузочный стол для контроля и передачи на другие технологические операции. Отходы собираются в тару у технологического оборудования и передаются на перегрузочный стол, предназначенный для сбора отходов.

Компоновка с петлевой трассой может быть реализована на основе подвесных адресуемых конвейеров, транспортных роботов или безрельсовых транспортных тележек.

Для крупных ГПС с большим числом технологического оборудования используется сетевая компоновка с разветвлённой транспортной магистралью (рис. 219). Транспортная магистраль имеет сетевую топологию. В составе системы можно выделить: автоматизированный склад 1, перегрузочные столы 2 склада, транспортная магистраль 3, транспортное средство 4, технологическое оборудование 5, столы стружкоприёмной тары 6, локальные накопители 7.

Из автоматического склада 1 заготовки в маркированной таре подаются штабелером на перегрузочный стол 2, который служит приёмной станцией для автоматического транспортного средства 4, снабжённого устройством для разгрузки и разгрузки. Транспортное средство доставляет заготовки в накопители 7 и забирает из последних готовые изделия. Обслуживание возможно в любом порядке.

Такая разветвлённая схема обеспечивает гибкость в управлении и автоматическую передачу заготовок с оборудования в пределах ГПС с контролем размеров заготовок и без него. Один или два раза в смену та же система развозит поддоны для стружки по столам технологического оборудования и собирает накопленные поддоны на приемный стол для сбора стружки.

Прошедшие обработку изделия в таре передаются на перегрузочный стол 2 склада, откуда автоматическим штабелером загружаются в свободные ячейки склада.

Описанная компоновка может быть реализована с применением адресуемых подвесных конвейеров или автоматических безрельсовых транспортных тележек.

При использовании такой компоновки возникает необходимость управления организацией безопасного движения в транспортной системе, что должно учитываться при разработке системы управления. Во всех компоновках в АТНС присутствует автоматизированный склад, который взаимодействует с автоматизированной транспортной системой.

9.2 ГПС гаммы «Талка»

Примером этапного совершенствования и наращивания функциональных возможностей ГПС являются отечественные ГПС гаммы «Талка». Эти ГПС предназначены для механической обработки корпусных деталей и базируются на использовании отечественных обрабатывающих центров серии ИР (ИР500, ИР320 и др.). Гамма ГПС «Талка» включает как сравнительно простые ГПС с невысоким уровнем автоматизации, так и сложные полноразмерные ГПС с автоматизацией всех основных функций производственного процесса.

В зависимости от уровня автоматизации и сложности ГПС, они могут использоваться в различных производствах и требуют различных капитальных затрат на внедрение. Естественно, что возможности их применения также различны.

Гамма ГПС «Талка», основанная на применении обрабатывающих центров ИР500, получила обозначение «Талка 500». Основу ГПС этой гаммы составляет ГПМ типа «Модуль ИР500ПМФ4», рассмотренный нами ранее и предназначенный для обработки сложных корпусных деталей массой до 500 кг.

ГПС "Талка 500.5".
Наиболее простым вариантом ГПС гаммы «Талка 500» является ГПС «Талка 500.5», обобщенная компоновка которой показана на рис. 220. Эта ГПС относится к разновидности гибкого автоматизированного участка (ГАУ). В ее составе имеются два ГПМ 1 и 2, автоматизированная транспортная система на базе рельсовой автоматической транспортной тележки ТС500, участок для подготовки спутников и инструмента с ручным обслуживанием.

Каждый ГПМ оснащен локальным восьмиместным карусельным накопителем спутников 4 и двухпозиционным поворотным приемно-передающим столом 3 для автоматизации загрузки-разгрузки станка. Обрабатываемый комплект состоит из спутника с закрепленной на нем заготовкой.

Спутники комплектуются вручную на подготовительном участке. На этом участке имеется сборочные стенды 10, манипуляторы с ручным управлением и автоматические приемно-передающие столы 9, взаимодействующие с транспортной системой. На этом же участке комплектуется и настраивается инструмент для станков. Запасы спутников и инструмента располагаются на стеллажах 8.

Материальные потоки ГПС (спутники с заготовками, обработанными деталями и инструментальными кассетами) обеспечиваются автоматической транспортной рельсовой тележкой 5, перемещающейся по рельсовым направляющим 6. Используется тележка ТС500. Управляется тележка от программируемого контроллера 7 модели
РС-400, установленного стационарно.

В описанной ГПС отсутствует центральная система управления, и управление обеспечивается за счет взаимодействия локальных систем управления: системы ЧПУ станков и программируемый контроллер транспортной системы.

ГПС «Талка 500.5» имеет невысокий уровень гибкости и предназначена для обработки 15–20 партий деталей в год. В системе используется 20 столов-спутников. Автоматизированная система инструментального обеспечения построена с использованием инструментальной кассеты и штатного инструментального манипулятора обрабатывающего центра. Для уборки стружки имеется винтовой конвейер.

ГПС «Талка 500.5» представляет собой ГПС начального уровня. Она эффективна на начальном этапе гибкой автоматизации в серийном производстве.

ГПС "Талка 500.3". Следующий уровень гибкой автоматизации представлен ГПС «Талка 500.3». Ее обобщенная компоновка показана на рис. 221. В составе этой ГПС имеется: 1, 2, 3, 4, 5 – гибкие производственные модули ИР500ПМФ4; 6 – автоматическая рельсовая транспортная тележка ТС500; 7 – рельсовые направляющие для тележки; 8 – программируемый контроллер РС-400 для управления транспортной тележкой; 9 – автоматические приемно-передающие столы для загрузки-разгрузки транспортной тележки; 10 – манипулятор с ручным управлением; 11 – автоматическая моечная машина,
12 – автоматизированный склад СТ-0,5 на 200 ячеек.

В составе ГПС имеется также два участка с ручным обслуживанием: участок подготовки столов-спутников УПС и участок настройки инструмента УНИ. На этих участках обеспечивается комплектации обрабатываемых комплектов «спутник-приспособление-заготовка» и инструментальных кассет или барабанов с настроенным инструментом.

Автоматизированная транспортная система обеспечивает материальные потоки между складом, модулями, моечной машиной и участками ручной обработки спутников. Обрабатывающие модули в значительной степени автономны, поскольку имеют локальные накопители спутников. Вдоль тыльной стороны станков, параллельно транспортному пути может устанавливаться конвейер для удаления тары со стружкой.

«Талка 500.3» предназначена для обработки 20–100 партий деталей в год. Одновременно в ней используется 60 столов-спутников. Общее управление системой осуществляет оперативный персонал, поскольку АСУ ГПС отсутствует.

ГПС "Талка 500.2". Наиболее высокий уровень автоматизации имеет «Талка 500.2». Компоновочная схема этой ГПС показана на рис. 222, где выделены следующие компоненты: 1, 2, 3, 4, 5 – ГПМ ИР500ПМФ4; 6 – автоматизированный склад СТ-0,25 на 360 ячеек;
7 – координатно-измерительная машина для контроля обработанных деталей; 8 – участок комплектации и хранения инструмента; 9 – автоматическая моечная машина; 10 – трасса движения робокара; 11 – робокар с индуктивной системой путевого управления.

«Талка 500.2» предназначена для обработки 10–15 партий деталей в год. Одновременно в системе используется 300 столов-спутников. В системе имеется АСУ ГПС, которая реализована на базе управляюще-вычислительного комплекса (УВК).