12. Автоматизированные системы управления на производстве

Заболотный Л.П., Шелудяков М.В.

Днепропетровский национальный университет

Методическая разработка организации управления станочными системами

Процесс эксплуатации металлообрабатывающих станочных систем (СС) требует организации, разработки и выполнения комплекса работ обеспечивающих функционирование оборудования и изготовление объектов производства. Системный анализ состава технического обслуживания (ТО) СС позволил выделить три основных этапа работ, объединенных общими целями, выполняемых последовательно и требующих взаимных корреляций. Это: предэксплуатационный (подготовительный период), производственный процесс и завершающий – (постэксплуатационный) этап эксплуатации оборудования. Критериями анализа служили время, место, средства и способ выполнения, а также виды работ, их значимость и решаемые задачи.

Из всего объема ТО наиболее значимым является процесс управления СС. Различные виды работ по управлению оборудованием выполняют на всем протяжении трех этапов.

Организация процесса управления станочным оборудованием при металлообработке программными средствами требует создания алгоритма его реализации.

Анализ содержания работ, выполняемых для управления различными видами станков и станочных систем, позволил предложить их разделение на следующие основные последовательно выполняемые группы:

1. Сбор и обработка исходных данных на эксплуатацию СС (информация: і_р – размерная; і_т – технологическая; і_ц – цикловая; і_в – вспомогательная и др.);

2. Определение задач управления, способа и средств их решения;

3. Программирование реализации поставленных задач средствами технологической оснастки и исполнительными устройствами станка, разработка технической документации и программного обеспечения;

4. Размещение, отработка и коррекция программы управления на оборудовании (СС, комплексы, ГПМ и др.);

5. Исполнение программы в рабочем режиме оборудования (производственный процесс);

6. Оперативный контроль исполнения управляемых функций, их параметров, соответствия действительных значений заданным, а также контроль состояния элементов СС;

7. Коррекция функций средств выполнения работ по выявленным отклонениям и изменяющимся условиям эксплуатации. Взаимная корреляция составляющих.

Такое структурное разделение процесса дает возможность представить организацию выполняемых этапов в виде блок-схемы изображенной на рис. 1.

Рис.1. Блок-схема организации процесса управления станочным оборудованием.

Согласно, установленной последовательности исполнения работ, их вида, времени и места проведения, вышеуказанные группы можно объединить в блоки исполнения (БИ): подготовительный (П) – группы 1-3; наладки (Н) – группа 4; эксплуатации (Э) – группа 5; контроля и коррекции (К) – группы 6,7. Стрелками И_n и К_m указаны взаимные связи БИ по текущей информации и коррекции полученных результатов. Введение условий выполнения блоков по исходной информации на металлообработку осуществляют наложением ограничений на связи И_n и К_m. Это позволяет рассматривать предложенную схему как алгоритм для программирования процесса управления станочной группой в общем виде.

Отметим, что с повышением степени специализации СС объем работ блока Н (наладки) увеличивается. Возможна организация дополнительного блока между Н и Э – блока работ по подналадке и настройки (ПН) по выявленным коррекциям. Время исполнения этого блока следует за временем Н. В такой блок вводят также группу корреляции, подналадки и настройки блока Н, выполняемую после пробных обработок на оборудовании перед производственным процессом. Это обусловлено спецификой методик исполнения и аппаратных средств контроля.

Организационное разделение содержания процесса управления СС соответствует трем этапам ТО при эксплуатации. Однако, при составлении рабочих алгоритмов необходимо учитывать, что работы по управлению оборудованием являются объединяющими для различных групп, блоков и этапов. Они могут одновременно входить в состав различных элементов схемы, выполняя их сопряжение. Рабочие алгоритмы управления работами в каждом из блоков по предложенной структуре формируют и составляют соответственно информации для частных случаев с определением условий ее обработки и взаимных корреляций.

Конструкция СС представляет собой функционально-связанную технологическую совокупность унифицированных узлов. Разработка управления по разработанной схеме позволяет создать набор специальных программ, применимых для этих узлов и в других конструкциях станков.

Результаты проведенного анализа использованы в учебном процессе при выполнении проектных работ студентами старших курсов специальности «Металлорежущие станки и системы».