Икемді өндірістік жүйедегі технологиялық операцияларды автоматизациялау
Работа гибкой производственной системы основана на использовании CAD/CAM технологий (конструкторской и технологической подготовки производства) и соответствующих автоматизированных систем управления:
1) Автоматизация получения знаний о конструкторской подготовке производства. Это направление получило название АСУ – САПР.
2) Автоматизация технологических процессов. Это направление получило название АСУ – ТП.
Автоматизированные системы конструкторской и технологической подготовки производства предусматривают активное участие человекаоператора в управлении производством.
Гибкость производственной системы заключается в оперативной подготовке новой технологической программы и ее функционировании при изменении условий производства. Описание такой программы включает в себя: параметры заготовки, инструмента, вспомогательных приспособлений и т.д.
Применение ГПС позволяет автоматизировать следующие операции:
1) планирования;
2) конструкторско-технологической подготовки производства;
3) обработки информации и управления;
4) диспетчеризации;
5) операций загрузки и выгрузки;
6) транспортно-накопительные;
7) контроля качества изделий.
Таким образом, совершенствование ГПС производится в следующих направлениях:
- подготовки производства;
- переналадки оборудования;
- загрузки-выгрузки;
- в организации циклов обработки;
- в совершенствовании методов контроля, диагностики и измерений.
В состав ГПС входит оборудование с ЧПУ, робототехнологические комплексы (РТК), автоматизированная транспортно-накопительная система, автоматизированная система обработки информации, информационноизмерительная система, и т. д.
Икемді өндірістік жүйені басқару
ГПС, которая состоит из ряда гибких производственных модулей (ГПМ) различных подразделений и служб предприятия, объединяет автоматизированная транспортно-накопительная система и управляется автоматизированной системой управления предприятия (рис.5).
АСУП – автоматизированная система управления производством – система, посредством которой осуществляется взаимосвязь конструкторско-технологической подготовки производства с основным и вспомогательным технологическим оборудованием; осуществляется контроль за качеством выпускаемых изделий, состоянием, оборудования, инструмента и средств контроля.
СМИ – система маркетинговых исследований.
АСР/ТЭП – автоматизированная система расчета техникоэкономических показателей.
АСИ – автоматизированный склад инструментов. Склад должен быть сформирован таким образом, чтобы обеспечить выполнение производственной программы с учетом функциональных возможностей оборудования и надежности инструмента.
АСЗ – автоматизированный склад заготовок, является элементом складского хозяйства, обеспечивающим непрерывную работу основного оборудования в течение необходимого времени.
Для обеспечения гибкости технологического процесса необходимо:
- реализовать автоматическое управление всеми элементами производственной системы;
- применять системы контроля и диагностики оборудования и инструмента;
- предусмотреть непрерывный контроль качества изготавливаемой продукции.
Как уже отмечалось, основными компонентами ГПС являются: гибкий производственный модуль (ГПМ), автоматические складская и транспортная системы (АСС и АТС) и система автоматизированного управления.
Гибкий производственный модуль должен выполнять в автоматическом режиме следующие функции:
- переналадку на изготовление другого изделия;
- установку изделий, подлежащих обработке в технологическом оборудовании, и выгрузку готовых изделий;
- очистку установок от отходов производства;
- контроль правильности базирования и установки обрабатываемого изделия;
- контроль рабочих сред и средств, осуществляющих обработку, а также формирование корректирующих воздействий по результатам контроля;
- замену средств обработки и рабочих сред;
- контроль параметров, обрабатываемого изделия и формирование корректирующих воздействий по результатам контроля;
- автоматическое управление технологическим процессом на основе принятых критериев эффективности;
- связь с верхним уровнем управления с целью обмена информацией и приема управляющих воздействий;
- диагностику технического состояния и поиск неисправностей.
Применение автоматической складской системы в ГПС необходимо для хранения запаса объектов обработки, инструмента, приспособлений, материалов в связи с тем, что при многономенклатурном производстве невозможно организовать обработку различных партий деталей в едином ритме, подобно автоматическим линиям с жестким циклом. Автоматическая складская система используется в качестве организующего звена, информационная модель которого может применяться для планирования работы ГПС, так как сменно-суточное задание рассчитывается на основании информации о наличии предметов и средств обработки на складе. Она должна иметь достаточную емкость для обеспечения непрерывности многосменного технологического цикла при рациональном использовании площадей и объемов производственных помещений, обеспечить сохранность обрабатывающих устройств и готовых изделий в заданном ориентировочном положении при операциях приема, хранения и выдачи, а также учет комплектности склада и выдачу информации об этом на верхний уровень управления.
Автоматическая транспортная система, входящая в ГПС, обеспечивает получение и возврат из АСС изделий (полуфабрикатов, материалов, комплектующих изделий, инструмента, технологической оснастки и др.), перемещение их в заданном направлении с заданной скоростью, перекладку с одних транспортных средств на другие, установку на приемные устройства с заданной точностью, транспортировку изготовленных изделий на склад готовой продукции и т.д. Эта система должна удовлетворять требованиям ГПМ, сохранять ориентацию перевезенного груза, осуществлять связь с верхним уровнем управления.
В состав АТНС входят основное транспортное оборудование, основу которого составляют накопительно-ориентирующие устройства.
В зависимости от условий производства в ГПС применяются транспортные средства трех видов: напольные роботы – электроробокары, подвесные транспортные роботы и конвейерные системы.
В системах управления ГПС применяется большое количество вычислительных машин, выполняющих функции сбора, хранения, передачи, обработки и выдачи информации. Для координации работы элементов ГПС используется многоуровневая система.
К первому уровню относятся устройства управления промышленным роботом с программным управлением. Ко второму уровню относится система управления гибким производственным модулем (ГПМ).
Конкретные задачи, которые роботы решают в настоящее время на промышленных предприятиях можно разделить на три основных категории: манипуляции заготовками и изделиями; обработка с помощью различных инструментов; сборка.
8.СББ станоктарына негізделген өндірістік жүйе
СББ бөлшектерді механикалық өңдеуді енгізілген бағдарламасы бойынша орындайды
Бұлжағдайда оператор функцияларынамыналаржатады:
- Құралдар тиеу, бос жүктеп;
- Дайынөнімдітүсіру;
- Жабдықтар мен дайынөнімнің жағдайын бақылау;
- Жұмысорны мониторингы.
ЧПУ станоктар негізінде өндірістік жүйесін пайда болуы (сурет 6) бірқатар шарттарға байланысты.
1) микропроцессорлық басқару элементтерін жасау
Бүгінгі бағдарламаланатын контроллерлердің көпшілігі стандартты болып келеді және шамамен бірдей аппараттық-бағдарламалық іске асыруға ие.Мұндай ұқсастықтар айтарлықтай бақылау бағдарламаларын жасау үшін қажетті уақытты азайту және қолданбалы программалар пакетін қалыптастыру үшін алғышарттар жасайды.
2)ауыстырмалы спутниктердің пайда болуы.
Бұл айтарлықтай тиеу-түсіру операцияларын уақытын азайтуға мүмкіндік береді. Алайда бұлбақылау операцияларын автоматтандыру қажеттілігі мен өнім сәйкестендіру және үшін арнайы кодерлер енгізу қажеттілігі туындатады.
3)бірнеше станоктарды топтарға біріктіру.
Бұл әрі, компьютерлік технология (SVT) деңгейінде талаптарын арттырады, әрі негізгі үдерістің қолмен жұмысын жояды. автоматты көлік және жабдықтар тіркесімдері арқылыжинақтаушы жүйесін(ATNS) жүзеге асырады.
4) көп шпиндельді машиналарын қолдану.
Бұл үрдіс құралды ауыстыруға кететін уақытты азайтумен байланысты.
5) көп шпиндельді өңдеуді енгізу
Сонымен қатар барлық артықшылықтарына қоса, ол айтарлықтай жабдықтардың өнімділігін жақсартады.
9. Автоматты транспортты қоймалық жүйесі ТАПТА келесідей функцияларды орындауға арналған:жинақтауышта операция аралық босалқы дайындамаларды анықтау және оларды ЭВМ арқылы берілген мекен – жай бойынша көшіру, бір білдектен екігнші білдекке тасымалдау және жүктеу мен жүк түсіру аймағына тасымалдау. Бұйымды тасымалдау схемаларын келесідей ажыратады: біріктірілген, ажыратылған және аралас. Конструктивті орындалу бойынша қоймалар стеллажды,элеватрлы, магазинді және конвейерлі болып бөлінеді.Ең көп қолданыстағы стеллажды қоймалар.
3. Негізгі тарту элементі болып шынжыр болып келеді, оған тілімшелер орнатылған. тасымалданатын объект тілімшеге қойылады. Бірлік жүктерді тасымалдауға арналған.
Қолдану аясы; тау рудасын, бірлік жүктерді тасымалдауға арналған.
Мінездеме; тілімше қалыңдығы;0,3мм бастап,төсем ені;500мм бастап, төсемнің жылдамдығы 0,6м/с бастап жоғары, қондырғының қисаю бұрышы 45 градустан бастап.
Артықшылығы;кең көлемде ассортиментте жүктерді тасымалдауға мүмкінді береді, жоғары көлбеудегі жүктерді тасымалдауға болады, жоғары сенімділігі
Кемшіліктері; кіші тасымалдау жылдамдығы, құрамдас бөліктерінің қымбаттылығы,жоғары энергия шығыны.
10)Жобалау белгілеріне байланысты басқару бағдарламалары ЧПУ жүйелер мен бағдарламалау цикл және өңдеу режимдеріне бөлінеді.
Технологиялық белгібағдарламалық басқару жүйелері бойынша екі топқа бөлінеді:
Позициялықберілген салыстырмалы орналасу орны құралы мен дайындаманы қамтамасыз етеді.Бұл жағдайда екі позиция болуы мүмкін: позициялар бір-бірінен салыстырмалы түрде алыс орналасады, кесу,жону операциялары кезінде сияқты және позициялар бір-біріне салыстырмалы түрде жақын орналасып,ал құрал белгіленген контур бойымен жылжиды.(фрезерлеу және ұштау)
Үздіксіз қозғалысы берілген салыстырмалы қозғалыс құралын және дайындаманы қамтамасыз етеді(контурлы өңдеу)
Контурлы жүйе ЧПУ өнім мен құралдың күрделі үздіксіз траекториясы бойынша жұмыстың қозғалысын қамтамасыз етеді.Станоктардың технологиялық мүмкіндігі осындай жабдықталған жүйемен бағдарламаланатын кординаталар санымен анықталады.
11.Оператор пульті басқару бағдарламасын енгізуге мүмкіндік беретін, жұмыс режимдері орнату; операцияны қолмен орындау.Әдетте, оның қалған бөліктері қазіргі заманғы ЧПУ жинақы кабинетінің басқару тақтасында ішінде орналастырылады.
12.ЭВМді жиі өнеркәсіп революциясы мен техникалық прогреспен әсерін салыстырады. Оның арифметикалық және логикалық мүмкіндіктері басқару ушін қолданылуы мүмкін,бүгінгі күрделі процестерді тиімді іске асыруды қамтамасыз ете отырып.Кибернетика жалпылама және глобальды басқарма идеясын тудырды, ЭВМ осы идеяны практикаға енгізудің басты инструменті болып саналады.
Басқару жүйесіндегі ЭВМ функциялары қандай?
ЭВМнің жалпы функциялары мыналар:
Көптеген түрлі обьекттің жағдайы туралы информацияны жинақтау және өңдеу, оны басқаруғв ыңғайлы түр ретінде көрсету
Процесты түрлі шарттарда зерттеу және математикалық моделін құрастыру(синтез)
Берілген мақсатқа қарай обьектті қажетті жағдайға келтіретін басқару синалының есептеу,көптеген нұсқаларды модельдеп ең тиімді басқару жүйесін таңдауға болады
Модельді нақты жағдайына байланыстыжаңа ақпарат негізінде түзету(адаптация)
Дербес сандық бақылау (НЦУ);ЭВМ басқару контурлеріне жүгінеді немесе кезек бойынша немесе процесстің талаптарына сәйкес айқындалатын жиілігі бойынша
басқару процесінің оңтайландыру
Алгоритм және бақылау құрылғының параметрлерінің бейімделуі;
программалық үзу,жадыны қорғау
Адамның басқару жүйесі обьектпен қарым-қатынасын қамтамасыз ету
14.ЧПУ станоктары кәдімгі станоктарға қарағанда көптеген артықшылықтары бар.Олар басқару және өндіруавтоматтандыруғамүмкіндік береді.ЧПУмен жұмыс ісчтеу датчиктерсіз мүмкін болмайтын еді.ЧПУ датчиктері түрлі болып келеді,әр қайсысы түрлі функция атқарады.
Биіктік датчиктері
Датчик оның бетін ұстағанда, сенсор іске қосылады. Ол өңделетін бөлімнің шетін анықтауға арнлаған. Датчик жұмыс аспабының корпусына бекінеді.
Контактісіз фото датчик-сенсор екі бөліктентұрады , жарық сәулесі көзі және фотодетектор.Датчик екі бөліктің арасында бір нәрсе тұрып қалғанда іске қосылады.
Айналу бұрышын анықтау датчигі-Датчик екі бөліктен тұрадыжарық сәулесі көзі ,фотодетектор және тесігі бар диск. Жарық сәулесі дисктегі тесік арқылы фоторедакторға түскенде датчик іске қосылады.
Құралдың датчигі- Датчик оның бетін ұстағанда, сенсор іске қосылады.