Ступені автоматизації ГАВС
Вступ
План.
1. Організаційна частина.
2. Актуалізація знань. Повторення понять Системи управляння,
3.Вивчення нового матеріалу:
Вступ
Основні визначення та розуміння ГАВС;
Принцип створення ГАВС;
Структура ГАВС;
Ступені автоматизації ГАВС
4.Узагальнення та закріплення вивченого матеріалу.
Визначення та принцип будови автоматизованих систем. АСУ ТП та АТСС
Автоматизована система управління підприємством АСУП
5.Підсумок та подача домашнього завдання.
Література.
1. Писаревська Т. А. Інформаційні системи в управлінні трудовими ресурсами / навч, посібник - К.: КНЕУ, 1997. - 252с.
2. Билянин “Робото-техничискиє системы для машиностроения “.
3. Кавриш, Яшпальский “Гибкие робототихничиские сыстемы”.
4. “Гибкие производствиние системы, промышленые роботы, робото-техныческие комплексы”. Черпанов.
5. Козырев “Промышленные роботы “ справочник.
6. “Промишленая робототехника “ Яшпальський.
7. “Робототохника и гибкие проызводствение системы”. Макаров.
8. “Робототехнические системы сборочного производства” Пашков.
9. Юревич “Промишленая робототехника и гибкие автоматизирование производства”
10. Яшпальський “Елементи робототехнічних пристроїв і модулі ГВС”.
Важливою проблемою для виробництва є перехід від випуску одного виду продукції до іншого або перехід від випуску однієї моделі виробу до іншої. Щоб випускати нову продукцію потрібно замінити одне устаткування іншим, перебудувати технологічний процес, здійснити перепідготовку персоналу. Сучасне виробництво змушене досить часто переходити на випуск нової, що пояснюється швидким моральним старінням виробів. Яскравим прикладом такої тенденції є виробництво персональних комп'ютерів. Кожна нова модель персонального комп'ютера за своїми параметрами у багато разів перевищує попередню модель, була випущена менше року тому, тобто моральне старіння набагато швидшими темпами ніж фізичне. Крім того, потрібно враховувати також гостру конкуренцію на ринках.
Таким чином для підтримання високого рівня конкурентоспроможності виробів необхідно час від часу переходити на випуск нової продукції, а з іншого боку кожний такий перехід пов'язаний зі значними затратами. Щоб досягти компромісу між цими тенденціями, застосовуються гнучкі автоматизовані виробничі комплекси (ГВК). Вони складаються з окремих, відносно самостійних частин, так званих гнучких автоматизованих виробничих модулів (ГВМ). Кожний такий модуль здатний виконувати певний комплекс виробничих операцій. Перехід на інший комплекс операцій здійснюється програмним шляхом, тобто заміною однієї програми іншою. Перехід на випуск нової продукції здійснюється зміною послідовності і номенклатури модулів, а також перепрограмуванням у разі потреби цих модулів. Застосування гнучких виробничих комплексів дає змогу різко збільшити ефективність виробництва, підвищити якість і конкурентоспроможність продукції.
Для реалізації гнучкого автоматичного виробництва використовується велика різновидність різноманітних датчиків і виконуючих механізмів, мікропроцесорних контролерів, мікро і міні ЕОМ, систем управління базами даних, локальних обчислювальних систем, технічних роботів і верстатів з програмним числовим управлінням. А також автоматизований транспорт і склади , системи автоматичного проектування , системи автоматичного управління, системи автоматичного управління технологічними процесами. Ланки гнучкого автоматизованого виробництва можуть створюватися на основі різноманітного обладнання, але , як правило, обов’язково містять верстат з числовим програмним управлінням і один або кілька роботів-маніпуляторів, які виконують зміну заготівок і знімають готову продукцію. Найбільший ефект дає використовування устаткування, оснащеного системами ЧПУ у складі ГАВ. Ланки ГАВ об’єднуються транспортними засобами.
Основні визначення та розуміння ГАВС:
ГВС сукупність чи окрема одиниця технологічного обладнання і системи забезпечення його функціонування в автоматичному режимі.
ГАВС – це гнучка ( тобто при орієнтації на серійне виробництво легко пристосовується до різних змін та нововведень в пристроях деталей та нових розробок і команд без переналагодження переобладнання та втручання людини. Переміщення чи пере настройка відбувається автоматично з допомогою тех. та програмних засобів) система. Більшість ГАВС мають ієрархічне управління, яке з’єднує всі елементи в єдину систему з електронним управлінням.
Система керування і контролю здійснює правильне і узгоджене керування всіх складових елементів системи.
Для ГАВС повинно бути забезпечено виконання двох основних принципів - це системний та модульний.
Системний підхід – це метод аналізу об’єктів в процесі проектування з системних позицій.
Модульний принцип це використання єдиного уніфікованого ряду агрегатних вузлів( модулів) кожен з яких може бути використаний в кількох варіантах що дозволяє створювати велике число модифікованого (зміненого та удосконаленого) обладнання.
Основою системного створення ГВС і ТАВ є критерії, прийняті з позиції оцінки системи, як частини виробництва і проектування системи як цілого, що складається з частин і елементів.
До структури ГАВС належать такі поняття:
Промисловий робот – це перепрограмовуюча автоматична машина, яка використовується у виробничому процесі, для виконання функцій руху, аналогічним руху людини при переміщенні предметів, виробництва чи технологічного обладнання. Окремою ознакою ПР (Промислових роботів) є наявність маніпулятора, або їх сукупність.
Маніпулятор може бути лише складовою частиною автоматично ї машини. У вигляді виконавчого пристрою чи якоїсь частини.
Автоматичний маніпулятор – це робот з одним маніпулятором має вузьке коло робіт – служить тільки як орієнтуючий та транспортуючий засіб.
Термін автоматичний маніпулятор з програмним керуванням використовується для роботів першого покоління і не має функцій адаптації.
ПР з адаптивним управлінням дозволяє не тільки виконувати транспортування, та рухи обертання, направлення, а також функції управляння та контролю. Оскільки він складається з трьох систем. Маніпуляційної – що служить для цілеспрямованої дії, Інформаційної – визначає стан системи та оцінює результати роботи, Управлінської - що визначає та виконує алгоритм роботи.
Розрізняють поняття:
Технічний комплекс – сукупність технічних засобів
Технологічний комплекс – Це Технічний комплекс разом зі зв’язками, та методами і способами виконання кожної операції (роботи)
Робото технологічний комплекс (РТК) – це технологічний комплекс в якому окремі види перетворень або операцій виконуються промисловим роботом.
РТК являє собою сукупність засобів технічного забезпечення (ТЗ), включно з системою транспортних, завантажувальних, орієнтуючих пристроїв, накопичувачів початкового матеріалу і готової продукції, технологічного устаткування і інструменту, промисловийих роботів, та контрольно вимірювальних та управляючих засобів чи систем, що призначені для виконання кількох технологічних операцій (різання, свердління, фарбування) об’єднаних одним технологічним процесом.
Роботехнічна система – це така система в якій всі перетворення виконуються з допомогою використання промислових роботів.
Створення гнучких робототехнічних систем дозволяє підвищити ефективність виробництва, за умови комплексної автоматизації.
Принципи створення ГВС:
1.забезпечення максимальної гнучкості.
2.встановлення оптимального розміру групи об’єктів виготовлення.
3.використання типових технологічних модулів певної структури і призначення.
4.переважно-програмне переналагодження.
5. 
поєднання високої продуктивності і універсальності програмно-керованого і прграмно-переналагоджувального обладнання.
Узагальнена структура ГАВС:
1.автоматизована структура технологічної підготовки виробництва (АСУ ТПВ).
2.Автоматизована система управління підприємством(АСУП).
3.гнучка виробнича система (ГВС).
В залежності від структурного рівня виробничої системи ГАВС може представляти собою дільницю, цех, завод, тому під АСУП розуміється система управління саме цією виробничою одиницею.
Організація ГАВС будується на уніфікації, основними напрямками якої є типізація технічних процесів і груповий метод обробки.
Основні риси ГАВС:
· багаторівневе виробництво, побудоване на ієрархічній структурі і системному підході;
· програмування функціональної діяльності виробництва;
· адаптивне керування;
· використання агрегатного – модульного принципу компонування машин.
2. основні показники – час і вартість отримання продукції. Час виступає як міра темпів технічного процесу.
Для оцінки продуктивності при виготовлені партії, треба враховувати підготовчо – заключні часи, що витрачені на наладку модуля для виготовлення нової партії.
По організаційній структурі ГВС поділяють на 4 рівні
1- ГВМ- гнучкий виробничий модуль –складається з одиниці автоматизованого технічного обладнання з програмним керуванням, яка має можливість багатоцільового використання з можливістю вбудовуватись у систему вищого рівня.
РТК- робото технологічний комплекс - це система транспортних і орієнтуючих пристроїв( промисловий робот чи їх комплекс призначений для виконання кількох технологічних операцій)
2- ГАЛ-гнучка автоматизована лінія - включає в себе ряд ГАВС об’єднаних системою автоматичного керування в якій технологічне обладнання розташоване в порядку виконання технологічних операцій
3- ГАЦ - Гнучкий автоматизований цех - система ГАЛ на певній ділянці призначена для виготовлення (продукції) деталей.
4- ГАЗ - Гнучкий автоматизований завод виробнича система , яка об’єднує ГАЦ призначена для випуску готових виробів.
Як ми побачили в структурі ГАВС та ГАЗ входять також АСУ ТП та АТСС оскільки вони на сьогодні визначають роботу автоматизованих систем.
Для управління технологічним устаткуванням на виробництві широке застосування знайшли системи числового програмного управління (СЧПУ). Найбільший ефект дає використовування устаткування, оснащеного системами ЧПУ у складі ГАВ.
У системах ЧПУ положення і необхідне переміщення різних рухомих вузлів верстата або руки робота, задають за допомогою умовних чисел в тривимірній системі координат XYZ. При цьому може задаватися включення різних пристроїв (наприклад, двигунів або клапанів), а також час виконання операцій. Перетворення кроків по координатах в сигнали управління двигунами переміщення вузлами здійснює вбудована мікроЕОМ. Програма завантажується в неї або за допомогою носія інформації, або передається по каналу зв'язку від управляючої ЕОМ верхнього рівня.
Залежно від виду устаткування мікроЕОМ може використовувати різні принципи числового програмного управління устаткуванням, найпоширенішими з яких є супервізорне і пряме числове управління.
У режимі супервізорного управління мікроЕОМ одержує початкову інформацію про перебіг технологічного процесу і відповідно до заданого алгоритму управління може змінювати настройку регуляторів, використовуваних в різному технологічному устаткуванні. Таким чином, мікроЕОМ здійснює функції зворотного зв'язку в контурі управління. Задачею супервізорного управління є підтримка умов технологічного процесу поблизу оптимальної робочої крапки шляхом оперативної дії на хід даного процесу. При супервізорному управлінні, як регулятори використовують спеціалізовані аналогові і цифрові пристрої, які перетворять управляючі сигнали мікроЕОМ в сигнали управління для виконавчих механізмів.
При прямому числовому управлінні мікроЕОМ безпосередньо управляє виконавчими механізмами, проводячи всі необхідні обчислення. Такий режим як найповніші реалізує можливості мікроЕОМ в ГАВ, оскільки всі необхідні зміни технологічного процесу, або програми обробки деталі на верстаті виробляються в ГАВ дистанційно, шляхом зміни програми, що управляє ЕОМ, вбудованою в устаткування. У розподіленій системі управління гнучким автоматизованим виробництвом кожна мікроЕОМ верхнього рівня управляє декількох мікроЕОМ нижнього рівня.
Нагадуємо: