ЗАМЕНА РАБОЧЕГО СБОРЩИКА ПРОМЫШЛЕННЫМ РОБОТОМ, ВЫБОР РОБОТА ДЛЯ ИЗДЕЛИЯ, СОСТАВЛЕНИЯ МАРШРУТА СБОРКИ СЕТЯМИ ПЕТРИ

АННОТАЦИЯ

Проектирование рабочего места, призванного заменить рабочего сборщика промышленным роботом. Разработка сборочной схемы изделия, расчёт времени, заключение об экономической целесообразности замены человека роботом.

Ключевые слова: Сети Петри, промышленный робот, сборочный участок, производство, маршрут сборки, циклограммы.

Совокупность единицы технологического оборудования, ПР и средств оснащения, функционирующая автономно и осуществляющая многократные рабочие циклы, называется роботизированным технологическим комплексом (РТК).

РТК, являясь разновидностью гибких производственных систем (ГПС), подразделяется по уровню автоматизации на роботизированные модули, линии и участки.

РТК во многих случаях создаются на базе готовых технологических решений, таких как Raspberry PI, Arduino, готовых управляемых микроконтроллеров, которые частично модернизируются в целях выполнения автоматического режима работы и управления нагрузкой захвата деталей (пресс). Прессы, включаемые в состав РТК, должны обеспечивать:

– автоматический зажим и освобождение втулки на прессе;

– точное и надежное базирование вала в захвате робота;

– автоматизированную смену деталей внутри цикла обработки;

– обмен информацией с системой управления РТК

– автоматическое перемещение ограждения пресса.

В качестве изделия, над которым будет проводится исследованием берем гидроцилиндр из сборки скальчатого кондуктора (рисунок 1).

В сборку гидроцилиндра входят как стандартные детали, вроде манжет, гаек, шайб, сальников, так и индивидуальные корпусные детали и др. (рисунок 2, табл. 1).

Таблица 1

Спецификация изделия гидроцилиндр.

Рисунок 1. Кондуктор скальчатый

Рисунок 2. Некоторые детали, входящие в состав гидроцилиндра скальчатого кондуктора

Основным критерием для выбора сборочного робота служит максимальная масса детали передвигаема им. В нашем случае это корпус из материала СЧ20 с плотностью 7,874 кг/см3. Саму деталь можно приблизительно разделить на два массива масс:

1. Цилиндрическая часть размером 90х85х130 и объемом, деленным на два, для грубого исключения внутреннего отверстия.

2. Плоская часть основания размером 85х25х130

Итого имеем грубо посчитанный примерный вес детали от 6 до 8 кг. По данному показателю выбран сборочный робот с максимальным показателем грузоподъемности в 10 кг. (рисунок 3).

Рисунок 3. Сборочный промышленный робот

Сборочная схема проектируется по методу сетей Петри. Сети Петри — математический аппарат для моделирования динамических дискретных систем. Впервые описаны Карлом Петри в 1962 году.

Сеть Петри представляет собой двудольный ориентированный граф, состоящий из вершин двух типов — позиций и переходов, соединённых между собой дугами. Вершины одного типа не могут быть соединены непосредственно. В позициях могут размещаться метки (маркеры), способные перемещаться по сети.

Событием называют срабатывание перехода, при котором метки из входных позиций этого перехода перемещаются в выходные позиции. События происходят мгновенно, либо разновременно, при выполнении некоторых условий.

Как и стандартные UML диаграммы, BPMN и EPC, сети Петри предоставляют возможность графически иллюстрировать процессы включающие выбор, итерации и одновременное выполнение. Но в отличие от данных стандартов, у сетей Петри четкая математическая формулировка и за ними стоит развитая математическая теория.

Для сборки промышленным роботом подойдет последовательный метод сборки (рисунок 4).

Рисунок 4. Последовательная сборка методом сетей Петри детали гидроцилиндр

Список литературы:

1. Х.Таха. Введение в исследование операций, 6 издание М., Вильямс, 2001.
2. Г.Вагнер. Основы исследования операций. Москва, Мир, 1972, тт.1-3.
3. Котов В. Е. Сети Петри. М.: Наука, 1984. 160 с.
4. Питерсон Д. Теория сетей Петри и моделирование систем. М.: Мир, 1984. 264 с.
5. Сочнев А.Н. Оптимизация функционирования представленных сетями Петри систем с помощью искусственных нейронных сетей. Сборник «Управление большими системами», М., 2011. №33. С.198-217.
6. Булгаков, А.Г. Промышленные роботы. Кинематика, динамика, контроль и управление [Текст] / А. Г. Булгаков, В. А. Воробьев. - М. : СОЛОН-ПРЕСС, 2007. - 488с. : ил. ; 21см. - (Монография). - Библиогр.:с.473-481. - ISBN 978-5-91359-013-8 : 271,73.
7. Покровский Б. С. Основы слесарных и сборочных работ : учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Б. С. Покровский. — 9-е изд., стер. — М. : Издательский центр «Академия», 2017. — 208 с.