Курс лекций - Управление техническими системами, страница 13

Кроме того, ониприменяются в тех случаях, когда возмущающие воздействия в технологическом процессе значительны и носят случайный характер, что дает возможностьучесть данные отклонения в УП или скорректировать с пульта в процессеуправления.Адаптивные СЧПУ различаются способами адаптации, видами организации измерительных систем, способами организации адаптивного управления иразновидностью аппаратных средств, с помощью которых организуется адаптивное управление. По принципу адаптации различают адаптивные СЧПУ: сфункциональным регулированием, в которых процесс адаптации осуществляется регулированием параметров, функционально зависящих от отклонившихсявеличин; с экстремальным регулированием, целью адаптации которых являетсяполучение максимального или минимального результата; с оптимальным регулированием, где ведется регулирование многих параметров на оптимальный результат по комплексному критерию оптимальности.Адаптивные СЧПУ могут различаться способами контроля параметров,вызывающих возмущающее воздействие, и способами воздействия на параметры регулирования, посредством которых, как правило, ведется адаптация с учетом новых условий управления.

Чаще всего параметрами, которые являютсявозмущающими или регулирующими, бывают мощность и сила резания, диаметр обработки, припуск на обработку, температура в зоне резания, деформация в системе станок — приспособление — инструмент — заготовка, износ режущего инструмента и т. д.Адаптивные СЧПУ могут различаться числом каналов регулирования,видом и законом регулирующих воздействий.2. Адаптивная СЧПУ с применением оптимального регулирования построена на базе универсального УЧПУ с соответствующим дополнительнымматематическим и программным обеспечением (Рисунок 42).57P z*υsРМППБО1NБМКZυz maxZυz maxБУ1ДТω minυs*ПРIω*ω maxБУ2ωБСБО2ГПA*УССЭРККГДСПФУДКАРКБЛω minω maxωДКА0Рисунок 42 - Функциональная схема адаптивной СЧПУФункциональная схема устройства адаптации включает в себя следующиеузлы: узел, в котором проходит процесс резания (ПР) и измеряются необходимые параметры процесса обработки; упругая система станка (УСС), котораяпредставляет собой фактическую систему станок — приспособление — инструмент — заготовка; привод подачи (ПП); главный привод (ГП); датчик синхронизации схемы с частотой вращения шпинделя (ДС); датчик, измеряющийамплитуду колебаний (ДК), датчик тока или мощности (ДТ), усилитель датчикаколебаний (УДК) блок масштабирования сигнала обратной связи по мощностии компенсации сигнала, создаваемого током холостого хода (БМК) блоки ограничения сигналов управления скоростью подачи (υs) и частотой вращенияшпинделя (Б01, Б02); командный генератор (Г); полосовой фильтр (ПФ) блоксогласования (БС) блоки умножения (БУ1, БУ2); экстремальный регулятор колебаний изменением частоты вращения шпинделя (ЭРК) регулятор колебанийизменением скорости подачи, (РК) блок логики для сравнения частоты вращения шпинделя с заданными параметрами (БЛ); регулятор мощности (РМ); физические величины, характеризующие в процессе обработки скорость подачи,частоту вращения шпинделя, амплитуду колебания, силу резания (мощность) иток нагрузки.На основании комплексного критерия оптимальности в адаптивнойСЧПУ реализуется несколько алгоритмов оптимального автоматического регулирования с полной или частичной реализацией функции оптимальности.

Такой метод осуществляется поочередным регулированием установки приоритетапо тому или иному алгоритму управления или совместным регулированием повсем необходимым параметрам этого критерия. Адаптивная СЧПУ может реализовывать несколько алгоритмов автоматического регулирования параметровтехпроцесса.58Тема 3.5 Гибкие производственные системы и гибкие производственные модули1.2.3.4.Основные термины и определения ГПСГибкие автоматизированные линииУправление ГПССовременные тенденции в использовании ГПС1. Гибкая производственная система (ГПС) представляет собой совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных едиництехнологического оборудования и систем обеспечения их функционирования вавтоматическом режиме в течение заданного интервала времени.

Любая ТПСобладает свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.Роботизированный технологический комплекс (РТК) состоит из единицы технологического оборудования, промышленного робота и средств оснащения (устройств накопления, ориентации и поштучной выдачи изделий). РТКможет функционировать автономно, осуществляя многократно циклы обработки. Если РТК предназначены для работы в составе ГПС, то они должны иметьавтоматизированную переналадку и возможность встраивания в систему.Гибкий производственный модуль (ГПМ) — это единица технологического оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры вустановленных пределах значений их характеристик, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая функции, связанные с производствомизделий, и имеющая возможность встраивания в ГПС.По организационным признакам можно выделить 3 разновидности ГПС:ТАЛ, ГАУ и ГАЦ.1) В гибкой автоматизированной линии (ГАЛ) технологическое оборудование расположено в принятой последовательности технологических операций.2) Гибкий автоматизированный участок (ГАУ) функционирует по технологическому маршруту, в котором предусмотрена возможность измененияпоследовательности использования технологического оборудования.3) В состав г и б к о г о а в т о м а т и з и р о в а н н о г о ц е х а (ГАЦ) входят в различных сочетаниях гибкие автоматизированные линии, роботизированные технологические линии, гибкие автоматизированные участкии роботизированные технологические линии и участки для производстваизделий заданной номенклатуры.Таким образом, ГПС — это организационно-техническая производственная система, позволяющая в условиях мелкосерийного, серийного ив отдельных случаях крупносерийного многономенклатурного производства заменить с минимальными затратами и в короткий срок выпускаемую продукцию на новую.В структуре типовой ГПС необходимы три группы компонентов:технологическая, управления и подготовки производства.

Каждая из ука59занных групп компонентов, образующих соответствующую систему (илиподсистему), является человеко-машинной, в которой наиболее трудоемкие функции выполняются входящими в систему средствами вычислительной техники, а творческие функции — конструкторами, технологами и организаторами производства, работающими на АРМ.Т е х н о л о г и ч е с к а я система представляет собой совокупностьосновного и вспомогательного технологического оборудования и реализованного на нем технологического производственного процесса, который может быть механообрабатывающим, сборочным, литейным, кузнечнопрессовым, сварочным, гальваническим и т.

д. Производственныефункции выполняются с помощью специфических для каждого вида производства технических средств, построенных на модульной основе.При этом решаются следующие задачи: комплектация, складирование, транспортирование и промежуточное накопление исходного материала, заготовок, полуфабрикатов и технологической оснастки; обработкаи сборка объектов производства; контроль заготовок, полуфабрикатов иготовой продукции; контроль параметров технологического процесса исостояния инструмента, уборка отходов производства (стружки, облоя,литников); подача вспомогательных материалов (смазочного материала,охлаждающей жидкости, формовочных материалов).Производственная г и б к о с т ь ГПС определяется технологической, структурно-организационной и параметрической гибкостью.

Приэтом под гибкостью понимают приспосабливаемость ГПС к изменениям,связанным с выполнением производственной программы. Производственная система считается гибкой и быстропереналаживаемой без существенных затрат, если при изменении объектов производства не меняетсясостав компонентов системы и состав информационных связей.2. Обычно станочные автоматические линии, созданные для обработки одной конкретной детали, очень сложно использовать для обработки новой детали, даже аналогичной по конструкции. Принципиальноновые средства автоматизации, появившиеся в виде ГПС, позволили создать для таких производств гибкие автоматизированные линии (ГАЛ).ГАЛ предназначены для групповой обработки нескольких заранееизвестных аналогичных по конструкции и технологии изготовления деталей.

Они состоят из переналаживаемых агрегатных станков и станков сЧПУ, объединенных единой автоматической транспортной системойСтанки с ЧПУ используют в таких линиях при сложных циклах обработкии при необходимости реализовать контурное управление. Технологическое оборудование ГАЛ расположено в принятой последовательноститехнологических операций.Широкое распространение получили ГАЛ, создаваемые на базе агрегатных станков со сменными шпиндельными коробками для обработкикорпусных деталей.60На рисунке 43 показан пример такой линии, в состав которой входят: два комплекта унифицированных узлов 1 и 6 для механообработки,две автоматически действующие секции конвейеров шпиндельных коробок 2 и 4, стеллаж 3 для складирования не используемых в заданномцикле работы шпиндельных коробок, три позиции 10 установки заготовокна зажимные приспособления-спутники,транспортная система автоматической подачи деталейсо спутниками на рабочиепозиции 11 и 8 (позиция 9для промежуточного контроля деталей).

Комплекты унифицированных узлов имеют силовой стол средуктором 7 для крепления сменных шпиндельных коробок 5, устройствоподачи к силовому столушпиндельных коробок 12,набор секций конвейерови поворотных столов. Налинии используется до 28многошпиндельных коробок, которые на спутникахтранспортируются в нужный период цикла обработки к силовому узлу,где поочередно автоматически закрепляются.

Припереналадке новый комплект коробок загружаетРисунок 43 - Компоновка ГАЛ со сменными шпинделься ни конвейер со склада.ными коробкамиТакже большее применение находят в ГАЛ для обработки деталей типа тел вращения и корпусных деталей агрегатные станки с ЧПУ, создаваемые из комплектовунифицированных узлов (столов различных типов, механизмов автоматической смены инструмента).3. Управление ГПС реализует комплексные многофункциональныеиерархически построенные автоматизированные системы управления(АСУ), в которых можно выделить две функциональные составные части:- управления технологическими процессами (АСУТП)- организационно- - технологического управления (АСУОТ).Первая решает задачи группового управления технологическим итранспортным оборудованием, а вторая – задачи планирования, диспетче61ризации и учета хода производства.

Обе составные части АСУ ГПС тесновзаимосвязаны между собой как аппаратными, так и программными средствами.АСУ ТП предназначена для выработки управляющих воздействий накомплексы (группы) основного и вспомогательного оборудования ГПС,передачи управляющих программ и другой требуемой информации в устройства локального управления (системы ЧПУ оборудованием, устройства электроавтоматики), приема информации от устройств локальногоуправления, а также для организации хранения в памяти ЭВМ библиотекиуправляющих программ и всей необходимой технологической документации.