metod_15.03.04_atppp_atpip_ump_2016 (Методические документы)

МИНОБРНАУКИ РОССИИФедеральное государственное бюджетное образовательноеучреждение высшего образования«Московский технологический университет»МИРЭАСОГЛАСОВАНОУТВЕРЖДАЮУчебно-методический советДиректор ИнститутаИнститута информационныхинформационных технологийтехнологий____________________А.С. Зуев____________________«____» ______________ 2016 г.«____» ______________ 2016 г.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТНаправление подготовки:15.03.04 «Автоматизация технологических процессов ипроизводств»Профиль:"Автоматизация технологических процессов и производств впромышленности"Составитель:доц.

к.н. Руднева Лора ЮрьевнаМосква 2016Лабораторная работа I. Выбор компоновочныхрешений роботизированных технологических комплексовметодом математического моделированияЦель работыИзучить применение метода моделирования к выбору ианализу компоновочных решений роботизированныхтехнологических комплексов.Описание работыПри проектировании и эксплуатации роботизированныхтехнологических комплексов (РТК) одной из наиболеесложных задач является выбор такой организационнойструктуры и компоновки, которая бы обеспечиваламаксимальнуюэффективностьфункционированияивзаимодействия всех элементов (частей) РТК с учетомконкретной производственной ситуации.

Решение этойпроблемы требует рассмотрения во взаимодействии какединойсложнойпроизводственнойсистемывсегоимеющегося у проектировщиков (в банке данных - БД),многообразия технических средств (основного оборудования,транспортных средств, роботов и др.), а такжеорганизационной структуры их обслуживания и обеспечения.В функции промышленного робота (ПР) в составе РТКвходят как транспортные операции, связанные с переносомдеталей от одного станка к другому, так и загрузка-выгрузкадеталей на одной позиции (станке).

Обслуживаниенескольких станков одним ПР снижает затраты, т.е. работастанков организуется по принципу многостаночногообслуживания. В этом случае возможны потери времени изза ожидания станками заготовок, если одновременно на нескольких, позициях (т.е. станках) возникает потребность вновых заготовках. Время ожидания t м с приводит кпотерям, которые определяют на основе теории массовогообслуживания [l.5] .В общем случае время цикла Tц при обработкедеталей на станках с ЧПУ определяется как сумма основного(машинного) времени tм, времени контроля tk, времениавтоматической смены инструмента fи и вспомогательноговремени tв:Òö  tm  tâ  tk  tu(I.I)Время ожидания при многостаночном обслуживанииявляется частью цикловых потерь.

Среднее время цикла среднее время обслуживания - связано с тем, что заказыносят случайный характер. В этом случае интенсивностьпоступления заявок от станочных систем может бытьзаписана как{где1TöТц-среднее время цикла для всех деталей,обрабатываемых на данном РТК.Доказано, что распределение заявок на обслуживаниеблизко к закону распределения Пуассона. В этом случаефункция вероятности для заказов имеет следующий вид :Pk  k * e K!где К = 0,1, ..., тВероятность Р0 при k = 0 означает отсутствие заявок наобслуживание, Р1 - вероятность появления единичной заявкии Т.Д.В данной лабораторной работе рассматриваются двенаиболее распространенные компоновки РТК, используемыев промышленности.

В первом случае (рис. I. I) робокар илипортальный робот обслуживает несколько станков,транспортируя заготовку из центрального накопителя (ЦП) изагружая ее на станок, предварительно выгрузив готовуюдеталь. В данной компоновке применяют робот с однимохватом. Во время загрузки-выгрузки станок простаивает.Характеристикиробототехническихкомплексов(си.рис.1.1) можно определить уже на стадии эскизногопроектирования,используятеориюмассовогообслуживания, и выбрать наиболее рациональный варианткомпоновки РТК, характеризующийся минимальными потерями времени и максимальным использованиемимеющегося технологического оборудования.Для расчета необходимы данные по интенсивностипоступления заявок на обслуживание ν числу станков,измерительныхивспомогательныхпозицийиинтенсивности обслуживанияνРис.

1.1. Вариант компоновочного решения ПКкоторая определяется как отношениеобслуживания То б в единицу времени, т.е,среднеговремени1Tî áСтаночные системы с однозахватным манипуляторомпредставляет собой замкнутую систему с внутреннейорганизацией F I F O (first in first out - первый пришел, первыйушел).В станочной системе число заявок на обслуживание можетбыть равно К = О, 1, 2, ..,n .

Исходя из этого возможныследующие основные состояния:Е0 (K =0) -все станки работают, манипулятор стоит;E1 (К = 1) - все станки, кроме одного работают,манипулятор обслуживает станок, от которого поступила заявкаЕ2 (К = 2) - работают (m - 2) станка, один станокобслуживается манипулятором, один станок ожидает;Em (К * m ) _ вое станки стоят, один станок обслуживается манипулятором, остальные ожидают.В соответствии с теорией массового обслуживания вероятность перехода в состояние Ек определяется какm!   Pk   P0(m  k )!   , где k = 0, 1,…, mkP0 - вероятность того, что все станки работают.Коэффициент простоя одного станка из-за ожидания примногостаночномобслуживании1 mK c   (k  1) * Pkm kc  28Для системы станков с двухзахватным манипуляторомосновные формулы расчета остаются теми же, но имеется рядособенностей:1.

При использовании двухзахватного манипулятораосуществляется предварительный вызов на обслуживание.2. Если поступает один заказ на доставку новой детали кстанку и предварительная заявка на обслуживание следуетсвоевременно, то простой станка связан только со времененсмены заготовки Tсв. В этом случае времени на обслуживаниезатрачивается меньше, чем в варианте с однозахватнымманипулятором;3. Если заявки приходят от Нескольких станков, то система,работает так же, как и в случае с однозахватным манипулятором.С учетом этих особенностей при расчетах для системы соднозахватным манипулятором интенсивность обслуживания привыполнении одиночной заявки определяют как1 1Tes- 12 -Основные характеристики вычислительного комплексаБыстродействие 500 тыс.

оп/с.Разрядность (число регистров) 16/3.Минимальный объем ОЗУ/ПЗУ 64/8 Кбайт.Основные этапы подготовки программы для моделированияВ качестве языка программирования используется языквысокого уровня ПАСКАЛЬ. Программа моделирования работыРТК хранится на гибком магнитном диске (дискете). Для еёзагрузки в микро-ЭВМ необходимо в гнездо накопителя нагибких дисках вставить дискету с операционной системой (окноI), а дискету с программой моделирования - в окно 2.На клавиатуре набирается Х2, после чего начинается загрузка операционной системы в центральный процессор.

В это времяна экран дисплея выводится информация о ходе загрузкиоперационной системы. После появления в левом нижнем углуэкрана точки можно запускать программу моделирования. Дляэтого на клавиатуре необходимо набрать команду RV MODEL инажать клавишу [BK].

В результате работы программы на экранедисплея появляется первая компоновка РТК, затем надпись"ПОДХОДИТ? ДА-1". Если данная компоновка устраивает, тонеобходимо нажать клавишу с цифрой I и клавишу [BK]. Еслиданная компоновка не нужна, то нажимается любая клавиша сцифрой (кроме I) и клавиша [BK]. На экране дисплея появляетсякомпоновка РТК с двухзахватным манипулятором и вопрос"ПОДХОДИТ? ДА-1". Дальнейшие действия операторааналогичны описанным ранее.После набора цифры I и нажатия клавиши [ВК] на экранепоявляются вопросы, позволяющие ввести исходные данные длярасчета.

После набора нужной информации для ее ввода в ЭВМнеобходимо нажать клавишу [ВК].После окончания ввода исходных данных на экране дисплея- 13 -появляются результаты расчетов, которые необходимо перенестив отчет по лабораторной работе, на их основаниипроанализировать работу РТК и выбрать наилучшуюкомпоновочную схему.Отчет о работе1. Исходныеданные о номенклатуре обрабатываемыхдеталей.2.

Выбранная компоновка роботизированного комплекса.3. Анализ результатов моделирования.4. Листинг результатов моделирования.5. Выводы.Контрольные вопросы1. Какие функции выполняет ПР в РТК?2. Чем отличается последовательностьработы ПР впредлагаемых компоновках РТК?3. Какие состояния возможны при работе РТК?4. Какие особенности учитываются при моделированииработы РТК с двухзахватными роботами?- 14 -Лабораторная работа 2. Выбор оптимальной компоновкимногопозиционного станка с ЧПУ в зависимости отпроизводственных условийЦель работы1. Исследовать эффективность использования различныхкомпоновок станочного оборудования в зависимости отколичества типоразмеров обрабатываемых деталей, длительностицикла изготовления деталей, годовой программы выпуска,длительности переналадки и других показателей.2.