Склад устаткування виконавчого рівня ГВС як відображення його функцій

Як об’єкт контролю та управління на нижньому (виконавчому) рівні ієрархії управління ГВС виступає технологічне устаткування (ТУ).

ТУ включає апарати, станції, допоміжне устаткування, групи агрегатів або верстатів, що забезпечують виконання технологічних операцій, наприклад, завдань по обробці деталей.

Особливості розвитку виробничих систем, пов’язані з переходом з другого на третій етап автоматизації, сформулювали задачу об’єднання багатоопераційного устаткування, орієнтованого на автономну роботу, у виробничі ділянки, тобто в групи устаткувань. Необхідність такої інтеграції передбачає модернізацію автономного устаткування в напрямку створення автоматизованого зв’язку із “зовнішнім світом” і розробки інтерфейсу ТУ (верстата) для зв’язку із зовнішнім матеріальним потоком та інтерфейсу системи управління ТУ для зв’язку із зовнішньою інформаційно-управляючою мережею. В результаті були створені гнучкі виробничі модулі (ГВМ) і комірки (ГВК), організація управління якими на виконавчому рівні характеризується наступними особливостями:

– високий ступінь автоматизації управління всіма одиницями комплексу ТУ;

– групове управління;

– інтеграція із зовнішнім світом.

Базовим компонентом ГВС стає гнучкий виробничий модуль (комірка). У цьому зв’язку модуль повинен мати у своєму розпорядженні засоби інтеграції, забезпечення гнучкості та підтримки безлюдного режиму роботи. Зазначені засоби визначають склад устаткування модуля, що істотно перевищує комплектацію традиційного багатоопераційного верстата з ЧПУ типу обробного центра.

Особливості конструкції та системи управління традиційних багатоопераційних верстатів дозволяють орієнтувати їх на автономну роботу, але вони не пристосовані до автоматизованого зв’язку із “зовнішнім світом”. Об’єднання подібних верстатів у ділянки вимагає певної модернізації. Досвід такої модернізації, накопичений при побудові систем групового управління, дозволив сформулювати вимоги до устаткування, що допускає природну інтеграцію. У числі цих вимог – обов’язкова наявність верстатного інтерфейсу для зв’язку із зовнішнім матеріальним потоком та інтерфейсу системи управління для зв’язку із зовнішньою інформаційно-управляючою мережею.

Із врахуванням взаємодії модуля із зовнішнім світом по матеріальному потоку можна представити його структуру такою, як вона показана на рис. 5.1.

Основною складовою одиницею ГВМ є устаткування (верстат) з числовим програмним управлінням (ЧПУ), яке через комплекс додаткового устаткування взаємодіє з трьома типами матеріальних потоків:

1) потоком транспортування інструмента;

2) потоком транспортування заготовок і деталей;

3) потоком транспортування відходів.

Крім, власне, устаткування з ЧПУ, до складу ГВМ входять:

1) нагромаджувач заготовок і деталей;

2) засоби перевантаження, що зв’язують зовнішній транспорт, нагромаджувач і робочу позицію (зону) верстата;

3) нагромаджувач інструментів;

4) засоби перевантаження і заміни інструментальних комплектів із зовнішніх пристроїв їх доставки в нагромаджувач;

5) контрольно-вимірювальні засоби для вимірювання розмірів деталей тощо;

6) засоби перевантаження, що зв’язують контрольно-вимірювальну позицію з робочою позицією верстата;

7) допоміжні пристрої та механізми для збирання стружки і відходів, очищення та миття деталей, інструментів, затискних пристосувань тощо.

Рис. 5.1. Структура ГВМ

Додаткове устаткування, що включається до складу ГВМ, може бути об’єднане загальною системою ЧПУ або може мати власні системи управління, робота яких повинна координуватися пристроєм ЧПУ верстата. Координація здійснюється на основі прямих зв’язків між окремими системами управління або за допомогою диспетчерського терміналу за участю людини-оператора за пультом управління. В результаті загальна система управління ГВМ у цілому набуває властивостей локальної обчислювальної мережі, у якій передбачений інтерфейсний вихід до систем управління наступних рівнів: тактичного і стратегічного.

Таким чином, під ГВМ розуміють одиницю технологічного устаткування для виробництва виробів довільної номенклатури у встановлених межах значень їх характеристик із програмним управлінням, яка автономно функціонує, автоматично здійснює всі функції, пов’язані з їх виготовленням, і має можливість вбудовування у ГВС.

ГВК звичайно називають ГВМ із 2–3 одиниць технологічного устаткування, що виконує закінчений комплекс технологічних операцій, орієнтований на безлюдну технологію, і пристосований як до інтеграції в ГВС, так і до автономної роботи. Проблема забезпечення ГВК інструментом для автономної роботи вирішується одним з наступних способів:

1) шляхом збільшення місткості власних нагромаджувачів;

2) шляхом організації заміни інструментальних магазинів;

3) шляхом індивідуального зовнішнього поповнення та видалення інструментів;

4) шляхом організації єдиного потоку руху деталей та інструмента;

5) шляхом суміщення потоків деталей та інструмента.

Індивідуальне зовнішнє поповнення привабливе тим, що перевантаження здійснюється одночасно з робочим процесом і вміст інструментального магазина безупинно поновлюється.

Єдиний потік забезпечує узгоджену (одночасну) подачу пари “деталь-інструмент” для виконання технологічного процесу. В результаті немає необхідності у великих приверстатних інструментальних нагромаджувачах, оскільки в цьому випадку буде задіяний централізований склад інструментів.