ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные понятия о механизации и автоматизации из "Автоматизация технологических процессов в машиностроении " Одним из наиболее эффективных путей, обеспечивающих быстрые темпы роста производительности труда, является механизация и автоматизация производства. Но реальный экономический эффект, получаемый в результате механизации и автоматизации, во многом зависит от того, в каких конкретных условиях, для решения каких производственных задач используют средства и методы механизации и автоматизации. На механизацию и, особенно, автоматизацию машиностроительного производства необходимы значительные капитальные затраты. Если объект механизации выбран удачно, эти затраты окупаются быстро. В короткие сроки достигается высокая экономическая эффективность, а если идти по пути сплошной автоматизации, то вместо экономии можно получить убыток. Поэтому каждый специалист-машиностроитель должен иметь четкое представление о технических возможностях средств механизации и автоматизации и уметь оценить их экономическую эффективность. А для этого, прежде всего, ну кно представлять сущность понятий механизация и автоматизация . [c.5] Рассмотрим основные понятия на примерах из области металлообработки. Для того чтобы обработать деталь на металлорежущем станке, необходимо перемещать режущий инструмент относительно заготовки. Движения заготовки и инструмента, необходимые для получения детали заданной формы и размеров, называют основными или рабочими движениями. Прежде чем начать обработку, необходимо подать заготовку на станок, установить и закрепить ее, подвести и установить на размер инструмент. После окончания обработки необходимо отвести инструмент в исходное положение, разжать и снять со станка обработанную деталь. Все эти движения не связаны с изменением формы и размеров обрабатываемой детали, поэтому их называют вспомогательными. [c.5] Все рабочие и вспомогательные движения должны осуществляться в определенной последовательности, в нужном направлении, с определенными скоростями и длинами пути, поэтому они нуждаются в определенных управляющих воздействиях. Эти воздействия составляют основное содержание процесса управления технологической операцией. Рассмотрим процесс управления и его основные этапы. [c.5] Исходные сведения о заданной форме, размерах обрабатываемой детали, точности ее обработки рабочий получает из чертежа и технических условий. Эти исходные сведения составляют первичную информацию, получаемую рабочим до начала операции. Если детали изготовляют единично или в небольших количествах, рациональную технологию обработки часто выбирает сам рабочий. Обдумав полученные сведения, т. е. переработав информацию с учетом собственных знаний и опыта, рабочий составляет программу обработки, запоминает, а затем выполняет ее. [c.6] В серийном и массовом производствах программа задается рабочему в виде операционной технологической карты, разработанной заранее специалистом-технологом. Рабочий запоминает заданную последовательность переходов, направления, скорости и длины перемещений исполнительных органов станка и, пользуясь рукоятками управления и отсчетными лимбами, подает управляющие команды станку в соответствии с установленной программой. Управление сводится в основном к подаче команд на начало операции, начало и конец каждого движения, изменение направления и скорости движений. [c.6] Однако этим не ограничивается комплекс действий управления даже при рассмотрении только одной технологической операции. В процессе обработки встречаются такие явления, как быстрый износ инструмента, случайная поломка твердосплавной пластинки, изменение размера обрабатываемой детали из-за колебания величины припуска или прочности материала и т. д. Поэтому необходимы постоянное наблюдение и контроль за ходом процесса и подача команд, корректирующих исходную программу в направлении снижения или повышения режимов обработки, изменения настройки инструмента и т. д. [c.6] Таким образом, процесс управления может заключать в себе не только такие элементарные действия, как включение и выключение движений частей станка, но и более сложные — изменение режима работы машины (иногда по заданному сложному закону), внесение поправок в первоначальную настройку инструмента. Как видно, понятие об управлении включает понятие о контроле и регулировании работы машины. [c.6] Затраты времени на обработку детали на металлорежущем станке складываются из следующих главных элементов (другие затраты времени — это время на общую подготовку к работе, обслуживание станка, остановки для отдыха рабоч его и т. д.) to — основное время te — вспомогательное время ty — время управления. Сокращая каждый из этих элементов, можно повысить производительность труда. Основными путями повышения производительности являются механизация и автоматизация. [c.6] Большинство выпускаемых станков имеет механизированные рабочие движения. Только у некоторых небольших станков, главным образом настольных, одно, реже два рабочих движения не механизированы. В то же время сравнительно у немногих современных станков механизированы вспомогательные движения. Этот недостаток особенно проявляется в случае, если станок работает на высоких режимах резания, когда машинное время сокращается до минимума. В этих условиях затраты времени на выполнение вспомогательных движений могут достигать 50— 60% всего времени операции, поэтому на механизацию вспомогательных движений и в первую очередь на механизацию таких элементов операции, как загрузка и закрепление обрабатываемых деталей, обращается большое внимание. [c.7] Автоматизация — это придание станку (или машине) способности самостоятельно выполнять функции управления. Автоматизированный станок — это самоуправляющий станок. Степень автоматизации — это степень самостоятельности выполнения функций управления. Понятно, что автоматизация имеет смысл только для механизированных процессов, т. е. при условии, когда исполнительные органы машины приводятся в двил ение электро-, гидро- или пневмодвигателями. [c.7] Рассмотрим определение автомата, рекомендуемое энциклопедией современной техники Автомат — агрегат, представляющий собой систему механизмов и устройств (электронных, электрических, пневматических, гидравлических), в которой полностью механизированы, т. е. выполняются без непосредственного участия человека, процессы получения, преобразования, передачи и использования энергии, материала и информации . И здесь же Процессы переработки информации, в зависимости от назначения автомата, составляют либо основу его рабочего цикла (например, вычислительные автоматы), либо обеспечивают правильное протекание энергетических процессов (например, технологические автоматы). Однако полная механизация процессов переработки информации является важнейшей чертой любого автомата, независимо от его назначения . [c.8] Как видно из этих определений, автоматизацию связывают с таким важнейшим признаком, как переработка информации. Но существует много металлорежущих станков и других машин различного назначения, где заданная последовательность движений, их направление, а также скорость обеспечиваются кулачками, копирами соответствующей формы без применения средств автоматики — устройств для получения, преобразования и использования сигналов (информации). К ним относятся токарноревольверные автоматы, токарпые мпогощпипдельпые автоматы и другие станки и машины, где перемещения исполнительных органов обеспечиваются дисковыми и барабанными кулачками. Управление в виде подачи и преобразования сигналов сводится к первоначальному включению машины и ее выключению по окончании работы или к подаче сигналов (команд) на повторение цикла. [c.8] Машина, где заданная программа работы обеспечивается кулачковыми механизмами, которые являются носителями программы, не требует вмешательства человека для управления так же, как станок с числовым программным управлением, оснащенный системой устройств для получения, переработки и использования информации. С этой точки зрения эти машины являются самоуправляющимися, т. е. автоматами. [c.8] Исходя из рассмотренных понятий механизация , автоматизация , можно сказать, какие из типичных устройств и элементов, устанавливаемых на металлорежущих станках, следует относить к механизирующим, а какие — к автоматизирующим. [c.8] К элементам автоматизации и автоматического управления относятся кулачковые п другие механизмы, обеспечивающие определенную последовательность, направление и скорость перемещения исполнительных органов командоаппараты, подающие в заданной последовательности команды на включение и выключение исполнительных органов станка конечные выключатели, реле, датчики, подающие команды на отключение исполнительного органа после выполнения заданного перемещения и, одновременно, на включение следующего исполнительного органа — в системах управления в функции пути ( путевых системах управления) контрольные устройства активного контроля, подающие команды на остановку, изменение режима работы или подналадку станка устройства программного управления, обеспечивающие автоматическое выполнение программы работы станка, заданной в цифровом (числовом) виде. [c.9] Для первоначальной настройки и наладки, подналадки, перемещений исполнительных органов при регулировке, ремонте и т. д. на автоматизированных станках и автоматических линиях имеются некоторые элементы ручного управления — рукоятки, маховички, кнопочные пульты и др. [c.9] Загрузка токарного автомата (рис. 2) заготовками производится из магазина 3, который периодически заполняет рабочий, обслуживающий группу станков. В рабочую зону станка заготовки подает механизм питания 4. Пиноль задней бабки, перемещаясь пневмоцилиндром 5, поджимает обрабатываемую деталь к переднему центру, после чего она зажимается в патроне с помощью пневмоцилиндра 1. Суппорт быстро подводится к детали с помощью электродвигателя 6, получает рабочую подачу, а после окончания обработки быстро возвращается в исходное положение. Деталь освобождается и скатывается в отводящий лоток. Включение и выключение в заданной последовательности всех приводов и механизмов обеспечивает командоаппарат 2. [c.10] Рассмотрим теперь такие понятия, как комплексная механизация и комплексная автоматизация. Комплексная механизация (комплексная автоматизация) — механизация (автоматизация) целого технологического или производственного процесса. Типичным примером комплексно-автоматизированного производства может служить производство подшипников качения на Московском ГПЗ-1. Р1зготовление подшипника, начиная с отрезки от заготовки и черновой токарной обработки, чистовая обработка резанием, термическая обработка, контроль, сборка и упаковка выполняются комплексом взаимосвязанного автоматизированного оборудования. Другим примером комплексно-автоматизированного производства является автоматизированное производство автомобильных поршней на Ульяновском автомобильном заводе, где весь производственный процесс — от момента литья заготовки поршня до контроля и упаковки готового изделия также выполняется на автоматизированном оборудовании. [c.13] Говоря о комплексной механизации и комплексной автоматизации, нельзя представлять себе понятие комплексная, как сплошная . Главная задача механизации и автоматизации— повышение производительности общественного труда. Поэтому комплексную механизацию (автоматизацию) применяют в технологическом, производственном процессе в той мере, которая в данных условиях, при современном состоянии техники обеспечивает серьезный экономический эффект, высокую производительность общественного труда. [c.13] Можно назвать и такие случаи, когда автоматизацию применяют, заведомо зная, что она не приведет к повышению производительности труда. Это такие операции и производства, где участие человека связано с опасностью для его здоровья. Кроме специальных производств, подобные операции встречаются на машиностроительных заводах. [c.13] Вернуться к основной статье