1. תכונות של עיצוב תהליכים טכנולוגיים בתנאי ייצור אוטומטיים

הבסיס לאוטומציה של ייצור הוא תהליכים טכנולוגיים (TP), שאמורים להבטיח פרודוקטיביות גבוהה, אמינות, איכות ויעילות של ייצור המוצר.

מאפיין אופייני לעיבוד והרכבה טכנולוגיים הוא הכוונה קפדנית של חלקים וכלים זה לזה בתהליך העבודה (מחלקה הראשונה של תהליכים). טיפול בחום, ייבוש, צביעה וכו', בניגוד לעיבוד והרכבה, אינם דורשים התמצאות קפדנית של החלק (המחלקה השנייה של תהליכים).

TPs מסווגים לפי המשכיות לדידים ורציפים.

לפיתוח TP AP בהשוואה לטכנולוגיית ייצור ידני יש מאפיינים משלו:

1. תהליכים טכנולוגיים אוטומטיים כוללים לא רק פעולות שונות של עיבוד שבבי בחיתוך, אלא גם עיבוד בלחץ, טיפול בחום, הרכבה, בקרה, אריזה וכן פעולות הובלה, אחסון ועוד.

2. דרישות גמישות ואוטומציה של תהליכי ייצור מכתיבות את הצורך בלימוד מקיף ומפורט של טכנולוגיה, ניתוח מעמיק של מתקני הייצור, פיתוח טכנולוגיית תוואי ותפעול, הבטחת אמינות וגמישות תהליך ייצור מוצרים באיכות נתונה. .

3. עם מגוון רחב של מוצרים, הפתרונות הטכנולוגיים הם רב משתנים.

4. מידת האינטגרציה של העבודה המבוצעת על ידי מחלקות טכנולוגיות שונות הולכת וגוברת.

עקרונות בסיסיים לבניית טכנולוגיית עיבוד שבבי ב-APS

1.עקרון השלמות . עליך לשאוף לבצע את כל הפעולות בתוך APS אחד ללא העברה ביניים של מוצרים חצי מוגמרים לחטיבות אחרות או מחלקות עזר.

2.העיקרון של טכנולוגיה בתפעול נמוך.גיבוש תהליכים טכנולוגיים עם מירב האפשרי של איחוד פעולות, עם מספר מינימלי של פעולות והתקנות בפעילות.

3.העיקרון של טכנולוגיית "צפיפות נמוכה".הבטחת הפעלה אוטומטית של ה-APS לאורך כל מחזור הייצור.

4.העיקרון של טכנולוגיית "לא ניפוי באגים". . פיתוח תהליכים טכנולוגיים שאינם מצריכים איתור באגים בעמדות עבודה.

5.העיקרון של טכנולוגיה מבוקרת אקטיבית.ארגון ניהול תהליכים ותיקון החלטות עיצוב על בסיס מידע עבודה על התקדמות התהליך. ניתן להתאים גם פרמטרים טכנולוגיים שנוצרו בשלב הניהול וגם הפרמטרים הראשוניים של הכנה טכנולוגית לייצור (TPP).

6.עקרון האופטימליות . קבלת החלטות בכל שלב של ניהול TPP ו-TPP על בסיס קריטריון אופטימליות יחיד.

בנוסף לאלו שנדונו, אופייניים לטכנולוגיית APS גם עקרונות נוספים: טכנולוגיית מחשבים, אבטחת מידע, אינטגרציה, תיעוד ללא נייר, טכנולוגיה קבוצתית.

2. TP סטנדרטי וקבוצתי

אפיון תהליכים טכנולוגיים לקבוצות חלקים הדומות בתצורה ובמאפיינים טכנולוגיים מאפשר ייצורם תוך שימוש באותו תהליך טכנולוגי, המבוסס על שימוש בשיטות העיבוד המתקדמות ביותר והבטחת השגת הפרודוקטיביות, היעילות והאיכות הגבוהות ביותר. בסיס הטיפוס הוא הכללים לעיבוד משטחים אלמנטריים בודדים והכללים להקצאת סדר העיבוד של משטחים אלה. TPs טיפוסיים משמשים בעיקר בייצור בקנה מידה גדול וייצור המוני.

עיקרון הטכנולוגיה הקבוצתית עומד בבסיס הטכנולוגיה של ייצור ניתן להגדרה מחדש - ייצור בקנה מידה קטן ובינוני. בניגוד לאפיינה של TP, עם טכנולוגיה קבוצתית, מאפיין משותף הוא המשותף של המשטחים המעובדים ושילוביהם. לכן, שיטות עיבוד קבוצתיות אופייניות לעיבוד חלקים עם מגוון רחב.

הן אפיון התהליכים הטכנולוגיים והן שיטת הטכנולוגיה הקבוצתית הם הכיוונים העיקריים לאיחוד פתרונות טכנולוגיים, הגדלת יעילות הייצור.

סיווג חלקים

הסיווג מתבצע על מנת לקבוע קבוצות של חלקים הומוגניים מבחינה טכנולוגית לעיבודם המשותף בתנאי ייצור קבוצתיים. הוא מתבצע בשני שלבים: סיווג ראשוני, כלומר קידוד של חלקי הייצור הנבחנים על פי מאפיינים עיצוביים וטכנולוגיים; סיווג משני, כלומר קיבוץ חלקים בעלי מאפייני סיווג זהים או מעט שונים.

בעת סיווג חלקים, יש לקחת בחשבון את המאפיינים הבאים: מבניים - מידות כוללות, משקל, חומר, סוג העיבוד וחומר העבודה; מספר פעולות עיבוד; דיוק ואינדיקטורים אחרים.

קיבוץ חלקים מתבצע ברצף הבא: בחירת קבוצה של חלקים ברמת הכיתה, למשל, גוף מהפכה לייצור עיבוד שבבי; בחירת קבוצה של חלקים ברמת תת-המעמד, למשל, חלק מסוג פיר; סיווג חלקים לפי שילוב של משטחים, למשל פירים עם שילוב של משטחים גליליים חלקים; קיבוץ לפי מידות כוללות עם הדגשת אזורים עם צפיפות מקסימלית של חלוקת גודל; קביעה מהדיאגרמה של אזורים עם המספר הגדול ביותר של שמות חלקים.

יכולת ייצור של עיצובי מוצר לתנאי תאונה

עיצוב מוצר נחשב למתקדם מבחינה טכנולוגית אם ייצורו ותפעולו דורשים עלויות מינימליות של חומרים, זמן וכסף. הערכת כושר הייצור מתבצעת על פי קריטריונים איכותיים וכמותיים בנפרד עבור חלקי עבודה, חלקים מעובדים ויחידות הרכבה.

חלקים לעיבוד ב-AM חייבים להיות מתקדמים מבחינה טכנולוגית, כלומר, פשוטים בצורתם, במידות, מורכבים ממשטחים סטנדרטיים ובעלי קצב ניצול חומרים מרבי.

חלקים להרכבה חייבים להיות בעלי משטחי מפרקים סטנדרטיים רבים ככל האפשר, האלמנטים הפשוטים ביותר לכיוון של יחידות הרכבה וחלקים.

3. תכונות של עיצוב תהליכים טכנולוגיים לייצור חלקים בקווים אוטומטיים ובמכונות CNC

קו אוטומטי הוא קומפלקס הפועל ברציפות של ציוד מחובר ומערכת בקרה, שבו יש צורך בסנכרון זמן מלא של פעולות ומעברים. שיטות הסנכרון היעילות ביותר הן ריכוז ובידול של TP.

בידול של התהליך הטכנולוגי, פישוט וסנכרון מעברים הם תנאים הכרחיים לאמינות ותפוקה. בידול מוגזם מוביל לציוד שירות מורכב יותר, לגידול בשטח ובנפח השירות. ניתן להשיג ריכוז מתאים של פעולות ומעברים, מבלי להפחית באופן מעשי את הפרודוקטיביות, באמצעות צבירה ושימוש בהגדרות ריבוי כלים.

לסנכרון עבודה בקו אוטומטי (AL) נקבעים כלי מגביל, מכונה מגבילה וקטע מגביל, לפיהם נקבע מחזור השחרור האמיתי של AL (min) לפי הנוסחה

איפה ו -קרן תפעול ציוד בפועל, ח; נ- תוכנית שחרור, יח'.

כדי להבטיח אמינות גבוהה, ה-AL מחולק למקטעים המחוברים זה לזה באמצעות כוננים המספקים תקשורת גמישה כביכול בין מקטעים, מה שמבטיח פעולה עצמאית של מקטעים סמוכים במקרה של תקלה באחד מהם. חיבור נוקשה נשמר בתוך השטח. עבור ציוד צמוד קשיח, חשוב לתכנן את העיתוי ומשך ההשבתות המתוכננות.

מכונות CNC מספקות דיוק גבוה ואיכות מוצרים וניתן להשתמש בהן בעת ​​עיבוד חלקים מורכבים בעלי קווי מתאר מדורגים או מעוקלים מדויקים. זה מפחית את עלות העיבוד, הכשרות ומספר אנשי השירות. התכונות של עיבוד חלקים במכונות CNC נקבעות על ידי התכונות של המכונות עצמן, ובראש ובראשונה, מערכות ה-CNC שלהן, המספקות:

1) הפחתת זמן ההתקנה וההחלפה של הציוד; 2) הגדלת המורכבות של מחזורי העיבוד; 3) האפשרות ליישם מהלכי מחזור עם מסלול עקום מורכב; 4) האפשרות לאחד את מערכות הבקרה (CS) של כלי מכונות עם מערכות הבקרה של ציוד אחר; 5) האפשרות להשתמש במחשב לשליטה במכונות CNC הכלולים ב-APS.

דרישות בסיסיות לטכנולוגיה וארגון של עיבוד שבבי ב-APS הניתנים להגדרה מחדש תוך שימוש בדוגמה של ייצור חלקים סטנדרטיים בסיסיים

התפתחות הטכנולוגיה ב-APS מתאפיינת בגישה משולבת - לימוד מפורט של לא רק פעולות ומעברים נלווים, לרבות שינוע מוצרים, בקרתם, אחסנה, בדיקה ואריזה.

כדי לייצב ולהגביר את מהימנות העיבוד, נעשה שימוש בשתי שיטות עיקריות לבניית TP:

1) שימוש בציוד המספק עיבוד אמין כמעט ללא התערבות מפעיל;

2) ויסות פרמטרים טכנולוגיים של תהליך המבוסס על שליטה במוצרים במהלך התהליך עצמו.

כדי להגביר את הגמישות והיעילות, APS משתמשת בעקרון הטכנולוגיה הקבוצתית.

4. תכונות הפיתוח של TP להרכבה אוטומטית ורובוטית

הרכבה אוטומטית של מוצרים מתבצעת במכונות הרכבה ו-AL. תנאי חשוב לפיתוח TP רציונלי להרכבה אוטומטית הוא איחוד ונורמליזציה של קשרים, כלומר, הבאתם למינוח מסוים של סוגים ודיוקים.

פעולות ההרכבה צריכות להתקדם מפשוטה למורכבת. בהתאם למורכבות ולמידות המוצרים, נבחרת צורת ארגון ההרכבה: נייח או מסוע. הרכב ה-RTK הוא ציוד ומכשירי הרכבה, מערכת הובלה, רובוטים להרכבה מבצעית, רובוטי בקרה ומערכת בקרה.

בעת פיתוח מכלול TP ב-RTK, עדיף ריכוז גבוה של פעולות, הקובע את הדגמים של הרובוטים, הפונקציות שלהם, הדיוק, היעילות והמהירות. חשוב במיוחד להבהיר את הקשרים הזמניים של רכיבי ה-RTK, מכיוון שהם יכולים לקבוע גם את היכולות התפעוליות, הדגמים ומספרם של רובוטים תעשייתיים (IR). לצורך כך, ניתן לבנות ציקלוגרמה הן של תחנות עבודה רובוטיות בודדות והן של יחסי ציבור, והן של המכלול הרובוטי כולו.

רובוטים לומדים הם רובוטים שיכולים להסתגל לגורמים אקראיים שונים הנלווים לעבודה מתוכנתת. יכולת הסתגלות זו מתבטאת בהתאמת התוכנית של האדם על סמך "הניסיון" שנצבר - תוצאות הניתוח והסיווג של סטיות מתגלות ושיטות לסילוקן.

5. ביצועי רמקול

האפקטיביות של אוטומציה נקבעת, קודם כל, על ידי יעילות כלכלית, כמו גם הקשר בין אינדיקטורים טכניים וכלכליים לייצור. פריון העבודה וקצב צמיחת פריון העבודה הם אינדיקטורים כלליים של ייצור אוטומטי (AP).

שיטות לחישוב והערכת ביצועי מערכות אוטומטיות

הפרודוקטיביות נקבעת לפי מספר החלקים, המוצרים והסטים השמישים המיוצרים על ידי המכונה ליחידת זמן. הזמן שלוקח למכונה לעבד חלק הוא הפוך מהפרודוקטיביות.

בעת חישוב, ניתוח והערכת הביצועים של ציוד אוטומטי, תוך התחשבות בסוגים שונים של זמן מושקע, משתמשים בארבעה סוגים של אינדיקטורים.

1. ביצועים טכנולוגיים ל- פרודוקטיביות תיאורטית מקסימלית, בכפוף לפעולה ללא הפרעה של המכונה ולספק לה את כל הדרוש:

.

2. ביצועי מחזור ש ts - ביצועי מכונה תיאורטיים עם תנועות סרק ועזר אמיתיות ובהעדר זמן השבתה (Σ ט pr = 0):

,

3. ביצועים טכניים ש t - ביצועים תיאורטיים של המכונה עם מהירויות סרק אמיתיות ובהתחשב בזמן ההשבתה שלה Σ טג , הקשורים לכשל של כלים, מכשירים, ציוד, כלומר. בהתחשב בכך ש ט x > 0, ט vsp > 0 ו-Σ ט c > 0:

.

4. ביצועים בפועל ש f - פרודוקטיביות, תוך התחשבות בכל סוגי ההפסדים:

ככל שזמן ההשבתה תכוף יותר וארוך יותר, כך התפוקה נמוכה יותר.

ביצועים של קווים אוטומטיים עם צבירה שונה

בקווי זרימה בודדת של צבירה עוקבים, פעולות TP שונות מתרכזות, המבוצעות ברצף עבור כל מוצר.

קווים כאלה יכולים להיות בעלי חיבור קשיח בין יחידות ללא מתקני אחסון פיגור בין-תפעוליים או חיבור גמיש עם התקנת יחידות אחסון כאלה.

ביצועים טכניים של קו קשיח

,

איפה t p- זמן משיכות העבודה של המחזור, נקבע על פי משך העיבוד במיקום המגביל.

פירי צבירה מקבילים מרכזים את הפעולות באותו שם של תהליך טכנולוגי מובחן המבוצע על רמוצרים. במהלך מחזור העבודה ט ts מופק רמוצרים, ולכן הפרודוקטיביות המחזורית של קווים כאלה

.

בתנאי ייצור המוני, שני שינויים עיקריים של קווים אלה משמשים:

1) קווים של מכונות אוטומטיות רציפות בדידות הפועלות במקביל;

2) קווים של מכונות אוטומטיות מקבילות הפועלות בסדרות.

עבור שורות של השינוי הראשון, פרודוקטיביות טכנית

.

עבור שורות של השינוי השני, פרודוקטיביות טכנית

.

אם AL מרובת זרימה מחולקת למקטעים בשיטת הפסד שווה, אזי רצוי לחשב את הפרודוקטיביות על סמך סעיף השקע

,

איפה ר -מספר תזרימי מוצא; ט ts הוא משך מחזור העבודה של קטע השקע; IN- הפסדים מחוץ למחזור של עמדת עבודה אחת; ש- מספר עמדות עבודה באתר האאוטלט; נ y הוא מספר הקטעים בשורה; W הוא מקדם העלייה בזמן ההשבתה של קטע השקע עקב פיצוי לא שלם עבור כשלים של סעיפים קודמים.

6. נ אמינות בייצור אוטומטי

אמינות היא היכולת של מכונות ומנגנונים לבצע פונקציות מוגדרות, תוך שמירה לאורך זמן על ערכי האינדיקטורים התפעוליים בגבולות מוגדרים התואמים למצבי ותנאי השימוש שנקבעו. עבור מערכות אוטומטיות, אמינות היא היכולת לייצר ללא הפרעה מוצרים מתאימים בנפח שנקבע על ידי התוכנית לאורך כל חיי השירות.

המאפיינים העיקריים של מכונות הקובעים אמינות הם אמינות, עמידות ותחזוקה.

פ מדדים ושיטות להערכת מהימנות

מדדי מהימנות מחולקים לאינדיקטורים חלקיים, המעריכים את המהימנות, התחזוקה והעמידות בנפרד, ולאינדיקטורים מורכבים (הכלליים), המעריכים את כל שלושת המאפיינים.

אינדיקטור חלקי של מהימנות הוא פונקציית המהימנות פ (ט)

,

איפה ω( ט) הוא פרמטר זרימת כשל המאפיין את ההסתברות להתרחשות כשלים ליחידת זמן או לכל מחזור פעולה; ט- תקופת הפעילות של המערכת.

משאב טכני ר- שווה לזמן הפעולה הכולל לכל חיי השירות טמההפעלה ועד למצב הגבול (הרס, אובדן דיוק):

,

איפה טעֶבֶד אני - אני- אני מתכוון לזמן בין כישלונות; נ- מספר כשלים במערכת לתקופה טפעולתו; θ cp אני- זמן חיסול ממוצע אני- כשל, שנקבע על ידי יכולת התחזוקה של המערכת.

נ מהימנות של מערכות מורכבות מרובות אלמנטים

כאשר מחלקים מערכת מורכבת לאלמנטים בודדים, שלכל אחד מהם ניתן לקבוע את ההסתברות לפעולה ללא תקלות, דיאגרמות מבניות נמצאות בשימוש נרחב לחישוב מהימנות. בתוכניות האלה, כולם אניאלמנט -ה מאופיין בהסתברות שלו פאיפעולה ללא תקלות למשך פרק זמן נתון. בהתבסס על נתונים אלה, נקבעת ההסתברות לפעולה ללא תקלות. פ (ט) של המערכת כולה.

ההסתברות לפעולה ללא תקלות של מערכת כזו, בהינתן עצמאותן של כשלים, שווה למכפלת ההסתברויות לפעולה ללא תקלות של מרכיביה:

.

כדי להגביר את האמינות של מערכות מורכבות, ניתן להשתמש ביתירות, כאשר אם אחד האלמנטים נכשל, הגיבוי מבצע את תפקידיו, והאלמנט אינו מפסיק את פעולתו.

ט אמינות טכנולוגית של ציוד

אמינות טכנולוגית- זהו תכונתו של ציוד לשמור על ערכי האינדיקטורים הקובעים את איכות התהליך הטכנולוגי, בגבולות מוגדרים ולאורך זמן.

מדדי איכות של ציוד טכנולוגי כוללים את הדיוק הגיאומטרי שלו, קשיחותו, עמידות הרטט ואינדיקטורים אחרים הקובעים את דיוק העיבוד, איכות פני השטח והמאפיינים הפיזיים של החומר של חומר העבודה. השיטות היעילות ביותר להגברת האמינות הטכנולוגית של הציוד כוללות את השיטה של ​​התאמה אוטומטית וויסות עצמי של הפרמטרים שלו. בעת יישום שיטה זו, פרמטרים שהשתנו משוחזרים אוטומטית עקב מערכות ויסות עצמי, שהמבנה שלהן תלוי במהירות ההשפעה של תהליכים שונים על פרמטרי ציוד.

7. בקרה ואבחון בתנאי ייצור אוטומטיים

אמצעים להבטחת פעילות אמינה של מערכות אוטומטיות מבוססים על ניטור רציף או תקופתי של התקדמות התהליכים הטכנולוגיים המיושמים במערכות אלו. כדי ליישם את הפונקציות הללו בייצור מודרני, נעשה שימוש במיקרו-מעבדים, מערכות לייזר וכו'.

לִשְׁלוֹט- זוהי בדיקה של תאימות האובייקט לדרישות הטכניות שנקבעו. תַחַת אובייקט בקרה טכניתהכוונה למוצרים הכפופים לשליטה, לתהליכי יצירתם, השימוש, ההובלה, האחסון, התחזוקה והתיקון שלהם, וכן לתיעוד הטכני המתאים.

כתוצאה מכך, האובייקט יכול להיות גם תוצר וגם תהליך יצירתו.

תנאי חשוב לפעולה יעילה במצב אוטומטי ושיקום מהיר של פונקציונליות הציוד הוא ההצטיידות שלו בכלי אבחון.

על אודות ארגון בקרה אוטומטית במערכות ייצור

הבקרה ב-AM יכולה להיות בין-מבצעית (בינוני), מבצעית (ישירות על המכונה), לאחר ניתוח וסופית. כל מרכיבי המערכת הטכנולוגית חייבים להיות כפופים לשליטה אוטומטית: החלק, כלי החיתוך, המתקן, הציוד עצמו. שיטות בקרה ישירה עדיפות, אם כי שיטות בקרה עקיפות נמצאות בשימוש נרחב יותר בעת ניטור כלים ואבחון מצב הציוד.

בקרה במהלך העיבוד היא אחת הצורות האקטיביות ביותר של בקרה טכנית, שכן היא מאפשרת לשפר את איכות המוצרים ובו זמנית להגדיל את פריון העבודה. בגלל זה מפותחות מערכות בקרת ניהול בהתאמה עצמית.

בקרת בקרה מתכווננת עצמית היא בקרת בקרה שבה, בהתבסס על מידע המתקבל בתנאי הפעלה משתנים, ההגדרות של מכשיר הבקרה משתנות באופן אוטומטי כדי להבטיח את הדיוק שצוין תחת הפרעות חיצוניות ופנימיות המשתנות באופן שרירותי.

ל בקרה על חלקים ומוצרים במערכות אוטומטיות

שלושה סוגי בקרה מבוצעים ישירות באתר העיבוד:

התקנת חומר העבודה לתוך המתקן;

גודל המוצר ישירות על המכונה;

בדיקת פלט של החלק.

בקרת התקנת חומר העבודה לתוך המתקן יכולה להתבצע על המסוע בחזית המכונה או על המכונה מיד לפני העיבוד. במקרה הראשון, ניתן להשתמש בחיישני מיקום הממוקמים על המסוע או במתקני מדידה מיוחדים עם רובוטים. חיישני מיקום ללא מגע מתעדים את הסטייה של המיקום בפועל של המשטח הנמדד מהמתוכנת או את ההבדל בין הבסיס המקובל למשטח הנמדד (חיישני מגע).

חיישנים ללא מגע כוללים: מונים אופטיים; חיישני לייזר; חיישני תמונה (ראייה טכנית). שליטה מרחוק על חלקי עבודה וחלקים במהלך הובלתם אינה מאריכה את מחזור הייצור, אך הדרך היעילה ביותר היא לשלוט על חלקי עבודה וחלקים ישירות על המכונה. עם עלייה קלה בזמן העיבוד, זה משפר משמעותית את איכותו, ומשפיע באופן פעיל על תהליך העיבוד.

ד אבחון מערכות טכנולוגיות

תנאי חשוב לפעולה יעילה במצב אוטומטי ושיקום מהיר של פונקציונליות הציוד הוא לצייד אותו בכלי אבחון.

אבחון טכני(TD) הוא תהליך של קביעת לאורך זמן את המצב הטכני של אובייקט אבחון (OD) עם דיוק מסוים בתנאים של מידע מוגבל.

המשימות הבאות נפתרות בעזרת TD:

קביעת הביצועים של מכשירים טכניים;

קביעת צורות ביטוי של כשלים;

פיתוח שיטות ללוקליזציה, זיהוי וחיזוי פגמים נסתרים ללא פירוק או עם פירוק לא עתיר עבודה של מכשירים טכניים;

8. עקרונות בנייה ודוגמאות למערכות ייצור אוטומטיות

מערכות ייצור אוטומטיות נוצרות על בסיס ציוד מתאים בהתאם לתעשייה ולסוג הייצור. ציוד יכול להיות אוניברסלי, מודולרי, מיוחד ומיוחד. אלו יכולות להיות מכונות אוטומטיות, מכונות חצי אוטומטיות, מרכזי עיבוד, מכונות CNC.

בהתאם לתחבורה בין תחנות, ה-AL מסווגים כדלקמן:

עם הובלה דרך ללא סידור מחדש של המוצר;

עם מערכת הובלה עם העברת מוצר;

עם מערכת הובלה עם אחסון.

על פי סוגי הפריסה (אגרגציה), מובחנים ה-ALs הבאים;

חוט בודד;

צבירה מקבילה;

רב חוטים;

מורכב מתאי רובוט.

השורה האחרונה קיבלה פיתוח מועדף בשל האפשרות ליצור מתקני ייצור הניתנים להגדרה מחדש.

מודול ייצורהכוונה למערכת המורכבת מיחידה של ציוד טכנולוגי, המצוידת בהתקן אוטומטי לבקרת תוכניות (PU) וכלי אוטומציה של תהליכים, הפועלת באופן אוטונומי ובעלת יכולת להיות מובנית במערכת ברמה גבוהה יותר.

מקרה מיוחד של ראש הממשלה הוא תא ייצור(PY) - שילוב של מודולים אלמנטריים עם מערכות מדידה אחידות, מכשור, הובלה, אחסון ומערכות טעינה ופריקה, עם בקרה קבוצתית.

קו אוטומטי -מערכת ניתנת להגדרה מחדש המורכבת ממספר PM ו(או) PM, המאוחדות על ידי מערכת הובלה ומחסן אחת ומערכת בקרת תהליכים אוטומטית. ציוד AL (איור 3) ממוקם ברצף המקובל של פעולות טכנולוגיות.

בחירת ציוד טכנולוגי ורובוטים תעשייתיים בתנאי חירום

המידע הראשוני לבחירת ציוד ורובוטים תעשייתיים (IR) הוא מידע על החלקים המיוצרים ועל התנאים הארגוניים והטכנולוגיים לייצורם.

הבחירה והקיבוץ של חלקים לייצור באזור אוטומטי מתבצעים תוך התחשבות במאפיינים הבאים:

1) דמיון מבני וטכנולוגי של חלקים, כלומר. דמיון במידות הכוללות, משקל, תצורה, אופי אלמנטים מבניים, דרישות לדיוק עיבוד ואיכות משטחים מעובדים, מספר משטחים מעובדים;

2) מידת ההשלמה המרבית של מסלול עיבוד החלקים באזור אוטומטי מבלי להפריע למסלול העיבוד לביצוע פעולות ספציפיות כלשהן (טיפול בחום, גימור וכו');

3) דמיון של הציוד והכלים המשמשים;

4) נוכחותם של סימני כיוון מוגדרים בבירור בחלקים, הומוגניים בצורתם ובסידור המשטחים להתבסס במכשירי לוויין או שנלכדים על ידי מכשירי אחיזה P R.

קבוצה נבחרת של חלקים תוך התחשבות בתוכנית הייצור השנתית, גודל ותדירות החזרה של כל גודל סטנדרטי.

מספר ההחלפות אמור להבטיח את העמסת הציוד במהלך עבודה של שתיים או שלוש משמרות.

בהתבסס על קבוצת חלקים נבחרת, תוך התחשבות בסוגי העיבוד ועוצמת העבודה, נבחר סוג הציוד הנדרש, התקנים, יחסי ציבור, אופי ונתיב שינוע החלקים. בשלב זה נקבעת פריסת אתר הייצור האוטומטי, מחושבת קיבולת המחסן האוטומטי ומספר הלוויינים ומבצעת אופטימיזציה לסידור המרחבי של הציוד.

9. בניית ציקלוגרמות של תפקוד מתחמים רובוטיים. דוגמאות למערכות עיבוד אוטומטי הניתנות להגדרה מחדש. דרישות לכלים והתקנים המשמשים ב-APS. מתודולוגיה לבניית מחזורי הפעלה של מתחם טכנולוגי רובוטי

כדי לבנות ציקלוגרמה של תפקוד ה-RTK יש צורך:

1) לקבוע את כל התנועות (המעברים) של הציוד הראשי והעזר (רובוט, מכונה, כונן) הדרושות לביצוע מחזור עיבוד חלק נתון;

2) לזהות ולהרכיב רשימה של כל המנגנונים של הציוד העיקרי והעזר המעורבים ביצירת מחזור נתון;

3) הגדר את המיקום ההתחלתי של מנגנוני הרובוט, כלי המכונה, המסוע;

4) ערכו רצף של תנועות ציוד לכל מחזור בצורה של טבלה;

5) לקבוע את זמן הביצוע של כל תנועה ט ח :

כאשר α i, היא זווית הסיבוב של המנגנונים, li, היא התנועה הליניארית של המנגנונים, מ"מ; ω i , υ i - בהתאמה, מהירויות לוחית השם של זווית, °/s, וליניארית, mm/s, תנועה של מנגנונים לאורך הקואורדינטה המתאימה.

דוגמאות למערכות אוטומטיות הניתנות להגדרה מחדש לייצור חלקים סטנדרטיים

עיבוד חלקים סטנדרטיים מתבצע על פי תהליכים טכניים סטנדרטיים, מה שמחייב שימוש בסוגים מסוימים של מכונות חיתוך מתכת במערכות אוטומטיות.

ב-RTC לעיבוד חלקים כגון גופי מהפכה, שולטים מכונות כרסום וריכוז CNC, חריטה וטחינה, בשירות יחסי ציבור. לעיבוד חלקי גוף, ה-RTC נשלט על ידי מכונות כרסום וקידוח CNC, מכונות רב תכליתיות מסוג "מרכז עיבוד שבבי", בשילוב מערכת הובלה ואחסון.

מערכות אוטומטיות הניתנות להגדרה מחדש כגון ASKהם RTCs, כולל סטים של ציוד CNC לעיבוד חלקי גוף, המאוחדים על ידי מערכת הובלה ואחסון אחת ומערכת בקרה מבוססת מחשב. חתכים מסוג ASK מיועדים לעיבוד חיספוס וגימור של חלקי גוף בייצור בקנה מידה קטן.

פעולות כרסום, קידוח, קידוח, חיתוך חוט ועוד מבוצעות במכונות CNC. בנוסף למכונות אלו, מקטעים מסוג ASC עשויים לכלול מכונת סימון קואורדינטות עם תצוגה דיגיטלית ומכונת בקרה ומדידה CNC.

מכונות CNC רב תכליתיות עם החלפת כלים אוטומטית משמשות לעיבוד חלקי גוף באמצעות ASC. פריסת המכונות מאפשרת לעבד חלקים מארבעה צדדים בהתקנה אחת בדיוק של חורים משועממים לפי ח 7- ח 8 ו רא 1.25...2.5 מיקרון.

דרישות לכלים והתקנים המשמשים ב-APS

כלי עבודה צריכים להיות יותר קשיחים, מסיביים ועמידים בפני רעידות מאשר בתנאי ייצור לא אוטומטיים.

כדי להבטיח דיוק נתון, כלי חיתוך חייב להיות בעל מספר תכונות:

1) יכולת חיתוך גבוהה ואמינות בעת שימוש בחומרי הכלים המתקדמים ביותר;

2) דיוק מוגבר עקב ייצור מכשירים לפי תקנים מיוחדים ומחמירים;

3) צדדיות, המאפשרת עיבוד של חלקים מורכבים במחזור אוטומטי אחד;

4) קשיחות גבוהה ועמידות בפני רטט;

5) שינוי מהיר;

6) אפשרות של תצורה אוטומטית וכוונון משנה.

כדי להתקין חלקים ב-AM, נעשה שימוש במכשירים נייחים אוטומטיים. ולוויינים. ישנם 3 סוגים של מכשירים נייחים: מיוחדים (חד-תכליתיים, לא ניתנים להגדרה מחדש), מיוחדים (צרים, ניתנים להגדרה מחדש מוגבלת), אוניברסלי (רב-תכליתי, ניתן להגדרה מחדש באופן נרחב). כאביזרים נייחים. והתאמות הניתנות להחלפה של לוויינים להתאמה מחדש. בייצור רב מוצרים, מערכות עזר סטנדרטיות משמשות: אוניברסלי-טרומי, אוניברסלי-התאמה, טרומי, התאמה מיוחדת, וכו 'אביזרים אלה. מורכב מיחידה בסיסית והגדרות, cat. מותקן על יחידת הבסיס ומותאם ישירות על שולחן המכונה או הצלחת התחתונה של הלוויין. הכוננים של מנגנוני ההידוק חייבים לספק את היכולת להתאים את כוח ההידוק בגבולות מסוימים. דרישה זו מסופקת על ידי כוננים הידראוליים, כוננים פנאומטיים-הידראוליים והנעים פנאומטיים.

מספר המהדקים במכשיר צריך להיות מינימלי (אחד או שניים).

10. מכשירי טעינה למערכות אוטומטיות. מכשירי טעינת מגזינים. מכשירי טעינת בונקר. התקני ניתוק ומנגנוני ניפוק אישיים

מכשירי העמסה של מערכות אוטומטיות הם קבוצה של מנגנוני מטרה, לרבות מעליות, מסועים-מפיצים, מנגנוני קליטה וניפוק מוצרים, מערכות מגשים, מסועי הזנה, אחסון בין-תפעולי (הופפים ומגזינים), מפעילי רכב.

מכשירי טעינת מגזינים בהתאם לשיטת התחבורה, ניתן לחלק אותם ל-3 מחלקות: כוח הכבידה; מאולץ (חנויות מסועים); חצי כבידה. במכשירי חנות מכל המחלקות, חלקים מאוחסנים ומונפקים במצב מכוון מרגע הקבלה. ב-MZU המוזנים על ידי כוח הכבידה, חלקי עבודה נעים תחת השפעת כוח הכבידה. מגזינים כאלה משמשים להזנת חלקי עבודה מקרוב, וחלקי עבודה בעלי צורה מיוחדת - ללא הפרשות, כלומר. במרווחים, שעבורם כל חלק עבודה ממוקם בקן נפרד או בין האחיזות של אלמנט ההובלה. חלקי עבודה נעים על ידי גלגול או החלקה.

ב-MZUs מאולצים ובמכשירי הובלה, חלקי עבודה מועברים באמצעות מנגנוני הנעה בכל כיוון ובכל מהירות. מכשירים מסוג זה יכולים להעביר חלקי עבודה באמצעות אמצעי מנשא (מסועים) או תפסנים מיוחדים זה לצד זה ולפרוק, בנפרד או במנות. הנפוצים ביותר הם מכשירים עם תנועה מסלולית של גופים עובדים להזזת חומר העבודה, עם גלילים חלקים מסתובבים, בורג בודד וכפול, אינרציאלי, תוף, קרוסלה וכו'.

ב-MZs חצי כבידה, חלקי עבודה מחליקים לאורך מישור הממוקם בזווית קטנה משמעותית מזווית החיכוך. חלקי העבודה נעים עקב הפחתה מלאכותית בכוח החיכוך בין משטחי ההזזה בזמן רטט רוחבי של משטח הנושא או כתוצאה מהיווצרות כרית אוויר בין משטחי ההזזה.

מכשירי טעינת הופר הם מכולות עם ריקים מכוונים המסודרים בשורה אחת או כמה. תכונה של BZU צריכה להיחשב היעדר התקני אחיזה והתמצאות וכיוון ידני של חלקי העבודה. BZU נבדלים זה מזה במיקומם, באופי התנועה של חלקי העבודה בהם ובשיטת חלוקת חלקי העבודה. ככלל, חלקים בעלי צורה פשוטה מאוחסנים ומחולקים בפחים: ברגים, דסקיות, כובעים.

חלקי העבודה מרוכזים בהופר בכמויות גדולות, כך שהלכידה האוטומטית שלהם (דידה) והכיוון שלהם נדרשים להעמסה לאחר מכן על הציוד. בונקרים יכולים להיות מיכל אחד לצבירה ולכידת חלקי עבודה, או שני מיכלים: אחד לצבירת מלאי של חלקי עבודה, והשני לחלוקת חלקי עבודה מכוונים.

רטט BZU (מטעני רטט) הם הנפוצים ביותר. עיקרון הפעולה של הופר הרוטט מבוסס על שימוש בתנועת תרגום של חלקי עבודה במהלך הרטט שלהם. ישנם הופרים רוטטים להרמה אנכית של חלקים עם השעיה כיוונית וחופשית של המגש או הקערה. החישוב של הופר רוטט כזה מתבצע על סמך תנאי התפוקה הנדרשת, גודל חלקי העבודה, המסה שלהם, הקיבולת המשוערת של ההופר וגורמים נוספים.

מִספָּרַיִם - מנגנוני חלוקה של חלק אחר חלק - מיועדים להפריד חלק עבודה אחד (או כמה חלקי עבודה) מהזרימה הכללית של חלקי עבודה המגיעים מהתקן האחסון, ולהבטיח את התנועה של חלק העבודה (או חלקי העבודה) זה לתוך אזור העבודה של ציוד או על מסוע. על פי מסלול התנועה, חותכים נבדלים עם סוגי תנועה הדדית, תנודה וסיבובית. פינים, רצועות, מצלמות, ברגים, תופים ודיסקים עם חריצים משמשים כחותכי עבודה.

מזינים מיועדים לתנועה מאולצת של חלקי עבודה מכוונים ממכשיר האחסון לאזור מכשיר ההידוק או למכשיר ההובלה. עיצובי המזינים מגוונים; צורתם, הממדים וההנעה של החלקים הנעים תלויים בעיצוב הציוד, במיקום היחסי של הכלי וחומר העבודה, ובצורה, גודל וחומר של חלקי העבודה שסופקו.

חותכים ומזינים הם חלק ממכשירי טעינה אוטומטיים (LODs) - מפעילי רכב. מפעילי רכב הם מטעני מטרה מיוחדים, המורכבים ממזין, התקן ניתוק, דוחף, מפלט (חולץ) והתקן פריקה. מכשירים אלו מיוחדים, כלומר. משמשים לשירות אחת או מספר פעולות דומות. מפעילים אוטומטיים מבצעים תנועה הדדית, תנודתית של חלקי עבודה לתוך אזור העיבוד. יחד עם זאת, זמן העבודה של המפעיל מסונכרן בקפדנות עם פעולת הציוד המטופל. מכשירים אוטומטיים יכולים לכלול התקני אחיזה מכניים, מגנטיים, אלקטרומגנטיים או ואקום.

11. מערכות הובלה ומחסנים של ייצור אוטומטי. דרישות, סוגים עיקריים ודוגמאות למימושים

מכשירי הובלה של מערכות אוטומטיות נועדו להעביר חלקים מעמדה לעמדה, לפזר חלקים בין זרימות, לסובב ולכוון חלקים. כל מכשירי ההובלה מחולקים למערכות אוטומטיות בעלות חיבורים קשיחים וגמישים.

עם חיבור קשיח כוללים: א) מסועי צעד; ב) שולחנות סיבוביים והטיות; ג) מעמיסים מחדש; ד) ריינרים; ה) מכשירי לווין; ו) מנגנונים להחזרת התקני לוויין.

עם חיבור גמיש כוללים: א) מסוע-מפיצים; ב) מגשים; ג) מחיצות זרימה; ד) מעליות; ה) רובוטי הובלה; ה) מזינות קצב. כחלק מרכיב, מנגנוני הובלה בעלי חיבורים גמישים כוללים: א) מובילי אחסון; ב) חנויות אחסון; ג) פחי אחסון. וכוללים גם רכבים של מערכות אוטומטיות הניתנות להגדרה מחדש.

האמצעים הטכניים של TPS מחולקים לשתי קבוצות: ציוד עיקרי ועזר.

יסודותמשמש להעברת סחורות בתנאי ייצור אוטומטיים - אלו הם מנופי מתלה וגשר - מערמים, יחסי ציבור להובלה, מסועים, התקני אחסון, התקני טעינה והכוונה מחדש, מכולות הובלה ואחסון, מערכות בקרה אוטומטיות.

עזר -אלו הם דוחפים, מכוונים, מרימים, מאכילים, פונים.

בנוסף, בתנאי ייצור אוטומטיים נעשה שימוש נרחב בהובלה עילית, מסועים רצפה, מסועים והובלת עגלות. ל הובלה מושעה כוללת:

מסועים עיליים לתנועות תוך-חנות ובין-תפעוליות של חלקים עד 2 טון על פני מרחק של עד 1000 מ';

מונוריילים תלויים לתזרימי הובלה בתוך החנות (יכולת עומס מקסימלית עד 20 טון);

רובוטי הובלה מונורייל עם מכשירים להעברת מוצרים עד 300 ק"ג;

כבישים אוויריים עם טרקטור חשמלי ועגלות נגררות עם כושר עומס של עד 500 ק"ג.

ל מסועי רצפה ומסועים לייצור רציף כוללים:

מסועי גלילה (הנעה ושאינה משופעת) לתנועה בין-תפעולית של מוצרים עד 1200 ק"ג;

מסועי חגורה לשינוע חלקים קטנים עד 250 ק"ג עם מחזור שחרור קצר;

מסועי עגלות משמשים להובלת מוצרים באזור ההרכבה, לעתים רחוקות יותר באזורים מכניים. בהתאם למידות המוצרים, נעשה שימוש במסועים סגורים אנכיים (עד 8000 ק"ג) ואופקיים (עד 1000 ק"ג);

מסועי דריכה עם תנועה פועמת של מוצרים במהלך ההרכבה, כושר העמסה של מסועים אלו הוא עד 7 טון במידות קטנות יחסית ופשטות עיצוב.

ל הובלת עגלה רצפה בתוך החנותלְסַפֵּר :

מלגזות חשמליות ועגלות חשמליות (מכוניות חשמליות) בעלות כושר הרמה של עד 0.5 טון;

מערמים חשמליים לרצפה עם כושר הרמה של עד 2 טון;

הובלה של PR-רצפה (מסילה וללא מסילה), מותקנים על עגלות ונשלטים על ידי תוכנית.

כפי ש כונניםניתן להשתמש במחסנים אוטומטיים המוגשים על ידי מערמים ואנשי יחסי ציבור לתחבורה, וחנויות אחסון בין-תפעוליות (רצפה ותקורה). מגזיני אחסון משמשים בייצור רציף עבור חלקים כגון גופים מסתובבים. התקני אחסון תלויים משמשים בעיקר לחלקי גוף ולחלקים בעלי תצורות מורכבות.

מערכת של מכשירי הובלה ומחסנים מחוברים המשמשים ב-AP לצורך הערמה, אחסון, צבירה זמנית, פריקה ומשלוח של פריטי עבודה וציוד טכנולוגי נקראת מערכת הובלה ומחסנים אוטומטית (ATSS).

ישנן שתי אפשרויות עיצוב עיקריות לבניית ATSS: עם תתי מערכות הובלה ומחסנים משולבות ונפרדות.

סוגים עיקריים של מחסנים אוטומטיים:

א) מתלים עם מנוף מערם אוטומטי או מנוף לערמה עילי;

ב) מתלים לכבידה עם מנוף מערם; ג) מתלים למעליות;

ד) תלוי בשילוב עם מסוע דוחף עם כתובת עומס אוטומטית.

הנפוצים ביותר הם מחסנים עם מערמים רובוטיים, שכן הם פרודוקטיביים מאוד, תופסים מעט מקום וקל יותר לבצע אותם.

12. אוטומציה של פעולות ההרכבה. רובוטים המשמשים בפעולות הרכבה. מבנה תהליך ההרכבה האוטומטית

הרכבה אוטומטית של מוצרים מתבצעת במכונות הרכבה ו-AL. תנאי חשוב לפיתוח תהליך טכנולוגי רציונלי להרכבה אוטומטית הוא איחוד ונורמליזציה של קשרים. בהתבסס על איחוד ונורמליזציה של חיבורים ביחידות הרכבה ובמוצרים, מפותחים תהליכי הרכבה סטנדרטיים (פעולות ומעברים), המבוצעים על ציוד הרכבה סטנדרטי תוך שימוש בכלים והתקנים סטנדרטיים.

ההבדל העיקרי בין ייצור רובוטי הוא החלפת מרכיבים ברובוטים להרכבה ובקרה על ידי רובוטי בקרה או מכשירי בקרה אוטומטיים.

הרכבה רובוטית צריכה להתבצע על פי עקרון ההחלפה המלאה או (לעתים קרובות יותר) על פי עקרון ההחלפה הקבוצתית. אפשרות ההתאמה וההתאמה אינה נכללת.

פעולות ההרכבה צריכות להתקדם מפשוטה למורכבת. בהתאם למורכבות ולמידות המוצרים, נבחרת צורת ארגון ההרכבה: נייח או מסוע.

הרכב ה-RTK הוא ציוד ומכשירי הרכבה, מערכת הובלה, רובוטים להרכבה מבצעית, רובוטי בקרה ומערכת בקרה.

בעת פיתוח מכלול TP ב-RTK, עדיף ריכוז גבוה של פעולות, הקובע את הדגמים של הרובוטים, הפונקציות שלהם, הדיוק, היעילות והמהירות. חשוב במיוחד להבהיר את הקשרים הזמניים של רכיבי ה-RTK, מכיוון שהם יכולים לקבוע גם את היכולות התפעוליות, הדגמים ומספרם של רובוטים תעשייתיים (IR).

רובוטים לומדים הם רובוטים שיכולים להסתגל לגורמים אקראיים שונים הנלווים לעבודה מתוכנתת.

רובוטים תעשייתיים הבנויים על עיקרון בלוק מודולרי.

מבנה האלגוריתם כולל מספר שלבים.

1. הכנת מודלים גיאומטריים של חלקים מורכבים בסביבה של חבילת CAD גרפית (בתכנון קומפלקס הרכבה, תמיד ניתן לבחור קבוצת ציוד בשירות CP אחד, ובהתאם לכך, אנו עושים עבורו הרבה תנועות ב- על מנת לתכנן עבורם יחידת בקרה).

2. הדמיית פירוק של מוצר מורכב עם רישום נקודות ביניים של מסלולים מקומיים למערך נקודות בתנאי שלא יהיו התנגשויות של חלקים מפורקים באזור או בנקודה הנדרשת במרחב (תנאים והגבלות אחרות מהסביבה החיצונית ניתן להטיל).

3. בחירת הרצף האופטימלי של נקודות ייחוס של המסלול המקומי לפי קריטריון כלשהו.

4. השגת וקטור למשתני הצירים בכל נקודה מהמשוואה הקינמטית של ה-SR בעת פתרון הבעיה הקינמטית ההפוכה עבור כל נקודת ייחוס של המסלול.

5. היווצרות השפעת בקרה על המפעילים של ה-SR.

כתוצאה מהתכנון המוגדל של פעולת ההרכבה, אין קשיים בתכנות תנועות המניפולטור ולוגיקת הבקרה מחוץ למסלולי תנועה מקומיים באחת מהשיטות המוכרות. במקביל, תנועות מקומיות של שלב החיבור מתבצעות במגבלות משמעותיות של הסביבה הטכנולוגית ודורשות מסלולים מורכבים המשלבים תנועה לאורך דרגות שונות של ניידות. מסלול כזה, גם אם ניתן לתכנת, מצריך איתור באגים חוזר, שכן הוא מבוצע מבלי לקחת בחשבון את המהירויות וההאצות בפועל של הקישורים.

14.רובוטים תעשייתיים בהנדסת מכונות מודרנית. תכונות סיווג בסיסיות. שלבי התפתחות. דוגמאות לדיאגרמות הקינמטיות הנפוצות ביותר של רובוטים תעשייתיים

השימוש ברובוטים בייצור תעשייתי מודרני נובע לא רק מהרצון להגדיל את הפרודוקטיביות, אלא גם מהצורך להבטיח איכות מוצר גבוהה ויציבות של אינדיקטור זה במנות גדולות.

השימוש ברובוטים נובע גם מ:

הפחתה מתמשכת בעלות הרובוטים על רקע עליית עלויות העבודה

חוסר בכוח אדם מוסמך במספר מקצועות

שחרור עובדים מעבודה כבדה, אינטנסיבית ומונוטונית, בעיקר בפעולות הרכבה

הפחתת ההשפעה של מוצרים מזיקים (ריתוך, צביעה) על בריאות העובדים.

השימוש ברובוטים בפעולות ייצור מודרניות

מאפייני סיווג

1. לפי רמת הפיתוח

דור 1 - עם אלגוריתם הפעלה קפדני

דור 2 – עם התאמת פונקציות (בערך בייצור מודרני)

דור 3 - רובוטים עם אלמנטים של בינה מלאכותית.

2. לפי מטרה טכנולוגית

בסיסי - לייצר השפעה ישירה על מושא העבודה (ריתוך, צביעה, רובוט הרכבה)

עזר - ביצוע פונקציות טכנולוגיות עזר (טעינה/פריקה, תחזוקת ציוד)

3. לפי כושר העמסה

עם G קטן – עד 2 ק"ג

עם G ממוצע - מ-2 עד 50 ק"ג

עם G גבוה – מעל 50 ק"ג

4. לפי מספר דרגות החופש

ניידות נמוכה 1-3

עם ממוצע של 3-6

מגבוה מעל 6

5. דיוק מיקום

מערכות של דיוק מוחלט ומערכות של דיוק יחסי.

6. לפי סוג מערכת הקואורדינטות שבה נעשה שימוש

קרטזיאני (רובוטים פשוטים)

כַּדוּרִי

גְלִילִי

קוֹטבִי

7. לפי סוג הכונן

הידראולי + כוחות – מידות

פניאומטי + דיוק – כוחות

חשמלי

מְשׁוּלָב

8. לפי סוג השימוש במערכות בקרה

עם מערכת בקרה מחזורית

עם מערכת בקרת מיקום

עם מערכת בקרת קווי מתאר

שלבי הפיתוח של אוטומציה מורכבת:

1. אוטומציה של מחזור העבודה, יצירת מכונות אוטומטיות וחצי אוטומטיות. הופעתן של מכונות אוטומטיות הייתה תוצאה הגיונית של פיתוח ושיפור העיצוב של מכונות עובדות

2. אוטומציה של מערכת המכונה, יצירת קווים אוטומטיים המשלבים ביצוע פעולות שונות של עיבוד, בקרה, הרכבה, אריזה וכו'.

3. יש ליצור בתי מלאכה ומפעלים אוטומטיים

שלבי פיתוח האוטומציה נקבעים לפי מגמות ייצור תעשייתיות.

דיאגרמות קינמטיות של רובוטים תעשייתיים

1. דיאגרמה קינמטית של המניפולטור האנתרופומורפי בעל 6 נעים

0 - בסיס בסיסי

1 – קרוסלה סיבובית

2 – קאראמיסלו

3 - בסיס היד

5 - מברשת

6 – אוגן לחיזוק כלי עבד

2. תרשים קינמטי של מניפולטור אנתרופומורפי מקביל

0 - בסיס בסיסי

1 - עמוד סיבובי

2 - ידית נסיעה

3 - מתלה כונן

4 - בסיס היד

6 - מברשת

7 - אוגן הרכבה לכלי

15. מתמרי מדידה. סוגי חיישנים. מאפיינים עיקריים של חיישנים. מאפיינים סטטיים של חיישנים. תהליכים חולפים במדידת מתמרים. הבנת רגישות, דיוק וטווחי מדידה

המדידות מתבצעות באמצעות מתמרי מדידה,תוך שימוש בעקרונות פיזיקליים מסוימים.

זה מבוצע בדרך כלל לאובייקט המדידה חיישן,המורכב מתמר מדידה אחד או יותר. חיישן הוא מכשיר שתופס פרמטר נמדד ומפיק אות תואם על מנת לשדר אותו לשימוש נוסף או לרישום.

על פי עקרון המדידה:

מוּחלָט

מַחזוֹרִי

לפי סוג מידע פלט:

דיסקרטי (דופק או דיגיטלי)

אנלוגי (אות פלט בצורה של נתוני מתח או פאזה)

חיישנים יכולים להיות:

פסיבי (פרמטרי) שעבורו נדרש מקור אנרגיה חיצוני:

נגד, אינדוקטיבי, שנאי, חיישנים קיבוליים

פעיל (מחולל)

חיישנים פיזואלקטריים, תרמו-אלקטריים, אינדוקציה, פוטואלקטריים

סוגי חיישנים:

מד מתח (1,2,3,4,5,6)

פוטנציומטרי (1,2,3,4,5)

שנאי דיפרנציאלי (2,3,4,5)

צמד תרמי (7)

קיבולי (1,2,3,5,6)

זרם מערבולת (2,3,4)

מגנוטוריסטיב (2.3)

פיזואלקטרי (1,2,4,5,6)

תרמיסטור (7)

פרמטרים: 1-לחץ; 2-זז; 3-עמדה; 4-מהירות; 5-האצה; 6-רטט; 7-טמפרטורה

רְגִישׁוּת– ערך המציין כמה ערך הפלט ישתנה כאשר ערך הקלט ישתנה.

דיוק מדידה– מראה עד כמה קרוב הערך של הערך הנמדד לערך האמיתי.

טווח - ההפרש בין הערך המקסימלי והמינימלי של הערך הנמדד.

המאפיין הסטטי מובן כתלות של m/d בכמויות קלט ופלט במצב יציב

כניסת X פלט Y

א)ערכי פלט יַחֲסִיהערך במצב יציב של כמות הקלט.

ב) חיישן עם אזור מת

ג) חיישן עם פס מת ורוויה פלט

ד) חיישן עם אזור מת בכניסה, עם רוויה במוצא ועם לולאת היסטרזיס

זה נקרא היסטרזיס.ההבדל בין אופי ההתאמה בין ערך הפלט לערך הקלט במהלך שינויים קדימה ואחורה בערך הקלט.

מאפיינים סטטיים לא ליניאריים של חיישנים

ג) מאפיין סטטי של ממסר אידאלי

ד) ממסר מאפיין סטטי עם היסטרזיס

16. חיישנים התנגדות . חיישני מגע חשמליים

הם בנויים על בסיס ממירי מגע חשמליים, הממירים תנועה מכנית למצב סגור או פתוח של מגעים השולטים במעגל החשמלי.

בתחילת העיבוד פרטים מתיהגודל שלו הגדול ביותר,מוט המדידה של מכשיר הבקרה נמצא במצב קיצוני (עליון). זוג המגעים הראשון שהוגדר מראש סגור. ככל שהגודל המבוקר של חומר העבודה פוחת, מוט המדידה של המתמר זז והנדנדה מתחילה להסתובב. זוג המגעים הראשון נפתח, וכתוצאה מכך נוצרת ונשלחת פקודה לשינוי מצב הפעולה, למשל, לעבור מחספוס לגימור. עם הסרה נוספת של הקצבה (כבר במהלך הגימור), מוט המדידה ממשיך לנוע וזרוע הנדנדה מסתובבת עד שזוג המגעים השני שהוגדר מראש נסגר. המשמעות היא שהגודל שצוין הגיע והעיבוד נפסק.

חיישני מגע פניאומואלקטריים

למדידת מימד מדויקת ללא מגע. עקרון הפעולה מבוסס על מדידת ההתנגדות לזרימת אוויר דרך זרבובית מכוילת הממוקמת במרחק מסוים מהמשטח. מרחק זה הוא הערך הנשלט.

אם גודל החור הוא בסובלנות, אזי לחץ האוויר במרפקים הימניים והשמאליים של החיישן הוא בערך זהה והחיישן אינו נותן פקודות.

אם קוטר החור קטן מהקוטר שצוין, אז הפער בין מד התקע לחור הזרבובית יהיה קטן והלחץ במרפק הימני של החיישן יגדל. מהחיישן, אות בדיד "גודל הוא נמוך מדי" יבוא לאחר מכן.

אם החור גדול מהחור שצוין, הלחץ במרפק הימני של החיישן יפחת מאשר בשמאל, המפוח השמאלי יימתח והמפוח הימני יידחס. לאחר מכן החיישן ישלח אות "Oversized" בדיד.

חיישני ריאוסטטיים וחיישני התנגדות למגע

ריאוסטטיחיישנים הם חיישנים שבנויים על בסיס ממירים שהם ריאוסטט, שמנועו נע בהשפעת הכמות הלא-חשמלית הנמדדת. ערך הקלט הוא התנועה המכנית של המנוע, וערך הפלט הוא השינוי בהתנגדות.

גם חיישנים שההתנגדות האוהמית שלהם משתנה בהשפעת גורמי כוח חיישני התנגדות מגע.עקרון הפעולה של המתמרים המשמשים לבניית חיישנים כאלה מבוסס על השינוי בהשפעת הלחץ המכני של ההתנגדות החשמלית בין אלמנטים מוליכים המופרדים על ידי שכבות של חומר מוליך גרוע.

דוגמה לחיישן התנגדות למגע חשמלי הוא מיקרופון פחמן קונבנציונלי, הממיר תנודות לחץ אקוסטיות לתנודות התנגדות חשמליות, המומרות לאחר מכן לתנודות אות חשמליות.

מדי מתח (מדי מתח)

פעולתם של מדי מתח מבוססת על התופעה של אפקט מד מתח, המורכבת משינוי בהתנגדות של מוליכים ומוליכים למחצה במהלך העיוות המכני שלהם. מדי מתח מגיעים בגדלים שונים ואורכם המינימלי הוא כ-0.025 ס"מ.

מדי מתח קבועים על פני דגימת הבדיקה או מותקנים בחומר שהעיוות שלו נמדד. הם מסוגלים למדוד דפורמציות בסדר גודל של 1 מיקרון.

מדי מתח יכולים להיות משלושה סוגים שונים: חוט, נייר כסף ומוליך למחצה.מדי מתח תיל יכול להיות להדביקו ללא מדבקה,ומוליך למחצה - להדביקאוֹ ריכוך.

תרמיסטורים, צמדים תרמיים וחיישנים מגנטוריסטיבים

תרמיסטורים- אלו סוגים של חיישני התנגדות פרמטריים המשנים את ההתנגדות שלהם בהתאם לשינויים בטמפרטורה הנמדדת.

תרמיסטורים מגיעים בשני סוגים: מוֹלִיך לְמֶחֱצָהו מַתֶכֶת .

ישנן שתי דרכים למדידת טמפרטורה באמצעות תרמיסטורים:

1.הטמפרטורה נקבעת על ידי הסביבה.

2. הטמפרטורה נקבעת על ידי תנאי הקירור של התרמיסטור, המחומם על ידי זרם קבוע.תכנית זו משמשת, למשל, לבניית חיישנים לזרימת נוזל או גז, מוליכות תרמית של הסביבה וצפיפות הגז שמסביב.

תופעות פיזיקליות במהלך האפקט הפיאזואלקטרי

כוח מכני המופעל בצורה מסוימת על גביש פיזואלקטרי יוצר בו מתח חשמלי. תופעה זו נקראת ישיראפקט פיזואלקטרי. לעומת זאת, מתח חשמלי המופעל על גביש פיזואלקטרי גורם לעיוות המכני שלו, שהוא חזוראפקט פיזו.

לאפקט הפיזואלקטרי יש רגישות לסימנים.פיזואלקטריות נצפית הן בחומרים חד-גבישיים, למשל, קוורץ, טורמלין, ליתיום ניובאט, מלח רושל וכו', והן בחומרים רב-גבישיים, למשל, בריום טיטנאט, עופרת טיטנאט, עופרת זירקונט וכו'.

הבה נבחן את התופעות הפיזיקליות המתרחשות במהלך האפקט הפיאזואלקטרי באמצעות הדוגמה של החומר הפיאזו-גבישי הידוע - קוורץ, כפי שמוצג באיור. 1.

כדי להשיג תכונות פיזואלקטריות טובות, גבישי קוורץ חייבים להיות מכוונים במדויק. צורות גבישים טבעיות מוגבלות גם לתצורות הפשוטות ביותר, כגון לוחות או דיסקים.

אורז. 1. דיאגרמות אורך (א)ורוחבי (ב)דחיסה וגזירה (ג) בגביש קוורץ

עיוות התא אינו משפיע על המצב החשמלי לאורך הציר י . כאן סכום וקטורי הקיטוב עקב סימטריה שווה לאפס.

היווצרות מטענים קיטוב על פניים מאונכים לציר איקס , בהשפעת כוח המכוון לאורך ציר זה איקס , שקוראים לו אֹרכִּיאפקט פיזואלקטרי.

ההשפעה של היווצרות מטענים חשמליים על פנים המאונכות לאלו הטעונות מכני נקראת רוחביאפקט פיזואלקטרי.

כאשר הגביש נטען באופן אחיד מכל הצדדים (לדוגמה, במהלך דחיסה הידרוסטטית), גביש הקוורץ נשאר נייטרלי מבחינה חשמלית. גביש הקוורץ נשאר גם נייטרלי חשמלית תחת עומס מכני הפועל לאורך ציר Z בניצב לצירים איקסו י . ציר זה נקרא אוֹפּטִיציר הגביש.

תחת פעולת גזירה מכנית, כפי שמוצג באיור. 1, V,סכום גיאומטרי של תחזיות של וקטורים R 2ו R 3לכל ציר איקסמסתבר כשווה לווקטור השלישי המכוון לאורך הציר איקס , ועל פרצופים מאונכים לציר איקס , לא נוצרים מטענים קיטובים. עם זאת, ההקרנות של וקטורים R 2ו R 3לכל ציר יאינם שווים זה לזה, ומטען נוצר על הפנים המאונכות לציר Y.

בנוסף לגבישים טבעיים כמו קוורץ או טורמלין, ניתן להשתמש בפיזוקרמיקה גם כדי להשיג את האפקט הפייזואלקטרי.

עקרונות עיצוב לבניית חיישנים פיזואלקטריים

היתרונות של מתמרים פיזואלקטריים הם הממדים הקטנים שלהם, אמינות תפעולית, פשטות התכנון, היכולת למדוד משתנים, כולל ערכי תדר גבוה, ודיוק גבוה מאוד של המרת מתחים מכניים לאות חשמלי.

18. אפקט הול ושימושו לבניית חיישנים

מתמר אפקט הול הוא מתמר המבוסס על השפעות מגנטיות ומשמש למדידת עוצמת השדה המגנטי. אפקט הול מתרחש בדרגות שונות בכל החומרים. המהות של אפקט הול מוצגת באיור. 3.

אם רקיק מוליך למחצה בעובי יחידה ממוקם בשדה מגנטי עם חוזק IN,וזרם בגודל I זורם לאורכו ובאותו הזמן וקטור עוצמת השדה החשמלי יוצר זווית ישרה עם וקטור עוצמת השדה המגנטי, ואז נושאי המטען (אלקטרונים ויונים) נעים בתוך פרוסת מוליכים למחצה זו, ויוצרים את הזרם החשמלי, יופעל על ידי כוח המכוון לאורך תנועת המישור שלהם ומאונך לווקטור חוזק השדה המגנטי. המשמעות היא שתנועת נושאי המטען תסטה ממישוש וייווצר הבדל פוטנציאלי בצדדים הצדדיים של הצלחת U o , מוגדר על ידי הביטוי:

U 0 = KH IB

אורז. 3. אפקט הול

בעזרתם ניתן למדוד תנועות זוויתיות וליניאריות, זרמים חשמליים וכו'.

אורז. 4 א -תרשים סכמטי של חיישן לחץ המבוסס על אפקט הול.

כשהלחץ עולה רמגנט קבוע 2 מונח על ממברנה אלסטית 1 חיישן, נע ביחס לאלמנט החישה 3, מבוסס על אפקט הול. כתוצאה מכך, מתח מוצא מופיע על לוחות החיישן U Hבסדר גודל של 0.5 V, בגבולות מסוימים פרופורציונליים לתזוזה של הקלט. החלק הליניארי של המאפיין הסטטי של החיישן מוצג באיור. 4 ב.

אורז. 4 חיישן לחץ מבוסס על אפקט הול

19. ממירים קיבוליים

עקרונות פיזיקליים של בניית ממירים קיבוליים

מהות הפעולה של מתמרי מדידה קיבוליים היא השינוי בקיבול החשמלי שלהם בהשפעת הכמות הפיזית הנמדדת, אשר, בתורה, באה לידי ביטוי בגודל אות הקלט שלהם.

הקיבול החשמלי של קבל שנוצר על ידי לוחות מקבילים נקבע על ידי הנוסחה

С=ε o εn ( נ -1)( א / א )

כאשר n הוא מספר הלוחות; A הוא השטח של צד אחד של הצלחת; d הוא עובי הדיאלקטרי הממוקם בין הלוחות; ε 0, הוא הקבוע הדיאלקטרי היחסי של דיאלקטרי זה; ε n הוא הקבוע הדיאלקטרי של ואקום, כלומר. קבוע מוגדר היטב.

למדידת תזוזות של פחות מ-1 מ"מ, נעשה שימוש במתמרים קיבוליים עם מרחקים משתנים בין הלוחות. כדי למדוד תזוזות גדולות מ-1 מ"מ, משתמשים לרוב במתמרים עם חפיפת לוחות משתנה.

ממירים קיבוליים יכולים לשמש למדידות סטטיות ודינאמיות כאחד, אך משמשים בעיקר בתנאים נייחים לצורך מחקר ספסל ומדידות דיוק של כמויות פיזיקליות.

עקרונות עיצוב לבניית חיישנים קיבוליים בכמויות מכניות

חיישנים קיבוליים נמצאים בשימוש נרחב למדידת כמויות מכניות כגון רטט, תזוזה, מהירות, תאוצה, כוח, מומנט ולחץ.

מכשיר נפוץ הממיר רעידות אקוסטיות של האוויר שמסביב לאותות חשמליים מתאימים הוא מיקרופון קיבולי (איור 1). 6.

אורז. 6. דיאגרמה בונה של מיקרופון קיבולי

תרשים מבני של מיקרופון קיבולי, המכיל ממוקם במארז 1 קְרוּם 2 עשוי מחומר מוליך חשמלי, צלחת קבועה 3, מותקן על דיאלקטרי 4, ושכבת שיכוך 5. כאשר הלחץ האקוסטי משתנה, הממברנה 2 מתעוות והמרחק שלו לצלחת משתנה 3. כתוצאה מכך, הקיבול החשמלי של המיקרופון משתנה, וזה מה שמשתמשים בו.

עקרונות עיצוב לבניית חיישני מפלס נוזלים קיבוליים

ישנם שני מקרים: כאשר הנוזל שרמתו נמדדת ונשלטת הוא דיאלקטרי וכאשר הנוזל הזה הוא מוליך.

באיור. 10 מציג דיאגרמת עיצוב למדידת רמת נוזל, שהוא דיאלקטרי, באמצעות מתמר קיבולי.

אורז. 10. דיאגרמת עיצוב של מדידת רמת נוזל-דיאלקטרי קיבולית

עקרונות עיצוב לבניית חיישנים קיבוליים של פרמטרים סביבתיים

חיישנים קיבוליים נמצאים בשימוש נרחב למדידת פרמטרים סביבתיים שונים. אחד הפרמטרים החשובים ביותר מסוג זה הוא לחץ הנוזל או הגז.

20. ממירים אופטואלקטרוניים

תכונות בסיסיות של קרינה אופטית

אופטואלקטרוניקה משלבת שיטות מדידה אופטיות ואלקטרוניות. חיישנים ללחץ, כוח, תזוזה, מהירות, פרמטרים אקוסטיים וחוזק שדה חשמלי ומגנטי נוצרו על בסיס ממירים אופטואלקטרוניים.

קרינה אופטית מורכבת מגלים אלקטרומגנטיים בטווח אורך גל שבין 0.001 ל-1000 מיקרון. טווח אורכי גל זה מחולק בדרך כלל לשלושה תת-טווחים - אזור האולטרה סגול, אזור האור הנראה ואזור האינפרא אדום.

שלוש מערכות של כמויות משמשות לתיאור תופעות אופטיות: אנרגיה, אור וקוונטי.

זרימת תדר בודד נקראת חַד גוֹנִי.

אם גלי הקרנות הבודדות המרכיבות את הזרימה נמצאים באותו שלב זה ביחס לזה, אז זרימה כזו נקראת קוהרנטי.

כאשר שטף האור עובר דרך הממשק בין שני מדיה, הכיוון שלו משתנה, מה שנקרא שבירת האור

קיימות שתי שיטות עיקריות למדידת פרמטרי קרינה אופטיים: השיטה הרדיומטרית והשיטה הפוטומטרית.

שיטת הרדיומטריה מאפשרת לקבוע את אנרגיית הקרינה האופטית על ידי קליטתה והמרתה בחיישן מתאים, ולאחר מכן קביעת שינוי הטמפרטורה.

השיטה הפוטומטרית מבוססת על התחושה החזותית של שינויים באור הנראה, והאלמנט הרגיש העיקרי במקרה זה הוא העין האנושית.

טִבעִי מקור קרינת האורהיא השמש. מנורות ליבון עם חוט טונגסטן נמצאים בשימוש נרחב.

כיום, מקורות קרינת לייזר הופכים לשימוש נרחב יותר ויותר. לייזרים הם גז, מצב מוצק ומוליך למחצה. השימושים הנפוצים ביותר הם לייזרים גז, המאופיינים במונוכרומטיות ובקיטוב של האור הקוהרנטי שהם פולטים.

מקלטיםניתן לחלק את הקרינה לשתי קבוצות: אינטגרלית וסלקטיבית. ל בלתי נפרדכוללים מקלטי קרינה המבוססים על המרה של אנרגיית קרינה לטמפרטורה, ללא קשר לאורך הגל שלה. ל סֶלֶקטִיבִיאלה כוללים ממירים פוטו-אלקטריים המכוונים לאורך גל מסוים של קרינה. אלה כוללים ממירים המשתמשים בתופעות של אפקטים פוטו-אלקטריים פנימיים וחיצוניים: נגדי פוטו, פוטו-דיודות, תאי פוטו מלאי ואקום וגז, מכפילי פוטו וכו'.

ישנם גלאי קרינה העשויים בצורה של רצועה של שתי מתכות שונות היוצרות צמד תרמי. ישנם גם קולטי קרינה העשויים בצורת פס או מוט עשוי מתכת או מוליך למחצה, אשר משנה את ההתנגדות שלו בהתאם לטמפרטורה ( בולומטר).

סיבים אופטיים

נוריות ולייזרים מוליכים למחצה משמשים לרוב כמקורות אור, ופוטודיודות מוליכים למחצה משמשים כמקלטים.

העברת אות אור דרך סיב אופטי מבוססת על תופעת השתקפות פנימית מוחלטת.

דיאגרמות עיצוב בסיסיות של ממירים אופטואלקטרוניים

בייצור בעיבוד שבבי ובמחקר קשור, זה הכי נוח לשימוש אפנון משרעתקרינה אופטית.

ניתן לבצע באמצעות:

היחלשות אות האור במדיום כאשר מקדם הספיגה משתנה;

שינויים בחתך של הערוץ האופטי;

יצירת קרינה נוספת בעת חשיפה לגורם הפיזי הנמדד;

שינויים ברפלקטיביות או ספיגה כאשר מקדם השבירה משתנה או כאשר ההשתקפות הפנימית הכוללת מופרעת.

בייצור אוטומטי, בקרת איכות של המשטח המעובד מתבצעת באמצעות חיישני חספוס,עקרון הפעולה שלו מבוסס על פיזור קרן אור.

שיטות אופטיות נמצאות בשימוש נרחב למדי עבור מדידות לחץ.התרשים מוצג באיור. 6. בין LED 7 לשני גלאי פוטו 2 ו 3 הוצב וילון 4, חסימת שטף הקרינה הנופל על אחד מגלאי הפוטו 2 אוֹ 3. וִילוֹן 4 מותקן בקשיחות על ממברנה אלסטית 5, תפיסת הלחץ הנמדד. על מנת לחפוף את שטף האור בין הלד 1 ומגלאי צילום 2 ו 3, רק להזיז את הווילון זה מספיק 4 בשברירי מילימטר.

אורז. 6. תרשים של חיישן הלחץ האופטי הפשוט ביותר

חסרון נפוץ בשיטה זו למדידה אופטית של מהירות זרימה הוא שכאשר הם ממוקמים בזרימת נוזל, החיישנים גורמים להפרעות בזרימה זו. ניתן למנוע עיוותים כאלה על ידי שימוש בשיטות מדידה ללא מגע המבוססות על שימוש בלייזר (באמצעות מה שנקרא מד רוח בלייזר).

המהות של שיטות הלייזר היא שקרן לייזר מחולקת לשתי קרנות במראה שקופה, הממוקדות בנקודה אחת בתוך הקטע השקוף של הצינור. לאחר מעבר בנוזל, האור המפוזר על ידו נכנס לצינור פוטו-מכפיל, שם הוא הופך למתח פרופורציונלי לקצב הזרימה הנמדד של הנוזל.

21. ממירים אלקטרומגנטיים

עקרונות תפעול בסיסיים

ממירים אלקטרומגנטייםמייצגים מעגל אחד או יותר שדרכם יכולים לזרום זרמים חשמליים הנמצאים בשדה מגנטי.

ממירים אלקטרומגנטיים מאופיינים בפרמטרים כמו גודל וכיוון הזרמים הזורמים במעגל, הצמדת השטף וההשראות. כמות המוצא של ממירים כאלה יכולה להיות השראות, כוח אלקטרומגנטי ו-EMF המושרה במעגל.

אורז. 1. מעגלים של ממירים אלקטרומגנטיים

אורז. 1a - תרשים סכמטי של ממיר אינדוקטיבי עם ליבה פרומגנטית. הַשׁרָאוּת לתלוי במיקום הליבה, שהוא ערך הקלט של החיישן. קוראים לממירים שערך הפלט שלהם תלוי בשדה המגנטי החיצוני אפנון מגנטי.

אורז. 1 ב- תרשים סכמטי מגנואלסטימֵמִיר בהשפעת הכוח המופעל, הליבה הפרומגנטית מעוותת, וכתוצאה מכך משתנה החדירות המגנטית שלה. מתמרים כאלה משמשים לעתים קרובות למדידת כוחות ולחצים.

אורז. 1c - ממירים כאלה נקראים מגנו-אלקטריומשמשים במערכות מדידה של מכשירים אלקטרומכניים.

אורז. 1d - הליבה הפרומגנטית נמשכת לתוך המעגל (סליל) עם זרם כך שההשראות של המעגל מינימלית. כוח המשיכה פרופורציונלי לריבוע הזרם. ממירים כאלה משמשים במכשירי מדידה אלקטרומגנטיים.

אורז. 1 ד -מראה כיצד משתמשים בליבות מגנטיות פרומגנטיות כדי לשפר את השדה האלקטרומגנטי ולרכז אותו באזור מסוים. דרך הפיתול 1 זרם חילופין עובר דרך המסגרת 2 מושרה emf, שגודלו תלוי בזווית הסיבוב של מסגרת זו.

ממירים אינדוקטיביים משמשים בתעשייה עם גודל פער משתנה(עבור מדידת תנועות משברים של מיקרון למספר מילימטרים), עם שטח פער משתנה(למדידת תנועות עד 15...20 מ"מ) ו עם ליבה גלילית ניתנת להזזה(מתמרים אינדוקטיביים מסוג סולנואיד למדידת תזוזות עד 2000 מ"מ).

ישנם גם ממירים אינדוקטיביים שַׁנַאיסוּג. ממירים כאלה הם מכשירים שבהם תנועת הכניסה משנה את גודל הצימוד האינדוקטיבי בין שתי מערכות מפותלות, שאחת מהן מופעלת על ידי זרם חילופין בסיסי, והשנייה היא אות מוצא.

מתמר כזה מצא יישום רחב למדידת דפורמציות וכוחות.

איכות חיובית של ממירים אינדוקטיביים היא שיש להם אות פלט בהספק גבוה וניתן להשתמש בהם ללא מגבר. מתמרים אינדוקטיביים נמצאים בשימוש נרחב במכשירים לשליטה אקטיבית על מידות חומר העבודה, במיוחד בשיטות עיבוד שבבי.

זרם מערבולת ומתמרים מגנואלסטיים

עקרון הפעולה זרם מערבולתממירים מורכבים משינוי השראות וההשראות ההדדית של הסלילים כאשר גוף מוליך מתקרב אליהם.

ישנם שלושה סוגים של מתמרי זרם מערבולת:

- חשבוניות(איור 3 א);

- מָסָך(איור 3 ב);

- מחורצים(איור 3 V).

מתמר זרם מערבולת מורכב מסליל שהשדה המגנטי שלו מתעוות כאשר לוח מוליך או ציפוי מוליך מתקרבים.

מתמרים כאלה משמשים לשליטה בממדים הליניאריים ובעובי של לוחות וציפויים דקים, כמו גם לזיהוי פגמים פנימיים וכל מיני סדקים, קילופים, שריטות וחללים.

מתמרי זרם מערבולת מאופיינים ברגישות נמוכה יחסית ובנוכחות של שגיאות הנגרמות כתוצאה משינויים בתכונות החשמליות של הגוף המוליך.

לבניית חיישנים לכמויות לא חשמליות בהנדסת מכונות, נעשה שימוש גם בתופעה הפיזית של שינויים בחדירות המגנטית של גופים פרומגנטיים בהשפעת עומס מכני המופעל עליהם (מתח, דחיסה, כיפוף, פיתול). זה הבסיס לבניית מה שנקרא מגנואלסטיממירים.

חומרים מגנטואלסטיים מאופיינים ברגישות אלסטית יחסית ס , ששווה ל

Sμ =( Δ / μ )/ δ

איפה Δ / μ - עלייה יחסית של חדירות מגנטית; δ - מתח מכני בחומר פרומגנטי שגרם לעלייה נתונה בחדירות המגנטית.

כל הממירים המגנואלסטיים מחולקים לשתי קבוצות.

הקבוצה הראשונה כוללת ממירים שבהם נמדדת החדירות המגנטית של אלמנט החישה בכיוון אחד.

בקבוצת הממירים השנייה נמדדים שינויים בחדירות המגנטית המתרחשים בו זמנית בשני כיוונים ניצבים זה לזה.

מתמרים מגנטואלסטיים משמשים למדידת כוחות, לחצים ומומנטים. הם אמינים מאוד מכיוון שהם אינם מכילים חלקים נעים ויכולים למדוד עומסים סטטיים ודינמיים כאחד.

שנאים ורזולורים מסתובבים, אינדוקטוסינים ליניאריים ומעגליים

מכשיר המשמש להמרת זווית הסיבוב של סליל אחד ביחס למשנהו להזזת פאזה של מתח סינוסי לסירוגין אחד ביחס לפאזה של מתח סינוסי לסירוגין אחר באותו תדר הוא מה שנקרא שנאי מסתובב.

שנאי מסתובב הוא מיקרו-מכונה אינדוקציה הדומה למנוע אסינכרוני דו-פאזי עם רוטור פצע. שנאי מסתובב סינוס קוסינוס נקרא גם פותר.

סוג נפוץ נוסף של חיישנים המשמשים למדידת תנועות קואורדינטות הניתנות לתכנות במכונות CNC הם מה שנקרא ליניארי ומעגלי אינדוקטוסינים.

אינדוקטוסין ליניארי מורכב משני סולמות, שאחד מהם מותקן על הנייד והשני על הרכיבים הנייחים של המכונה.

אוטומציה של תהליכי ייצור נעוצה בעובדה שחלק מתפקידי הניהול, הרגולציה והבקרה של מתחמים טכנולוגיים מבוצעים לא על ידי אנשים, אלא על ידי מנגנונים רובוטיים ומערכות מידע. למעשה, זה יכול להיקרא רעיון הייצור העיקרי של המאה ה -21.

עקרונות

בכל רמות הארגון, עקרונות האוטומציה של תהליכי הייצור זהים ואחידים, אם כי הם שונים בהיקף הגישה לפתרון בעיות טכנולוגיות וניהוליות. עקרונות אלו מבטיחים שהעבודה הנדרשת תתבצע בצורה יעילה ואוטומטית.

עקרון העקביות והגמישות

כל הפעילויות בתוך מערכת ממוחשבת אחת חייבות להיות מתואמות זו עם זו ועם תפקידים דומים בתחומים קשורים. אוטומציה מלאה של תהליכים תפעוליים, ייצוריים וטכנולוגיים מושגת הודות למשותף של הפעולות המבוצעות, מתכונים, לוחות זמנים ושילוב אופטימלי של טכניקות. אי עמידה בעקרון זה יפגע בגמישות הייצור ובביצוע המשולב של התהליך כולו.

תכונות של טכנולוגיות אוטומטיות גמישות

השימוש במערכות ייצור גמישות הוא מגמה מרכזית באוטומציה מודרנית. במסגרת פעולתם מתבצעת אופטימיזציה טכנולוגית הודות לתפעול מתואם של כל מרכיבי המערכת ויכולת החלפה מהירה של כלים. השיטות בהן נעשה שימוש מאפשרות לבנות מחדש ביעילות מתחמים קיימים לעקרונות חדשים ללא עלויות משמעותיות.

יצירה ומבנה

בהתאם לרמת פיתוח הייצור, גמישות אוטומציה מושגת באמצעות אינטראקציה מתואמת ומשולבת של כל מרכיבי המערכת: מניפולטורים, מיקרו-מעבדים, רובוטים וכו'. יתרה מכך, בנוסף לייצור ממוכן של מוצרים, תחבורה, מחסנים וחטיבות אחרות של הארגון מעורבים בתהליכים אלו.

עקרון השלמות

מערכת ייצור אוטומטית אידיאלית צריכה להיות תהליך מחזורי שלם ללא העברה ביניים של מוצרים למחלקות אחרות. יישום איכותי של עיקרון זה מובטח על ידי:

• רב-תכליתיות של הציוד, המאפשרת עיבוד של מספר סוגים של חומרי גלם בבת אחת ביחידת זמן אחת;
• יכולת הייצור של המוצר המיוצר על ידי הפחתת המשאבים הנדרשים;
• איחוד שיטות ייצור;
• מינימום של עבודת התאמה נוספת לאחר הפעלת הציוד.

עקרון האינטגרציה המקיפה

מידת האוטומציה תלויה באינטראקציה של תהליכי ייצור זה עם זה ועם העולם החיצון, כמו גם במהירות השילוב של טכנולוגיה מסוימת בסביבה הארגונית הכוללת.

עקרון ביצוע עצמאי

מערכות אוטומטיות מודרניות פועלות על פי העיקרון: "אל תפריע לעבודת המכונה." למעשה, כל התהליכים במהלך מחזור הייצור חייבים להתבצע ללא התערבות אנושית, כאשר רק בקרה אנושית מינימלית מותרת.

חפצים

ניתן לבצע אוטומציה של ייצור בכל תחום פעילות, אך המחשוב פועל בצורה היעילה ביותר בתהליכים מונוטוניים מורכבים. פעולות כאלה מתרחשות ב:

• תעשייה קלה וכבדה;
• מתחם דלק ואנרגיה;
• חַקלָאוּת;
• סַחַר;
• רפואה וכו'.

מיכון מסייע באבחון טכני, פעילויות מדעיות ומחקריות בתוך מפעל נפרד.

מטרות

הכנסת כלים אוטומטיים לייצור שיכולים לשפר תהליכים טכנולוגיים היא ערובה מרכזית לעבודה מתקדמת ויעילה. מטרות המפתח של אוטומציה של תהליכי ייצור כוללים:

• צמצום כוח האדם;
• הגדלת פריון העבודה עקב אוטומציה מקסימלית;
• הרחבת קו המוצרים;
• גידול בהיקפי הייצור;
• שיפור איכות הסחורה;
• הפחתת מרכיב הצריכה;
• יצירת ייצור ידידותי לסביבה על ידי הפחתת פליטות מזיקות לאטמוספירה;
• הכנסת טכנולוגיות גבוהות למחזור הייצור הרגיל בעלויות מינימליות;
• הגברת הבטיחות של תהליכים טכנולוגיים.

כאשר מטרות אלו מושגות, המיזם מקבל יתרונות רבים מהטמעת מערכות ממוכנות ומחזיר את עלויות האוטומציה (בכפוף לביקוש יציב למוצרים).

יישום באיכות גבוהה של משימות המיכון שהוקצו נקבע על ידי יישום של:

• כלים אוטומטיים מודרניים;
• שיטות מחשוב שפותחו באופן אישי.

מידת האוטומציה תלויה בשילוב ציוד חדשני בשרשרת הטכנולוגית הקיימת. רמת היישום מוערכת בנפרד בהתאם למאפיינים של ייצור מסוים.

רכיבים

המרכיבים הבאים נחשבים כחלק מסביבת ייצור אוטומטית מאוחדת בארגון:

• עיצוב מערכות המשמשות לפיתוח מוצרים חדשים ותיעוד טכני;
• מכונות עם בקרת תוכניות המבוססת על מיקרו-מעבדים;
• מתחמים רובוטיים תעשייתיים ורובוטים טכנולוגיים;
• מערכת בקרת איכות ממוחשבת בארגון;
• מחסנים מתקדמים טכנולוגית עם ציוד הרמה והובלה מיוחד;
• מערכת בקרת ייצור אוטומטית כללית (APCS).

אִסטרָטֶגִיָה

עמידה באסטרטגיית אוטומציה מסייעת לשפר את כל מגוון התהליכים הדרושים ולהשיג תועלת מירבית מהטמעת מערכות מחשוב בארגון. רק אותם תהליכים שנלמדו ונותחו במלואם ניתנים לאוטומטיות, שכן התוכנית שפותחה עבור המערכת חייבת לכלול וריאציות שונות של פעולה אחת בהתאם לגורמים סביבתיים, כמות המשאבים ואיכות הביצוע של כל שלבי הייצור.

לאחר הגדרת הקונספט, לימוד וניתוח תהליכים טכנולוגיים, מגיע תורה של האופטימיזציה. יש צורך לפשט את המבנה באופן איכותי על ידי הסרת מהמערכת תהליכים שאינם מביאים כל ערך. במידת האפשר, עליך לצמצם את מספר הפעולות שבוצעו על ידי שילוב של כמה פעולות לאחת. ככל שהסדר המבני פשוט יותר, כך קל יותר למחשב אותו. לאחר פישוט המערכות, ניתן להתחיל לבצע אוטומציה של תהליכי ייצור.

לְעַצֵב

עיצוב הוא שלב מרכזי באוטומציה של תהליכי ייצור, שבלעדיו אי אפשר להכניס מיכון ומחשוב מקיף בייצור. במסגרתו נוצרת תרשים מיוחד המציג את המבנה, הפרמטרים והמאפיינים המרכזיים של המכשירים בהם נעשה שימוש. הסכימה מורכבת בדרך כלל מהנקודות הבאות:

1. קנה המידה של אוטומציה (מתואר בנפרד עבור הארגון כולו ועבור מחלקות ייצור בודדות);
2. קביעת פרמטרי בקרה להפעלת מכשירים, שיפעלו לאחר מכן כסמני אימות;
3. תיאור מערכות בקרה;
4. תצורה של המיקום של אמצעים אוטומטיים;
5. מידע על חסימת ציוד (באיזה מקרים זה ישים, איך ועל ידי מי הוא יושק במקרה חירום).

מִיוּן

ישנם מספר סיווגים של תהליכי מחשוב ארגוניים, אך הכי יעיל להפריד בין מערכות אלו בהתאם למידת היישום שלהן במחזור הייצור הכולל. על בסיס זה, אוטומציה יכולה להיות:

• חלקי;
• מורכב;
• לְהַשְׁלִים.

זנים אלה הם רק רמות של אוטומציה של ייצור, התלויות בגודל הארגון ובהיקף העבודה הטכנולוגית.

אוטומציה חלקיתהוא מערך פעולות לשיפור הייצור, שבתוכם ממוכנת פעולה אחת. זה לא דורש היווצרות של קומפלקס ניהול מורכב ואינטגרציה מלאה של מערכות קשורות. ברמת מחשוב זו מותרת השתתפות אנושית (לא תמיד במידה מוגבלת).

אוטומציה מקיפהמאפשר לך לייעל את העבודה של יחידת ייצור גדולה במצב מורכב אחד. השימוש בו מוצדק רק בתוך מפעל חדשני גדול, שבו נעשה שימוש בציוד האמין ביותר, שכן התמוטטות אפילו של מכונה אחת מסתכנת בעצירת קו העבודה כולו.

אוטומציה מלאההוא מערך תהליכים המבטיח פעולה עצמאית של המערכת כולה, כולל. ניהול ייצור. היישום שלה הוא היקר ביותר, ולכן מערכת זו משמשת בארגונים גדולים בתנאים של ייצור רווחי ויציב. בשלב זה, השתתפות האדם מצטמצמת. לרוב זה מורכב מפיקוח על המערכת (לדוגמה, בדיקת קריאות חיישנים, פתרון בעיות קלות וכו').

יתרונות

תהליכים אוטומטיים מגבירים את מהירות הפעולות המחזוריות, מבטיחים את הדיוק והבטיחות שלהן, ללא קשר לגורמים סביבתיים. על ידי ביטול הגורם האנושי מצטמצם מספר הטעויות האפשריות ושיפור איכות העבודה. במקרה של מצבים טיפוסיים, התוכנית זוכרת את אלגוריתם הפעולות ומיישמת אותו ביעילות מרבית.

אוטומציה מאפשרת לך להגביר את הדיוק של ניהול תהליכים עסקיים בייצור על ידי כיסוי כמות גדולה של מידע, דבר שפשוט בלתי אפשרי בהיעדר מיכון. ציוד ממוחשב יכול לבצע מספר פעולות טכנולוגיות בו זמנית מבלי לפגוע באיכות התהליך ובדיוק החישובים.

הרעיון של אוטומציה של תהליכים קשור קשר בל יינתק עם התהליך הטכנולוגי העולמי. ללא הכנסת מערכות מחשוב, הפיתוח המודרני של מחלקות בודדות ושל המפעל כולו בלתי אפשרי. מיכון הייצור מאפשר לשפר בצורה היעילה ביותר את איכות המוצרים המוגמרים, להרחיב את מגוון סוגי הסחורות המוצעות ולהגדיל את נפח הייצור.

כנס על אוטומציה של ייצור 28 בנובמבר 2017 במוסקבה

1. תכונות של עיצוב תהליכים טכנולוגיים בתנאי ייצור אוטומטיים

הבסיס לאוטומציה של ייצור הוא תהליכים טכנולוגיים (TP), שאמורים להבטיח פרודוקטיביות גבוהה, אמינות, איכות ויעילות של ייצור המוצר.

מאפיין אופייני לעיבוד והרכבה טכנולוגיים הוא הכוונה קפדנית של חלקים וכלים זה לזה בתהליך העבודה (מחלקה הראשונה של תהליכים). טיפול בחום, ייבוש, צביעה וכו', בניגוד לעיבוד והרכבה, אינם דורשים התמצאות קפדנית של החלק (המחלקה השנייה של תהליכים).

TPs מסווגים לפי המשכיות לדידים ורציפים.

לפיתוח TP AP בהשוואה לטכנולוגיית ייצור ידני יש מאפיינים משלו:

1. תהליכים טכנולוגיים אוטומטיים כוללים לא רק פעולות שונות של עיבוד שבבי בחיתוך, אלא גם עיבוד בלחץ, טיפול בחום, הרכבה, בקרה, אריזה וכן פעולות הובלה, אחסון ועוד.

2. דרישות גמישות ואוטומציה של תהליכי ייצור מכתיבות את הצורך בלימוד מקיף ומפורט של טכנולוגיה, ניתוח מעמיק של מתקני הייצור, פיתוח טכנולוגיית תוואי ותפעול, הבטחת אמינות וגמישות תהליך ייצור מוצרים באיכות נתונה. .

3. עם מגוון רחב של מוצרים, הפתרונות הטכנולוגיים הם רב משתנים.

4. מידת האינטגרציה של העבודה המבוצעת על ידי מחלקות טכנולוגיות שונות הולכת וגוברת.

עקרונות בסיסיים לבניית טכנולוגיית עיבוד שבבי ב-APS

1.עקרון השלמות . עליך לשאוף לבצע את כל הפעולות בתוך APS אחד ללא העברה ביניים של מוצרים חצי מוגמרים לחטיבות אחרות או מחלקות עזר.

2.העיקרון של טכנולוגיה בתפעול נמוך.גיבוש תהליכים טכנולוגיים עם מירב האפשרי של איחוד פעולות, עם מספר מינימלי של פעולות והתקנות בפעילות.

3.העיקרון של טכנולוגיית "צפיפות נמוכה".הבטחת הפעלה אוטומטית של ה-APS לאורך כל מחזור הייצור.

4.העיקרון של טכנולוגיית "לא ניפוי באגים". . פיתוח תהליכים טכנולוגיים שאינם מצריכים איתור באגים בעמדות עבודה.

5.העיקרון של טכנולוגיה מבוקרת אקטיבית.ארגון ניהול תהליכים ותיקון החלטות עיצוב על בסיס מידע עבודה על התקדמות התהליך. ניתן להתאים גם פרמטרים טכנולוגיים שנוצרו בשלב הניהול וגם הפרמטרים הראשוניים של הכנה טכנולוגית לייצור (TPP).

6.עקרון האופטימליות . קבלת החלטות בכל שלב של ניהול TPP ו-TPP על בסיס קריטריון אופטימליות יחיד.

בנוסף לאלו שנדונו, אופייניים לטכנולוגיית APS גם עקרונות נוספים: טכנולוגיית מחשבים, אבטחת מידע, אינטגרציה, תיעוד ללא נייר, טכנולוגיה קבוצתית.

2. TP סטנדרטי וקבוצתי

אפיון תהליכים טכנולוגיים לקבוצות חלקים הדומות בתצורה ובמאפיינים טכנולוגיים מאפשר ייצורם תוך שימוש באותו תהליך טכנולוגי, המבוסס על שימוש בשיטות העיבוד המתקדמות ביותר והבטחת השגת הפרודוקטיביות, היעילות והאיכות הגבוהות ביותר. בסיס הטיפוס הוא הכללים לעיבוד משטחים אלמנטריים בודדים והכללים להקצאת סדר העיבוד של משטחים אלה. TPs טיפוסיים משמשים בעיקר בייצור בקנה מידה גדול וייצור המוני.

עיקרון הטכנולוגיה הקבוצתית עומד בבסיס הטכנולוגיה של ייצור ניתן להגדרה מחדש - ייצור בקנה מידה קטן ובינוני. בניגוד לאפיינה של TP, עם טכנולוגיה קבוצתית, מאפיין משותף הוא המשותף של המשטחים המעובדים ושילוביהם. לכן, שיטות עיבוד קבוצתיות אופייניות לעיבוד חלקים עם מגוון רחב.

הן אפיון התהליכים הטכנולוגיים והן שיטת הטכנולוגיה הקבוצתית הם הכיוונים העיקריים לאיחוד פתרונות טכנולוגיים, הגדלת יעילות הייצור.

סיווג חלקים

הסיווג מתבצע על מנת לקבוע קבוצות של חלקים הומוגניים מבחינה טכנולוגית לעיבודם המשותף בתנאי ייצור קבוצתיים. הוא מתבצע בשני שלבים: סיווג ראשוני, כלומר קידוד של חלקי הייצור הנבחנים על פי מאפיינים עיצוביים וטכנולוגיים; סיווג משני, כלומר קיבוץ חלקים בעלי מאפייני סיווג זהים או מעט שונים.

בעת סיווג חלקים, יש לקחת בחשבון את המאפיינים הבאים: מבניים - מידות כוללות, משקל, חומר, סוג העיבוד וחומר העבודה; מספר פעולות עיבוד; דיוק ואינדיקטורים אחרים.

קיבוץ חלקים מתבצע ברצף הבא: בחירת קבוצה של חלקים ברמת הכיתה, למשל, גוף מהפכה לייצור עיבוד שבבי; בחירת קבוצה של חלקים ברמת תת-המעמד, למשל, חלק מסוג פיר; סיווג חלקים לפי שילוב של משטחים, למשל פירים עם שילוב של משטחים גליליים חלקים; קיבוץ לפי מידות כוללות עם הדגשת אזורים עם צפיפות מקסימלית של חלוקת גודל; קביעה מהדיאגרמה של אזורים עם המספר הגדול ביותר של שמות חלקים.

יכולת ייצור של עיצובי מוצר לתנאי תאונה

עיצוב מוצר נחשב למתקדם מבחינה טכנולוגית אם ייצורו ותפעולו דורשים עלויות מינימליות של חומרים, זמן וכסף. הערכת כושר הייצור מתבצעת על פי קריטריונים איכותיים וכמותיים בנפרד עבור חלקי עבודה, חלקים מעובדים ויחידות הרכבה.

חלקים לעיבוד ב-AM חייבים להיות מתקדמים מבחינה טכנולוגית, כלומר, פשוטים בצורתם, במידות, מורכבים ממשטחים סטנדרטיים ובעלי קצב ניצול חומרים מרבי.

חלקים להרכבה חייבים להיות בעלי משטחי מפרקים סטנדרטיים רבים ככל האפשר, האלמנטים הפשוטים ביותר לכיוון של יחידות הרכבה וחלקים.

3. תכונות של עיצוב תהליכים טכנולוגיים לייצור חלקים בקווים אוטומטיים ובמכונות CNC

קו אוטומטי הוא קומפלקס הפועל ברציפות של ציוד מחובר ומערכת בקרה, שבו יש צורך בסנכרון זמן מלא של פעולות ומעברים. שיטות הסנכרון היעילות ביותר הן ריכוז ובידול של TP.

בידול של התהליך הטכנולוגי, פישוט וסנכרון מעברים הם תנאים הכרחיים לאמינות ותפוקה. בידול מוגזם מוביל לציוד שירות מורכב יותר, לגידול בשטח ובנפח השירות. ניתן להשיג ריכוז מתאים של פעולות ומעברים, מבלי להפחית באופן מעשי את הפרודוקטיביות, באמצעות צבירה ושימוש בהגדרות ריבוי כלים.

לסנכרון עבודה בקו אוטומטי (AL) נקבעים כלי מגביל, מכונה מגבילה וקטע מגביל, לפיהם נקבע מחזור השחרור האמיתי של AL (min) לפי הנוסחה

איפה ו -קרן תפעול ציוד בפועל, ח; נ- תוכנית שחרור, יח'.

כדי להבטיח אמינות גבוהה, ה-AL מחולק למקטעים המחוברים זה לזה באמצעות כוננים המספקים תקשורת גמישה כביכול בין מקטעים, מה שמבטיח פעולה עצמאית של מקטעים סמוכים במקרה של תקלה באחד מהם. חיבור נוקשה נשמר בתוך השטח. עבור ציוד צמוד קשיח, חשוב לתכנן את העיתוי ומשך ההשבתות המתוכננות.

מכונות CNC מספקות דיוק גבוה ואיכות מוצרים וניתן להשתמש בהן בעת ​​עיבוד חלקים מורכבים בעלי קווי מתאר מדורגים או מעוקלים מדויקים. זה מפחית את עלות העיבוד, הכשרות ומספר אנשי השירות. התכונות של עיבוד חלקים במכונות CNC נקבעות על ידי התכונות של המכונות עצמן, ובראש ובראשונה, מערכות ה-CNC שלהן, המספקות:

1) הפחתת זמן ההתקנה וההחלפה של הציוד; 2) הגדלת המורכבות של מחזורי העיבוד; 3) האפשרות ליישם מהלכי מחזור עם מסלול עקום מורכב; 4) האפשרות לאחד את מערכות הבקרה (CS) של כלי מכונות עם מערכות הבקרה של ציוד אחר; 5) האפשרות להשתמש במחשב לשליטה במכונות CNC הכלולים ב-APS.

דרישות בסיסיות לטכנולוגיה וארגון של עיבוד שבבי ב-APS הניתנים להגדרה מחדש תוך שימוש בדוגמה של ייצור חלקים סטנדרטיים בסיסיים

התפתחות הטכנולוגיה ב-APS מתאפיינת בגישה משולבת - לימוד מפורט של לא רק פעולות ומעברים נלווים, לרבות שינוע מוצרים, בקרתם, אחסנה, בדיקה ואריזה.

כדי לייצב ולהגביר את מהימנות העיבוד, נעשה שימוש בשתי שיטות עיקריות לבניית TP:

1) שימוש בציוד המספק עיבוד אמין כמעט ללא התערבות מפעיל;

2) ויסות פרמטרים טכנולוגיים של תהליך המבוסס על שליטה במוצרים במהלך התהליך עצמו.

כדי להגביר את הגמישות והיעילות, APS משתמשת בעקרון הטכנולוגיה הקבוצתית.

4. תכונות הפיתוח של TP להרכבה אוטומטית ורובוטית

הרכבה אוטומטית של מוצרים מתבצעת במכונות הרכבה ו-AL. תנאי חשוב לפיתוח TP רציונלי להרכבה אוטומטית הוא איחוד ונורמליזציה של קשרים, כלומר, הבאתם למינוח מסוים של סוגים ודיוקים.

ההבדל העיקרי בין ייצור רובוטי הוא החלפת מרכיבים ברובוטים להרכבה ובקרה על ידי רובוטי בקרה או מכשירי בקרה אוטומטיים.

הרכבה רובוטית צריכה להתבצע על פי עקרון ההחלפה המלאה או (לעתים קרובות יותר) על פי עקרון ההחלפה הקבוצתית. אפשרות ההתאמה וההתאמה אינה נכללת.

פעולות ההרכבה צריכות להתקדם מפשוטה למורכבת. בהתאם למורכבות ולמידות המוצרים, נבחרת צורת ארגון ההרכבה: נייח או מסוע. הרכב ה-RTK הוא ציוד ומכשירי הרכבה, מערכת הובלה, רובוטים להרכבה מבצעית, רובוטי בקרה ומערכת בקרה.

ארגון מוצרי ייצור אוטומטיים

מבוא

נכון להיום, אוטומציה של ייצור היא אחד הגורמים העיקריים של המהפכה המדעית והטכנולוגית המודרנית, אשר פותחת בפני האנושות את האפשרות לשנות את הטבע, ליצור עושר חומרי עצום ולהגדיל את יכולות היצירה האנושיות.

פיתוח האוטומציה מאופיין במספר הישגים עיקריים. אחד הראשונים היה הכנסת פסי הייצור של הנרי פורד לתהליך הייצור. רובוטים תעשייתיים ומחשבים אישיים עשו מהפכה משמעותית באוטומציה של ייצור. כל זה דחף את החברה שלנו לדרך של בקרה אוטומטית חדשה על תהליך הייצור.

נכון לעכשיו, לתפקוד יעיל של ארגון, אוטומציה מוכנסת בכל מקום; היא הופכת לחלק בלתי נפרד מתהליך הייצור כולו. וזה מוצדק לחלוטין ורווחי, כי העלויות מצטמצמות ואיכות המוצר משתפרת.

ייצור אוטומטי הוא מערכת של מכונות, ציוד וכלי רכב המבטיחה ביצוע מתואם בזמן של כל שלבי ייצור המוצר, החל מקבלת החסר הראשוני וכלה בבקרה (בדיקה) של המוצר המוגמר וייצור במרווחי זמן קבועים.

מטרת עבודה זו היא לשקול את העקרונות הבסיסיים של ניהול ייצור אוטומטי, כמו גם לקבוע את האפקטיביות של מערכות בקרה אוטומטיות.

יישום אוטומציה בייצור

המהות של ייצור אוטומטי, הרכבו, ישימותו, יעילות התפעול שלו

אוטומציה של ייצור היא תהליך שבו פונקציות הניהול והניטור של הייצור, שבוצעו בעבר על ידי בני אדם, מועברות למכשירים ולמכשירים אוטומטיים. אוטומציה היא הבסיס לפיתוח התעשייה המודרנית, הכיוון הכללי של התקדמות מדעית וטכנולוגית. מטרת אוטומציית הייצור היא להגביר את יעילות העבודה, לשפר את איכות המוצרים וליצור תנאים לניצול מיטבי של כל משאבי הייצור.

ייצור אוטומטי התעורר בתעשיות מסוימות (למשל כימיקלים ומזון) כבר בתחילת המאה ה-20. בעיקר באזורי ייצור שבהם לא ניתן לארגן את הטכנולוגיה אחרת בכלל.

שלבי הפיתוח של אוטומציה של ייצור נקבעים על ידי פיתוח אמצעי ייצור, טכנולוגיית מחשבים אלקטרונית, שיטות מדעיות של טכנולוגיה וארגון הייצור.

בשלב הראשון נוצרו קווים אוטומטיים ומפעלים אוטומטיים קשיחים. התקופה השנייה של פיתוח אוטומציה מאופיינת בהופעתה של בקרת תוכנה אלקטרונית, יצירת מכונות עם בקרה מספרית (להלן CNC), מרכזי עיבוד וקווים אוטומטיים. התנאי המוקדם לפיתוח אוטומציית ייצור בשלב השלישי היה היכולות החדשות של CNC המבוססות על טכנולוגיית מיקרו-מעבד, שאפשרו ליצור מערכת מכונות חדשה המשלבת את הפרודוקטיביות הגבוהה של מכונות אוטומטיות עם דרישות הגמישות של הייצור. תהליך. ברמת אוטומציה גבוהה יותר, נוצרים מפעלים אוטומטיים של העתיד המצוידים בציוד עם בינה מלאכותית.

בייצור אוטומטי, פעולת ציוד, יחידות, מכשירים, התקנות מתרחשת אוטומטית לפי תוכנית נתונה, והעובד עוקב אחר עבודתם, מבטל סטיות מהתהליך הנתון ומתאים את הציוד האוטומטי.

יש אוטומציה חלקית, מורכבת ומלאה.

אוטומציה חלקית של הייצור, או ליתר דיוק, אוטומציה של פעולות ייצור בודדות, מתבצעת במקרים שבהם השליטה בתהליכים, בשל מורכבותם או ארעיותם, כמעט שאינה נגישה לבני אדם וכאשר מכשירים אוטומטיים פשוטים מחליפים אותה ביעילות. ככלל, ציוד הייצור הקיים הוא אוטומטי חלקית. ככל שכלי האוטומציה השתפרו והיקף היישום שלהם התרחב, נמצא כי אוטומציה חלקית יעילה ביותר כאשר ציוד ייצור מפותח באופן מיידי כאוטומטי.

עם אוטומציה משולבת של ייצור, אתר, בית מלאכה, מפעל, תחנת כוח מתפקדים כמתחם אוטומטי אחד מחובר. אוטומציה מקיפה של ייצור מכסה את כל פונקציות הייצור העיקריות של מפעל, חווה, שירות; זה רצוי רק בייצור מפותח המבוסס על טכנולוגיה מתקדמת ושיטות ניהול מתקדמת תוך שימוש בציוד ייצור אמין הפועל על פי תוכנית נתונה או ארגון עצמי; הפונקציות האנושיות מוגבלות לבקרה וניהול כלליים של המתחם.

אוטומציה מלאה של הייצור היא רמת האוטומציה הגבוהה ביותר, המספקת העברת כל פונקציות הניהול והבקרה של ייצור אוטומטי מורכב למערכות בקרה אוטומטיות. הוא מתבצע כאשר הייצור האוטומטי הוא חסכוני, בר קיימא, האופנים שלו כמעט ללא שינוי, וניתן לקחת בחשבון סטיות אפשריות מראש, כמו גם בתנאים שאינם נגישים או מסוכנים לחיי אדם ולבריאות.

הבסיס של מערכות מדחס של מכונות הם קווים אוטומטיים (להלן AL). קווים אוטומטיים הם מערכת של מכונות (יחידות), כלי רכב ומנגנוני בקרה מתואמים ונשלטים אוטומטית הממוקמים לאורך התהליך הטכנולוגי, בעזרתם מעבדים חלקים או מרכיבים מוצרים, נצבר צבר פינוי ופנוי פסולת לפי קביעה קבועה מראש. תהליך טכנולוגי. תפקידו של העובד בא"ל מצטמצם למעקב אחר פעולת הקו, הקמת מנגנונים בודדים ולעיתים הזנת חומר העבודה לפעולה הראשונה והוצאת המוצר המוגמר מהפעולה האחרונה.

ALs משמשים לביצוע אוטומטי של פעולות מסוימות (שלבים) של תהליך הייצור ותלויים בסוג חומרי המקור (חסר), מידות, משקל ומורכבות טכנולוגית של המוצרים המיוצרים.

מתחם א.ל כולל מערכת הובלה המיועדת לאספקת חלקי עבודה מהמחסן לדוכנים, העברת ציוד טכנולוגי עילי מדוכן אחד למשנהו והובלת מוצרים מוגמרים מהדוכנים לקו הראשי או למחסן מוצרים מוגמרים.

בהתאם לשיטת הבטחת הקצב, מבחינים בין AL סינכרוני (נוקשה), המתאפיין בחיבור קשיח בין יחידה ומחזור בודד של פעולת מכונה, לבין AL לא סינכרוני (גמיש) עם אינטר-יחידה גמישה. חיבור יחידה. במקרה זה, כל מכונה מצוידת במגזין אחסון פרטני עבור צבר תפעולי.

הפריסה המבנית של ה-AL תלויה בהיקף הייצור ובאופי התהליך הטכנולוגי. ישנם קווים מקבילים ועוקבים, חד-הברגים, רב-הברגים, מעורבים (עם זרימת הסתעפות) (איור 1.1.1).

אורז. 1.1.1 פריסות מבניות של קווים אוטומטיים: a - זרימה אחת ברצף; ב - פעולה מקבילה עם הברגה אחת; c - רב חוטים; g - מעורב (עם זרימה מסועפת); 1 - יחידות עבודה: 2 - התקני הפצה.

ALs פעולה מקבילים משמשים לביצוע פעולה אחת כאשר משך הזמן שלה חורג משמעותית מקצב הייצור הנדרש. המוצר המעובד מופץ אוטומטית (מחנות או בונקר) בין יחידות הקו ולאחר עיבוד על ידי מכשירי קליטה, נאסף ונשלח לפעולות הבאות. Multi-threaded AL היא מערכת של AL מקביל, המיועדת לבצע מספר פעולות טכנולוגיות, שכל אחת מהן נמשכת יותר מקצב ייצור נתון. ניתן לשלב מספר ALs של פעולה רציפה או מקבילה למערכת אחת. מערכות כאלה נקראות חתכים אוטומטיים, סדנאות או ייצור.

אזורים אוטומטיים (חנויות) כוללים קווי ייצור אוטומטיים, מתחמים אוטומטיים אוטונומיים, מערכות הובלה אוטומטיות, מערכות מחסנים אוטומטיות; מערכות בקרת איכות אוטומטיות, מערכות בקרה אוטומטיות וכו'.

אורז. 1.1.1 הרכב מבני של יחידת הייצור האוטומטית

קווים אוטומטיים נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית המזון, ייצור מוצרים ביתיים, חשמל, הנדסת רדיו ותעשיות כימיות. קווים אוטומטיים נפוצים ביותר בהנדסת מכונות. רבים מהם מיוצרים ישירות בארגונים באמצעות ציוד קיים.

קווים אוטומטיים לעיבוד מוצרים המוגדרים בקפדנות בצורה וגודל נקראים מיוחדים; כאשר מתקן הייצור משתנה, קווים כאלה מוחלפים או עשויים מחדש. לקווים אוטומטיים מיוחדים לעיבוד מוצרים דומים בטווח מסוים של פרמטרים יש יכולות תפעוליות רחבות יותר. כאשר משנים את מתקן הייצור בקווים כאלה, ככלל, רק יחידות בודדות מוגדרות מחדש ומצבי ההפעלה שלהן משתנים; ברוב המקרים ניתן להשתמש בציוד הטכנולוגי העיקרי לייצור מוצרים חדשים מאותו סוג. קווים אוטומטיים מיוחדים ומיוחדים משמשים בעיקר בייצור המוני.

בייצור המוני, קווים אוטומטיים חייבים להיות אוניברסליים ולספק את היכולת להחליף במהירות לייצור מוצרים דומים שונים. קווים אוטומטיים כאלה נקראים אוניברסליים, ניתנים להגדרה מחדש במהירות, או קבוצה. הפרודוקטיביות הנמוכה במקצת של קווים אוטומטיים אוניברסליים בהשוואה לאלו המיוחדים מתפצת על ידי התאמתם המהירה לייצור מגוון רחב של מוצרים.

יעילות של ייצור אוטומטי

בעת ביצוע עבודה במפעל ספציפי במטרה לעבור לייצור אוטומטי, עולה השאלה של הערכת עלויות הון להכנסת ציוד אוטומציה וקביעת יעילותן של עלויות אלו. לשם כך, יש צורך לקבוע את מבנה העלויות ליצירת ייצור אוטומטי ואת ההליך לקביעת האפקטיביות של עלויות אלו.

השוואת עלויות ותוצאות בעת יצירת ייצור אוטומטי היא חלק מהבעיה הכללית הנחשבת בתיאוריית היעילות הכלכלית של השקעות הון.

הרמה הטכנית של הייצור המודרני מאפשרת להפוך כמעט כל פעולה טכנולוגית לאוטומטית. עם זאת, אוטומציה לא תמיד תהיה חסכונית. אוטומציה של ייצור יכולה להתבצע באמצעות ציוד מגוון, כלי אוטומציה שונים, מכשירי הובלה ובקרה, כל פריסה של ציוד טכנולוגי וכו'. לכן, יש צורך לבחור נכון אפשרויות אוטומציה של ייצור ולתת הערכה מקיפה של היעילות הכלכלית שלהן.

היעילות הכלכלית של אוטומציה של ייצור מוערכת על ידי אינדיקטורים במונחים של עלות ופיזית. מדדי העלויות העיקריים כוללים את עלות הייצור, עלויות הון, עלויות מופחתות ותקופת ההחזר עבור השקעות הון נוספות בציוד אוטומציה. תקציר >> מדעי המחשב

רכוש המיזם. צריך לבנות אוטומטימערכת מידע ניהולית ארגונית וטכנית... יכולה לשמש בפעילות עסקית ארגוניםבְּ- הפקה מוצרים, ביצוע עבודה, מתן שירותים...

אִרגוּןרָאשִׁי הפקה (1)

תקציר >> ניהול

עזר. הסדנאות המרכזיות מבצעות את התהליכים הפקה מוצרים, שהיא ההתמחות של המיזם. אז, על... התהליך. קיימות השיטות הבאות ארגונים הפקה: לא זורם; בשורה; אוטומטיואחרים. שיטת אי זרימה...

אִרגוּןבשורה הפקהשימוש בקווי ייצור לא רציפים מחלק אחד ב-OJSC "Belgorodabstotsement"

קורסים >> כלכלה

בקבוצות הובלה באמצעות ממוכן או אוטומטירכבים באותו מרווח... ; פיתוח ויצירה של סוגים חדשים מוצרים; ברור אִרגוּן הפקהומשטר קפדני לחיסכון במשאבי אנרגיה, חומרים...

אִרגוּןבשורה הפקהבמפעל

מבחן >> ניהול

קֶצֶב). סימנים אופייניים ארגוניםבשורה הפקה: פירוט של תהליך הייצור מוצריםלמספר רכיבים... בקבוצות הובלה באמצעות ממוכן או אוטומטיכלי רכב (מסועים) דרך אותו...

פרק 1. עקרונות בניית ייצור אוטומטי

חלק 1. יסודות תורת הבקרה האוטומטית

אוטומציה- ענף של מדע וטכנולוגיה, המכסה את התיאוריה והתכנון של אמצעים ומערכות לבקרה אוטומטית של מכונות ותהליכים טכנולוגיים. היא קמה במאה ה-19 עם הופעת הייצור הממוכן המבוסס על מכונות טוויה ואריגה, מנועי קיטור וכו', שהחליפו את עבודת הידיים ואיפשרו להגביר את תפוקתה.

תמיד קדם לאוטומציה תהליך של מיכון מלא – תהליך ייצור בו אדם אינו מוציא כוח פיזי לביצוע פעולות.

ככל שהטכנולוגיה התפתחה, פונקציות השליטה בתהליכים ובמכונות התרחבו והפכו מורכבות יותר. במקרים רבים, בני אדם לא היו מסוגלים עוד לנהל ייצור ממוכן ללא מכשירים נוספים מיוחדים. זה הוביל להופעתו של ייצור אוטומטי, שבו עובדים משוחררים לא רק מעבודה פיזית, אלא גם מתפקידי ניטור וניהול מכונות, ציוד, תהליכי ייצור ופעולות.

אוטומציה של תהליכי ייצור מובנת כמכלול של אמצעים טכניים לפיתוח תהליכים טכנולוגיים חדשים ויצירת ייצור המבוסס על ציוד בעל ביצועים גבוהים המבצע את כל הפעולות הבסיסיות ללא השתתפות אנושית ישירה.

אוטומציה תורמת לעלייה משמעותית בפריון העבודה, שיפור איכות המוצר ותנאי העבודה לאנשים.

בתעשיות החקלאות, המזון והעיבוד, השליטה והניהול של טמפרטורה, לחות, לחץ, בקרת מהירות ותנועה, מיון איכות, אריזה ועוד תהליכים ופעולות רבות אחרות, מבטיחים יעילות גבוהה יותר, חוסכים בעבודה וכסף.

לייצור אוטומטי בהשוואה לאלו שאינם אוטומטיים יש פרטים מסוימים:

כדי לשפר את היעילות, עליהם לכסות מספר גדול יותר של פעולות הטרוגניות;

נדרש לימוד יסודי של הטכנולוגיה, ניתוח מתקני ייצור, נתיבי תנועה ופעולות, הבטחת אמינות התהליך באיכות נתונה;

עם מגוון רחב של מוצרים ועונתיות של עבודה, פתרונות טכנולוגיים יכולים להיות רב משתנים;

הדרישות לעבודה ברורה ומתואמת של שירותי ייצור שונים הולכות וגדלות.

בעת תכנון ייצור אוטומטי, יש להקפיד על העקרונות הבאים:

1. עקרון השלמות. עליך לשאוף לבצע את כל הפעולות בתוך מערכת ייצור אוטומטית אחת ללא העברה ביניים של מוצרים חצי מוגמרים למחלקות אחרות. כדי ליישם עיקרון זה יש צורך להבטיח:

יכולת ייצור של המוצר, כלומר. הייצור שלו צריך לדרוש כמות מינימלית של חומרים, זמן וכסף;

איחוד שיטות עיבוד ובקרה של מוצרים;

הרחבת סוג הציוד בעל יכולות טכנולוגיות מוגברות לעיבוד מספר סוגי חומרי גלם או מוצרים חצי מוגמרים.

2. העיקרון של טכנולוגיה בתפעול נמוך. יש למזער את מספר פעולות עיבוד הביניים של חומרי גלם ומוצרים מוגמרים למחצה, ולמטב את נתיבי האספקה ​​שלהם.

3. העיקרון של טכנולוגיה נמוכה של אנשים. הבטחת פעולה אוטומטית לאורך כל מחזור ייצור המוצר. לשם כך, יש צורך לייצב את איכות חומרי הגלם הקלט, להגביר את אמינות הציוד ותמיכה במידע לתהליך.

4. עקרון הטכנולוגיה ללא איתור באגים. אובייקט הבקרה לא צריך לדרוש עבודת התאמה נוספת לאחר הפעלתו.

5. עקרון האופטימליות. כל חפצי הניהול ושירותי הייצור כפופים לקריטריון אופטימלי אחד, למשל, לייצר רק את המוצרים האיכותיים ביותר.

6. עקרון הטכנולוגיה הקבוצתית. מספק גמישות בייצור, כלומר. היכולת לעבור משחרור של מוצר אחד לשחרור של אחר. העיקרון מבוסס על המשותף של הפעולות, השילובים והמתכונים שלהן.

ייצור סדרתי ובקנה מידה קטן מאופיין ביצירת מערכות אוטומטיות מציוד אוניברסלי ומודולרי עם מיכלים בין-מבצעיים. בהתאם למוצר המעובד, ניתן להתאים את הציוד הזה.

לייצור בקנה מידה גדול והמוני של מוצרים, ייצור אוטומטי נוצר מציוד מיוחד המאוחד על ידי חיבור נוקשה. בתעשיות כאלה משתמשים בציוד בעל ביצועים גבוהים, למשל ציוד סיבובי למילוי נוזלים לבקבוקים או שקיות.

לצורך תפעול הציוד נדרשת הובלת ביניים לחומרי גלם, מוצרים חצי מוגמרים, רכיבים ומדיות שונות.

בהתאם להובלת הביניים, ייצור אוטומטי יכול להיות:

עם הובלה מקצה לקצה ללא סידור מחדש של חומרי גלם, מוצרים חצי מוגמרים או מדיה;

עם סידור מחדש של חומרי גלם, מוצרים מוגמרים למחצה או מדיה;

עם קיבולת בינונית.

ייצור אוטומטי מובחן לפי סוגי פריסת ציוד (צבירה):

חד חוטי;

צבירה מקבילה;

רב חוטים.

בציוד חד-זרימה, הציוד ממוקם ברצף לאורך זרימת הפעולות. כדי להגביר את הפרודוקטיביות של ייצור עם הברגה בודדת, ניתן לבצע פעולה באותו סוג ציוד במקביל.

בייצור מרובה הליכי, כל חוט מבצע פונקציות דומות אך פועל ללא תלות זה בזה.

מאפיין של ייצור ועיבוד חקלאי של מוצרים הוא הירידה המהירה באיכותם, למשל, לאחר שחיטת בעלי חיים או הוצאת פירות מעצים. לשם כך נדרש ציוד בעל ניידות גבוהה (יכולת לייצר מגוון רחב של מוצרים מאותו סוג חומרי גלם ולעבד סוגים שונים של חומרי גלם באמצעות אותו סוג ציוד).

לשם כך, נוצרות מערכות ייצור הניתנות להגדרה מחדש בעלות תכונה של הגדרה מחדש אוטומטית. המודול הארגוני של מערכות כאלה הוא מודול ייצור, קו אוטומטי, מדור אוטומטי או בית מלאכה.

מודול ייצורהם קוראים למערכת המורכבת מיחידה של ציוד טכנולוגי המצוידת במכשיר בקרת תוכנה אוטומטי ובכלי אוטומציה של תהליכים, הפועלת באופן אוטונומי ובעלת יכולת להשתלב במערכת ברמה גבוהה יותר (איור 1.1).

איור 1.1 – מבנה מודול הייצור: 1- ציוד לביצוע פעולה אחת או יותר; 2- מכשיר שליטה; 3- מכשיר טעינה ופריקה; 4- התקן הובלה ואחסון (קיבולת ביניים); 5- מערכת בקרה ומדידה.

מודול הייצור עשוי לכלול, למשל, תא ייבוש, מערכת מכשור, מערכת טיפול והובלה בשליטה מקומית, או מפעל ערבוב עם ציוד נוסף דומה.

מקרה מיוחד של מודול ייצור הוא תא ייצור– שילוב של מודולים עם מערכת אחידה למדידת מצבי הפעלה של ציוד, הובלה ואחסנה ומערכות טעינה ופריקה (איור 1.2). ניתן לשלב את תא הייצור במערכות ברמה גבוהה יותר.

איור 1.2 – מבנה תא ייצור: 1- ציוד לביצוע פעולה אחת או יותר; 2- הופר קבלת; מכשיר טעינה ופריקה 3; 4- מסוע; 5 - מיכל ביניים; 6- מחשב שליטה; 7- מערכת בקרה ומדידה.

קו אוטומטי- מערכת הניתנת להגדרה מחדש המורכבת ממספר מודולי ייצור או תאים המאוחדים על ידי מערכת הובלה ומחסן אחת ומערכת בקרת תהליכים אוטומטית (APCS). הציוד של הקו האוטומטי ממוקם ברצף המקובל של פעולות טכנולוגיות. מבנה הקו האוטומטי מוצג באיור 1.3.

בניגוד לקו אוטומטי, מקטע אוטומטי הניתן להגדרה מחדש מאפשר אפשרות לשנות את רצף השימוש בציוד טכנולוגי. לקו ולקטע עשויים להיות יחידות מתפקדות בנפרד של ציוד טכנולוגי. מבנה הקטע האוטומטי מוצג באיור 1.4.

איור 1.3 – מבנה הקו האוטומטי: 1, 2, 3, 4 - תאי ייצור ומודולים; 5- מערכת הובלה; 6-מחסן; 7- שליטה במחשב.

איור 1.4 - מבנה הקטע האוטומטי: 1,2,3- קווים אוטומטיים;

4- תאי ייצור;

5- מודולי ייצור;

7- שליטה במחשב.