автоматизированная транспортно складская система (АТСС), автоматизированная
сиситема инструментального обеспечения (АСИО), система автоматизированного
контроля (САК), автоматизированная система удаления отходов (АСУО) и т.д.
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ГПС
В своем законченном идеальном виде ГПС являются высшей, наиболее развитой формой
автоматизации производственного процесса.
Можно сформулирровать основные принципы организации ГПС.
Принцип совмещения высокой производительности и универсальности прпредполагает
на данном уровне развития электронного машиностроения создание универсальности и
автоматизации в программно-управляемом и программно-перенастраиваемом
оборудовании. Гибкие производственные системы, сравнимые по производительности с
автоматическими линиями, а по гибкости - с универсальным оборудованием,
открывают огромные возможности для интенсификации производства. Например,
автоматизация трансформаторного производства в электронной промышленности
осложнена большим конструктивно-технологическим разнообразием его продукции.
Именно это потребовало создания систем с гибко перестраиваемой технологией.
Принцип модульности ГПС строится на базе гибких производственных модулей.
Типовые модули ГПС разработаны для основных видов производств изделий
электронной техники.
Принцип иерархичности ГПС предусматривает построение многоуровневой структуры.
На самом нижнем уровне находятся гибкие автоматизированные модули, на высших
уровнях - гибкие автоматизированные линии, участки, цехи, предприятия в целом.
Модульность и ерархичность позволяют разрабатывать ГПС для самого высокого
организационного структурного уровня.
Принцип преимущественной программной настройки. Оборудование ГПС, как основное,
так и вспомогательное, при смене изделий перенастраивается путем ввода новых
управляющих программ модулей. Перенастройка модулей вручную допустима в
минимальных объемах и только в случаях очевидной экономической неэффективности
реализации программной перенастройки.
Принцип обеспечения максимальной предметной замкнутости производства на возможно
более низком уровне структуры ГПС позволяет свести к минимуму затраты на
транспорт и манипулирование. Одновременно достигается снижение количества
операций при общем повышении гибкости ГПС.
Прицип совместимости технологических, программных, информационных,
конструктивных, энергетических и эксплуотационных элементов. Технологическая
совместимость обеспечивает технологическое единство и взаимозаменяемость
компонентов автоматизированного производства. Она предопределяет необходимость
выполнения определенных требований к изделию, технологии и технологическому
оборрудованию.
Изделие должно быть максимально технологично с точки зрения возможности
автоматизации его производства. например, для распознавания, ориентации и
позиционирования деталей при автоматической сборке необходимо предусматривать в
них специальные отличительные признаки : реперные знаки, характерные
отличительные внешние формы и др. Кроме того, изделия должны обладать высокой
степенью конструктивного и технологического подобия, необходимого для
организации группового производства.
Достигается это требование унификацией технологии производства изделий и их
полуфабрикатов, конструкции деталей, комплектующих и изделий в целом.
В свою очередь, все компоненты ГПС: приспособления, оснастка, автоматические
устройства загрузки-выгрузки, оборудование - должны в наивысшей степени
удовлетворять требованиям гибкой автоматизации.
Информационная совместимость подсистем ГПС обеспечивает их оптимальное
взаимодействие при выполнении заданных функций. Для ее достижения вводятся в
действие стандартные блоки связи с ЭВМ, выдерживается строгая регламентация
входных и выходных параметров модулей на всех иерархических уровнях системы,
входных и выходных сигналов для управляющих воздействий.
В условиях постоянного повышения стоимости программного обеспечения больших
систем, во все больших пропорциях превышающей стоимость технических средств,
особенноважное значение преобретает внутри- и межуровневая программная
совместимость оборудования.
Конструктивная совместимость обеспечивает единство и согласованность
геометрических параметров, эстетических и эргономических характеристик. Она
достигается созданием единой конструктивной базы для функционально подобных
модулей всех уровней при условии обязательной согласованности конструкций низших
иерархических уровней с констукциями высших уровней.
Эксплуотационная совместимость обеспечивает согласованность характеристик,
определяющих условия работы оборудования, его долговечность, ремонтопригодность,
надежность, и метрологических характеристик, а также соответствие требованиям
электронно-вакуумной гигиены, технологического микроклимата и т.д.
Энергетическая совместимость обеспечивает согласованность потребляемых
энергетических средств: воды, электроэнергии, сжатого воздуха, жидких газов,
вакуума и т.д. При комплектовании ГПС необходимо стремиться к минимальному
количеству разновидностей применяемых видов энергии.
Выбору объекта для создания ГПС предшествует анализ производственного процесса
на данном предприятии с целью определения соответствия его
организационно-технологической структуры принципам группового производства, т.е.
определения степени готовности предприятия к созданию ГПС.
Как уже отмечалось, основными компонентами ГПС являются: гибкий производственный
модуль (ГПМ), автоматические складская и транспортная системы (АСС и АТС) и
система автоматизированного управления.
Гибкий производственный модуль должен выполнять в автоматическом режиме
следующие функции:
- переналадку на изготовление другого изделия;
- установку изделий, подлежащих обработке в техно логическом оборудовании, и
выгрузку готовых изде лий;
- очистку установок от отходов производства;
- контроль правильности базирования и установки об рабатываемого изделия;
- контроль рабочих сред и средств, осуществляющих обработку, а также
формирование корректирующих воздействий по результатам контроля;
- замену средств обработки и рабочих сред;
- контроль параметров, обрабатываемого изделия и формирование корректирующих
воздействий по ре зультатам контроля;
- автоматическое управление технологическим процес сом на основе принятых
критериев эффективности;
- связь с верхним уровнем управления с целью обмена информацией и приема
управляющих воздействий;
- диагностику технического состояния и поиск неисп равностей.
Применение автоматической складской системой в ГПС необходимо для хранения
запаса объектов обработки, инструмента, приспособлений, материалов в связи с
тем, что при многонаменклатурном производстве невозможно организовать обработку
различных партий деталей в едином ритме, подобно автоматическим линиям с жестким
циклом. Автоматическая складская система используется в качестве организующего
звена, информационная модель которого может применяться для планирования работы
ГПС, так как сменно - суточное задание рассчитывается на основании информации о
наличии предметов и средств обработки на складе. Она должна иметь достаточную
емкость для обеспечения непрерывности многосменного технологического цикла при
рациональном использовании площадей и объемов производственных помещений,
обеспечить сохранность обрабатывающих устройств и готовых изделий в заданном
ориентировочном положении при операциях приема, хранения и выдачи, а также учет
комплектности склада и выдачу информации об этом на верхний уровень управления.
Автоматическая транспортная система, входящая в ГПС, обеспечивает получение из
АСС и возврат изделий (полуфабрикатов, материалов, комплектующих изделий,
инструмента, технологической оснастки и др.), перемещение их в заданном
направлении с заданной скоростью, переукладку с одних транспортных средств на
другие, установку на приемные устройства с заданной точностью, транспортировку
изготовленных изделий на склад готовой продукции и т.д. Эта система должна
удовлетворять требованиям ГПМ, сохранять ориентацию перевезенного груза,
осуществлять связь с верхним уровнем управления.
В состав АТС входят основное транспортное оборудование, основу которого
составляют накопительно-ориентиррующие устройства.
В зависимости от условий производства в ГПС применяются транспортные средства
трех видов: напольные роботы - электроробокары, подвесные транспортные роботы и
конвейерные системы.
В системах управления ГПС применяется большое число вычислительных машин,
выполняющих функции сбора, хранения, передачи, обработки и выдачи информации.
Для координации работы элементов ГПС используестся многоуровневая система.
К первому уровню относятся устройства управления промышленным роботом с
программным управлением. Ко второму уровню относится система управления гибким
производственным модулем (ГПМ).
Рассмотрим конкретные задачи, которые роботы решают в настоящее время на
промышленных предприятиях. Их можно разделить на три основных категории :
- манипуляции заготовками и изделиями
- обработка с помощью различных инстру ментов
- сборка. Манипуляции изделиями и заготовками.
При разгрузочно-загрузочных и транспортных операциях робот заменяет пару
человеческих рук. В его обязанности не входят особенно сложные процедуры. Он