Электрооборудования гибких производственных систем

Сокращение сроков освоения новой продукции при условии сохра­нения высокой производительности достигается при устройстве гиб­ких автоматизированных линий, в состав которых входят специа­лизированные и специальные станки с ЧПУ, транспортно-загрузочные устройства и управляющая вычислительная система. Эти линии являются одним из видов гибких производственных систем (ГПС). Гибкие автоматизированные линии в отличие от обычных автомати­ческих линий могут довольно быстро переналаживаться на обра­ботку новых деталей, так как они оснащены программируемыми рабочими органами и главным образом станками с ЧПУ.

Состав гибких производственных систем

В состав ГПС помимо станков с ЧПУ, промышленных роботов и транспортных систем входят накопители заготовок и инструмента, устройства загрузки — выгрузки изделий, устройства замены техно­логической оснастки, удаления отходов, автоматического контроля и диагностирования, управляемые с помощью центральной и пери­ферийных ЭВМ.

Типовой ячейкой ГПС является гибкий производствен­ный модуль (ГПМ), построенный на базе основного технологи­ческого оборудования с программным управлением, включая про­мышленные роботы, а также автоматизированную систему управле­ния технологическими процессами. Гибкие модули обладают большой автономией и легко встраиваются в различные гибкие производствен­ные системы и автоматизированные линии. Устройства управления ГПМ должны хранить программы, осуществлять контроль за ис­пользованием и качеством инструмента, а также контрольно-изме­рительные операции.

Схемы управления гибкими производственными системами

Схема управления гибкой производственной системой имеет верх­ний и нижний уровни управления. Верхний уровень, состоящий из серийных ЭВМ, служит для подготовки, контроля, хранения управ­ляющих программ, формирования сопроводительных документов, а также учета и централизованного управления (центральная ЭВМ). Нижний уровень управления связан непосредственно со станками, роботами и транспортными системами. Заготовки, детали, инстру­мент и технологическая оснастка в ГПС хранятся на автоматизиро­ванных складах. Автоматизированный склад представляет собой многорядную и многоярусную конструкцию, размеры ячеек которой соответствуют размерам приспособлений-спутников, в которых уста­новлены детали. В нижнем ярусе склад имеет роликовые конвейеры, на которые с помощью штабелеров, снабженных механизмами пере­мещения вдоль стеллажей, устанавливаются или снимаются приспо­собления-спутники с деталями. Подъемные конвейеры служат для перемещения деталей на верхние ярусы. В основном используют привод конвейеров с асинхронным двигателем.

Работа гибких производственных систем

При работе в автоматическом режиме механизмы перемещения и подъема имеют числовое управление, а механизм управления шта­белеров — цикловое. Система управления штабелером содержит блок управления, датчики положения (путевые выключатели и переклю­чатели) и устройство задания адреса, которое может быть клавиш­ным или дисплейным. Так как число ячеек хранения, как правило, значительное, то система управления нуждается в средствах хране­ния информации о размещении деталей и наличии свободных ячеек. Управлять автоматизированным складом вручную практически не­возможно — для этой цели используют ЭВМ.

Существенное значение для рациональной организации эксплуата­ции ГПС, состоящей из станков с ЧПУ, имеет автоматизация конт­рольно-измерительных и регулировочных операций до начала, во время и после обработки. Такой контроль способствует бесперебой­ной работе оборудования, предотвращению или резкому снижению брака и высокому качеству готовой продукции. Для контроля при­меняют специальные стационарные и переносные устройства с кон­тактными механическими, оптическими, электрическими, индукцион­ными и другими датчиками, связанными с системой ЧПУ и способ­ными в случае необходимости корректировать положение режущего инструмента. Для измерения размеров точных деталей вне станка широко используют координатно-измерительные машины, входящие в комплект ГПС и управляемые от центральной ЭВМ. На точность изготовляемых деталей большое влияние оказывает состояние режу­щего инструмента, контролируемое различными способами, в том числе и электрическими. Так, например, во время обработки пара­метры процесса резания, зависящие от износа инструмента, могут контролироваться по изменению силы тока, питающего электродви­гатель, или мощности привода главного движения. Автоматическое измерение размеров инструмента, а также определение его поломки осуществляют специальные датчики, как и в автоматических линиях.

В состав станков, роботов и другого оборудования ГПС входят системы автоматического диагностирования их технического состоя­ния, в результате чего предотвращаются или сокращаются их про­стои из-за неисправностей. Для диагностирования используют спе­циальные датчики или датчики систем управления. Информация, полученная с этих датчиков, обрабатывается либо специальной, либо центральной ЭВМ. В случае выявления несоответствия контроли­руемых параметров по заданной программе проводится анализ, выявляются причины и принимаются необходимые решения. Авто­матическая система диагностирования особенно важна для ГПС, работающей в режиме ограниченного вмешательства персонала — наиболее перспективного в будущем производства.

В качестве примера такого- производства на рис. 1 приведено схематичное изображение цеха-автомата и расположение его основ­ного электрооборудования.

Рис. 1 . Расположение электрооборудования в цехе-автомате (ГПС)

Где: 1- автоматизированный склад, 2 – электропривод крана – штабелера, 3 – электропривод  конвейера, 4 – электрофицированная тележка.

Посмотреть видео об этих системах вы можете ниже: