автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Создание гибкой производственной системы зачистки карточек и нанесения рисунка на них в составе ГАП алюминиевых испарителей

азербайджанский индустриальный университет

им. М. АЗИЗБЕКОВА

На правах рукописи

БЕХБУДОВ ФАРХАД САФАР оглы

-СОЗДАНИЕ ГИБКОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ ЗАЧИСТКИ КАРТОЧЕК И НАНЕСЕНИЯ РИСУНКА НА НИХ В СОСТАВЕ ГАП АЛЮМИНИЕВЫХ ИСПАРИТЕЛЕЙ

05.13.07 — Автоматизация технологических процессов и г.рсгзсодств (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

I иссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Баку — 1992

Работа выполнена в Сумгаитском ВТУЗе.

Научные руководители:

лауреат Государственной премии СССР, член-корреспендент ЛН Азербайджанской Республики, доктор технических наук, профессор

член-корр. АН Азсрб. Республики, доктор технических наук, профессор ГУРБАНОВ Р. С.,

кандидат технических наук, с. н. с. УЛЬЯНОВ С. В.

Ведущая организация: Институт кибернетики АН Азербайджанской Республики (г. Баку).

на заседании специализированного совета Д 054.02.04 в Азербайджанском индустриальном университете им. М. Азизбекова по адресу: 370601, Баку, проспект Азадлыг, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Азербайджанского индустриального университета им. М. Азизбекова.

АЛИЕВ Р. А.

доктор технических наук, профессор КЕРИМОВ Д. А.

Официальные оппоненты:

Защита состоится

»

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент

КРИВОШЕЕВ В. П.

ojr/л хлрлкгирио'гша paootl:

АХХУЙC-co'Jo.i кеитз з йор^'-росанин :'.ячастЕо:шо.ч прэдувдп: прокзЕодсгга прзкзтно-свэриых нопаритолой Сумгаитоко-го атаикикзЕого ззвэда, гдо посташо виодрлогся гибкой автомата-зиросанноо производство (ГАП) ктоет участок зачистки нарточо.ч и ианосонпя рисунка па них. Болылое количество непоправимого брака, которое получлется в результата несоблюдения рабочими технологии, пару се пня рнг.'.'лчности производства, агрессивность рабочей ерэдц, а таило опасные для здоровья человека у ело пил работа при обслуживании сачиспшх станков существенно влиянт на эффективность производства и отим диктуют необходимость создания гибкой производственной систему (ГПС) для автогптизацип работ на данном у •частно.

Учятаг V. к--.."-; .пгз ; с.тгдуе? от - что создание, ассдедо-

голпо и тггг.Т-УЛУ.'У ГГ!С гатестк;» корточек и шшесешш рисуига la ИПХ П ПРЭКЗВОДС'МЭ tU.S-.'J!JKter.UX ирокатло-сваряих нспаратол-зй для битовых холодплышгов на Сумгаитскок плюулшпавом завода, изделия которого поставляются и за продели республики, является актуальной научной н практической задачей.

Работа выполнялась на основании целевой комплексной научно-технической программы "Создание и внедрение роботов, робототох-ничесга.-с су.сте:/ и ГАП в народном хозяйстве Азербайджанской ССР на I9B5-I990 г.г.", в соответствии с общесоюзной научно-технн-ческой программой 0.I6.I0 "Создать и освоить гибкие автоматизированные производства на ochoeo передовых технологических процессов, гибких переналаяиваешх комплексов, прокшиешшх роботов и микропроцессорной техники и представляет собой часть исследований, проволокшее в Султаг.тском БТУЗо по хоздоговорно!! тег/.э "Исследование, разработка и внедрение робототехничссглх систем ira

Сумгаптскои штминиевом заводе" Гос.регистрами 01880056017).

и додачи исследований. Целью диссертационной работы является: исследование и разработка архитектуры ГЯС зачнет;::; карточек и нанесения рисунка «а них, ое компоновочной структур- и схемы автоматизации; разработка нестандартных еломонтов и устройств ГПС зачистка карточок и нанесения рисунка на них; разработка цмнко-у праЬллхгсо£ сиотеыц ПЮ, ео алгоритмического и программного обеспечения; внедрение основных положений диссертации и лромыаяенкых условиях на производства алюминиевых испарителей. .

Мятоп» последовать йазируатся на использовании теории относительного движения катериальной точки к динамики движения твердого тела, концепции и методов искусственного интелпакта, теории автоматического увравлоивя, аппарата теории сетей Петри и математического программирования;

31*,ек'гашость разработанных оредотв и алгоритмов юдтвзрзда-ется результатами их внедрения и проьжиенной эксплуатацией в действущеы производстве испарителей.

Научную новизну работы определяют следующие результаты: . I. Разработаны архитектура ПЮ зачистки кадочек и нанеоония рисунка на них и технические средства для их реализации.

2. С использованием элементов диалогового проектировать разработаны нестандартные елеыонты и уалы на основе опыта и интуиции эксперта. Для ПЮ зачистки карточек п нанесения риоунка на них детально разработаны две конструкции специальных захватных уотройотв и специальный ориентирующий манипулятор, причем поведение объекта шнипулнрования при орл._;иащи'. рассмотрено как относительное движение его центра масс.

3. Разработана отруктура оистемы управления ПЮ зачистки карточек и наввсения рисунка на них на основе шкроЗВЦ, о беспечи-

вакцая прием и обработку пифаргации от датчиков и принятие рзшо-пля по выработке управляющих воздействий, адекватных текупоЗ ситуации, на множество леполнителышх механизмов л .узлов авгокп-тлчесг.оЛ шроналедки.

•I. Разработали алгератма птанлрованпя двякуастхея активных одекзитоп прк управлегсж г, автоматической поро::ал-здко ГНС, лред-сттшшдпо собой сета Потрп, з которых все норе ходи гзшпэ л ш-ромстянне гзркора 'по позздеям годолирует дшш:"цсу вэЕздевйл деп-:;;,т:лхел эдепгитоп п рлзлпчнг.'х ситуацл^х.

5. Постросип опгааэльпая траектория pyia ЙР при горе-уопэкав Г37Х харточок одновременно, обоско*пагагг1ая хздхгялмяэ ярся

I!? л обход пропятетзлй гпеа:еЛ ср-эдн, па основе урзспояяй ."лигртка второго гола я'угавпмкЗ да:г,о:пи гк?г?.'.о:пзяволоп двусто

ботаннпл 1711 карточек л ткосепля р;:су:ка на нях п еэ

ородстгз ЕНСЯреки в яоЛствумком яропз'водстго лсппрптал'Л Сугтяит-cicoro алвмлппового завода. Ока могут быть проденем па опллоггп-пых производственных процессах дискретного характера.

ЗксномлчвсгаЛ э'.^окт от внедрения составил 124,8 тис.рублей в год.

Аптзобашт таботц. Основные пологеши диссертация докладывались и обсуядалнсь 1Ш:

- республиканском совещании-семинаре по созданию и внедрению в народном хозяйство республики роботов и работотохннчеокзх систем (Баку, 1985);

- УЦ "республиканской научной ганфорошдаи аспирантов ВУПов Азербайджана (Баку, 1985);

- а республпканскоЛ ябплсЛиой научной зюнгоронцин аспирантов иУЗов ЛзсрблЛдяана (Baigr, 1037);

- I республиканской научпэ-прэктичискоЛ кок^рошзк: ко просЗ-леулз управления к инсорг.атглш (Баку, 1991);

- XIX иаучно-техничоской кон^ярс-пгда проаоосорско-арсподава-тольского состава Сумгаитского ВТУ?а (Сумгаит, 1992).

¡Мжкшил. По результатам дцсоершдеошю" работы опуб.таковоко 5 печатных работ.

Структура и .обър;.' г-юдуц. Диссорга.дп состоит :;з зъоденкя, хштл глав, па;У1!очсш.-1, списг^ псшл.ъзоши}!о;': .'П'.тсрахури и 5 прд-докений. Основной объем работы - страниц, в тем число 122 стоашщц основного юкота, 33 рису ни к счксок литературы кз 84. нашяшогаипИ.

СОДЕРГ^'ЛйШ РАКШ!

агаусшлстл те-.:;: дкеосргшек: к дако краткое пзлояонао работы.

В рогсоЛ глав?, приводится оппсаипо <&шщкоиаяш:х схем технологических: процессов мчкеткп карточек к наноси;;;:« лга на ш:х, Показано, что участок зачкехкк карточек к ианесонкя рксук.:; на шпе характорг.зуится пал;ппс:.*. оглообраякоЛ, гй^окзадафишрога} нон, монотонно ковгоркшеПся ручпо.1 работ!» г. тк:елос к вродаих для человека условиях, отличается больной долзР. !ю«сиравг.»:ого брака по в:-шо работников произкодстна, пот гибкости перехода на внп/ок других тяпоразкоров вспарвтслсЛ. Крэко того, работа рабо-чпх, проповоирьтах ооноепус техиологичос:иэт опорщув:, люяотся иаисолсо трудоемко!;, сопровогиц'ется поваленной гнпг.иаелыюотьн •л кстрдпдаш на этого эдеошл первпи:: г.апргг.гн/.сг., что приводит к пэвнкшкэ количества брака, а янотэд а к палучс;сц:о производственных 'травм.

Проведен обзор лстсратуршга источкако:! " опрсдслагш осшвш:»

- s -

принципы создания гибкой производственной систе.\!ц зачисткп тар-точек к нанесения рисунка па них, Отмечено, что в каядом конкретном случае автоматизации технологических процессов требуется особый подход, связанный с техническими условиями производства а изменениями в <1орме характеристик маиняулируемых заготовок. Этт "■•атрудняется использование стандартных элементов робототехники гля их автоматизации.'

Оплачено, что при создании ГПС для подобных технологических процессов не на должном уровне рассмотрены вопроси создания архитектуры системы управления, разработка; нестандартных элементов и узлов, разработки алгоритмов йункцнонлрования и автоматической переналадки, оптимизации управления движением pyiai робота с пиов-.'•гоприюдом в определенных условиях внешней среды. На основании этого, для создания ГПС зачистки карточек и'наносенпя рисунка на ;ш:с с^ор^лирован основной круг роиаеглых задач.

Во второй глава рассматривается вопроси разработки архитектура л компоновки Й1С зачистки карточек н нанесения рисунка на них.

Архитектура ГПС (рис.1) включает три гибки.: производственных г.одулл (ПГ,!) и 1ш;1ор;,-л1рош!0-упрап'1япаук) систем;/. Кандый из ГШ.! состоит из технологического оборудования, группированного по це-лоео!,^ назначение.

Сункцнягд отдельных 1Ш являются: ПЕЯ - разгрузка печи отаи-га и раипрецеленио пакетов карточек геяду позициями зачкетннх .'.зпзн (ЗМ); ПП2 - зачистка карточек на ЗМ и загрузка АТС-1 и АТС5 зачиненными карточка.'.^; ПШ - нанесение рисунка на зачищенные стороны карточек, перемещение и загрузка оупглыюй камеры карточками с рисунком.

ПГЯ включает з себя: автоматическую транспортную систецу АТСГ; специальный ориентирующий манипулятор COMI; три прог.кпленных робота ПР1, ПР2 и ПРЗ; столи-накопптелн CHI и CII2.

ГПМ2

1. 1 Сз

спмъ

и ЗМ-2

• - 5г>г6гп о Разжим

В - Иеяедхве «ы ржете ровои О - Места еерсзаладка ! - РяЯУ-яяг зсо& { - Холоапои ход

1

С)

Рас.

'. Модуль работает следу;яда.; образом. При соприкосновении пакета корточек с цепьа ATCI за счет сил трепля снимется из ячоЯки пэ-чн отжига карточек, транспортируется до попадания на СИЛ и последний, поворачиваясь вокруг дпагончлл на определенный угол, позиционирует ичкет юрточек. После поступления сигнала о горизонтально;.: положении стола CIT.II о пакетом карточек включается цикл промышленного робота ПР1. Исходны;.! положением ПР1 являетоп положение, фиксированное упором промежуточного положения поворотного механг.зш робота. Сначала рукп ПР1 двигается вперед, происходит охват пакета карточек, подъем и'движение руки назад. После этого рука ПР поворачивается влево, выдвигается вперед, опускается я происходит разжим. При движении руки назад пакет из карточек цепляется об упоры и остается на поверхности CHI. С помощью отключения привода поворота рука ПР1 возара'даотся в исходное шложеияв.

При наличии пакета на СП1 с исходного положения руга робота выдвигается вперед и опускается В1шз. Схват робота достигает поверхности верхней карточки и захватывая снимает ее о пакета. После этого рука поднимается'вверх и отодвигается назад, поворачивается вправо п карточка ставится на поверхность неподвижной пяп-•тн SMI. Загрузка ЗМ2 производится аналогичным образом с гогощьп ПР1, СН2 я ПРЗ.

ITCJ2 представляет собой две параллельно дейотвущке лшши, одна яз которых штеот зачицонны:.:н карточками ПМЗ, п другая -АТС5. Коядая линия включает в оейя: зачзстнув"капииу (3MI и 2.7.2) непрерывного действия, АТС (АТС2 и АТСЗ), специальный орионтируп-ций ьанипулятор (COM2 к СОШ), продавленный робот (ПР4 и ПР5).

ПГ,!2 функционирует следузхдам образом. Зачищенная на 3'.П карточка попадает на АТС2, с по;.:сцьз хсотороа транспортируется до COM2, а карточки, выходящие из КЛ2, с поддав АТСЗ попадаит на'" стол C0;,i3. Па COM2 и СО,",О, аналогично циклу СОШ, происходит

позиционирование кадочек с целью обеспечения точности дальнейшего манипулирования. После этого, с покошью IIP4 и ПР5 зачтенные карточки загружаются'на ЛТС4 и АТС5 соответственно. Хинслы IIP-1 и ПР5 аналогичны циклам ПР2 и ПРЗ.

В ПЕ.13 на половину зачищенных карточек наносится рисунок. ГШЗ включает: ЛТС4; базирушие. г-анипуляторы .Я и 1.12; робота IIP6 и ПР7, установку нанесения рисунка (У11Р); и мзнлпулятор ЫЗ.

ПЫЗ функционирует следующим образом. Карточка, установленная роботом ПР4, дз::гаясь по АТС4 доходит по упора манипулятора <Я и последний, поднимаясь, отрываот карточку от цепной передачи и базирует ее на нужной высоте. При »ток, вместе с Ml поднимается и упор манипулятора М2 для йикс-'.оозания второй карточки. При соприкосновении со вторым упором слетуягая карточка поднимается с помощью манипулятора М2 на тот ге уровень, что и первая карточка. После подъема второй карточки цепная передача АТС4 останавливается и включается цикл робота ПРЗ, который оснащен,как и ПР7, специальным захватным устройством для одновременного захвата двух карточек. При наличии двух зачищенных; карточек на манипуляторах Ml и М2 рука робота ПР6 двигается вперед, опускается, захватывает две карточки и поднимается. После этого рука приходит в исходное положение и осуществляет поворот вправо, опусканием и движением руки вперед достигает позиции базирования УНР,

После установи роботом ПР6 двух карточек на позиции У11Р, начинается процесс нанесения риоунка. Движением подвижных упоров-карточки залшмавтоя о неподвижные упоры и в базированном положении, с помощь» подъемного механизма стола, поднимается вверх до* уплраняя на фотошафган. Одним полным ходом ракелей,. закрепленных на одном устройстве передвижения, противосварочная паста продавливается через фотошаблон и на карточках появляется рисунок нужного испарителя. После этого стол УНЕ опускается и появгдшке

у пори освобог.тгапт карточки о риоупко:.!.

При нижнем гюлго~о.чш1 стола УНР и наличии на ном кярточеч о рисунком начинается цикл робота №7, с помощью лотового, аналогично циклу ПРЗ, загружается манипулятор ЛЗ. Коолэдний поднимается впери

I

принимает на поверхность стола две карточки с рисунком я.онготиМ'т ся вниз. По пути к шг-.чоку крайкому ¡;оло:,,.ояга стола ¡.i.3 остит; wot карточки с рг.суиком на поверхности сгкгрсшга работа>тг.н.х цеггих передач су ¡пильной катерк. Карточки с рисунке?/, преходгт чрр^.з су-пяльнул камору и транспортируется, так к карточки 6ct рксункз, г. ATG5 на участок пакетирования и прокатки ткете в для tnmin:,7.e(ti обработки. •

Как видно, П1С зачистки карточэк к нанесения рисунка ка чих яклячаэт совокупность оборудования различного на значения: основное и вспомогательное оборудование (оМ, УНР, IIP и манииулгторч); технологические модул:!, имел-з'.еся до создания ГПС, но ■гадернг.зир')-наннне (3!Л, тганспортнкз сродства и СИ); рязработагшке новые нестандартнее элементы и узлы (специрлыше захватные устройства IIP и СОМ), обеспечшзагоио захват и удержание при перемещении, ориентацию для обеспэчешш точности ма ни пу ли ро ва нил как отдельных карточек, так и пакетов из них.

В целях предотвращения аварийных ситуаций при сункцпонирошчии ГЯС в автоматическом реаяке, определен» условяя, которые запрещают выполнение цикла того пли шюго активного элемента в нештатной сктувцки.

Разработана двухуровневая структура системы управления ГПС зачисти? карточек и канесшшя рисунка :щ них.

iiJ^iSlbSjL.Wtaca рассматривается вопросы разработки основных костаппартшх эломонтоп и ycTpoiicTB (пСЗпУ) ГЛО зачистки карточек и паг.псения рисунка на них.

Отмечается, что рпзработоннне НСйиУ для обеспечения нормаль-

.о сункцпонироганпя liiJ как в отдельности, так п в условиях .'АН, кроме предъявляемых для созиаш'я ГШ t-petics«mitt долкнн удовлетворять слецудашд требованиям: обеспечить пормальнус работу систнмц во всех реникпх управления; бить ушшэрошгьн-ллн ала легкс-1.эро1",.ла*:Г.и,аеию.а; обеспечить требуемую точность при баоиговатшц, ориентации объектов ганапулировшшл; обеспечить во змо filio сть применения их на других участках ГАИ испарителей.

В результате лсалеповашгл выяснилось, что после иущиг.онирова-i¡.u¡ ШС необходала разработка следующих НСсшУ:

1) Специальное захватное устройство (ЗУ) для захвата и порзотс-новкн пакета из трах пли четырех ал-хашпешх карточек и учетом изменения размеров алюминиевых карточек: г:о оирнпо 315+190 ш и по ;ша'.е üI5«-i3Q .та. Толвдша заготовок 3 мм. Данное М предназначается ¡и: я ЬРХ.

2) Споцлалыюе аУ для захвата и отделения карточки из пакета

тсох-четырех карточек, Разработка конструкции произвзяится с учетом вышеуказанных раз1 еров карточек и предназначена для ш'2 и i¡?3.

J) СшцкалытИ opnosmpyjonuiii манипулятор (С0.л), облапа.'лиий ол-ренслспппм быстродействием п предназначенный для прсаэарктодьиэй ориентации как шкета карточек, tú к и отяелы.'"х карточек.

Дяя II?! выбрана кинематика ЗУ с одним pudo .им двпяоикем. ста конструкция отличается быстрым захватыванием летало:! и простотой. J^m Ш?2 и IIP3 выбрана конструкция, дающая возможность поштучного снятия карточек из пакета, путем зпхима их с краов с кошзди пальцев, висту пандах на толщину одной карточки.

Разработанные 3/ широкодааказо'ишз в отео^пш изменения рдз-м-тров карточек; командные no виду уг.тавлекмл; однопозвдюг.нцо по числу рабочих шзициИ; ¿зханвчосюдо по пркнцаиу действия, о инав.-'.'оирнг'одоп.

¡Змбрана ю«!'>1'.ягапс.ская струт'урс спсопального op;:o:.Ti¡ry»;: ere

••янзгаулятора поворотного до?.ствал с пкешэпрхшодегл, осушвтв.до>-г.ого орпснтагг-э карточек путс;.! поворота аокруг диагонально;! оси.

Проокгпрованке указании* НСЗпУ произведено путам рзэзная сле-¡тугот.х дзух тт'.пов задач: полностью <'ор.\:ялпзовап:п:з (расчет кон-ггрухтивннх параметров узлов с уттсто;л условий, полуюпнпх кр:: синтезе структуры ГПС п анализе се работоспособности, вкбер стандартах модулей по ГОСТ на оиогаипя погостилх параметра:: в лкголняо-■к'х ^уккгЕяЯ л пр.), рекгипс погорих монет бктъ наполнено автогятк-геекп, "о заранее заданн;::.: алгорзтгам с погепьв 51;.'.!; трукю.'орг/а-•лзуагтго г. праултлесга но "орг'алкзуе'.'.пе кнтуитявпцо (принятко ро-.зпв?. на базе ::нту;:::д:1 и оннта эксперта).

3 дасспртглгкн эти сааачн рекаш; с йспользовшюсм диалогового ■;">'г-'ткг!апан::я1 а :х>торег'. проекткгоплнк ::::аот пт;л".оЛ нитр-гпктнв-досту: ;•: пр-гратлз :. а нрга.-оес ■„• : г:;; ;:а

Л;";г а па;'.;: г:гу-'.туг,.;а-.':ег','-',,ек".а са*':-.;! агоксссза даа. огаг о го V :о:'.т:'.роган-.!." гпу к спзгаалъна:: захзатшге устеонстг» 1Р а онса^ .ала-оргепткг.углого гзгпгауляторз для плоек:::: лренаетез.

Я'23122ИЕЯ-ГЯ$Ш кссвпаопа вопросам разработка •шТоГ'&щпотю-провдяздйИ скстсглг 1ИС зачнет;::: карточек, я пан^сепля рпсушм ко ах, пос:рссп:аз алгоритмов укра&шгся П1С и автсл-атичоско" даро-заадхи оборудовать, построен:::.) !,-одело:! *уа!аг-'он::говаш1Я и сере-алаз:«, па основе аппарата теории сетей Петри, яссгедоват'.0 ди-.I5 о лаазкоарнводсч. релоипя задачи октп:з:за1а:п траектория аглимг/я рук: с :л::палзлы;к:! арегзпом пасла, разработке арогра.'я.'.ко-з сбссгапэ'пи с::стс.«г управления П!С.

Алгоритм управления :: переналадки ШС ал.чнетнл карточек и на-:се;г.*л рнсупкз :;а пах плетет »..-.сссч на пригаре ПГ;!3 наносонгш :сун:са на карточки, соотсглего к? гакропроцоссооаой СУ с датта-г.пи г, исполнитель!!::::; ?.-еханиз',;л>:ч, двух 1£Р, АТС!, ЛИ' и трех ма-ат>:л/т7егоп л ля ■"азироааакя. "ласточек.'

Для подготовки и обеспечения непрерывной циклической работы FjL.Í долгий выполняться следующие вспомогательные одэрации: подачг карточек с помопьв АТС4 к иозадам манипуляторов и ,.í¿ (цикл ЛТС4), базирование карточек на MI и Ы2 (циклы ..'¡I и ¡.12); захват и поромскоше 1IP6 карточек на стол УШ° (цикл ili'G); автоматическое включение устооГ.ств базирования карточе" на столе УНР и нанесение рчсунга пп пух (цикл Л1Р); захват п перомепегше ÍÍP7 карточек ка стол лгл№пул.чторз МЗ (цикл Ш>7); загрузка конвейера сушльноЛ каморы д:зумя карточкам« с рисунком с по.\-сшь:о ;ЛЗ (vana: ¡.¡3).

Отмечается, что все порочнслел:ше основные и вспомогательные циклы состоят г.з конечного количества повторяющихся, оцепацнл, ха-ролстеризуэаихск параллелизмом, иерархичностью и возможность» совмещения действ;::! для достижения максимального быстродействия. Кроме того, при разработке алгоритмов управления и переналадки ПИ следует учесть услов:'л, предотврацаг-шие авари^ше ситуации при функционировании.

В процессе управления Ш.1 кагшй раз после приема информации о текущей ситуации микропроцессорная система вычисляет и, анализируя результаты, возбуждает именно те исполнительные механизмы, для которых обеспочнвпктся условия возбуждения. По окончании кая-дого прохода осуитствляотсн прием новой информации о текущем состоянии ПИ и принимается адекватное решше.

Описана конструкнг-Я сформулированных на остестгенном языке продукций для управления Ш>!3. Например, целы) АТС4 является перемещение карточек о предыдущего участка к позициям манипуляторов MI, М2 и загрузка их. Следовательно, целевое условие ЛТС4 можно определить как наличие карточек на Ml и то есть но показаниям датчиков, уотаиовденш'Х на этих позициях. При?, с hp пне пкппшь'х ДОЛ-СТЕПИ Е пиле ВКЛ-'/ЧОШШ ИЛИ ОТКЛЮЧЕНИЯ АТС i ОПРОЮЛЯРТСЛ условиями,

которые могут бит* сформулированы слецугтшч oí¡i«fov:

(Ш) РгР/г&Р/,

ЕСЛИ манипулятор ;.!2 находится в верхнем положешш .И АТС4 включена

ТО выполняется отключение АТС4;. На языке внутреннего представления эта запись примет еле луной Я вид

ЕСлИ манипулятор ;,12 находится в - нижнем положении И АТС4 остановлена ТО выполняется включение АТС4

(П2) ^ Г ^ А —

Аналогичным образом ссюрмулировани продукции для ситуаций других .активных элементов ТИМЗ: наносошш рисунка на гарточки.

Показано; что в отдельных пози1^ях технологической линии, при переходе на Енпуск другого типоразмера испарителя, требуется определенная точность перемещения и фиксирования положений узлов . гибкой переналадки (УШ). Поэтому группировка карточек по близким Друг другу линейным размерам' и4 приблизительная фиксация положения УШ становятся неприемлемыми.- ■

Дня определения теяуиего' й' требуемого состояний УШ требуется уотановка датчиков обратной связи на различных позициях, что практически целесообразно и важно. Поэтому, управление исполнительными механизмами УШ осуиествляется в диалоговом режима управления. Для этого, в базе знаний хранятся• ситуацшг о положениях УШ каждого активного элемента при выпуске конкретного типоразмера испарителя. После ввод? оператором типа желаемого испарителя, выводится сообщение о типе выпускаемого испарителя. Если типы испарителей совпадают по размерам заготовок или названии, тогда переналадка не производится. Если они не оовпадает,» тогда возбуждаются ооответ-отвуипше? продукции переналадки из бгэн знаний и обеспечивается

программная переналадка системы па выпуск желаемого испарителя.

Допустим, требуется переход систем от выпуска испарителя типа "Ока-6" но выпуск испарителя типа "Манск-126 Малый". При этом, оператор выбирает нудный режим работы и на экран выдается сообщение в виде "Переналадка Ока-6". Далее оператор задает сообщение в виде "Манск-126 ¡/алий".' На основе этого сообщения и знаний о типоразмерах выбираотся последовательность адекватных действий из базы знаний и автоматически (включением подпрограммы переналадки) осуществляется перевод УП1 активных элементов в нужное положение. По окончании выдается сообщение в виде: "Конец. Тип копарителя "Минск-125 -"ЛзлыЯ".

•

йбкая переналадка ГШЗ осуществляется следующим образом. При поступлении информации о требовании перехода на выпуск другого типоразмера испарителя останавливается ПЕД2. ПШ функционирует до полного освобождения от 1сарточек, путем их обработки и после чего останавливается. После этого проверяется текущее положение ЛИ по длине (4 позиции) и по ширине (2 позиции), сравнивается о желаемым и включаются приводы УШ в пупком направлении. При достижении каждым УГП желаемого положения осуществляется остановка данного УШ. Таким образом, после достижения всеми УШ желаемого положения и их отключения, создаются условия для дальнейшего функционирования системы управления ГПС и включается ПЫ2, обеспечк-ващая загрузку АТС4 рассматриваемого модуля.

Для описания функционирования системы гибкой переналадки, необ-.холимые для принятия решений знания представлены в виде оистемы " продукций. Приводятся граф-схемы моделей функционирования ГПМ и их автоматической переналадки в виде сетей Петри.

Анализ функционирования систеш показал, что увеличение производительности можеу быть достигнуто путем тат"./л1зации времени цикла отдельных чктивных элементов. Кроме того, для некоторых ПР

(например Ш'З u IIP7) креме минимизации времени цикла не об ходки выбрать траектория двгл.тоиил руки, с учетом мест расположения препятствий во внеонел среде. С это;: целью, на основе обратных задач динамики рассмотрено функционирование механической системы, которой является манлпуляциошшй робот; решается задача оптимального управления им с определением траектории, движение руки ПР по которой обеспечивает минимальное время цикла и обход препятствий внешней средн.

Отмечено, что при движении системы для достижения заданной конечной точки Мк- (^ '^¿к ' Ък ^ ^бочвЦ области

^{о^ЭоГ, o^oj, qs^ijj

возможны различные ре-чнмн и траектории контролируемой точки робота, зависящие от конструктивных и пневматических параметров.

Для обобщения подученных аналитических зависимостей н установления закономерностей поведения рассматриваемой механической системы проведены аналитические исследования, с учетом значений конкретных параметров ПР "Бриг-ЮБ" и условий его эксплуатации. Значения параметров, входящие в расчетные уравнения, определены" опытным и аналитическим путем (коэффициенты расхода возлуха, сопротивления, трения, моменты инерции узлов и т.д.).

Приведены графики изменения'длительности полного цикла ПР при плоск-параллельном движении, в зависимости от координат точек совмещения движений (выдвижение и поворот) и область рабочей зоны ПР с оптимальной траекторией.

Приведена структура программных модулей для реализация алгоритмов управления и переналадки ГПС зачистки ■ карточек и нанесения расушса на них, фушщпонлрулцал в операционной среде nsx-m в режиме реального времени.

Предложено прилепить для управления ГПС микропроцессорную сис-те.чу у появления со ст&нт;рт)!нмд : л пулями -/СО.

Пятая глава посмпцена анализу результатов и расчету экологической эффективности внедрония результатов исследований.

Внедрению системы гтролыоствовала ее опытно-прошшлешшя эксплуатация. Анализ функционирования системы, проведенный на этом этапе, позволил уточнить эффективность разработанной структуры как отдельных i,»дулей, так и П1С зачисти карточек и нанесения ри-оунка на 1шх в целом, технических и эксплуатационных характеристик отдельных устройств, точность системы управления, надекность всей системы в целом. Повышена точность нанесения рисунка на карточки. Уменьшилась загрязняемость и улучшлось качество зачидекных поверхностей карточек, обеспечитесь ритмичная загрузка сушльноЯ камеры карточками с рисунком.

Разработащше за хваткие устройства в процессе проведения.испытаний обеспечивают надежность функционирования про: Мыленных роботов. Захватные устройства* предназначены для прошдздошшх роботов ггр1, ПР2 и НРЗ (гоя), Функцией захватного устройства для ПР1 является захват, удерите пакета карточек при перемещениях руки ро бота, а захватные устройства дяя IIP2 и ПРЗ обеспечивают снятие из пакета карточек одной верхней карточка и устойчивое перемозюнио ое в нукнуд позицию. Испытания захватных устройств проводены на ПР "Бриг-ЮБ" и при наличии COU, СН я зачисть..х мапзш в цохе испарителей. " '

Эксперименты и испытания показали, что разработанные СОМ обеспечивают ориентацию как отдельных карточек, так и пакетов из нескольких карточек о требуемой точностей, что необходимо для более четкого Функционирования элементов соответствуших ПС,!.

В качестве роботов на внедренной ШС прикопаны ПР марки "Бриг-ЮБ", хорошо оправдавшие себя на других участках производства иопарителеГ. Получешшо оптимальные по быстродействия траектории движения промшлоницх роботов позволили уменьшить длительность цикла всоП систеш, '

■В процесса лспиганяЯ п эксплуатация в прогжзленннх условиях 2няс1Ш7ось незначительное отклонение от результатов расчетов от-"елыш.т устройств я тоорзтпчсскпх исслсдогаплй спстош в целом,

Гпгдгэкко ГГТС гззгслтию впсвоботтлть восе:-з. работников из jan-ЛсЗ смонч п уг"?.тпп?ь гипуск неполной вродугащл са счот угчкмгэ-брага.

Г;:с-ет з;;онс":пссгой о^Тектявиоотп виецрзппя ГОС втаюляои ;з . соответствии о треб о гатя-.:! деЛствухзпк ::nc?pvKni;i го оцзню' око-"c"'":"oo.'o'i :.Мс"?пгпоег:! созз-мгт'л гтсггльоопонпя автоматически-: •'зшпул'-тороз с прогрп'-'пмм управлопном (пвоммплошах роботов).

Годовой or.onoî.r^iecic,.'; оуТочт от г"о."РО!;п ТТЛ зачистит: глр-тоя ■л ""Пооо-чм: рясуuna T'a iras составляо? 121,G тме.рублел.

•LJ" Г'сг^чотт"1 чроггомм для гоолчоппн:! рзз-

"'-"' о ; *'о;:о:'"''п го ,"":т Г'о'мугсо; ант °

:г:л m \:т\мч'м; и гоиоее:::::; го о;:,: ц ;;го'Л"н:з':~

'~/~> рлооо:: окспомтюоо'к о or гovr! с^о-

ог"*1 з ц'рп ;:от::;рП'?оло;; С.; ::m:vvc"or;.v. о "топ'ловога озвооо.

сапст:"'::: г^г/ныш пт?1

I. ¿о:";ологнчос:гио пвоцзссп сачист?"! карточек л ;ш:осо!;ля р;:~ о;-:;;\:> го ^лнкмо нп ."глх н г.глотетношшт в пто-

пзводстт прокптпс-сг'арк;::; -„'.епакггелеП. Гояотснисохь,

тг'-у-ссмкесгь, :.'3,"0î«»w,:.VtnnpoB3HKoci'5 ишхлглеясс ологацчЗ н кооб-

с^г.т.п, ;:ол7."сстго го тог ого в опачлхо;™ :юй стопою? оог-нспт or частот обработанной пег.орхпостл, точности ;п-посоппого р~сушя, p:ri о er а загрузки еушлькоЗ каглры, fj-пзл-

"ССКСГО Г! ПСЛХОЛОГПЧОСГ.ОГ^ . 'СЛКПЛ ССЙОТПТО'ОЗ обусловили бО"Ы'У:--—ПОйОЬ П ."ООбЧОДЛМООТЬ ОВТС.МПТПЗШЯП данного улпстпз ГТЗЛОГОДСТ-'Л.

Л. iYíг?7м:r'i7шт'ч лрт:сотгуг'! ГШ оп-гстктг "огяо-nc п гапосонгл г~с;\тс> no лгс, в ссетагч когороЛ входлт tsi.'-^-ninciCio-ynriaTrrncrs ,, :,г;! р;,.^ Сг.1!СГ._,и«г-? пг;ог~пог:::н прогг^лончь'-: роботоо,

- IB -

сцздаалышх захватных и ориентирующих устройств к транспортник средств. Показано, что компоновочная структура ГШ зачистки карточек и нанесения рксуш® на них разработана но основе комплексного подхода, то есть при определении состава ГПС учитывались состав и характерные особенности производства испарителе", рациональная связь данной ГПС с оборудованном и системами других участков производства. ■

3. О использование:' элементов диалогового проектирования разработана две конструкция механических захватных устройств: для захвата и перемещения капота и для захвата к отделения одной ворхней карточки из пакета. Разработанные конструкции необходим для Зунк-шнгарования 1БС в позволяют сохранять устойчивое колоненло объектов каняцулярошпя п надобность охвата при г.змоиошш размеров карточек, дапт возможность устранения позроздони;! и загрязнений поверхности алюминиевых карточек.

Даш: методики расчета зажимного усилия и основных конструктивных параметров захватных устройств.

4. Разработана конструкция специального ориентирующего манипулятора поворотного типа для плоских предметов ка основа нового подхода к формализации поведения плоского предмета на поверхности манипулятора, основанного на теории относительного движения материальной точки. Это позволяет для каждого конкретного случая выбрать оптимально© сочетание типа привода и материала поверхности стола манипулятора и другие конструктивные параметры, от которых зависит четкая ориентация плоского предмета и быстродействие СОМ.

5. С целью обеспечения обхода препятствий л минимизации длительности цикла перемещения от одной позиции к другой, исследована динамика промышленного робота о цилиндрической системой координат,

с учетом упругих и термодинамических характеристик звеньев и пнолмо иппвода, и свойств внешней среды на основе обратных задач дяяошкп.

• Мгаш'ятзпцил tpcwtia цикля перемещения руки IIP с пневмоприводом

сведена к выбору моментов включения приводов по каждой обобщенной координате. Исходя из ¡З-актичоской сущности задачи и кппомлтнчес-

возможностей конкретного робота получены два варианта управления включением приводов н соответствующие им траектории движения руга ПР, обеспечиваете обход препятствий внопноЗ сроцн. Пзлучешдго теоретические розу ль тати подтверждены экспериментально.

5. Разработаны алгоритм управления и переналадки ГПС зачисткя карточек я папесяпня рхсушса па нг.х на основе концепции "поиска в пространстве состояния" з вида системы продукций, которые в резуль тато логического вывода позволяет функционировать п автоматически пореналаетваться на выпуск других типоразмеров испарителей. Разработаны модолл движущихся активных элементов в виде сети Потри, для йушаггоппрогадпя ГПС л то гзпзнплздст, в которых все 'переходы янвыэ и пзр-змэ^знг.-э >.>*ркорэ пэ сэзшдаи моделирует даиа1Яку поведения дзизуппхел олзмантоа з различных ситуациях. ПродложеннцД подход позволяет сократить цикл работа п переналадга и погасить производительность системы в целом.

7. Разработано программное обеспечение для реализации разработанных алгоритмов, вкгачащео программные модули обцого назначения - связь с верхним уровнем управления, координация и синхронизация работы модулей ГПС, контроль п диагностика аварийных ситуаций и программная пэреналадка оборудования, и опэгрального назначав - управление модуля!;:: ШС, управление устройствам гибкой переналадка, синхронизация работы активных элементов каждого модуля, управление автоматическая транспортными системами.

8. Разработанная ГПС зачистки карточек я нанесения рисунка на ндх полностью использована в разработке технического и рабочего проектов ГАП алюминиевых испарителей и внедрена в производстве испарителей Сумгаитского алюминиевого завода, что позволило высвободить 8 человек из каждой смены я обеспечить квазибезлядвое произ-

водотво на данном участке. В разудал ¿-л увод-лился ьицуок конечной прсдащии га счет умонькения брака, а такте за счет сокращения времени перенададки на выпуск других типоразмеров испарите

Основные положеная диссертации изложены в следувдих

1. Совдималиев Ю.И., Бахбудов £>.С. К построению алгоритма управления манниуляциоиным роботом. /Изв.АН Азерб.СС?, оэрил £иэ.тох, и патом.наук, 1984, К 5.

2. Бехбудов С, С. Структура ГАП алюминиевых теплообменников.Теа. докл.УЫ республиканской научной конференции аспирантов ВУЗов Азербайджана, Баку, 1Э35.

3. Бохбудов С<. С. Построение модели функционирования ГАУ зачистки карточек. Тезисы X республиканской вбллейной научной конЯдрон-цаа аспирантов ВУЗов Азербайджана, Баку, 1987.

4. Керпшв Д.Д., Кпзгков Н.гЛ., ЭТондиов !,!.П., Бехо'удов О.С.п др Роботизированный комплекс пакетирования в прокати йлвмлпиевте кар точек. Материалы республиканского совещания-семинара ш создашш

п внедрения в народном хозяйство республики роботов и робототех-нкческнх систем. Баку, изд-во "Элм", 1985.

5. Ахмедов М.А., Еохбудов О.С., Кязимов Р.'". Координация в АСУ гибкого автоматизированного участка. Тезисы докл. Всесоюзной науч* технической конференции "Проблемы создания, опыт разработки, внедрения АСУ в нефтяной, газовой, нефтехимической промышленности и объектов нефтеонабжения". Сумгаит, 1990.

Бику—ГСП, проспект Ленина, 20,