Механизация манипулирования деталями (Глава 3 книги "Роботы и автоматизация производства"), страница 6

Эффективность сортировки. Используя теорию вероятностей, можно рассчитать эффективность и производительность для различных сочетаний сортировочных устройств, если известны «вероятности перехода» для каждой фазы сортировки. Под термином «вероятность перехода» мы понимаем вероятность того, что деталь, подходя к сортировочному устройству в положении х, будет иметь положение у после взаимодействия с ним. Наиболее популярным видом сортировочного устройства является отражатель, который просто отбрасывает неправильно ориентированные детали в центр вибробункера или другого питателя. Идеальным отражателем называется устройство, которое обеспечивает 100 %-ную вероятность отбрасывания деталей, поступающих в некотором заданном положении. Устройство может быть идеальным отражателем для некоторых положений и неидеальным для других. Если устройство является идеальным отражателем для всех входных состояний, его можно назвать полным отражателем, поскольку оно сбрасывает все детали, соприкасающиеся с ним, вне зависимости от их ориентации. Понятие «полный отражатель» введено здесь только для пояснения термина «идеальный отражатель». В реальной автоматизации «идеальные» отражатели могут найти применение, а «полные» — нет.

Рис. 3.17

Устройство для ориентации деталей в форме параллелепипеда, применяемое в вибробункерах:

t — первая фаза ориентации — выступ, сбрасывает стоящие детали, 3 — вторая фаза ориентации — уклон, обеспечивает сбрасывание деталей, поступающих в поперечных положениях (д и е); S — третья фаза ориентации — направляющая, переводит детали из положения а в положение г

В общем случае для сортировочного устройства может быть рассмотрена вероятность перехода детали из любого возможного положения в другое возможное положение, включая сбрасывание. Поэтому может быть составлена матрица вероятностей n*  (n + 1), где п соответствует числу возможных положений. Например, параллелепипед имеет шесть возможных положений (рис. 3.16). Поэтому для полного описания общих характеристик устройства для ориентации деталей в форме параллелепипеда используется матрица 6х7, в которой записываются 42 значения вероятностей. В реальных устройствах большинство вероятностей, записываемых в матрице, равно нулю или единице (0 или 100 %). Ниже рассмотрен пример сочетания устройств для ориентации и рассчитано распределение вероятностей получения на выходе той или иной ориентации.

Коэффициент полезного действия и эффективность. В примере 3.1 было подсчитано, что КПД набора ориентирующих устройств, установленных на дорожке вибробункера, составляет 29,8%. Это может показаться слегка обескураживающим, но необходимо помнить, что устройство должно было автоматически обеспечить единственно правильную ориентацию из шести возможных и что распределение этих ориентации на входе было очень неблагоприятным: только 5 % деталей во входном потоке сразу имели правильную ориентацию. Ориентирующая система устройств в примере 3.1 предназначена для того, чтобы привлечь внимание к проблеме ориентации. Эта проблема возникает в большинстве реальных примеров автоматической сборки в промышленности. Смотреть на то, как работает промышленный вибробункер, очень увлекательно. Совсем не редко неправильно ориентированные детали в больших количествах падают на дно бункера, чтобы повторить свой путь опять.

Другим способом оценки описанного устройства является использование понятия «эффективность» вместо КПД. Эффективность Е определяется следующим образом:

Е = F₀/F_T ,                       (3.4)

где F₀ — производительность устройства по выходу правильно ориентированных деталей (аналогично определению для КПД);

F_T,— суммарная интенсивность выхода деталей.

Эффективность сортировочного устройства нагляднее всего определяется долей правильно ориентированных деталей. Сортировочное устройство в примере 3.1 имеет эффективность 100 %, поскольку все детали в выходном потоке правильно ориентированы. Чтобы применяться в реальных производственных условиях, система сортировки и ориентации фактически должна иметь эффективность 100 %. Любое отклонение от идеальной эффективности 100 % в реальной системе приводит к заклиниванию детали, проблеме с неожиданно серьезными последствиями, как это показано в гл. 4.