Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы организационно-технологического управления роботизированными комплексами. Учебное пособие
.pdf
211
Подсистема контроля ГПС. Особое место в ГПС любого из
рассмотренных уровней занимают подсистемы автоматического
контроля (САК). Здесь решаются задачи: получения и передачи
информации о свойствах, техническом состоянии и
пространственном расположении контролируемых объектов, а
также о состоянии технологической среды; сравнения
фактических параметров с заданными; передачи информации о
рассагласованиях для принятия на различных уровнях
управления ГПС; получения и представления информации об
исполнении функций; автоматической перестройки средств
контроля, в пределах заданной номенклатуры контролируемых
объектов; полноты и достоверности контроля.
Автоматизированная подсистема инструментального
обеспечения (АСИО) — система взаимосвязанных элементов,
включающая участки подготовки инструмента, его
транспортирования, накопления, устройства смены и контроля
качества инструмента, обеспечивающие подготовку, хранение,
автоматическую установку и замену инструмента. Состав и
структура ГПС зависит от его специализации, технологических
задач, типов изделий, серийности их изготовления, частоты
смены продукции и др. Для достижения безлюдного
производственного процесса при создании ГПС должны быть
решены следующие задачи:
- накопление заготовок, полуфабрикатов, материалов,
приспособлений, инструментов и транспортирование их к ГПМ;
- обеспечение загрузки и разгрузки ГПМ;
- автоматическое управление всеми видами ГПМ;
- хранение, редактирование и трансляция программ
управления ГПМ;
- диагностика работы всех технических средств с
индикацией неисправностей и ошибок;
- диагностика качества обработки на ТМ с введением
коррекции в программу управления и на САК с выводом
информации в ЭВМ, и, в случае необходимости, на печать;
212
- диагностика состояния инструмента с введением
коррекции в программу управления ГПМ и обеспечением
автоматической смены инструмента;
- доставки вспомогательных материалов, в частности,
смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ);
- удаление отходов производства;
- планирование, учет и регулировка хода производства,
обеспечивающие наилучший режим работы ГПС.
В состав ГПС входят ГАЛ, ГАУ и ГАЦ, которые в свою
очередь, состоят из ГПМ, оборудованных устройствами,
обеспечивающими:
- автоматическую загрузку и разгрузку деталей и
инструмента;
- контроль точности базирования деталей на ГПМ;
- подачу в зону обработки СОЖ и др.;
- диагностику работы ГПМ;
- диагностику качества обработки изделий и состояния
инструмента;
- удаление отходов (стружки, СОЖ и др.) из зоны
производства продукции.
Автоматизированная система управления ГПС на базе
устройства программного управления всех технических средств
и комплексов программного обеспечения реализует управление
ГПМ, АТСС, САК с использованием АСУТП и задачи
организационно-технологического управления (АСУОТ).
К задачам АСУОТ относятся:
- расчет предварительного (ПССЗ) « окончательного»
(ОССЗ) сменно-суточного задания по рабочим местам на
основании введенных в АСУТП из ЭВМ высшего уровня
месячных планов-графиков;
- корректировка сменно-суточных заданий в течение
смены;
- введение информационной модели АТСС;
213
- определение готовности к запуску в обработку
конкретных деталей операций, в том числе заготовками,
полуфабрикатами, материалами, комплектующими деталями,
приспособлениями, инструментами, программными
средствами и др.
Для обеспечения функционирования ГПС необходимо:
- скомплектовать, подготовить и загрузить в АТСС
заготовки, комплектующие, полуфабрикаты, материалы и другие
ингредиенты производства;
- подготовить, настроить и ввести в АТСС и ГПМ
приспособления и инструменты;
- подготовить и ввести в библиотеку программ АСУТП,
АСТПП и АСУП, все необходимые программы управления.
Кроме последних, целесообразнее загрузить информацию:
- по гибкой производственной системы (ГПС);
- автоматизированной системы испытаний (АСИ);
- системы материально-технического обеспечения (СМТО);
- автоматизированной системы управления (АСУ) ИПС.
При этом подсистемы АСУ, АСНИ, САПР и АСТПП,
являясь внешними по отношению к ГПС, реализуют
информационное обеспечение на входе ГПС с использованием
соответствующих баз данных (БД).
Так, АСУ обеспечивает планирование загрузки ГПС:
- по номенклатуре и качеству изделий, (предназначенных
к выпуску в определенные периоды времени);
- подготовки производства для ГПС;
- АСНИ и САПР - автоматизированное проектирование
МЭА с выпуском технической и программной (ПД)
документации;
- АСТПП - автоматизированные разработки
технологической документации, проектирование средств
технологического оснащения и выпуск конструкторской
документации на оснастку;
- загрузку управляющих носителей для ГПМ, ГПС;
- АСИ - автоматизированное испытание изделий.
214
ИПС позволяют обеспечить полностью
автоматизированный процесс проектирования и производства
изделий МЭА и возложить на человека функции контроля.
Авторы в работе познакомили обучающихся с одним из
перспективных направлений использования ПР в РТК,
составляющий основу ГПС, обладающих высоким уровнем
производственной гибкости, необходимой для успешного
функционирования многономенклатурной пищевой и
малотоннажной химической промышленности.
Для нормальной работы ПР первого поколения
(программных) и частично второго (адаптивных) в большинстве
своем необходимо ориентированная подача изделия в
определенную точку его рабочей зоны. С этой целью
используются разнообразные загрузочно-ориентирующие
устройства.
В подавляющем большинстве загрузочно-ориентирующие
устройства – специальные или узкоспециализированные
предназначенные для манипулирования конкретными деталями
(изделиями), обладающими явно выраженными ключами
ориентации (например, скосами, впадинными, отверстиями
и т. п.). Поэтому использование их в ГПС вызывает значительные
сложности.
215
Глава 6. Перспективные пневматические
устройства для роботизированных технологических
комплексов пищевой и химической промышленности
В много ассортиментных малотоннажной химической
промышленности (фармацевтической, парфюмернокосметической и других) и пищевой возникают значительные
сложности в манипулировании полуфабрикатами и готовой
продукцией. Зачастую это связано со спецификой предмета
производства, к которой можно отнести:
- свойства материала (например, заниженные физико-
механические характеристики: хрупкость, ломкость и т.п.);
- особенности опорных поверхностей: высокая чистота
обработки, сверхчистые, зеркальные, свеженанесенные покрытия
(клеевые, промежуточные, из дорогостоящих материалов,
специальные и др.);
- завышенные санитарно-гигиенические нормы на детали и
готовые изделия.
Все вышеперечисленное приводит к нецелесообразности
использования традиционных средств манипулирования
специфической продукции (например, вибробункеров), где
реализуется жесткий фрикционный контакт между парой вида
«деталь – рабочая поверхность устройства», приводящий к
деформации и разрушению предмета производства.
Одним из перспективных решений поставленной задачи
является разработка устройств (оборудования), использующих в
своей работе тонкую газовую прослойку между манипулируемой
деталью и рабочей поверхностью оборудования в качестве как
несущего, так и распознающего элемента.
На рис. 43 схематично представлена данная система,
которая является основой для всех разработанный устройств.
216
Рис. 43. Принципиальная схема работы пневматических
устройств с газовой несущей прослойкой: 1 - рабочая поверхность;
2 – пневмокамера; 3 - газоподводящие отверстия (перфорация);
4 - позиция для базирования изделий; 5,6 - изделия
На рис. 43 рабочая поверхность 1, находящаяся в
постоянном движении (в частности, вращающаяся вокруг своей
вертикальной оси), полностью перфорированная
воздухоподводящими отверстиями 3 и жестко установлена на
217
пневмокамере 2. Несущая поверхность 1 может быть различной
конфигурации в зависимости от функции, выполняемой данным
устройством. Например, в виде вогнутого диска, усеченного
прямого кр угового конуса или цилиндра, установленного
горизонтально, а также их различных комбинаций. Распознавание
изделия осуществляется следующим образом: в пневмокамеру
подается сжатый газ. Расход последнего выбирается таким
образом, чтобы только под развитой опорной поверхностью
изделия 5 создалась воздушная прослойка достаточная для
всплытия объекта распознавания. Воздушная прослойка
образуется под изделием в результате истечения газа из
перфорации 3 рабочей поверхности 1. Процесс всплытия
характеризуется отсутствием механического контакта между
изделием 5 и рабочей поверхностью 1 устройства. На всплывшее
изделие движение рабочей поверхности 1 не передается и 5
перемещается, например, под действием скатывающей
составляющей силы тяжести, в центр на позицию 4 вогнутого
диска, где забирается ПР. При подаче изделия 6 на рабочую
поверхность 1 менее развитой своей опорной поверхностью
(расход сжатого газа остается неизменным) под объектом также
образуется воздушная прослойка, но недостаточная для процесса
всплытия. Между парой «изделие – рабочая поверхность»
возникает частичный механический контакт. Вследствие этого
объект начинает совместное перемещени е с рабочей
поверхностью 1 устройства и движение, например, к периферии
диска за счет действия центробежной силы. Таким образом,
изделия 5, поданные на несущую поверхность своей развитой
опорной поверхностью, будут собираться в его центре, а
поданные менее развитой 6 – на периферии.
Заметим, что ключом распознавания объекта в данном
случае является площадь опорной поверхности изделия, а,
следовательно, для конкретного объекта, обладающего
неизменной массой – удельная нагрузка. Как вытекает из
определения удельной нагрузки ключом распознавания объекта
наряду с площадью опорной поверхности изделия может быть и
218
масса изделия. В данном случае процесс распознавания
происходит следующим образом: расход воздуха, подаваемый в
пневмокамеру 2 (рис. 43) выбирается из условия образования
воздушной прослойки, достаточной для всплытия изделия,
заданной массы. Отметим, изделия заданной группы, для
которых без переналадки устройство осуществляется процесс
распознавания по массе должны иметь одинаковую площадь
развитой опорной поверхности. Только при этом условии
возможен процесс распознавания. Если на несущую поверхность
устройства подается изделие с массой равной или меньше
некоторого значения, при котором происходит процесс всплытия
– данный процесс реализуется и изделие движется в центр
конуса. При подаче предмета, обладающего большей массы,
происходит продавливание воздушной прослойки. Вследствие
чего объект касается конуса 1, начинает вращаться совместно с
ним и, как в предыдущем случае, осуществляет перемещение к
периферии, за счет действия центробежной силы.
Из всего выше сказанного следует, что в основу работы
разработанных устройств положен принцип распознавания
изделия по обобщенному критерию – удельная нагрузка. При
этом ключом распознавания могут быть как площадь опорной
поверхности изделия, так и его масса. Необходимо отметить, что
процесс распознавания изделия будет осуществляться по
логическим признакам, принимающим два значения истинности
(«да-нет», «больше-меньше» и т.д.), у которых важна не величина
признака распознаваемого объекта, а лишь факт попадания или
непопадания ее в заданный интервал. Другими словами, если
величина удельной нагрузки объекта распознавания попадает в
выбранный интервал (логическое «да»), для которого
подбирается сжатый газ с целью осуществления процесса
всплытия – штучный продукт перемещается во взвешенном
состоянии на воздушной прослойке, например, в центр рабочей
поверхности. Если значение удельной нагрузки, например,
219
больше (логическое «нет») – всплытие не происходит, и как было
отмечено ранее, изделие движется к периферии.
Применение логических признаков для распознавания
предмета производства в совокупности с критерием – удельная
нагрузка, не зависящих от детерминированных признаков
объекта, позволяет применить предлагаемый принцип для всех
изделий выделенной группы и им подобным. Поэтому,
разработанный принцип является достаточно универсальным.
Кроме того, процесс переналадки при переходе с
манипулирования одних типоразмеров изделий на другие, в
конечном счете, сводится к подбору расхода воздуха,
подаваемого под рабочую поверхность и например, угловой
скорости ее вращения. Автоматизация данных процессов не
представляет большой сложности, осуществляется
традиционными средствами АСУ и может выполняться в
автоматическом режиме. Причем тонкая воздушная прослойка
между изделием и рабочей поверхностью устройства является не
только несущим элементом, но и распознающим,
обеспечивающим газовую смазку объекта манипулирования.
Кроме того, сжатый газ с определенными физическими
параметрами обеспечивает реализацию на предлагаемых
устройствах разнообразных термических операций.
Использование предложенного принципа позволило
создать гамму автоматических устройств, обеспечивающих
загрузку, базирование, ориентирование, сортировку,
разнообразные контрольные и сборочные операции для штучных
изделий, а также дозирование сыпучих и маловязких материалов
в жесткую тару. На рис. 44 представлена классификация
автоматических устройств, использующих в работе эффекты
тонкой газовой несущей прослойки.
Данные автоматические устройства по виду несущей
поверхности можно классифицировать на 6 групп: дисковые,
цилиндрические (барабанные), конусные, лотковые, ленточные и
220
комбинированные. Соответственно, первые имеют несущую
поверхность в виде вогнутого диска (рис. 45, а), вторые –
горизонтально расположенного полого цилиндра (рис. 45, б),
третьи – горизонтально расположенного усеченного кругового
конуса, поделенного на секции (рис. 45, в), четвертого –
горизонтально расположенного лотка (рис. 45, г), предпоследний
– плоского ленточного полотна (рис. 45, д) и комбинации
цилиндра с конусом и диском (рис. 45, е, ж).
По характеру выполняемых операций разработанные
устройства можно разделить на две группы: реализующие
основные химико-технологические операции и вспомогательные.
Пневмоинерционные устройства в автоматическом режиме
работы с дополнительными устройствами (например, роботами,
автооператорами, манипуляторами, сборочными головками и
т.п.) механизмами, приспособлениями организуют выполнение
следующих химико-технологических процессов (операций):
основные – сборка, дозирование, нанесение покрытий,
термическая обработка, массообменные процессы;
вспомогательные – ориентирование (пассивное и активное),
контроль разнообразных параметров, загрузка (разгрузка)
штучного предмета производства в основное технологическое
оборудование, базирование и позиционирование изделий
(деталей, узлов, полуфабрикатов и т.п.) под захват ПР или
выполнение химико-технологических операций, выбраковка
предмета производства, а также сортировка изделий одного
размерного ряда на несколько потоков.
По типу комбинированного взаимодействия на
распознаваемый предмет разработанные устройства
подразделяются на три группы: пневмоцентробежное
воздействие (дисковое), пневмомеханическое воздействие
(барабанные, конусные, ленточные и комбинированные) и
пневмоструйные (лотковые).
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]