Автоматизация производственных процессов (лекции) - часть 6

Лекция №4 

5.  Автоматизация транспортировки. Транспортные системы. 

Назначение и классификация. Определение общего количества транспорт-

ных средств. 

Назначение: 
-  доставка со склада в требуемый момент времени к требуемому производствен-

ному участку грузов; 

-  доставка, ориентирование и установка заготовок, полуфабрикатов или изделий 

в требуемый момент времени на требуемое технологическое оборудование; 

-  съём полуфабрикатов или готовых изделий с оборудования и последующее 

транспортирование их в заданный адрес; 

-  отправка в накопитель грузов и выдача их из накопителя в требуемый момент 

времени; 

-  доставка полуфабрикатов или готовых изделий с производственных участков 

на склад. 

       При выборе средства и способа транспортирования необходимо ориентиро-
ваться прежде всего на классификацию грузов и транспортных систем. 
       Грузы подразделяются: 
-  по массе; 
-  по способу загрузки (в таре, без тары, ориентированные, навалом); 
-  по форме (вал, корпус, диск, цилиндр и т.д.); 
-  по виду материалов (металл, неметалл и т.д.); 
-  по свойству материала (твёрдый, хрупкий, пластич.). 

В свою очередь транспортные средства подразделяются: 

-  по назначению (внутрицеховые, межоперационные); 
-  по способу перемещения (в таре, без тары, в навал, ориентированные, в спут-

никах); 

-  по способу движения (периодические и непрерывные); 
-  но направлению движения (прямоточные, возвратные); 
-  по принципу работы (несущие, толкающие, тянущие); 
-  по схеме движения (линейные, замкнутые, ветвящиеся, неветвящиеся); 
-  по конструктивному исполнению (рельсовые и безрельсовые); 
-  по принципу маршрутослежения (механические, по приборам с обратной свя-

зью, индуктивные, оптоэлектронные, радиоуправляемые); 
Оптимальная ТС должна обеспечивать: 

1 – минимальное число действительно необходимых операций; 
2 – минимальное расстояние транспортирования и число перевалов грузов; 
3 – автоматизацию каждой операции и всего процесса транспортирования; 
4 – максимально возможное совмещение подъёмно-транспортных операций с тех- 
       нологическими; 
5 – использование для автоматизации процессов прогрессивных  высокопроизво- 
      дительных средств; 
6 – однотипность средств автоматизации процессов транспортирования; 
7 – малое число пересечений и разветлений; 
8 – требования охраны труда; 
9 – экономическая эффективность; 

10 – ремонтопригодность. 
       При выборе типов, грузоподъёмности и количества транспортных средств не-
обходимо учитывать разделение транспортных средств на основные и вспомога-
тельные. 
       Основные транспортные средства проектируются централизованно и выпус-
каются серийно, а вспомогательные средства зачастую изготавливают по месту, 
т.к. их типоразмеры многообразны. 
       К основным транспортным средствам относят: 
-  конвейеры; 
-  транспортные роботы; 
-  устройства пневмо-гидротранспорта и т.д. 
       К вспомогательным транспортным средствам относят: 
-  ориентирующие устройства; 
-  фиксаторы; 
-  адресователи; 
-  отсекатели; 
-  толкатели; 
-  сбрасыватели; 
-  подъёмные столы; 
-  поворотно-координатные столы; 
-  подъёмники; 
-  производственную тару и т.д. 
       Количество транспортных средств каждого типа определяют исходя из маш-
ноёмкости (T

М.Е.

) транспортных операций. 

где Q – грузопоток (т.); 
       Т

ц 

– средняя длительность одного рейса или одного цикла работы транспорт-           

              ных средств (мин.); 
       q

n

 – средняя транспортная партия (кол-во грузов, переведённых за рейс) (т); 

       Z

T

 – грузопоток, единица тары. 

Для определённого груза: 

где Z

Т.П.

 – величина транспортной партии, единица тары; 

       Z

T.i.

 - грузопоток, единица тары, по определённой группе изделий; 

       Q

i

  - грузопоток (т.) по определённой группе; 

       С

i

  - средняя грузовместимость тары.                                             

       Время движения транспортного средства определяют исходя из длины транс-
портного пути и скорости перемещения, которые не должны превышать:  
80 м./мин. – для напольного транспорта и 50 м./мин. – для подвесного транспорта. 
       Для непоточного  производства время движения транспортных средств может 
быть рассчитано по средней длине транспортного пути. 
       Количество транспортных средств определяют по формуле  (1) : 

60

.

.

⋅

⋅

=

n

Ц

Е

М

q

T

Q

T

;

60

.

.

.

.

⋅

⋅

=

П

Т

Ц

Т

Е

М

Z

Т

Z

T

;

.

.

i

i

i

T

C

Q

Z

=

где  К =1,2…1,6 – коэф. спроса, учитывающий неравномерность поступления  
                              требований на обслуживание в ед. времени; 
        К = 0,7…0,8 – коэф. загрузки транспортного средства; 
        Ф  - эффективный годовой фонд времени работы принятого оборудования, ч.; 
        N – число грузопотоков, обслуживаемых данным типом транспорта. 
       Общее количество единиц тары одного наименования: 
             Z

T.O. 

= 1,15

⋅(Z

T.C 

+ Z

P.M. 

+ Z

3

),                                                        (2) 

где 1,15 – коэф., учитывающий тару, находящуюся в ремонте и на транспортной 
                   системе; 
       Z

T.C

 – кол-во ед. тары, находящейся на цеховых складах; 

       Z

P.M.

 – кол-во ед. тары на рабочих местах; 

       Z

3

 – кол-во ед. тары на хранении межоперационных и складских участках. 

 

  

Время на транспортное обслуживание. 

       При разработке транспортной системы в АПП необходимо добиваться такого 
автоматического перемещения инструмента, заготовки и детали, между элемен-
тами оборудования, при котором минимизируютя простои систем обработки, из-

;

1

.

.

.

.

З

О

n

i

C

E

M

P

T

k

Ф

k

T

N

⋅

⋅

=

∑

=

Транспортные роботы

Напольные

Подвесные

Рельсовые

Безрельсовые

Монорельсовые

Консольно- крановые

Тянущие (буксирующие)

Грузонесущие автоматические

тележки

С установленным

промышл. роботом

С подъёмным столом

(грузозахватом)

С выдвижным столом

(грузозахват)

С поворотным столом

(грузозахватом)

С приводным

рольгангом на столе

Портальные

С ленточным

конвейером на столе

Рис. Классификация транспортных роботов.

мерения и достигается экономическо целесообразное соотношение между стои-
мостью этих простоев и потерями из-за простоев самой ТС при отсутствии заявок 
на обслуживание. 
       Таким образом, необходимо не только выбрать конструкцию ТС, обеспечи-
вающую перемещение инструмента, детали или заготовки, согласовать по време-
ни её работу с работой технологического оборудования, а также подтвердить это 
экономическим расчётом. 
       Независимо от вида трансп. устройства, общим и одним из основных видов 
расчёта является расчёт времени обслуживания: 
        Т

ОБ

 = Т

3

+Т

Т

+Т

В

,                                                                                 (3) 

где   Т

3

 – время загрузки транспортного средства; 

         Т

Т

 – время транспортирования; 

         Т

В

- время выгрузки. 

Как правило:     

Σ(Т

3

 + Т

В

)<10%  от  Т

ОБ

                                                 (4) 

       Следовательно, основным резервом повышения производительности трансп. 
устройств является уменьшение Т

Т

: 

        Т

Т

 = t

P

 + t

M

 + t

T

 + t

П

,                                                                           (5) 

где   t

P

 – время разгона; 

         t

M

 – время движения с установившейся скоростью V

M

; 

         t

T 

- время торможения до пониженной скорости V

П

; 

         t

П

 – время движения со скоростью V

П

 до полной остановки. 

       t

P 

= V

M

 / a

P

,          где a

P

 - ускорение разгона                                     (6) 

       t

М 

= S

M

 / V

M

,          где S

M

 – путь с установившейся скоростью V

M

 

       t

Т 

= (V

M

 – V

П

) / a

T 

;           t

П 

= S

П

 / V

П

 ;         S

П

 – путь полной остановки. 

t

Р 

и t

П

 – зависят от динамических характеристик транспортного механизма. 

       Для перевода транспортного модуля в режиме торможения используют путё-
вые датчики, которые устанавливают на расстоянии S

Т.П

. от элементов оборудова-

ния технологической системы. 
       Тогда: S

n 

= S

Т.П.

 – S

Т

 = S

Т.П.

 – (V

м

2

  - V

n

2

) / 2a

т

 ;                                 (7) 

где S – путь проходимый при торможении. 
Тогда путь с установившейся скоростью V оценивается: 
  S

м

 = S - S

p

 - S

Т.П.

;                                                                                        (8) 

где S – расстояние, которое проходит транспортное устройство при выполнении  
             одноадресной операции; 
       S

р

 – перемещение при разгоне. 

       Для случая –     S

1  

> S

p

+S

Т.П. 

       Для случая –      S

2 

= S

p

+S

Т.П.

 

       Для случая –    S

3 

< S

p

+S

Т.П.

 

;

2

)

(

2

)

(

2

)

(

2

.

.

.

.

2

2

П

Т

П

М

П

Т

Т

Р

П

T

T

V

а

V

V

S

а

а

S

S

T

⋅

⋅

−

−

⋅

⋅

+

−

⋅

=

;

.

)

(

.

1

П

П

Т

П

M

П

П

Т

P

Р

М

T

V

S

а

V

V

V

S

S

S

а

V

T

+

−

+

−

−

+

=