7.Управление технологическими процессами (тп)

Высокая сложность данной задачи определяется рядом причин:

• большое количество ТП, выполняемых одновременно;

• дискретный характер для ТП механообработки и сборки;

• разнообразие методов обработки, оснастки;

• размещение процессов в пространстве и времени;

• влияние человеческого фактора;

• отсутствие полной и достоверной информации;

• недостаточный уровень формализации наших знаний о процессах.

Для уменьшения сложности управления ТП используют некоторые приемы: применяют управление по отклонениям, т.е. управляющие воздействия направлены только на ТП, имеющие отклонения по качеству изготовления, отстающие по срокам, количеству; повышенное внимание удаляется ТП для дорогих и ответственных деталей; сбор объективной информации в автоматизированном производстве с рабочих мест контроля.

Качество управления существенно зависит от запаздывания в устранении отклонения, которое складывается из времени обнаружения несоответствия (t₀) и времени восстановления ТП (t_в)

Рис. 29

Элемент обнаружения и устранения отклонений (ЭОУО) как минимум имеет три блока: 1) обнаружения отклонения, 2) принятие решений, 3)выработка корректирующих воздействий. Блок принятия решений основывается на многовариантных причинах отклонений, различных методов устранения, мест приложения корректирующих воздействий (а, b, с – рис. 29).

Процесс наблюдения может регистрировать прямые параметры (точность, шероховатость, качество поверхностного слоя, сроки, количество), так и косвенные параметры. В механообработке это силы и температура резания, вибрации, акустический фон и др. Эти косвенные параметры позволяют более оперативно влиять на процесс. Например, использование адаптивных систем в станках с косвенным параметром управления по силам резания позволило повысить точность обработки на 1-2 квалитета. К сожалению из-за высокой технической сложности этих устройств такое оборудование не получило широкое распространение.

В настоящее время на практике для реализации системы управляющих воздействий на процесс используют результаты контроля (самоконтроль оператора, межоперационный.); наблюдение за процессом со стороны оператора, мастера, технолога; регистрация моментов начала и окончания работ над деталями ; объем используемых ресурсов.

Управляющие воздействия на ТП можно разделить на две группы:

1)требующие корректировок на уровне технологической подготовки (изменения ТП оснастки), 2) воздействия на уровне рабочего места. Понятно, что второй вариант предпочтителен из-за меньших затрат и большей оперативности.

Задание: для указанных ниже отклонений определить 2-3 возможные причины и для каждой из них 2-3 мероприятия по устранению отклонений процесса.

Возможные отклонения:

• - точность размеров;

• - расположение поверхностей;

• - сроки выполнения заказа;

• - количество деталей в партии.

8.Основы терминального управления.

Системы управления станками с программным управлением по мере своего развития прошли ряд стадий: 1) схемный (аппаратный) способ реализации алгоритмов управления – системы типа NC, 2) программный способ, реализующий алгоритмы с использованием микро – ЭВМ или набора микропроцессоров (CNC), 3) лингвистический подход на базе формальных грамматик [5].

Лингвистический подход по сравнению с традиционными способами реализации алгоритмов имеет ряд преимуществ:

• разработка формальных грамматик много проще, чем написание и отладка программ;

• развитие математического обеспечения по отдельным функциям и по иерархии задач АСУ легче, чем изменение алгоритмов и программ;

• - возможна унификация грамматик по отдельным функциям (блокам) системы управления.

Формальная грамматика строится на базе языка (алфавита). Пусть V – алфавит, разделенный на два подмножества. В одном собраны терминальные символы - V_t, в другом нетерминальные - V_n. Нетерминальные символы (синтаксические переменные) участвуют в создании языка, но могут не встречаться в тексте. Терминальные символы образуют законченный текст.

Формальной грамматикой называется упорядоченная четверка:

V = (V_n, V_t, P, S)

S – синтаксическая переменная. S V_n.

Р – перечень синтаксических правил

С точки зрения математики Р – бинарное отношение, то есть ему соответствуют пары слов из элементов алфавита. Пусть (Р – два слова (цепочка элементов), тогда можно записать . Это означает, что слово  в процессе порождения языка может быть заменено словом .

Различают четыре типа формальных грамматик, и каждой из них соответствует автоматное представление. Автомат – модель вычислительной машины, которая различает разрешенные предложения языка от неразрешенных.

Рассмотрим пример вероятностного автомата, который определяется упорядоченной пятеркой:

М = (Q, Z., q₀,F), где

Q= (q₀,q₁,q₂,…q_n) – множество возможных состояний,

Z = (Z₁,Z₂,...Z_m) – конечное множество символов (терминальных),

 - отображение из множества Q множество Z(Q Z), то есть аналогично бинарному отношению Р из формальных грамматик, q₀,F – начальное и конечное состояния.

В общем случае:

 (q_i, z_j) = (q_r,q_s,…q_t) ,то есть автомат, находящийся в состоянии q_i считывает терминал z_j и может перейти в одно из возможных состояний (q_r,q_s,…q_t)

Рассмотрим пример. Дан автомат М2

М2 = (Q, Z, q₀, q₂)

Q = (q₀, q₁, q₂). Z = (0,1)

 (q₀, 1) = (q₀, q₁, q₂)

 (q₁, 0) = (q₁, q₂)

 = (q₁, 1) = (q₁, q₂)

Схема (граф состояний) работы данного автомата приведена на рис.30

Рис.30

Предлагается самостоятельно рассмотреть, как автомат, находящийся в начальном состоянии q , прочитает цепочку Z символов 100011. К концу цикла автомат будет находиться в одном из состояний (q , q ). Так как q является конечным состоянием М2, то можно считать, что автомат М2 воспринимает цепочку символов как последовательность реализуемых команд.

Как видно из графа состояний ребра графа – это терминальные символы, узлы - нетерминальные символы. Переход из одного состояния в другое определяется цепочкой терминальных символов и отношений между терминальными и нетерминальными символами. Таким образом, автомат реализует правила формальной грамматики и иллюстрирует возможности его как органа терминального управления.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Алексеев В.Н. и др. Многоцелевые системы ЧПУ гибкой механообрботки. – Л.: Машиностроение, 1984 – 224 с.

2.Белянкин П.Н. Идзон М.Ф., Жогин А.С. Гибкие производственные системы. – М.: Машиностроение, 1988, - 256с.

3.Дерябин А.Л. Программирование технологических процессов для станков с ЧПУ. М.: Машиностроение; 1984,224с.

4.Голдсуорт Б. Проектирование цифровых логических устройств. М.: Машиностроение, 1985 – 288с.

5. Пуш В.Э. Пигерт Р., Сосонкин В.Л. Автоматические станочные системы – М.: Машиностроение.1982 –319с.

.