4.3.1 Последовательное агрегатирование

Последовательное агрегатирование применяется для сложных и трудоёмких работ, требующих последовательной обработки различными инструментами. При этом всю обработку дифференцируют, разбивая на группы операций. Стремясь к их одинаковой продолжительности располагая их в различных позициях в принятой технологической последовательности. Обработка ведётся во всех позициях одновременно, изделие последовательно проходит через все позиции и обрабатывается в них различными группами инструментов согласно технологическому процессу так, что в обработке одновременно находится число деталей = числу позиций.

Рисунок 9-Принципиальная схема оборудования

последовательного агрегатирования с линейным и круговым расположением позиций.

Рассмотрим производительность последовательно агрегатированного оборудования или автоматные линии, сравнивая её производительность с производительностью группы независимо работающих станков в потоке при одинаковых технологических процессах.

Производительность группы независимо работающих станков (ломаная линия) рассчитываемая по формуле

(4.16)

где: t х - время холостого хода рабочего цикла станка.

t _n = t _e + E C _n – внецикловые потери одного станка.

t _c – потери по станку (3 вида) одной позиции обработки.

E C _n – потери по инструменту (2 вида) одной позиции обработки.

t _p – время рабочего хода станка.

(4.17)

где: K – технологическая производительность цикла (одной позиции).

K₀ – технологическая производительность всего процесса до его дробления.

q – Количество последовательно расположенных станков (позиций), на которых осуществляется технологический процесс.

Суммарные потери по инструменту всего процесса обработки, как и технологическая производительность, зависят лишь от объема и режимов обработки и поэтому для данного процесса являются постоянной величиной. Если технологический процесс равномерно дифференцирован по позициям, то ;

В металлообработке внецикловые потери очень велики и поэтому число позиций целесообразно выбирать небольшим и наоборот в полупроводниковом и электровакуумном машиностроении, многопозиционные автоматы имеют число шпинделей 24, 36, 48 и больше. Это объясняется более легкими условиями работы – обработка без снятия стружки, с малыми рабочими усилиями и следовательно малой величиной внецикловых потерь.

4.3.2 Параллельное агрегатирование.

Параллельное агрегатирование применяется для простых работ, где дробление операций нецелесообразно. При этом одна и та же операция осуществляется в нескольких позициях одновременно над таким же числом деталей. Параллельное агрегатирование является по существу объединением нескольких одинаковых исполнительных механизмов в одном автомате.

Машины параллельного агрегатирования имеют несколько вариантов компоновки.

1, 2, 3, . . . P – число параллельных позиций.

Рисунок 10 - Схема параллельного агрегатирования

1. Машина с расположением рабочих шпинделей по окружности. Такая компоновка более компактна.

2. Простейшая машина с линейным расположением шпинделей. Недостатком обоих вариантов является то, что при ручной загрузке машины ее нельзя пустить, пока все заготовки не будут заменены, что увеличивает простой.

В целях повышения производительности применяют машины со сдвигом фаз обработки.

1. Машины с вращающимся центральным распределительным валом. При вращении распредвала циклы обработки на всех шпинделях смещаются по фазе.

Пример: Если на одной позиции загрузка, то на другой зажим, на третьей обработка и т.д.

Неудобство в том, что при ручной загрузке рабочий вынужден ходить вокруг станка одновременно с вращением распредвала, так как зона загрузки меняется, следуя вращению кулачка.

2. Машина с непрерывным вращением стола и неподвижным центральным распредвалом – роторные машины.

Роторный принцип работы получил широкое распространение, так как обработка деталей производится при непрерывном вращении стола, а загрузка деталей – всегда в одной зоне. Недостаток такой компоновки – наличие холостого пространства в центре машины, особенно при большом количестве позиций, расположенных по окружности. Для устранения этого недостатка применяется конвейерная компоновка.

При анализе производительности машин параллельного агрегатирования необходимо учитывать влияние тех же факторов, что и при последовательном агрегатировании.

При параллельном агрегатировании время обработки детали в одной позиции не меняется, следовательно: K = K₀ ; t_p= t_p0

Суммарные внецикловые потери возрастают в P раз, т.к P рабочих позиций имеют P комплектов инструментов и P одинаковых механизмов. Поэтому.

Е t _n= p ( t _e + E C _I ) (4.24)

Учитывая формулу 4.24, производительность машин параллельного агрегатирования можно выразить формулу:

(4.25)

В том случае если имеется группа из P однопозиционных машин работающих параллельно, производительность увеличивается в P раз, т.к. потери машины сохраняются на прежнем уровне. Поэтому производительность группы независимо работающих машин определяется по формуле:

(4.26)

Производительность параллельно агрегатированных машин в зависимости от числа параллельных позиций P представим в виде графика t_{e1 <} t_{e2 < te3} .

Q_p

p

Рисунок 11 - Производительность машин параллельного агрегатирования

Графики показывают, что в противоположность последовательному агрегатированию, машины параллельного агрегатирования не имеют точки максимальной производительности. Однако это не означает, что производительность можно повышать беспредельно путем увеличения числа позиций P.

Р ост производительности замедляется, а симптонически приближаясь к некоторому пределу, величину которого можно определить при условии p

(4.27)

Таким образом, при параллельном агрегатировании производительность машин зависит от внецикловых потерь, и она тем больше, чем меньше эти потери.