Автоматическая линия для технологических операций

(51) 4 0 01 В 5/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Центральный научно-исследовательский и конструкторский институт топливной аппаратуры автотракторных и стационарных двигателей (72) Л,В.Сегалович, Г,И.Панин, С.Н,Любомиров, Э,К,Зарецкий, Г,ф,Шеметилло, В,А.Неметигло, С,М,Вайханский, Г,Л.Ляховицкая, Я.П.Терехович, В.А.Колосков, И.Я.Гольдфарб, И,М.Суровикин, С.Б,Тарасов, З.М.Газдиев, М,Л,Ниский и В. Н.Черников (53) 531.717(088,8)(56) Авторское свидетельство СССР В 934189, кл. С 01 В 5/02, 1974.Грачев Л,Н, и др. Автоматизированный участок с групповым программным управлением для механической обработки деталей типа тел вращения, - Станки и инструмент, 1972, В 4, с. 7-8.(54)(57) 1, АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ, содержащая ряд последовательно расположенных технологических позиций с устройствами управления нижнего уровнятехнологическими позициями, каждоес программно управляемым приводом,блоком памяти промежуточных результатов и средствами передачи информации, транспортную систему, выполненную в виде последовательно расположенных транспортных секций со своими устройствами управления, а также устройство управления верхнегоуровня, связанное командными и информационными шинами с устройствамиуправления нькнего уровня технологическими позициями и секциями транс -портной системы, включающее блок переработки технологической информации и блок передачи командной (программной) информации устройствам управления нижнего уровня. о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения производительности и технолсгической гибкости, каждая технологическая позиция вь.голнена в вцдеизмерительной станции для одного илинескольких раз;,ерных параметрог, измерительные станции размещены на расстояниях, равных или кратных шагутранспортной гистемь;, устройства управления секциями транспортной системы выполнены независимыми для каждой позиции и снабжены программноуправляемьиприводами, а устройства управления нижнего уровня технологическими позициями снабжены связанными с устройством у,равленияверхнего уровня средствами изменения командной (программной) информации в процессе выполнения технологических операций.2, Автоматическая линия по п, 1,о т л и ч а ю щ а я с я тем, чтосредства изменения командной (программной) информации выполнены в виде свободной зоны памяти в устройст-.вах управлеиия нижнего уровня, технологического арифметическо-логического устройства и канала двустороннего обмена технологической информацией с устройством управления верхнего уровня, 1527471Изобретение относится к измерительной технке, а именно к многопозиционным автоматическим измерительным линиям.Известны многопозиционные контрольно-измерительные автоматическиелинии, содержащие ряд последовательно установленных измерительных позиций, транспортную систему, расположенную вдоль автоматическои линии иустройство управления измерительнымипозициями и транспортной системой.Устройство управления построено пожесткому алгоритму, такт работы линии постояен и определяется временем работы измерительной позиции ссамым длительным циклом 1 1,Известны также автоматические линии для технологических операций,содержащие ряд последовательно расположенных технологических позицийс устройствами угравления нижнегоуровня техологическими позициями,каждое с программно управляемым приводом, блоком памяти промежуточныхрезультатов и средствами передачиэтой информации, транспортную систему, выполненную в виде последовательно располо" енньх траспортыхсекций со своими устройствами управления, а таже устройство управленияверхнего уровня, связанное командными и информациоыми шинами с устройствами управл-ия нижнего уровнятехнологическими позициями и секциями транспортной системы, содержащее блок переработки технологической информации и блок передачи командной (программой) информацииустройствам управления нижнего уровня. Устройств управления нижнегоуровня выполнены в виде устройстваЧПУ с памятью на магнитной ленте. Впроцессе отрабогки программы изменение г оследей невозможно 2 ,11 ри последовательном прохождениизаготовками технологических позиций такт линии определяется временем цикла самой медленной позиции,что снижает производительносгь автоматической линии,Целью иэобретения является повышение производительности и техало гической гибкости линии.Достижение цели обеспечиваетсятем, что в автоматической линии длятехнологических операций, содержащейряд последовательно расположенных 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 технологических позиций с устройствами управления нижнего уровня технологическими позициями, каждое с программно управляемым приводом, блоком памяти промежуточных результатов и средствами передачи информации, транспортную систему, выполненную и виде последовательно расположенных транспортных секций со своими устройствами управления, а также ус ройство управления верхнего уровня, связанное командными и информационными шинами с устройствами управлеия нижнего уровня технологическими позициями и секциями транспортной системы, включающее блок переработки технологической информации и блок передачи командной (программной) информации устройствам управления нижнего уровня, каждая техологическая позиция выполнена в виде измерительной станции для од; ного или нескольких размерных параметров, измерительные станции размещеы на расстояниях, равных или кратных шагу транспортной системы, устройства управления секциями транспортой системы выполнены независимыми для каждой позиции и снабжеы программно управляемыми приводами, а устройства управления нижнего уровня технологическими позициями снабжены связанными с устройством управления верхнего уровня средствами изменения командной (программной) информации в процессе выпол ения технологических операций.Автоматическая линия для технологических операций отличается также и тем, что средства изменения командной (программной) информации выполнены в виде свободной эоны памяти ь устройствах угравления нижнего уровня, технологического арифметическо-логического устройства и канала двустороннего обмена технологической информацией с устройством управления верхнего уровня.На фиг, 1 дана общая структура автоматической линии; на фиг. 2 измерительная станция для измерения диаметров и формы поверхностей вращения; а фиг. 3 то же, для измерения осевых размеров; на фиг, 4 структура устройсгв управления автоматической линией.Автоматическая линия для технологических операций смонтирована на5 15274 основании 1, где с шагом Я установ- - лены измерительные станции 2-5, Между станциями размещены приемники ответвляющего потока деталей (приемники брака), которые могут быть5 как односекционными 6 и 7, так и двухсекционными 8, В конце линии размещен многосекционный приемник 9 продукции с секциями, предназначенными для разных групп качества выходящей продукции, Вдоль линии размещена транспортная система 10 с позиционным приводом 11 продольного перемещения. Для загрузки заготовок линия снабжена бункерным питателем 12 с механизмом 13 поштучной выдачи. С каждой измерительной станцией сблокировано устройство 14 управления нижнего уровня. Каждая секция 20 транспортера снабжена поперечным досыпателем 15 с программно управляемым приводом 16 и устройством 17 управления секцией транспортной системы (фиг; 2), В состав линии вхо дит устройство 18 управления верхнего уровня (фиг. 1), связанное с устройствами управления нижнего уровня, и пульт 19 управления.36Измерительные станции и секции транспортной системы раскрыты более подробно на фиг, 2 и 3, В каждой секции транспортной системы содержится хотя бы один программно управляемый привод 16 (привод поперечного досылателя). В состав программно управляемого привода входят электродвигатель 20, кинематическая (рычажно-шестеренчатая) передача 2 1 и 22 и кодовый преобразователь 23. Изме 40 рительные станции, выполняющие внутренние измерения, содержат подвижную каретку 24 (фиг, 2), программно управляемый привод 25 перемещения каретки, состоящий из двигателя 26, кинематической передачи 27 и кодового преобразователя 28. В зависимости от типа контрольных операций станция оснащается средствами 29 и 30 базирования, измерительными рычагами 31 соответствующих конфигураций и преобразователями 32, связанными с упомянутыми измерительными рычагами. В состав станции могут входить вспомогательные устройства 33 и 34, для вращения детали, арретирования и т.п., также снабженные программно управляемыми приводами. 71 6Вспомогательные устройства могутсодержаться и в секциях транспортной системы (фиг, 3), В представленной на этом чертеже секции содержится второй программно управляемыйпривод 35 установки на измерительную позицию образцовой детали 36.СтРуктура средств управления автоматической линией представлена нафиг, 4. Структурные блоки на этойсхеме обозначены следуюшими позициями: устройство 32 управления верхнего уровня (УУВУ), устройство 38управления нижнего уровня (УУНУ)(в ссстав автоматической линии входит несколько таких устройств), устройство 39 управления секцией транспортной системы (УУСТ) (в составеЙ 1 также несколько таких устройств),канал 40 связи с шинами адреса, команд и технологической информации,пульт 19 управления автоматическойлинией (УУВУ),Устройство управления верхнегоуровня содержит блок 41 управления исинхронизации с регистром 42 команд,Оперативное запоминающее устройство(дЗУ) 43, постоянное запоминающееустройство (ПЗУ) 44, арифметическологическое устройство (ЛЛУ) ч 5 нсвязанный с ним блок 46 регистрациидиспетчерских данных, характеризующих работу линии (число деталей,прошедших линию, число годных деталей и забракованных по параметрам,число простоев, время и шифр простояи т.п.).УУВУ содержит также регистр 47команд, связанный со всеми устройствами управления нижнего уровня шиной двустороннего обмена, и регистр48 адреса, определяющий направлениесигнала и адрес устройства, которомупередается (принимается) командаКроме того, УУВУ содержит регистр49 обмена технологической информаци-ей, связанный с УУНУ шинами двустороннего обмена, и регистр 50 прерываний, связанный линией запроса прерывания со всеми устройствами нижнего уровня, установленных на измерителЬных станциях и секциях транспортной системы.Каждое из устройств угравленнянижнего уровня (УУНУ) содержит свойблок 51 управления и синхронизациидля работы устройства как в режимеподчиненности, так и в автономномрежиме. Для автономного режима предусмотрен пульт 52. В состав устройстга входит технологическое арифметическо-логическое устройство (АЛУТ)53, ОЗУ 54 и ПЗУ 55, а также регистр56 команд, в котором хранится и расшифровывается очередная команда Вустройстве содержатся также блоки 57управления приводами (БУП), которых10может быть несколько в зависимостиот числа программно управляемых приводов. На фиг, 4 обозначены электродвигатели 58, кодовые преобразователи 59 измерительные преобразоватеУ 4 15ли 60, входящие в состав станции,дополнительные устройства 61. Длясвязи с устройством верхнего уровня предусмотречы регистр 62 вводавывода для передачи управляющих камацд и запросов и регистр 63 обменатехнологической информацией.Устройство управления секциейтранспортной системы также содержитсвой блок 64 управления и синхронизации, регистр 65 команд, технологическое Ж 1 У Ь 6, ПЗУ 67, блоки 68 управления приводом. Управляемые этими блоками двигатели и кодовые преобразователи обозначены соответственно позициями 69 и 70. Для обмена сустройством верхнего уровня предусмотрены регистры ввода-вывода 71 иобмена технологической информацией72. Для автономного управления секцией транспортной системы предусмот 35рец технологический пульт 73, Всеустройства управления снабжены индивидуальцьии источниками питания(не показаны).40Автоматическая линия для технологических операций работает следующимобразом.Из бункерого питателя 12 через механизм 1" поштучной выдачи заготовкипоступают на входную измерительную стан 45цию 2, где выявляется пригодность детали для котроля (блокировочная позиция),.а оттуда транспортной системой переносятсяпоследующим измерительнымстанциям. Результаты измерения, зафиксированные измерительными преобразователями 32 в цифровой форме передаются ц связанное с этой позициейустройство управления нижнего уровня, где выполняется первичная обработка результатов измерений, Эта обраббтка выполняется с помощью технологического АПУ 53 по программе,хранящейся в ОЗУ 54 (типовые циклы обработки информации хранятся в ПЗУ 55), По результатам измерения прокоцтролированную деталь относят к той или иной группе качества и результат разбраковки передается в устройство управления верхнего уровня через регистр 63 обмена технологической информацией. В течение цикла коцтроля в соответствии с управляющей программой могут выполняться перемещения измерительных и вспомогательных механизмов с помощью программно управляемых приводов (блок 57 управления приводом, управляемый электродвигатель 58). Перемещение узлов и механизмов контролируется кодовыми преобразователями 59. Движение считается законченным, когда вьходящий с преобразователя код совпадает с заданным. После окончания программы контроля устройство управления нижнего уровня через регистр ввода-вывода подаст сигнал об окончании цикла. Устройство управления верхнего уровня выполняет логическую обработку сигналов всех измерительных станций и подает команду ца включение секций транспортной системы, В зависимости от результатов контроля на предыдущих станциях секциям транспортной системы могут быть поданы команды, вызывающие различные Функции транспортера; перенос на последующую позицию, перенос в тот или иной приемник брака или группы качестваПриводы секций транспортера также снабжены кодовыми преобразователями, что позволяет задавать программу работы транспортера в числовой форме,Устройство управления верхнего уровня следит за группой качества каждого иэ проконтролированных объектов вплоть до его сброса в бункер брака или соответствующей группы качества. Число объектов каждой группы отмечается блоком 46 регистрации диспетчерских данныхИзмерительные станции, контролирующие параметры с жесткими допусками, нуждаются в периодической перепроверке и поднастройке по образцовым деталям, Устройство управления верхнего уровня задает периодичность такой цоднастройки, По команде этого устройства на соответствующую измерительную позицию устанавливают образцовую деталь 36, для чего подают соответствующую команду секции транспортера. Результат измерения образцовой детали усредняется устройством управления нижнего уровня и переда"5 ется в верхний уровень. Так выполняется сравнение результата измерения с действительным размером образцовой детали и вырабатывается величина по правки, которая возвращается устройству управления нижнего уровня. Для того, чтобы поднастройка позиций отнимала минимальное время, используется следующая стратегия поднастроек. После исчерпания межповерочного периода устройство управления верхнего уровня ожидает перед поверяемой позицией пустого места, образовавшегося вследствие невыдачи 20 детали бункерным питателем или забракования очередной детали на предыдущих позициях.Производительность автоматической линии увеличивается также за счет 25 того, что при возникновении в техно логическом потоке пустого места ра" бота транспортной системы начинается до окончания работы измерительной станции, следующей эа пустым местом. 3 О Это позволяет уменьшить такт работы линии, делая его в ряде случаев меньшим, чем длительность самой длительной контрольной операции, Структура линии позволяет изменять дли 35 тельность контрольных операций в зависимости от конкретных ситуаций, Например, если результат измерения лежит вблизи границы поля допуска (в зоне допустимьм погрешностей иэ мерения), то для повышения достоверности выполняется серия последовательных измерений, а эа результатизмерения принимается среднее иээтой серии, Цикл контроля в этомслучае соответственно удлиняется, атакт линии приспосабливается к этому удлиненному циклу, Последующиесекции транспортера выполняют перегрузки деталей, а образовавшиесяпустые места используются для выполнения перепроверок. В случае высокой технологической стабильности отдельньм параметров (результаты измерений лежат далеко от границ поля допуска) измерительные станции, контролирующие эти параметры, переходят по команде устройства верхнего уровня на контроль по сокращенной программе, например измерение овальности выполняется не за целый оборот, а за половину оборота детали. Устройство управления верхнего уровня отменяет сокращенную программу контроля в случае нарушения технологической стабильности контролируемых параметров.Если в результате контроля возникнет непредусмотренная программой ситуация, или результаты измерения свидетельствуют о массовом браке, устройства управления нижнего уровня подают аварийный сигнал по каналу прерываний (через регистр 50 прерываний), Устройство управления верхнего уровня по этим сигналам либо включает программу полной перепроверки измерительных станций, либо останавливает работу линии и подает аварийный сигнал.Заказ 7500/45 Тираж 683 Подписное ВЩПП 111 Государственного комитета по изооретениям и с ткрмтиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5