Автоматизация производственных процессов (лекции) - часть 5

решения менее выгодные с конструкторской точкой зрения, но более соответ-
ствующим принципам агрегатно-модульного построения и получая при этом 
преимущества по другим направлениям.  

       Частным случаем модуля является агрегат. Он представляет собой унифици-
рованную сборочную единицу определённого функционального назначения. 
Примером агрегатного построения явл-ся агрегатные станки. 
       Рассмотрим пути реализации модульного принципа на примере построения 
механической части (ПР – манипулятор). 
       Унификация манипуляторов определяется на основе следующих основных 
принципов: 

1.  Однообразие конструкций – это значит создание развёрнутой по двум направ-

лениям системы модулей. По вертикали – уровень сложности модуля. По го-
ризонтали – количество типоразмеров модуля данного уровня и назначения. 

2.  Обеспечение максимально возможной конструктивной независимости моду-

лей от вида используемой в них энергии (гидро пневмо электро) и от способа 
управления (цикловой, позиционный, контурный). 

3.  Модуль должен обладать максимальной функциональной и конструктивной 

законченностью и быть автономными. 

4.  Наличие системы базовых модулей и ограниченного числа их типоразмеров. 

Типовой состав модуля в общем виде можно представить в три уровня: 

-  агрегат; 
-  модуль; 
-  элемент. 

       Каждый из уровней делится на подсчёт: 
1.  Механический. 
2.  Управляющий. 
3.  Информационно-измерительный. 

Рассмотрим состав. 

 

 

№ 

 

 

Наименование 

Уровень 

сложно-

сти 

 

Свойства 

 

 

1 

Моноблок: пневмати-
чекий, гидравличе-
ский, электромехан. 

 

1 

Выполняет конструктивн., приводные, 
информационные функции (2,3) степе-
ней подвижности ПР 

 

2 

Модуль – привод: 
пневмо, гидро, элек-
тромеханический 

 

2 

Выполняет конструктивн. и приводные 
функции одной степени подвижн.. При 
компановке ПР требуется добавлять СИ 
модуль и модули 4-го и 5-го уровней 

 

3 

Исполнительный мо-
дуль: пневмо, гидро, 
электро 

 

3 

Осуществляет функции исполнительно-
го механизма 

4  Аппаратный модуль 3 

Выполняет функции блока управления 
приводами модулей 1-го и 2-го уровней 

5 

 

Информационный мо-
дуль 

3 

Выполняет информационные функции 

 

6 

Механизм 
 

4 

Предназначен для передачи и преобра-
зования движения 

 

7 

Элементы: сборка, де-
таль 

 

5 

Неприводные механические или аппа-
ратные простейшие узлы, неразборные 
составные части робота 

 
       Унификация устройств управления на основе модульного принципа позволяет 
создать средства управления и контроля оборудования на базе единой системы 
модулей и унифицированного интерфейса. 
       Основными принципами создания такой системы модулей явл-ся: 
-  иерархическая структура системы; 
-  проблемная ориентация модулей на решение задач управления и контроля; 
-  функциональная ориентация, т.е. специализация модулей для наиболее эффек-

тивного выполнения определённых функций; 

-  структурно-логическое соответствие функциональных свойств модулей; 
-  незамкнутость системы модулей, т.е. возможность наращивать как уровни, так 

и функциональный набор модулей каждого уровня и направления. 

       Пример: силовые головки, поворотные столы, основа агрегатных многошпин-
дельных, многоинструментальных специальных автоматов и полуавтоматов. 

 

4.  Гибкие автоматизированные системы. 

       ГАП – предназначены для автоматизации тех. процессов со сменным объек-
том производства, в том числе для единичного и мелкосерийного производства. 
Включает в себя основное и вспомогательное оборудование работающее от одной 
СУ. 
       Использование ГАП в Японии и Европе даже в автоматизированном режиме и 
при недостаточном опыте работы приводит увеличению отдачи станков на  
80%-200%, к сокращению продолжительности их обслуживания на 60%-70%, что 
в свою очередь уменьшает время производственного процесса и стоимость живо- 
го труда примерно на 80%. 
       Создание ГАП явл-ся очень сложным и многоэтапным процессом, поэтому он 
по возможности автоматизируется, в результате образуется системное окружение 

АСУ

АСНИ

САПР

АСТПП

ГАП

АСКИД

БД

база данных

изделие

вход

ГАП. 
 

Рис. 1 

 

       Создание такой сложной системы (рис.1) должно протекать поэтапно, тем бо-
лее что эксплуатация её обуславливает значительные изменения в структуре 
предприятия. Начальным этапом явл-ся разработка подсистемы АСНИ, САПР, 
АСТПП, ГАП, АСКИД. Основным элементом при создании такой подсистемы –  
унификация банка данных (БД) для информационного обеспечения функциони-
рования подсистемы. Унификация банка данных предполагает прежде всего при-
менение групповой технологии, технологических процессов обр-ки деталей объе-
динённых рядом технологических и конструктивных признаков. 
       Блок-схема алгоритма реализации групповой технологии в ГАП на уровне 
моделирования см. таблицу (рис.2). 
       В состав ГАП включены подсистемы: обработки, манипулирования, контроля 
и управления. Проектирование, разработка и внедрение осуществляется в уста-
новленном нормами и правилами порядке.  

 
 

Блок-схема. 

 

 
         1 
  
 
          
         2 
 
 
         3 
 
 
         4 
 
 
         5 
          
 
         6 
          
          
         7 
 
          
         8 
 

Прогнозирование развития технологии, оборудования, из-
делия 

Анализ унификации изделий и их элементов 

Анализ унификации ТП и их элементов 

Проектирование ГТП (группов. тех. проц.) на уровне ком-
пановочных решений  

Проектирование оснащения

Моделирование обработки детали

Группирование деталей

Проектирование производственных процессов 

 
          
         9 
         
 
        10 
 
          

Рис. 2 

 

Моделирование работы производственных процессов по 
прогнозу 

Анализ результатов моделирования, формирование плана 
корректировки деталей