VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

В настоящее время большинство гальванических производств являются частично или вовсе не автоматизированными, поэтому на гальванических участках многие операции выполняются вручную.

Ручное гальваническое производство значительно тормозит развитие малоотходного и безотходного производства, так как перемещение деталей вручную или тельфером не гарантирует соблюдения технологической дисциплины. Отсутствие определённой скорости подъёма деталей из ванн, несоблюдение времени нахождения деталей в ваннах промывки, а также времени на стекание электролита, все это только способствует увеличению выноса электролита и приводит к некачественному или неравномерному покрытию деталей.[1,2]

Люди, работающие на данных участках, вдыхают вредные пары, образованные при кипении электролита. Ионы тяжёлых металлов, проникая вместе с водой и продуктами питания в живые организмы, способны в них накапливаться, вызывая у людей патогенез сердца, мозга, печени и других важнейших органов. Поэтому основной целью данной статьи является разработать алгоритм перемещения деталей тельфером, с целью интенсификации процесса обработки и убрать человека с вредной зоны.[3]

Рассмотрим технологический процесс с точки зрения существующей технологии перемещения деталей и нахождения их в ваннах, на каждой технологической операции. В данной статье рассматривается создание алгоритма в предположении, что необходимое время пребывания деталей в ванне постоянно и не зависти от выработки раствора.

Технологическая линия хромирования представляет собой восемь ванн и монтажной, демонтажной стойки. Детали, подлежащие хромированию монтируются на подвесу, которая, при помощи тельфера перемещается в ванну обезжиривания, где согласно регламенту находиться 3 минуты, затем перемещается в ванну промывки горячей водой, где в течение 2 минут промывается, после чего поступает в ванну с холодной водой, где периодически окунается в течение 1 минуты, затем в ванну химической активации, где лежит в течение 1 минуты, и возвращается на промывку холодной водой. После этого она подаётся в ванну анодной активации, где находится в течение 5 минут, и по их истечению транспортируется тем же тельфером в ванну хромирования на 14 минут, затем в ванну промывки улавливания на 2 минуты, и снова в ванну промывки холодной водой. После промывки горячей водой, деталь сушится в течение 10 минут и демонтируется [3,4].

По технологическому регламенту все временные промежутки нормированы.

Поэтому представляется целесообразным разработать алгоритм перемещения деталей, который бы обеспечивал четкость выполнения заданных действий, это бы позволило уменьшить вынос вредных веществ за пределы ванн, обеспечить наиболее качественное покрытие и убрать человека (оператора) из вредной зоны. В таком алгоритме теоретически возможно добиться, чтобы перемещение деталей, при котором не возникало бы огромное время простоев равное времени обработки детали в ванной по технологическому процессу.

Представим траекторию движения в виде графика на (рис. 1), где Т – ось времени и V – длинна технологической линии с номерами ванн (т.к. ванны находятся на одинаковом расстоянии друг от друга, то и на оси они равноудалены). На данном графике обозначим за перемещение деталей из первой ванны во вторую ванну как W_i1 и т.д. по технологии, время нахождения детали в первой ванне обозначим через Х_i2 и т.д.

Рисунок 1. Траектория движения одной детали по технологии

Из графика на рис.1 видно, что тельфер, положив деталь в ванну, простаивает, так же как и ванна в которой по технологии ранее уже была деталь. Так как время простоев тельфера t_прост., определяемое из рисунка 1 велико, и совпадает со временем нахождения детали в ванне (Х_i2) на каждом участке Х, то теоретически имеется возможность в один из моментов времени на этом отрезке начать перемещение второй детали, второй график получается аналогичным первому, в силу неизменности технологии.

Наложив два графика друг на друга, получим модель перемещения двух деталей (рис. 2). Рисунок 2. Циклограмма перемещения двух деталей

Наложив, две траектории движения друг на друга (рис.2), начнём смещать вторую траекторию вдоль оси времени Т, до тех пор, пока не будут выполняться следующие условия, записанные в формализованном виде:

1. Горизонтальные (X_in) линии не перестанут накладываться друг на друга (т.е. две детали в одной ванне находиться не могут).

2. Наклонные линии (W_in) не должна пересекать друг друга (т.к. один манипулятор не может перемещать две детали одновременно).

3. Начало (Bi) или конец (C_i) горизонтальной линии первой детали, не должен совпадать с началом (B_j) или концом (C_j) горизонтальной линии второй детали (т.к. перемещение от первой ко второй детали не может быть мгновенным, а требует затрат некоторого времени).

4. Время нахождения детали в ванной (X_in) должно быть больше или равно, времени на перемещения манипулятора к захвату второй детали (V_ijn), перевозу её в нужную ванну и обратно к захвату первой детали.

Для выполнения первого и третьего условия необходимо:

Для первого условия - ввести следующее понятие. Горизонтальные линии на рис. 2, это время, затраченное на обработку детали в ваннах (X_i1, X_i2…X_in). Из технологического регламента время на обработку, как для первой, так и для второй детали нормировано и оно равно для каждой подвесы: x_i1=x_j1; x_i2=x_j2; x_i3=x_j3, но оно не должно хоть как-то совпадать на оси времени Т, так как одновременно в одной ванне две завесы находится не могут т.е.: x_i1(T)≠x_j1(T); x_i2(T)≠x_j2(T); x_i3(T)≠x_j3(T).

Теперь поясним для третьего условия. Начало (Bi) или конец (C_i) горизонтальной линии первой детали, не должен совпадать с началом (B_j) или концом (C_j) горизонтальной линии второй детали (т.к. перемещение от первой ко второй детали не может быть мгновенным, а требует затрат некоторого времени).

Для того чтобы реализовать алгоритм, необходимо сравнивать каждый временной интервал нахождения детали в ванной по условиям 1,3 т.е.:

Сравниваем первое условие: x_i1(t)