Станочные системы

помнить, что при открытии окна перечень операций, выполняемых окном целиком

представлен в данном окне, т.е. oперация или команда не принадлежащая окну

считается недействительной в его пределах вплоть до его закрытия. Например,

при вызове окна ввода исходных данных невозможно выполнить любую команду,

указанной в строке статуса, пока окно не будет закрыто.(см.рисунок 3.4)

Рисунок 3.4 - Окно ввода исходных данных

3.2.1. Для ввода исходных данных GPS.EXE необходимо после запуска программы

нажать клавишу F5, после этого появится окно ввода исходных данных,

содержащее строки ввода (6...8 строк ввода) (рисунок 3.3), а также кнопки:

"~В~вод", "~О~тменить", "~П~ример" и "~С~правка". После того, как в строках

ввода будут указаны соответствующие значения, нажмите кнопку "ВВОД". Если

Вы случайно вызвали это окно, то следует нажать кнопку "ОТМЕНИТЬ". Если вы

хотите посмотреть данные примера использования программы, нажмите кнопку

"ПРИМЕР", а затем сделайте вызов окна в режиме редактирования (т.е. нажмите

клавишу F4).

Кнопка "СПРАВКА" откроет Вам окно содержащее текст небольшой справки,

которое после закрытия (Esc), вернет Вас к окну ввода. В случае ВВОДА

исходных данных компьютер автоматически проследит за правильностью набора

исходных данных в соответствии с выбранной станочной системой, с выдачей

справки об ошибке, если таковая возникнет.

3.2.2. Режим редактирования (изменения) исходных данных ничем не отличается

от режима ввода, за исключением того, что в строках ввода помещается

информация, введенная раньше.

3.2.3. Сохранить исходные данные после ввода в программу, на внешнем

носителе диска с целью повторного использования или редактирования. Для

этого нажмите клавишу F2. Перед Вами откроется окно, содержащее строку

ввода, для ввода имени файла, окно со списком имеющихся уже на данный

момент на диске файлов и 4 кнопки "ОК", "Сброс", "ОТМЕНА", "replace".

Указать в строке ввода имя файла (латинскими буквами) и нажать кнопку

"ОК". Можно также клавишей или нажатием кнопки "Replace" перейти к

списку файлов (если он непустой) и выбрать мышью или клавишами управления

курсором имя файла из имеющихся, затем нажать кнопку "ОК", в этом случае,

Ваши исходные данные будут сохранены под этим именем.

Если Вы хотите отменить (т.е. закрыть окно сохранения исходных данных)

операцию нажмите кнопку "Сброс" или "ОТМЕНИТЬ" или клавишу ¦

3.2.4. Для открытия файла исходных данных следует выполнить команду

"ОТКРЫТЬ", нажав клавишу F3, при этом появится аналогичное окно, как и в

случае сохранения исходных данных. Затем нужно произвести аналогичные

манипуляции с соответствующим окном, как и в п. 3.3, т.е. ввести имя файла

или выбрать его из имеющихся, нажав кнопку "открыть".

3.2.5. Для установки типа (конфигурации) станочной системы, нужно

нажать клавишу , в результате чего появится окно с предложением

выбрать (переопределить) тип станочной системы .

Окно содержит информацию о типе станочной системы, установленной в данный

момент. Установка происходит по общим правилам работы с диалоговыми

элементами, т.е. после выбора станочной системы, необходимо завершить

операцию нажатием кнопки "~У~становить", т.к. в противном случае изменения

будут считаться недействительными.

Рисунок 3.5 -Выбор станочной системы

3.2.6. Для запуска данных на расчет после того как данные загружены в

динамическую память машины и установлен вариант станочной системы

необходимо нажать клавишу ; если данные не содержат ошибок расчет будет

выполняться.

Возможные причины ошибок могут состоять в том, что: а) тип станочной истемы

не соответствует набору исходных данных; б) данные могут быть не достаточно

исчерпывающими; в) одно из значений исходных параметров лежит вне области

определения задачи (пункт а) является прямым следствием п. б) ).

После завершения расчетов на экран будет выведено окно, содержащее

результаты расчета (для вывода которых на печать нужно нажать кнопку

"ПЕЧАТЬ", а в файл "ФАЙЛ").

3.2.7. Список файлов программного обеспечения приведен в приложении в файле

DirInfo на прилагаемой дискете.

3.3. Построение графов промышленного робота

Иногда,наглядное представление о последовательности роботы робота дает

диаграмма перемещений его относительно оборудования,которая представляет из

себя граф - схему переходов,вершины которой соответсвуют введенным

состояниям РТК.Строится диаграмма следующим образом.Вершины графа

соответсвующие положению робота в однинаковых точках

пространства,распологаются на общих прямых,параллельных оси времени

(абцисс).Причем,порядок их расположения соответствует порядку точек

манипулирования(рисунке 3.6),а отрезки по оси абцисс пропорциональны

времени переходов.[2]

Рисунок 3.6 - Диаграмма перемещений робота вблизи J-го оборудования .

Программа RTK предназначается для построения упрощенных диаграмм,на

которую наносятся только наиболее важные состояния систем,связанные с

взаимной блокировкой оборудования и робота,который его обслуживает

(см.рисунок 3.7)

Инструкция по ее использованию и программа,приведена на дискете,прилагаемой

к дипломному проекту.

Рисунок 3.7- Диаграмма перемещений робота,построенная программой RTK

3.4.Вспомогательные программы

Вспомогательными программами,в настоящей работе,называются

программы,выполняющие какие-либо демонстрационые функции или

вспомогательные расчеты,которые производятся в ГПС.Например,для программы

GPS IV, разработаны программы строищие зависимости загрузки робота и

станков,коэффициента использования манипулятора и т.п.На рисунке 3.9

приведены графики некоторых параметров станочных систем,построенные с

помощью программы GrGPS.Программы GrMiss, GrGPS (аналоги) записаны на

дискете,прилагаемой к дипломному проекту.К вспомогательным программам можно

также отнести утилиты распечатки текстов,просмотрщики текста и

графики,редакторы текста и т.п.

В ходе дипломного проекта, в качестве примера выполнена программа расчета

фрезы (построение профиля фрезы) для Windows 95 , которая может быть

использована при проектировании ГПС.

рисунок 3.9 - Графики параметров ГПС

3.5. КОНТРОЛЬНЫЕ ПРИМЕРЫ

На рисунке 3.10 показаны исходные данные расчета.

Рисунок 3.10 - Окно с исходными данными расчета

На рисунках 3.11 показано окно результатов расчета для системы с 4-мя

станками, обслуживаемых одним манипулятором с одним захватом. На рисунке

3.12 показаны результаты расчета для системы, включающей 10 станков и

одного двухзахватного робота.

Рисунок 3.11- Окно с результатами расчета

Рисунок 3.12 - Окно с результатами расчета

На рисунках 3.13, 14 показаны окна вывода результатов расчета в файл и

на печать.(для GPS IV)

Рисунок 3.13- Окно вывода результатов

Рисунок 3.14.-Окно вывода результатов

4.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1.Организация аппаратного и программного обеспечения

Для организации подобного рода вычислений необходимы компьютер 486-

серии,с сопроцессором,укаплетованный VGA дисплеем с защитным

экраном,клавиатурой,устройством типа “МЫШЬ”.Можно использовать также

компьютеры 286 серии,для DOS-программ/или воспользоваться услугами локально-

вычислительной сети/.Стоимость такого оборудования приведена в таблице 4.1.

Таблица.4.1

|Наименование |Стоимость на май месяц 1998 года. |

|оборудования,программного обеспечения| |

|Системный блок 486 cерии, |1,8 тыс.руб. |

|DX\16 Mb\1.7Gb | |

| | |

|Монитор VGA,Philips |1,45 тыс. руб. |

|Клавиатура |0,057 тыс.руб. |

|Мышь,трехкнопочная |0,042 тыс. руб. |

|Защитный экран |0,087 тыс.руб. |

|Установка ,подключение,консультации |Входит в стоимость системного блока |

|специалиста | |

|ПО:MS-DOS 7.0 ,Windows 95 |входит в стоимость системного блока |

итого

|3,436 ТЫС.РУБ. |

4.2.Методика расчета экономических показателей ГПС

4.2.1.Экономический эффект от производства и использования многоцелевых

станков МС (по данной методике ГПС расценивают как МС) на годовой объем

выпуска Э определяют по формуле : Э= Эед.А2,где А2- выпуск МС в расчетном

году, шт.; Эед - экономический эффект от внедрения и использования одного

МС, определяемый как

Эед.= Ц1 ([pic] ){[pic]} +{[pic]} -Ц2 (4.1)

Здесь: Ц1,Ц2 -стоимость соответственно базового и нового оборудования,

р.;В2/В1 - коэффициент учета роста производительности единицы нового

оборудования по сравнению с базовым;B1,B2 - годовые объемы продукции,

производимые соответственно единицей базового и нового оборудования( в

штуках деталей, тоннах отливок и т.п.) Т1,Т2- срок службы соответственно

базового и нового оборудования; Е - нормативный коэффициент эффективности

капитальных вложений, равный 0,15;

И1,И2- годовые эксплуатационные издержки потребителя соответственно по

базовому и новому вариантам в расчете на годовой объем продукции; К1,К2

-сопутствующие капитальные вложения потребителя (без стоимости

оборудования) соответственно по базовому и новому вариантам в расчете на

годовой объем продукции, производимой при использовании МС,р;

Рам - доля(коэффициент) отчислений на амортизацию при использовании

потребителем нового оборудования, равная обратной величине срока службы

оборудования Тс.

Иногда, в формуле (4.1) величину выражения Ц1 * (В2/В1) расcчитывают как

приведенную стоимость базового варианта

Ц1п =[pic] (4.2)

Здесь Ц1J - оптовая цена основного технологического оборудования модели,р.;

Рn1j- принятое количество единиц основного технологического оборудования J-

oй модели;n- количество наименований моделей основного технологического

оборудования. Стоимость Ц2 включает стоимость МС;стоимость основного

технологического оборудования;стоимость вспомогательного

оборудования;затраты на модернизацию основного технологического

оборудования;затраты на монтаж,отладку,проектные работы. Сопутствующие

капитальные вложения представляют из себя сумму затрат: на установку и

доставку оборудования,р.;стоимости помещения,занимаемого

оборудованием,р.;стоимости служебно-бытовых помещений,р;оборотных средств в

незавершенном производстве,р.;стоимости специальных приспособлений,р.;

тоимости проектных работ по привязке МС к условиям заказчика,р.

Годовые эксплуатационные издержки содержат в себе:годовую зарплату

рабочих,р.; годовые затраты на подготовку и возобновление ПУ,р.;годовые

затраты на ремонт специальных приспособлений,р.;годовые затраты на

содержание помещения,занимаемого оборудованием,и также,на ремонт

обслуживание,силовую электроэнергию,р. При создании МС иногда оценивают

срок окупаемости дополнительных капитальных вложений

Ток.= (К2-К1)/(С1 - С2) (4.3)

где К -капитальные вложения;С -себестоимость годового выпуска продукции.

4.2.2.Сопутсвующие капитальные вложения Стоимость помещений, занимаемого

оборудованием

Кзд = Ц кв.м * ( S + Sу)*[pic]*Рп1 (4.4)

где Ц квм - стоимость 1 кв.м площади цеха;S-площадь занимаемая

оборудованием по габаритам,кв.м;Sy -площадь,занимаемая выносными

вспомогательными устройствами,кв.м; [pic]- коэффициент,учитывающий

дополнительную площадь; Рп1- принятое количество оборудования базового

варианта,ед. Оборотные средства в незавершенном производстве по каждому

варианту определяют по формуле

Кнез.=Внез.( С3 + {[pic] })* Kпер, (4.5)

где Внез - количество деталей в незавершенном производстве;Сз -

себестоимость заготовки,р.;С - себестоимость годового объема продукции за

вычетом материальных затрат,р.;В2- годовой объем продукции,производимой на

МС,шт.;Кн- коэффициент нарастания затрат;Кпер - коэффициент перевода

рабочих дней в году в календарные дни,равный 1,40 (две смены 365:260) или

1,35 (три смены 365:271).

*Себестоимость заготовки получается умножением ее массы (кг) на

себестоимость 1 кг заготовки,включая транспортно-заготовительные расходы с

учетом степени готовности,р. Количество деталей в незавершенном

производстве определяется как

Внез = ( [pic] ) * Тц , (4.6)

где Фдн - количество рабочих дней в году;Тц-длительность производственного

цикла партии деталей,рабочих дней,расчитывается исходя из : m- партии

запуска деталей;n- числа операций на деталь;tштj -штучного времени

обработки деталеоперации;tн- времени наладки на партию деталей,на одну

операцию,мин.;tmo-межоперационного времени,ч., - по формуле

Tц =(m*[pic] + [pic]tн + (n-1)*tмо*60)[pic]( Tшт.к.:Фдн:Рn)*60.

При применении ГПС в условиях среднесерийного производства для обеспечения

быстрого перехода на новую продукцию целесообразно применять

УСП(универсальная сборная переналаживаемая оснастка),которая учитывается в

стоимости ГПС.

4.2.3.Определение количества потребного оборудования

1) Определяется годовое оперативное время работы оборудования Топ и

годовое время обслуживания рабочего места Тоб,включающее время на отдых и

личные надобности как (Коб+Клич)*Тоб, затем исходя из этого находят годовое

штучное время Тшт=Топ +Тоб,

где

Тоб =tопВ20[pic].

2) Определяется годовое время наладки базового варианта,

Тн1 =tн1*nn[pic]60,

затем определяется штучно-калькуляционное время как сумма штучного времени

и времени наладки,т.е.

Тшт.к= Тшт + Тн.

(4.7)

3) Определяется расчетное количество оборудования по формуле

Рс = Тшт.к[pic]Фоб, (4.8)

Принятое количество оборудования расчитывается как

Рп = Рс[pic][pic], (4.9)

где [pic]- коэффициент загрузки оборудования,принимаемый равным 0,6

[pic]0,7.

4.2.3.Определение количества работающих,занятых обслуживанием ГПС

Принято,что обслуживание Гпс в I-ю смену производится

высококвалифицированным наладчиком, во II-ю и III-ю смену аварийно-дежурным

персоналом(операторы),который при необходимости выполняет функции по

установке и снятию деталей,станков с ЧПУ- в каждой смене производится

наладчиком и оператором,универсальных станков-квалифицированным

станочником.Кроме этого следует учитывать вспомогательных

рабочих,транспортных рабочих,занятых обслуживанием транспортно-

накопительных систем и управляющего вычислительного комплекса. Количество

рабочих может быть расчитано прямым счетом исходя из объема выполняемых

функций по формуле

Роj = Tj[pic](Фр * [pic]*Квн), (4.10)

где Тj -годовая трудоемкость соответсвующих работ,ч.;Фр-эффективный годовой

фонд времени рабочих,ч.;Кнн - фактический коэффициент выполнения норм;

[pic]- количество единиц оборудования,обслуживаемых одним рабочим в смену.

4.2.4.Определение годовых эксплуатационных издержек потребителя.

Годовые затраты на ремонт специальных приспособлений расчитываются по

формуле

Ипр = Кпр * ( [pic] + Кп ),

(4.11)

здесь Кп -коэффициент,учитывающий затраты на ремонт специальных

приспособлений,укрупненно принимаемый 0,04; z - продолжительность выпуска

детали одного наименования,ч.; Кпр-стоимость специальных приспособлений для

обработки детале-операции, включая затраты на проектирование и

изготовление,р;

Годовые затраты на содержания помещений,занимаемых оборудованием

расчитывается исходя из Нпл -стоимости содержания кв.м цеха(освещение,

уборка,отопление,вентиляция,ремонт) и расчитывается по формуле

Ипл = Нпл*(S+Sy)*[pic]Pп1 (4.12)

Годовые затраты на содержание служебно-бытовых помещений, приходящихся на

единицу оборудования,

Исл=Нпл*Sб*(Рст + Ри + Рт), (4.13)

Годовые затраты на ремонт и ТО оборудования(кроме микропроцессорных систем)

Ир=( Нм*Rм+Нэ*Rэ)* [pic]* Рп1, (4.14)

где Нэ,Нм - годовые нормативы затрат на единицу ремонтосложности

соответственно электрической и механической части,р.;Rэ,Rм -

соответствующая ремонтосложность; [pic]-коэффициент,учитывающий класс

точности оборудования; Рп1 учитывается только для базового варианта. *Нм,Нэ

для нового варианта принимают с уменьшение стоимости ТО на 20%. Годове

затраты на силовую электроэнергию

Иэ = ( Сэ*N*Kэм*Кэв*Фоб*[pic]I)[pic]r, (4.15)

где Сэ - средняя стоимость 1 кВт.ч,1,05 р по двухставочному тарифу, N-

установленная мощность электродвигателя,кВт;Кэм -коэффициент учитывающий

использование электродвигателя по мощности;Кэв - коэффициент учитывающий

использование электродвигателя по времени;[pic]I -коэффициент,учитывающий

потери в сети,равный 1,05; r - коэффициент полезного действия

оборудования.[3]

Примечание:на данный момент,рассмотренная в дипломной роботе методика

расчета экономических показателей,является устаревшей,существуют более

эффективные методы экономического анализа.Цены приведенные в примере

следует умножить примерно на 6,5.

4.2.5.Экономический анализ ГПС может быть проведен на основе теории

линейного прогаммирования.

Сведем результаты расчетов экономических показателей,по всем

вариантам станочных систем,рассмотренных в п.2.1,в таблицу 2 х 7,которую

представим в матричной форме

А = [pic]

где вектор а=(а1...а7) - производительность ГПС,

а вектор b=(b1...b7) - экономический эффект по отношению к базовому

варианту,в процентах.

Матрица А,приводится к матрице размерности 2 Х 2, удалением компонентов

векторов,посредством поиска оптимальных вариантов решения графо-

аналитическим методом,сущность которого состоит в поиске оптимальных

(равновесных) решений из условия x ak + (1-x) bk = x as + (1 -x) bs (s

[pic]k) (Cам метод в дипломной работе не приводится в силу громоздкости его

описания)

Полученную матрицу можно рассматривать как матричную игру ,в которой

две противоборствующие стороны:первая- играет столбцами,вторая строками,

где можно говорить о множестве стратегий каждой из сторон (i,j).Вероятность

выбора i-ой стратегии (р, 1-р),j-oй соответсвенно (q,1-q).Решением системы

линейных уравнений найдем (p,q) после чего найдем наиболее приемлемое

решение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения дипломного проекта,было разработано

программное обеспечение для анализа параметров станочных систем

(ГПС),выбора компоновки,выбора вспомогательного технологического

оборудования в составе ГПС;приведен анализ математической модели на основе

теории массового обслуживания;рассмотрен вопрос анализа технико-

экономических показателей автоматизированного производства;приведен пример

автоматизации рабочего места инженера.

При реализации разработок проекта повышается качество

проектирования,уменьшается время проектирования.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пуш В.Э., Пигерт В., Сосонкин В.Л. Автоматические станочные

системы. М.: Машиностроение, 1982.

2. Циделко Б.В. Беседы о теории массового обслуживания. М.: Знание,

1973. 64 с.

3.Федоренко И. Г.,И. С. Шур и др. Эксплуатация многоцелевых станков.

- Киев.: Тэхника ,1988. - 176 с.

4. Модзелинский А. А.,Соловьев А.В., Лонг В. А. Многоцелевые

станки:Основы проектирования и эксплуатации.- М.:Машиностроение,1981. - 216

с.

5.Врагов Ю.Д. Анализ компоновок металлорежущих станков. - Станки и

инструмент, 1972,№ 8.208 с.

6.Озель О.В,Егоров В.А. и др. Гибкое автоматическое производство

Л.:Машиностроение, 1983.

7.Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей - М.: Наука, 1969. - 400 с.

8.Фаронов В.В. Основы турбо Паскаля. - М.:МВТУ-Фестодидактик ,1992

304 с.

9.TurboVision 2\0 М.:НАУКА, 1994 240с.

10.Фаронов В.В. Delphi 3 М.: Нолидж, 1998,400 с.

11.А.И.Сидоров, А.В.Хашковский, Н.М.Мирзаева Безопасность

эксплуатации ЭВМ и микропроцессорной техники в составе автоматизированного

производства Ч.:ЧГТУ, уч.пос.,1990,63 с.

12.Windows 95,MicroSoft Corparation/1877OS/1995

ё

Страницы: 1, 2, 3, 4