МОДЕЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

АВТОМАТИЧЕСКОЙ СБОРКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ТЕОРИИ ГРАФОВ

 

Ищенко А.Л., Ольховская О.О.
Прогресивные технологии и систeмы технологий.Сборник статей.-2000, №14
(ДонГТУ, г. Донецк, Украина)

 

The assembly process technology model based on the graph theory and influence of three main flows (energy, information, and material) on the assembly object was proposed. The model allows to minimise the technology assembly process both for each separate flow and all the flows in the whole.

 

На ранних стадиях разработки технологических процессов сборки в условиях автоматического типа производства появляется задача определения более рационального технологического процесса сборки. Эта задача должна решаться на основании минимального использования трех потоков (материального, энергетического и информационного).

Технологическое преобразование сборочных компонент в изделие достигается целенаправленными совокупными технологическими воздействиями N материального S, энергетического E и информационного I типов [1], которые можно представить следующим образом:

.

Эти три технологических воздействия осуществляются операторами модели (рис. 1), а именно: надсистемой (исполнителями), автоматической сборочной системой и средой. В связи с этим технологические воздействия можно описать выражениями:

;

;

;

где l - количество операторов модели.

Следует отметить, что входы операторов (исполнители, автоматическая технологическая сборочная система, среда) являются также материального S_v1, S_v2, S_v3 энергетического E_v1, E_v2, E_v3 и информационного I_v1, I_v2, I_v3 типов. При этом названные операторы модели автоматической технологической сборочной системы взаимодействуют между собой и имеют связи материального, энергетического и информационного характеров (ответные и обратные реакции) рис. 1.

 

 Заметим, что в модели какой-то тип или группа типов воздействия или связей может отсутствовать, в зависимости от конкретных условий и задач проектирования автоматических технологических сборочных систем. В модели автоматической технологической сборочной системы преобразования над сборочными компонентами выполняются на основе некоторой технологии, представляющей собой упорядоченную совокупность целенаправленных частичных изменений. При этом свойства изделия могут быть получены различными технологиями.

Как известно, технологический процесс автоматической сборки [2] состоит из основных операций, подготовительных (мойка, сушка деталей, контроль, сортировка и комплектация), вспомогательных операций (контроль, поштучное и партионное  деление,  счет,  распределение  ...),  после-

сборочных операций (контроль на выходе, заправка смазкой ...).

Основные операции автоматической сборки изделия выполняются на следующих переходах:

1) загрузка сопрягаемых компонент в загрузочные устройства и подача их в предварительно или окончательно ориентированном положении;

 

 

2) захват, отсекание и подача в базирующие устройства;

3) ориентация с требуемой точностью;

4) соединение и фиксация с требуемой точностью;

5) контроль выходных параметров;

6) выгрузка и транспортировка собранных изделий.

Остановимся на четвертом переходе основной операции автоматической сборки, так как подготовительные, послесборочные операции и другие переходы основной операции не являются доминирующими в технологическом процессе автоматической сборки. Известно [3], что последовательность сборки изделия можно рассмотреть с помощью теории графов.

Рассмотрим абстрактное сборочное изделие, состоящее из n элементов, причем каждый i-ый элемент сборочного изделия представляет собой отдельную сборочную компоненту. Граф такого изделия представлен на рис. 2.

В данном случае каждая сборочная компонента X_j описывается кортежем (e, i, s), состоящим из потоков энергии e, информации i, и материи s.

На первом этапе к элементу x₁ присоединяются два элемента x₂  и x₃ в результате чего получается  промежуточная  сборочная единица x^*₄. Если произвести промежуточное деление графа G¢_n на более мелкие составляющие (подграфы), которые будут заканчиваться промежуточными сборочными единицами x^*_j, то сборочный процесс получения промежуточного изделия x^*_j можно представить следующим образом:

.

На втором этапе к элементу x₄^* присоединяются элементы x₆, x₈ и, в результате получаем промежуточную сборочную единицу x₇^* (граф G₂ (X₂, U₂)):

.

Таким образом поступаем для получения каждой промежуточной единицы x^*_j, до получения сборочного изделия x^*_п.

Операция объединения графов будет выглядеть следующим образом:

.

Исходя из этого:

 

,

                                  (1)

.                 (2)

Таким образом формулы (1) и (2), описывающие сборку абстрактного сборочного изделия, отражают обобщенную информационную модель перехода (соединение и фиксация) основной операции технологического процесса автоматической сборки. Формулы (1) и (2), а также сам граф легко позволяют проследить все связи и влияние каждого кортежа на общую характеристику модели, а следовательно, и описываемого моделью исследуемого изделия.

Приведенные зависимости и использование кодирования позволит на ранних стадиях проектирования технологического процесса сборки и автоматических технологических сборочных систем осуществить минимизацию использования материальных, энергетических и информационных потоков и тем самым выбрать наиболее рациональный вариант технологического процесса сборки.

 

         Список литературы: 1. Хубка В. Теория технических систем. М. Мысль, 1985. – 236 с. 2. Косилов В. В. Технологические основы проектирования автоматического сборочного оборудования. М., «Машиностроение», 1976. - 248 с. 3. Лебедовский М. С., Вейц В. Л., Федотов А. И. Научные основы автоматической сборки. - Л.: Машиностроение, 1985. - 316 с. 4. Берж К. Теория графов и ее приложения. -  М.: ИЛ., 1982. - 319 с.