Промислові роботи (стр. 9 из 12)

Для надійного виконання задачі необхідні алгоритми, які об’єднують метод обережного руху з методом аналізу сенсорної інформації.

10.Гнучкі автоматизовані виробництва

10.1 Класифікація, загальні положення

ГАВ - нова форма автоматизації малосерійного і серійного виробництва.

ГАВ - це сукупність у різних поєднаннях обладнання з ЧПУ, РТК, гнучких виробничих модулів, окремих одиниць технологічного обладнання і систем забезпечення їх функціонування в автоматичному режимі протягом заданого інтервалу часу, яка має властивість автоматичної дії при виробництві виробів довільної номенклатури у встановлених границях значень їх характеристик.

По організаційним ознакам ГАВ розділяються на: гнучкі автоматизовані лінії (ГАЛ), гнучкі автоматизовані дільниці ГАД і гнучкі автоматизовані цехи ГАЦ.

ГАЛ - це ГАВ, в якому технологічне обладнання розміщено в прийнятій послідовності технологічних операцій.

ГАД - це ГАВ, функціонуюче по технологічному маршруту, в якому передбачена можливість зміни послідовності використання технологічного обладнання.

ГАЦ - це ГАВ, яке являє собою сукупність ГАЛ,роботизованихтехнологічних ліній, ГАД.

В склад ГАВ входять:

- гнучкий виробничий модуль - одиниця технологічного обладнання для виробництва виробів довільної номенклатури в деяких межах значень їх характеристик з програмним керуванням, автономно функціонуюча, яка автоматично виконує всі функції при виготовленні продукції.

- роботизований технологічний комплекс (РТК) – сукупність одиниць технологічного обладнання, промислового робота і засобів оснастки, яка автономно функціонує і виконує багатократні цикли.

- система забезпечення функціонування ГАВ - сукупність автоматизованих систем, які забезпечують проектування виробів, технологічну підготовку їх виробництва, керування виробництвом і автоматичне переміщення предметів виробництва.

В систему забезпечення функціонування ГАВ входять такі складові:

- автоматизована транспортно-складська система (АТСС);

- автоматизована система інструментального забезпечення (АСТЗ);

- автоматизована система прибирання відходів (АСПВ);

- автоматизована система керування технологічними процесами(АСКТП);

- автоматизована система наукових досліджень (АСНД);

- система автоматичного проектування (САПР);

- автоматизована система технологічної підготовки виробництва(АСТПВ);

- автоматизована система керування (АСУ).

10.2Структурна схема циклу ГАВ

12.Роботизовані технологічні комплекси (РТК)

12.1 Структура і призначення РТК

Головна ідея роботизації заключається в тому, щоб ПР використовувався спільно з основним технологічним обладнанням, наприклад із пресом, металорізальним верстатом, зварною установкою і ін., якими виконується одна або декілька технологічних операцій. Термін РТК визначено ГОСТом 26228-85.

РТК - це сукупність одиниць технологічного обладнання, промислових роботів і засобів оснастки, яка автономно функціонує і виконує багатократні цикли.

Роботизована технологічна ділянка - це сукупність РТК, зв`язаних між собою транспортними засобами і системою керування.

Існують такі п`ять рівнів автоматизації:

- перший рівень - автоматизація циклу обробки, характеризується тим, що виконується керування послідовністю і характером рухів робочого інструменту з метою одержання даної форми деталі. Такий рівень автоматизації одержав в верстатах з ЧПУ.

- другий рівень - автоматизація вантажних операцій (установка і знімання деталі з верстата), дозволяє обслуговувати декілька одиниць технологічного обладнання, тобто перейти до багатоверстатного обслуговування. Автоматизація транспортних операцій і допоміжних (складання, розрізання матеріалів і ін.)

- третій рівень - автоматизація контролю якості продукції, яка виробляється технологічним обладнанням; стану інструменту, технологічного обладнання. Третій рівень автоматизації забезпечується створенням адаптивних РТК, а також гнучких виробничих модулів (ГВМ).

ГВМ - одиниця технологічного обладнання для виробництва виробів певної номенклатури з програмним керуванням, автономно функціонуюча, автоматично виконує всі функції зв`язані з їх виготовленням, і має можливість входити в ГАС.

- четвертий рівень - автоматизація переналадки обладнання (приспособлень, інструментів і оснастки), зміна циклів і режимів обробки.

- п`ятий рівень - ГАВ гнучкі виробничі системи.

Приведена класифікація автоматизації відноситься до машинобудівного виробництва.

12.2 Технологічне і допоміжне обладнання

У склад РТК входять:

1. Технологічне обладнання (прес, металорізальний верстат, установка для термообробки і ін.);

2. Промисловий робот (маніпулятор);

3. Допоміжне , транспортне обладнання.

РТК бувають: однопозиційні (ТО, ПР, ДО), групові, багатопозиційні.

Технологічне обладнання використовузться різне по конструкції, експлуатації, параметрам і ступені автоматизації.

Допоміжне обладнання призначене для

1. Нагромадження певної кількості орієнтованих заготовок виробів на початковій позиції комплексу.

2. Поштучна видача заготовок у визначену точку простору (місце) для захвату її маніпулятором.

3. Транспортування заготовок і виробів між послідовно розміщеним обладнанням усередені комплексу із збереженням орієнтації.

4. Переорієнтація заготовок і виробів.

5. Збереження міжопераційного запасу і запасу між комплексами.

В якості допоміжного обладнання, яке входить в склад транспортної системи в РТК застосовуються лотки (скати, склізи, крокові конвейєри, ланцюгові конвейєри, кругові накопичувальні пристрої, тупикові накопичувачі, роликові конвейєри і багатомісна тара).

рис.12.2. Обертові накопичувачі

рис. 12.3 Транспортні накопичувачі (конвейєри) РТК

13.Моделювання робототехнічних систем і гнучких автоматизованих виробництв

13.1 Принципи та апарат моделювання гнучких автоматизованих виробництв

Математичне моделювання є одним із основних інструментів рішення задач аналізу, проектування і управління гнучкими автоматизованими виробництвами та робототехнічними комплексами. Зростання ролі моделювання пояснюється, перш за все тим, що інженерні методи вибору технічних рішень та розрахунку технічно-економічних показників, які придатні для традиційних виробництв, виявляються або занадто грубими, або неприйнятними для високоавтоматизованих виробництв, в силу специфіки останніх.

В даному розділі розглянуті принципи та математичний апарат, які найбільш часто використовуються для моделювання технологічної та керуючої підсистем ГАВ.

13.2 Гнучкі автоматизовані виробництва – як об’єкт моделювання

Моделювання ГАВ, як і будь-якої виробничої системи, передбачає визначення складу та характеристик її підсистем, елементів і зв’язків між ними. Технологічну систему ГАВ можна розділити на основне технологічне обладнання, транспортну підсистему, підсистему складування. В кожній з цих підсистем, в свою чергу, можна виділити сукупність взаємозв’язаних елементів. Так, основне технологічне обладнання складається з окремих одиниць обладнання, кожна з яких характеризується певними параметрами, наприклад: часом виконання технологічних операцій, надійністю, ємністю магазину інструментів і т.д. елементами підсистеми складування є склади, оперативні накопичувачі і персональні (суміщені з основним обладнанням) накопичувачі. Найбільш важливі їх характеристики – ємність, час обміну виробами, порядок доступу до виробів в накопичувачі.

Всі елементи (як і підсистеми) абстрактно можливо описати трьома категоріями: входи, процес, виходи (рис.13.1).

рис. 13.1. Елемент технологічного процесу

Входи і виходи представляють собою потоки матеріалів, виробів, енергії, інформації. Вони можуть мати як неперервний , так і дискретний характер. Процес – це зміна стану елементів в часі. Стан можна представити вектором параметрів, які характеризують процес. В залежності від типу елемента і ступені деталізації процесу стан може змінюватися дискретно (компоненти вектора стану змінюються в деякі моменти часу миттєво) або неперервно.

Найбільш часто використовують наступні типові елементи моделей виробничих систем:

1.Елемент з одним входом і одним виходом. Такими елементами описуються оброблююче обладнання, накопичувачі, транспортні системи. Стан накопичувача визначається числом виробів, які знаходяться в ньому в даний момент часу; стан транспортної системи – такими характеристиками як завантажена, переміщується, стоїть. Можуть також враховуватися швидкість і прискорення переміщення, час фіксації і розфіксації і т.д.

2.Елемент з двома входами і більше та одним виходом. Такими елементами описуються збірні автомати, в яких відбувається з'єднання деяких виробів в один вузол.

3.Елемент з одним входом і декількома виходами. В деяких випадках таким елементом є автоматизований склад виробів, який має одну завантажуючу і декілька вивантажуючих площадок.