Станочные системы

Переменная [pic]к = {0,1} характеризует состояние оборудования

обслуживаемого роботом ; № точки позиционирования робота описывается общим

состоянием системы,характеристика которого изложена в таблице 2.3

Таблица 2.3

|содержание перехода |позиционирование робота Gxx |

|подход от J+1 оборудования к |Gj1-Gj2 |

|входу j оборудования Рj1 | |

|Ожидание роботом окончания работы |Gj2-Gj3 |

|j-го оборудования Рj2 | |

|Вход в рабочую зону j-го оборудования|Gj3-Gj4 |

|Pj3 | |

|Заведение схвата на изделие в j-м |Gj4-Gj5 |

|обоудовании Pj4 | |

|Захват изделия роботом Рj5 |Gj5-Gj6 |

|Cъем изделия с j-го оборудования Рj6 |Gj6-Gj7 |

|Выход из рабочей зоны j-го |Gj7-Gj8 |

|оборудования Pj7 | |

|Уход от J-го к (J+1) оборудованию Рj8|Gj8-Gj9 |

|Подход от (j-1) k J-му оборудованию |Gj9-Gj-1,9 |

|_Pj9 | |

|Вход в рабочую зону j-го оборудования|Gj-1,9-Gj10 |

|Pj10 | |

|Заведение изделия в j-oе оборудование|Gj10-Gj12 |

|Рj11 | |

|Отпускание изделия роботом Pj12 |Gj12-Gj13 |

|Cнятие схвата с изделия Pj13 |Gj13-Gj14 |

|Выход из рабочей зоны j-го |Gj14-Gj15 |

|оборудования Pj14 | |

|Уход от j-го к j-1 оборудованию Pj15 |Gj15-Gj-1,16 |

|Проход мимо j-оборудования при |Gj16-Gj-1,1 |

|переходе (j+1) => (j-1) Pj16 | |

|Проход мимо j-го оборудования при |Gj-1,17-Gj17 |

|переходе от 2-го к (J-1) -у Pj17 | |

Циклограмма рабочего процесса показывает загрузку каждого станка и

манипуляторов за время цикла работы станочной системы.Примеры циклограмм

приведены выше (см.рисунки 2.5-2.7,п.2.1)

2.3.Описание алгоритмов.Примеры

2.3.1.Математическая модель теории массового обслуживания,описанная в

п.2.1,реализована прямым алгоритмом на основании общей формулы формулы

(2.32)и формул (2.9 -2.18),который осуществлен средствами стандартного

алгоритмического языка ПАСКАЛЬ в виде библиотечного модуля,который может

быть использован любыми современными системами программирования (Borland

C,Borland C++,Borland Pascal,Borland Delphi и т.п.). Текст модуля приведен

в приложении П1,описание основных алгоритмов библиотечного модуля приведено

в таблице 2.4

Таблица 2.4

|Имя |формула |тип данных |

|алгоритма(Procedure,Func| | |

|t ion) | | |

|0 |(2.32-2.34) |Data:Record(исходные |

| | |данные) |

|Function Pkj,вероятности|(2.35-2.36) |num:Integer;(целое);data|

|простоев Num станков | |:record |

|Procedure |- |Var Data:Record; |

|CorrectTheData,анализ | |Var ErrorCode:Byte |

|вводимых данных и | |(Код ошибки 0..255) |

|диагностика ошибок | | |

|Procedure |Rs.P0:=p00(D); Rs. |Data:Record; |

|GetResults;производит |Am:=1-Rs.P0; |Возвращает ТИП |

|все вычисления |Rs. Ac:=Pac(d); |результата и код ошибки |

|в соответсвии с набором | |Var RS:Res; |

|исходных данных |Rs. Nc:=PNc(d) ; |Var ErrorCode:Byte |

| |Rs.Kc:=kcc(d); | |

| |Rs. Nc:=PNc(d); | |

| |Rs.Mi:=MInt(d); | |

| |Rs.Mv:=PMV(d); | |

| | | |

| | | |

| | | |

Программы,разработанные в дипломном проекте,за исключением РТК,используют

стандартный диалговый интерфейс фирмы Borland или MicroSoft.Общий алгоритм

этого интерфейса заключается в следующем:

. Обработка событий от клавиатуры и устройств ввода\вывода;

. Обработка сообщений предназначеных элементам управления;

. Обеспечение работы с файловой структурой;

Вызов процедуры главного алгоритма,после ввода данных с клавиатуры или(и)

других устройств,и вывод результатов работы или(и) графики,после завершения

работы алгоритма,посредством инициации соответсвующих программных

ресурсов.Текст программ и необходимые к ним скомпилированные ресурсы

(библиотеки), а также рекомендации по их компиляции,необходимые

инструкции,записаны на дискете 3,5 дм 1.44 Mb, которая является приложением

к дипломной работе.

Примечание:программа РТК,не разработана стандартными средствами в виду их

отсуствия на момент ее создания (TurboPascal 5.0),и в данный момент ведется

ее разработка для Windows 95 (32 -х разрядная среда).Алгоритм этой

программы излагается следующим образом:

1.Ввод данных с клавиатуры:наименование перехода,ее

продолжительность,состояние промышленного робота (см.таблицы 2.2 и

2.3),запись в ОПЕРАТИВНУЮ ПАМЯТЬ.

2.Все переходы введены ? Если “ДА”,то идем далее (3),иначе (1)

3.Запись введенных переходов в текстовый файл

4.Подсчет общего времени прибывания робота в зоне оборудования [pic]Тj и

вывод на терминал

5.Вычисление масштабных отношений величин времени к разрешению термина и

поточечное вычерчивание диаграмм(1-переход связан с ординатой Yj,J={1..17}.

2.3.2 Рассмотрим пример анализа станочной системы,с однозахватным

манипуляторм,включающей четыре станка (m=4),где среднее время обслуживания

Тц = 8 мин,а среднее время обслуживания станков манипулятором Тоб =0,5 мин.

Опредилим по уравнению (2.16) [pic]

[pic] = 0,5:8 = 0,0625.

Вероятность того,что все станки работают,а манипулятор

стоит,расчитываем по уравнению (2.10):

2 3 4

P0=1:(1+4*0,0625+3*4*0,0625[pic]+2*3*4*0,0625 +0,0625 )=0,7705

Вероятности Рк могут быть определены по рекуррентной формуле (2.4)

Р1 = (4-0)*0,0625*0,7705 = 0,1926;

P2 = (4-1)*0,0625*0,1926 = 0,0361.

Среднее использование манипулятора по (2.11)

Ам = 1 - 0,7705 = 0,2295 [pic] 0,234 т.е. 23,4 % ;

среднее использование одного станка по уравнению (2.14):

Ас = 3,7365 [pic] = 0,9341 т.е. 93,4 % ;

коэффициент простоя при многостаночном обслуживании определим по формуле

(2.13)

Кс = 0,046[pic] = 0,012 т.е .1,2 %.

Далее,рассмотрим следующий пример:Та же станочная система,обрабатывает

другой набор деталей с тем же временем обслуживания,но другим временем

цикла Тц = 4 мин.

[pic] = 0,5:4 =0,13 т.е. 13 % ;

Вероятность простоя манипулятора

Р0 = 1: 1,78 = 0,56 т.е. 56 %;

Вероятность загрузки робота в этом случае составит

Ам = 100 - 56 = 44 %;

Ас = 3,41 [pic] = 0,853 т.е. 85,3 %;

Кс = 0,17 [pic] = 0,04 т.е.4 %.

В связи с сокращением времени цикла вдвое по сравнению с предыдущим

примером,соответсвенно удвоилось число операций манипулятора,а простой

станков при многостаночном обслуживании возрос примерно в 4 раза.При столь

относительно больших потерях времени вследствие многостаночного

обслуживания требуются дополнительный экономический анализ и рассмотрение

других вариантов ввода деталей в систему и их доставки к

станкам.Графический анализ этих параметров представлен на риснках 2.8-10.

Рисунок 2.8 -Распределение подачи заявок на обслуживание

Рисунок 2.9 - Использование станков и манипулятора

Рисунок 2.9.-Коэффициент простоя оборудования

3.ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

3.1.Технические характеристики используемых ЭВМ,операционные системы

Для эксплуатации,разработанных в дипломной проекте программ,достаточно

персонального компьютера на базе 486 процессора,с сопроцессором,оперативной

памятью не менее 640 Kb и размерностью жесткого диска(ЖД) от 20 Mb,- для

программ разработанных для MS-DOS;для программ разработанных для Win95 -

оперативная память не менее 32 Mb,размер ЖД не менее 1,7 Gb.

. Любая из программ,написанных под MS-DOS успешно может работать на 286

процессорах,с размерностью ЖД от нескольких МегаБайт и размерность ОП не

менее 640 Kb.Кроме того программы GPS 4 и РТК cкомпилированы в

“защищеном” режиме и успешно работает под руководством любой версии

Windows компании MicroSoft.

. Программы (gps 5) для Windows работоспособны только на ПК с указанными

выше требованиями.

3.2.Анализ параметров ГПС на компьютере

Анализ параметров гибких производственных систем на основе описанной

выше теории массового обслууживания производится программой

GPS(stnsys),написаной как для MS-DOS(GPS IV), так и Win32(GPS V).Рисунки

рабочих окон этих программ приведены на рисунках 3.1-3.4.Программа GPS V

аналогична программе GPS IV и разработана средствами визуально-

ориентированной Среды Delphi 3/ и работа с этой программой устанавливается

с общими правилами работы в среде ОС Windows/10/.

Рисунок 3.1-После запуска программы ГПС 4

Рисунок 3.2 -Окно программы GPS V

Рассмотрим подробно программу АНАЛИЗА параметров станочных систем для

ОС MS-DOS/3,4,5,6,7/

Программа анализа параметров станочных систем (ГПС) реализована

стандартными средствами пакета Borland Pascal 7.0 (1992), поддерживающей

cоответствующий стандартный интерфейс. В него входят общие принципы работы

на ЭВМ, использующие горячие клавиши, меню, строки состояний.

3.2.1. Строка состояний программы Gps.exe содержит информацию о клавишах

управления программой и расположена в 24-строке экрана (т.е. в последней).

Эту строку состояний будем называть главной или строкой статуса ПРОГРАММЫ.

Для того, чтобы вызвать нужную команду, необходимо нажать клавишу, которая

указана в строке статуса, например, ОТКРЫТЬ (прочитать с диска файл с

исходными данными).

AltX ВЫХОД из программы в ОС ДОС;

F1 ПОМОЩЬ (краткая справка о программе);

F2 СОХРАНИТЬ (записать данные на диск);

F5 ДАННЫЕ (ввод исходных данных);

F6 ЭКР (вывод результатов расчета на экран);

F9 РАСЧЕТ (запуск исходных данных на расчет).

Для активизации команды из строки состояний при наличии устройства типа

"мышь", необходимо навести указатель "мыши" на нужную строку и произвести

легкое нажатие ее левой кнопки (в дальнейшем будем говорить "щелкнуть

указателем" мыши).

Примечание: строка статуса отражает доступность выше указанных команд,

в случае когда все окна программы неактивны (закрыты).

3.2.2. Меню программы GPS.EXE включает основное меню (развертывающиеся)

представленные в верхней строке экрана в виде строки состояний с ниже

указанными опциями:

~F~ ФАЙЛ - общее меню, содержащее команды:

~1~ НОВЫЙ РАСЧЕТ

~2~ ПРОЧИТАТЬ С ДИСКА(открыть F3)

~3~ ЗАПИСАТЬ НА ДИСК(сохранить F2)

~4~ ПЕЧАТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА (Аlt+P)

~5~ СМЕНА КАТАЛОГА

~6~ ВЫХОД В ДОС (Alt+X)

ВРЕМЕННЫЙ ВЫХОД В ДОС

~E~ Измен.\контроль данных - содержит

ИЗМЕНЕНИЕ ДАННЫХ (F4)

КОНТРОЛЬ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ (Ctrl+Ins)

~C~ Опции - включает

ТИП СТАНОЧНОЙ СИСТЕМЫ (Insert)

НАСТРОЙКИ (для обслуживающего персонала)

~R~ РАСЧЕТ

ВЫПОНИТЬ РАСЧЕТ (F9)

ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТОВ (F10)

СОДЕРЖИМОЕ СТЕКА(показывает

вероятности Рк)

Рисунок 3.3-Меню опции ~Файл~

Вызвать меню можно щелкнув указателем мыши по его названию, указанному

в верхней строке статуса или одновременным сочетанием нажимаемых клавиш

и буквой указанной в названии ~ ~. Например, Alt+F вызывает меню

"Файл". К верхней строке состояний можно перейти из СТРОКИ СТАТУСА

ПРОГРАММЫ нажав клавишу F10 (local menu) и выбрав клавишами управления

курсором соответствующее название меню.

Примечание данное в п. 3.2.1 распространяется и на этот пункт. Символы

~ ~ выделяют управляющий символ, который сам выделен желтым цветом.

3.2.3. Клавиши быстрого управления ("Горячие" клавиши), для вызова

некоторых команд разворачивающегося меню можно включать сочетанием клавиш,

оговоренных в меню.

Например, чтобы установить тип станочной системы, необязательно вызывать

меню "КОНФИГ.СТАН.СИСТЕМЫ", достаточно нажать клавишу .

3.2.4. Другие элементы диалога под которыми будем понимать кнопки

"(Buttons)", строки ввода "(PInputLine)", кластеры "(Clauster)": считается

выбранными (активными), если они выделены активным (белым) цветом по

отношению к другим элементам.

Активизация (перебор) элементов диалога осуществляется клавишей ТАБУЛЯЦИИ

, или щелчком мыши:

. кнопка в программе выражена зеленым прямоугольником, отбрасывающим тень.

Внутри кнопки указывается название действия, которое происходит при ее

нажатии. В программе GPS имеются следующие кнопки: "Ок" (эквивалентна

нажатию клавиши ВВОД), "ПЕЧАТЬ", "ОТМЕНА", "ВВОД", "СПРАВКА", "ОТКРЫТЬ"

и т.п. Для нажатия кнопки, необходимо

выбрать ее либо щелчком мыши, либо клавишей и нажать ;

. строка ввода представляет из себя синий прямоугольник, с "привязанным" к

нему названием строки ввода. При выборе строки ввода, название выделяется

активным цветом, причем курсор помещается в прямоугольник, в котором

должен происходить алфавитно-цифровой набор по всем правилам

машинописного редактирования (можно пользоваться клавишами управления

курсором, клавишей забой. По окончании ввода клавишу ВВОДА

нажимать не рекомендуется, вместо этого необходимо либо мышкой, либо

клавишей перейти к следующему диалоговому элементу (строке ввода,

кнопке и т.п.);

. кластер по своему назначению предназначен для выборки из группы элементов

одного элемента (или же целой подгруппы). Внешне он похож на список

строк, которые активизируются клавишей или отмечаются мышкой, можно

также пользоваться сочетаниями клавиш Alt +~цифра + буква~ выделенная в

строке). Напротив помеченного элемента ставится "Крыжик" в виде (.) или

[x]. В программе GPS представлены два кластера. Первый осуществляет выбор

типа станочной системы (вызывается клавишей ), второй

представлен в окне печати результатов расчета и определяет тип

распечатки.

3.2.5. Окном программы называется прямоугольная область экрана,

обведенная рамкой. Рамка окна содержит его название и пиктограммы свертки

окна и максимизации. Окно в программе считается активным, если цвет

обрамляющей его рамки белый; символом [*] обозначается пиктограмма

закрытия окна (выбирается мышкой), символом [.] максимизации размеров

окна.

Для перемещения окна вдоль рабочей области экрана необходимо мышкой

"захватить" указанную часть рамки и перетащить на новое место, т.е. не

отпуская левой кнопки мышки, сместить ее указатель на новое место.

Окно функционально предназначено для отображения информации, команд с

которыми Вам представляется возможность работать в данный момент. Окно, как

правило, содержит текстовую информацию и может содержать любое сочетание

всевозможных элементов диалога, описанных ранее.

В программе представлены следующие окна:

окно для выбора открываемого файла (вызывается по F3);

окно для выбора сохраняемого файла (вызывается по F2);

окно справки (вызывается по F1);

окно ввода исходных данных предназначено для ввода численных значений

или редактирования. Содержит строки ввода и кнопки (вызывается по F5 или

F4);

окно контроля за правильностью набора исходных данных (вызывается

нажатием сочетания клавиш Ctrl+Ins);

окно результатов расчета, содержащее выходные данные (вызывается по

F6);

окно выбора конфигурации станочной системы (вызывается клавишей

Insert).

Закрытие активного окна может быть произведено нажатием кнопки, при

выборе операции, например, "ОТМЕНА" или клавишей . Необходимо

Страницы: 1, 2, 3, 4