自動化制造系統(tǒng)各分系統(tǒng)的設(shè)計.ppt

第五章 自動化制造系統(tǒng)各分系統(tǒng)的設(shè)計,本章主要內(nèi)容： 加工設(shè)備的選擇 工件儲運及管理系統(tǒng)的方案設(shè)計 刀具儲運與管理系統(tǒng)方案設(shè)計 作業(yè)計劃與調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計 檢測與監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計,第1節(jié) 加工設(shè)備選擇,1. AMS對加工設(shè)備的要求 1) 工序集中 2) 質(zhì)量可靠，能滿足加工精度要求 3) 生產(chǎn)率 4) 柔性 5) 成本 6) 易控制性,2. 加工設(shè)備選擇的內(nèi)容和原則 1) 選擇設(shè)備的類型 2) 選擇設(shè)備的規(guī)格 3) 選擇設(shè)備的精度 4) 選擇設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng) 5) 選擇刀具型式、自動換刀裝置及機床刀庫 6) 選擇其它特殊訂貨事項 7) 技術(shù)服務(wù),第2節(jié) 工件儲運及管理系統(tǒng)方案設(shè)計,1. 工件輸送系統(tǒng) 1) 輸送系統(tǒng)型式選擇 直線型、環(huán)型、網(wǎng)絡(luò)型、樹型 2) 輸送設(shè)備的選擇 搬運機器人，AGV，RGV或者普通輸送機、輸送帶、輥道、懸掛輸送設(shè)備,2. 自動化倉庫 1) 倉庫形式的選擇 平面庫、立體庫 2) 立體倉布局拘形式的選擇,3. 工件儲運管理系統(tǒng)功能 1) 物流系統(tǒng)的控制,插入圖5-3,2) AGV的管理 (1) 交通管制 (2) 車輛調(diào)度 (3) 系統(tǒng)監(jiān)控,3) 自動化倉庫的管理 (1) 臺帳管理 (2) 庫存管理 (3) 貨位管理 A. 定貨位存放 B. 自由貨位存放 C. 劃分區(qū)域隨機存放 (4) 信息跟蹤的數(shù)據(jù)管理,第3節(jié) 刀具儲運及管理系統(tǒng)方案設(shè)計,1. 刀具存儲策略 2. 刀具管理系統(tǒng)構(gòu)成 1) 設(shè)備構(gòu)成：刀具準(zhǔn)備車間、刀具供給系統(tǒng)和刀具輸送系統(tǒng),圖5-8 刀具管理系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成,2) 功能構(gòu)成：圖5-9,3) 軟件構(gòu)成：圖5-10,3. 刀具管理系統(tǒng)功能設(shè)計 1) 刀具信息管理 (1) 刀具信息 A. 刀具編碼信息 B. 刀具基本屬性 C. 刀具組件結(jié)構(gòu)參數(shù) D. 刀具切削參數(shù) E. 刀具補償信息 F. 刀具實時位置信息 G. 刀具實時狀態(tài)信息,(2) 刀具信息管理 A. 刀具數(shù)據(jù)庫維護(hù) B. 刀具初始化 C. 刀具預(yù)調(diào)數(shù)據(jù)采集與處理 D. 統(tǒng)計、查詢、報表生成,2) 刀具計劃管理 (1) 刀具需求計劃 (2) 刀具采購計劃 (3) 刀具準(zhǔn)備計劃 (4) 刀具下線計劃 3) 在線刀具靜態(tài)管理 (1) 刀具進(jìn)出線管理 (2) 機床刀庫配置 (3) 刀具狀態(tài)管理 (4) 刀具壽命管理,4) 在線刀具動態(tài)管理 (1) 刀具實時調(diào)度 (2) 刀具實時監(jiān)控 (3) 緊急情況處理,第4節(jié) 作業(yè)計劃與調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)作業(yè)計劃與調(diào)度技術(shù)的目的在于通過對制造過程中物流的合理規(guī)劃、調(diào)度與控制，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、縮短制造周期、減少在制品、降低庫存，提高生產(chǎn)資源利用率，保證生產(chǎn)任務(wù)的完成。,1. 上層的生產(chǎn)作業(yè)計劃 1) 工廠層生產(chǎn)計劃，用ERP編制 (1) 零件級的生產(chǎn)計劃 (2) 按時段編制 (3) 在需要的時間加工所需數(shù)量零件 (4) 以工作中心為單位 2) 車間生產(chǎn)作業(yè)計劃,2. AMS的生產(chǎn)作業(yè)計劃 單元層的生產(chǎn)作業(yè)計劃主要是接受車間訂單(周計劃)，制定系統(tǒng)每日(或每班次)的作業(yè)計劃，并將每日或班次作業(yè)計劃細(xì)化，完成工件分組、工件組組間排序、加工設(shè)備負(fù)荷分配、工件靜態(tài)排序及生成資源需求計劃等。 不同的生產(chǎn)要求，帶來不同的優(yōu)化目標(biāo)，據(jù)此生成的AMS作業(yè)計劃必然各有不同。,以關(guān)鍵設(shè)備的利用率最高為優(yōu)化目標(biāo)的生產(chǎn)作業(yè)計劃制定過程： (1) 訂單確認(rèn)與零件分批 (2) 計算零件的工序交貨期及提前期 (3) 核算各類加工設(shè)備的負(fù)荷，確定關(guān)鍵設(shè)備 (4) 落實拖期訂單 (5) 安排關(guān)鍵工序的作業(yè)計劃,(6) 安排關(guān)鍵零件非關(guān)鍵工序的作業(yè)計劃 (7) 非關(guān)鍵零件的作業(yè)計劃 (8) 非關(guān)鍵設(shè)備任務(wù)調(diào)整 (9) 零件排序 (10) 生產(chǎn)日作業(yè)計劃,3. AMS的調(diào)度 AMS的調(diào)度是一種實時的動態(tài)調(diào)度，在系統(tǒng)加工過程中根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的實時狀態(tài)，對生產(chǎn)活動進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化控制。 1) 調(diào)度決策，AMS有不同的決策點，不同的決策點導(dǎo)致收集的系統(tǒng)實時狀態(tài)數(shù)據(jù)不同，必然導(dǎo)致最終的優(yōu)化方案有所不一致 2) 調(diào)度規(guī)則，在前述調(diào)度決策搜集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，按照某一規(guī)則對調(diào)度計劃做最后的優(yōu)化決策。,4. 自動化單機的生產(chǎn)計劃和調(diào)度 自動化單機與AMS的最大區(qū)別是沒有自動物料儲運系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)。 故前述AMS生產(chǎn)作業(yè)計劃的內(nèi)容與方法同樣適用于自動化單機，但某些優(yōu)化目標(biāo)與方法不適用于自動化單機，也不需要考慮與物料儲運系統(tǒng)有關(guān)的作業(yè)安排。 自動化單機的調(diào)度一般無動態(tài)調(diào)度問題，與傳統(tǒng)制造環(huán)境下的車間作業(yè)管理類似。,第5節(jié) 檢測與監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計,1. 檢測與監(jiān)控系統(tǒng)組成,檢測與監(jiān)控系統(tǒng)的組成,對檢測與監(jiān)控系統(tǒng)的要求： 1) 對不同的檢測對象具有不同的檢測手段 2) 能繼承各種檢測信息，隨時得到系統(tǒng)實際狀況數(shù)據(jù)，實時處理、實時分析、推理預(yù)測和預(yù)報 3) 能與系統(tǒng)各部分的控制器有機集成，充分利用它們自身的自診斷功能 4) 能與AMS的控制程序一起協(xié)調(diào)系統(tǒng)運行,2. 運行狀態(tài)檢測與監(jiān)控 1) 刀具信息 2) 機床信息 3) 系統(tǒng)運行狀態(tài)信息 4) 在線尺寸測量信息 5) 系統(tǒng)安全信息 6) 仿真信息 監(jiān)控操作包括四個部分：加工設(shè)備監(jiān)控、系統(tǒng)安全監(jiān)控、控制過程監(jiān)控、物流監(jiān)控,3. 工件尺寸精度檢測 1) 直接測量和間接測量 2) 接觸測量和非接觸測量 3) 在線測量和離線測量,4. 刀具