Laborator PTSF

8/6/2019 Laborator PTSF

1/25

Grupa 4501 BEchipa de lucru:

1.2.

3.4.

2008 2009


2/25

E. I. Tema aplicaiei

S se proiecteze tehnologia de fabricate a unui corp de piese

prismatice, ntr-un sistem flexibil a crui structur este prezentat n

figura 1.

MU1 MU2C NC C NC

DNC UCC

DS

1 82

3

4

5 6 7

Fig. 1

1.- Posturi de ateptare)

2.- Robot transport piese (RB1

3.- Centre de prelucrare CPFH - 500-34.- Robot transport scule

5.- DS - Depozit de scule

6.- DNC - Direct numerical control

7.- UCC - Unitate central de calcul

8.- CNC - Comand numeric a mainii


3/25

I.1. Studiul sistemului flexibil de fabricaie (introducere).

Sistemul flexibil de fabricaie din figura de mai jos este format din:

- dou sau mai multe centre de prelucrare SPF 500 1 pentru

prelucrarea pieselor prismatice;

- sistem automat de transport (robocare);

- magazii de piese;

- magazii de scule;

- mn mecanizat folosit la schimbarea sculelor din magaziile descule;

- un calculator DNC (supervizat de calculator de gestiune al nivelului

superior ).

Fig. 1

Cele dou centre de prelucrare sunt de tip CPFH 500+2, cu

suprafaa mesei rotative 500x500 mm-mm, cu o capacitate de ncrcare


4/25

de 800daN. Cursa mesei (X) 700mm, cursa axului principal (Y)

600mm iar cursa saniei (Z) 600mm.

Tipurile de avansuri:

avans liniar de lucru(X,Y,Z) 3-3600 mm/min

avans liniar rapid 10000 mm/min

avans liniar de poziionare.

Sistemul flexibil de prelucrare pentru piesele prismatice CPFH

500+2 este destinat pieselor de dimensiuni mijlocii de configuraii

complexe, n producie de serie mic sau unicate, i se compune din :

dou centre de prelucrare CPFH 500-3, alctuit din batiu pe care

se deplaseaz sania;

un robocar asigur transportul i schimbarea automat a

paletelor port-pies;

9 posturi de stocare a paletelor port-pies care formeaz un

magazin de palete;

un post de ncrcare-descrcare care este prevzut cu un sistem

de rotire, frn, indexare a paletei n scopul prinderii piesei;

5 magazii-modul de scule tip celul dispuse n linie;

un manipulator scule asigur transportul sculelor ntre magaziile

modul i mecanismul de transfer i invers;

2 maini de transfer realizeaz transferul sculelor;

camer de pregtire a sculelor;

post de triaj piese;

camer dispecer;

camer ntreinere;

un numr de posturi de stocare suplimentare;


5/25

post control al pieselor prelucrate;

post de splare automat a pieselor prelucrate.

Reguli ce trebuiesc urmate ntr-un sistem flexibil de fabricaie:

SFF trebuie s realizeze o precizie nalt de repetabilitate n cadrul

pieselor identice. Se recomand ca prelucrarea final a pieselor identice

s se execute pe aceeai palet si pe aceeai MU.

Paletele specializate i dispozitivele din elemente modulate

specializate pentru anumite operaii de prelucrare, nu vor fi

dezasamblate dup prelucrarea piesei, ateptnd in magazii pn piesa

respectiv revine in sistem.

Orice scul reglat iniial, fcnd parte din fluxul sculelor, va fi

manipulat independent i utilizat oriude n SFF.


6/25

I.2. Studiul documentaiei piesei

Caracteristicile principale ale piesei (semifabricatului) sunt

urmtoarele :

Forma piesei este prismatic, prezentnd suprafee cu asperitai

datorate procesului de strunjire, bavuri; Materialul piesei este aluminiu, cruia i s-a aplicat un tratament

termic conform STAS 2012-71;

Precizia piesei este conform clasei a III-a b, STAS 6287-80.

Fig. 3

Piesa de prelucrat este prezentat n figura 3.

I.3. Concluzii


7/25

Precizia prelucrrii i meninerea n timp a acesteia este asigurat

printr-o precizie geometric ridicat a elementelor de structur a mainii

i utilizarea elementelor de rostogolire pe ghidajele aplicate.

Construcia solid i robust a batiului este menit s asigure un

mers linitit ntre maini la diferite regimuri de lucru ale acesteia, inclusiv

la mersul n gol cu avansuri rapide.

E.2. Elaborarea schemelor de orientare. Elaborarea schemelor de

principiu ale dispozitivelor de orientare (modulare.)

Materiale: - STAS 11682-63- Reazeme, elemente de orientare - strngere,

simbolizri.

II.1. Bazarea piesei

Variantele de bazare ale piesei mpreun cu elementele deprindere sunt prezentate n anexe.

II.2. Alegerea elementelor de prindere ale piesei

Placa de baz:

- cod 87023;- dimensiuni 320x400 mm;

- nlimea H = 38 mm;

- numrul gurilor de poziionare 61 guri;

- masa 34 kg;

- abaterea de la paralelism este de 0,01 la 200mm;

- suprafeele sunt rectifica si apoi nitrurate cu plasm.


8/25

Fig. 2

Elemente de poziionare:

- cod 77917;

- nlimea 125 mm;

- lungimea 119 mm;

- limea 79 mm

Fig. 3

Coloana:

- baza cod 78428

Fig. 3

- intermediara cod 77693


9/25

Fig. 4

- superioar cod 78501

Fig. 5

uruburi cu cap hexagonal cod 77435

Piulie hexagonale cod 181446

Fig. 6

Concluzii


10/25

Dup efectuarea acestei operaii de bazare i prinderea piesei, se poate

terce la stabilirea operaiilor sistemului flexibil de fabricaie.

III. 1. Tipuri de operaii unificate/pies la planificarea tehnologiei nsistemele flexibile.

Pentru proiectarea tehnologiei n sistemele flexibile de fabricaie i pentru acrea posibilitatea modelrii procesului se definesc operaii unificate n raport cufiecare pies.

Tab.1 Operaii unificate n SFF

COD

operaie

Tipul operaiei Caracterizarea operaiei

1 ncrcare scul nSTS

O scul particular este transferat din magazinulcentral de scule sau din magazinul M.U. la STS ifixat pe el.

2 Transportul sculei O scul particular este distribuit la destinaie dectre STS.

3 Descrcare sculde pe STS

O scul particular este transferat din STS lamagazinul central sau n magazia M.U. unde estedepozitat.

4 Pornire (nvederea reglrii)

O M.U. este pornit (iniializat, reglat, testat)n vederea nceperii operaiei de prelucrare.

5 ncrcare pies peSTS

O pies dintr-un depozit temporar este montatpe STP.

6 Transport pies O pies este transportat ctre destinaia cerutprin intermediul STP.

7 Descrcare pies O pies este transferat de pe STP ntr-o zon dedepozitare tampon.

8 ncrcare O pies este ncrcat pe o M.U. n scopulprelucrrii

9 Prelucrare O pies este prelucrat pe o M.U.


11/25

9.019.029.039.04

9.05

FrezareGurireAlezareTarodare

Rotire, etc.10 Dercrcare O pies este descrcat de pe o M.U. ntr-undepozit tampon

2. Relaii temporale asociate operaiilor unificate/pies. Celor zece tipuri deoperaii unificate li se asociaz relaiile temporale n sensul c ele se desfoarntr-o anumit ordine, algoritmul manifestndu-se ntr-un cmp de restricii.

Nr.Art. Coduloperaiei Descrcri

1 )1,(O1 _4, ncrcare scul (frez) pe M.U. din magazinul central de scule laSTS i fixat pe el.

2 )1,3(O5 _2, ncrcarea piesei 3, n prim orientare, folosind dispozitivul detransport 2, fr nici un alt dispozitiv auxiliar.

3 )1,3(O6 _2, Transport piesa 3, n prim orientare, folosind dispozitivul detransport 2, fr nici un dispozitiv auxiliar.

4 )1,3(O8 _1/2, ncrcarea piesei 3, n prim orientare, pe M.U. 1 sau 2.

5 )1,(O4 _4, Pornirea mainii unelte n vederea reglrii.

6 )1,3(O9.01_1/2, Prelucrarea (frezare) n prim orientare, pe M.U. 1 sau 2.

7 )1,3(O7 _2, Descrcare pies 3 n prim orientare ntr-o zon de depozitaretampon.

8 )2,(O1 _4, ncrcare scul 1 pe M.U. n a 2-a orientare.

9 )2,3(O5 _2, ncrcare pies 3, n a 2-a orientare, folosind dispozitivul detransport 2, fr nicu un dispozitiv auxiliar.

10 )1,3(O6 _2, Transport piesa 3, n a 2-a orientare, folosind dispozitivul detransport 2, fr nici un dispoziticv auxiliar.

11 )2,3(O8 _1/2, ncrcarea piesei 3, n a 2-a orientare, pe M.U. 1 sau 2.

12 )2,3(O9.05_1/2, Rotire pies 3 pentru prelucrarea n a 2-a orientare.


14 )2,3(O9.02_1/2, Prelucrare pies 3 n a 2-a orientare pe M.U. 1 sau 2.

15 )2,3(O7 _2, Descrcare pies 3 n a 2-a orientare ntr-o zon de depozitaretampon.

16)3,(O1

_4,

ncrcare scula 1 pe M.U. n a 3-a orientare.


12/25

17 )3,3(O5 _2, ncrcare pies 3, n a 3-a orientare, folosind dispozitivul detransport 2, fr nici un dispozitiv auxiliar.

18 )3,3(O6 _2, Transport piesa 3, n a 3-a orientare, folosind dispozitivul detransport 2, fr nici un dispozitiv auxiliar

19 )3,3(O8

_1/2,

ncrcarea piesei 3, n a 3-a orientare, pe M.U. 1 sau 2.20 )3,3(O9.05_1/2, Rotire pies 3 pentru prelucrarea n a 3-a orientare.


22 )3,3(O9.02_1/2, Prelucrare pies 3 n a 3-a orientare pe M.U. 1 sau 2.

23 )3,3(O10_2, Descrcare pies 3 ntr-un depozit tampon n a 3-a orientarefolosind dispozitivul de transport 2 fr nici un dispozitiv auxiliar.

Cu ajutoruldatelor obinute pentru cealalt pies se realizeaz matricea

operaiilor asociate pieselor.

)3,3(O

)3,3(O

)3,(O

)3,3(O

)3,3(O

)3,3(O

)3,3(O

)3,(O

)2,3(O

)2,3(O

)2,(O

)2,3(O

)2,3(O

)1,3(O

)2,3(O

)2,(O

)1,3(O

)1,3(O

)1,(O

)1,3(O

)1,3(O

)1,3(O

)1,(O

10

_2,

9.02

_1/2,

4

_4,

9.05

_1/2,

8

_1/2,

6

_2,

5

_2,

1 _4,

7

_2,

9.02

_1/2,

4

_4,

9.05

_1/2,

8

_1/2,

6

_2,

5

_2,

1_4,

7

_2,

9.01

_1/2,

4

_4,

8

_1/2,

6

_2,

5_2,

1

_4,

)3,2(O

)3,2(O

)3,(O

)3,2(O

)3,2(O

)3,2(O

)3,2(O

)3,(O

)2,2(O

)2,2(O

)2,(O

)2,2(O

)2,2(O

)1,2(O

)2,2(O

)2,(O

)1,2(O

)1,2(O

)1,(O

)1,2(O

)1,2(O

)1,2(O

)1,(O

10

_2,

9.02

_1/2,

4

_4,

9.05

_1/2,

8

_1/2,

6

_2,

5

_2,

1_4,

7

_2,

9.02

_1/2,

4

_4,

9.05

_1/2,

8

_1/2,

6

_2,

5

_2,

1 _4,

7

_2,

9.01

_1/2,

4

_4,

8

_1/2,

6

_2,

5

_2,

1

_4,


13/25

3. Concluzii :

Dezvoltarea/reducerea sistemului, restructurarea, metamorfozareasistemului nu poate fi efectuat dect din exteriorul acestuia.

Sistemul poate ndeplinii sarcinile :- reglarea echipamentelor M.U. ;- schimbarea-comutarea/programarea de comand apentru maini ;- corelarea itinerarelor de fabricaie ;

- ncadrarea n parametrii esteriori ai sistemului.

Scenariul de fabricaie

Structura sistemului este supus (temporar) sarcinii de a prelucrapatru piese (vezi fig. 1.) din familia de piese prismatice.

Considernd structura sistemului, se poate realiza un graf de

circulaie al pieselor rezultat ca urmare a aciunii unui sistem generativde tehnologii. Graful de circulaie al pieselor este prezentat n figura.1

Fig.1Graful de circulaie al pieselor n sistem


14/25

Legile de sosire a pieselor n sistem sunt prezentate n tabelul.1.

Tab.1 Legile de sosire a pieselor n sistemPiesa

Exp

P1 P2 P3 P4

Exp 1 UN(2,5) RN(3,1) UN(2,5) RN(3,1)Exp 2 UN(4,8) RN(3,1) UN(4,8) RN(3,1)Exp 3 UN(2,5) RN(4,1) UN(2,5) RN(4,1)Exp 4 3 3 3 3

Procesul de fabricaie n sistemul flexibil se petrece conformscenariului de desfurare a evenimentelor prezentat n continuare.

Piesele sosesc la nceputul zilei n postul de bazare piese pepalete fiind ndrumate spre posturile de stocare alocate mainii M1.

Transportorul 1 sesizeaz prima pies paletizat sosit n posturiled stocare considereare a forma firul 1 de asteptare i o ncarc pe

maina M1. Dup prelucrarea pieselor pe maina M1, transportorul 2 ledepoziteaz n posturile de stocare considerate a forma firul 2 deateptare pentru piesele P1, P2, P3 sau posturil de stocare consideratea forma firul 3 pentru piesele P4.

Imediat ce maina M2 devine disponibil, transportorul 2ncarc opies rezultat n urma prelucrrii pe maina M1 (firul2) sau de lamaina M3 n cazul piesei P1 (firul 5).

Prioritate au piesele din firul 5.Dupa prelucrare pe maina M2 transportorul 2 robocarul

depoziteaz piesele pe posturile de stocare asociate firului 4corespunztoare piesei P1 ce a suferit prima succesiune de operaii emaina M2 sau piesei P2, Piesa P3 fiind stocat pentru ambalare pe firul7.

Dup prelucrarea pe maina M3, transportorul 2 deplaseazpiesele n firul 5 (piesa P1), firul 8 pentru stocare (piesa P2) i firul 9pentru stocare (piesa P4).

Piesa P1 sufer o nou succesiune de operaii pe maina M2dup care este stocat pe postul de stocare asociat firului 6.

Funcionarea sistemului debuteaz n fiecare zi la ora 06:30

dimineaa n prezena unui operator car asigur condiiile de iniializare asistemului (piese paletizate, completarea magaziei de scule etc.)


15/25


16/25

Elaborarea modelului logic al sistemului

Modelarea presupune descrierea, cu ajutorul instrumentelor bloc ia modulelor de definire, a elementelor sistemului i a parametrilor de

timp pentru procese transport, legi de intrare piese etc.

Structura bloc a modelului

Structura bloc a sistemului este prezentat n fig.3.

Fig.3. Structura bloc a modelului

Animarea n timpul simulrii a entitilor de-a lungul conectorilor celeag blocurile ntre ele se numete flowchart animationsau diagramade flux.

Structura limbaj de programare a modelului (model SIMAN)

SIMAN este motorul fundamental de simulare ce controleazexecutarea simulrii modelelor n Arena.

Arena, pentru a executa simulrile, genereaz mai nticomponentele SIMAN modeli experiment, componente ce corespundlogicii i datelor din model.

Componentele modeli experiments reprezint funciile ce stau labaza blocurilor folosite pentru realizarea modelului logic i valorile

introduse n cmpurile acestor blocuri.


17/25

Arena execut simularea prin expandarea blocurilor i legturilordintre aceastea genernd modelul SIMAN n coresponden cu logica idatele introduse.

Modelul de animaie al sistemului

Modelarea cu Arena permite inserarea de simboluri grafice pentruidentificarea elementelor sistemului. Acest lucru duce la realizarea uneireprezentri virtuale a sistemului (fig.4), care, n timpul simulrii,

animeaz toate procesele i transferurile din sistem. Astfel, pe aceastreprezentare virtual, putem vizualiza fluxul tehnologic al pieselor nsistem, prelucrarea pieselor pe maini, transportul pieselor de la omain la alta, starea firelor de ateptare etc.

Fig.4 Modelul de animaie al sistemului


18/25

Transportor Maina M1 i M2Maina M3

Fire de ateptare P1 P2 P3 P4Fig.5 Simboluri grafice

n figura 5 sunt prezentate simbolurile grafice folosite pentrurealiarea modelului de animaie al sistemului.

Panoul de conducere al sistemului

Pentru conducerea sistemului s-a realizat un cockpit cemonitorizeaz funcionarea sistemului n timpul simulrii (fig.6).

Fig.6 Cockpit panoul de comand al sistemului

Elementele acestui panou furnizeaz suficiente informaii pentru apermite conducerea sistemului n timp real.

P1 P2 P3 ... ... ... Pn


19/25

Zona Piese intrate n sistem contorizeaz numrul de pieseintrate n sistem i este definit prin expresia EntitiesIn(piesa1)+EntitiesIn(piesa 2)+ EntitiesIn(piesa 3)+EntitiesIn(piesa 4).

Zona Piese tip 1...4 numr piesele de tip P1 P2 P3 i P4 ce au

ieit din sistem n urma parcurgerii ciclului complet de prelucrare i estedefinit de expresia Dispose n.NumberOut.Graficul Timp mediu de ateptare pies indic timpul total

petrecut n cozi de ateptare pentru fiecare pies. Expresia esteTAGV(piesa n.WaitTime).

Zona Piese n coad la maina n red numrul de piese aflate ncoad la maina n dup expresia NQ(Process n.Queue).

Valoarea Piese prelucrate pe maina n este dat de expresiaProcess n.NumberOut.

Starea instantanee a mainilor Stare Mn este dat deSTATE(resurs).

Rapoarte-ieiri

Arena creaz n urma simulrii rapoarte ce dau valorile de ieire

ale sistemului. Aceste rapoarte sunt pe diferite categorii: zone de

activitate Actvity Areas-, entiti Entities-, frecvene -Frequencies-,

procese Processes- fire de ateptare Queues- i resurse Resources.


20/25

Experimentri executate pe model

Experimentul 1

Tabelul 2 prezint legile de intrare a pieselor n sistem pentruexperimentul 1.

Tab.2 Legile de sosire a pieselor n sistem (experiment 1)P3

UN(2,5)

Dup simularea proceselor folosind parametrii de intrare dintab.3.1, n urma analizrii rapoartelor, obinem urmtoarele rezultate:

Raport piese intrate/ieite

Dimensiunea firelor de ateptare este:Mediu Maxim

Capacitate fir de ateptare maina 1 41 75Capacitate fir de ateptare maina 2 10 27Capacitate fir de ateptare maina 3 0,02 1

Utilizarea mainilor reprezint gradul de solicitare n proces:

ncrcare post 1 1.0000ncrcare post 2 0.9865ncrcare post 3 0.2629Maina 1 este este utilizat n procentul maxim de 100%, maina 2

este utilizat n proporie de 98% iar maina 3 este cel mai puinutilizat, n proporie de 26%.

Pentru egalizarea acestor ncrcri, pentru se poate proceda la

introducerea unei maini M4 care sa preia piese din firul mainii 1, iar n

Tippies intrate ieitepiesa 3 45 17


21/25

cazul mainii 2 se poate proceda la modificarea graficului de circulaie alpieselor i anume ca maina 3 s preia din sarcinile mainii 2.

Durata ciclului de fabricaie este maxim n cazul piesei P3-68.683.

mediu min maxDurat ciclu piesa3 38.0889 9.483 68.683

Situaia costurilor dup prelucrare este:

Gradul de ocupare a transportoarelor:

Experimentul 2

Tabelul 3.prezint legile de intrare a pieselor n sistem pentruexperimentul 2.

Tab.3. Legile de sosire a pieselor n sistem (experiment 2)P3

UN(4,8)

Dup simularea proceselor folosind parametrii de intrare dintab.3.1, n urma analizrii rapoartelor, obinem urmtoarele rezultate:


Dimensiunea firelor de ateptare este:

Mediu MaximCapacitate fir de ateptare maina 1 15 20

piesa 3 143.93

ncrcaretransportor 1 0.9175%




22/25

Capacitate fir de ateptare maina 2 6 18Capacitate fir de ateptare maina 3 0,02 1


ncrcare post 1 1.0000ncrcare post 2 0.9865ncrcare post 3 0.3554

Maina 1 este este utilizat n procentul maxim de 100%, maina 2

este utilizat n proporie de 98% iar maina 3 este cel mai puinutilizat, n proporie de 35%, cu 9.% mai mult dect n experimentul 1.Pentru egalizarea acestor ncrcri, pentru se poate proceda la fel

ca n cazul anterior la introducerea unei maini M4 care sa preia piesedin firul mainii 1, iar n cazul mainii 2 se poate proceda la modificareagraficului de circulaie al pieselor i anume ca maina 3 s preia dinsarcinile mainii 2.


mediu min maxDurat ciclu piesa3 24.2330 9.4830 40.1330Situaia costurilor dup prelucrare este:


Experimentul 3


piesa 3 102.36




23/25


UN(2,5)

Dup simularea proceselor folosind parametrii de intrare din tab.3.1, nurma analizrii rapoartelor, obinem urmtoarele rezultate:


Dimensiunea firelor de ateptare este: Mediu MaximCapacitate fir de ateptare maina 1 14 24Capacitate fir de ateptare maina 2 17 36Capacitate fir de ateptare maina 3 0,01 1



Maina 1 este este utilizat n procentul maxim de 100%, maina 2este utilizat n proporie de 98% iar maina 3 este cel mai puinutilizat, n proporie de 20%, cu 6% mai puin dect n cazulexperimentului 1.

Pentru egalizarea acestor ncrcri, pentru se poate proceda laintroducerea unei maini M4 care sa preia piese din firul mainii 1, iar ncazul mainii 2 se poate proceda la modificarea graficului de circulaie al

pieselor i anume ca maina 3 s preia din sarcinile mainii 2.




piesa 3 127.15


24/25


Experimentul 4



Dup simularea proceselor folosind parametrii de intrare din tab.,n urma analizrii rapoartelor, obinem urmtoarele rezultate:


Dimensiunea firelor de ateptare este:Mediu Maxim

Capacitate fir de ateptare maina 1 10 22Capacitate fir de ateptare maina 2 16 33Capacitate fir de ateptare maina 3 0,006 1



Maina 1 este este utilizat n procentul maxim de 100%, maina 2este utilizat n proporie de 98% iar maina 3 este cel mai puinutilizat, n proporie de 23%.

Pentru egalizarea acestor ncrcri, pentru se poate proceda laintroducerea unei maini M4 care sa preia piese din firul mainii 1, iar ncazul mainii 2 se poate proceda la modificarea graficului de circulaie alpieselor i anume ca maina 3 s preia din sarcinile mainii 2.


ncrcare

transportor 2 0.7191%



25/25





piesa 3 121.29



Laborator PTSF

Documents

Transcript of Laborator PTSF