02А_Линии (конспект за второй семестр 4-го курса, преподаватель Ляхова)

12

Автоматизированные линии.

Компоновка автоматизированных линий.

Автоматизированные линии (АЛ) формируются из технологических и контролирующих автоматизированных модулей (АМ), расположение которых описывается маршрутной картой. АЛ дополняется транспортной системой (конвейером, роботом и т.п.), причалами, складами – накопителями.

АЛ отличаются типом организации геометрического сопряжения АМ в АЛ: линейные и карусельные (нелинейные, замкнутые).

Линейные АЛ обладают большей гибкостью:

- простота выравнивания несовпадающих периодов переходов путем введения межоперационных буферных складов или роботов,

- нет ограничений по числу позиций,

- простота дооснащения,

- возможность включения рабочих мест для ручных операций (например, для оперативного ремонта брака).

Рис. Варианты компоновки автоматизированной линии.

Карусельные АЛ более компактны, чаще применяются для небольших деталей. Используется поворотный стол, роторный или с приводом типа “мальтийский крест”.

Рис. Роторный центр механической обработки с поворотным столом.

Для выравнивания такта (временное сопряжение) в пределах АЛ применяется:

- синхронизация начала операций на каждом из модулей (аппаратная и программная),

- увеличение числа однотипного оборудования длительных операций,

- промежуточные склады - накопители,

- матричная или комбинированная организация АЛ.

Петли конвейера могут служить для накопления деталей и других грузов у рабочих позиций.

В автоматизированной линии селективной влагозащиты требуется буферный накопитель между модулем малопроизводительным нанесения влагозащиты и высокопроизводительной печью отверждения.

Рис. Автоматизированная линия селективной влагозащиты.

Автоматизированные системы управления.

Управление каждым элементом АП и координация работы всеми элементами АП осуществляется автоматизированной системой управления (АСУ).

Виды управления:

- централизованное (непосредственным влиянием на объект, более детальное),

- “созданием условий” (используются внутренние ресурсы объектов ).

Централизованное (однозначное) является доминирующим видом управления. Там, где появляются альтернативы, т.е. встают проблемы выбора, используется управление “созданием условий”. Оно более сложное, но позволяет адаптировать АП к изменяющимся условиям (поломкой оборудования, срочным заказом и т. п.).

Универсальность <---------------> Специализация

(избыточность) (ограниченная конкретность)

Для реализации режима реального времени необходимо ограничение объема информации, которое приводят к

- уменьшению точности (увеличению шага квантования),

- уменьшению числа контролируемых параметров.

Приоритеты при обработке информации:

- аварийные сигналы,

- управление ТП, протекающих в реальном масштабе времени,

- малый объем задачи (традиционный).

Организация технологического процесса может быть

- централизованной (обрабатывающие центры),

- поточной.

В первом случае обрабатывающие инструменты подводятся к объекту обработки, во втором – объект перемещают к инструменту с помощью дополнительных транспортных средств.

Транспортные средства.

Основными функциями транспортных средств (ТС) являются: перемещение объектов (в АМ, АЛ, между АЛ,...), разгрузка и загрузка, ориентирование, закрепление.

ТС могут быть стационарными и самоходными, располагаться на оборудовании, отдельной поверхности, подвешиваться.

Рис. Вертикально перемещающиеся платформы (для переноса печатных плат из одной секции в другую на химико – гальванической линии). Горизонтальное перемещение – по подвесному рельсу.

Рис. Управляемый компьютером поворотный стол «конструкции Стюарта» для прецизионных сборочно – монтажных работ.

Рис. Линейный конвейер для перемещения двухсторонних печатных плат. Требуется доработка конструкторской документации: удаление компонентов из зоны соприкосновения с конвейером.

« previous Рис. Подвесные линии.

Рис. Карусельный конвейер (замкнутого контура).

Рис, Комбинированная транспортная система, дополненная роботами.

Используются также трубопроводы газовых и жидких технологических сред, магнитные транспортеры для бесконтактной транспортировки ферромагнитных деталей, пневматические, на воздушной подушке и т.п..

Роботы могут
- перемещать детали с конвейера на координатный стол станка (загрузка),

- перемещать детали от одного модуля к другому, являясь основой АЛ,

- выполнять технологическую операцию (покраски, сварки и т.п.)

Рис. Робот на загрузке станка.

Самоходные транспортные средства.

Навигация самоходных ТС производится

- по заданным программам перемещения,

- по направлению, корректируемому датчиками положения, перемещения, расстояния,

- с помощью радиолокации,

- вдоль (белой) линии, отражающей световые лучи,

- вдоль полосы магнитного лака,

- вдоль заделанного в пол проводника с током (легко коммутировать трассы),

- по рельсам (коммутирование с помощью стрелок),

- по желобам,

- по подвесным консолям,

- по вертикальным стойкам.

Рис. Самоходное ТС, ориентирующееся по границе двух цветов.

Рис.. Самоходное ТС, ориентирующееся по цветной полосе.

Рис. Лазерная и магнитная навигация ТС.

Безопасность ТС обеспечивается с помощью бампера: контактного, оптического, ультразвукового.

Типы навигационных датчиков:

- контактные путевые выключатели,

- линейки дискретных фотодатчиков,

- локационные (лазерные, СВЧ, инфракрасные, ультразвуковые.

Кроме “путевой” автоматики самоходные ТС могут снабжаться

- системой распознавания,

- датчиками прибытия (фотоэлектрических, касания или давления, контактных, емкостных, магнитных и т.п.,

- датчиками окончания разгрузки: уровня, давления и т.п.,

- устройствами перепрограммирования, в том числе и дистанционными,

- устройствами подзарядки от причалов.

Адаптация технической документации АП РЭС.

Отсутствие человек на рабочем месте требует изменений технической документации.

Конструкторскую документацию (КД) на изготовляемое устройство необходимо адаптировать к конкретной автоматизированной линии (АЛ). При составлении ТЗ на корректировку КД необходимо учитывать

- маркировку идентификационного признака (№ чертежа, код) в зависимости от применяемой системы распознавания,

- возможности контроля параметров,

- возможности проведения автоматизированных сборочных операций,

- элементы транспортировки,

- необходимость совмещения выводов ЭРЭ с контактными площадками платы, а также - с рабочим полем автоматизированного модуля (координатным столом, приспособлением на конвейер и т.п.).

1. Маркировка деталей ЭМ должна быть пригодна для автоматического считывания и зависит от типа идентификатора, входящего в состав автоматизированного модуля или линии.

Рис. Идентификатор печатной платы – штрихкод.

2. Контроль операций требует:

- расположения ЭРЭ и контактных площадок, доступных для контрольных щупов,

- такой разбивки схемы на платы, чтобы можно было проверить все тракты,

- обеспечения регулировки узла только элементами самого узла,

- дополнительных измерительных датчиков и элементов контроля (тонкопленочных сопротивлений-свидетелей, обкладок резистора, измеряющего сопротивление изоляции многослойных печатных плат, температурного датчика в виде печатного резистора и т. д.).

3. Для автоматизированной сборки необходимо предусмотреть

- проведение пайки или сварки с внешней стороны деталей,

- ключ, если деталь должна быть ориентирована определенным образом,

- регламентацию зоны установки изделий (свободной оставляют края платы и вокруг каждого элемента,

- переход от объемной сборки к плоской,

- наличие на сопрягаемых деталях поверхностей, обеспечивающих самоустановку (конусы, фаски, уступы),

- при безразличной установке детали предпочтительна ее симметрия.

4. Для перемещения изделия необходимы элементы транспортировки.

Форма деталей не должна мешать транспортировке. Необходимо избегать заклинивания при виброподаче, что достигается фасками на острых углах.

5. Для позиционирования, ориентирования и базирования (совмещения баз детали и базы оборудования) детали, тары и оснастки необходимо

- введение асимметрии формы детали (на выступающей части сделать лыску, а на поверхности - дополнительный асимметричный штифт, у платы срезать угол),

- поместить реперные знаки на платах в виде простых геометрических фигур,

- отверстия вблизи ключа навесного элемента для совмещения с помощью фотоэлектрического датчика,

- для оснастки использовать выдвигающиеся штифты, и т.п..

6. Для сопряжения деталей с оснасткой необходимо предусмотреть

элементы сопряжения: фиксирующие отверстия, места расположения зажимов.