СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ МОДУЛЕМ

AUTOMATED MODULE MANAGEMENT SYSTEM

Gassyr Askarov

master's student, Department of Automation and information technology, State University named after Shakarim of Semey city,

Kazakhstan, Semey

АННОТАЦИЯ

Использование промышленных роботов в автоматизированных производственных системах обеспечивает полный цикл производства на высоком уровне.

В статье показаны области применения различного оборудования по гибкости и производительности, которые позволяют значительно снизить стоимость продукции в условиях среднесерийного, мелкосерийного и единичного типов производства. На примере укладочного производства изложены общие сведения о разгрузочно-загрузочных и транспортных операциях на участках укладки готовой продукции в технологических комплексах. Приведены основные классификационные схемы этих процессов по различным признакам. Рассмотрены схемы и иллюстрации основных технических средств автоматизации транспортно-манипуляционных процессов в технологических комплексах, а также описаны принципы их действия.

ABSTRACT

The use of industrial robots in automated production systems ensures a complete production cycle at a high level.

The article shows the application areas of various equipment in terms of flexibility and productivity, which can significantly reduce the cost of products in the conditions of medium-scale, small-scale and single production types. On the example of stowage production, General information about loading and unloading and transport operations at the sites of stowage of finished products in technological complexes is presented. The main classification schemes of these processes for various characteristics are given. Schemes and illustrations of the main technical means of automation of transport and handling processes in technological complexes are considered, as well as the principles of their operation are described.

Ключевые слова: программное управление; промышленный робот; гибкое автоматизированное производство; контрольно-измерительный модуль.

Keywords: software control; industrial robot; flexible automated production; control and measurement module.

Основу эффективности национальной экономики любой современной страны составляет наряду с природными и трудовыми ресурсами, и научно-технический потенциал страны. «Для того, чтобы добиться большего успеха, требуются такие процессы как информатизация, компьютеризация и роботизация.  Особенно оно актуально в производственной сфере. И это вполне объяснимо – в условиях современной непростой экономической ситуации любой здравомыслящий руководитель стремится организовать работу на своем предприятии так, чтобы с наименьшими затратами добиться максимальной эффективности и оптимального соотношения вложенных средств и полученного результата [1,2].

Технические средства автоматизации предназначены для создания систем, выполняющих заданные технологические операции, в которых человеку отводятся, в основном, функции контроля и управления.

По виду используемой энергии технические средства автоматизации классифицируются на электрические, пневматические, гидравлические и комбинированные. Электронные средства автоматизации выделяют в отдельную группу, так как они, используя электрическую энергию, предназначены для выполнения специальных вычислительных и измерительных функций [3,4].

По функциональному назначению технические средства автоматизации можно подразделить в соответствии с типовой схемой системы автоматического регулирования на исполнительные механизмы, усилительные, корректирующие и измерительные устройства, преобразователи, вычислительные и интерфейсные устройства.

Все многообразие существующих производств можно подразделить на несколько типов. Под типом производства понимают классификационную категорию производства, выделяемую по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции. В соответствии с этим различают единичное, серийное и массовое производства.

Использование гибких автоматизированных производств (ГАП) позволяет значительно снизить стоимость продукции в условиях среднесерийного, мелкосерийного и единичного типов производства.

Управление базируется на использовании модульного принципа. Основные модули представляют собой оборудование с программным управлением. Функционально модуль с программным управлением подразделяется на управляющий автомат и объект управления. В управляющий автомат загружается программа, которую он преобразует в последовательность управляющих воздействий, передаваемых по каналам связи. Объект управления, которым может быть, например, станок, отрабатывает управляющие воздействия, выполняя соответствующие рабочие операции.

Наиболее универсальным оборудованием, обеспечивающим гибкость автоматизированных производств, являются промышленные роботы[5].

Безлюдная технология гибких производственных систем требует автоматического поддержания уровня настроенности технологического процесса для обеспечения требуемого качества изготавливаемой продукции в течение продолжительного времени работы в автоматическом режиме без участия операторов [6, с. 160].

При разгрузочно-загрузочных и транспортных операциях на участках укладки готовой продукции или в ходе технологического процесса промышленный робот эффективно заменяет человеческий труд. В его обязанности входят простые манипуляции и особо сложные процедуры т.к. только робот может многократно повторять одну и ту же операцию в соответствии с заложенной в нем (роботе) программой с неизменной точностью и динамикой.

Робот способен увеличить производительность любого производственного участка за счет оптимизации трудоемких процессов. Робот незаменим на ответственных этапах технологического процесса типа сборки или контроля, а также при манипулировании с габаритными и тяжелыми предметами, при работе во вредных и агрессивных средах, где человеческий труд вреден и опасен для здоровья.

Промышленные роботы являются универсальным средством автоматизации производственных процессов в условиях обширной номенклатуры и частой смены изделий (рис 1.). Они могут выполнять как основные, так и вспомогательные операции по обслуживанию технологического оборудования [4 c.180].

Рисунок 1. Структурная схема промышленного робота. 1 - путепровод; 2 - основание; 3 - корпус; 4 - манипулятор; 5 - захватное устройство; б - рабочая зона и система координат основных движений ПР; хх - направление движения манипулятора вдоль продольной оси; уу - направление движения корпуса робота по путепроводу; zz - направление движения манипулятора вверх-вниз; φ_xy - угол поворота корпуса робота вокруг вертикальной оси, φ_zx -угол поворота руки в вертикальной плоскости; φ_yz - угол поворота захвата относительно оси хх, ẟ - направление движения захвата детали.

На базе ПР создаются роботизированные технологические комплексы (РТК), являющиеся совокупностью единицы технологического оборудования, ПР и средств оснащения, которые функционируют автономно и осуществляют многократные циклы.

Средствами оснащения РТК могут быть устройства накопления, ориентации, поштучной выдачи объектов производства и другие устройства, обеспечивающие функционирование РТК.

При обслуживании основного технологического оборудования ПР осуществляют такие операции, как загрузка и разгрузка деталей, контроль, смена инструментов, уборка отходов, установка и смена средств контроля в автоматическом режиме. Широко распространено применение ПР для обслуживания складского оборудования. В транспортных системах ПР могут выполнять самостоятельные операции по перемещению и накоплению грузов, а также по обслуживанию конвейерных линий.

Рисунок 2. Алгоритм управления модулем

Различают два вида модулей ГАП - аппаратные и программные. Аппаратные модули реализуют различные технологические операции, а программные модули формируют программное обеспечение системы управления ГАП. Модульность обеспечивается широким применением стандартных средств аппаратурно-программного интерфейса. К аппаратным модулям относится гибкий производственный модуль - единица технологического оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик. Модуль имеет программное управление, автономно функционирует, автоматически осуществляет все функции, связанные с изготовлением изделий, может встраиваться в гибкую производственную систему (ГПС) [7,8].

Контрольно-измерительные модули ГПС на основе принципов гибкого автоматизированного производства строятся с использованием автоматизированного программно-перестраиваемого измерительного оборудования. Основным оборудованием таких модулей являются автоматические координатно-измерительные машины (КИМ).

Контрольно-измерительный модуль ГПС позволяет автоматизировать процессы технического контроля в производственной системе. При этом решаются задачи разбраковки изготовленных деталей, сортировки деталей на размерные группы при селективной сборке, документирования результатов контроля, выявления отклонений параметров технологического процесса и определения необходимых управляющих воздействий для поддержания требуемого качества технологического процесса.

Укрупненный алгоритм управления модулем показан на рис. 1.2. Вначале происходит опрос готовности модуля к работе. При готовности модуля формируется требование на загрузку детали на станок и осуществляется ввод соответствующей управляющей программы в числовым программным управлением (УЧПУ) станка.

Поскольку доставку и загрузку детали осуществляет автоматизированная транспортная система, то модуль ожидает конца загрузки. По окончании загрузки контролируемой детали УЧПУ отрабатывает управляющую программу (УП) контроля. Результаты контроля выводятся и принимается решение о годности детали и о необходимости коррекции технологического процесса.

Список литературы:

1. Хлебенских, Л. В. Автоматизация производства в современном мире. Молодой ученый. — 2017. — № 16 (150). — С. 308-311.
2. Ибатуллин А.А. Модели и алгоритмы управления точностью механической обработки в гибких производственных модулях: автореф. дис. Новокузнецк: 2004. 16 с.
3. Л.Н. Воронцов, С.Ф. Корндорф, А.В. Федотов. Теория и проектирование контрольных автоматов: учеб. пособие для вузов М.: Высш. школа, 1980. 560 с.
4. Курочкин А.А. Технологическое оборудование для переработки продукции животноводства, 260 с
5. Рачков М.Ю. Технические средства автоматизации. 2017. -М. 180 с.
6. Семёнов О. Автоматизация укладки бесконечного картона. Разработки машиностроение. СТА 2/2015. С.108-110.
7. Хомченко, В. Г. Автоматический контроль в механообрабатывающих ГПС:– Омск, 2010. – 160 с.
8. Хомченко В.Г. Математическое обеспечение для САП ЧПУ при управлении точностью обработки. Омск, 2006. 89 с.