Контрольные автоматы.(контрольно-измерительные машины) 9 страница
Унификация агрегатов осуществляется на основе следующих основных принципов:
1. Однообразие конструкций , создание развернутой по двум направлениям системы модулей. По вертикали – уровень сложности, по горизонтали – количество типоразмеров данного уровня.
2. Обеспечение максимально возможной конструктивной независимости модулей от вида используемой энергии ( электро- пневмо –гидропривод) и от способа управления (цикловой, позиционный, контурный).
3. Модуль должен быть максимально функционально и конструктивно законченным механизмом.
4. Наличие системы базовых модулей и ограниченного числа их типоразмеров.
Типовой состав модульной функциональной системы в общем виде представлен в таблице:
|
9.2. Описание модели модульной АТС.
Несмотря на большое многообразие технологических систем, отличающихся фыполняемыми функциями, компановками, их обьединяет одно общее свойство: любой технологический модуль можно рассматривать как систему, состоящую из множества упорядоченных и метрически связанных конструктивных элементов, находящихся в определенных функциональных взаимодействиях. В общем виде любая АТС может быть представлена в виде:
С=<E,X> , (9/1)
где : 
- множество конструктивных элементов системы; 
- множество бинарных функциональных отношений на множестве Е.
|
|
|
Для синтеза, анализа технологических и структурных возможностей модулей, их характеристик и возможных связей между ними используют положения теории графов и теории множеств.
Пусть все имеющиеся модули образуют некоторое множество U, которое можно разбить на ряд подмножеств с элементами, обьединенными по конструктивным или функциональным признакам, А={а1,а2,…,а k } , Б={б1,б2,…,б m } ,…, Г={г1,г2,…,г n }.
Подмножества А,Б,…,Г принадлемат множеству U ( A 
U , Б 
, а элементы подмножеств (а1,а2,…,а k ;б1,б2,…,б m ;г1,г2,…,г n ) обозначаютмодули. Наименования и характеристики модулей удобно записывать в виде матриц. Каждая строка матрицы М – это определенное подмножество множества U , а столбцы – порядковые номера элементов в подмножестве, т.е. каждый элемент множества U имеет свое место М( i , j ) в матрице М .
| а1 | а2 | … | ак |
| б1 | б2 | … | бm |
| … | … | … | … |
| г1 | г2 | … | гn |
М=
| Станок 1 | Станок 2 | … | Станок k |
| ПР 1 | ПР 2 | … | ПР m |
| . . . | . . . | . . . | . . . |
| ТС 1 | ТС 2 | … | ТС n |
М1=
| 150 | 200 | … | 300 |
| 3 | 4 | … | 7 |
| … | … | … | … |
| 10 | 20 | … | 40 |
М2=
М – матрица номенклатуры модулей
|
|
|
М1 – кодовые названия модулей (ТС-тактовый стол)
М2 – характеристики модулей (высота центров, число стпеней подвижностей, обьем деталей ,… .).
Или:
М3=
| а1 | а2 | … | ak | 
| 
| … | бm | … | 
| 
| … | 
|
| 
| … | 
| 
| … | 
| … | 
| … | 
| ||
| . . . | . . . | … | . . . | . . . | … | . . . | … | … | … | . . . | ||
| 
| … | 
| 
| … | 
| … | 
| … | 
|
Такой способ записи наиболее удобен, если в дальнейшем для анализа АТС использовать теорию графов.
Элементы двух множеств могут вступать между собой в бинарные отношения, которые устанавливают соответствие элементов одного множества элементам другого. Если два модуля могут быть механически собраны, образуя при этом новый узел, то это можно записать как произведение а i x б j , где : ai и б j – элементы подмножеств А и Б , а х –бинарное отношение, устанавливающее соответствие ( в данном случае – возможность сборки). Элемент ai – первая координата, б j – вторая координата упорядоченной пары. С
помощью графа указанные отношения оформляются в виде :
Рис.9.2. Граф отношений.
В матричной форме граф отношений А к Б :
Если имеет место соотношение а i x б j и б j xai , то вершины связываются двумя противоположными дугами.
|
|
|
При сборке двух модулей получается качественно новая конструктивная единица.
Соединение двух модулей может быть подвижным или неподвижным. В первом случае образуется кинематическая пара (вращательная или поступательная).
Для того , чтобы обеспечить необходимые перемещения рабочих органов МС или элементов конструкции руки ПР, при подборе модулей необходимо знать не только степени подвижности самих узлов, но и какие дополнительные координатные перемещения дает их сборка.
Упрощенный пример: основание и модуль горизонтального перемещения руки ПР в отдельности имеют степень подвижности равную 0.
При их сборке получаем качественно новый узел со степенью подвижности 1 , т.е. имеет место перемещение руки ПР вдоль одной из осей координат. Приписывая дугам графа некоторые качественные признаки, называемые весами (например- оси координатных перемещений), получим взвешенный граф. Тогда матрицу отношений М4 можно переписать таким образом, что если есть соединение а i и б j без образования кинематической связи, то М5( i , j )=1. Если образуется подвижное соединение модулей, то вместо единицы ставится обозначение осей координат , по которым осуществляется перемещение:
|
|
|
Если имеет место не два комплекта модулей а три и более, т.е. множество U состоит из подмножеств А,Б , Г ( и более ),то граф Х3 определяет с помощью произведения матриц Х2 и Х1 матрицу композиции по правилу умножения прямоугольных матриц. Комплект модулей можно интерпретировать как граф, в котором модули представлены вершинами, а возможность по парной сборки – дугами.
Если некоторый модуль – Ui может быть соединен непосредственно или через какие-то другие модули с модулем Uj , то говорят, что вершина Uj достижима из вершины Ui, т.е. возможна компановка с начальным модулем Ui и конечным Uj , обеспечивающая необходимые свойства (перемещения для ПР).
Анализ возможных компановок может быть реализован с помощью матрицы достижимости R .
Элементы теории графов и множеств могут быть с успехом использованы при анализе состава, структуры комплекта модулей и их выходных характеристик.
10. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ.
10.1Общие сведения.
Гибкие автоматизированные производства (ГАП) возникли в конце 60-х годов. Использование ГАП в Японии и Западной Европе даже в автоматизированном режиме и при недостаточном еще опыте работы привело к увеличению отдачи станков на 80-100%, к сокращению продолжительности их обслуживания на 60-70%.
Использование ГАП позволило решить следующие задачи:
- увеличение производительности труда в процессе изготовления единичной и мелкосерийной продукции;
- быстрое реагирование на изменение требований заказчика;
- существенное повышение качества продукции за счет устранения ошибок при ручном труде;
- сокращение времени производственного цикла в несколько раз;
повышения эффективности управления за счет исключения человека из производственного процесса;
- уменьшение капитальых вложений, площадей, численности персонала;
- снижение обьема незавершенного производства;
- улучшение условий труда.
Несмотря на то, что гибкое производство является многокомпонентным понятием, выделяют четыре наиболее значимые группы ГАП, эффективность которых обеспечивается:
- гибкость по отношению к номенклатуре выпускаемых изделий : существует возможность переходить от производства одного вида продукции к другому в очень широком диапазоне типоразмеров;
- гибкость по отношению к обьему производства : существуют простые способы эффективно и экономически выгодно работать при любых обьемах производства;
- гибкость по отношению к капиталовложениям в оборудование : существует возможность быстро и эффективно использовать дополнительные капиталовложения на подключение нового технологического оборудования при модульной организации производственной системы;
- гибкость по отношению к маршруту обработки: существует возможность безущербного изменения маршрута обработки, например при выходе из строя какого-либо технологического модуля.
10.2.Структура ГАП.
В основе ГАП лежит обрабатывающий модуль, схема которого представлена на рис.10.1.
В общем случае функционирование ГАП можно представить как организованное взаимодействие технологического оборудования с информационными и материальными потоками:
Система состоит из цифровой ЭВМ, подсистем управления транспортными потоками деталей и заготовок, а также ряд обрабатывающих модулей.
10.3. Унификация технологических процессов в ГАП.
В основе организации обработки различных деталей в ГАП лежит принцип унификации технологических процессов.
Известно, что производить экономически выгодную комплексную обработку деталей совершенно различных по форме практически невозможно. Для обеспечения эффективности обработки разрабатывают унифицированные технологические процессы. Разработка включает в себя также ряд обязательных мероприятий:
- анализ производственных процессов с целью группирования на основе идентификации обрабатываемых поверхностей, базовых поверхностей и ряда некоторых факторов;
- разработка оптимальных маршрутов обработки внутри ГАП, обеспечивающих максимальную эффективность;
- унификация маршрутов обработки и операций.
Унифицированный технологический процесс разрабатывается для детали-представителя каждой группы деталей ( так называемая комплексная деталь), обладающей свойствами всех деталей группы.
Группирование деталей осуществляется на основе их классификации. Вариантом или элементом классификации может служить следующая система:
Имеем две различных по форме детали
С помощью графов эти детали могут быть представлены в виде:
 |
|
Каждый из графов можно представить в виде матриц смежности S :
Матрицы смежности строятся , чтобы 1я строка и столбец соответствовали торцу (Т); 2я – цилиндру (Ц); 3я- резьбе (Р); 4я – конусу (К). Матрицы типа S а и S б составляют базу данных по возможным обьектам производства. Задаются определенные граничные условия для матриц, определяя тем самым группу деталей для обработки и комплексную деталь с соответствующим технологическим процессом обработки.
10.4.Системное окружение ГАП.
Моделирование и создание ГАП является сложным и многоэтапным процессом. По-этому для его реализации он сопровождается созданием соответствующего математического обеспечения и выполнением дополнительных мероприятий, реализуемых как правило в автоматизированном режиме и составляющих системное окружение ГАП:
АСНИ – автоматическая система научных исследований;
САПР – система автоматического проектирования;
АСТПП – автоматическая система технологической подготовки производства;
АСКИО – автоматическая система конструкторских и опытных работ;
АСУ – автоматическая система управления;
БД – база данных.
Основой при моделировании и проектировании ГАП в автоматизированном режиме являются БД и АСУ.
11.ОСОБЕННОСТИ АВТОМАТИЗАЦИИ СБОРОЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ.
11.1. Общие сведения об автоматической сборке.
В машиностроении трудоемкость сборочных работ составляет 25…30% от всей трудоемкости изготовления изделий. Автоматизация сборочных работ наибольшее применение имеет в массовом производстве и крайне незначительное в единичном производстве. Это связано с тем, что собираемые детали имеют низкую технологичность и для их автоматического сопряжения и соединения необходимо использовать специальное сборочное оборудование, которое в единичном производстве нерентабельно.
При проектировании компоновок сборочных автоматов и автоматических линий из типовых унифицированных узлов для получения требуемой точности и надежности их работы применяют теорию размерных целей.
В массовом производстве при организации автоматической сборки предусматривают:
- разделение всего технологического процесса сборки на ряд последовательно расположенных во времени и пространстве различных сборочных операций;
- применение специальных транспортных устройств для перемещения собираемых изделий между позициями сборочного оборудования и обеспечения заданного такта сборки;
- применение специальных устройств для системы питания деталями сборочного оборудования;
- использование специального и унифицированного инструмента и приспособлений.
При автоматической сборке применяют два метода: метод полной взаимозаменяемости и метод селективной сборки. Первый метод позволяет собирать изделие без предварительной сортировки и подбора. При селективной сборке собираемые изделия сортируют по группам в пределах заданного допуска на несколько размерных групп. Этот метод обеспечивает большую точность сопряжения собираемых изделий.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 130; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!