Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (830798), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Модуль состоит изавтоматического станкалей8.2и магазинаПромышленный робот7 для заготовок и обработанных дета4 служит для перемещений заготовки в рабочуюзону станка и обработанной детали из рабочей зоны.14.2. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАППЫХСТАНОЧНЫХ СИСТЕМ14.2.1. АССкак объект проектированияПроектирование любого изделия (станка, приспособления и т. д.) состоитиз нескольких этапов.14.2.
Основы проектирования автоматизированных станочных систем189Выявление потребностей проектирования обусловлено установлениемфакта существования проблемы, в соответствии с которой необходимо новоеконструкторское решение оборудования.Постановка задачи заключается в детальном описании изделия, подлежащего проектированию, его физических и функциональных характеристик,стоимости, качества и рабочих параметров.Синтез, анализ и оптимизация проектирования тесно связаны между собой и многократно повторяются в процессе проектирования.
Итеративныйхарактер этих этапов проявляется в том, что вначале проектировщик определяет концептуальную основу создаваемой системы, затем эта концепция подвергается анализу и усовершенствуется по его результатам, после чего следует повторное воплощение в проектное решение. Этот цикл повторяется до техпор, пока не будет получено решение, оптимальное в понимании разработчика. Спроектированный узел или система синтезируется в рамках окончательного проектного решения также с использованием итеративных методов.Оценка связана с рассмотрением проектных характеристик конкретноговарианта и сопоставлением их с требованиями, определенными на этапе постановки задачи.
Для проведения такой оценки часто бывает необходимо изготовить и испытать опытный образец (прототип) в целях получения реальных рабочих характеристик, параметров качества, надежности и т. д.Производительность АСС является важнейшим фактором при их проектировании и эксплуатации. Математическую основу теории производительности составляют уравнения, связывающие показатели производительностимашин и производительности труда с технологическими, конструктивными,структурными, стоимостными и другими показателями оборудования. Темсамым теория производительности позволяет не только рассчитывать количественно производительность машин или экономическую эффективность ихвнедрения, но и анализировать различные возможные варианты автоматизированного оборудования, выбирать такие параметры проектируемых машин,которые являются оптимальными и обеспечивают максимальную производительность или наибольший экономический эффект.Основные положения теории производительности были сформулированыГ.А.
Шаумяном. Сущность предложенного им метода состоит в том, что математически непосредственно связываются между собой технические и экономические показатели АСС, образуя в совокупности математическую модель взаимосвязи показателей ее производительности и эффективности. Темсамым появляется возможность количественно определять, как влияют любые изменения технических показателей анализируемых вариантов на экономические.Структурная схема математической модели АСС (рис.14.6)включает всебя:первичные параметры, характеризующие технологию, конструкцию, компоновку и уровень эксплуатации АСС: режимы и общая длительность обра-19014.
Проектирование автоматизированных станочных системРис.14.6.моделиСтруктурная схема математическойвзаимосвязипоказателейпроизводительности и эффективности АССботки lp, время холостых ходов цикла lx.x, собственные внецикловые потери lcконструктивных элементов, число рабочих позицийqи участков nуч, на которое разделена АСС. Кроме того, эти параметры определяют длительностьрабочего цикла Т и собственные суммарные внецикловые потери !с,., характеризующие работоспособность АСС;определяющие параметры <р,cr,в, ◊,N,которые представляют собой технико-экономические показатели сравниваемых вариантов соответственно попроизводительности, стоимости, количеству обслуживающихудельным эксплуатационным затратам, сроку службы;рабочих,постоянные для данной модели параметры, которые входят в уравнениякак константы, например нормативные показатели а 1 и а2 по амортизационным отчислениям и текущим эксплуатационным затратам соответственно;параметры, характеризующие экономическую эффективность: рост производительности труда л., нормативный коэффициент эффективности капиталовложений Ен, приведенные затраты Спр и др.Важным достоинством такой математической модели является ее реверсируемость.
С одной стороны, зная фиксированные числовые значения первичных (определяющих) параметров (например,v, s,lx.x,q),можно определить значения экономических показателей и тем самым выбирать наилучшийвариант из технически возможных (прямая задача). С другой стороны, задаваясь требуемыми или оптимальными параметрами экономических показателей (например, допустимым или минимальным сроком окупаемости), можнополучить требуемые значения технических или экономических параметров,вплоть до первичных.Таким образом, математическая модель теории производительности позволяет независимо от принятых критериев экономической эффективности,типа оборудования и его специфики решать следующие задачи расчета ипроектирования:выбирать экономически наиболее эффективный вариант на основе инженерного анализа конкретных технико-экономических параметров сравнивае-14.2. Основы проектирования автоматизированных станочных систем191мых вариантов (производительности и надежности в работе, стоимости, количества обслуживающих рабочих, сроков проектирования и службы и т.
д.);определять исходя из требуемого экономического эффекта, каким сочетанием технических показателей должны обладать проектируемые АСС, а также количественно оценивать граничные условия автоматизации;оптимизировать технические показатели проектируемых машин по экономическим критериям.Повышение любых экономических показателей новой техники, количественно определяющих технический прогресс производства, является следствиемсовершенствованиятехили иныхтехническихилиэкономическихпоказателей (интенсификации режимов обработки, повышения надежностимеханизмов и устройств, снижения стоимости и т.
д.). Математические и моделитеориипроизводительностипозволяютколичественноанализировать,как влияют те или иные направления развития технологии и конструированияна технический прогресс, т. е. оценивать перспективы различных направлений автоматизации.Повышенный интерес к разработке средств, реализующих гибкую «безлюдную» технологию, объективно основан на современной ситуации, которая сложилась в мировом промышленном производстве, характеризующемся,с одной стороны, быстрой сменяемостью заказов и, а с другой-возрастающими дефицитом и стоимостью квалифицированной рабочей силы.Для проектирования ГПС необходимо достаточное количество исходнойинформации, поэтому проводят так называемые предпроектные исследования.Начинают их с анализа производства, так как проектируемая ГПС должнапрежде всего вписаться в структуру производства организационно.
В результатеанализа устанавливаютсяноменклатура,численность, партионность,конструктивно-технологические особенности деталей, особенности сборочногопроизводства, его ритмичность, организационно-технические характеристики.Получение достаточной информации для проектирования ГПС являетсясложной задачей и требует самостоятельных исследований. Входную информацию можно разделить на две группы:информация об изделии (детали), которое необходимо изготовить: показатели качества, периодичность изготовления, число деталей, производимыхпо неизменным чертежам, приблизительные затраты (средняя себестоимостьизделий) и т. д.;информация, необходимая для проектирования отдельных подсистем:данныеонадежностиотдельныхэлементовподсистем,ихконструкции,функциональных возможностях, стоимости и т.
д.В настоящее время, проектируя ГПС, не удается получить полную информацию как по первой, так и по второй группе. Причем недостаток информации об изделиях, которые необходимо изготовить, приводит к неточнойформулировке служебного назначения ГПС, а следовательно, к тому, чтоспроектированные ГПС не будут оптимальными. Важно знать подсистемы,14. Проектирование автоматизированных станочных систем192функционирующие в ГПС, и иметь возможность рассчитать их характеристики. Рассматривая ГПС как сложную систему, можно представить ее совокупностью приведенных ниже отдельных подсистем:конструкторской;технологической;заготовительной;инструментальной;метрологической;транспортной;складской;организационно-экономической;программно-технической;надежности и диагностирования;управления;автоматизированного проектирования.Для создания общей методологии проектирования ГПС необходимо нетолько исследовать каждую из подсистем, но и выявить и описать связи между ними.
Таким образом, основные задачи решения проблемы создания ГПСследующие:в области технологии-разработка теоретических основ АСТПП и САПРтехнологических процессов для изготовляемых деталей; решение задач обеспечения требуемой точности изготовления деталей на этапах установки,настройки и обработки; разработка основ построения систем инструментообеспечения и оснастки, а также автоматизированных систем подготовкиуправляющих программ для оборудования;в области транспортно-накопительных систем-создание робототехнических систем для транспортно-складского обеспечения ГПС на основе перспективных средств микропроцессорного управления и современной элементной базы; классификация деталей и производств, позволяющая разрабатыватьунифицированнуютарудлятранспортированиякаждойгруппыдеталей (паллеты, кассеты, магазины, накопители, бункеры, поддоны и т.
д.);разработкаформализованногопредставленияэлементовитранспортноскладских систем; создание системы автоматизированного выбора транспортно-складской системы для заданных групп деталей в зависимости отчисла деталей в партии, технологии и оборудования;в области программно-математического обеспечения управления ГПС-выбор эффективных операционных систем реального времени для микроЭВМ с учетом их проблемной ориентации в сетях управления производством, а также разработка сетевых операционных систем, удовлетворяющихтребованиям эксплуатации в системах управления (по скорости реакции назапросы, удобству адаптации к конкретной версии системы управления,удобству организации взаимодействия задач на разных машинах и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
