СПОСОБ ОБМЕНА ГРУЗАМИ, УСТРОЙСТВО ОБМЕНА ГРУЗАМИ, СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ГРУЗОНЕСУЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ НАКОПИТЕЛЯ И ГИБКАЯ ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СИСТЕМА НА ИХ ОСНОВЕ

1. Способ обмена грузами в условиях автоматизированной транспортно-накопительной системы (АТНС), заключающийся 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 (УОГ) с координатами, заданной из множества свободных, адресной позиции (АП) грузонесущей поверхности (ГРП) 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 отличающийся тем, что 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 (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, затем возвращают исполнительные механизмы каналов обмена в исходные позиции.
2. Способ обмена грузами по п.1, отличающийся тем, что обменник размещают на УОГ, при этом 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.
3. Способ обмена грузами по п.1, отличающийся тем, что обменник размещают на накопителе, при этом 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.
4. Устройство обмена грузами (УОГ), 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 которой он производит обмен грузами, размещенными на спутниках, а также его возврата в исходную позицию и непосредственно обменник, отличающееся тем, что оно 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.
5. Устройство обмена грузами по п.4, отличающееся тем, что механизм выдвижения пластин выполнен одностороннего действия, с возможностью образования одной матричной многоканальной зоны обмена, размещен вместе с выдвижными пластинами в ярусах накопителя и включает 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.
6. Устройство обмена грузами по п.4, отличающееся тем, что механизм совмещения координат УОГ с координатами требуемых АП накопителя выполнен в виде подвижного магазина УОГ, оснащенного приводом возвратно-поступательного перемещения и установленного на направляющих, смонтированных параллельно грузонесущей поверхности накопителя.
7. Устройство обмена грузами по п.4, отличающееся тем, что механизм совмещения координат УОГ с координатами требуемых АП накопителя 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.
8. Устройство обмена грузами по п.4, отличающееся тем, что механизм выдвижения пластин 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 грузонесущим поверхностям накопителей, с которыми предусмотрен обмен.
9. Способ формирования грузонесущей поверхности накопителя, заключающийся 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, отличающийся тем, что 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 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 - секций ГРП 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.
10. Гибкая производственная система (ГПС), включающая систему управления, автоматизированную систему инструментального обеспечения, по меньшей мере, один гибкий производственный участок (ГПУ), композиционной основой которого является расположенная в его центре АТНС с размещением вокруг нее технологического оборудования 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, отличающаяся тем, что 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 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 блок, 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, одной открытой стороной обращенными к матричной зоне обмена с грузонесущей поверхностью грани обоймы, второй открытой стороной - 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 технологическое оборудование размещено в проемах, образованных геометрией профиля АТНС, развернуто своей рабочей зоной к зоне поштучного обмена грузами, обслуживаемой роботом.
11. Гибкая производственная система по п.10, отличающаяся тем, что 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.
12. Гибкая производственная система по п.10, отличающаяся тем, что каждое устройство обмена грузами 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 включает 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, механизм совмещения координат УОГ с координатами требуемых АЛ 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 дополнительно используется в качестве пристаночного магазина.
13. Гибкая производственная система по п.10, отличающаяся тем, что каждое устройство обмена грузами 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 включает 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, при этом магазин УОГ дополнительно используется в качестве пристаночного магазина.
14. Гибкая производственная система по п.10, отличающаяся тем, что каждое устройство обмена грузами 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.
15. Гибкая производственная система по п.10, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, два ГПУ установлены с возможностью соединения матричной связью, реализуемой устройством обмена грузами, и образования репликативной ГПС, при этом обоймы ГПУ установлены последовательно вдоль прямолинейных направляющих УОГ так, что одна из граней каждой из них находится в плоскости параллельной направляющим УОГ.
16. Гибкая производственная система по п.15, отличающаяся тем, что матричная связь 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 с технологическим оборудованием гибких производственных участков поштучным обменом грузами посредством роботов.
17. Гибкая производственная система по п.15, отличающаяся тем, что матричная связь 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.