Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (862477), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Проектирование автоматизированных станочных систем202ПроизводительностьQстанка с ЧПУ за сменумин) в этом случае(480будет определяться выражениемгдеtc -48011 загр=Q стТер + / с + 0 пер / Zсобственные простои станка; 0пер -(14.4)'потери времени по переналадкестанка при переходе с изготовления одной партии деталей к другой, 0пер= 0пер! +0пер2s ; 0пер!время переналадки, не зависящее от среднего числа-=sрабочих проходов (например, время смены приспособления); 0пер2 то же,зависящее от среднего числа s рабочих проходов (например, время сменыинструмента в магазине инструментов).Надежность станка с ЧПУ количественно может быть оценена как собственные простои станка, приходящиеся на одну минуту его безотказной работы:С учетомВ = tc/Tcp·(14.5) формула (14.4) примет вид=Qст(14.5)48011загрТер (1 +В)+ 0пер/ Z(14.6)Таким образом, производительность станков с ЧПУ зависит от следующих факторов:обрабатываемых изделий и технологических процессовтехнологического оборудования по быстродействиюUcp, А, s, п);(t 1, t2, t3, t4) , надежности (В) и мобильности (0пер);условий производства (11загр,Таблицаz).14.3Сравнительная характеристика станков с ЧПУ и ручным управлениемМодельlcp p,станка1651Ф31636960ВМФ22Б635lp,минмин0,620,2510106,26,25120120sпА111210251212114442440,30,157,438,50,10,220,262lз140,75 0,06 0,53 0,21,5 6,10перl 0пер2 0пер201035384,50,42,72,96520677,3в11 псп1lзагр0,30,020,230,050,710,950,810,850,710,740,760,75Сравнительная характеристика токарных станков 1651Ф3 и163,а такжестанков для обработки корпусных деталей 6960ВМФ2 и 2Б635 приведена втабл.14.3.14.3.3.
Оценка факторовожидаемой производительностив стендовых условияхВ стендовых условиях (исследование на холостом ходу) можно замеритьотдельные характеристики станка по быстродействию, мобильности, надежности. Например, установить среднее время загрузки и съема деталей, смены14.3. Расчет основных napaiwempoв и характеристик станочных систем203места обработки и инструмента и т. д. Подставив полученные характеристикиоборудования в численном виде в уравнение производительности( 14.4),можно, не прибегая к производственным испытаниям, рассчитать и оценитьпроизводительность станка при изготовлении различных деталей.Время обработки на станке с 1ПIУ можно, исходя из чертежа детали иданных по режимам резания, определить по формулеtµ±, Vs;= i2_ = ь_ + ½i=IгдеVs1+ .
. . + Ls 'VszVssдлина обработки при i-м переходе;L; -минутная подача при i-мVs; -переходе.Времяtcpz определяется скоростьюlcp2ПеремещениеприL;быстрых перемещений= L; /vб.п ·обработкетиповых деталей имеет определенныйзаконраспределения,v 6 _11 ,10янием. Например, при обработке кор5пусных деталей (гидрораспределителей) перемещения на расстояния от80мм составляютм /мин1 5г-----:::::::===-----=:::::==,,_,характеризую щийся средним значением Lcp и расседоv6 _0 и длиной L;:70 %20овсех пере100200L, мм300мещений. Скорость Vб.п также зависитРис.от значениярых перемещений v6 .п от длиныL(рис.14.8).Цикл обра14.8.Зависимости скорости быстботки таких деталей на универсальремещенияном станке 2Б635 и станке с ЧПУэлектрическогогидравлическогоLпе(1)и(2) приводов подач6906ВМФ2 составляет соответственно220и129мин.
При этом, согласно формулеравна соответственно1,85 и 3,16 шт.(14.6), производительностьбудетв смену.14.3.4. Имитационное моделирование АССМетоды машинного моделирования находят широкое применение в задачах исследования и проектирования производственных систем. В отличие отреальных систем механосборочного производства, вариации параметров которого для целей экспериментальных исследований допускаются лишь в исключительных случаях и при весьма строгих ограничениях, машинные имитационныемодели используют для проведения самых разнообразных исложных экспериментальных исследований, организованных по образу и подобию лабораторных стендовых испытаний.При машинном моделировании механосборочного производства и егосоставных частей выпуск продукции и работа системы имитируются в некотором принятом масштабе времени, чем обеспечиваются квазиэкспериментальныеусловия для изучения процессови параметров производства,его14.
Проектирование автоматизированных станочных систем204систем, частей и т. д. Значения переменных, характеризующих состояниесистемы, шаг за шагом регистрируются во времени и обрабатываются статистически. Таким образом, при имитации необходимо лишь возможно более полно и точно обеспечить подобие процессов, необходимых на практике, и процессов, воспроизводимых при машинных экспериментах с моделями.Сэтой цельюразрабатывают методы исредства моделирования,которые определяют возможности имитационного подхода как метода решения практических задач, возникающих при анализе различных аспектовмеханосборочного производства.Достоверность получаемых при моделировании результатов зависит отточности имитации реального поведения, степени адекватности имитационной модели и моделируемой системы.
Последнее относится как к объему иликомплексности модели, так и к проблемам имитации различных структурныхпредставлений систем, а также к стохастическим аспектам имитации. На базеимитационногоподходаприпроектированииудаетсяотносительноточноопределять многочисленные параметры производственных систем, технологических машин, линий и т.
д. В качестве необходимых начальных сведенийпри этом используют вид выпускаемой продукции, интенсивность производства, требования к точности и производительности оборудования, параметрыотдельных технологических операций и т. п. В этом случае проектируемуюсистему воспроизводят с помощью ЭВМ в точно подобранном масштабевремени и получают при имитации значения отдельных параметров, которыелибо невозможно, либо очень трудно вычислить аналитически.Специально спланированными изменениями, вносимыми во время машинных экспериментов в модели проектируемых и исследуемых на ЭВМтехническихипроизводственныхсистем,удаетсяуправлятьпараметрамисистем, добиваясь их изменения в заданном направлении.
Полученные в результате имитации значения параметров будут соответствовать практическидостигнутым значениям лишь в пределах статистической точности. Неустранимые вероятностные ошибки будут пренебрежимо малы, если обеспечиваетсядостаточноширокоепроведениестатистическихэкспериментовиневводятся ограничения на затраты по подготовке машинных экспериментов.Естественно, что в каждом конкретном случае затраты на машинный эксперимент учитывают и сопоставляют с преимуществами, приобретаемыми врезультате получения лучших оценок параметров проектируемой технической или производственной системы.При известной целевой функции для производственной или техническойсистемы можно получить значение этой функции в каждом имитационномэксперименте. При этом условии, применяя поисковую стратегию, целенаправленной вариацией существенных параметров модели удается определить оптимальные или близкие к ним (квазиоптимальные) решения.
Дляцелей имитационного моделирования разработаны специальные языки мо-14.3. Расчет основных napaiwempoв и характеристик станочных системделирования, среди которых наиболее распространены205Simula, SimscriptиGPSS.Существует множество различных методов моделирования процессов,например с помощью аналитических средств( составлениепараметрическихфункций и уравнений) или средств графоаналитики (сети Петри, графы, блоксхемы). Если учитывать сложность проектируемых производственных системи требования к методу моделирования (простота разработки модели, удобство использования и очевидность результатов), то на первое место выходитимитационное моделирование.
Именно оно способно учесть комплексность исложность систем, стохастичность некоторых ее параметров.Имитационное моделирование позволяет определять искомые характеристики проектируемых АСС без точного математического описания характера потока заявок, дисциплины обслуживания и т. д. Имитационное моделирование-это проведение нескольких сотен расчетов по выбору структуры, реализации АСС при изменяющихся состояниях системы. Изменениепараметров и состояния определяют с помощью законов распределения идатчиков случайных чисел-электронных устройств, вырабатывающих сравной вероятностью любое число от О до1по одному из существующихзаконов распределения.
Датчики случайных чисел позволяют произвольно«разыгрывать» возможные состояния системы.Как правило, компьютерные системы моделирования производства представляют собой средства динамического моделирования различных дискретных процессов. Именно моделирование дискретных процессов позволяет интерактивно проследить за течением процессов в исследуемой системе и оценить адекватность ее параметров, способность выполнять поставленнуюзадачу.ПроцессисследованияАСС методомимитационногомоделированияможно разбить на этапы:1) формализация объекта и процесса моделирования;2) преобразование полученного описания в концепциювыбранного языкамоделирования;3) составление программы на языке моделирования.4) вьшолнение программы на ЭВМ;5) обработка статистической информации;6) принятие решений относительно продолженияпроцесса моделирования.Рассмотрим одну из наиболее популярных и универсальных систем, разработанную фирмой IВМ.
СистемаGPSSвключает в себя язык, транслятор иинтерпретатор. Язык позволяет описывать функционирование объектов в виде совокупности взаимосвязанных процессов. Транслятор осуществляет поэтапный перевод символического текста на машинный язык. Интерпретатор подключается на этапе выполнения программы и обеспечивает управле-14. Проектирование автоматизированных станочных систем206ние вычислительным процессом, автоматический сбор и обработку результатов моделирования, интерпретацию отдельных процедур.Основными элементами языкаGPSSявляются транзакты и блоки, которые отображают соответственно динамические и статические объекты моделируемой системы. Работа GРSS-модели заключается в перемещении транзактов от блока к блоку. Для большей ясности можно провести аналогию:транзакты-это обрабатываемые АСС заготовки, а блоки-технологические операции и вспомогательные переходы (взять заготовку, закрепить ее,обработать и т.
д.), через которые последовательно проходит изготовляемаядеталь.В программе транзакт-это структура данных, которая содержит имяили номер транзакта; время его появления; текущее модельное время; номер блока, в котором транзакт находится; номер блока, куда он продвигается; момент времениначала продвижения; приоритет транзакта;его параметры.В начале моделирования GРSS-модель не содержит ни одного транзакта.В процессе моделирования транзакты входят в модель в задаваемые программой моменты времени, а затем покидают ее в зависимости от спецификимоделирования. В общем случае в модели существует несколько транзактов.Если транзакт начал свое движение, он передвигается от блока к блоку попути, указанному блок-схемой (логикой работы модели).
В тот момент, когдатранзакт входит в блок, вызывается соответствующая этому блоку подпрограмма. Далее транзакт (в общем случае) пытается перейти в следующийблок. Его перемещение прекращается, если выполнится одно из следующихусловий:транзакт входит в блок, функцией которого является задержка транзактана определенное время:транзакт входит в блок, функцией которого является удаление транзактаиз модели;в соответствии с логикой модели транзакт пытается войти в следующийблок, но блок его не принимает. В этом случае транзакт остается в том блоке,в котором в данное время находится, но позже будет повторять попытки войти в следующий блок. Когда условия в модели изменятся, одна из таких попыток может быть успешной.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
