Projektowanie elastycznego gniazda produkcyjnego jako systemu przetwarzania informacji

(1)

Z E S Z YTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ . Ga=.

S e r i j : AUTOMATYKA 2 i1 n ~ " ~ T 7 --- :---

2 * 11U Nr kol. 1176

Antoni Switf , Klaudiusz Lenik Politechnika Lubelska

P ROJEKTOWANIE ELAS TY CZ N EG O G N I AZ D A PRODUKCYJNEGO JAKO SYSTEMU PRZETWAR ZA NI A INFORMACJI

THE F LEXIBLE MANUFAC TU RI NG SYSTEM CFMSJ DESIGN AS AN INFORMATION PROCESSI NG S YSTEM

CHCTLMA fJPOEKTHPOBAHMfl FHBKOrO ABT0MATM3MP0BAHH0T0 nPOM3BOflCTBA KAK CHCTEMA IIPE0BPA30BAHMH HH^OPMAUWH

S t r e sre z o n i e :W artykule przedstawiono niezbędną i wystarczającą , d la pr ojektowania elastyczego gniazda produkcyjnego ilość informacji.

P okazano , że p rojektowanie gniazda to w istocie p r o c e s selekcji CwyboruJ niezbędnej informacji i odpowiedniego jej przetworzenia w ce l u otrzy ma ni a niezbędnej funkcji cel u.Powstające w systemie związki i nformacyjne b y ł y sprawdzone na przykładzie projektu elastycznego gniazda p rodukcyjnego przeznaczonego do obróbki części korpusowych.

S u m m a r y : S ystem design is found to be a process of necessary Information s e lection as well as its convertion in order to obtain a n ec essary o bj ective function. Information links arising in the system nave been tested an the example of FMP in the form of body machining process.

Pe 3w ne

: B

CTSTbe npeacTaBjieHO H eo6xonnnoe

u

nocTaTO SH oe

, ana

UpOGKTMpOBaHMH I H.ÓKOro 3BT0naTH3HP0BaHH0T0 np0H3B0flCTBa . KOJIineCTBO iL'ntiopnauuM. IloK a^aiio. hto trposKTHpoBamie ciicT en u sto bo cyraecTBy n p o u ec c B o/i6opa iieofixoaHnoH w noopnam w 11 cooTBeTCTByiomeft e e nepepaSoTKH c tienbio BOJiyHeHHH xen aen o f) a e n e so fi oyHKnim. Bo3HHKaoniMe b CMCTene HHOopn au MO HH t e cesjh. npcBepeHU Ha npiw ep e npoeKTa tmókoto 3BT onaT «3iipoBaH H oro npoM 3BoucTBa, npeaHa3HaMeHHoro ¿ijih o6pa6oTKH K opnycnux u eT an efl.

W

Ko n ie cz ną i wys ta rc z aj ąc ą , do zaprojektowania elastycznego gniazda pr od u kc yj ne g o CEGPD »ilość informacji* zawiera dokumentacja planowanych do w)t warzania w n im części. Jednak na obecnym etapie wiedzy o procesach p rodukcyjnych nie jesteśmy w stanie w całości Jej wyodrębnić i odpowiednio przetworzyć, to znaczy, poznać związki informacyjne w t akim s t o p n i a b y informacje o przedmiotach przetransformować w informacje opisujące o pt ym a l n y s ys te m p r ojektowania EGP.

W związku z tym, że nie można jeszcze przetransformować informacji d przedmiotach w informację o kr eślającą optymalny system dla ich obróbki, r ozwiązuje się to zada ni e metodą kolejnych przybliżeń, tak aby otrzyma«*

jeżeli nie o pt ymalne rozwiąz an ie ^ to bliskie o pt ymalnemu w pełni nas zadawalające. W t ym celu na leży kompleksowo rozpatrywać zagadnienia doboru p rz ed m io tó w , ich obróbki, projektowania , budowy i eksploatacji EGP.

Proces projektowania jest to więc proces selekcji C wyboruj właściwej informacji, a następnie odpowiedniego jej przetworzenia, tak aby uzyskać za k ła da ną funkcję celu.

Jako funkcję celu możemy przyjąć:

- koszt wytwarzania przedmiotów, - czas obróbki przedmiotów w systemie.

(2)

Opis syst em u p rzetwarzania Informacji

Jak wiadomo, w s kład E GP wchodzi w iele e l e m e n t ó w składowych, u wa runkowanych obrabianymi w n i m przedmiotami.

Informacje o po s zc ze gó l ny ch cz ęś ci a ch o d z w i e r c i e d l a j ą f u nk cj e , jakie one wypełniają w mas zy na c h Ckt ór y ch s ą elementami s k ł a d o w y m ij,te z kolei są pochodnymi w y p e ln ia ny c h przez mas zy nę z ad a h - rys 1.

1 Funkcje m a s z yn y 1 -ej

Funkcje

|maszyny M-ej

F u n k cj e j części 1 -eji

Funk c je części N-ej

F unkcje części 1 -ej

r unkcje części K —ej

wej ści e

Inf ormacja o części

1-ej

Inf ormacja o częściczęści I...

N-ej

i = Ł

1-ej

—

iir S y s t e m pro je k to wa ni a

| E GP Cprzetwarzani a i nf o r m a c j i }

K-ej

I nf or m a c j a o sys te mi e d o obróbki p r z e ć m i o t ó w

Rys. 1 S y s t e m p r o j e kt ow an i a E GP ja ko s y s t e m p r z e tw a rz an ia informacji

Fig.l. S y s t e m of d e s i g ni n g the F M S as an I n f or ma ti o n proces si ng s ys t em

O g ó l n y schemat r o zw i ąz an ia z a g a d n i e n i a o kr e śl a n i a e l e m e n t ó w gniazda p rz ed s t a w i o n y jest na rys. 2.

P r z e t ra ns fo r mo wa ni e informacji o p rz ed m i o t a c h w in f or m a c j ę o p o sz cz e gó l

nych e l e m e n t a c h sys te mu Crys.3J w p r a kt y ce mo że być r ea li z o w a n e dwojako:

- dane o p r z e dm i ot ac h o k r e śl aj ą c e c h y , j a k i m i p o w i n n y ch a ra kt er y zo wa ć się elem e nt y syst em u - a więc z ał oż e n i a do ich projektowania,

- wybór cpoćr ó d i s t ni ej ą cy ch e l e m e n t ó w , na przykład, d o s t ę p n y c h na rynku maszyn technologicznych, takic h , na k t ó ry c h możl iw e będz ie uzyskanie najDardziej o d p ow ie d ni ch C z b l i ż o n y c h do optymalnychJ charakterystyk c z ę ś c i .

P rz ys tę pu j ąc do p r o j ek to w an ia e l a s t y c z n e g o gniaz d a pr od u k c y j n e g o należy o kreślić klasę części, do obróbki który ch ma być zastosowane. W naszym p rz yp a dk u zakładamy, że b ę d z i e tc E GP do obróbki p r z e d m i o t ó w klasy

(3)

S y s t e m p r o j e k t o w a n i a 317

korpusy.

N a l e ży więc doko na ć a n a l i z y plan ow a ny ch do obróbki przedmiotów. Została ona p rz ep ro w ad zo na w k ilku za k ła da ch przemysłu elektromaszynowego. Rysunki prze dm i ot ów , warunki t ec hn i cz ne i inne dano umożli wi ły określenie zbioru informacji potrzebnej w pr oc es i e projekto wa ni a el as t ycznego gniazda produkcyjnego.

□

1 1

L J

□

Zbiór r o d z a jó w obróbek

... ' . ...

n

□ □

u L J

n

Zbiór r o d z a jów maszyn t ech n ol ogi cznych

¡Grupowanie pr ze d m i o t ó w

¡według o k re śl on y ch j cech_____________________

Grupowanie maszyn t e c h n ol ogicznych według o kreślonych cech________

□ □ ! LZ3 □

□ |C=J.--g2

1----1 1----1 □

□

! i . G°1

d z L ....

?

Wstępna sele k cj a g r u p | przedmiotóWj o b ró bk a któ- j rych w EGP jest niera- j cjon a ln a Cprojektant!)

i Wstępna selekcja grup

|maszyn technologicznych, zast os o wa ni e których w [EGP nie jest celowe______

{Dane c pr oc e sa ch t e c h no lo gi c zn yc h

¡obróbki p rzed- mi ot ó w

Dane o s t e r o w a lni u p r o c es em

¡obróbki przed- mi o t ó w w EGP

S pr awdzanie c e l o wości obróbki kajr- . dej grupy p r z e d m iotów na grupach obrabi arek

Spra wd z an ie c e lowości z a s t o s o wania danej g r u p y obrabiarek dla obróbki z bi o ru p rzedmiotów

¡Wybór najbardziej racjonalne-, jgo sys te mu CoplymainegcO lub |

¡bliskiego do optymalnego _j

Rys. 2. Schemat r o z wi ąz an i a zadan i a doboru el em e nt ów e l a s t y c z n e g o g n ia zd a p r o d u k c y j n e g o .

Fig. 2. D i a g r a m of solv i ng the p r o b le m of s el ecting the elements of t he FMS

(4)

Do p rojektowania EGP n ie zbędne s ą również i nf or m ac je c maszynach lechologicsnych Cobrabiarki , urząd ze ni a k o n t r ol n o- po mi a ro we , urządzenia do obróbki cieplnej, urządz en i a transportowe, urządzenia magazynowe, pal e t y , narzędzia).

Takie dane zostały z gr om a d z o n e w o p ar ci u o d o s tę pn ą literaturę, p r os pe kt y f i r m-pr o d u c e n t ó w , normy, itp.

Analiza funkcji po sz c z e g ó l n y c h urz ąd z eń i ich c ha rakterystyk technicznych, umożliwiła wyo dr ęb ni e ni e istotnej dl a procesu pro je kt o wa ni a EGP i nf ormac ji .

Dane wejściowe dla p r o j e k t o w a nia niektórych e le me n t ó w u r z ą dzeń aniazda

S y s t e m projekto wa ni a EGP Cpr ze t wa rz an i e informacji, dobór e l e m en t ów gniazda)

Dane o dostęp- -»nyc h e 1 emen - tach gniazdaj

..

I nform ac j a o sys te m ie C projekt aniazdaj

Rys. 3. Związek p o m i ę d z y z b i o r e m p r z e d m i o t ó w a elementami składowymi gnia z da

Fig. 3. R e l at io ns h ip between the g r ou p of w orkpieces and the F M S elements

A ut om atyzacja p r o j e k to wa ni a gnia zd a jest możli wa t yl ko w p rz ypadku automatyzacji p r o c es u p r z e t w a r z a n i a danych. N i e z b ęd ne było więc opraco wa n ie komp ut e ro wy ch baz da nych o przedmiotach, m a s z y n ac h t e c h n o l o gicznych, urzą dz e ni ac h t r a n s p o r t o w y c n , magazynach, paletach, narzędziach.

Schemat pow ią za ń i n f o rm ac yj n yc h s y st e mu proj ek t ow an ia e l a s t y c z n e g o gniazda prod u kc yj ne g o można zobraz ow ać w s po só b p r z e d s t a w i o n y na r y s . 4.

W er yfikacja celowości u m ie sz cz a ni a p o s z c ze gó l ny ch da nych w odp ow ie d ni ch bazach była prz ep r ow ad zo n a w trakc ie proj ek t ow an ia gniazda. U mo żl iw i ła ona ostate cz ne w y o dr ę bn ie ni e zesta wu informacji p otrzebnej w p r ocesie projektowania. U s t a lo ne z o s t a ł y i n fo rm a c y j n e związki p o m ię dz y poszczególnymi etapami p r o j ek to wa n ia gniazda^ a t a k ż e z e s t a w niezbędnej informacji pot-rzobnej do ich realizacji oraz m i ej sc a jej pochodzenia, na przykład, c z y jest p o b i e ra na z odpowiedniej bazy^ c zy też jest w y n i ki em realizacji o d po wi e d n i e g o f r a g m en t u Cetapuj projektowania.

Wszystkie b az y d an yc h w s p ó ł p r a c u j ą z programami napisanymi w języku P a s c a l .

Schemat syste m u p ro je k t o w a n i a e l a s t y c z n e g o g n i az d a pr o du k c y j n e g o t mo dułu wytwarzani aj można pr zedstawić w s p o s ó b n a s t ę p u j ą c y - rys. 5.

(5)

.Jak widać ze s c h e ma t u Crys.5j » ni ektóre f ra gm en t y projektowania mają i te ra cy j ny charakter. Jest to zw ią za n e z tym, że po uzyskaniu pewnych wyni kó w trzeba skory g ow ać re z ul ta ty poprzedniego etapu Cpoprzednich etapów) z u wz gl ę d n i e n i e m uz ys k an yc h wyników.

P r z e p ro wa dz o ne ob li cz e ni a mające na celu za projektowanie EGP dla za ł oż o n e g o zbio ru p r ze dm i o t ó w pokazały, że struktura i ilość zgromadzonej informacji. Jest k on ieczna i wystarcz aj Ąc a w procesie projektowania e l a st y cz ne go gniazda p r o du kc y jn eg o , a samo g n i a z d o charakteryzuje się wysokimi parametrami ekonomicznymi.

! Baza a an yc h ot [przedmiotach j

¡Baza da nych o

¡maszynach te- Ichnologi cz-

¡ nych

i _________

j 1

jBaza d a ny ch o|

! ma s zynach

¡transporte- l

! wvc h

i Baza dany ch o j m agazynach

! Baza d a n yc h o' j pal e ta ch

; Baza dany ch o I narzędzi ach

•Baza wyn ik ó w obi iczeń

Rys. 4. Schemat z w i ą z k ó w inform a cy jn yc h mających miejsce w p r o ce si e p r o j e kt o wa ni a EGP

Fig. 4. S c h e m e of inf o r m a ti o n chainings d uring the designing the F MS

Wni osk i

1. K o n i e cz ną i wy st ar c z a j ą c ą do zaprojektowani a e l as ty c zn eg o gniazda p r o d u k c y j n e g o C E G P J,ilość informacji z a w i e r a dokumentacja planowanych do w y tw ar za n ia w n i m części.

2. Projektowani e EGP jest p r o c e s e m selekcji Cwyboruj właściwej informacji i o d p o w i e d n i e g o jej p r zetworzenia

(6)

3 . Wyodrębniono z e s t a w informacji niezbędnej do zaprojektowani a EGP i ustalono info r ma cy jn e związki p o m i ę d z y poszczególnymi etapami

projektowania systemu.

Rys. 5. Schemat s t r u k t u r y o pr og r a m o w a n i a Fig. 5. Sof tw ar e block d i a g r a m

LI T E R A TU RA

[13 Cykis J.: S u p e r v i s o r y Control a nd S i mu la ti o n of FMS. 4 th Co l lo q u i u m on Machinę Tolls. B u d a p e s t ,September 1988.

C23 Helb in g K. , Muller H. . Rolf Th. * Redlin R.J.: E n t w i c k l u n g und Projektierung. Komplexer F er ti g u n g s s y s t e m e - Fe r ti gu ng s ys te me n - twicklung. Te ch n is ch e Hochschule, F o r s c h u n g s b e r i c h t - S t u d i e 011100 56/G, Wismar 1989.

[33 Santarek K.. Hel bi ng K., Derer R.: P r o j e k t o w a n i e i mo delowanie Struktur s y s t e m ó w produkcyjnych. S Y P R O ’S O Cmat. konf.D, W a r s za wa 1990.

[41 Swić A. , Lipski J . : Inf o r m a c ^ o n n o j e obi espi eczeni je s i s t i e m y

(7)

projekti royani ja gibk o go aortomatiziroyannogo proiz^odstva. Trudy IV Hleźdunarodnoj Nauczno-Tiechniczeskoj Konfierencji “Komplieksnaja Avccomatizaci j a Proi zxodstofa’*, Kije«# 1990.

Recenzent: Prof.dr.ini. Henryk Kowalewski Wpłynęło do redakcji do 30.04.1992 r.

Abstract :

Th e n e c e ss a ry and sufficient, qua nt it y of i n formation for flexible m a n u fa ct u ri ng s y s t e m CFMSD design contains a planning do cu me nt a ti on for el e me nt s to produce. H o w e v e r , at the present stage of knowledge, we can not singl out it in c o m p l e t e and convert it adequately.

Based on analyses of pla nn in g workpieces and a ccessible technological ma c hi ne s C m a c hi n e tool, con t ro l- re c or di ng devices, heat treatment systems, t ra nsport systems, s to re systems, pallets, tools}, there have been defined and writ te n down in computer data bases a data set n ec essary in the proc e ss of fle xi bl e ma nu fa c tu ri ng s y s t e m design.

The i nf or m a t i o n c o n n ec ti on s between individual stages of design system is def in ed and a d es ig n s y s t e m F MS is worked out.

C al cu l a t i o n s to d e si g n F M S for principle set of objects are carsied out, and d i s p l a y that t he str uc t ur e and q u a nt it y of assembled informations are t h e y n e c e s s a r y and s u ff ic ie n t in design process of flexible manufacturing system, a nd this s y s t e m has high economical parameters.