Modelare Si Simulare Sff

Modelare si simulare SFF

Sistemele flexibile de fabricație (Flexible manufacturing system-FMS) sunt sisteme de fabricație înalt automatizate și relațiile dintre componentele sistemului sunt foarte complexe.Calculul matematic pentru măsurarea performanței a acestor sisteme este foarte dificil de rezolvat,în special pentru sisteme mai colmplexe,de aceea se foloseste la scara globală metode de simulare a FMS pentru o măsurare a performanțelor mult mai rapida si economică.

Pe de altă parte componentele FMS sunt foarte complexe și scumpe,de aceea pentru a implementa un FMS, este mai bine să se analizeze rezultatele acestuia folosind metode de simulare care nu implica pierderea banilor,a resurselor și a timpului.De aceea s-a pus o bază foarte mare pe modelarea și simularea FSM pentru analiza acestora.

Iar faptul că, un FMS trebuie să fie competitiv,se asteaptă ca acesta să fie suficient de flexibil ca să răspundă in schimbările de comenzi ale clienților, și pentru că construirea unei noi linii de producție necesită cheltuieli substanțiale proiectarea lor optimă este o problema critică și o problemă complicată.

Sunt multe varietăți de tehnici de modelare pentru FMS, dar cele mai comune sunt bazate pe un limbaj de programare matematic.

Din moment ce un FMS poate fi văzut ca un sistem discret de evenimente,metodele de modelare și control al unui asemenea sistem au fost dezvoltate folosind:

Rețele petri

Algebra max-plus

Descriere matriceală

Sunt susținute studii care urmăresc noua “modă” de modelare a controlerelor a FMS având ca bază grafuri orientate.Exemple potrivite pentru acestea sunt programele ca și Onika, Robotica, OpenRob și Robotics Toolbox pentru MATLAB.

2.1.Rețele Petri

Rețelele Petri (RP) sunt o clasă de instrumente de modelare care a fost concepută de Carl A. Petri, ca o unelată matematică sub formă de rețea pentru studiul comunicarii cu automatele.Acestea s-au dezvoltat exploziv ulterior, fiind folosite în diferite aplcații.

Acestea pot fi folosite pentru modelarea multor proprietați cum ar fi: sincronizarea proceselor, evenimente asincrone, partajarea resurselor sau rezolvarea conflictelor dintre diferite sisteme.

Toate aceste proprietați caracterizează sistemele cu evenimente discrete, iar acestea includ sisteme de date, sisteme de comunicare și sisteme automate industriale.Datorită acestora rețelele petri au devenit rapid o tehnologie puternică și eficientă mai ales în automatizări industriale.

Ca și instrument grafic, aceste rețele asigură un mediu puternic de comunicare între utilizatori și clienți.Cerintele complexe pot fi reprezentate grafic prin aceste modele fără a fi necesar folosirea unor notații matematice dificile, astfel acestea permit simularea grafică interactivă ceea ce ajută în procesul de dezvoltare al sistemelor complexe.

Ca și instrument matematic, rețelele Petri permit evaluarea performanțelor sistemelor modelate.Pot fi masurate performanțe deterministice și stocastice iar acestea pot fi evaluate folosind o gamă largă de modele de rețele Petri.Folosirea modelelor care cuntin funcții temporizate permit obținerea ratelor de producție pentru modelarea sistemelor de fabricație, întarzieri, capacitate de producție și pentru obținerea modelelor cu microprocesor, utilizarea resurselor critice și măsuri de fiabilizare ale acestora.

Rețelele Petri au un domeniu de succes larg raspândit.Ele au fost folosite aproape excusiv în modelarea și analiza sistemelor de producție.Aici rețelele reprezentau linii de producție cu buffer-e, sisteme automate, sisteme flexibile de fabricație, linii automate de asamblare și sisteme de producție de tip jus-in-time.

Un alt domeniu de activitate îl reprezintă dezvoltarea de softweare și chiar cu aceste rețele,prin anii 1980 compania Hitachi au realizat un controler secvențial pentru controlul sistemului automat de încarcare și descarcare din depozit si al sistemului de asamblare a pieselor.Acesta a redus substanțial timpul de dezvoltare față de metodele tradiționale.

O rețea Petri este de fapt un graf orientat bipartit cu trei tipuri de obiecte : poziții, tranziții și arce orientate, si poate fi definit ca :

RP=(P,T,IN,OUT,)

P= mulțimea pozițiilor

T= multimea tranzițiilor

IN, OUT: PxT→{0,1}

= carcaj inițial.

Pozițiile pot fi folosite pentru a modela: condiții, variabile de stare, acțiuni în desfasurare etc.

Tranzițiile pot reprezenta: evenimente, transformarea unor obiecte, transportul unor obiecte etc.

Fig.2.1.1 Elemente ale RP [5] Fig2.1.2 Exemplu de RP [5]

O tranziție este executabilă dacă exixta cel putin un jeton de marcaj în fiecare poziție de intrare pentru acea tranziție.

Fig.2.1.3 Execuția unei tranziții [6]

Datorită faptului că RP prezintă anumite neajunsuri precum incapacitatea de a face diferența intre jetoane, modelarea groaie a unor procese mai complexes sau modelele constituite devin prea mari,s-a ajuns la extinderea RP.

Astfel au luat ființă:

Rețele Petri Colorate (RPC)

Rețele Petri Temporizate (RPT)

Rețele Petri Ierarhizate (RPI)

Acestea fac parte din clasa RP de nivel înalt (Hight Level Petri Nets), iar acestea sunt standardizate ISO/IEC 15909.

2.2 Rețele Petri Colorate (RPC)

RPC sunt un limbaj grafic pentru modelarea si analiza proprietățiolor sistemelor.Acestea sunt o combinație dintre RP și capabilitătile unui limbaj de programare de nivel înalt.RP fiind folosite ca baza pentru notațiile grafice și ca primitive de paza pentru modelarea concurenței, comunicăriilor și sincronizărilor.

Într-o RP de obicei jetoanelor reprezinta obiecte în sistemul modelat, însă de multe ori avem nevoie sa reprezentam atribute ale acestor obiecte (dată, cantitate, numar de indentificare etc.) si cum acestea nu sunt posibile într-o RP clasica, s-a introdus un atribut numit culoare.Practic într-o RPC fiecare jeton îi este atribuit acest atribut culoare, iar informația va fi reprezentată de ansamblul poziție-culoare.

O RPC este definită ca fiind un sextuplu de forma:

RC= <P, T, IN, OUT, )>

P= mulțimea pozițiilor

T= mulțimea tranzițiilor

In/Out sunt funcțiile asociate culorilor de execuție a tranzițiilor

C= { , , ….} reprezintă mulțime culorilor

= marcajul inițial al retelei

O culoare = < , , …. >, reprezintă un n-tuplu care poate transmite, în general, în combinația pozitie-culoare, informații mai complexe.

O culoare poate fi asociată ca un identificator pentru jetoane (marcaje), permitând diferențiere acstora.

Pentru prezentarea noțiunilor specdifice rețelelor Petri colorate se consideră două sisteme

ca și cele din figura nr.2.2.1 .În fiecare sistem un cărucior se poate deplasa la stânga sau la dreapta.

Cărucioarele sunt de culori diferite.

Fig.2.2.1 Exemplu sistem [6]

În figura nr.2.2.2 s-a modelat, folosind RP, fiecare sistem reprezentat în figura nr.2.2.1

Fig.2.2.2 Modelare cu RP [6]

Pentru fiecare sistem pozițiile , modelează starea „deplasare spre stânga” și pozițiile

, modelează strea „deplasarea spre dreapta”.

Poziția P1, “deplasarea la stânga“, poate fi astfel descrisă, încât, să modeleze funcționarea

ambelor sisteme. Această facilitate o oferă rețelele Petri colorate,figura nr.2.2.3.

Fig.2.2.3 Modelare cu RPC [6]

S-a asociat câte o culoare (simbol, identificator) pentru fiecare marcă:

a, pentru căruciorul de culoare albastră.

r,pentru căruciorul de culoare roșie.

Funcția transpune relația care există între culoarea în raport cu care se execută o tranziție și culoarea care se retrage din poziția (pozițiile) de intrare în tranziție, respectiv culoarea care se depune în poziția (pozițiile) de ieșire din tranziție. Funcția este atașată arcului care unește tranziția și pozițile de intrare și de ieșire.

Funcția identică (Id) este atașată tuturor arcelor care nu descriu o transformare de culori.

Execuția unei tranziții în raport cu o anumită culoare corespunde retragerii unei mărci de aceeași culoare din poziția de intrare și depunerea unei mărci, de aceeași culoare, în poziția de ieșire.

Execuția unei tranziții necesită ca numarul marcajelor depuse depinde de valorile (culorile) marcajelor consumate și valorile marcajelor produse depind de valorile jetoanelor retrase.

Pornind de la exemplul inițial, cele două sisteme – cărucioarele de culori diferite se va arăta că, folosind așa zisele culori complexe (compuse în cazul acesta din două culori simple), se pot descrie în interiorul aceleiași poziții, de exemplu P1, atât culorile celor două cărucioare, cât și sensurile lor de deplasare.aceasta este prezentata în figura nr.2.2.4.

Fig.2.2.4 Reprezentare cu RPC complexe

Culoarea complexă (cuplajul) < s, r >, asociată poziției P1, va indica deplasarea spre stânga a căruciorului roșu. Deci poziției P1 și tranziției T1 li s-a asociat mulțimea de culori:

C = {<s, r >, <s, a >, <d, r >, <d, a >}.

În acest caz funcția f modelează schimbarea sensului de deplasare.

2.3. Rețele Petri Temporizate (RPT)

O rețea Petri temporizată permite descrierea unui sistem a cărui funcționare depinde de timp. Această categorie de RP sunt utilizate pentru evaluarea performanțelor unui sistem. RP temporizate oferă posibilitatea efectuării unei analize cantitative; se pot în acest fel calcula sarcinile de producție, mărimea medie a stocurilor, înlănțuirea gamelor de fabricație etc. Astfel,pot fi considerați o serie de parametrii, cum ar fi: durata în care o mașină de lucru execută o anumită operație asupra unui obiect de lucru, timpul de transport al unui obiect de lucru, sau timpul de așteptare a unui obiect de lucru într-un stoc din fața mașinii de lucru, durata de funcționare, intervalul de timp în care mașina de lucru este defectă etc.

Sunt două posibilități de modelare a temporizării:

temporizările sunt asociate pozițiilor – RP P- temporizate;

temporizările sunt asociate tranzițiilor – RP T- temporizate.

2.3.1 Rețele Petri P- temporizate

În cazul acestui tip de rețele , fiecărei poziții Pi îi este asociată o temporizare di care poate fi, eventual, nulă. În cazul general di este variabilă. În continuare, di, se va considera constantă.

O rețea Petri P – temporizată, este un dublet de forma <R, Tempo>

Unde:

R este o RP marcată

Tempo este o aplicație pe mulțimea P, a pozițiilor, în mulțimea numerelor rationale pozitive sau nule, astfel încât:

Tempo (Pi) = di

Capitolul 3. Prezentarea celulei flexibile.

3.1.Descrierea celiulei flexibile TMA 550 AL

Celula flexibilă de fabricație TMA AL 550 este situata în laboratorul multidisciplinar din cadrul facultații de Inginerie și Management,corpul T.

Această celula felxibilă de fabricație a fost construită prin „retrofitting” avand ca bază de pornire centrul de prelucrare TMA 55.De aceea, in anumite zone, au fost nevoie de modificări semnificative pentru a se putea realiza o celula flexibilă.Așadar, structura mecanică a tuturor componentelor,fie a avut devoie de o îmbunătățire,fie a avut nevoie de conceperea unor structuri și componente noi.Sistemul electric a componentelor implicate,a avut și el nevoie de anumite modificări pentru a putea realiza interoperabilitatea intre componente si pentru a putea fi automat.

Dintre sistemele celulei flexibile de fabricație care au trebuit „upgrad-ate”,sistemul care a suferit cele mai multe modificări a fost sistemul de softweare.Principalele „upgrade-uri” au fost facute pentru funcțiile principale, dar a trebuit dezvoltate și implementate funcții specifice noi, necesare pentru realizarea celulei flexibile.

Componentele de baza/mai importante ale celulei flexibile TMA 550 AL sunt:

Centrul de prelucrat TMA 55 AL

Doi roboți industriali ABB IRB 1600

Sistemul modular de tip conveior

Sistemul de depozitare

Dispozitivul Modular

Centrul de prelucrare TMA 55 AL este un centru de prelucrare în 5 axe,realizat prin „retrofitting” a centrului de prelucrare în 3 axe,TMA 55,care era echipat cu un model mai vechi SIEMENS CNC.Întreg CNC-ul,inclusiv driverele motoarelor,au fost schimbate cu un echipament CNC in 5 axe realizat de catre firma FANUC,model 310i.

Modelul 310i face parte din linia echipamentelor CNC 3li-Type A,si poate fi folosit pentru a controla pana la 20 de axe si 6 arbori În figura nr. 3.1.este prezentat panoul principal al CNC-ului.

Fig.3.1 Panou CNC [2]

Pentru a realiza funcționarea tuturor celor 5 axe ale centrului de prelucrare,au fost creeate în acest scop 2 noi axe,care,au fost ulterior integrate in masina exixtenta.În figura nr. 3.2 este prezentat centru de prelucrare TMA 55 AL.

Fig.3.2 Centru de prelucrare TMA 55 AL [2]

Sistemul de depozitare

În celula flexibila TMA 550 AL sistemul de depozitare/magazia celulei este format dintr-un sistem mixt centralizat.În acest sistem sunt depozitate atat semifabricate care urmează a fi prelucrate cât și scule de prelucrat care au fost folosite/vor fi folosite in prelucrarea semifabricatelor,dar tot odata aici se vor depozita si piesele (acestea din urma vor fi mutate ulterior).

Depozitul este realizat intregime din profile de aluminiu standardizate,inclusiv elementele de legatura.Acesta are capacitatea de 8 locuri pe palete.Fiecare paleta poate retine o scula,un semifabricat sau o piesa.Ca si spatiu ocupat in cadrul celulei flexibile,depozitul este cuprins într-un paralelipiped cu dimensiunile de 1900x1450x1830 mm.

În figura nr. 3.3 este prezentata structura depozitului,iar in figura nr. 3.4 este reprezentata paleta de susținere detasabilă.

Fig.3.3 Structura depozitului[2]

Fig.3.4 Paleta sustinatoare detasabila[2]

Roboții industriali ABB IRB 1600

Pentru manipularea paletelor în cadrul celulei flexibile de fabricație se folosesc 2 roboți industriali ABB IRB 1600.Acestia sunt produși de firma ABB, structura acestora fiind de tip RRRRRR.

Toate cuplele cinematice ale robotului sunt acționate prin intermediul unor servomotoare, blocarea lor realizându-se prin intermediul unor frâne mecanice. În Figura nr. 3.5 este prezentată structura robotului IRB 1600

Fig.3.5 Robot IRB 1600 [3]

Programarea și controlul robotului IRB 1600 se realizează prin intermediul controlerului ABB IRC5. Structura acestuia este prezentată în figura nr. 3.6, respectiv în figura nr. 3.7 este prezentat panoul acestuia

Controler

Panou utilizator

Capace panou

Panouri de conexiune

Elemente pentru montaj

Fig. 3.6 Controler-ul IRC5[3]

Întrerupator

Acționare servomotoare

Selector mod de funcționare

Indicatoare

Conexiune USB și PC

Fig. 3.7 Panou de Comanda [3]

Pentru a se programa respectiv pentru a controla robotul controlerul IRC 5 este prevăzut cu un teaching- box prin intermediul căruia se pot trimite comenzi robotului, respectiv pe ecranul căruia sunt afișate mesaje ale controlerului. Teaching boxul poate fi utilizat și pentru programarea robotului. În figura nr. 3.8 este prezentat teaching box-ul controlerului IRC 5.

Fig. 3.8 ABB FlexPendant [3]

Conector

Touch screen

Buton avarie

Buton activare

Joystick

Controller IRC5

Cutie închisă

Protecție IP54

Comunicare externă de tip:

ETHERNET

USB

RS232/RS422

PROFIBUS DP

INTERBUS

ALLEN-BRADLEY remote I/O

DEVICENET

Intrări/Ieșiri: max 2040 semnale

Canale de siguranța: 2

Software si interfata cu senzori de tip “Conveyor tracking”

Unitate de programare FLEXPENDANT cu monitor color si touch screen cu functii de:

Editare

Parametrizare

Monitorizare

Diagnoza

Procesor de tip Pentium M 1.3 GHz

Compatibilitate cu software de simulare 3D Robotstudio 5

Functia de detectie coliziune electronica

Miscari multiple, capabilitatea de a controla un numar de pana la 4 roboti (foarte important pentru important pentru extinderi viitoare)

Sistem Multi-procesor PCI bus Flash disk sau  hard disk pentru mai multa memorie

Capacitate de back-up in cazul unei avarii

Programare orientate pe obiecte

Nivel ridicat al limbajului RAPID de programare al robotului, portabil, deschis, extensibil format document PC-DOS

Controler-ul robotului este prevazut cu intrari/iesiri digitale pentru interfata cu gripper-ele.

Interfața conveyor tracking

Aceasta face posibilă urmarirea a 256 de piese care se află pe banda transportoare a conveiorului.

Practic conveiorul este conectat la controller-ul robotului prin intermediul unor traductoare,iar în acest mod,conveiorul este detectat ca axa externa a robotului.

Fig. 3.9 Schema interfata conveyor tracking [3]

Gripper-ul

Gripper-ul folosit în sistem este manufactrat de firma SchunK.Gripper-ul este un model universal PGN 100-1,cu 2 „degete” paralele,cu o putere mare de strângere datorită sistemului „multi-tooth”.În figura nr. 3.10, este prezentat gripper-ul iar caracteristicile acestuia sunt prezentate în tabel.

Fig.3.10 Reprezentare gripper PGN 100-1 [4]

Fig. 3.11 Prezentare schiță gripper PGN 100-1[4]

De aseamenea,roboții au atașat la gripper degete „blanc” figura nr. 3.12 care au gândite și proiectate pentru ca acesta sa poata manipula piese prismatice cu dimensiuni maxime de 200mm x 200mm x120mm și tot odata sa poată asigura alimentarea cu aer a cilindrului pneumatic din dispozitivul modular.

Dacă se dorește manipularea unor piese mai mari,degetele blanck cât și placa amovibilă se vor înlocui cu unele corespunzătoare gabaritului semifabricatului respectiv.Dimensiunile maxime care pot fi manipulate sunt cu baza de 300mm x 300mm iar înaltimea trebuie să nu depașească greutatea maximă de manipulare a robotului.

Deoarece roboții au o sarcină de manipulare de maxim 6 Kg (în condiții de siguranță), placa mobilă împreună și piesa, au fost construite dintr-un aliaj de aluminiu cu dimensiuni de 100mm x 100mm.

Dacă se prelucrează piese mai grele trebuie sa se reduca viteza de manipulare a robotului ,sau se înlocuiește cu un robot mai puternic.În figura nr. 3.13 sunt prezentate degetele blanck montate pe robot

Fig 3.12 Reprezentare degete blanck [3]

Fig 3.13 Degetele blanc montate pe robot [3]

Ciclu de incarcare a matricei semifabricatelor de pe conveior se face piesă cu piesă după citirea in prealabil a codului bar pe conveior precum și acționarea unui dispozitiv de orientare a paletei pe conveior.

Ciclurile de descarcare a matricei de pe conveior nu sunt restrictive decât din funcția de ordonanțare .

Încarcarea și descarcarea dispozitivului tombstone implică in mod obligatoriu in prealabil ca matricea de semifabricate să fie pregătită cu toate piesele iar matricea de piesă finită să fie golită de toate toate piesele.

Ciclul de încarcare descarcare a dispozitivului multicuib este coordonat de funcția de ordonanțare, dar pentru asigurarea unei autonomii este necesară pregatirea prealabilă a celor 2 matrice, una plină –una goala , deoarece robotul are și sarcina de încarcare-descarcare scula pe tombstone atașat pe batiul mașii în funcția ATR, aceasta se desfasoară similar și asemănător cu funcția AWPR in sensul ca aceasta se desfasoară cu o paletă rastel de scule deplasată la punctul de incarcare din drapta precum si utilizând din nou 2 matrice de scule noi si scule vechi pregătite de același robot prin intermediul conveiorului bazate pe funcția ATR, funcția de ordonantare este obligatorie pentru desfasurarea fluxurilor de resurse ale celulei flexibile asistate de robot.

Dispozitivul Modular

Dispozitivul modular este alcătuit din elemente tipizate : corpuri, placi de baza , elemente de orinetare, de fixare, de ghidare a sculei.Acestea sunt realizate din oțeluri aliate 17 MC 10 care se tratează termic până la o duritate de 55-60 HRC,suprafețele sunt prelucrate prin rectificare la precizii ridicate (clasa 6-7).

Toleranța la distanța dintre canalele T sau între găurile de centrare ale elementelor este de ordinul a 0.02 mm, iar toleranța la perpendicularitate ajunge la 0.01mm pe o lungime de 200mm.

Din punct de vedere al preciziei de repetabilitate, interschimbabilitate, acesta trebuie să corespundă clasei normale (±0.025/0.50, ±0.10/0.50).

In vederea maririi preciziei este necesară preluarea automata a offsetului fircarei piese din cadrul dispozitivului multicuib.

Preluarea offsetului se face in 2 moduri:

Pe masina unealta dupa intrarea paletei in pozitia de lucru utilizand palpatoare Renishaw cu contacte de atingere a piesei (dar acesta afecteaza timpii activi de prelucrare .

Inafara zonei de lucru pe pozitia de asteptare a paletei utilizand sisteme de palpare cu contact cu atingerea piesei respectiv sisteme fara contact.

Rolul dispozitivului modular este acela de a fixa placa amovibilă împreună cu semifabricatul,printr-o precizie ridicata de pozitionare,și de a face posibilă prelucrarea semifabricatelor pe sisteme sau celule flexibile de fabricație dar si pe centre de prelucrare.

Fig.3.14.1 Structura dispozitivului modular [3]

Unde:

Placă de bază

Corp prismatic

Placă suport cuib

Placă amovibilă purtătoare de piesă

Tirete de prindere

Fig.3.14.2 Dispozitivul Multicuib

Unde:

Dispozitiv tombstone

Mecanism modular de acționare

Placa amovibilă

Semifabricat

Batiu CP

Dispozitivul multicuib „tombstone”

Fig.3.15 Dispozitivul Thombstone [3]

Unde:

Corp prismatic

Placă de bază

Paleta mașinii

Pene de centrare în canale T

Suportul tombstone este construit dintrul corp sudat,puternic nervurat, având 8 cuiburi de dimensiuni 210×210 mm, prevăzute pentru a se putea monta 8 dispozitive modulare.

Fixarea pe paleta mașinii a suportului se face cu 4 suruburi M12x40.Iar pentru centrare, pe paleta mașinii, acesta a fost prevazut cu un cep cilindric cu diametru ᴓ55 h6 cu joc de montaj 0.01 mm, iar pentru ghidare se folosesc 2 pene paralele care se montează în canalele paletei, care are joc maxim de 0.01 mm.

Paleta amovibilă

Paleta amovibilă are in componență 4 cepi conici în care sunt fixate cele 4 tirete, cepi conici realizează o repetabilitate de fixare cu precizie de sub 0.005 mm iar tiretele și camele rotative asigură o forță de tragere pe con de 1000kgf .

Forța care actioneză asupra piesei în procesul de prelucrare și care are tendința de a smulge piesa impreună cu placa mobilă din dispozitiv, actionează asupra sistemului tiretă-cama rotativă producând rotirea camei rotative în sensul blocării tiretei nepermitând deblocarea numai în cazul distrugerii prin rupere a tiretei sau a camei rotative. Acest lucru se datorează faptului că componenta forței de snulgere care acționează prin intermediul tiretei asupra camei rotative produce rotirea acesteia în sensul de blocare a tiretei.

Fig.3.16 Placă mobilă [3]

Fig.3.17 Placa mobilă [3]

Unde:

Tiretă

Cep conic

Placă amovibilă

Cep de alimentare cu aer

Mecanism de acționare a dispozitivului modular

Fig.3.18 Dispozitiv de acționare a paletei [3]

Acest dispozitiv are rolul de a fixa placa detasabilă împreuna cu piesa de prelucrat, asigurându-le o precizie ridicată de poziționare.

Conveiorul

Conveiorul este un produs realizat de firma Flex Link.Controlol acestuia se realizează prin PLC-ul roboților care face bosibilă pornirea și oprirea conveiorului în funcție de intrările și ieșirile furnizate de senzori, sau de alte declansatoare din programul robotului ABB.

Principalul avantaj al acestui conveior se datorează mecanismului de sortare prin bariera care este acționata pneumatic.

Fig.3.19 Structura barierei de selectare a traseului [2]

Transfer de la traseul 1 la traseul 2 b) Transferul de la traseul 2 la traseul 1

Fig.3.20 Ansamblu Conveior [3]

Fig.3.21 Tablou electric ce conține si PLC-ul conveiorului [3]

Fig.3.22 Transmisia conveiorului,realizata cu lanț [3]

Fig.3.23 Senzor inductiv de monitorizare a pieselor pe conveiour [3]

Fig.3.24 Opritor pneumatic al paletei [3]

Fig.3.25 Unitate de ridicare actionata pneumatic [3]

Fig.3.26 Plaleta transportoare de piesa [3]

3.2 Modelul matematic al Celulei flexibile

Pentru a determina modelul matematic al celulei flexibile și să se evidențieze conexiunile care au loc intre componentele celulei, s-a realizat o diagrama de flux de materiale între componentele celulei.Astfel pentru o mai bună înțelegere,figura nr. 3.2.1 este prezentat Layout-ul celulei flexibile, iar în figura nr. 3.2.2 este prezentată diagrama de flux de materiale.

Fig.3.2.1 Layout-ul celulei flexibile [2]

Unde:

CP

Roboți ABB IRB 1600

Conveiorul Flex Link

Unitatea de depozitare

Fig.3.2.2 Diagrama de flux

Flux de material

Flux de informație

În continuare se va prezenta forma matriceală a sistemelor care sunt cuprinse in celula flexibilă.

Matricea , este nulă.

Matricile , , sunt nule.

Matricile , , sunt nule.

Matricile , , sunt nule.

Matricile , , sunt nule.

Matricile , , sunt nule, la fel și matricile , , , , care sunt de asemenea nule.Matricea de strucruă devenind:

3.3 Algoritmul de schimbare automata a sculei

Pentru a se realiza funcția ATR este necesară generarea unor liste în conformitate cu criteriile care definesc culele prezentate în listă.Lista principală care trebuie generată pentru funcția ATR, este lista sculelor care trebuiesc transferate la CP si lista sculelor care trebuiesc transferate la Depozitul de scule și semifabricate.Prima lista se denumeste ca fiind lista de Input iar a doua lista lista de Output, în figura 3.3.1 se reprezinta diagrama principala a altgoritmului.

Fig.3.3.1 Diagrama generală pentru generarea listei de scule pentru funcția ATR [2]

În diagrama prezentată în figura nr.3.3.1, se arată ca altgoritmul foloseste ca date de intrare lista de scule necesare pentru prelucrarile care trebuiesc executate la următorul semifabricat, lista de scule prezentate la nivelul CP ( sculele prezentate în depozitul ATC al CP), lista de scule la nivelul depozitului (FMC) și ca date de intrare secundare lista de scule libere.

Lista de scule libere este generată luând în calcul lista de scule pentru piese n+1 și n+2 ce urmează să fie prelucrate, și este o optimizare la algoritmul de bază.Scopul listei de scule libere este să evite înlocuirea unei scule din CP care nu este folosită pentru piesa n+1 dar va fi folosită pentru piesa n+2.

În figura nr.3.3.2, este prezentat altgoritmul pentru generarea listei de scule ce trebuiesc transferate la CP.Altgoritmul foloseste ca si date de intrare lista de scule pentru piese n+1, o lista cu k elemente și lista de scule de la nivelul CP inclusiv lista de la nivelul depozitului.Altgoritmul compara elementele de la i la k din lista de scule pentru piesa n+1 cu elementele din lista de la nivelul CP.Dacă o sculă care este necesară pentru piesa n+1 se găsește, se verifică următorul element, daca nu este găsit în lista de la nivelul CP se verifică în lista de la nivelul depozitului.Dacă scula este găsită în lista de la nivelul depozitului, se va trece în lista de scule care trebuiesc transferate, iar dacă scula nu este gasită, se va afisa o erroare.

Algoritmul este implementat folosind baze de date.Listele pentru pisele n+1 și n+2, și lista pentru scule existente de la CP împreună cu lista de scule de la nivelul celulei flexibile, sunt realizate folosind server MySQL.

Fig.3.3.2 Algoritm de generare a listei de scule care trebuiesc transferate la CP

Modelarea si simulare