Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Вопрос 1 Цель и задачи автоматизации производственных процессов. Виды автоматизации производственных процессовВопрос 1 Цель и задачи автоматизации производственных процессов. Виды автоматизации производственных процессов
Основными целями автоматизации технологического процесса являются: Цели достигаются посредством решения следующих задач автоматизации технологического процесса: Под термином «автоматизация» понимается совокупность методических, технических и программных средств, обеспечивающих проведение процесса измерения без непосредственного участия человека. Цели автоматизации представлены в табл. 1. Таблица 1
Задачами автоматизации являются: - устранение или минимизация «человеческого фактора» при выполнении функций системой или прибором; - достижение заданных показателей качества при реализации автоматизируемых функций. Решение задач автоматизации технологического процесса осуществляется при помощи внедрения современных методов и средств автоматизации. В результате автоматизации технологического процесса создается АСУ ТП.
Вопрос 3 Производственный и технологический процессы автоматизированного производства
Следящая система Следящая система— автоматическая система, в которой выходная величина воспроизводит с определенной точностью входную величину, характер изменения которой заранее не известен. Следящие системы используют для различных целей. В качестве выходной величины следящей системы можно рассматривать совершенно различные физические величины.Одной из наиболее широко распространенных разновидностей следящих систем являются системы управления положением объектов. Такие системы можно рассматривать как дальнейшее развитие и усовершенствование систем дистанционной передачи угловых или линейных перемещений, в которых регулируемой величиной обычно является угол поворота объекта. На элемент сравнения (рис. 1, г) от задающего элемента, связанного с входным валом следящей системы, поступает входная величина αВХ. Сюда же от объекта управления, связанного с выходным валом системы, поступает значение угла обработки аВЫХ. В результате сравнения этих величин на выходе элемента сравнения появляется рассогласование θ = αВХ — аВЫХ. Сигнал рассогласования с выхода элемента сравнения поступает на преобразователь (Пр), в котором угол θ преобразуется в пропорциональное ему напряжение U0 — сигнал ошибки. Однако в подавляющем большинстве случаев мощность сигнала ошибки недостаточна для приведения в действие исполнительного двигателя (М). Поэтому между преобразователем и исполнительным двигателем включают усилитель, обеспечивающий необходимое усиление сигнала ошибки по мощности. Усиленное напряжение с выхода усилителя поступает на М, который приводит в действие объект управления, а перемещение аВЫХ последнего передается на принимающий элемент измерительной схемы, т. е. на элемент сравнения. Адаптивная система Адаптивная (самоприспособляющаяся) система — система автоматического управления, у которой автоматически изменяется способ функционирования управляющей части для осуществления в каком-либо смысле наилучшего управления. В зависимости от поставленной задачи и методов ее решения возможны различные законы управления, поэтому адаптивные системы разделяют на следующие виды: § адаптивные системы функционального регулирования, где управляющее воздействие является функцией какого-либо параметра, например, подача — функция одной из составляющих силы резания, скорость резания — функция мощности; § адаптивные системы предельного (экстремального) регулирования, которые обеспечивают поддержание предельного значения одного или нескольких параметров в объекте; § адаптивные системы оптимального регулирования, в которых учитывается совокупность многих факторов с помощью комплексного критерия оптимальности. В соответствии с этим критерием осуществляется изменение регулируемых параметров и величин, например, поддержание в станке режима обработки, обеспечивающего максимальную производительность и наименьшую себестоимость обработки, определяется заданием оптимальных значений параметров (скоростей сил резания, температуры и т. д.), от которых зависят производительность и себестоимость процесса обработки. Технологическая операция Технологической операцией называют законченную часть технологического процесса, выполняемую на одном рабочем месте. Следует учитывать, что рабочим местом является элементарная единица структуры предприятия, где размещены исполнители работы, обслуживающие технологическое оборудование, на ограниченное время оснастка и предметы труда. Например, обработку ступенчатого вала можно выполнять в следующей последовательности: на первой операции подрезают торцы и зацентровывают вспомогательные базы, на второй – обтачивают наружную поверхность, на третьей – шлифуют эти поверхности. Типовой технологической операцией называют технологическую операцию, характеризуемую единством содержания и последовательности технологических переходов для группы изделий с одними конструктивными и технологическими признаками. Групповой технологической операцией называют технологическую операцию совместного изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками. Виды технологических операций Технологический процесс можно построить по принципу концентрированных или же дифференцированных технологических операций.
а – последовательная; б – параллельная; в – параллельно-последовательная операции Рисунок 3.2 - Основные виды концентрации Концентрированнойтехнологической операцией - операция, включающая в себя большое количество технологических переходов. Как правило, она имеет многоинструментальную наладку. Пределом концентрации операций является полная обработка детали на одной операции. Дифференцированнойоперацией называют операцию, состоящую из минимального количества переходов. Пределом дифференциации является выполнение технологической операции, состоящей из одного технологического перехода. Достоинства дифференциации операций состоят в следующем: применяется сравнительно простое и дешевое оборудование, простота и незначительная сложность их наладки, создается возможность применения более высоких режимов обработки. Недостатки принципа дифференциации операций: удлиняется технологическая линия, увеличивается количество потребного оборудования и производственной площади, увеличивается число рабочих, большое число установок. Технологический переход Технологическим переходом называют законченную часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установе. Если при обточке валика сменяли инструмент, то обработка этим инструментом той же поверхности заготовки будет являться новым технологическим переходом. Но сама смена инструмента является вспомогательным переходом.
Вспомогательным переходом называют законченную часть технологической операции, состоящей из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предмета труда, но необходимы для выполнения технологического перехода. Переходы могут быть совмещены во времени за счет одновременной обработки нескольких поверхностей, т. е. могут осуществляться последовательно (черновая, получистовая, чистовая обточка ступенчатого вала или сверления четырех отверстий одним сверлом), параллельно (обточка ступенчатого вала несколькими резцами или сверление четырех отверстий, сразу четырьмя сверлами) или параллельно-последовательно (после обточки ступенчатого вала одновременно несколькими резцами, одновременное снятие фасок несколькими фасочными резцами или сверление четырех отверстий последовательно двумя сверлами).
Установ– часть технологической операции, выполняемая при неизмененном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы. Поворот деталей на какой-либо угол является новым установом. Если валик вначале обтачивают в трехкулачковом патроне с одного установа, а затем его перевернут и обточат, то это потребует два установа при одной операции (рисунок 3.4).
Рисунок 3.4 - Схема первого (а) и второго (б) установа Позиция Установленная и закрепленная на поворотном столе заготовка, подвергаемая сверлению, рассверливанию и зенкерованию, имеет один установ, но с поворотом стола она будет занимать новую позицию. Позициейназывают фиксированное положение, занимаемое жестко закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования при выполнении определенной части операции. На многошпиндельных автоматах и полуавтоматах заготовка при одном ее закреплении занимает различные позиции относительно станка. Заготовка перемещается в новое положение вместе с зажимным устройством. При разработке технологического процесса обработки заготовок, предпочтительно заменять установы позициями, так как каждый дополнительный установ вносит свои погрешности обработки. В условиях автоматизированного производства под операцией следует понимать законченную часть технологического процесса, выполняемую непрерывно на автоматической линии, которая состоит из нескольких единиц технологического оборудования, связанных автоматически действующими транспортно-загрузочными устройствами. Кроме основных технологических операций в состав ТП включают ряд необходимых для его осуществления вспомогательных операций (транспортных, контрольных, маркировочных и т.п.). По компоновочной схеме
По виду транспорта различают автоматические линии: а) со сквозным транспортированием заготовки между станками (применяется при обработке корпусных заготовок); б) с боковым транспортированием (применяется при обработке коленчатых валов, гильз и т. д.); в) с верхним транспортированием (применяется при обработке валов, зубчатых колес, фланцев и т. д.); г) с комбинированным транспортированием; д) с роторным транспортированием, используемым в роторных АЛ, в которых все технологические операции выполняются при непрерывном транспортировании заготовок и инструмента. По степени гибкости: а) синхронные или жесткие; б) несинхронные или гибкие. В синхронных автоматических линиях перемещение заготовок осуществляется через синхронизированные промежутки времени. Время обработки на рабочей позиции равно или кратно такту. Такт – интервал времени, через который периодически производится выпуск изделия определенного типа. Такие линии применяются в крупносерийном и массовом производствах. В несинхронных автоматических линиях обработанные детали перемещаются по мере готовности выполняемой операции. Так как время обработки на каждой позиции разное, то нужны промежуточные накопители. Эти линии применяются в серийном и опытном производствах. Вопрос 26 Вспомогательные устройства транспортно-накопительных подсистем: поддоны, палеты, толкатели. устройства поворота и ориентации деталей, устройства деления потоков (назначения, конструкции, обсласть применения) Делители потока. Применяются для деления потоков в ветвящихся автоматических линиях (рис. 1.). Делятся по принципу движения заслонок: качающихся, возвратно-поступательных и вращающихся. Деление осуществляется посредством: - качающихся заслонок поворачивающейся под действием самой заготовки (рис. 1.,а); -с помощью возвратно – поступательных заслонок (рис. 1.,б,в); Применяются в том случае когда возникает необходимость в разделении общего потока на несколько самостоятельных потоков между однотипными станками. Устанавливаются между механизмом ориентации и накопителем или между накопителем и питателем. Конструкции разнообразны и зависят от формы и размера деталей и от конструкции накопителей и питателей. Рис. 1. Делители потоков: а.- с чающимися заслонками; б.в – с помощью возвратно-поступающих заслонок. Ориентирующие устройства. Во многих случаях в автоматизированном производстве заготовка или деталь должны быть поданы в рабочую зону или на транспортные системы или к захватным или к поворотным устройствам и т.д. в ориентированном положении. Для этого используются различной конструкции ориентирующие устройства в виде шиберов, секторов с возвратно – поступательными или качающимися движениями, вращающихся дисков, лопатных механизмов, трубок втулок и т.п. Схемы ориентирующих устройств приведены на рис. 2.и 3. Ориентация деталей возможна также и при их транспортировании При этом используется нессиметричность формы деталей и расположение центра тяжести. Способ ориентирования может быть пассивным и активным. Пассивные ориентирующие устройства получили широкое распространение при вибрационном транспортировании деталей. Общим в принципе их действия является то, что неправильно ориентированные детали сбрасываются с транспортного устройства и возвращаются к началу потока, а далее следуют лишь правильно ориентированные. Активные ориентирующие устройства придают детали сложное положение в пространстве в независимости от их исходного положения при поступлении в ориентирующее устройство. Принцип принудительного изменения используют так же при необходимости переориентации. Для несложных деталей малых размеров – применяют простые ориентирующие устройства, для дет. сложных форм или тяжёлых – ориентирующие устройства типа кантователей или универсальных поворотных устройств. Иногда используются действие магнитного поля. Ориентируемые заготовки условно делят на: - заготовки простой формы, ориентируемые с помощью вырезов в лотках, скосов, отсекателей; - заготовки со смещённым центром тяжести, которые ориентируются разом или при повороте во время прохождения их через щель или вырез в лотке; - симметричные и ассиметричные заготовки, которые ориентируются при провале в спец. окно лотка (ориентация по трафарету). - заготовки ориентируемые с помощью спец. устройств. Плоские заготовки типа кругов, колец (рис 2.,а) с d>h, ориентируются с помощью спирального лотка рабочая поверхность которого наклонена по радиусу к центру бункера под b=3-50 для обеспечения сброса второго слоя заготовок. Буртик лотка m<h. Колпачки с d ³ h ориентируются пассивным способом с помощью выреза с язычком (рис 2.,б). Заготовки ориентированные донышком вниз проходят по язычку не опрокидываясь, т.к. язычок является достаточной опорой для обеспечения устойчивого положения заготовки. Заготовки расположенные отверстием вниз, надавливаются на язычок теряют равновесие и падают в бункер. Цилиндры с l > d ориентируются пассивным способом (рис. 2., в) для сброса неправильно ориентированных заготовок под лотком установлен скос, расположенным на высоте 1,1 d от поверхности лотка. Для ориентировании ступенчатых дисков применяют пассивный способ (рис 2.,г) с использованием особенностей формы. Заготовки, расположенные большим диаметром вниз свободно проходят мимо сбрасывателя и перемещаются далее по лотку. Рис. 2. Схемы ориентирующих устройств. Заготовки с большим диаметром вверх – сталкиваются сбрасывателем с лотка в бункер. Заготовки типа стержней с головками (рис 2.,д) ориентируются активным способом при помощи прорези, выполненным на прямолинейном участке лотка. Для активной ориентации валиков с уступом (рис.3.,а) используют смещение центра тяжести. Для ориентации тонких заготовок в виде скоб, треугольников, секторов применяют пассивный способ (рис. 3.,б). Для пластин Т образной формы – активный способ ( рис.3.,в). При необходимости переориентации заготовок в ходе техпроцесса применяют способ активной ориентации. Рис. 3. Схемы ориентирующих устройств. Поворотные устройства. Используют в станках для перемещения обрабатываемой детали или инструмента на позицию. Это многопозиционные столы и барабаны, блоки многошпиндельных автоматов, револьверные головки, дисковые магазины и делительные устройства (рис. 4.). К поворотным устройствам предъявляются требования точности поворота на заданную угловую величину, точности и жесткости фиксации в рабочей позиций, осуществление поворота за минимальное время, при ограничениях на возникающие при этом динамические нагрузки. Точность поворотных устройств, следует оценивать с вероятностных позиций. Под точностью здесь принять понимать точность углового позиционирования; характеризующуюся текущей погрешностью угла поворота. В лучших системах управления автоматических поворотных устройств, для минимизации погрешностей команды подают с соответствующим упреждением. Точность современных поворотных станков с ЧПУ составляет 3..6 угловых секунд. Быстродействие характеризуется средней скоростью поворота wср – до 1,0 с-1. Универсальность определяется возможным диапазоном числа делений, который в современных автоматических поворотных столах равен 2...20000 и выше. В качестве привода поворотных устройств используют шаговые двигатели (рис.4,а), позволяющие получать широкую универсальность по диапазону делений, состыковываться с системами управления с ЧПУ или ЭВМ. Поворотные устройства с гидроприводом (рис.4,б) и с мальтийским механизмом (рис.4,в) широко применяются в станках и револьверных головках с постоянным фиксированным углом поворота.
Рис. 4 Схемы поворотных устройств. Применяют такие схемы с периодическим включением кинематической цепи различными муфтами (рис.4,в,г), и храповые механизмы (рис.4,е) Транспортным пакетом называется укрупненная грузовая единица, сформированная из штучных грузов в таре и без нее, с применением различных способов и средств пакетирования, сохраняющая форму в процессе обращения и обеспечивающая возможность комплексной механизации погрузочно-разгрузочных и складских операций. Одним из основных средств пакетирования являются поддоны (плоские, стоечные и ящичные). Поддоны для гибких автоматизированных производств выбирают в соответствии с теми же методическими принципами, которые изложены выше применительно к созданию механизированных и автоматизированных складов любых типов. Все поддоны можно классифицировать: -по назначению- транспортные и технологические (кассеты, спутники); -по роду транспортируемых грузов- универсальные (для грузов широкой номенклатуры) и специальные (для определенных грузов); -по конструкции (плоские, стоечные, ящичные, одно- и двухна-стильные, одно- и двухзаходные); -по материалу (металлические - из стали или легких сплавов, деревянные, пластмассовые, картонные, композитные с применением древесно-стружечных плит и других материалов); -по продолжительности использования (разового использования, многооборотные); -по области применения (внутрискладские поддоны, для внутризаводских перевозок, для внешних магистральных перевозок); -по размерам (150 х 200; 200 х 300; 300 х 400; 400 х 600; 600 х 800; 800 х 800; 800 х 1000; 800 х 1200; 1600 х 1000; 1600 х 1200). Многооборотные поддоны являются частью транспортно-складского оборудования ГАП, участка, цеха, предприятия. Поддоны разового использования можно рассматривать как разновидность транспортной упаковки грузов. Особенностью специальных технологических поддонов для ГАП является то, что на них определенные грузы (заготовки, полуфабрикаты, детали) располагают в фиксированном положении, а иногда и закрепляют заранее, как, например, на поддонах-спутниках многооперационных сверлильно-фрезерно-расточных станков, и подают на них детали на станок непосредственно в зону обработки. Поддоны-кассеты и поддоны-спутники изготовляют штампованными, сварными, литыми, и они могут служить самостоятельным устройством для формирования грузовой транспортно-складской единицы, или их укладывают на стандартные поддоны. Транспортно-складские поддоны универсальны по роду размещаемых в них грузов и могут быть металлическими или пластмассовыми, а по конструкции плоскими, стоечными и ящичными. Перемещения деталей типа тел вращения в ГПС осуществляются чаще всего с использованием простейших транспортных палет без закрепления на них изделий. Такие палетыодновременно выполняют Существуют три их разновидности: 1) одиночные палеты, которые перемещаются поодиночке и не могут быть уложены в несколько ярусов; 2) выдвижные палеты, установленные в специальных контейнерах, с возможностью выдвижения-задвижки; 3) многоярусные палеты, которые можно располагать поблизости от РМ одна на другой, в штабелях.
Несущая рама (сварная стальная конструкция) имеет размеры европалет (1200 х 800 мм), хотя могут быть использованы и меньшие габариты. Имея гладкую опорную поверхность, рама может быть установлена на полу либо перемещаться на роликах или с помощью цепных транспортеров. Расположенные поперек или вдоль рамы защитные трубки предохраняют изделия от повреждений в ходе транспортирования. В углах рамы приварены подпорки для укладывания изделий в несколько ярусов. Расстояния между ярусами могут быть изменены с помощью вставляемых мерных стержней. Для выбора палет можно использовать следующие критерии: соответствие габаритам европалет; масса изделий и палет; количество изделий, размещенных на палете (зависит от размеров и формы изделий); минимальное штучное время обработки одного изделия; требуемое время безлюдной работы ГПС. В общем случае можно рекомендовать: - для изделий, имеющих сравнительно малые размеры и длительное время обработки, когда запаса изделий на одной-двух палетах достаточно для обеспечения устойчивой работы ГПС, использовать одиночные палеты; К таким палетам относятся палеты со смонтированными на них крепежными приспособлениями или специальные транспортные палеты. Время, необходимое для замены палет, можно значительно сократить, вынеся действия закрепления-открепления заготовок из рабочей зоны на дополнительный носитель сменных палет, который обеспечивает быстрый их возврат обратно в рабочую зону. Наиболее распространены станочные (входящие в комплектацию ГПМ), транспортные и вспомогательные палеты. Чаще всего в ГПС используются палеты, служащие одновременно как для базирования и закрепления деталей, так и для транспортирования и манипулирования ими. Это обеспечивает гибкость транспортной подсистемы, поскольку, с одной стороны, все палеты имеют унифицированную рабочую поверхность, а с другой — столы системы транспортирования и манипулирования приспособлены для использования палет конкретного типа. В случае использования станочных палет, входящих в ГПМ, заготовка крепится на них вне пределов рабочей зоны, параллельно с обработкой иной детали. После этого она перемещается в рабочую зону, где автоматически фиксируется для обработки.
Вопросы к экзамену по Вопрос 1 Цель и задачи автоматизации производственных процессов. Виды автоматизации производственных процессов
Основными целями автоматизации технологического процесса являются: Цели достигаются посредством решения следующих задач автоматизации технологического процесса: Под термином «автоматизация» понимается совокупность методических, технических и программных средств, обеспечивающих проведение процесса измерения без непосредственного участия человека. Цели автоматизации представлены в табл. 1. Таблица 1
Задачами автоматизации являются: - устранение или минимизация «человеческого фактора» при выполнении функций системой или прибором; - достижение заданных показателей качества при реализации автоматизируемых функций. Решение задач автоматизации технологического процесса осуществляется при помощи внедрения современных методов и средств автоматизации. В результате автоматизации технологического процесса создается АСУ ТП.
|
|||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-10 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |