Система управления ГПС координирует работу всех ее подсистем, станков и контролирует состояние производства. Отвечает в большей или меньшей степени за процесс проектирования технологических изделий, разработки технологических процессов и программ для станков ЧПУ.В настоящее время система управления организуется как локальная вычислительная сеть.

Рисунок 1.2 - Система управления ГПС

1.2.Выбор состава технологического оборудования, входящего в РТК

При проектировании РТК выделяются следующие четыре основных этапа (рисунок 1.3):

· подготовка исходных данных при проектировании РТК на основе анализа технологического процесса;

· определение состава участков РТК, каждый из которых содержит только по одному роботу;

· проектирование таких участков РТК;

· проектирование РТК в целом путем объединения разработанных ранее участков.

На первом этапе проектирования общая последовательность проектирования РТК может быть описана следующим алгоритмом, писаном в общем виде:

1.Анализ технологического процесса, формирования исходных данных для проектирования ;

2.Формирование участков, обслуживаемых отдельными роботами; выбор количество роботов R, распределения между ними оборудования,,места Мп и способа передачи изделий между роботами;

3.Если технологический процесс требует корректировки, то идем на 1 ,иначе

4.Переход к проектированию следующего участка РТК

5.Проектирование участка РТК; выбор количества роботов, последовательности расположения оборудования в соответствии с технологическим процессом, дополнительных позиций для промежуточного хранения, траекторий манипулирования, порядка перемещений схватов роботов по этим траекториям, компоновки роботов, расположения роботов и оборудования и т.п.

6.Все участки РТК ? Если НЕТ, то 4 ,иначе

7.Корректировать формирование участков РТК? Если ДА, то идем на 2 ,иначе

8.Корректировать технологический процесс ? Если ДА, то на 1,инче

9.Корректировать участки РТК, если ДА, то идем на 2,иначе

10.Конец.

На основании полученных данных строится предположение о составе технологического оборудования, обслуживающего одного робота. Формируются транспортные пути и производится общая компоновка оборудования, решается вопрос о хранении заготовок и выбирается способ их передачи между станками, в зависимости от которого производится выбор соответствующих накопительных устройств. Например, выбор позиций хранения ПХ при последовательном исполнении технологических операций однозначно определяет последовательность обслуживания робота, выбор манипулирующего устройства (робота) зависит от видов изделий, геометрических размеров обслуживаемого им оборудования, а также от массы и размеров заготовки, кроме того, оценивается общая производительность системы, выявляется число простоев вспомогательного оборудования.

Рисунок 1.3 - Алгоритм проектирования РТК

1.3.ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТА

Основной целью дипломного проекта является разработка программного обеспечения ПО для анализа и моделирования технико-экономических показателей гибких производственных систем ГПС.

Основными задачами дипломного проекта являются:

· изучение вопроса проектирования ГПС;

· анализ проектирования ГПС на основе теории массового обслуживания;

· анализ математической модели теории массового обслуживания и ее изучение;

· разработка алгоритма на основе теории массового обслуживания;

· создание вычислительных программ на базе разработанного алгоритма для ПК ;

· решение задач проектирования ГПС на уровне РТК;

· разработка алгоритмов проектирования РТК ;

· разработка программы построения диаграммы перемещений робота и проектирование РТК на ее основе.

· разработка экономических аспектов проектирования ГПС;

2. АНАЛИЗ СТАНОЧНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

2.1. Описание математической модели численной оценки эффективности работы ГПС

Проблема обслуживания множества машин представляется следующим образом 1 . После определения необходимого числа станков, измерительных и вспомогательных позиций необходимо установить структуру автоматического транспорта деталей (заготовок) в системе, а также организацию ввода заготовок и вывода готовых изделий. При этом возникает вопрос о том, сколько рабочих позиций может обслужить тот или иной вид транспорта загрузочные устройства, транспортные тележки или промышленные роботы. Обслуживание нескольких станков одним манипулятором (роботом) снижает затраты и даёт возможность выполнять этим устройством частично функции транспортирования. С другой стороны, при многостаночном обслуживании возникают условия для потерь время ожидания станком обслуживания, если одновременно на нескольких позициях возникает потребность в новых заготовках. В этом случае манипулирующее устройство может подать заготовку только на один станок, в то время как остальные станки должны простаивать в ожидании обслуживания.

На рисунках 2.1, 2.2 приведены диаграммы распределения времени для станков-автоматов и станочных систем.

Рисунок 2.1 - Диаграмма распределения времени станков-автоматов:

Т текущее время, мин; Тк штучно-калькуляционное время, мин; Тш штучное время, мин; Тр время на ремонт, мин; То операционное время, мин; Тп потери времени, мин; Тм машинное время, мин; Тв вспомогательное, мин; Т1\Т2 цикловые \внецикловые потери, мин; Тц время цикла, мин; Тпз подготовительно -заключительное время, мин; Тн непродуктивное время, мин

Рисунок 2.2 - Диаграмма распределения времени станочных систем: Тв вспомогательное время на контроль (1), смену инструмента (2), позиционирование (3); Тмс время ожидания при многостаночном обслуживании; Тц время цикла на станке .

Время ожидания обслуживания Тмс вследствие многостаночного обслуживания приводит к потерям, которые приближенно определяют на основе теории массового обслуживания. Рассмотрим станочную систему из пяти станков (рисунок2.3).

Рисунок 2.3 - Структура станочной системы для обработки тел вращения: С1, С3, С5 станки для токар ной обработки, С2, С4 станки для сверления и фрезерования; Н1, Н2 накопители; В мани пулятор .

Вспомогательное время Тв можно разделить на время контроля, смены инструмента, позиционирования и смены обрабатываемой детали. Опера­ционное время То' есть время, необходимое для полной автоматической обработки, состоит из основного времени Тм и времени, требуемого для контроля Тк, смены инструмента Тсм и позиционирования Тпоз в процессе обработки детали:

То' = Тц = Тм + Тк + Тсм + Тпоз.

Во время смены заготовок станок простаивает, причём соответствующее время относится к одной обрабатываемой детали. Время ожидания при многостаночном обслуживании Тмс является частью цикловых потерь. Анализ циклограммы работы станочной системы позволяет сделать следую­щие выводы 1 :

продолжительность ожидания для манипуляторов существенно меньше продолжительности ожидания станком обслуживания;