Petuleht: automatiseeritud tootmine. Tööstusautomaatika Venemaal: probleemid, kogemused, lahendused

1. Tehnoloogiliste protsesside projekteerimise tunnused automatiseeritud tootmistingimustes

Tootmise automatiseerimise aluseks on tehnoloogilised protsessid (TP), mis peaksid tagama toodete valmistamise kõrge tootlikkuse, töökindluse, kvaliteedi ja efektiivsuse.

Tehnoloogilise töötlemise ja montaaži iseloomulik tunnus on osade ja tööriistade range orientatsioon tööprotsessis (esimene protsesside klass) üksteise suhtes. Kuumtöötlemine, kuivatamine, värvimine jne, erinevalt töötlemisest ja monteerimisest, ei nõua detaili ranget orientatsiooni (teine protsesside klass).

TP-d liigitatakse järjepidevuse järgi diskreetseks ja pidevaks.

TP AP arendamisel võrreldes käsitsi tootmistehnoloogiaga on oma eripärad:

1. Automatiseeritud tehnoloogilised protsessid hõlmavad mitte ainult erinevaid lõikamise teel töötlemise operatsioone, vaid ka survetöötlust, kuumtöötlust, montaaži, juhtimist, pakkimist, aga ka transporti, ladustamist ja muid toiminguid.

2. Paindlikkuse ja automatiseerimise nõuded tootmisprotsessid dikteerivad vajaduse tervikliku ja üksikasjaliku tehnoloogia uurimise, tootmisrajatiste põhjaliku analüüsi, marsruutimise ja töötehnoloogia väljatöötamise järele, tagades etteantud kvaliteediga toodete valmistamise protsessi usaldusväärsuse ja paindlikkuse.

3. Laia tootevalikuga on tehnoloogilised lahendused mitmemõõtmelised.

4. Suureneb erinevate tehnoloogiliste osakondade tehtavate tööde integreeritus.

Töötlemistehnoloogia konstrueerimise põhiprintsiibid APS-is

1.Täielikkuse põhimõte . Peaksite püüdma kõiki toiminguid teha ühe APS-i piires ilma pooltoodete vahepealse ülekandmiseta teistele osakondadele või abiosakondadele.

2.Madala töövõimega tehnoloogia põhimõte. Tehnoloogiliste protsesside kujundamine operatsioonide maksimaalse võimaliku konsolideerimisega, minimaalse operatsioonide ja käitiste arvuga.

3.“Madala rahvahulga” tehnoloogia põhimõte. APS-i automaatse töö tagamine kogu tootmistsükli jooksul.

4.Mittesilumise tehnoloogia põhimõte . Töökohtadel silumist mittevajavate tehnoloogiliste protsesside arendamine.

5.Aktiivjuhitava tehnoloogia põhimõte. Protsessi juhtimise korraldamine ja disainiotsuste korrigeerimine protsessi edenemise tööinfo põhjal. Reguleeritavad on nii juhtimisfaasis moodustatud tehnoloogilised parameetrid kui ka tootmise tehnoloogilise ettevalmistamise (TPP) algparameetrid.

6.Optimaalsuse põhimõte . Otsuste tegemine TPP ja TPP juhtimise igas etapis ühe optimaalsuse kriteeriumi alusel.

Lisaks käsitletutele on APS-tehnoloogiale iseloomulikud ka teised põhimõtted: arvutitehnoloogia, infoturve, integratsioon, paberivaba dokumentatsioon, grupitehnoloogia.

2. Standardne ja grupi TP

Konfiguratsioonilt ja tehnoloogiliste omadustelt sarnaste osarühmade tehnoloogiliste protsesside tüpiseerimine näeb ette nende valmistamise sama tehnoloogilise protsessi abil, mis põhineb kõige arenenumate töötlemismeetodite kasutamisel ja tagab kõrgeima tootlikkuse, tõhususe ja kvaliteedi saavutamise. Tüpiseerimise aluseks on üksikute elementaarpindade töötlemise reeglid ja nende pindade töötlemise järjekorra määramise reeglid. Tüüpilisi TP-sid kasutatakse peamiselt suuremahulises ja masstootmises.

Grupitehnoloogia põhimõte on ümberkonfigureeritava tootmise – väikese- ja keskmisemahulise tootmise – tehnoloogia aluseks. Erinevalt TP tüpiseerimisest grupitehnoloogiaga ühine omadus on töödeldud pindade ja nende kombinatsioonide ühisosa. Seetõttu on rühmatöötlusmeetodid tüüpilised laia valikuga osade töötlemiseks.

Nii tehnoloogiliste protsesside tüpiseerimine kui ka grupitehnoloogia meetod on peamised suunad tehnoloogiliste lahenduste ühtlustamisel, tootmise efektiivsuse tõstmisel.

Osade klassifikatsioon

Klassifitseerimine toimub selleks, et määrata tehnoloogiliselt homogeensete osade rühmad nende ühiseks töötlemiseks rühmatootmise tingimustes. See viiakse läbi kahes etapis: esmane klassifitseerimine, st kontrollitavate toodangu osade kodeerimine vastavalt konstruktsioonile ja tehnoloogilistele omadustele; teisene klassifikatsioon, st samade või veidi erinevate klassifikatsioonitunnustega osade rühmitamine.

Osade klassifitseerimisel tuleb arvestada järgmiste omadustega: konstruktsioon - üldmõõtmed, kaal, materjal, töötlemise tüüp ja toorik; töötlemistoimingute arv; täpsus ja muud näitajad.

Osade rühmitamine toimub järgmises järjestuses: osade komplekti valimine klassi tasemel, näiteks pöördekeha tootmise töötlemiseks; osade komplekti valimine alamklassi tasemel, näiteks võlli tüüpi osa; osade klassifitseerimine pindade kombinatsiooni järgi, näiteks võllid siledate silindriliste pindade kombinatsiooniga; rühmitamise järgi üldmõõtmed suurima suurusjaotuse tihedusega alade esiletõstmine; määramine pindaladiagrammi järgi koos suurim arv osade nimed.

Tootedisainide valmistatavus õnnetuste tingimuste jaoks

Toote disaini peetakse tehnoloogiliselt arenenuks, kui selle valmistamine ja käitamine nõuavad minimaalseid materjali-, aja- ja rahakulusid. Valmistatavuse hindamine toimub kvalitatiivsete ja kvantitatiivsete kriteeriumide alusel eraldi toorikute, töödeldud osade ja montaažisõlmede puhul.

AM-is töödeldavad osad peavad olema tehnoloogiliselt arenenud, st lihtsa kuju, mõõtmetega, koosnema standardpindadest ja maksimaalse materjalikasutusega.

Monteeritavatel osadel peab olema võimalikult palju standardseid liitepindu, koostesõlmede ja detailide kõige lihtsamad orientatsioonielemendid.

3. Automaatliinidel ja CNC-masinatel detailide valmistamise tehnoloogiliste protsesside kavandamise tunnused

Automaatliin on pidevalt töötav omavahel ühendatud seadmete ja juhtimissüsteemi kompleks, kus on vajalik toimingute ja üleminekute täielik ajaline sünkroniseerimine. Enamik tõhusad meetodid sünkroniseerimine on TP kontsentratsioon ja diferentseerumine.

Eristumine tehnoloogiline protsess, üleminekute lihtsustamine ja sünkroonimine - vajalikud tingimused töökindlus ja jõudlus. Liigne diferentseerimine toob kaasa teenindusseadmete keerukamaks muutumise, teenuste pindala ja mahu suurenemise. Toimingute ja üleminekute sobiv kontsentratsioon, ilma tootlikkust praktiliselt vähendamata, on saavutatav liitmise ja mitme tööriistaga seadistuste kasutamisega.

Töö sünkroonimiseks automaatreas (AL) määratakse piirav tööriist, piiramismasin ja piirav sektsioon, mille järgi määratakse valemi järgi tegelik AL vabastustsükkel (min).

Kus F - tegelik seadmete kasutusfond, h; N- väljalaskeprogramm, tk.

Kõrge töökindluse tagamiseks on AL jagatud sektsioonideks, mis on omavahel ühendatud ajamite kaudu, mis tagavad nn paindliku side sektsioonide vahel, tagades külgnevate sektsioonide iseseisva töö, kui ühes neist tekib rike. Piirkonnas säilitatakse jäik ühendus. Jäigalt ühendatud seadmete puhul on oluline planeerida kavandatud seisakute aeg ja kestus.

CNC-masinad pakuvad suure täpsusega ja kvaliteetseid tooteid ning neid saab kasutada keerukate detailide töötlemisel täpsete astmeliste või kumerate kontuuridega. See vähendab töötlemiskulusid, kvalifikatsiooni ja arvu teeninduspersonal. CNC-masinate osade töötlemise omadused määravad masinate endi omadused ja ennekõike nende CNC-süsteemid, mis pakuvad:

1) seadmete seadistamise ja ümberlülitamise aja lühendamine; 2) töötlemistsüklite keerukuse kasv; 3) keerulise kõverjoonelise trajektooriga tsükliliigutuste rakendamise võimalus; 4) tööpinkide juhtimissüsteemide (CS) ühendamise võimalus teiste seadmete juhtimissüsteemidega; 5) arvuti kasutamise võimalus APS-i kuuluvate CNC-pinkide juhtimiseks.

Põhinõuded töötlemise tehnoloogiale ja korraldusele ümberkonfigureeritavas APS-is põhiliste standarddetailide valmistamise näitel

Tehnoloogia arengut APS-is iseloomustab Kompleksne lähenemine- üksikasjalik uuring mitte ainult peamiste, vaid ka abitoimingute ja üleminekute kohta, sealhulgas toodete transport, nende kontroll, ladustamine, testimine, pakendamine.

Töötlemise stabiliseerimiseks ja usaldusväärsuse suurendamiseks kasutatakse TP ehitamiseks kahte peamist meetodit:

1) selliste seadmete kasutamine, mis pakuvad usaldusväärset töötlemist peaaegu ilma operaatori sekkumiseta;

2) tehnoloogilise protsessi parameetrite reguleerimine, mis põhineb toodete juhtimisel protsessi enda käigus.

Paindlikkuse ja efektiivsuse suurendamiseks kasutab APS grupitehnoloogia põhimõtet.

4. TP arendamise omadused automatiseeritud ja robotite kokkupanekuks

Toodete automatiseeritud kokkupanek toimub montaažimasinatel ja AL-l. Automatiseeritud montaaži ratsionaalse TP väljatöötamise oluline tingimus on ühenduste ühtlustamine ja normaliseerimine, st nende viimine teatud tüüpide ja täpsuste nomenklatuurini.

Peamine erinevus robottootmise vahel on komplekteerijate asendamine koosterobotiga ja juhtimine juhtrobotite või automaatjuhtimisseadmetega.

Roboti kokkupanek tuleks läbi viia täieliku vahetatavuse põhimõttel või (harvemini) rühma vahetatavuse põhimõttel. Reguleerimise ja reguleerimise võimalus on välistatud.

Montaažitoimingud peaksid liikuma lihtsast keerukani. Sõltuvalt toodete keerukusest ja mõõtmetest valitakse montaaži korraldamise vorm: statsionaarne või konveier. RTK koosseis on koosteseadmed ja -seadmed, transpordisüsteem, operatiivsed koosterobotid, juhtrobotid ja juhtimissüsteem.

Automaatikasüsteemide tüübid on järgmised:

muutumatud süsteemid. Need on süsteemid, milles toimingute jada on määratud seadme konfiguratsiooni või protsessitingimustega ja seda ei saa protsessi käigus muuta.
programmeeritavad süsteemid. Need on süsteemid, milles toimingute jada võib olenevalt antud programmist ja protsessi konfiguratsioonist varieeruda. Vajaliku toimingute jada valimine toimub juhiste komplekti kaudu, mida süsteem saab lugeda ja tõlgendada.
paindlikud (isereguleeruvad) süsteemid. Need on süsteemid, mis on võimelised tegema valikuid vajalikud toimingud pooleli. Protsessi konfiguratsiooni (toimingute sooritamise järjekord ja tingimused) muutmine toimub protsessi edenemise teabe põhjal.

Seda tüüpi süsteeme saab kasutada protsesside automatiseerimise kõigil tasanditel eraldi või kombineeritud süsteemi osana.

Igas majandussektoris on ettevõtteid ja organisatsioone, mis toodavad tooteid või osutavad teenuseid. Kõik need ettevõtted võib jagada kolme rühma, olenevalt nende „kaugusest“ loodusvarade töötlemise ahelas.

Esimene ettevõtete rühm on ettevõtted, mis kaevandavad või toodavad Loodusvarad. Selliste ettevõtete hulka kuuluvad näiteks põllumajandustootjad ning nafta- ja gaasitootmisettevõtted.

Teine ettevõtete rühm on looduslikke tooraineid töötlevad ettevõtted. Nad toodavad tooteid esimese rühma ettevõtete kaevandatud või toodetud toorainest. Selliste ettevõtete hulka kuuluvad näiteks autotööstuse ettevõtted, terasetehased, elektroonikaettevõtted, elektrijaamad jne.

Kolmas rühm on teenindussektori ettevõtted. Selliste organisatsioonide hulka kuuluvad näiteks pangad, õppeasutused, meditsiiniasutused, restoranid jne.

Kõigile ettevõtetele on võimalik valida üldrühmad toodete tootmise või teenuste osutamisega seotud protsessid.

Sellised protsessid hõlmavad järgmist:

äriprotsessid;
projekteerimis- ja arendusprotsessid;
tootmisprotsessid;
kontrolli- ja analüüsiprotsessid.

Äriprotsessid on protsessid, mis tagavad suhtluse organisatsioonisiseselt ja väliste sidusrühmadega (kliendid, tarnijad, reguleerivad asutused jne). See protsesside kategooria hõlmab turundus- ja müügiprotsesse, suhtlemist tarbijatega, finants-, personali-, materjaliplaneerimise ja raamatupidamise protsesse jne.
Disaini- ja arendusprotsessid– need on kõik protsessid, mis on seotud toote või teenuse arendamisega. Sellised protsessid hõlmavad arengu kavandamise, lähteandmete kogumise ja ettevalmistamise, projekti elluviimise, projekteerimistulemuste monitooringu ja analüüsi protsesse jne.
Tootmisprotsessid on protsessid, mis on vajalikud toodete tootmiseks või teenuste osutamiseks. Sellesse rühma kuuluvad kõik tootmis- ja tehnoloogilised protsessid. Need hõlmavad ka nõudluse planeerimise ja võimsuse planeerimise protsesse, logistikaprotsesse ja teenindusprotsesse.
Juhtimis- ja analüüsiprotsessid– see protsesside rühm on seotud protsesside elluviimise kohta teabe kogumise ja töötlemisega. Sellised protsessid hõlmavad kvaliteedikontrolli protsesse, operatiivjuhtimist, varude kontrollimise protsesse jne.

Enamikku nendesse rühmadesse kuuluvatest protsessidest saab automatiseerida. Tänapäeval on olemas süsteemiklassid, mis tagavad nende protsesside automatiseerimise.

Alamsüsteemi "Laod" tehnilised kirjeldused	Alamsüsteemi "Dokumendivoog" lähteülesanne	Alamsüsteemi "Hanked" lähteülesanne

Protsessi automatiseerimise strateegia

Protsesside automatiseerimine on keeruline ja aeganõudev ülesanne. Selle probleemi edukaks lahendamiseks on vaja järgida teatud automatiseerimisstrateegiat. See võimaldab täiustada protsesse ja saada automatiseerimisest mitmeid olulisi eeliseid.

Lühidalt võib strateegia sõnastada järgmisel viisil:

protsessi mõistmine. Protsessi automatiseerimiseks peate mõistma olemasolevat protsessi koos kõigi selle detailidega. Protsessi tuleb täielikult analüüsida. Määrata tuleb protsessi sisendid ja väljundid, tegevuste järjekord, seos teiste protsessidega, protsessiressursside koosseis jne.
protsessi lihtsustamine. Kui protsessi analüüs on tehtud, tuleb protsessi lihtsustada. Vähendada tuleb tarbetuid tegevusi, mis väärtust ei loo. Üksikuid toiminguid saab kombineerida või teha paralleelselt. Protsessi täiustamiseks võib selle teostamiseks pakkuda muid tehnoloogiaid.
protsesside automatiseerimine. Protsessi automatiseerimine saab toimuda alles pärast seda, kui protsessi on võimalikult palju lihtsustatud. Mida lihtsam on protsess, seda lihtsam on seda automatiseerida ja seda tõhusam on automatiseeritud protsess.

1. Automatiseerimise tasemed ja nende eripärad

Tootmisprotsesside automatiseerimist saab läbi viia erinevatel tasanditel.

Automatiseerimisel on nn null tase- kui inimese osalemine tootmises on välistatud ainult tööliigutuste tegemisel (spindli pöörlemine, tööriista etteande liikumine jne). Seda automatiseerimist nimetati mehhaniseerimiseks. Võime öelda, et mehhaniseerimine on töökäikude automatiseerimine. Sellest järeldub, et automatiseerimine hõlmab mehhaniseerimist.

Esmatasandi automatiseerimine piirdub seadmete loomisega, mille eesmärk on välistada inimeste osalus üksikute seadmete tühikäiguliigutuste tegemisel. Seda automatiseerimist nimetatakse seeria- ja voolutootmises töötsükli automatiseerimiseks.

Tühikäigud standardses tükiajas, mis määrab toimingu keerukuse, võetakse arvesse abiaja t in ja aja kujul. Hooldus t nii:

kus t o on põhiaeg, mis arvestab töölöökide aega, t o =t p.x ; t abiajal, sisaldab tööriistade eemaldamist ja tarnimist, seadmete laadimist ja juhtimist; t tähendab hooldusaega, mis kulub tööriistade vahetamisele, seadmete seadistamisele, jäätmete kõrvaldamisele ja käitlemisele; t org seadmete hooldusaeg; t osakond – töötaja puhkeaeg.

Automatiseerimise esimesel tasemel ei ole töömasinad veel omavahel automaatse sidega ühendatud. Seetõttu toimub tootmisüksuse transport ja kontroll inimeste osalusel. Sellel tasemel luuakse ja kasutatakse automaatseid ja poolautomaatseid masinaid. Automaatmasinatel teostatakse ja korratakse töötsükkel ilma inimese sekkumiseta. Poolautomaatsetel masinatel on töötsükli sooritamiseks ja kordamiseks vajalik inimese osalus.

Näiteks kaasaegne mitme spindliga treipink teostab treimist, puurimist ja süvistamist. keermete lahtirullimine ja lõikamine varda toorikule. Selline automaatne masin võib tänu automatiseerimisele ning tühikäigu- ja töökäikude kombinatsioonile, toimingute suurele kontsentratsioonile asendada kuni 10 universaalset masinat.

Teise taseme automatiseerimine on tehnoloogiliste protsesside automatiseerimine. Sellel tasemel lahendatakse transpordi automatiseerimise, tootmisüksuse juhtimise, jäätmete kõrvaldamise ja masinasüsteemide juhtimise probleemid. Nagu tehnoloogilised seadmed luuakse ja kasutatakse automaatseid liine ja paindlikke tootmissüsteeme (GPS).

Automaatliin on automaatselt töötav masinate süsteem, mis on paigaldatud tehnoloogilises järjekorras ja kombineeritud jäätmete transpordi, laadimise, kontrolli, käitlemise ja kõrvaldamise teel. Näiteks auto käigukasti ajami koonusülekande töötlemise liin vabastab kuni 20 töölist ja tasub end kolme aastaga vastava tootmisprogrammiga ära.

Automaatliin koosneb tehnoloogilistest seadmetest, mis on konfigureeritud konkreetse transpordiliigi jaoks ja on sellega ühendatud laadimisseadmetega (manipulaatorid, kandikud, liftid). Lisaks tööasenditele on liinil ka tühikäiguasendid, mis on vajalikud liini kontrollimiseks ja hooldamiseks.

Kui rida sisaldab inimese osalusega positsioone, nimetatakse seda rida automatiseeritud.

Kolmas automatiseerimise tase on terviklik automatiseerimine, mis hõlmab kõiki tootmisprotsessi etappe ja lülisid hankeprotsessidest kuni valmistoodete testimise ja tarnimiseni.

Kompleksne automatiseerimine eeldab kõigi eelnevate automatiseerimise tasemete valdamist. See on seotud tootmise kõrge tehnilise varustuse ja kõrgete kapitalikuludega. Selline automatiseerimine on efektiivne stabiilse konstruktsiooniga ja kitsa valikuga toodete üsna suurte tootmisprogrammide jaoks (laagrite, üksikute masinaüksuste, elektriseadmete elementide jne tootmine).

Samas võimaldab just kompleksne automatiseerimine arendada tootmist tervikuna, kuna sellel on suurim kapitalikulude efektiivsus. Sellise automatiseerimise võimaluste näitamiseks võtke näiteks 1ZT: maagiline autoraamide tootmise tehas USA-s. Tootmisvõimsusega kuni 10 000 kaadrit päevas, tehases töötab 160 inimest, mis koosneb peamiselt inseneridest ja seadistajatest. Ilma terviklikku automatiseerimist kasutamata töötades oleks sama tootmisprogrammi täitmiseks vaja vähemalt 12 000 inimest.

Kolmandal automatiseerimise tasemel lahendatakse arvutite laialdase kasutuse alusel automaatse adresseerimisega toodete ladustamise ja kauplustevahelise transpordi automatiseerimise, jäätmekäitluse ja tootmiskorralduse ülesanded. Sellel tasemel taandub inimeste osalus seadmete hooldamisele ja töökorras hoidmisele.

2. Automatiseerimise arendamine tehnoloogilise paindlikkuse ja arvutite laialdase kasutamise suunas

Paindlikud tootmissüsteemid on tehnoloogiliste seadmete ja süsteemide komplekt, mis tagavad selle töö automaatrežiimis erineva nomenklatuuriga toodete valmistamisel. GPS-i areng liigub mehitamata tehnoloogia poole, tagades seadmete töö etteantud aja jooksul ilma operaatori osaluseta.

Iga toote puhul saame areneda, järgides toodete kvantiteedi ja kvaliteedi nõudeid erinevaid valikuid GPS, mis erineb töötlemise, juhtimise ja monteerimise meetodite ja marsruutide poolest, tehnoloogiliste protsesside toimingute diferentseerituse ja kontsentratsiooni astme, transpordiliikide poolest - alglaadimissüsteemid, portsjonite arv Sõiduk(OTS), agregaatide ja saitidevaheliste ühenduste olemus, konstruktiivseid lahendusi põhi- ja abimehhanismid ja -seadmed, juhtimissüsteemi ehitamise põhimõtted.

GPS-i tehnilise taseme ja efektiivsuse määravad sellised näitajad nagu toodete kvaliteet, GPS-i jõudlus ja töökindlus ning selle sisendisse sisenevate komponentide voo struktuur. Just neid kriteeriume silmas pidades tuleb täita selliseid ülesandeid nagu tehnoloogiliste seadmete tüübi ja koguse valik, koostalitlusvõimelised hoidlad, nende võimsus ja asukoht, teenusepakkujate arv, transpordi- ja laosüsteemi struktuur ja parameetrid jne. . tuleb lahendada.

Paindlikke tootmissüsteeme saab ehitada vahetatavatest rakkudest, täiendavatest rakkudest või segatud viisil.

Joonisel on kujutatud kahe identse vahetatava töötluskeskuse (MC) paindliku süsteemi skeem. Töötlemiskeskusi teenindavad kaks transpordikäru (robocars), mis toetavad materjalivoogude liikumist (detailid, toorikud, tööriistad). Automaatjuhtimine on tavaline. Kui käsitsi toimingud on lubatud, tuleb operaatorile anda teatav tegutsemisvabadus. OC ja transpordisüsteemi ühistööd juhitakse keskarvutist.

Üldjuhul juhitakse roboautosid keskarvutist läbi vaheseadme või kohalikust juhtimissüsteemist (LCS). Käsklusi saab robotsõidukitele edastada ainult peatustes, mis jagavad liiklusteed tsoonideks. Arvuti lubab kindlasse piirkonda jääda vaid ühel robotsõidukil. Maksimaalne liikumiskiirus võib ulatuda 1 m/s.

Robotsõiduki ülemist osa saab hüdraulilise ajamiga tõsta ja langetada, et sooritada ümber-, maha- ja pealelaadimistoiminguid. Kui juhtimine arvutist ebaõnnestub või katkeb, saab robotautot juhtida LCS-iga.

GPS-is sõidukitena kasutatavate roboautode jaoks on erinevaid võimalusi. Levinuim variant on see, kui robotauto liigub mööda põrandasse või selle pinnale laotud raja (marsruuti, marsruuti) või muud konstruktsiooni. Üks jälgimisvõimalusi on see, et põrandapinnale kantakse riba kujul (fluorestseeruv, peegeldav, valge musta servaga) rada ja marsruudi jälgimine toimub optoelektrooniliste meetoditega. Puuduseks on vajadus jälgida riba puhtust. Seetõttu on enam levinud roboautode jälitamine madalale sügavusele (umbes 20 mm) soonde asetatud induktiivjuhiga. Teada on ka teisi huvitavaid lahendusi- näiteks televisiooni navigatsiooniseadmete kasutamine ruumis vabaks liikumiseks arvuti juhtimise all.

Robotsõidukite materjalivoogudega varustamise allikaks on virnastajatega automatiseeritud ladu, mis tagavad sihtjuurdepääsu igale lao lahtrile. Ladu ise on üsna keeruline juhtimisobjekt.

Selle juhtimissüsteemina kasutatakse programmeeritavaid kontrollereid, arvuteid või spetsiaalseid seadmeid.

Kõige tavalisematel induktiivse marsruudi jälgimisega robotautodel on järgmised omadused: kandevõime - 500 kg; liikumiskiirus - 70 m/min; kiirendus vastavalt kiirendamisel ja pidurdamisel - 0,5 ja 0,7 m/s 2; kiirendus hädapidurdamisel 2,5 m/s 2 ; kaubaaluse tõsteväärtus - 130 mm; robotauto peatumise täpsus - 30 mm; ülekoormustsükli aeg - 3 s; pöörderaadius maksimaalsel kiirusel - 0,9 m; tööaeg ilma akude laadimiseta - 6 tundi; aku pinge - 24V; mõlema ajamimootori võimsus on 600 W; Roboauto enda kaal on 425 kg.

Roboautode kui sõidukite oluliseks eeliseks on tõsiste piirangute puudumine varustuse paigutusele, mida saab teostada suurima efektiivsuse huvides vastavalt mis tahes kriteeriumile. Robocari marsruut osutub sageli üsna keerukaks, paralleelsete harude ja aasadega.

1. lehekülg

Automatiseeritud tootmisprotsessid on protsessid, mille puhul põhitöö toodete valmistamisel on täielikult automatiseeritud ja abitööd täielikult või osaliselt automatiseeritud. Töötaja funktsioonid taanduvad automaatsete masinate töö jälgimisele ja juhtimisele, tooraine peale- ja mahalaadimisele. valmistooted.

Põhjalikult automatiseeritud tootmisprotsessi kirjeldatakse järgmiste võrranditega.

Automatiseeritud tootmisprotsesside all mõistetakse neid, mille puhul põhitöö toodete valmistamisel on täielikult automatiseeritud ja abitööd täielikult või osaliselt automatiseeritud.

Automatiseeritud tootmisprotsesside all mõistetakse neid, mille puhul põhitöö toodete valmistamisel on täielikult automatiseeritud ja abitööd täielikult või osaliselt automatiseeritud. Töötaja funktsioonid taanduvad automaatsete masinate töö jälgimisele ja juhtimisele, tooraine laadimisele ja valmistoodete mahalaadimisele.

Sellel automatiseeritud tootmisprotsesside lähenemisviisil on palju eeliseid. Asjaolu, et need on odavad ja tasuvad end kiiresti ära, muudab need väga lihtsaks ülemise messingini läbi surumise. Üks markantsemaid juhtimisargumente suurte automaatseadmete kasutuselevõtu vastu on see, et nõudlus toote järele võib muutuda enne selle disaini. automaatne paigaldamine võetakse kasutusele.

Kõige olulisem etapp automatiseeritud tootmisprotsessi loomisel on sobivaima tehnoloogilise protsessi variandi valik.

Valmistoodete valmistamise optimaalsed tehnoloogilised võimalused peaksid olema automatiseeritud tootmisprotsessi aluseks. Nimetus Masinaehitustehnoloogia on praegu valesti omistatud olemasolevatele kursustele ja õppeerialadele, mis on sisuliselt lõikamine.

Kaasaegsel tööstusettevõtted, metallurgia-, keemia-, naftatöötlemis- ja muudes automatiseeritud tootmisprotsessidega tööstustes kasutatakse mõõtetehnoloogiat peamiselt tootmisprotsesside (nende parameetrite) jälgimiseks, kombineerituna automaatse reguleerimise ja juhtimisega ning toodete kvaliteedikontrolliga. Kuigi tootmisprotsessi kontrollimine, mis toimub selle ühe või teise parameetri kaudu, taotleb teistsugust eesmärki kui üksikute koguste mõõtmine, nimelt kindlaksmääratud režiimide (parameetrite) täitmise astme (kehtestatud piirides) kontrollimine, on kontrolliprotsess siiski. sellel on palju ühist nii mõõtmise kui ka metoodika ja seadmete osas. Näiteks võib tuua mõõtemuundurid, mis muudavad kõikvõimalikud mitteelektrilised suurused elektrilisteks ja mida kasutatakse laialdaselt nii mõõtmisel kui juhtimisel. Lisaks tehakse juhtimiseks kasutatavates seadmetes mitmel juhul mõõtmisi, kui näiteks on vaja teada arvväärtusi kontrollitav parameeter ja selle muutused ajas.

Paljudel juhtudel kasutatakse mitmesuguste teaduslike eksperimentaalsete uuringute läbiviimisel, uut tüüpi seadmete katsetamisel, samuti automatiseeritud tootmisprotsesside jälgimisel kontrollitud mitteelektriliste koguste väärtuste dokumentaalset registreerimist aja jooksul. Nendel juhtudel kasutatakse indikaatorseadme asemel seadet, mis registreerib (salvestab) selle sisendisse saabuvad elektrilised signaalid. Kõige laialdasemalt kasutatavad on elektriliste signaalide magnetilised ja ostsillograafilised salvestused.

Kuna automatiseerimine sisaldab võimalust suurendada tehnilisi ja majanduslikke näitajaid, tuleb juhtimisalgoritmi väljatöötamisel püüda tagada, et automatiseeritud tootmisprotsess kulgeks optimaalselt. See tähendab, et kui muud asjaolud on võrdsed, peaks seadmete tootlikkus olema maksimaalne, saadud toodete kvaliteet kõrge, energiakulud minimaalsed ja sellest tulenevalt ka valmistoote maksumus madal.

Igal üksusel peaks võimaluse korral olema väikseimad mõõtmed, kaal ja maksumus; muunduri konstruktsioon peab olema tehnoloogiliselt arenenud, võimaldama selle valmistamisel kasutada automatiseeritud tootmisprotsesse ja tagama tööks soodsad tingimused.

Varem, kui tootmisprotsesse ei automatiseeritud ning tehnoloogia põhines suuresti inimeste kogemustel ja oskustel, kui mõõtmistehnoloogia polnud veel nii arenenud kui praegu, püütakse selgelt aru saada kõige mõistlikumate optimaalsete lahenduste otsimisest ja veelgi enam. seega katsed luua optimaalseid süsteeme olid mõttetud. Nüüd on aktuaalseks muutumas teaduslikult põhjendatud ja automatiseeritud tootmisprotsesside ülesehitamise küsimused. Järelikult suureneb optimaalse probleemi, kõige ratsionaalsema lahenduse valimise probleem.

Peatükk 1. Automatiseeritud tootmise ehitamise põhimõtted

Osa 1. Põhiteooria automaatjuhtimine

Automatiseerimine– teaduse ja tehnoloogia haru, mis hõlmab masinate ja tehnoloogiliste protsesside automaatjuhtimise vahendite ja süsteemide teooriat ja disaini. See tekkis 19. sajandil ketrus- ja kudumismasinatel, aurumasinatel jne põhineva mehhaniseeritud tootmise tulekuga, mis asendas käsitsitöö ja võimaldas tõsta selle tootlikkust.

Automatiseerimisele eelneb alati täielik mehhaniseerimine – tootmisprotsess, mille käigus inimene ei kuluta toimingute tegemiseks füüsilist jõudu.

Tehnoloogia arenedes laienesid ja muutusid keerukamaks protsesside ja masinate juhtimise funktsioonid. Paljudel juhtudel ei suutnud inimesed enam mehhaniseeritud tootmist juhtida ilma spetsiaalsete lisaseadmeteta. See tõi kaasa automatiseeritud tootmise tekkimise, kus töötajad vabanevad mitte ainult füüsilisest tööst, vaid ka masinate, seadmete, tootmisprotsesside ja operatsioonide jälgimise ja juhtimise funktsioonidest.

Tootmisprotsesside automatiseerimise all mõistetakse tehniliste meetmete kogumit uute tehnoloogiliste protsesside väljatöötamiseks ja suure jõudlusega seadmetel põhineva tootmise loomiseks, mis teostab kõiki põhitoiminguid ilma inimese otsese osaluseta.

Automatiseerimine aitab oluliselt tõsta tööviljakust, parandada toodete kvaliteeti ja inimeste töötingimusi.

IN põllumajandus, toiduaine- ja töötlev tööstus automatiseerib temperatuuri, niiskuse, rõhu, kiiruse reguleerimise ja liikumise, kvaliteetse sorteerimise, pakendamise ja paljude muude protsesside ja toimingute juhtimist ja haldamist, tagades nende suurema efektiivsuse, säästes tööjõudu ja raha.

Automatiseeritud tootmisel on võrreldes automatiseerimata tootmisega teatud eripärad:

Tõhususe parandamiseks peavad need hõlmama suuremat hulka heterogeenseid toiminguid;

Vajalik on põhjalik tehnoloogia uurimine, tootmisrajatiste, liiklusteede ja toimingute analüüs, protsessi töökindluse tagamine etteantud kvaliteediga;

Laia tootevaliku ja tööde hooajalisuse juures võivad tehnoloogilised lahendused olla mitmemõõtmelised;

Suurenevad nõuded erinevate tootmisteenuste selgele ja koordineeritud tööle.

Automatiseeritud tootmise kavandamisel tuleb järgida järgmisi põhimõtteid:

1. Täielikkuse põhimõte. Peaksite püüdma kõiki toiminguid teha ühes automatiseeritud tootmissüsteemis ilma pooltoodete vahepealse ülekandmiseta teistesse osakondadesse. Selle põhimõtte rakendamiseks on vaja tagada:

Toote valmistatavus, s.o. selle tootmine peaks nõudma minimaalselt materjale, aega ja raha;

Toodete töötlemise ja kontrolli meetodite ühtlustamine;

Suurenenud tehnoloogiliste võimalustega seadmete tüübi laiendamine mitut tüüpi tooraine või pooltoodete töötlemiseks.

2. Madala töövõimega tehnoloogia põhimõte. Tooraine ja pooltoodete vahetöötlustoimingute arv tuleks minimeerida ja nende tarneteid optimeerida.

3. Madala inimeste arvu tehnoloogia põhimõte. Automaatse töö tagamine kogu toote tootmistsükli jooksul. Selleks on vaja stabiliseerida sisendtooraine kvaliteeti, tõsta seadmete töökindlust ja protsessi infotuge.

4. Mittesilumistehnoloogia põhimõte. Juhtimisobjekt ei tohiks pärast kasutuselevõttu vajada täiendavaid reguleerimistöid.

5. Optimaalsuse põhimõte. Kõik juhtimisobjektid ja tootmisteenused on allutatud ühele optimaalsuse kriteeriumile, näiteks toota ainult kõrgeima kvaliteediga tooteid.

6. Rühmatehnoloogia põhimõte. Tagab tootmise paindlikkuse, s.t. võimalus lülituda ühe toote vabastamiselt teise väljalaskmisele. Põhimõte põhineb toimingute, nende kombinatsioonide ja retseptide ühtsusel.

Seeria- ja väiketootmist iseloomustab looming automatiseeritud süsteemid universaalsetest ja modulaarsetest seadmetest koostoimivate tankidega. Sõltuvalt töödeldavast tootest saab seda seadet reguleerida.

Toodete suuremahuliseks ja masstootmiseks luuakse automatiseeritud tootmine alates erivarustus, mida ühendab jäik ühendus. Sellistes tööstusharudes kasutatakse suure jõudlusega seadmeid, näiteks pöörlevaid seadmeid vedelike pudelitesse või kottidesse täitmiseks.

Seadmete tööks on vajalik tooraine, pooltoodete, komponentide ja erinevate kandjate vahetransport.

Sõltuvalt vahetranspordist võib automatiseeritud tootmine olla:

Transpordiga otsast lõpuni ilma toorainet, pooltooteid või kandjaid ümber paigutamata;

Tooraine, pooltoodete või kandjate ümberpaigutusega;

Vahevõimsusega.

Automatiseeritud tootmist eristatakse seadmete paigutuse (liite) tüüpide järgi:

Ühe keermega;

Paralleelne liitmine;

Mitme keermega.

Ühevoolulistes seadmetes paiknevad seadmed järjestikku piki toimingute voogu. Ühe keermega tootmise tootlikkuse tõstmiseks saab sama tüüpi seadmetel teha paralleelselt toimingu.

Mitme keermega tootmises täidab iga niit sarnaseid funktsioone, kuid töötab üksteisest sõltumatult.

Põllumajandusliku tootmise ja toodete töötlemise tunnuseks on nende kvaliteedi kiire langus, näiteks pärast kariloomade tapmist või puudelt viljade eemaldamist. Selleks on vaja seadmeid, mis oleksid suure liikuvusega (võime toota laias valikus tooteid samast toorainest ja töötlemisest erinevat tüüpi tooraine sama tüüpi seadmetel).

Selleks luuakse ümberkonfigureeritavad tootmissüsteemid, millel on automaatse ümberkonfigureerimise omadus. Selliste süsteemide organisatsiooniline moodul on tootmismoodul, automatiseeritud liin, automatiseeritud sektsioon või töökoda.

Tootmismoodul on süsteem, mis koosneb automaatse programmijuhtimisseadme ja protsesside automatiseerimise vahenditega varustatud tehnoloogiliste seadmete ühikust, mis töötab autonoomselt ja millel on võimalus integreerida süsteemi rohkem kõrge tase(joonis 1.1).

Joonis 1.1 – Tootmismooduli ülesehitus: 1- seadmed ühe või mitme toimingu tegemiseks; 2- juhtseade; 3- peale- ja mahalaadimisseade; 4- transpordi- ja salvestusseade (vahemaht); 5- juhtimis- ja mõõtesüsteem.

Tootmismoodul võib sisaldada näiteks kuivatuskambrit, mõõteriistade süsteemi, lokaalselt juhitavat käsitsemis- ja transpordisüsteemi või samalaadse lisavarustusega segamisseadet.

Tootmismooduli erijuhtum on tootmisrakk– moodulite kombinatsioon koos ühtne süsteem seadmete, transpordi-, ladustamis- ja peale- ja mahalaadimissüsteemide töörežiimide mõõtmine (joonis 1.2). Tootmisrakku saab integreerida kõrgema taseme süsteemidesse.

Joonis 1.2 – Tootmisraku struktuur: 1- seadmed ühe või mitme toimingu tegemiseks; 2- vastuvõtupunker; 3-laadimis- ja mahalaadimisseade; 4- konveier; 5 - vahemahuti; 6- juhtarvuti; 7- juhtimis- ja mõõtesüsteem.

Automatiseeritud liin- ümberkonfigureeritav süsteem, mis koosneb mitmest tootmismoodulist või rakust, mida ühendab ühtne transpordi- ja laosüsteem ning automaatne protsessijuhtimissüsteem (APCS). Automatiseeritud liini seadmed asuvad aktsepteeritud tehnoloogiliste toimingute järjestuses. Automatiseeritud liini struktuur on näidatud joonisel 1.3.

Erinevalt automatiseeritud liinist võimaldab ümberkonfigureeritav automatiseeritud sektsioon võimalust muuta tehnoloogiliste seadmete kasutusjärjekorda. Liinil ja sektsioonil võivad olla eraldi töötavad tehnoloogiliste seadmete üksused. Automatiseeritud sektsiooni struktuur on näidatud joonisel 1.4.

Joonis 1.3 – Automatiseeritud liini struktuur: 1, 2, 3, 4 - tootmiselemendid ja moodulid; 5- transpordisüsteem; 6-ladu; 7- juhtarvuti.

Joonis 1.4 – Automatiseeritud sektsiooni struktuur: 1,2,3- automatiseeritud liinid;

4- tootmisrakud;

5- tootmismoodulid;

7- juhtarvuti.