Метод безаналогового синтеза технологических систем и техники

Применение безаналогового синтеза технологических систем и техники позволяет получить интегральную функцию системы, ее цикличность и ограничения внешние (организационно-экономические, временные, пространственные и коммуникационные) и внутренние (геометрические, поверхностные, полевые, инфраструктурные и поведенческие). Это дает возможность сформировать критерии оптимизации.

Интегральная функция системы подвергается декомпозиции на составляющие до уровня элементарных функций, которые выбираются из базы данных функций (элементарных, бинарных, сетевых, сложных и образования новых функций) совместно с базой данных об эффектах, способных реализовать эти функции, обеспечивают процессный этап синтеза и совместно с информацией о временных циклах техники позволяют получить информацию о иерархии структур функционально-временных преобразований. Далее на основе базы данных о типовых иерархиях параллельно-последовательных процессных структур осуществляется синтез неконкретизированных систем, технологических систем и технологических процессов.

Ранее приводится в соответствие каждой функции определенная унифицированная структура техники и происходит их объединение, на основе которых осуществляется зарождение новых интегральных образований полнофункциональных элементов и конструкционных элементов и конкретизация структур до элементарных, т.е. когда система принимает фреймовый вид.

Конкретизация структур, уравнения и неравенства, описывающие их вид, дают конкретизацию параметров.

Все это позволяет получить общий алгоритм безаналогового синтеза, который дает возможность реализовать гибкие технологические системы высокой (производительность выше в 2… 10 раз) и сверхвысокой (более 10 раз) производительности.

Многоуровневое размещение оборудования

Использование новых физических явлений, позволяющих энергетически наиболее выгодно снимать материал или упрочнять его так, например, как по энергетике процесса можно представить процессы обработки со съемом материала:

– удаление материала испарением (необходимо обеспечить разрыв всех связей), т.е. лазерное, ионно-лучевое, электронно-лучевое испарение;

– удаление материала распылением ионами и атомами перезарядки, включая и термо- и радиационно-стимулированную диффузию (необходимо затратить энергию смещения атома);

– химическое фрезерование – химическая реакция образует новое соединение с более низкими физико-механическими характеристиками ФМХ, чем основной материал, за счет чего стимулируется распыление материала детали;

– формоизменение за счет пластического деформирования материала (ковка, штамповка, выдавливание) затраты энергии на деформирование атомной решетки материала практически во всемобрабатываемом материале;

– электрохимическое и химическое травление (полирование);

–электроэрозионная обработка (удаление материала в электродных пятнах);

– лезвийное резание, где реализуется пластическое и упругое деформирования относительно небольшой части обрабатываемого материала и чем больше по объему деталь, тем меньшая доля материала испытывает деформирование (пластическое);

– термоупругий скол (кластерный выход материала в зоне, где температурные напряжения превышают динамический предел прочности), кластеры удаляются в составе сотен атомов – разрушение (разрыв связей) по периферии кластера.

Применение на участках, в цехах и на предприятиях многоуровневой схемы размещения оборудования позволяет рационально использовать рабочий объем производственного помещения и обеспечить дополнительно концентрацию обрабатывающего и вспомогательного оборудования.

Оборудование размещается в четырех уровнях:

- первый уровень − пол цеха, где размещаются станки, роботы, тактовые столы, конвейеры и перемещаются робокары;

- второй уровень−портал, где размещаются роботы, тактовые столы конвейеры, кабели для передачи информационных потоков;

- третий уровень − тельферный, где размещаются роботы, конвейеры, кабели для передачи информационных потоков;

- четвертый уровень − мостовой (потолочный), где размещаются роботы, конвейеры, кабели информационных потоков.

Дополнительно на первом уровне реализуется поток заготовок, деталей, на втором уровне – поток оснастки инструмента и располагаются кабели информационных потоков; на третьем уровне реализуется поток оснастки, инструмента и располагаются кабели информационных потоков, на четвертом уровне - потоки оснастки, инструмента и информации.

Переоснащение станочного и вспомогательного оборудования на компьютерное управление и обеспечение высокой концентрации технологического воздействия

Рассмотрим пути адаптации парка станков, роботов и технологических устройств к современному производству.

Станочное оборудование, используемое на предприятиях Украины, произведено еще во времена СССР. Оно обладает достаточной точностью механических перемещений, но не отвечает требованиям сегодняшнего дня по надежности и возможности использования как тяжелых компьютерных систем ("Юниграфикс", "Эвклид", "Кати"), так и относительно легких ("ADEM", "Компас" и др.). В то же время оборудование не отвечает требованиям концентрации технологического воздействия при обработке детали, отсутствуют параллельно работающие суп порты и обрабатывающие головки.

Все вышесказанное говорит о необходимости переоснащения технологического оборудования (станков, технологических роботов и установок), роботов, конвейеров и вспомогательного оборудования на компьютерное управление, а также необходимости оснащения технологического оборудования дополнительными суппортами, обрабатывающими и агрегатными головками.

Компьютерное управление должно обеспечивать работу станков с дополнительно встроенными суппортами, обрабатывающими и агрегатными головками, технологическими роботами (необходимо обеспечить одновременную работу над одной деталью или узлом нескольких роботов), вспомогательными роботами, тактовыми столами, конвейерами, робокарами, автоматизированной технологической оснасткой и вспомогательными системами, обеспечивающими уборку стружки, подачу СОЖ, работу контрольно-измерительной аппаратуры, систем контроля функционирования всех систем, а также автоматизированных установочно-зажимных приспособлений и технологической оснастки.

Список литературы

1. Управление работотехническими системами и гибкими автоматизированными производствами /под.ред. Н.М.Макарова, – М.: Радио и связь, 1981, ч.3 – 156с.