链式输送机及其设备接口的建模外文翻译资料

英语原文共 12 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

链式输送机及其设备接口的建模

Ali K. Gunal 爱德华J.威廉斯

Shigeru Sadakane206-2 工程计算机中心，邮件丢弃3

生产建模公司 福特汽车公司

三个Parklane大道，套房910西 Dearborn，Michigan 48121-2053，U.S.A。

Dearborn，Michigan 48126，U.S.A。

摘要

链式输送机是一种特殊类型的输送机，经常用于各种制造和生产应用，如车身和油漆店。这些输送机通常必须与其它类型的输送机（例如交叉输送机）以及其它物料处理设备（例如升降台和保持台）接合。链式输送机及其设备接口的微型化需要密切关注许多细节。这些细节不仅包括链式输送机本身的静态和操作特性，还包括输送机和由输送机服务的设备（例如升降台和输送机加速和减速斜坡）的尺寸和操作界面的细节。

在本文中，我们首先描述在何种情况下微观模型的物料处理设备是合适的。然后我们概述输送机类型和术语。接下来，我们描述了精确建模链输送机的挑战，以及我们在典型建模工具和模拟研究环境框架内应对这些挑战的建议。例如，我们提供了相对于AutoMod建模工具的这些建议的详细信息。总之，我们总结这些建议，并指出进一步发展建模技术和增强模型建设工具的有前途的方向。

1、宏观与微观建模

根据定义，宏观模型是具有“粗略”细节水平的概览模型。相比之下，微观模型是结合了“细”（高）的细节水平（agen，Shore和Grajo 1994）的概览模型。模拟研究中特定模型的适当细节水平，以及决定是否构建宏观模型或微观模型的恰当程度取决于研究的目标，数据的可用性，可信性问题和约束的模型开发和计算机运行时间可用（Law和McComas 1991）。考虑到这种可信度问题，建立“微观模型与宏观模型”决策的建模者通过询问“我们的建模团队是否能够使用该模型（代替系统）来做出决定，来适当地预测验证任务 通过研究目标？“（Ruch和Kellert 1995年）。

模拟可以应用于四个项目阶段中的任何一个或全部期间的材料处理系统的研究：概念阶段，详细设计阶段，发射阶段和完全操作阶段（agen和Upendram 1995）。在建模材料处理系统的上下文中，要求开发微模型的典型指示是使全局和局部工作过程水平最小化以及最大化材料处理设备的利用以及详细尺寸，循环时间和停机时间数据的可用性的要求 相对于单件设备，如空中重力输送机和电动滚筒输送机（Cerda 1995）。由于涉及材料处理设备的操作问题的数学难处理性，经常需要这种建模。例如，（Tsai 1995）验证了“NPhard”状态，通过混合模型排序，当输送机甚至具有任意处理时间的单个站时，最小化输送机停止完成装配站工作的可能性。在这种情况下，输送机的详细建模对于解决关于线路平衡和产品排序的决策政策至关重要。动机模型输送机，特别是，在为评估竞争传送器管理策略，例如工件的动态分配到传送带交替地彼此合并，再次发散高水平的在研究细节增加，并且必须为分散， 不同的工作单元格（Laughery 1995）。宏观模型经常被分析以通过选择要输送的工件，选择输送机，在输送机中选择等待纪律，或者在等待输送机的作业中选择等待纪律来优化输送机和整个系统性能。输送机性能的微型模型为这种宏观模型提供了所需的输入（Backers和Steffens 1983）。

2、输送机和接口设备的定义和术语

输送机可以以可调节的速度在很少的手动干预下在固定路径上输送大量物品。 许多种类的输送机正在使用中，例如带式输送机（环形带），滑槽输送机（金属滑动件），螺旋输送机（包含在约束槽或管中的大螺旋），链式输送机（环形链）和辊式输送机（承载在横向辊上的负载， 或功率驱动）（Sule 1988）。例如，带式或辊式输送机可以容易地构造成输送小的奇怪形状的物品（Gould 1994）。具有滚子表面的链式驱动输送机，本文中考虑的输送机类型偶尔是非动力（重力）或更通常是动力（活的）。这种输送机相对便宜，易于组装和调整适用于宽范围的载荷，只要运输的材料具有或安装在刚性骑乘表面上（Allegri 1992）。这些链条驱动的输送机可以通过使用内置在辊中的滑动或离合器机构来积累材料。“滚子螺旋”品种通常在非旋转轴上使用两个平行的链条支撑辊部分。 这些辊子可以在材料下面转动，允许它积累（Gould 1993）。此外，加速和减速的部分可以附加动力滚筒输送机时，精确的物料控制是必需的，因为在接口点，通过倾斜或下降，或周围的曲线（K. W. tunnel1公司1995成立）。设计和材料的最新进展显着增加了动力辊式输送机的速度和降低的操作噪声，因此增加了它们的经济吸引力（1995年）。

这些输送机的特点与其他物料搬运设备，如升降台和保持表。升降台提供工作或过料在人机工程和运营优势选择的高度和位置的表面（汤普金斯和白1984）。持表是升降台被动的变异；不同的升降台，保持表不能移动载荷垂直于传播方向的下游输送机上，输送机对齐位置的负荷。

3、链条输送机的建模挑战

正如在（Muth and White 1979）中所预测的，输送机建模中的工作既包括分析模型（限于复杂程度低，但量化重要输送机参数之间的基本关系）和模拟模型（允许在设计和分析操作问题期间进行权衡研究） 现有输送机）。许多研究表明模拟对输送系统分析的广泛适用性，如设计和实施无动力输送系统（Good和Bauner 1984）。 积累和非积累输送系统的比较宏观评估（Henriksen和Schriber 1986），架空输送机的布局和流路分析（Foote等人，1988），输送极其脆弱的工件被禁止彼此接触的输送机的微模型（Hopings 1988） ，以及汽车涂装车间对动力和自由输送系统的改进建议的快速评估（Graehl 1992）。

链式输送机广泛应用于汽车装配厂。大批量生产需要几秒钟的周期时间。 例如，对于以每分钟十五英尺运行的输送机和长度为十五英尺的托盘，两秒的时间损失相当于每小时两个作业和每天四十个作业两个十小时轮班。根据一辆汽车的销售价格，这样的损失可能是从500000美元到每天损失收入的1200000美元。另一方面，需要支持这种生产的物料搬运设备的类型可能是非常昂贵的安装，操作和维护。因此，系统设计必须努力在材料处理设备要求的高生产能力和低冗余之间取得平衡。因此，这种材料处理系统的仿真模型必须表示零件运动的足够细节，以对这些系统和作为其组成部分的整个生产系统的适当性进行准确评估。输出结果从输送机配置和性能的微型模型可以指导实验的制造系统的宏观模型。

典型的车辆组装厂将具有大量的各种类型的输送机。链式输送机构成许多装配厂中最常用的材料处理设备之一。那些输送机的建模是一项具有挑战性的任务。 以下是对在典型的装配厂中可以找到的链式输送机和支撑材料处理设备的建模中的一些问题的讨论。

3.1生产和传送输送机

这些输送部分移动托盘通过生产经营。它们还用于缓冲存储目的，在生产部门之间或在例如清理的移动活动期间保持托盘。此外，托盘积累在传送带之前，他们为下一个操作序列。

基本上有两种类型的链式输送机：累积和非累积。累积输送机，也称为辊式输送机，具有保持托盘而不停止动力链的能力。

非积累式输送机允许托盘仅在整个输送机链停止时停止。在典型的设置中，非积聚式输送机用于移动托盘通过生产过程（涂漆室，洗涤室等）。累积输送机用于前面提到的其它目的（例如，临时储存，递送和再测试）。不管积累能力如何，大多数输送机具有分别用于加速和减速托盘的特殊的头部和尾部（加速部分）。当托盘移动到输送机上和从输送机上移开时，需要这些部分来调节托盘的速度，输送机通常具有比它们所接合的设备低得多的链速度。

托盘在链式输送机上移动，两者之间具有指定的最小距离。根据输送机的速度，该距离在典型生产设备的各种输送机上可能不同。在堆积输送机上，托盘之间的间距可能与移动托盘之间的堆积不同。此外，一旦积累，在前一个托盘移动到被限定为移动空间的距离之前，托盘不再开始移动。

大多数模拟软件提供内置的构造来建模积累和非积累输送机。不提供这样的构造的仿真软件可能需要大量的开销代码来解释用于典型生产系统的任一类型的输送机的操作特性。即使有内置的输送机构造，一些操作特性可能是具有挑战性的建模任务。例如，加速部分由以不同速度（从低速到高速或沿着行进方向反之亦然）运行的相同输送机的几个较小部分组成。当其重心从加速部分的一部分移动到下一部分时，托盘改变其速度。由于可能有不同长度的托盘通过系统移动，上下移动输送机的时间在托盘之间不同。一些模拟软件（如AutoMod）允许通过提供用于定义输送机的这种小部分，托盘尺寸和速度变化的位置的机制来精确计算这些时间延迟。在其他包中，通过在模拟之前计算这样的延迟并且通过在模型中显式地表示它们，可以实现相同的效果。对建模加速部分的另一复杂性是要求在那些部分上不允许累积，即使在累积输送机上。

3.2交叉输送机

交叉传输是快速移动的链式输送机，没有累积能力。这些输送机用于在生产和转移输送机的不同部分之间移动托盘。交叉输送机通常连接几个生产和转移输送机。 输入的托盘移动到由交叉输送机提供的几个输送机中的一个。沿着这些输送机部分有一系列保持和升降台，以补偿缺乏积聚能力。保持表仅用于临时存储目的。升降台也用作交叉传输和生产输送机之间的接口，因为它们具有垂直推动托盘的能力。托盘横向移动。托盘沿着从一个提升台到另一个提升台的交叉传送移动，必要时停止。如果下一个工作台被另一个工作台占据，托盘停在工作台上。一旦在工作台处停止，托盘被抬离输送机链（脱离），以防止其进一步移动（当链在交叉传送上连续运行时）。一旦下一个表变得可用，该台将托盘降回到链条上（与之重新接合），并且托盘开始再次沿着传送器移动。只有在托盘到达下一个工作台或清除距离工作台一定距离的限位开关后，另一个托盘才能移动到工作台上。这种控制是必需的，因为交叉输送机通常以更高的速度移动并且用于几个链式输送机。用于输送机的典型的仿真软件结构不提供对这种控制逻辑的内置支持。显然需要对这种逻辑进行建模以精确地表示交叉输送机。

3.3升降台

这些特殊的表沿交叉传送输送机使用。升降台的主要目的是将托盘移动到交叉转移上。升降台具有动力辊，用于将托盘沿垂直于横向移动的方向移动。这些辊用于将托盘移动到生产和传送输送机。保持台通常用于在输送机上提供临时存储以允许累积（交叉传输否则不具有累积能力）。无论哪种类型的表提出托盘从输送链，以阻止他们移动。一旦托盘准备向前移动，表降低托盘回链，并与链接触后，托盘开始再次移动，如前一节中所述。托盘不停止在一个表，如果他们可以继续前进（即，如果下表上链是可用的），并没有经历周期上下在该表。

表的可用性通常由最后一个托盘指示以访问表。 有一个清晰的限位开关放置在离桌子一定距离处。该开关可以在交叉传输输送机上，在相邻的台上，或在由交叉传输服务的生产传输输送机上。一旦托盘到达清洁开关，它将开关“关闭”，表示现在它的后继托盘移动到输送机上是安全的。因此，任何等待获得间隙以移动到桌子上的托盘将开关“开”，从而标记该表现在被分配给它的使用。

在模拟模型中，交叉输送机可以作为非堆积输送机处理，在离地段之间具有离散段。具有内置输送机构造的仿真包提供足够的支持来模拟表之间的移动。然而，应该采取额外的步骤来考虑表的上下周期。此外，模型应该复制逻辑以控制对表的访问。这种效果可以通过将表视为资源并通过在适当的点捕获和释放它们来实现。

3.4动力辊床

动力辊床是相对较短的输送器部分，其使用动力辊用于托盘的高速传送。它们通常用于生产率传输输送机和其他更高速度的输送机之间，转移设备如升降台，转盘和升降机（Sims 1992）。它们还一次为一个托盘提供缓冲存储空间。 这些输送机以比上述其它输送机高的速度运行。因此，将frondto动力辊床中，托盘体验速度的变化。如前所述，由于不同尺寸的托盘，清除电源辊床的时间不同托盘间。因此，仿真模型需要表示的间隙时间的行程距离和托盘的长度占。仿真语言如AutoMod，可以利用内置的功能，详细地址等。与其他一些语言，前面的计算所需的每个功率辊床，以确定所需的时间移动和关闭电源辊床。

3.5转盘

转盘安装在轴承表面短输送机胎面部分；他们可以绕垂直轴旋转，调整托盘运输（卡希尔1985）。一些生产过程要求零件处于一定的方向。输送机上的移动和它们之间的交叉转移改变托盘方向。此外，传输/生产输送段有时在彼此的角度。因此，在利用链式输送机典型的生产格局，会有不同的几个转盘旋转（例如，45，90，180度的转弯）。一旦托盘移动到它，一个转盘旋转和调整自己的新路径，托盘将遵循。在大多数情况下，在托盘清除限位开关之前，转盘不会将其旋转回到其装载位置。一旦托盘清除限位开关，表旋转回加载位置。旋转时间通常与旋转角度成正比。显然，一个仿真模型应该确保托盘不试图移动到转盘之前的转盘返回到加载位置。转盘可仿照最仿真语言利用资源，通过捕获和在不同时间点的释放这些资源。

3.6升降机

在一个典型的生产设施，将有输送和生产工艺在不同的楼层。升降机（电梯）用于在不同楼层之间垂直输送托盘。除了垂直的旅行时间，有延迟装载和卸载电梯（哈德森1954）。此外，在大多数情况下，将有清除限制启用/禁用访问电梯。由于

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[139248]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word