نوع مقاله : مقاله پژوهشی - کاربردی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی صنایع و سیستم ها، دانشگاه تربیت مدرس

2 استاد گروه مهندسی صنایع، دانشگاه کردستان، تهران، ایران

3 گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی صنایع و سیستمها، دانشگاه تربیت مدرس

4 خیابان هفده شهریور شمالی، کوچه شهید عبدالحسین نوریان، دانشگاه کوثر بجنورد

10.22105/dmor.2021.274589.1328

چکیده

در ماشین‌آلات ‏CNC‏ با تغییر در شرایط ماشین‌کاری مانند سرعت و نرخ تغذیه، مدت زمان عملیات نیز تغییر خواهد کرد. تغییر در این شرایط همچنین منجر به تغییر در زمان سیکل تولیدی و هزینه‌های تولید می‌شود. طول عمر ابزار نیز ‏نسبت به این تغییرات حساس است. مدت زمان مناسب ماشین‌کاری عموما با فرض معین‌بودن طول عمر ابزار و با هدف حداقل‌نمودن هزینه‌های تولید تعیین می‌شود. حال آنکه حداقل‌نمودن هزینه‌ها معمولا منجر به افزایش زمان ‏ماشین‌کاری و کاهش نرخ خروجی می‌شود. در این تحقیق، مدت زمان بهینه ماشین‌کاری با استفاده از یک مدل دوهدفه شامل حداقل‌نمودن هزینه و زمان سیکل تولیدی در یک سلول رباتیک یک‌ماشینه شامل یک ماشین ‏CNC‏ و یک ربات جابه‌جا‌کننده، برای تولید قطعات یکسان معرفی شده است. مدل پیشنهادی تحقیق با استفاده از روش محدودیت اپسیلون در نرم‌افزار گمز کدنویسی و نتایج آن گزارش شده است. مسئله این تحقیق در دو ‏حالت طول عمر معین و غیرقطعی ابزار مدل‌سازی و حل شده است. نتایج نشان داد که کاهش مدت زمان عملیات در سرعت‌های متفاوت لزوماً افزایش هزینه‌ یکسانی را به سیستم تحمیل نمی‌کند. بنابراین باید در انتخاب مدت زمان ‏مناسب ماشین‌کاری برای ابزارها و قطعه‌های متفاوت دقت بیشتری نمود. توجه به نرخ وقوع خرابی‌های ابزار نیز در انتخاب زمان مناسب برای ماشین‌کاری اهمیت دارد. نتایج به دست آمده نشان داد که با استفاده از مجموعه جواب ‏نامغلوب به دست آمده می‌توان مدت زمان مناسب ماشینکاری را در قطعات مختلف به گونه‌ای تعیین کرد که به سطح مناسبی از اهداف مساله دست یابیم.‏

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Bi-Objective Model for Determining Optimal Machining Time ‎in a Single Machine Robotic Cell by considering the stochastic ‎lifespan of the tool

نویسندگان [English]

  • Leila Hasan-Beigi Dashtbayaz 1
  • Isa Nakhai Kamalabadi 2
  • Ali Husseinzadeh Kashan 3
  • Sakine Beigi 4

1 Department of Industrial and Systems Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.

2 Department of Engineering, University of Kurdistan, Kurdistan, Iran

3 Faculty of Industrial & Systems Engineering, Tarbiat Modares University

4 خیابان هفده شهریور شمالی، کوچه شهید عبدالحسین نوریان، دانشگاه کوثر بجنورد

چکیده [English]

In CNC machines, changes in machining conditions such as speed and feed rate will also change ‎the operating time. Changes in these conditions also result in changes in the production cycle ‎time and production costs. Tool life is also sensitive to these changes. Appropriate machining ‎time is generally determined by assuming a certain lifetime for CNC machine tools to minimize ‎production costs. However, minimizing costs usually results in increased machining time and ‎lower output rates. In this research, the optimal machining time is determined using a bi-‎objective model including minimizing the cost and total production time of a robotic cell with a ‎CNC machine and a material handling robot. It has assumed that identical productions are ‎produced in this robotic cell. Using the Epsilon constraint method, the proposed model is coded ‎in GAMS software and its results are reported. In this research, the lifespan of the CNC machine ‎tools can be considered as a determined or stochastic value. The results showed that decreasing ‎the operation time at different speeds does not necessarily impose the same cost on the system. ‎Therefore, it is necessary to be more careful in choosing the appropriate machining time for ‎different tools and parts. Paying attention to the rate of suddenly tool breakdowns is also ‎important in choosing the appropriate time for machining. Using a set of non-dominated ‎solutions, it is possible to determine the appropriate machining time in different parts to achieve ‎a suitable level of problem objectives.‎

کلیدواژه‌ها [English]

  • Single Machine Robotic Cell
  • CNC Machines
  • Two-objective optimization
  • Tool Life
  • Machining Time