Предпосылки перехода к гибким автоматизированным системам

Лекция 38

Пример расчета вторичных параметров воздушной линии.

Еще всего несколько лет назад автоматизация термического производства рассматривалась как комплексная механизация и частичная автоматизация агрегатов и поточных линий, в которых применялись маломаневренные инерционные термические печи и другие виды оборудования с низкой точностью регулирования технологических режимов, мало приспособленные к изменениям компоновки линий и требовавшие при своей установке устройст­ва приямков, боровов, массивных фундаментов и других соору­жений.

Агрегаты периодического действия компоновались из разроз­ненных видов термического оборудования, межстадийная пере­дача изделий в которых производилась с помощью встроенных или жестко прикрепленных к оборудованию перебросов, рыча­гов и других простых механизмов.

У большинства многопозиционных печей поточного действия не было предусмотрено раздельное регулирование технологиче­ских параметров в каждой зоне, и они имели единую для всех зон систему транспортирования с жесткой связью изделий в гру­зопотоке, что исключало индивидуальное регулирование скоро­сти и времени движения изделий в каждой зоне.

Хотя прежняя система автоматизации в определенной степе­ни и обеспечивала эффективность в условиях массового произ­водства, она была непригодна для оперативного внедрения про-

грессивных процессов, в том числе с иным чередованием опера­ций и технологических стадий. Недостатки усугублялись и тем, что большинство машиностроительных предприятий имеют се­рийный или мелкосерийный тип производства, связанный с ча­стыми изменениями номенклатуры обрабатываемых деталей. Кроме того, даже на заводах с массовым производством имеются термические цехи и отделения с мелкосерийным и единичным типом производства (вспомогательные и опытные), которые свя­заны с частыми изменениями технологических процессов и по­этому также должны обладать широкой производственной манев­ренностью. Да и сами современные цехи массового производства должны обладать значительной производственной гибкостью, чтобы быстро переходить на выпуск новых, более совершенных моделей продукции.

Возникла острая необходимость перехода на принципиально иную гибкую систему автоматизации, осуществление которой требует других подходов и методов как в организации техноло­гической подготовки производства, так и в управлении техноло­гическими процессами. Организация гибких автоматизированных производств связана с коренной перестройкой индустрии на базе научной организации и с широким использованием вычислитель­ной техники, средств механизации и др.

Достигнутые за последние примерно 10 лет научные и техни­ческие достижения в области электроники, вычислительной тех­ники и информатики способствовали созданию мощного интел­лектуального потенциала, чуткого локатора и подлинно­го катализатора научно-технического прогресса, который позволил перейти на качественно новую ступень автоматизации производства в самых различных отраслях, в том числе и в тер­мической обработке.

Использование этого потенциала существенно расширяет об­ласти деятельности человека, где на смену физическому труду приходит труд умственный. На основе накопленного потенциала решают технологические, проектные, конструкторские, научно-ис­следовательские и другие задачи термической обработки, реше­ние которых раньше было невозможно. В результате развитие технологии и техники идет по пути наиболее рациональной орга­низации термического производства: создания гибких производ­ственных систем термообработки.

Особую роль при этом играют вычислительная техника и промышленные роботы, которые стали непосредственными орга­низующими и технологическими факторами современного произ­водства.

Компьютеризация термического производства. С широким применением в инженерной практике персональных компьютеров существенно расширились возможности автоматизации процес­сов термообработки. Подключение с помощью специальных средств связи персональных компьютеров друг к другу и к более мощным ЭВМ позволяет создавать компьютерные сети, которые выполняют всевозможные функции по автоматизации подготовки производства и управления действующим производ­ством. Посредством сетей осуществляют сбор, хранение, пере­работку, распределение и передачу информации, составление и размножение технологической и конструкторской документации и т. д.

Компьютерные сети позволяют анализировать весь ход про­цесса термообработки и управлять им, для чего оборудование, объекты обработки должны быть оснащены необходимыми дат­чиками, отражающими состояние технологических факторов.

К сожалению, многие процессы термообработки трудно под­даются автоматизации, так как большинство из них не имеют формализованного описания, или математических моделей. По­этому важнейшей задачей является разработать модели терми­ческой обработки, т. е. выразить процесс обработки как резуль­тат причинно-следственных связей между свойствами изделий, с одной стороны, и параметрами технологического воздействия — с другой.

Промышленные роботы. Согласно ГОСТ 25686—85, промыш­ленным роботом называют стационарную или подвижную ма­шину, состоящую из устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и перепрограммируемого уст­ройства программного управления для выполнения производст­венного процесса двигательных и управляющих функций.

Перепрограммируемость— свойство промышленного робота заменять управляющую программу автоматически или с помощью человека-оператора.

Управление промышленным роботом может осуществляться по позиционной, контурной, адаптивной и аналитической схемам. При позиционном управлении движение его рабочего орга­на происходит по заданной траектории с заданными значениями скорости. Адаптивное управление характеризуется тем, что управление исполнительным устройством робота происходит с автоматическим изменением управляющей программы в зависи­мости от состояния внешней среды. Аналитическое програм­мирование промышленного робота характеризуется тем, что уп­равляющую программу составляют на основе расчета и затем за­носят в устройство управления.

Программировать робот можно посредством «обучения». Оно состоит в том, что ввод управляющей программы осуществляет оператор, перемещая рабочий орган и занося при этом в запо­минающее устройство значения параметров движения (см. рис. Ш.8).

Робот (автооператор) состоит из рабочего органа в виде зах­ватывающего устройства, клещей, сборочного инструмента и т. п., являющегося составной частью исполнительного устройства для непосредственного выполнения технологических операций и (или) возможных переходов, и устройства управления для фор­мирования и выдачи управляющих' воздействий исполнительно­му устройству в соответствии с управляющей программой.

Роботы первых поколений (см. рис. III.6) уже сейчас широко используют для выполнения загрузочных, выгрузочных, переда­точных и других приемов. Ими комплектуют простые механизи­рованные агрегаты и поточные линии, в том числе и сквозные,

В настоящее время интенсивно ведут работы по созданию ро­ботов, способных быстро адаптироваться к изменяющимся произ­водственным условиям. Такие роботы оснащены специальным сенсорным устройством, воспринимающим световые, звуковые и механические воздействия; по контурным очертаниям робот определяет форму изделий. Ведутся работы по созданию робо­тов, воспринимающих речевые команды, а также роботов, спо­собных вести диалог с пользователем.

С помощью таких роботов можно будет автоматизировать весьма сложные операции и приемы, в том числе неразрушаю-щий контроль, укладку изделий сложной формы в садках и пере­даточных партиях, правку покоробленных деталей и др.

Сложность автоматизации таких операций и приемов заклю­чается в том, что, например, при укладке необходимо из имею­щегося запаса изделий выбрать нужные и уложить их в несколь­ко рядов по высоте и ширине с различной ориентацией каждого изделия в пространстве; при правке нужно каждую покороб­ленную деталь строго ориентировать на правильном станке, выявить место приложения нагрузки и регулировать его в про­цессе правки.

Такие роботы освободят термистов от выполнения тяжелой и однообразной работы. Они устранят необходимость пребывания термистов в рабочих помещениях с высокой температурой, вы­соким уровнем шума, с содержанием вредных газов.

Дата добавления: 2014-01-04