Построение сети Петри, Матрицы инциденций, векторы начальной маркировки и временных задержек, матрица ингибиторных дуг

Исходные параметры:

            1. Время выполнения операций для каждого варианта:

            - сверление - 0.03 мин;

            - зенкерование - 0.01 мин;

            - нарезка резьбы - 0.04 мин.

            2. Характеристики робота с цикловой системой управления:

            - скорость задвига/выдвига манипулятора - 0.3 м/с;

            - скорость углового перемещения - 120 град/с;

            - время захвата - 1 с;

            - величина выдвижения манипулятора – 250 мм.

            Порядок выполнения работы:

            1. Используя имитатор NetStar, постройте сеть Петри для каждой структуры технологической системы.

            2. Задайте матрицы инциденций, векторы  начальной  маркировки и временных задержек, матрицу ингибиторных дуг для каждой компоновки.

            3. Используя  проблемно - ориентированный имитатор NetStar, проведите имитационные эксперименты и оцените время изготовления десяти деталей для каждой структуры системы.

            5. Выберите структуру технологической системы, обеспечивающую максимум производительности.

            Выполнение работы:

Вариант 1: Круговая структура технологической системы

            Предварительные расчеты:

            Время линейного перемещения рабочего органа:

            t_ро = 250(мм) / 0,3(м/с) = 0,83 с.

            Время полного поворота:

            t_пп = 270⁰ / 120с = 2,25 с.

            Время поворота от накопителя 1 к станку 3.1, от станка 3.1 к станку 3.2 и т.д.:

            t_п = 2,25с / 4 = 0,56 с.

            Для компьютерного моделирования сеть будет представлена:

            - вектором начальной маркировки:

              Мо = ( 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1 );

            - вектором задержек в позициях (в сек.):

              Мz = (0, 5,88, 1,8, 0,56, 6,44, 0,6, 0,56, 6,44, 2,4, 0,56, 6,44, 2,25, 0, 0, 2, 0)

            Здесь:

            P1 = 0 с. (Заготовка  в  накопителе 1).

            Р2 = 5,88 с. (Перенос заготовки к станку 1 = (Выдвиг 0,83)+(Захват 1с)+(Задвиг 0,83с)+(Поворот 0,56)+(Выдвиг 0,83) +(Отпуск 1)+(Задвиг 0,83)).

            P3 = 1,8 с. (Обработка заготовки).

            Р4 = 0,56 с. (Отвод манипулятора в промежуточное положение).

            Р5 = 6,44 с. (Перенос заготовки к станку 2 = (Поворот 0,56)+(Выдвиг 0,83)+(Захват 1с)+(Задвиг 0,83с)+(Поворот 0,56)+(Выдвиг 0,83) +(Отпуск 1)+(Задвиг 0,83)).

P6 = 0,6 с. (Обработка заготовки).

            Р7 = 0,56 с. (Отвод манипулятора в промежуточное положение).

            Р8 = 6,44 с. (Перенос заготовки к станку 3 = (Поворот 0,56)+ (Выдвиг 0,83)+(Захват 1с)+(Задвиг 0,83с)+(Поворот 0,56)+(Выдвиг 0,83) +(Отпуск 1)+(Задвиг 0,83)).

P9 = 2,4 с. (Обработка заготовки).

            Р10 = 0,56 с. (Отвод манипулятора в промежуточное положение).

            Р11 = 6,44 с. (Перенос детали к накопителю 2 = (Поворот 0,56)+ (Выдвиг 0,83)+(Захват 1с)+(Задвиг 0,83с)+(Поворот 0,56)+(Выдвиг 0,83) +(Отпуск 1)+(Задвиг 0,83)).

            Р12 = 2,25с. (Возврат манипулятора для захвата новой заготовки).

            Р13 = 0с. (Заготовка в накопителе 2).

            P14=0c. (Дополнительная позиция, обеспечивающая нахождение манипулятора в начальной позиции)

            P15=2c. (Добавление заготовок в накопитель)

            P16=0c. (Обеспечение непрерывного цикла добавления)

            - элементы матрицы ингибиторных дуг заполнены нулями, т.к. в сети нет ингибиторных дуг.

            Используя имитатор NetStar, строим сеть Петри для технологической системы.

Время обработки 10-ти деталей 324,5 с.

Вариант 2: Линейная с последовательной передачей структура технологической системы

Предварительные расчеты:

            Время линейного перемещения рабочего органа:

            t_ро = 250(мм) / 0,3(м/с) = 0,83 с.

            Время полного поворота манипулятора:

            t_пп = 180⁰ / 120с = 1,5 с.

            Время поворота от накопителя 1 к станку 3.1, от станка 3.1 к станку 3.2 и т.д.:

            t_п = 1,5с / 2 = 0,75 с.

Для компьютерного моделирования сеть будет представлена:

            - вектором начальной маркировки:

              Мо = (0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1);

            - вектором задержек в позициях (в сек.):

              Мz = (0, 6,07, 1,8, 0,75, 6,82, 0,6, 1,5, 0, 6,82, 2,4, 0,75, 6,82, 0,75, 0, 2, 0)

            Здесь:

            P1 = 0 с. (Заготовка  в  накопителе 1).

            Р2 = 6,07 с. (Перенос заготовки к станку 1 = (Выдвиг 0,83)+(Захват 1с)+(Задвиг 0,83с)+(Поворот 0,75)+(Выдвиг 0,83) +(Отпуск 1)+(Задвиг 0,83)).

            P3 = 1,8 с. (Обработка заготовки).

            Р4 = 0,75 с. (Отвод манипулятора в промежуточное положение)

            Р5 = 6,82 с. (Перенос заготовки к станку 2 = (Поворот 0,75)+(Выдвиг 0,83)+(Захват 1с)+(Задвиг 0,83с)+(Поворот 0,75)+(Выдвиг 0,83) +(Отпуск 1)+(Задвиг 0,83)).

P6 = 0,6 с. (Обработка заготовки).

Р7 = 1,5 с. (Отвод манипулятора в начальное положение).

Р8 = 0 с. (Дополнительная позиция, обеспечивающая нахождение манипулятора в начальной позиции).

Р9 = 6,82 с. (Перенос заготовки к станку 3 = (Поворот 0,75)+ (Выдвиг 0,83)+(Захват 1с)+(Задвиг 0,83с)+(Поворот 0,75)+(Выдвиг 0,83) +(Отпуск 1)+(Задвиг 0,83)).

P10 = 2,4 с. (Обработка заготовки).

            Р11 = 0,75 с. (Отвод манипулятора в промежуточное положение).

Р12 = 6,82 с. (Перенос детали к накопителю 2 = (Поворот 0,56)+ (Выдвиг 0,83)+(Захват 1с)+(Задвиг 0,83с)+(Поворот 0,56)+(Выдвиг 0,83) +(Отпуск 1)+(Задвиг 0,83)).