Linie Flexibila de Fabricare A Brioselor [PDF]

Zitiervorschau

CUPRINS

CAPITOLUL I. GENERALITĂȚI LINII FLEXIBILE DE FABRICAȚIE ............................................. 4 1.1. Definirea sistemelor de fabricație flexibilă ............................................................... 4 1.2. Stadiul actual al sistemelor CIM ............................................................................... 6 1.2.1. Fabricația asistată de calculator ……………………………………………...6 1.3. Fabricația flexibilă ..................................................................................................... 9 CAPITOLUL II. MODELARE CU REȚELE PETRI ............................................................................... 11 2.1. Introducere ............................................................................................................... 11 2.2. Utilizarea rețelor Petri în modelarea și simularea liniilor flexibile de fabricație .... 13 2.2.1. Rețele Petri binare ………………………………………………………… 13 2.2.2. Rețele Petri cu arce multiple …………………..…………………………..14 CAPITOLUL III. LINIA FLEXIBILĂ DE FABRICAȚIE A BRIOȘELOR ........................................... 15 B I B L I O G R A F I E .................................................................................................... 19

3

CAPITOLUL I. GENERALITĂȚI – LINII FLEXIBILE DE FABRICAȚIE Procesele tehnologice moderne se impun a fi automatizate și informatizate pentru a avea o productivitate mare și un consum de energie redus. Automatizarea și robotizarea au devenit un factor decisiv de dezvoltare în industria fiecărei țări. Fără a mai socoti impactul avut asupra creșterii productivității muncii, ele imprimă un puternic impuls îmbunătățirii condițiilor de muncă (în special celor monotone sau periculoase), întăririi controlului asupra siguranței în funcționare a instalațiilor industriale, contribuind la economisirea de energie și de materii prime, la optimizarea costurilor de infrastructură și a stocurilor, la realizarea unor operații de producție complexe și, de asemenea, la creșterea calității produselor și serviciilor. Noțiunea de fabricație flexibilă este similară cu CIM (Computer Integrated Manufacturing), adică fabricația integrată cu computerul. În acest context, automatica, robotica și informatica sunt componente principale. Aplicate în procesele de producție, acestea au dus la dezvoltarea automatizării flexibile, utilizând cunoștințe complexe de producție, mecanică, electronică, informatică, automatică, etc., conducând în final la apariția unui nou concept, de Sisteme Flexibile de Fabricație (Flexible Manufacturing System FMS). În utilizarea sistemelor CIM, printre avantaje se numără productivitatea ridicată, reducerea costurilor de producție, creșterea gradului de utilizare a echipamentelor, reducerea timpilor neproductivi, toate acestea în condițiile păstrării unui grad de flexibilitate ridicat. Pentru a îndeplini aceste cerințe, în cadrul sistemelor CIM se folosesc echipamente de producție flexibile, dar mai ales strategii de conducere speciale care se bazează pe un grad înalt de automatizare. Pe baza acestor considerente, astăzi este absolut esențială utilizarea acestor sisteme, cât și instruirea specialiștilor care lucrează efectiv în cercetare și producție, în vederea asimilării și integrării acestor tehnologii avansate în noile sisteme de proiectare și producție.

1.1.

Definirea sistemelor de fabricație flexibilă

S.F.F. reprezintă un grup de mașini unelte cu comandă numerică (M.U.C.N.) legate între ele printr-un sistem automat de transport și manipulare a pieselor și sculelor, comandat de calculator, care realizează prelucrarea automată în serii mici și mijlocii a oricărei piese aparținând unei familii de piese cu asemănări morfologice și/sau tehnologice, în limitele unei capacități și ale unui algoritm de fabricație prestabilite. Structura generală a unui S.F.F., sub forma schemei bloc (fig. 1.1) permite evidențierea funcțiilor generale ale sistemului:  funcția de prelucrare automată a pieselor;  funcția de depozitare, transport și manipulare automată;  funcția de comandă automată a tuturor componentelor sistemului și de supraveghere, control și diagnostic automate. 4

Fig.1.1 Structura generală a unui S.F.F.

Funcția de prelucrare automată se realizează în cadrul subsistemului tehnologic al S.F.F., având în componență posturile de lucru PL (fig. 1.1) și mijloacele de manipulare a pieselor și sculelor. Realizarea acestei funcții presupune alimentarea automată cu piese și scule a mașinii, schimbarea automată a poziției piesei în dispozitivul de centrare/fixare, prelucrarea propriu-zisă în comandă numerică și, eventual, optimizarea procesului de așchiere pe mașina unealtă. Pot fi incluse aici și posturile de spălare automată și mașinile automate de măsurat. Posturile de lucru PL pot fi și posturi pentru montarea automată. Funcția de depozitare, transport și manipulare automată se referă la fluxul automat al materialelor în S.F.F. și include mai multe funcții parțiale: înmagazinarea automată a pieselor, sculelor, dispozitivelor si materialelor auxiliare;  căutarea și livrarea în sistem a piesei, sculei, dispozitivului. etc. în mod automat;  transportul automat al pieselor, sculelor, dispozitivelor și materialelor auxiliare între depozite și mașini;  manipularea pieselor, sculelor și dispozitivului în depozite;  colectarea și evacuarea așchiilor și lichidelor de răcire-ungere utilizate din sistem. Condiția principală în funcționarea subsistemului de depozitare și transport este ca transferul materialelor să se efectueze totdeauna la locul și momentul potrivit. Funcția de comandă, supraveghere, control și diagnostic dintr-un S.F.F. este realizată de subsistemul informațional prin fluxul informațional care se transmite în 2 sensuri: sensul direct, al

5

informațiilor de comandă și sensul invers, al informațiilor de supraveghere, control și diagnostic. Funcția de comandă automată se realizează cu ajutorul unuia sau mai multor calculatoare ce lucrează în timp real și al unităților locale de comandă (echipamente CNC la MU, automate programabile la sistemele de manipulare și transport, microcalculatoare pentru comanda depozitelor automate etc.). Programele de calculator furnizează întregului sistem informațiile tehnice și organizatorice necesare pentru comanda procesului de prelucrare pe MU și pentru comanda operativă a producției (comanda depozitelor de piese și scule, comandă sistemul de transport, tipul pieselor în lucru, mărimea și succesiunea seriilor de prelucrare, încărcarea MU etc.). Funcția de comandă, supraveghere, control și diagnosticare realizează monitorizarea S.F.F. și poate include mai multe funcții:  supravegherea stării sculelor;  supravegherea procesului de prelucrare pe MU;  supravegherea funcționării mașinilor și celorlalte componente fizice și diagnosticarea diverselor defecțiuni;  supravegherea desfășurării fabricației;  controlul automat al pieselor prelucrate etc. Informațiile pentru realizarea acestor subfuncții sunt obținute din sistem cu ajutorul unor traductoare, senzori, aparate de măsură etc. și se transmit, în sens invers, către calculatorul de proces.

1.2. Stadiul actual al sistemelor CIM 1.2.1. Fabricația asistată de calculator

Fabricația asistată de calculator, Computer Aided Manufacturing - CAM, realizează conducerea și supravegherea mijloacelor de producție la execuția produselor în procesul de fabricație. CAM se bazează pe comanda directă a mașinilor unelte cu comandă numerică (MUCN) și a roboților industriali (RI), instalațiilor de proces, echipamentelor de manipulare, transport și stocare. Odată stabilite procedeele tehnologice sunt realizate programele pentru MUCN, RI, sisteme de transport și stocare care sunt arhivate până la lansarea comenzii pentru execuția produsului, moment în care ele sunt utilizate de către CAM. Principalele caracteristici ale fabricației asistate de calculator sunt legate de creșterea gradului de automatizare a operațiilor specifice procesului de producție, asociată cu descentralizarea responsabilității în realizarea operațiilor până la nivelul cel mai scăzut în execuția lor. Aceste caracteristici se regăsesc la nivelul celulei, la nivelul căreia se regrupează cinci funcțiuni de bază: pregătirea materialului, planificare - programare, fabricație, stocare și funcțiuni auxiliare intermediare. Funcția de bază, fabricația, prin care se adaugă valoare materialului brut, se realizează la nivelul celulei de fabricație care constă în principal din mai multe MUCN-uri și RI, fiecare cu un sistem propriu de control alimentat cu date și informații de la sistemul general de control. Computer Integrated Manufacturing (C.I.M.) sau sistemul integrat de producție definește reuniunea dintre CAE (Computer Aided Engineering) și PPS (Production Planning System), în care mai multe calculatoare lucrează interconectate folosind baze de date extinse. Descrie în fapt integrarea calculatorului în toate domeniile activității întreprinderii legate de producție. Se realizează astfel sinteza informațiilor tehnologice între CAE și PPS, respectiv 6

integrarea funcțiilor organizatorice și tehnice pentru realizarea produsului. Termenul de CIM a fost introdus în anul 1970 și conform SME (Society of Manufacturing Engineers) CIM este un concept sau o metodologie și nu un lucru care poate fi procurat, adică unul dintre modurile ideale pentru un înțeles exact al automatizării întreprinderii. Automatizarea complexă și flexibilă reprezintă astăzi un deziderat major al oricărei industrii moderne, competitive tehnologic pe plan mondial. Creșterea performanțelor instalațiilor tehnologice care se cer automatizate, ridicarea criteriilor de eficiență și productivitate, impun echipamentelor de automatizare noi cerințe care se evidențiază prin următoarele caracteristici:  sporirea fiabilității și preciziei de funcționare;  îmbunătățirea comportării dinamice;  reducerea consumurilor de energie și de materiale;  miniaturizarea și modularizarea componentelor și aparatelor;  simplificarea operațiilor de montare, întreținere și depanare;  tipizarea interfețelor și consolelor operator. Un rol important în îndeplinirea acestor cerințe revine activităților asistate de calculator, în special prin introducerea proiectării, planificării producției și atestării calității, prin care se realizează o reducere considerabilă a timpului consumat pe produs, se facilitează analiza variantelor constructive în vederea stabilirii soluției optime și, prin simulare numerică, se elimină unele testări experimentale, dificile și costisitoare, din faza de predimensionare. Automatizarea flexibilă reprezintă un element esențial în tehnica de producție, în măsura în care componentele parțiale, sistemul de fabricație, de transport și de stocare devin soluții structurale pentru întreprinderi. Un sistem de fabricație integrat cu calculatorul se compune (fig.1.2) din urmatoarele subsisteme: 1. linia de transfer – transportoare, roboți; 2. linia de prelucrare – mașini unelte, roboți; 3. linia de manipulare – manipulatoare, roboți ; 4. sistem de conducere și control – calculatoare, PLC, instalație de control, camere video; 5. linia de stocare (înmagazinare).

Reţea date

Comenzi conducere CNC AP

Conducere

CNC

Conducere

transportor

AP

robot

Centru de

Robot

MUCN

prelucrare Post Reglare

TPP

PR Fig.1.2 Sistem de fabricație integrat cu calculatorul

7

Magazie de scule

În ceea ce privește prima generație de sisteme flexibile (fig. 1.3), mașinile cu comandă numerică (NC) sunt înlănțuite una cu cealaltă prin căi de rulare ale sistemului de transport tradițional astfel încât derularea fluxului de piese să se poate modifica într-o manieră flexibilă. Dacă nu sunt stocări integrate, sistemul de transport servește pentru acumulări de material, iar comanda fluxului de material nu se efectuează sub forma unui reglaj de procedee, ci prin compensarea datorată gradului de ocupare al mașinilor calculat pe parcursul procedeului, mașini ce dispun de comenzi numerice autonome. Reducerea riscurilor tehnice, realizarea pe termen scurt, ca și posibilitatea de integrare cât mai facilă în mediul de producție au condus la o dezvoltare progresivă a sistemelor flexibile. Structurile din cea de a doua generație și respectiv a treia generație de sisteme flexibile s-au dezvoltat pornind de la această bază de cercetare. Criteriile principale de clasificare a sistemelor de fabricație sunt: - caracteristica procesului de transformare (de prelucrare), - modul de implicare sau neimplicarea factorului uman, - gradul de închidere a procesului de fabricație pentru diferite categorii de produse. După caracteristica procesului de transformare sistemele de fabricație se clasifică în: - sisteme de fabricație pentru obținerea prelucrării prin procedee de separare (așchiere); - sisteme de fabricație și sisteme flexibile de prelucrare prin procedee de deformare; - sisteme de fabricație pentru prelucrări (asamblări) nedemontabile (nituire); - sisteme de fabricație pentru operații de montaj. După modul de implicare sau neimplicare a factorului uman: - sisteme flexibile parțial automatizate; - sisteme flexibile automatizate cu pregătirea exterioară a reechipării liniei; - sisteme flexibile automatizate care necesită supraveghere de avarie şi rearanjare a rezervei de către operatori; - sisteme flexibile automate care necesită implicarea factorului uman numai pentru programarea și întreținerea planificată a liniei. După gradul de închidere a procesului de fabricație pentru diferite categorii de produse: - sisteme care permit închiderea procesului de fabricație printr-o sarcină dată; - sisteme de fabricație ce realizează numai o parte a procesului de fabricație pentru un sistem dat.

8

A1

A2

B1

B2

Cale de rulare

E A E

A

A1

A2

B1

B2

Magazie

A1

A2

B1

B2

E

A C1

P1

C2

Linie de transfer Fig.1.3 Prima generație de CIM-uri

Cele mai utilizate CIM-uri în momentul de față sunt: CIM – FESTO de concepție europeană și CIM – DENFORD de concepție americană, implementate cu succes atât în domeniul educațional, cât și în domeniul celor mai diverse activități de producție.

1.3. Fabricația flexibilă Sistemele tehnologice actuale de fabricație trebuie să se adapteze rapid, continuu și eficient la modificările frecvente ale produselor datorate modernizării acestora, pentru a corespunde necesităților în continuă schimbare ale clienților, menținerii competitivității pe piață, existenței unei concurențe dure, păstrării unui profit acceptabil, în condițiile reducerii seriilor de fabricație și diversificării produselor. Apare din ce în ce mai mult necesitatea unui grad cât mai mare de automatizare și flexibilitate a proceselor industriale discontinue pentru producția de serie mică și unicate, cerință care se realizează prin introducerea pe scara largă a roboților industriali, manipulatoarelor automate și sistemelor de comandă pe bază de PC, în scopul creșterii productivității, reducerii numărului de muncitori necesari în mod special în mediile de lucru dificile (toxicitate, zgomot, căldură, etc.) și a cheltuielilor sociale aferente creșterii calității produsului finit și menținerii constante a acesteia un timp îndelungat, adaptării mai ușoare a produselor la cererea pieței și îmbunătățirea raportului calitate/preț. Tehnologia clasică, privită ca arta de a fabrica produse, este înlocuită astăzi de fabricația flexibilă, activitate care reprezintă arta de a fabrica produse utilizând tehnologiile cele mai recente, adică tehnologiile asistate de calculator. 9

Această noțiune este similară cu CIM (Computer Integrated Manufacturing), adică fabricarea integrată cu ajutorul computerului. În acest context, automatica, robotica și informatica sunt componente principale. Aplicate în procesele de producție, acestea au dus la dezvoltarea automatizării flexibile, utilizând cunoștințe complexe de fabricație flexibilă, mecanică, electronică, informatică, automatică, etc., apărând în final un nou concept: Sistem Flexibil de Fabricație (Flexible Manufacturing System- FMS). Din punct de vedere al mărimii acestea se pot clasifica pe patru nivele (fig. 1.4): celula flexibilă de producție, linie flexibilă automată, atelier flexibil automatizat și fabrica flexibilă automatizată.

Fig.1.4 Ierarhizarea sistemelor de fabricație

Proprietatea de flexibilitate este dată de posibilitățile de programare și reprogramare automată a stațiilor de prelucrare a pieselor, asigurarea sculelor necesare, transportul automat al pieselor între mașini (stații), deservire automată a stațiilor cu scule și piese și depozitare automatizată. Dezvoltarea sistemelor de fabricație flexibilă robotizată s-a facut în special pe seama industriei automobilului. Realizarea roboților inteligenți a condus la apariția celor mai moderne sisteme de fabricație flexibilă robotizată. Preocupările din ultimii ani s-au orientat din ce în ce mai mult către domeniile industriale la care activitatea de producție se desfășoară în condiții deosebit de grele și impune măsuri de protecție speciale. Dintre aceste domenii putem aminti: industria metalurgică, industria nucleară, industria chimică și industria extractivă. Realizarea sistemelor de fabricație flexibilă din aceste domenii a fost posibilă deoarece au fost construiți și roboți industriali pentru condiții grele de lucru. Ca exemplu putem aminti: mașina de perforat de tip robot cu șase grade de mobilitate și robotul minier JOY 16CM-Anderson.

10

CAPITOLUL II. MODELARE CU REȚELE PETRI 2.1 Introducere Creșterea în complexitate a sistemelor industriale moderne, precum producția, controlul procesului, sisteme de comunicații etc., a indus apariția a numeroase probleme privind dezvoltarea acestora. În faza de planificare apare confruntarea cu capabilitățile crescute ale acestor sisteme, datorită combinațiilor unice de hardware și software care operează sub un număr mare de constrângeri ce rezultă din resursele limitate ale sistemului. În condițiile naturii complexe și intensive a capitalului sistemelor moderne industriale, designul și operarea acestora necesită modelare și analiză pentru selectarea alternativei optime de design și a politicii de operare. Este bine cunoscut faptul că fluxul în procesul de modelare poate contribui substanțial la timpul și costul de dezvoltare. Chiar și eficiența operațională poate fi afectată. Din acest motiv, o atenție specială trebuie acordată corectitudinii modelor care sunt folosite la toate nivelurile de planificare. Ca unelte grafice și matematice, rețelele Petri asigură un mediu uniform pentru modelare, analiză formală și design al sistemelor cu evenimente discrete. Unul dintre principalele avantaje al folosirii rețelelor Petri îl constituie faptul că același model este folosit atât pentru analiza proprietăților comportamentale și evaluarea performanțelor, cât și pentru construcția sistematică a simulatoarelor și controlerelor cu evenimente discrete. Rețelele Petri au fost numite după Carl A. Petri, care a creat în 1962 o unealtă matematică sub formă de rețea pentru studiul comunicării cu automatele. Dezvoltarea lor ulterioară a fost ușurată de faptul că rețelele Petri pot fi folosite pentru modelarea unor proprietăți precum sincronizarea proceselor, evenimente asincrone, operații concurente, rezolvarea conflictelor sau partajarea resurselor. Aceste proprietăți caracterizează sistemele cu evenimente discrete care includ sistemele automate industriale, sistemele de comunicare și sistemele bazate pe calculator. Toate acestea transformă rețelele Petri într-o unealtă promițătoare și o tehnologie pentru aplicații în automatizări industriale. Ca unealtă grafică, rețelele Petri asigură un puternic mediu de comunicare între utilizator (de regulă, inginer) și client. Cerințele complexe din caietele de sarcini pot fi reprezentate grafic folosind rețele Petri în locul unor descrieri textuale ambigue sau al unor notații matematice dificil de înțeles de către client. Acest aspect, combinat cu existența unor unelte computerizate care permit simularea grafică interactivă a rețelelor Petri, asigură inginerilor de dezvoltare o unealtă puternică ce să îi asiste în procesul de dezvoltare al sistemelor complexe. Ca unealtă matematică, un model de rețea Petri poate fi descris de un set de ecuații lineare algebrice sau de alte modele matematice care să reflecte comportamentul sistemului. Acest lucru permite o verificare formală a proprietăților asociate comportamentului sistemului vizat (relații de precedență între evenimente, operații concurente, sincronizările necesare, eliminarea situațiilor de blocare (deadlock), activitățile repetitive și excluderile mutuale ale resurselor partajate, pentru a aminti câteva dintre ele). Validarea modelului prin simulare poate doar produce un set limitat de stări ale sistemului modelat, și astfel poate arăta doar prezența (nu și absența) erorilor din model și specificațiile sale de bază. Abilitatea rețelelor Petri de a verifica formal modelul este importantă în mod special pentru sistemele în timp real critice din punct de vedere al securității, precum sistemele de control al traficului aerian, sistemele de control al traficului 11

feroviar, sistemele de control al reactoarelor nucleare etc. Rețelele Petri au fost folosite pentru modelarea sistemelor de timp real tolerante la defectare și critice din punct de vedere al securității, pentru detectarea erorilor și pentru monitorizarea proceselor. Un domeniu de succes de aplicare al rețelelor Petri îl constituie modelarea și analiza protocoalelor de comunicare (încă de la începutul anilor ’70). În ultimii ani au fost propuse câteva abordări care permit construirea modelelor de rețele Petri pentru protocoale din specificațiile scrise într-un limbaj relativ nespecializat. Rețele Petri, însă, au fost folosite în mod extensiv pentru modelarea și analiza sistemelor de producție. În acest domeniu, rețeaua Petri reprezenta linii de producție cu buffer-e, sisteme automate de producție, sisteme flexibile de producție, linii automate de asamblare, sisteme cu partajarea resurselor și, recent, sisteme de producție de tip just-in-time. Un alt domeniu de succes îl constituie aplicarea rețelelor Petri în modelarea controlerelor secvențiale. Controlerele logice programabile (PLC) sunt folosite în mod uzual pentru controlul secvențial al sistemelor automate. Ele sunt proiectate folosind diagrame logice scară (ladder logic diagrams), care sunt cunoscute ca fiind dificile de depanat și modificat. Controlerele secvențiale bazate pe rețele Petri, pe de altă parte, sunt ușor de proiectat, implementat și întreținut. La începutul anilor ’80, Hitachi Ltd. a dezvoltat un controler secvențial bazat pe rețele Petri care a fost folosit cu succes în aplicații reale pentru controlul sistemului de asamblare a pieselor și în sistemul automat de încărcare/descărcare din depozit. Utilizatorii rețelelor Petri, conform statisticilor, au redus substanțial timpul de dezvoltare, în comparație cu metodele tradiționale. Rețele Petri au fost folosite extensiv și în dezvoltări software. Utilizarea în acest domeniu s-a concentrat pe modelarea și analiza sistemelor software, iar cea mai complexă dezvoltare a implicat folosirea rețelelor Petri colorate. S-a demonstrat că acest tip de rețele Petri este un limbaj folositor pentru proiectarea, specificarea, simularea, validarea și implementarea sistemelor software complexe. Ca unealtă matematică, rețelele Petri permit evaluarea performanțelor sistemelor modelate. Performanțele deterministice și stocastice pot fi măsurate și evaluate folosind o gamă largă de modele de rețele Petri care încorporează în definiția lor funcții de timp deterministice și/sau probabilistice. Evaluarea performanțelor poate fi realizată fie prin tehnici analitice, bazate pe rezolvarea proceselor (semi)Markov de bază, sau prin simularea cu evenimente discrete. Folosirea modelelor care încorporează funcții de timp cu distribuție probabilistică permit obținerea ratelor de producție pentru modelele sistemelor de fabricație, capacitatea de producție, întârzieri, capacitatea pentru comunicare și modelele sistemelor cu microprocesor, utilizarea resurselor critice și măsuri de fiabilizare ale acestora. În ultimii ani, această clasă de rețele Petri a fost folosită extensiv pentru modelarea și studiul performanțelor analitice ale sistemelor multiprocesor, ale magistralelor sistemelor multiprocesor, ale canalelor de comunicare DSP, ale arhitecturilor paralele de calculatoare, precum și ale algoritmilor paraleli și distribuiți. Un alt domeniu de aplicare îl constituie rețelele de comunicare. S-a lucrat pe rețele locale cu fibră optică (Fiber Optics Local Area Networks) precum Expressnet, Fastnet, DNet, U-Net, Token Ring. Protocoalele de tip fieldbuss, precum FIP și ISA-SP50 au atras foarte multă atenție în ultimii ani, acest lucru fiind oarecum normal, ele fiind rețele importante pentru sistemele industriale complexe. De asemenea, s-a semnalat un interes în creștere pentru modelarea și evaluarea rețelelor de mare viteză (High Speed Networks), cruciale pentru dezvoltarea cu succes a sistemelor multimedia.

12

Rețelele Petri cu extindere de timp, combinate cu tehnici euristice de căutare, au fost folosite pentru modelarea și studiul problemelor de dispecerizare din sistemele de fabricație și din sistemele cu roboți. De asemenea, acest tip de rețele Petri au fost folosite și pentru modelarea și analiza proceselor chimice continue .

2.2 Utilizarea rețelelor Petri în modelarea și simularea liniilor flexibile de fabricație 2.2.1. Rețele Petri binare Modelarea și simularea conducerii și funcționării liniilor de fabricație flexibilă se poate realiza cu ajutorul rețelelor Petri, sistemelor de adunare a vectorilor și diferitelor tipuri de grafuri, GRAFCET, UCLA și LOGOS apărute în completarea rețelei Petri pentru rezolvarea unor probleme specifice ale sistemelor flexibile de fabricație. Din analiza rețelei din fig. 2.1 se poate constata ca aceasta modeleaza cu aproximatie operatia de alimentare/evacuare a unei masini unelte cu obiecte de lucru. Conditiile ca masina unealta sa fie deservita se refera doar la disponibilitatea acesteia, respectiv la existenta piesei in dispozitivul de prehensiune al robotului sau manipulatorului, fara a se lua in considerare si alte conditii necesare unei alimentari corecte.

Fig. 2.1 Rețea Petri pentru procesul de deservire a mașinii-unelte

13

2.2.2 Rețele Petri cu arce multiple Rețelele Petri cu arce multiple sunt asemănătoare rețelelor Petri binare, cu deosebirea că la aceste rețele există cel puțin o poziție care are arcele de intrare și de ieșire de capacitate mai mare decât 1. Aceasta înseamnă că marcajul la cel puțin două poziții este mai mare decât 1. Condiția ca o tranziție să fie executabilă este ca poziția de la care pornește arcul de intrare în tranziție să aibă n marcaje, corespunzătoare capacității maxime a acelei poziții.

Fig.2.2 Rețea Petri cu arce multiple pentru modelarea procesului de alimentare/evacuare a pieselor dintr-un depozit intermediar

Această rețea modelează procesul de alimentare/evacuare a pieselor dintr-un depozit intermediar. Pentru ca numărul de piese de lucru să rămână constant, din când în când trebuie să se comande și suplimentarea pieselor din depozit, secvență care nu se poate desfășura în același timp cu preluarea pieselor în vederea deservirii mașinilor de lucru. Această restricție referitoare la imposibilitatea suprapunerii secvenței de extragere de piese cu secvența de introducere a pieselor impune apariția în rețea a arcelor multiple. Se constată că realizarea extragerii (evacuării) pieselor din depozit impune existența a cel puțin un marcaj în pozițiile p7 și p1 sau p2. Dacă prezența marcajelor este cea din fig. 2.2, atunci se poate realiza tranziția t1 și t2 sau t3, adică se pot extrage piese din depozit cu ajutorul celor doua manipulatoare, dar introducerea de piese noi nu se poate realiza, sau invers, se pot introduce piese noi, dar nu pot fi evacuate piese din depozit. Condiția ca tranziția t3 să fie executabilă este ca p3 să aibă marcaj, iar p7 să aibă două marcaje, care sunt corespunzătoare capacității arcului de intrare în tranziție, capacitate înscrisă pe arc. Se poate deduce că, dacă dispunem de mai mult de două manipulatoare pentru evacuarea pieselor din depozit, de exemplu n manipulatoare sau roboți, atunci capacitățile arcelor duble vor crește la n, iar poziția p7 va putea avea n marcaje. 14

CAPITOLUL III. LINIA FLEXIBILĂ DE FABRICAȚIE A BRIOȘELOR Pentru a realiza o linie flexibilĂ de fabricație a brioșelor avem nevoie de: - 3 benzi de transport; - un cuptor; - un robot ABB IRB 52 pentru a realiza operația de pulverizare a amestecului de ou peste aluatul brioșelor; - un robot ABB IRB 4600-60 care preia brioșele de pe banda de transport și le introduce în cuptor și le scoate după ce s-au făcut; - un robot ABB IRB 360 care ambalează brioșele în cutii; - un robot ABB IRB 4600-60 care preia cutiile și le așează pe paleți. IRB 52 este un robot compact special conceput pentru vopsirea unor piese. Este un robot robust, cu dimensiuni reduse, dar în același timp este flexibil și versatil, cu o viteză de lucru mare și precizie înaltă. Principalele avantaje: De încredere - O combinație de tehnologie dovedită și inovații bine testate. Rapid - de mare viteză în toate direcțiile (x,y,z). Exact – repetă mișcările cu mare acuratețe, rezultând produse de înaltă calitate. Flexibil - opțiuni de montare versatile, salvează spațiu. Compact - Nevoi de ventilare mai mici, eficiență energetică ridicată. IRB 52 vine în două versiuni: - IRB 52 / 1.2 m- braț vertical - IRB 52 / 1,45 m- braț vertical În cazul acestei linii flexibile este folosit pentru pregătirea (pulverizarea oului) în vederea coacerii.

15

Robotul IRB 4600 este un robot destinat în special operațiilor de paletizare a mărfii (capacitatea de încărcare de până la 60 kg). Prezintă o mare acuratețe și un randament foarte ridicat. Avantaje: - prezintă cea mai mare acuratețe în controlul mișcării de pe piață; - raza mare de acțiune (brațul ridicat atinge 1,73 m); - cicluri de lucru mai scurte (20-25% mai scurt decât a predecesorilor săi); - posibilități de montare multiple; poate fi montat pe podea, semi-raft, înclinat sau chiar agățat. - protecție înaltă – standardul IP 67- medii dure.

Robotul IRB 360 De aproape 15 ani, ABB IRB 360 FlexPicker este lider pe piață datorită vitezei mari de ridicare și de ambalare. Comparativ cu automatizările convenționale, IRB 360 oferă mult mai mare flexibilitate, asigurând o mare finețe în manipulare și o precizie ridicată. ABB oferă robotul IRB 360 în mai multe versiuni în funcție de suprafața de acoperire și de sarcină utilă. IRB 360-6, ultimul robot din familia IRB 360, acoperă o suprafață de 1600 mm și are o sarcină utilă mid-range de 6 kg. Odată cu introducerea a IRB 360-6, ultimul robot pentru a fi adăugat la familia IRB 360, ABB a emis un FlexPicker cu o acoperire de 1600 mm și o sarcină utilă mid-range de 6 kg. IRB 360 Familia IRB 360 include roboți cu sarcini utile de 1 kg, 3 kg, 6 kg și 8 kg și acoperă o suprafață de la 800 mm, la 1130 mm și 1600 mm, adecvată pentru orice nevoi. Cu un control excepțional de mișcare, ori ciclu scurt și de precizie ridicată, un IRB 360 poate opera la viteze foarte mari în orice condiții, de la spațiile înguste la spațiile largi. Fiecare FlexPicker beneficiază și de un instrument tip flanșă cu clești mari, pentru a permite manipularea eficientă a produselor la viteze mari. 16

Simularea se face prin rețele Petri care simulează funcțiile operaționale al sistemului de fabricație flexibilă, luând în considerare distribuțiile de probabilitate ale timpilor operațiilor și evenimentelor neprevăzute.

Fereastra de simulare a liniei flexibile de fabricație a brioșelor

17

Rularea simulării liniei flexibile de fabricație a brioșelor

18

BIBLIOGRAFIE A.Egri, V.Sârb – Curs Modelarea, simularea și prototiparea sistemelor de tip CIM

19