Федеральноеагентство по образованию
ГОУ ВПОРоссийский государственный профессионально-педагогический университет
Машиностроительныйинститут
Кафедраавтоматизации, механизации производства и методики обучения
РЕФЕРАТ
по дисциплине«Транспортные и складские системы»
на тему«Транспортное оборудование гибких производственных систем»
Екатеринбург2009
Содержание
Введение
Транспортная система в структуре ГПС
Транспортное оборудование в ГПС
Заключение
Список использованных источников
Введение
Созданиематериально-технической базы невозможно без наличия постоянно развивающегосяопережающими темпами машиностроения на основе передовых мировых достиженийнауки и техники. Основой такого машиностроения является всесторонняякомплексная автоматизация процессов от идеи создания до производства и поставкиготовой продукции, анализа ее использования с целью постоянного улучшениякачества и обновления.
Правильносбалансированные с учетом технико-экономических факторов системы способнырешить задачи по повышению производительности труда, снижению потребленияресурсов, повышению качества продукции.
Научно-техническийпрогноз развития промышленного производства показывает, что именно гибкиепроизводственные системы (ГПС) наилучшим образом удовлетворяют требованиямзаказчика, решают проблемы конкурентоспособности продукции на мировом рынке,обеспечивают высокую рентабельность производства и его эффективность. Этисистемы позволяют избежать затоваривания ненужной продукцией и эффективногорасходования всех видов ресурсов. Этот тип производства может работать попрогрессивному принципу «делай вовремя», так как поставки заготовок, деталей ит. д. осуществляются строго и в определенное время.
Проектирование такихсистем требует глубокого понимания целей их создания, содержания задач ипринципов эффективного использования, а также очень важно определиться сосновными методологическими позициями. Поэтому немаловажную роль играет вданной системе транспортное оборудование, задачей которого являетсябеспрерывная работа системы.
1. Транспортная системав структуре ГПС
ГПС представляет собойсистему с комплексно автоматизированным производственным процессом, работа всехкомпонентов которой (технологического оборудования, транспортных средств,средств контроля и инструментообеспечения и др.) координируется как единоецелое системой управления, обеспечивающей быстрое изменение программ функционированиятехнических средств системы при смене объекта производства.
Транспортная системасостоит из транспортных и накопительных устройств, осуществляющихмежоперационное хранение и доставку заготовок, приспособлений, готовых деталейк основному технологическому оборудованию и автоматическому складу.
2. Транспортноеоборудование в ГПС
Транспортноеоборудование осуществляет получение, комплектацию и перемещение всехнеобходимых компонентов для выполнения в ГПС технологических процессов.
Автоматизация всех этихопераций осуществляется взаимосвязанными системами манипулирования,транспортирования и накопления.
Объектыманипулирования, транспортирования и накопления в ГПС:
- материалы;
- заготовки;
- полуфабрикаты;
- готовыеизделия;
- комплектующиеэлементы;
- инструменты;
- станочнаяоснастка;
- отходыпроизводства.
Перемещение изделий вГПС осуществляется транспортными средствами, классификация которых приведена нарисунке 1.
/>
Рисунок 1.Классификация транспортных систем
При транспортированииизделий с помощью конвейерных линий изделия закрепляются на паллетах, которыеопорными поверхностями устанавливаются на подвижных лентах конвейера (рис. 2.).
/>
Рисунок 2. Схемаустройства транспортирования палет на конвейере:
1- изделие; 2 — паллета; 3 — бесконечные ленты конвейера; 4 — несущие профили с полостьювозврата ленты; 5 — выдвижной упор для остановки спутника; 6 — носитель кода.
Каждая паллетаидентифицируется с помощью носителя кода кодов (бесконтактного датчика), чтопозволяет контролировать текущее местоположение каждого изделия в ГПС иосуществлять управление всей транспортной системой.
Гибкая конвейернаясистема представляет из себя систему конвейеров, расположенных между гибкимипроизводственными модулями (ГПМ) ГПС так, что каждое изделие в ГПС может бытьдоставлено из любой ее точки к любому ГПМ. Такая система выполнена помодульному принципу и включает следующие основные модули:
- конвейерныеленты;
- модулиподъема и поперечного сдвига.
В качестве примера нарисунке 3. приведена схема компоновки гибкой конвейерной системы фирмы BOSH.
/>
Рисунок 3. Схемакомпоновки гибкой конвейерной линии:
1-6 – конвейерныемодули; 7-14 – модули подъема и поперечного сдвига; 15-24 – гибкиепроизводственные модули
Конвейерные лентыоснащены приводами, перемещающими их с постоянной скоростью в одномнаправлении. Модули подъема и поперечного сдвига имеют трехпозиционныйпневматический привод подъема и короткий участок ленточного транспортера. Внижнем положении этого модуля паллета свободно над ним проходит, а в верхнемположении паллета останавливается и переносится на участок соответствующегопоперечного ленточного транспортера или на позицию загрузки соответствующегоГПМ.
В качестве средствтранспортирования в ГПС наибольшее распространение получили самоходныетранспортные тележки, которые часто называют транспортными роботами илироботрайлерами.
Транспортный робот — это программно-управляемая тележка со средствами загрузки и разгрузкитранспортируемых изделий, автоматически перемещающаяся по программе управленияв пределах участка, цеха, завода.
Простейшие транспортныероботы перемещаются по направляющим (рельсам), а подвод питания можетосуществляться по гибким кабелям, от скользящих токопроводов, от автономныхисточников питания (аккумуляторов). Очевидно, что рельсовые тележки обладаютнедостаточной гибкостью перемещений по различным траекториям в пределах ГПС всвязи со сложностью технических систем изменения направления перемещения.
Поэтому в настоящеевремя наибольшее распространение получили безрельсовые транспортные роботы(рис.4.), обеспечивающие наибольшую гибкость функционирования в ГПС.
/>
Рисунок 4. Схематранспортного робота:
1 — тележка (шасси); 2- бампер системы торможения; 3-4 — грузовые платформы с приводом перегрузкиизделий и направляющими; 5 – аккумулятор; 6-бортовая ЭВМ.
С помощью бортовой ЭВМосуществляется управление транспортным роботом. Команды по маршруту следованиявводятся в память бортовой ЭВМ по каналу связи с управляющим вычислительнымкомплексом ГПС. Аккумуляторы необходимы для питания используемых приводов иэлектрических устройств.
Автоматическоеуправление перемещением транспортным роботом требует наведения его на требуемуютраекторию перемещения. Используются четыре основных способа наведениябезрельсовых транспортных роботов на траекторию:
- оптический;
- индукционный;
- радионаведения.
При оптическом способенаведения управление осуществляется по белой линии (полосе), нанесенной на полуцеха. Для этого на тележке имеется устройство, освещающее белую линию, априемное устройство (фотоэлемент), установленное на тележке, осуществляет приемотраженного сигнала, по характеру которого осуществляется автоматическоеуправление перемещением тележки.
При индукционномспособе наведения на тележке устанавливают индукционные датчики, которыевоспринимают низкочастотное магнитное поле, возбуждаемое током, проходящим покабелю, уложенному в полу цеха. Сигналы этих датчиков используются дляуправления.
При использованииспособа радионаведения вдоль траектории перемещения тележки располагаютпередающую антенну, а приемная антенна располагается на тележке.
Как показал опытиспользования транспортных роботов, наиболее эффективным является оптическийспособ наведения.
Одной из важнейшихзадач управления тележкой является позиционирование тележки в позицияхперегрузки изделий. Для этого используются следующие способы управленияэлектроприводами тележки:
- замкнутыйпо положению привод с контролем на всем пути перемещения;
- разомкнутыйпривод со ступенчатым регулированием скорости;
- комбинированныйпривод: разомкнутый между заданными для остановки позициями и замкнутый поположению вблизи позиций остановки;
- использованиеразомкнутого привода с механизмом уточнения положения и фиксации.
Способ замкнутого поположению привода с контролем на всем пути перемещения универсален, так какможно осуществить точное позиционирование транспортного робота в любой точке.Однако такой привод сложен, требует высокой точности и жесткости направляющихэлементов тележки и имеет высокую стоимость.
При использованииразомкнутого привода со ступенчатым регулированием скорости остановкатранспортного робота осуществляется подачей последовательных команд наторможение. Этот способ не позволяет осуществить достаточно высокую точностьпозиционирования (менее 5мм).
Комбинированнымявляется привод, разомкнутый между заданными для остановки позициями изамкнутый по положению вблизи позиций остановки. Этот привод сочетаетдостоинства первых двух рассмотренных способов. Датчики положения включаютсятолько вблизи позиции остановки, что позволяет не предъявлять большихтребований к точности и жесткости направляющих элементов тележки и в то жесамое время обеспечивает высокую точность позиционирования.
При использованииразомкнутого привода с механизмом уточнения положения и фиксации применяютсяспециальные устройства (ловители), которые обеспечивают высокую точностьпозиционирования платформы с изделиями (рис .5.).
/>
Рисунок 5. Транспортныйробот с механизмом уточнения положения и фиксации:
1- тележка; 2 –платформа; 3-4 – ловители; 5-6 — конические отверстия; ∆ — погрешностьпозиционирования.
Заключение
На основании опытаэксплуатации действующих в настоящее время гибких производственных систем можноотметить следующие основные их достоинства:
- повышениепроизводительности в 2-10 раз;
- удовлетворениеспроса рынка в короткие сроки;
- уменьшениевремени освоения изделий в 5-10 раз;
- уменьшениеоборотных средств и повышение оборота капитала;
- уменьшениечисленности обслуживающего персонала в 5-10 раз;
- значительноеувеличение загрузки оборудования (работа в 3 смены);
- уменьшениезаделов;
- повышениестабильности изготовления и качества изделий;
- уменьшениезанимаемых производственных площадей.
Необходимо отметить иосновные недостатки таких систем:
- высокаясложность технических систем, что требует высокой надежности всех их элементов,приводит к высокой стоимости систем, требует высокой квалификации работающих;
- сложностьизготовления деталей высокой точности (6-7 квалитетов точности).
Поэтому в настоящеевремя ведутся интенсивные работы по следующим основным направлениям в областигибких производств:
- повышениенадежности всех технических систем ГАП;
- оптимальноеуправление (моделирование процессов изготовления, позволяющее создаватьматематическое и программное обеспечение для оптимальной работы ГАП);
- контролькачества изделий;
- техническаядиагностика систем и элементов ГАП (оборудования, инструментов и др.);
- подготовкавысококвалифицированного персонала.
В настоящее время впромышленно-развитых странах созданы и успешно развиваются фирмы,специализирующиеся на разработке гибких производств, их обслуживании иподготовки персонала для их эксплуатации.
Список использованныхисточников
1. Вороненко, В.П. Проектированиепроизводственных систем в машиностроении: Учеб. пособие / В.П. Вороненко, Ю.М. Соломенцев,А.Г. Схиртладзе, А.И. Пульбере. – Тирасполь: РИО ПГУ, 2001. – 349 с.
2. Соломенцев, Ю.М. Управление гибкимипроизводственными системами / Ю.М. Соломенцев, В.Л. Сосонкин. – М.:Машиностроение, 1988. – 350 с.
3. Митрофанов, С.П. Технологическаяподготовка гибких производственных систем / С.П. Митрофанов, Д.Д. Куликов, О.Н.Миляев, Б.С. Падун; Под ред. С.П. Митрофанова. – М.: Машиностроение, 1987. –352 с.