5 Синтез технологической системы
Постановка задачи синтеза:
Определить совокупность технических средств, удовлетворяющих выполнению выбранных функций с максимальным значением критерия эффективности.
Оценивание вариантов технологических систем может проводится:
по показателям (критериям) качества изделий и качества функционирования системы;
преимущественно по технико-экономическим показателям системы.
В конкретном случае оценка качества функционирования ТС лазерной обработки может производиться по следующим показателям:
Производительность (количество обрабатываемых заготовок в час)
Стоимость эксплуатации установки (ден. единиц в год)
Качество выполняемых операций (процент брака, точность позиционирования, стабильность характеристик и пр.).
Величина номенклатуры обрабатываемых изделий.
Скорость персестройки ТС при изменении характеристик обрабатываемых изделий.
Функции элементов системы:
Элементы системы должны выполнять функции на уровне АТК: накопительные, подающие, загрузочные, преобразующие, контрольные, разгрузочные.
Из этих функций целесообразно автоматизировать все, кроме загрузочных, так как во время их выполнения необходимо правильно сориентировать и расположить заготовку, что может представлять сложность для промышленного робота, реализация данной функции потребует много средств.
Общий уровень автоматизации структурного уровня основного или вспомогательного элемента оценивается выражением:
Для
разрабатываемой ТС
.
6 Разработка структуры автоматизированной технологической системы
Автоматизируемые функции:
Накопительная функция — относится к вспомогательным функциям производства. Её автоматизация позволит сократить число рабочих, увеличить производительность труда.
Подающая функция — также относится к вспомогательным. Её автоматизация позволит сократить число рабочих, увеличить производительность труда.
Преобразующая функция — относится к основному производству. Для конкретного случая включает в себя автоматизированные подфункции:
перемещения координатного стола, подведение заготовки под рабочую область и выведение её оттуда для осуществления следующих функций — целесообразность автоматизации определяется невозможностью осуществления человеком достаточно малых перемещений, требуемых при осуществлении основной операции.
прожига лазерным лучом, при этом автоматизируется управление мощностью излучения и ситемой фокусировки — целесообразно ввиду повышенных требований к органолептическим возможностям человека при выполнении вручную.
удаления отходов, происходит автоматизированное управление моментами включения и выключения системы очистки и интенсивностью работы — целесообразно ввиду опасности отходов для здоровья человека.
подачи защитного газа, автоматизируется управление системой подачи газа для координации момента начала и места подачи — целесообразно ввиду опасности газа для здоровья человека.
Контрольная функция — осуществляется автоматизированный контроль параметров во время выполнения основной операции — целесообразно ввиду повышенных требований при контроле к органолептическим возможностям человека, а также из-за монотонности операции и увеличения времени её выполнения человеком.
Разгрузочная функция — относится к вспомогательным функциям производства. Её автоматизация позволит сократить число рабочих, увеличить производительность труда.
В итоге, в ТС решено выполнить автоматизацию по следующим пунктам:
1) Автоматизация основных технологических операций.
2) Автоматизация манипулирования объектами технологических операций (кроме загрузочных операции).
3) Автоматизация подготовительных операций (накопление, подача, разгрузка).
4) Автоматизация управления.
5) Автоматизация контроля.
6) Автоматизация подачи материалов.
Автоматизация внутриоперационного транспортирования.
Автоматизация удаления отходов в позиций операций.
Структура ТС показана на рисунке 2.
Рисунок 2 — Структура автоматизированной ТС лазерной обработки