Автоматические транспортные тележки

Автоматические колесные транспортные тележки, трансманнпуляторы, робокары, робототрайлеры находят наибольшее применение в ГПС как межоперационный транспорт. Преимущества тележек по сравнению с другими методами перемещения грузов в ГПС заключаются в их широких возможностях по изменению транспортных траекторий и автоматизации передачи грузов различного характера. Автоматические колесные тележки (АКТ) обычно снабжают индивидуальным приводом, они информационно связаны с ЭВМ верхнего уровня ГПС и могут быть адресованы к различным операционным средствам и накопителям ГПС.

Колесные тележки делят на рельсовые и безрельсовые.

Рельсовые АКТ отличаются более простой системой управления для отслеживания маршрута. При изменении маршрута движения используют стрелочные переводы. У этих тележек высокая скорость движения и точность позиционирования, но рельсовые пути занимают дополнительную производственную площадь и мешают проезду других, например цеховых и заводских, транспортных средств. Изменение планировки ГПС, обслуживаемых рельсовой тележкой, сложнее, чем для безрельсовых АКТ.

Одной из главных отличительных характеристик безрельсовых АКТ является способ отработки маршрута движения. По этому параметру различают тележки с индуктивной связью, тележки, двигающиеся по белой свето-отражающей или флуоресцентной полосе (оптоэлектронная связь); с управлением по лучу (лазер, инфракрасное излучение, радиолуч сверхвысокой частоты); с наведением по маякам; радиосвязью; с жесткими направляющими типа желоба или выпуклого трассировочного элемента.

Наиболее часто применяют тележки с индуктивной • связью, маршрут которых определяется заложенным в пол на небольшую глубину проводником. По проводнику пропускается электрический ток повышенной частоты, и установленные на тележке индукционные датчики, регистрируя электромагнитное поле проводника, позволяют определить возникающее отклонение от маршрута. Сигнал рассогласования поступает на усилитель и далее отрабатывается сервоприводом рулевого механизма, который возвращает тележку к направляющему проводнику.

Тележки с оптоэлектронной связью, как и индуктивные АКТ, получают распространение для транспортных средств ГПС ввиду их высоких адаптационных характеристик к возможным изменениям конфигурации ГПС. Оптоэлектронная связь реализуется на основе следящей системы, состоящей обычно из фотодатчиков, направленных на белую (светоотражающую) полосу, транзисторных усилителей и серводвигателя рулевого механизма. При отклонении тележки от белой полосы появляется сигнал рассогласования, который после усиления поступает на серводвигатель рулевого механизма.

Для тележек с оптоэлектронной и индуктивной связью требуется выдерживать строгие требования по плоскостности пола в цехе, которая должна находиться в пределах нескольких миллиметров на длине тележки.

Для остановки тележек или выбора траектории при разветвлении используют различные датчики: электромагнитные, фотоэлектрические, частотные, контактные. При прохождении датчиков. производится считывание сигнала или подсчет, после чего сравнивается полученное значение с заданным числом (адресом). Операция подсчета и сравнения выполняется бортовой аппаратурой тележки, которая реализуется на программируемых контроллерах или микроЭВМ. При совпадении номера датчика и заданного адреса подается команда на торможение, а затем во рядом расположенному датчику осуществляется точное позиционирование. В некоторых случаях выполняется дополнительная фиксация тележки электромеханическими устройствами. Точность позиционирования тележки зависит от совершенства системы управления и от конструкции накопителей, с которыми производится обмен грузами, и колеблется в пределах: ± (1…10) мм.

Адрес перемещения и состав выполняемых работ вводятся в бортовую ЭВМ тележки набором их вручную на. пульте управления АКТ или эта информация передается бесконтактным способом за счет индуктивной или фотоэлектрической связи с устройствами АСУ ГПС. В большинстве систем управления используется одно устройство для обмена информацией между АСУ ГПС а тележкой. Располагают его около склада ГПС идшлхентр.ал.ьного пульта управления. В более сложных сив|рмах тележка может получать адрес и выполняемую команду от операционных средств, которые она обслуживает.

Совершенство системы управления тележкой зависит от способов получения информации, операций перемещения грузами между тележкой и приемно-передающими накопителями, числа мест для груза на тележке. Так, наиболее простая, но не самая рациональная система управления одноместной тележкой основана на алгоритме выполнения простой операции следующего вида:

§ получение информации (адреса и управляющей команды);

§ перемещение по адресу;

§ выполнение команды (взять груз или отдать его);

§ перемещение к пункту получения информации (адреса и команды).

Алгоритм управления тележкой намного усложняется, если число мест на АКТ более одного, если выполняются операции обмена грузами на одном пункте, если тележка пря наличии свободных мест на ней перевозит попутные грузы, если число адресов более одного. Увеличение интенсивности транспортных потоков в ГПС требует применения более чем одной тележки. Тогда система управления ГПС должна обеспечить их равномерную загрузку, исключить возможные столкновения, обеспечить разъезды и обгоны. Такие требования существенно усложняют алгоритмы управления, и это является одной из причин того, что большинство функционирующих ГПС имеют в своем составе в среднем около пяти - семи станков и обслуживаются одним транспортным средством.

Для питания электромеханических приводов колесных безрельсовых тележек обычно используют аккумуляторные батареи. Поэтому в системе обеспечения ГПС необходимо предусматривать станцию зарядки, а также сменные аккумуляторы для уменьшения простоев транспортных средств. В некоторых ГПС подзарядка аккумуляторов производится во время ожидания тележкой очередного требования на обслуживание.

Конструкция тележки и алгоритм управления зависят от способа передачи груза между верхней грузонесущей платформой АКТ и приемно - передающим устройством накопителя.

Наибольшее распространение получили способы обмена грузами с помощью выдвижного телескопического стпдя трдежки, приводного роликового конвейера на платформе АКТ, выдвижного и подъемного стола, робота, который располагается на тележке или между АКТ и накопителем грузов. Использование выдвижных столов или приводного роликового конвейера требует специальных фиксаторов на накопителях, ведет к изнашиванию нижней плоскости палет или спутников с деталями. Чтобы исключить быстрое изнашивание дорогостоящих высокоточных спутников, их рекомендуют передавать устройствами с выдвижным и подъемным столом тележки.

В отечественных транспортных тележках главным образом используют оптоэлектронную связь для отработки маршрута движения. Так, в объединении “Завод имени М. И. Калинина” успешно эксплуатируют автоматическую тележку "Электроника" с бортовой микро-ЭВМ "Электроника НЦ-80". Тележка имеет возможность поднимать груз с помощью выдвижных штырей. В конструкции предусмотрен буфер, который включает экстренное торможение при наезде тележки на препятствие. При габаритных размерах в плане 2200´800 мм тележка имеет массу 300 кг, грузоподъемность 500 кг, скорость перемещения 0,5 м/с.

Автоматическая тележка МП-12Т оснащена, роботом для перемещения грузов в налетах (рис. 12). Грузоподъемность тележки 200 кг, число адресных точек 62, способ отработки маршрута - оптоэлектронная связь, масса тележки 800 кг. Робот имеет следующие основные характеристики: грузоподъемность 20 кг, число степеней подвижности 6, система координат цилиндрическая, точность позиционирования охвата ±1 мм.

Рис.12. Автоматическая тележка МП-12Т.

Система управления автоматической тележкой МП-12Т (и МП-14Т) основана на использовании бортовой микроЭВМ “Электроника-60” и комплекса датчиков. Датчики 7, 2, 3 внешней информации, расположенные на охвате, определяют наличие тары на исходной позиции, информируют о взятии груза охватом и определяют закрытое или открытое положение охвата. Датчик 4 обеспечивает безопасность перемещения тележки. Кроме датчиков типа путевых выключателей, срабатывающих от перемещения буфера, можно использовать локационные (ультразвуковые, световые и инфракрасные) датчики. Датчик 5 определяет наличие тары в ячейках подвижной платформы, фотоэлектрические датчики 9 предназначены для связи между АСУ ГПС и бортовой системой управления. С использованием оптоэлектронной связи выполнены датчики 8 для опознавания объекта и включения торможения, датчики 6 для останова тележки, линейно расположенные датчики 7 для точного позиционирования тележки у объекта ГПС.

Тележка МП-12Т работает следующим образом.

АСУ ГПС одновременно вырабатывает три сигнала. Один - для робота-штабелера о подаче к загрузке на тележку необходимой палеты, другой сигнал включает признак останова тележки у конкретного объекта, например, станка, третий сигнал поступает на тележку. После загрузки палеты с деталями на тележке считывается номер палеты и хранится в оперативной памяти бортовой микро-ЭВМ. После загрузки (тележка может принимать до 10 тарных ящиков) начинается движение по трассе. При совпадении номеров рабочего места и палеты тележка останавливается, включается корректировка ее положения, а затем робот перегружает палеты на рабочее место. Если на обслуживаемом месте имеются грузы для транспортирования, то робот-перегрузчик забирает этот груз и устанавливает на освободившуюся ячейку тележки.