Файл: А.Н. Трусов Автоматизация производственнных процессов в машиностроении.pdf

9

13. Покажите на примере использование метода свертки структуры.

3.4. Автоматизированные транспортно-складские системы (АТСС)

3.4.1.Компоновки АТСС

Общая характеристика АТСС. Функции АТСС. Варианты компоновки ГПС и АТСС: с совмещенной и раздельными транспортной и складской системами, с замкнутой и разомкнутой траекторией, с одно- и двухсторонним расположением оборудования. Системы инструментообеспечения.

3.4.2.Технические средства АТСС

Классификация технических средств АТСС. Средства складирования: склады, штабелеры, перегрузочные устройства, пристаночные накопители.

Склады. Типы и области их применения. Зоны склада. Грузопотоки. Рекомендации по проектированию.

Транспортные средства. Классификация. Характеристика средств наземного и подвесного транспорта.

Литература: [1, с. 68-82; 11; 12, с. 326-341; 15; 18; 19].

Методические указания

АТСС является важнейшей подсистемой ГПС, во многом определяющей планировку последней. Основные факторы, определяющие отличие транспортно-складских систем в АЛ и ГПС: принцип передачи объектов (для АЛ - ″станок - станок″, для ГПС - ″станок – склад - станок″); в ГПС из-за использования принципа концентрации переходов меньшие грузопотоки; в ГПС часто отсутствует прямоточность и требуется большая гибкость изменения грузопотоков. Следует рассмотреть основные компоновки АТСС ГПС: с совмещенной транспортной и накопительной подсистемами, с раздельными транспортными и накопительными подсистемами, комбинированные. Обратите внимание на достоинства и недостатки этих схем, области их использования.

10

Рассмотрение технических средств следует начать с изучения их классификации и использования принципа модульности.

При изучении технических средств складирования рассматриваются типовые конструкции стеллажных складов (с блочными или клеточными стеллажами, с мостовыми, стеллажными или напольными кранами-штабелерами) и конвейерных складов (элеваторные, проходные гравитационные, подвесные). Также здесь рассматриваются дополнительные средства: штабелеры, перегрузочные средства, пристаночные накопители заготовок.

Изучение транспортных средств ГПС также следует начать с рассмотрения их классификации. Затем рассмотреть конструкции, технические характеристики и особенности эксплуатации 1-2 типовых средств: рельсовых тележек, безрельсовых тележек (робокаров), подвесных транспортных роботов.

Контрольные вопросы

1.Перечислите основные функции АТСС ГПС.

2.Приведите примеры типовых компоновок ГПС и сравните их по возможной области использования.

3.По каким основным параметрам унифицируются технические средства АТСС?

4.Назовите основные зоны склада.

5.Приведите основные схемы пристаночных накопителей и сравните их.

6.По каким признакам осуществляется классификация транспортных средств АТСС?

7.Поясните принципы маршрутослежения: механический, индуктивный, оптоэлектронный.

3.5.Автоматизация контроля

3.5.1.Автоматические средства контроля

Классификация автоматических средств контроля. Их состав и функции. Пассивный и активный контроль. Виды активного контроля: до обработки, во время обработки, после обработки. Конструкции типовых средств контроля. Основные типы и принципы действия пре-

11

образователей первичной информации: индуктивные, емкостные, механические, фотоэлектрические, пневматические и пр.

3.5.2.Обеспечение заданной точности обработки в ГПС

Система автоматического управления точностью обработки (САУТО). Принцип работы САУТО для токарной и фрезерной обработки. Состав САУТО. Виды обеспечения САУТО: информационное, математическое, техническое.

Функции САУТО: измерение, преобразования информации в корректирующее воздействие. Алгоритм автоматической подналадки пропорциональным импульсом.

Литература: [1, с. 83-98].

Методические указания

Использование средств активного контроля позволяет автоматизировать процесс управления обработкой, но степень влияния в значительной степени определяется местом проведения активного контроля по отношению к процессу обработки. При изучении основных типов преобразователей первичной информации следует рассматривать их принцип действия, конструктивное исполнение, достоинства и недостатки.

При изучении САУТО следует обратить внимание на необходимость автоматизации процесса корректировки обработки в условиях ″безлюдной″ технологии. Работу САУТО можно рассмотреть на примере токарной или фрезерно-сверлильной обработки на станках с ЧПУ. Основное внимание в этом разделе следует уделить типовым схемам контроля размеров и реализации функции расчета корректирующего воздействия по результатам измерения. Необходимо разобраться с использованием математических моделей образования погрешностей и собственно САУТО в алгоритме автоматической подналадки пропорциональным импульсом.

Контрольные вопросы

1. Принципиальное отличие устройств активного и пассивного контроля.

12

2.Какие сигналы формируются в устройствах активного контроля до обработки, во время обработки, после обработки?

3.Приведите примеры прямого и косвенного контроля.

4.Поясните принцип действия, достоинства и недостатки емкостных датчиков, индуктивных датчиков, пневматических датчиков.

5.Поясните работу САУТО на примере токарной обработки.

6.Что входит в математическое и техническое обеспечение САУ-

ТО?

7.Сравните возможности схем измерения на станке в процессе резания, на станке вне резания, вне станка.

8.Как используется модель погрешностей обработки в САУТО?

9.Как определяется величина корректирующего воздействия в САУТО?

3.6.Практические занятия, их наименование и объем в часах

1.Оценка степени подготовленности изделия к автоматизирован-

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

4.1. Цель работы

Для заданного варианта задания (прил. 1, табл. П1, рис. П1) необходимо рассчитать все виды производительности и построить баланс производительности. Заготовка – штучная, обработке подлежат только торцовая и цилиндрическая (поверхность d) поверхности.

4.2. Порядок выполнения контрольной работы

Подробнее теоретическая и практическая части работы рассмотрены в [17]. Для расчета фактической производительности станков с ЧПУ, обрабатывающих центров, гибких производственных модулей рекомендуется пользоваться следующей формулой [1]:

13

где tx – длительность рабочих ходов, мин; tx1- среднее время загрузкиразгрузки станка; tx2 - среднее время замены координаты; tx3 - среднее время смены инструмента; A - среднее число режущих инструментов, необходимых для обработки одной детали; ηзагр - коэффициент загрузки, определяющий долю планового фонда времени, когда оборудование обеспечено всем необходимым; γ- коэффициент выхода годной продукции, численно равной доле годной продукции, принятой ОТК; Σtс - собственные внецикловые потери: по оборудованию, инструменту (аварийная замена и регулирование) и техническому обслуживанию, мин/шт; Σtпер - среднее время переналадки оборудования, мин/шт.

Составляющие формулы (1) определяют следующим образом. 4.2.1. По типовым схемам (прил. 1) обработки детали установить

вид обработки и число рабочих ходов по каждой элементарной поверхности. Далее определить глубину резания (t), выбрать величину подачи (S) в мм/об и рассчитать скорости резания (v). Рассчитать частоту вращения шпинделя (n) и определить значение минутной подачи (в мм/мин). При расчете времени холостых ходов tx2 принять скорость быстрых перемещений в продольном направлении равной 7500 мм/мин, а в поперечном направлении – 5000 мм/мин. Размер М (расстояние от вершины инструмента до поверхности детали по координате X) рекомендуется принимать не менее 50 мм, а размер N (расстояние от вершины инструмента до поверхности детали по координате Z) - 10 мм (прил. 1, рис. П2, П3). Заполнить расчетные таблицы (табл. П2, П3) и суммированием определить значения времени рабочих ходов tp и холостых ходов на замену координаты - tx2 .

4.2.2. Определение времени на загрузкуразгрузку токарного станка tx1 производить путем составления циклограммы работы комплекса. Циклограмму работы составить на основе табл. П7 прил. 2. Необходимые данные о времени срабатывания механизмов приведены в табл. П4, П5. Скорость перемещения схвата робота определить по табл. П6. Время перемещения детали по каждой из осей следует определять в отдельности.

При разработке циклограммы необходимо записать все элементы движений робота, из которых складывается рабочее движение. Оси ко-

14

ординат робота и данные о пределах его перемещений приведены в прил. 2 рис. П4.

4.2.3. Определение времени на смену инструмента в рабочей позиции tx3 производить по [16, с. 605]. Число используемых режущих инструментов – 2.

4.2.4. Собственные внецикловые потери Σtc складываются из простоев станка и системы ЧПУ [16, с. 629]:

-Σtc станка = (0,05 ... 0,07) (0,4 ... 0,5) = 0,025, т. е. 2,5% от вре-

мени бесперебойной работы станка или 2,5 часа на 100 часов работы,

-Σtc ЧПУ = (5... 7) часов на 100 часов работы, т. е. Σtc =6 + 2,5 =8,5 часов на 100 часов работы.

Тогда на одну деталь:

=8,5 T

∑tc 60 100 , мин.

4.2.5. Коэффициент загрузки ηзагр принять по рекомендациям [16, с. 630]. Коэффициент выхода годной продукции принять из диапазона

0,94 < γ ≤ 1,0.

4.2.6. Потери на переналадку Σtпер определять по формуле

∑tпер=TпZ−з

где Z - размер партии запуска, например, 100 штук; Тп-з – подготовительно-заключительное время, мин. Подготовительнозаключительное время имеет следующую структуру [16, с. 604]:

Тп-з = Тп-з1 + Тп-з2 + Тп-з3 ,

где Тп-з1 - постоянная составляющая, определять по рекомендациям [16, табл. 13]; Тп-з2 - затраты времени на дополнительные работы [16, с. 610]; Тп-з3 - время на обработку пробной детали [16, с. 611].

4.2.7.Подставляя в формулу (1) последовательно рассчитанные составляющие, рассчитать все виды производительности (технологическую, цикловую, собственную и т.д.) и построить графически в выбранном масштабе баланс производительности. Сделать выводы о влиянии потерь на производительность комплекса.

4.2.8.Оформить контрольную работу. Содержание контрольной ра-

боты:

•операционный эскиз детали-представителя;