Способ обмена грузами, устройство обмена грузами, способ формирования грузонесущей поверхности накопителя и гибкая производственная система на их основе

Способ обмена грузами, устройство обмена грузами, способ формирования грузонесущей поверхности накопителя и гибкая производственная система на их основе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Группа технико-технологических решений, включающая способ обмена грузами, устройство обмена грузами, способ формирования грузонесущей поверхности накопителя и гибкую производственную систему на их основе, предназначена для серийных машиностроительных производств, например гибких производственных систем (ГПС), и может применяться в других производствах с многономенклатурными грузопотоками (фармакологии, пищевой промышленности, торгово-сбытовых организациях, системах хранения банков, аэропортов и т.д.).

Существенное повышение скорости, вариативности, мощности, ресурсной экономичности (по энергозатратам, занимаемой площади и др.) грузообмена - важнейшее условие развития производственных систем различного назначения. Более 30-ти лет в портфеле заказов заявки на «обменные процессы», которые обеспечивали бы привитие поточных форм организации, характерных для массового производства, производствам серийного типа. В частности, для создания ГПС, функционирующих как совокупности автоматических линий (или иначе совокупности скоростных каналов прохождения различных. деталей по своим технологическим маршрутам), возможности существующих способов обмена грузами должны быть превышены многократно.

Известен поштучный способ обмена грузами с последовательно выполняемыми циклами обмена между техническими средствами (ТС) в условиях автоматизированной транспортно-накопительной системы (АТНС) (прототип) [Смехов А.А. Автоматизированные склады. М.: Машиностроение, 1979. - 288 с., С.14, 156; Белянин П.Н. и др. Гибкие производственные системы / П.Н.Белянин, М.Ф.Идзон, А.С.Жогин. - М.: Машиностроение, 1988. - 256 с., С.78-79]. Он получил самое широкое распространение в различных видах и типах производств, обеспечивает индивидуализацию маршрутов, сравнительно прост по алгоритмическому представлению, вариантам конструктивной реализации. Способ заключается в последовательном совершении циклов по отдаче и приему грузов по каналам структуры обмена. Для отдачи груза с помощью устройства обмена грузами (УОГ) принимающему его накопителю стеллажного типа выполняют следующую совокупность действий. Устанавливают обменник - грузозахват УОГ с удерживаемым им грузом напротив той ячейки - адресной позиции (АП) накопителя, в которой он должен быть размещен, т.е. совмещают координаты грузозахвата с координатами заданной ячейки из множества свободных АП накопителя. Затем перемещают грузозахват в ячейку, образуя канал передачи в нее груза - структуру обмена. После этого передают (освобождают от удержания грузозахватом) груз в АП накопителя. Для приема груза УОГ совмещают координаты его грузозахвата с координатами той АП накопителя, в которой находится востребованный груз. Затем перемещают грузозахват в ячейку, образуя канал выдачи из нее груза - структуру обмена. После этого осуществляют захват и изъятие груза из ячейки накопителя. В конце цикла приема груза возвращают грузозахват УОГ в исходную позицию. Указанный способ обмена является «точечным» (если рассматривать ячейку в качестве материальной точки), в цикле формируется один канал отдачи или получения груза. Канал образуется в цикле одной адресной позицией, из множества АП грузонесущей поверхности накопителя, и грузозахватом УОГ. Принцип, на основе которого разработан способ, дает при его использовании совокупность системных недостатков: он затратен по временным, материальным, энергетическим ресурсам, явно недостаточен в решении вопросов гибкости. При поиске одной адресной позиции в цикле вынуждены участвовать остальные АП грузонесущей поверхности накопителя. В результате фактически совершаемая работа многократно превышает полезную (особенно в области высоких значений координатных перемещений: при довольно значимых вместимости - W накопителя и габаритах АП). Структура обмена последовательная. Вариативность по количеству выданных грузовых единиц за один цикл невозможна: различное количество выдаваемых грузов в партии обеспечивается их последовательным набором путем выполнения нескольких циклов. Мощность грузопотока, производительность на нижнем пределе возможностей.

Известно устройство, реализующее указанный выше способ обмена грузами - кран-штабелер с вилочным захватом (прототип) [Смехов А.А. Автоматизированные склады. М.: Машиностроение, 1979. - 288 с. С.14, 156; Маликов О.Б., Малкович А.Р. Склады промышленных предприятий: Справ. / Под общ. Ред. О.Б.Маликова. - Л.: Машиностроение, 1989. - 672 с., С.129-131]. Краны-штабелеры получили самое широкое распространение в различных видах и типах производства, сравнительно просты по конструкции и управлению и предназначены для поиска АП в прямоугольной системе координат (обслуживают устройства хранения-накопления стеллажного типа). Основные исполнительные механизмы крана-штабелера - тележка с установленными на ней вертикальными направляющими для каретки с вилочным захватом, приводы перемещения. Для совмещения координат вилочного захвата с АП стеллажа (накопителя) и возврата его в исходное положение тележка перемещается параллельно горизонтальной оси ОХ, каретка - параллельно вертикальной оси OY. Вилочный захват перемещается параллельно второй горизонтальной оси OZ, образуя канал обмена (поступления груза в АП или его выдачи из АП). Наиболее продолжительной по времени является отработка перемещений исполнительных механизмов относительно осей ОХ и OY. По сравнению с ними время перемещения относительно оси OZ пренебрежимо мало. При значительной вместимости накопителя W и средних габаритах грузов «обменные процессы» протекают медленно, настолько медленно, что время выполнения операций обслуживающего процесса может превышать время изготовления продукции. Предоставляемая данными устройствами возможность индивидуализации маршрутов обеспечивается высокими затратами времени, электроэнергии. Кран-штабелер занимает площадь и объем, сопоставимые по своим размерам с обслуживаемым стеллажом.

Известен способ формирования грузонесущей поверхности (ГРП) накопителя стеллажного типа (прототип) [Смехов А.А. Автоматизированные склады. М.: Машиностроение, 1979. - 288 с., С.17-18]. Способ заключается в том, что составляющие ее грузонесущие элементы - АП размещают так, как размещены элементы в прямоугольной матрице. При этом количество горизонтально размещенных секций соответствует количеству строк матрицы, а количество адресных позиций в секции - количеству столбцов матрицы. Конструктивная реализация данного способа формирования ГРП и алгоритм управления поиском АП в ее условиях сравнительно просты. Способ обеспечивает высокую плотность укладки грузов. Благодаря названным преимуществам он получил наиболее широкое распространение. Существенный недостаток способа в том, что сформированная на его основе ГРП статична, внесение любых изменений в состав размещаемых на ней грузов возможно только за счет внешнего воздействия, в данном случае устройства обмена грузами. Замена или перемещение ячеек ГРП невозможны. Выполненные заявки, вместо того, чтобы активно включиться в обменный процесс, находятся в состоянии пассивного ожидания. Вместе с тем, ГРП открыта, это прямолинейная поверхность, схема доступа ко всем ячейкам одинакова, при этом можно организовать одновременный параллельный доступ к грузонесущим элементам на всем множестве W.

Известна гибкая производственная система Rota - F-125 (прототип) (см. приложение 1, фиг.П1), в которой реализуются гибкие маршруты перемещения грузов внутри технологической системы [Шаумян Г.А. Комплексная автоматизация производственных процессов. М.: Машиностроение, 1973. - С.630-633]. ГПС предназначена для обработки деталей типа «тела вращения» диаметром до 125 мм, малыми сериями. При программе выпуска 135000 изделий в год число серий колеблется от 500 до 1500. Среднее время выполнения операции - от 13 до 20 мин. Общий диаметр технологической системы - 12 м, высота - 5 м. ГПС включает в себя 7 станков, соединенных автоматически действующей роторной системой накопления и транспортирования, размещенной в его центре. Система включает централизованный накопитель и устройства обмена грузами. Накопитель состоит из девяти, смонтированных одно над другим колец, вращающихся по заданной программе независимо друг от друга. В каждом из них может храниться до шестидесяти заготовок с приспособлениями спутниками. Станки связаны с накопителем устройствами обмена грузами, выполненными в виде подъемников. Движущиеся над станками кольца служат одновременно и накопителями, и механизмами для транспортировки груза. Они являются элементами системы, характеризующими ее маршрутную гибкость. Представленное решение отличает функциональная организация процесса обслуживания поступающих от станков заявок, комплексно учитывающая свойство ее морфообразующих признаков. По сути - это лучшее из известных решений по организации коротких гибких транспортных связей. Грузонесущая поверхность накопителя открыта, динамично организована, развита в соответствии с формой и размерами профиля технологической системы. Каждая ее ячейка непосредственно задействована в реализации обменного процесса между станками. По показателю - время ожидания обслуживания, это также одна из лучших систем, снижающая простои технологического оборудования до минимума. Данные свойства ей обеспечивают особенности морфологии накопителя: наличие параллельных каналов обслуживания (транспортных колец). С позиции теории массового обслуживания это двухфазная система. Заявку выполняет сначала накопитель, реализующий поворот вокруг вертикальной оси OY, затем устройство обмена грузами, реализующее прямолинейное перемещение параллельное оси OY. Время обслуживания заявки (по результатам проведенных авторами расчетов) в первой фазе - 19 с, во второй - 43 с. Благодаря динамичным условиям хранения груза из времени перемещения по круговой координате исключается время перемещения УОГ к адресной позиции. К существенным недостаткам рассматриваемой ГПС относится крайне нежелательный эффект, сопутствующий динамичным условиям хранения грузов: при доставке одной заготовки (детали) вместе с ней по транспортному кольцу, в принудительном порядке, перемещаются еще 59 штук, что значительно повышает энергозатратность поиска. Кроме того, при наличии у ГПС свойства маршрутной гибкости у нее отсутствует вариативность в отношении изменения количества одновременно передаваемых грузов, обмен только поштучный. Кольцевой профиль системы Rota - F-125 крайне не перспективен для его использования в целях увеличения количества технологического оборудования. Он дает рыхлую структуру с низким значением коэффициента использования производственной площади. Образование эффективных связей между гибкими производственными участками (ГПУ), имеющими в основе своей композиции кольцевые накопители проблемно.

Техническим эффектом предлагаемой группы технико-технологических решений, включающей способ обмена грузами, устройство обмена грузами, способ формирования грузонесущей поверхности накопителя и гибкую производственную систему на их основе, является повышение их производительности, вариативности, мощности, ресурсной экономичности (по энергозатратам, занимаемой площади).

Указанный технический эффект достигается тем, что способ обмена грузами в условиях автоматизированной транспортно-накопительной системы заключается в совершении циклов по отдаче и приему грузов между техническими средствами ее оснащения по каналам структуры обмена, включающим обменник, при этом в циклах совмещают координаты позиции, содержащей груз отдающего его устройства обмена грузами с координатами, заданной из множества свободных, адресной позиции грузонесущей поверхности принимающего груз накопителя вместимостью W для образования зоны обмена, образуют структуру обмена для отдачи груза в зоне обмена от УОГ накопителю, передают груз из позиции УОГ в АП принимающего его накопителя, а также совмещают координаты свободной позиции УОГ с координатами АП накопителя, содержащей востребованный груз, для образования зоны обмена, образуют структуру обмена для приема груза от накопителя УОГ, передают востребованный груз из АП накопителя в свободную позицию УОГ, возвращают исполнительные механизмы канала обмена в исходную позицию, при этом совмещения координат адресных позиций УОГ и накопителя для образования матричной зоны обмена по циклам отдачи и приема грузов осуществляют одновременно, затем по всей совокупности передаваемых УОГ на накопление грузов и востребованных грузов, находящихся в АП накопителя, одновременно образуют матричную многоканальную структуру обмена грузами, далее осуществляют обмен грузами между двумя данными техническими средствами, причем первым отдает грузы то техническое средство, в котором размещают обменник, при этом всю совокупность передаваемых грузов перемещают одновременно из АП первого ТС в расположенные напротив них АП второго ТС, далее всю совокупность востребованных грузов, находящихся в АП второго ТС, одновременно перемещают в расположенные напротив них АП первого ТС, за тем возвращают исполнительные механизмы каналов обмена в исходные позиции, если обменник размещают на УОГ, то сначала всю совокупность передаваемых на накопление грузов одновременно перемещают из АП УОГ в расположенные напротив них АП накопителя, а затем всю совокупность востребованных грузов, находящихся в АП накопителя, одновременно перемещают в расположенные напротив них АП УОГ, если обменник размещают на накопителе, то сначала всю совокупность востребованных грузов, находящихся в АП накопителя, одновременно перемещают в расположенные напротив них АП УОГ, а затем всю совокупность передаваемых на накопление грузов одновременно перемещают из АП УОГ в расположенные напротив них АП накопителя, для реализации способа обмена грузами может быть использовано устройство обмена грузами, включающее механизм совмещения координат его грузозахвата с координатами требуемых адресных позиций, из множества АП, образующих, по меньшей мере, одноярусную грузонесущую поверхность вместимостью W накопителя, с которым он производит обмен грузами, размещенными на спутниках, а также его возврата в исходную позицию и непосредственно обменник, при этом УОГ содержит магазин, грузонесущая поверхность которого является матричным отображением грузонесущей поверхности накопителя, с которой производится обмен, механизм совмещения его координат с координатами накопителя, изменяющий его положение по одной координате в горизонтальной плоскости с возможностью образования между накопителем и УОГ матричной зоны обмена и матричной многоканальной структуры обмена мощностью Р, 1≤P≤W, на основе взаимодействия конструктивных элементов обменника, выполненного в виде выдвижных пластин, каждая из которых установлена в нижней части одного из ярусов либо магазина, либо накопителя с возможностью выдвижения вдоль направляющих, по меньшей мере, в одну из профильных сторон, а именно в зону обмена, и соединена с механизмом выдвижения, а также размещенных на выдвижных пластинах электромагнитов со штоками по количеству АП в каждом ярусе, штоки электромагнитов имеют возможность взаимодействия с пазами, выполненными на спутниках грузов, и подпружиненными рычагами-фиксаторами, расположенными на спутниках, при этом механизм выдвижения пластин может быть выполнен одностороннего действия с возможностью образования одной матричной многоканальной зоны обмена, размещен вместе с выдвижными пластинами в ярусах накопителя и включать в каждом его ярусе электродвигатель, соединенный с выдвижной пластиной посредством двух тяг, каждая из которых шарнирно связана с одной из двух гаек, навернутых на участки вала электродвигателя с разнонаправленной резьбой, при этом механизм совмещения координат УОГ с координатами требуемых АП накопителя может быть выполнен в виде подвижного магазина УОГ, оснащенного приводом возвратно-поступательного перемещения и установленного на направляющих, смонтированных параллельно грузонесущей поверхности накопителя, кроме того, механизм совмещения координат УОГ с координатами требуемых АП накопителя может быть выполнен в виде выдвижной стойки, установленной с возможностью перемещения по направляющим, смонтированным параллельно грузонесущей поверхности накопителя, при этом магазин УОГ оснащен поярусно расположенными в нем кассетами с телескопическими направляющими, зафиксированными в магазине подпружиненными поворотными рычагами-фиксаторами, стойка оснащена схватами по количеству кассет, которые управляются электромагнитами и установлены с возможностью взаимодействия с кассетами, при этом стойка снабжена приводом возвратно-поступательного перемещения для выдвижения и возврата в исходную позицию, кроме того, механизм выдвижения пластин может быть выполнен двухстороннего действия с возможностью образования двух матричных многоканальных зон обмена, размещен вместе с выдвижными пластинами в ярусах магазина УОГ, адресные позиции которого имеют выполненные в их нижних частях пазы, при этом выдвижные пластины имеют продольные пазы и установлены с возможностью выдвижения по направляющим как в одну, так и в другую противоположно расположенные зоны обмена, для выдвижения пластин обменник снабжен электродвигателем, соединенным посредством червячной пары с валом, на концах которого установлены конические шестерни с возможностью взаимодействия с коническими зубчатыми секторами, смонтированными на двух установленных вертикально по боковым сторонам УОГ валах, также по обеим боковым сторонам УОГ разнесены пары рычагов с пальцами, которые посредством управляемых сцепных муфт связаны с вертикальными валами, пальцы рычагов установлены в продольных пазах пластин, при этом механизм совмещения координат УОГ с координатами требуемых АП накопителей выполнен в виде подвижного магазина УОГ, оснащенного приводом возвратно-поступательного перемещения и установленного на направляющих, смонтированных параллельно грузонесущей поверхности накопителя, с которой предусмотрен обмен, при этом грузонесущая поверхность накопителя может быть сформирована способом, который заключается в размещении составляющих ее грузонесущих элементов или адресных позиций в соответствии с размещением элементов в прямоугольной матрице, в которой количество горизонтально размещенных секций соответствует количеству строк матрицы, а количество адресных позиций в секции - количеству столбцов матрицы, при этом совокупность грузонесущих элементов, интегрированную в соответствии с размещением элементов в прямоугольной матрице, представляют в качестве базового функционального блока (БФБ), выполняющего функцию накопления, а также формозадающего компонента (ФЗК) ГРП, при этом грузонесущую поверхность формируют как след формозадающего пошагового перемещения ФЗК, выполняемого по определенному закону, при этом количество шагов в полученной интеграции является мультипликатором количества БФБ накопителя, получаемую при этом дискретную грузонесущую поверхность представляют как результат блочно-столбцового разбиения ГРП на БФБ вместимостью W, имеющие одинаковый размер, то есть включающие одинаковое целое число столбцов, ГРП расчленяют посекционно и далее образуют БФБ как множество вариантов комбинаций строк, допускаемых количеством строк и количеством БФБ, по схеме построчного замещения, путем перемещения из одного БФБ, по меньшей мере, одной АП с выполненной заявкой - отдаваемым грузом в другой БФБ и последующего размещения в нем, по меньшей мере, одной АП с новой заявкой - принимаемым грузом, взятой из другого БФБ при помощи циклических перемещений секций накопителя, при этом количество БФБ выбирают исходя из количества матричных зон обмена, способ обмена грузами, устройства обмена грузами и способ формирования ГРП накопителя могут быть использованы в гибкой производственной системе, включающей систему управления, автоматизированную систему инструментального обеспечения, по меньшей мере, один гибкий производственный участок, композиционной основой которого является расположенная в его центре АТНС с размещением вокруг нее технологического оборудования (ТО) с пристаночными магазинами, связанного посредством АТНС поштучной передачей грузов на спутниках, используемый при этом на кольцевой части технологических маршрутов транспортер-накопитель выполнен в виде обоймы, имеет замкнутый в поперечном сечении профиль и представляет собой многоканальное устройство, каждый из параллельно функционирующих каналов которого образован ячеистыми секциями, расположенными в его обойме поярусно на носителях, установленных с возможностью автономного поворота относительно ее вертикальной оси, при этом ГПС построена как многоканальная конструкция, каждый из каналов которой представлен в виде элементарной структуры с переменным составом входящих в нее технических устройств: управляемых средств индивидуального технологического воздействия на деталь определенной номенклатуры и средств транспортирования и накопления на различных участках ее индивидуального технологического маршрута (трассы), сохраняющих адресную позицию груза на основе матричного обмена, АТНС, как исходное множество индивидуальных трасс, на кольцевой части маршрутов выполнена в виде многогранной обоймы, состоящей из рамы с поярусно расположенными кольцевыми направляющими, в которых на опорных дисках смонтированы секции, выполненные в виде правильных многогранников, каждая секция имеет возможность поворота в ряд фиксированных положений, по количеству граней секции, для чего каждая секция снабжена приводом поворота и управляемым средством ее фиксации, для передачи грузов с кольцевой части маршрутов, реализуемой обоймой, каждому пристаночному магазину между ним и гранями секций обоймы, совмещенными в одной вертикальной плоскости в БФБ, предусмотрена матричная связь, реализуемая устройством обмена грузами, при этом каждый из пристаночных магазинов выполнен стеллажного типа по матричному отображению грузонесущей поверхности грани обоймы со сквозными адресными позициями, которые одной открытой стороной обращены к матричной зоне обмена с грузонесущей поверхностью грани обоймы, второй открытой стороной обращены к поштучной зоне обмена с технологическим оборудованием, и размещен в зоне пересечения смежных граней обоймы так, что его фронтальная сторона параллельна плоскости касательной фронтальной стороны грани обоймы и отстоит от нее на расстоянии, обеспечивающем образование матричной зоны обмена грузами, при этом ТО размещено в проемах, образованных геометрией профиля АТНС, развернуто своей рабочей зоной к зоне поштучного обмена грузами, обслуживаемой роботом, при этом привод поворота каждой секции обоймы выполнен в виде электродвигателя, размещенного на раме, и зубчатой пары, состоящей из зубчатого венца, расположенного на опорном диске и шестерни, установленной на валу электродвигателя, а средство фиксации выполнено в виде, по крайней мере, одного фиксатора, установленного на раме с возможностью перемещения, посредством привода, и взаимодействия с клиновыми выступами, размещенными на опорном диске по количеству граней секции, для управления фиксаторами каждая секция снабжена путевыми выключателями по количеству граней секций, кроме того, каждое устройство обмена грузами может быть выполнено с механизмом выдвижения пластин одностороннего действия, с возможностью образования одной матричной многоканальной зоны обмена, размещенным вместе с выдвижными пластинами в каждой грани секций обоймы, и включать в каждой грани секций обоймы электродвигатель, соединенный с выдвижной пластиной посредством двух тяг, каждая из которых шарнирно связана с одной из двух гаек, навернутых на участки вала двигателя с разнонаправленной резьбой, а механизм совмещения координат УОГ с координатами требуемых АП обоймы выполнен в виде подвижного магазина УОГ, оснащенного приводом возвратно-поступательного перемещения и установленного на направляющих, смонтированных параллельно плоскости касательной фронтальной стороны грани обоймы, при этом магазин УОГ используется в качестве пристаночного магазина, также каждое устройство обмена грузами может быть выполнено с механизмом выдвижения пластин одностороннего действия, с возможностью образования одной матричной многоканальной зоны обмена, размещенным вместе с выдвижными пластинами в каждой грани секций обоймы, и включать в каждой грани секций обоймы электродвигатель, соединенный с выдвижной пластиной посредством двух тяг, каждая из которых шарнирно связана с одной из двух гаек, навернутых на участки вала двигателя с разнонаправленной резьбой, а механизм совмещения координат УОГ с координатами требуемых АП обоймы выполнен в виде выдвижной стойки, установленной с возможностью перемещения по направляющим, смонтированным параллельно плоскости касательной фронтальной стороны грани обоймы, при этом магазин УОГ оснащен поярусно расположенными в нем кассетами с телескопическими направляющими, зафиксированными в магазине подпружиненными поворотными рычагами-фиксаторами, стойка оснащена схватами по количеству кассет, которые управляются электромагнитами и установлены с возможностью взаимодействия с кассетами, при этом стойка снабжена приводом возвратно-поступательного перемещения для выдвижения и возврата в исходную позицию, в качестве пристаночного магазина используется магазин УОГ, кроме того каждое устройство обмена грузами может быть выполнено с механизмом выдвижения пластин двухстороннего действия, с возможностью образования двух матричных многоканальных зон обмена, размещенным вместе с выдвижными пластинами в ярусах магазина УОГ, адресные позиции которого имеют выполненные в их нижних частях пазы, при этом выдвижные пластины имеют продольные пазы и установлены с возможностью выдвижения по направляющим как в одну, так и в другую противоположно расположенные зоны обмена, для выдвижения пластин обменник снабжен электродвигателем, соединенным посредством червячной пары с валом, на концах которого установлены конические шестерни с возможностью взаимодействия с коническими секторами, смонтированными на двух установленных вертикально по боковым сторонам УОГ валах, также по обеим боковым сторонам УОГ разнесены пары рычагов с пальцами, которые посредством управляемых сцепных муфт связаны с вертикальными валами, пальцы рычагов установлены в продольных пазах пластин, механизм совмещения координат УОГ с координатами требуемых АП обоймы или пристаночного магазина выполнен в виде подвижного магазина УОГ, оснащенного приводом возвратно-поступательного перемещения и установленного на направляющих, смонтированных параллельно плоскости касательной фронтальной стороны грани обоймы, кроме "того, по меньшей мере, два ГПУ могут быть установлены с возможностью соединения матричной связью, реализуемой устройством обмена грузами, и образования репликативной ГПС, при этом обоймы ГПУ могут быть установлены последовательно вдоль прямолинейных направляющих УОГ так, что одна из граней каждой из них находится в плоскости, параллельной направляющим УОГ, при этом матричная связь может быть выполнена в виде устройства обмена грузами с механизмом выдвижения пластин одностороннего действия, с возможностью образования одной матричной многоканальной зоны обмена, размещенным вместе с выдвижными пластинами в каждой грани секций обойм и включающим в каждой грани секций обойм электродвигатель, соединенный с выдвижной пластиной посредством двух тяг, каждая из которых шарнирно связана с одной из двух гаек, навернутых на участки вала двигателя с разнонаправленной резьбой, механизм совмещения координат УОГ с координатами требуемых АП обойм гибких производственных участков выполнен в виде подвижного магазина УОГ, установленного на направляющих и оснащенного приводом возвратно-поступательного перемещения, при этом магазин устройства обмена грузами используется в качестве пристаночных магазинов и связан поштучным обменом грузами с технологическим оборудованием гибких производственных участков посредством роботов, кроме того матричная связь может быть выполнена в виде устройства обмена грузами с механизмом выдвижения пластин двухстороннего действия, с возможностью образования двух матричных многоканальных зон обмена, размещенным вместе с выдвижными пластинами в ярусах магазина УОГ, адресные позиции которого имеют выполненные в их нижних частях пазы, при этом выдвижные пластины имеют продольные пазы и установлены с возможностью выдвижения по направляющим как в одну, так и в другую противоположно расположенные зоны обмена, для выдвижения пластин обменник снабжен электродвигателем, соединенным посредством червячной пары с валом, на концах которого установлены конические шестерни с возможностью взаимодействия с коническими секторами, смонтированными на двух установленных вертикально по боковым сторонам УОГ валах, также по обеим боковым сторонам УОГ разнесены пары рычагов с пальцами, которые посредством управляемых сцепных муфт связаны с вертикальными валами, пальцы рычагов установлены в продольных пазах пластин, механизм совмещения координат УОГ с координатами требуемых АП обойм гибких производственных участков или пристаночных магазинов выполнен в виде подвижного магазина УОГ, установленного на направляющих и оснащенного приводом возвратно-поступательного перемещения в позиции матричного обмена с гранями обойм гибких производственных участков или пристаночными магазинами.

Перечень чертежей

Фиг.1. Вариант УОГ одностороннего действия.

Фиг.2. Обменник УОГ одностороннего действия (иллюстрация работы).

Фиг.3. Выдвижные пластины с магнитами обменника УОГ одностороннего действия (иллюстрация работы).

Фиг.4. Вариант УОГ одностороннего действия с выдвижной стойкой (выдвижная стойка в исходном положении).

Фиг.5. Вариант УОГ одностороннего действия с выдвижной стойкой (выдвижная стойка в позиции обмена).

Фиг.6. Выдвижная стойка УОГ одностороннего действия (иллюстрация взаимодействия схватов и выдвижных кассет).

Фиг.7. Телескопическая направляющая выдвижной кассеты.

Фиг.8. Обменник УОГ одностороннего действия (иллюстрация работы в составе УОГ с выдвижной стойкой).

Фиг.9. Выдвижные пластины с магнитами обменника УОГ одностороннего действия (иллюстрация работы в составе УОГ с выдвижной стойкой).

Фиг.10. Вариант УОГ двухстороннего действия.

Фиг.11. Выдвижная пластина УОГ двухстороннего действия (иллюстрация работы, вид сверху).

Фиг.12. Выдвижная пластина УОГ двухстороннего действия (иллюстрация работы, разрез по пластине).

Фиг.13. Выдвижная пластина УОГ двухстороннего действия (иллюстрация работы, фронтальный вид на УОГ).

Фиг.14. Выдвижные пластины с магнитами обменника УОГ двухстороннего действия (иллюстрация работы).

Фиг.15. ГПС с УОГ одностороннего действия.

Фиг.16. Многогранная обойма с расположенными на ней обменниками.

Фиг.17. ГПС с УОГ одностороннего действия и выдвижной стойкой.

Фиг.18. ГПС с УОГ двухстороннего действия.

Фиг.19. Многогранная обойма, без обменников (для ГПС с УОГ двухстороннего действия).

Фиг.20. Репликативная ГПС с УОГ одностороннего действия.

Фиг.21. Репликативная ГПС с УОГ двухстороннего действия.

Способ обмена грузами реализуется в условиях АТНС. Он заключается в совершении циклов по отдаче и приему грузов между техническими средствами ее оснащения по каналам структуры обмена. В качестве участников грузообмена рассматриваются накопитель вместимостью W и устройство обмена грузами. В циклах грузообмена выполняют следующую совокупность действий. Совмещают координаты устройства обмена грузами и накопителя для образования между их грузонесущими поверхностями матричной зоны обмена одновременно по циклам отдачи и приема грузов. Затем по всей совокупности передаваемых на накопление и востребованных грузов одновременно образуют матричную многоканальную структуру обмена грузами. Далее осуществляют обмен грузами между двумя данными ТС, причем первым отдает грузы то техническое средство, в котором размещают обменник. При этом всю совокупность передаваемых грузов перемещают одновременно из АП первого ТС в расположенные напротив них АП второго ТС, далее всю совокупность востребованных грузов, находящихся в АП второго ТС, одновременно перемещают в расположенные напротив них АП первого ТС. Данный конструктивный признак устройства «взаимное расположение элементов» для способа является признаком «условие выполнения действия». По признаку идентифицируются два способа обмена грузами. По первому способу обменник размещают на УОГ. Поэтому сначала всю совокупность передаваемых на накопление грузов одновременно перемещают из АП УОГ в расположенные напротив них свободные АП накопителя, а затем всю совокупность востребованных грузов, находящихся в АП накопителя, одновременно перемещают в расположенные напротив них свободные АП УОГ. После чего возвращают исполнительные механизмы каналов обмена в исходные позиции. По второму способу обменник размещают на накопителе. Поэтому сначала всю совокупность востребованных грузов, находящихся в АП накопителя, одновременно перемещают в расположенные напротив них свободные АП УОГ, а затем всю совокупность передаваемых на накопление грузов одновременно перемещают из АП УОГ в расположенные напротив них свободные АП накопителя. После чего возвращают исполнительные механизмы каналов обмена в исходные позиции. Количество одновременно передаваемых матричным обменом грузов Р может варьировать в пределах 1≤P≤W.

Для реализации заявленного способа обмена грузами предлагается три варианта устройств обмена грузами.

Варианты устройств обмена грузами

Первый вариант УОГ одностороннего действия (с возможностью образования одной матричной зоны обмена) показан на фиг.1-3. УОГ 1 (фиг.1) включает магазин 2, установленный с возможностью перемещения по направляющим 3, обменник 4 и привод 5 возвратно-поступательного перемещения магазина 2 УОГ 1 по неподвижным направляющим 3 в позиции обмена. Магазин 2 выполнен стеллажного типа. Число ярусов 6 в магазине 2 равно числу секций 7 накопителя 8, с которым предусмотрен обмен грузами. Количество ячеек 9 (адресных позиций) в ярусах 6 магазина 2 равно количеству ячеек 10 в секциях 7 накопителя 8. Обменник 4 выполнен в виде пластин 11 (фиг.2 и фиг.3) с размещенными на них электромагнитами 12 со штоками 13, по количеству ячеек 10 в одной секции 7 накопителя 8. Пластины 11 установлены в нижних частях секций 7 накопителя 8 с возможностью перемещения вдоль направляющих 14. Для перемещения каждой пластины 11 имеется электродвигатель 15 с двухсторонним валом 16, на концах которого имеются участки 17 с ходовой резьбой. На резьбовых участках 17 вала 16 имеется по одной гайке 18. Каждая гайка 18 посредством тяги 19 соединена с пластиной 11 обменника 4. Резьбовые участки 17 на валу 16 имеют разное направление резьбы. Привод 5 УОГ 1 предназначен для совершения возвратно-поступательных перемещений по направляющим 3 в позиции обмена, до совмещения координат ГРП магазина 2 УОГ 1 и накопителя 8, для образования матричной зоны обмена 20. Привод 5 включает электродвигатель 21, который через коническую зубчатую передачу 22 соединен с шестерней 23. Шестерня 23 установлена с возможностью зацепления с зубчатой рейкой 24, закрепленной на неподвижных направляющих 3. Грузы в секциях 7 накопителя 8 и в ярусах 6 магазина 2 размещены в спутниках 25 (фиг.3), имеющих пазы 26. Для фиксации спутника 25 в секции 7 накопителя 8 или в ярусе 6 магазина 2 на нем размещен с возможностью поворота и взаимодействия со штоком 13 электромагнита 12 подпружиненный рычаг-фиксатор 27.

Работа устройства обмена грузами по первому варианту (обменник 4 одностороннего действия размещен в ярусах накопителя 8, механизм совмещения координат выполнен в виде подвижного магазина 2 УОГ 1). При включении электродвигателя 21 вращение вала посредством конической зубчатой передачи 22 передается шестерне 23, которая входит в зацепление с неподвижной зубчатой рейкой 24. Посредство