Автоматизированная сборочная линия

Состав задания

Сравнить варианты компоновки сборочной линии (СЛ) с вертикально замкнутым и горизонтально замкнутым конвейером спутников по ТЭП (производительность, надежность, стоимость проекта, удобство обслуживания и ремонта и др.) и выбрать предпочтительный.

Разработать циклограмму работы СЛ и дать ее описание с помощью логических уравнений.

Построить имитационную модель СЛ с использованием сети Петри. Дать первоначальную маркировку сети и представить фрагмент графа достижимости (3…4 шага), составить матрицы входных и выходных инциденций.

Разработать программу функционирования модели с учётом следующих ситуаций:

не поступил спутник в рабочую позицию (например, загрузки деталей, контроля соединения, образования соединения и т. п.);

отсутствуют детали в позиции загрузки (в БЗУ, в кассетном накопителе (КН) и др.);

поломка инструментальной головки (ИГ).

Разработать функциональную схему устройства управления (УУ) по логическим уравнениям (допускается фрагмент схемы). Дать рекомендации по выбору элементной базы логической части УУ (контактная, бесконтактная, программируемый контроллер).

Составить общую структурную схему системы управления (СУ) и обосновать выбор аппаратной или программной реализации алгоритма управления объектом.

Составить перечень исполнительных механизмов и обосновать для них выбор подходящего типа привода (электрический, пневматический, гидравлический, комбинированный).

Выбрать тип загрузочного манипулятора и схему шагового перемещения спутников.

Разработать конструктивную схему механизма перегрузки спутников с рабочей на возвратную ветвь конвейера.

10.Предложить принцип контроля положения деталей в спутнике.

Исходные данные

Начало цикла: З1 — загрузка базовой детали (БД) в спутник; конец цикла: выгрузка (В) собранного узла (СУ) в накопитель.

Масса спутника с деталями — до 5 кг; габариты спутника — 120×60×30 мм. сборочный линия конвейер имитационный Производительность СЛ — не менее 1200 изд/час.

Характер производства — серийное.

Схема сборочной линии с холостой ветвью возврата спутников: 1 — толкатель; 2 — спутник; 3 — базовая деталь; 4 — захватный механизм; 5 — накопитель кассет; 6 — БЗУ; 7 — контроль; 8 — коррекция совмещения; 9 — изоляция брака; 10 — накопитель узлов; 11 — инструментальная головка

1. Разработка циклограммы работы сборочной линии (СЛ)

Рисунок 1 — Циклограмма работы СЛ с тактовым конвейером в течение смены Основные события, обозначенные на циклограммах:

t_В — время выстоя конвейера (определяется по лимитирующей операции);

t_Д — время движения конвейера; t_Т = t_В + t_Д = t_Л + t_Д

t_Ц — время цикла; t_Ц = t_Т · n_оп

t₁ — базовая деталь (БД) загружена в спутник;

t₂ — вторая деталь из накопителя кассет загружена в спутник;

t₃ — третья деталь из БЗУ загружена в спутник;

t₄ — произведен контроль совмещения деталей;

t₅ — произведена коррекция совмещения деталей;

t₆ — процесс сборки узла выполнен;

t₇ — произведен контроль соединения;

t₈ — произведена отбраковка;

t₉ — собранный узел (СУ) выгружен в накопитель;

t₁₀ — спутники передвинуты на рабочую и холостую ветвь конвейера соответственно.

2. Разработка имитационной модели системы

На основании циклограммы (рисунок 2) строится имитационная модель СЛ в виде сети Петри.

Таблица 1 — Основные условия и события в модели

На основании имеющейся сети Петри составим функцию входных инциденций, функцию выходных инциденций, а также граф достижимости.

Таблица 2 — Функция входных инциденций F

(P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆, P₇, P₈, P₉, P₁₀, P₁₁, P₁₂, P₁₃, P₁₄, P₁₅, P₁₆, P₁₇, P₁₈, P₁₉, P₂₀ ,P₂₁ , P₂₂, P₂₃, P₂₄, P₂₅ )

(1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0)

(0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0, 0)

(0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0)

(0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0)

(0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0)

(0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0)

(0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0)

Рисунок 4 — Фрагмент графа достижимости

3. Разработка имитационной модели системы с учетом внештатных ситуаций

Таблица 4 — Внештатные условия и события в модели

4. Программа функционирования модели (Visual Basic 6.0)

Dim i As Integer

Dim j As Integer

Dim c As Integer

Private Sub Command1_Click ()

End

End Sub

Private Sub Command2_Click ()

Timer1.Enabled = True

i = 0

End Sub

Private Sub Command3_Click ()

sit1.Enabled = True

Shape1.Visible = False

End Sub

Private Sub Command4_Click ()

sit2.Enabled = True

Shape3.Visible = False

End Sub

Private Sub Command5_Click ()

sit3.Enabled = True

c = 1

End Sub

Private Sub sit1_Timer ()

If (Image5.Left >= 720) Then

Timer1.Enabled = False

Label1.Visible = True

Timer2.Enabled = False

Timer7.Enabled = True

Shape1.Visible = False

End If

End Sub

Private Sub sit2_Timer ()

If (Image5.Left >= 3720) Then

Timer1.Enabled = False

Label1.Visible = True

Timer4.Enabled = False

Timer6.Enabled = True

Shape3.Visible = False

End If

End Sub

Private Sub sit3_Timer ()

If (Image5.Left >= 6480) Then

Timer1.Enabled = False

Label1.Visible = True

Timer5.Enabled = True

zader.Enabled = False

End If

End Sub

Private Sub Timer1_Timer ()

Image5.Visible = True

Shape4.Left = Shape4. Left + 20

Image5.Left = Image5. Left + 20

If (Image5.Left >= 720 And i = 0) Then

Timer1.Enabled = False

Shape1.Visible = True

Timer2.Enabled = True

Shape1.Left = 840

Command4.Enabled = True

'Image6.Left = -720

'Shape6.Left = -500

End If

If (Image5.Left >= 2160 And i = 1) Then

Timer1.Enabled = False

Shape2.Visible = True

Timer3.Enabled = True

Label3.Visible = 0

Command3.Enabled = 0

End If

If (Image5.Left >= 3720 And i = 2) Then

Timer1.Enabled = False

Shape3.Visible = True

Timer4.Enabled = True

End If

If (Image5.Left >= 5520 And i = 3) Then

Timer1.Enabled = False

zader.Enabled = True

Command5.Enabled = True

Command4.Enabled = False

Label3.Visible = 0

End If

If (Image5.Left >= 6480 And i = 4) Then

Timer1.Enabled = False

zader.Enabled = True

If c <> 1 Then Shape4. BackColor = &HFF&

End If

If (Image5.Left >= 7800 And i = 5) Then

Timer1.Enabled = False

zader.Enabled = True

Label3.Visible = 0

Command5.Enabled = False

End If

If (Image5.Left >= 9000 And i = 6) Then

Timer1.Enabled = False

zader.Enabled = True

End If

If (Image5.Left >= 10 320 And i = 7) Then

uezd.Enabled = True

Timer1.Enabled = False

Shape4.Visible = False

End If

If (Image5.Left >= Form1. Width) Then

i = 0

Command3.Enabled = True

Image5.Left = -Image5.Width

Shape4.Left = -Image5.Width + 120

Shape4.BackColor = &HFF0000

End If

End Sub

Private Sub Timer2_Timer ()

Shape1.Top = Shape1. Top — 20

If (Shape1.Top <= 2160) Then

Timer2.Enabled = False

Shape4.Visible = True

Timer1.Enabled = True

Shape1.Visible = False

Shape1.Top = 3000

End If

i = 1

End Sub

Private Sub Timer3_Timer ()

Shape2.Top = Shape2. Top — 20

If (Shape2.Top <= 2160) Then

Shape4.BackColor = &H80FF&

Shape2.Visible = False

Shape2.Top = 3000

Timer3.Enabled = False

Timer1.Enabled = True

End If

i = 2

End Sub

Private Sub Timer4_Timer ()

Shape3.Top = Shape3. Top — 20

If (Shape3.Top <= 2160) Then

Shape4.BackColor = &HC0C000

Shape3.Visible = False

Shape3.Top = 3000

Timer4.Enabled = False

Timer1.Enabled = True

End If

i = 3

End Sub

Private Sub Timer5_Timer ()

sit3.Enabled = False

Timer5.Enabled = False

Timer1.Enabled = True

Label1.Visible = False

c = 0

Command5.Enabled = False

Label3.Visible = True

End Sub

Private Sub Timer6_Timer ()

sit2.Enabled = False

Timer6.Enabled = False

Label1.Visible = False

Command4.Enabled = False

Label3.Visible = True

Timer4.Enabled = True

Shape3.Visible = True

i = 2

End Sub

Private Sub Timer7_Timer ()

sit1.Enabled = False

Timer7.Enabled = False

Label1.Visible = False

Command3.Enabled = False

Label3.Visible = True

Timer2.Enabled = True

Shape1.Visible = True

i = 1

End Sub

Private Sub uezd_Timer ()

Shape5.Visible = True

Shape5.Top = Shape5. Top + 20

If (Shape5.Top >= 3000) Then

uezd.Enabled = False

Timer1.Enabled = True

Shape5.Visible = False

Shape5.Top = 2160

End If

i = 8

End Sub

Private Sub zader_Timer ()

zader.Enabled = False

Timer1.Enabled = True

i = i + 1

End Sub

1) Контрольные задания для курсового проектирования по ИПС и аттестационных работ бакалавра для студентов спец. 2102 и 2103 всех форм обучения/ НГТУ; Сост.:. Иванов А. А, Москвичёв. А.А.

2) Иванов А. А. Автоматизированные сборочные системы.- НГТУ, Н. Новгород, 2000г.

3) Иванов А. А., Сафронов В. В., Роботизированные сборочные комплексы.- НГТУ Н. Новгород, 1995. 370c.

4) Моделирование и оптимизация в интегрированных производственных системах., под ред. Иванова А. А., Кварталова А. Р., Москвичева А. А., Кудрявцева С.А.- НГТУ, Н. Новгород, 2000 г.