Автоматизация производственных процессов

Под автоматизацией производства понимают процесс, при котором все или преобладающая часть операций, требующих физических усилий рабочего, передаются машинам и осуществляются без его непосредственного участия. За рабочим остаются лишь функции наладки, надзора и контроля.

Автоматизация производственного процесса достигается путем использования систем машин-автоматов, представляющих собой комбинацию разнородного оборудования и других технических устройств, расположенных в технологической последовательности и объединенных средствами транспортировки, контроля и управления для выполнения частичных процессов производства изделий. Особо важную роль при этом играет комплексная автоматизация производства, при которой без непосредственного вмешательства человека, но под его контролем машинами-автоматами осуществляются все процессы производства — от поступления сырья до выхода готового продукта.

Различают четыре основных направления автоматизации.

Первое направление — внедрение полуавтоматических и автоматических станков. Наивысшим достижением этого на­правления являются станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Они работают по заданной программе без непосредственного участия человека и изготавливают раз­личные детали или выполняют определенные производствен­ные операции. Использование станков с ЧПУ позволяет по­высить производительность труда на каждом рабочем месте в 3—4 раза.

Второе направление — создание комплексных систем ма­шин с автоматизацией всех звеньев производственного про­цесса. Типичным примером комплексных систем машин яв­ляются автоматические линии. Автоматическая линия (АЛ) представляет собой объединение в единое производственное целое системы машин-автоматов с автоматическими механиз­мами и устройствами для транспортировки, контроля, накоп­ления заделов, удаления отходов, а также управления.

Значительно шире границы эффективности у автомати­ческих роторных линий (АРЛ), которые представляют собой разновидность автоматических линий, оснащенных специальным оборудованием на основе роторных машин и транспортирующих устройств. Во вращающемся цилиндре-роторе сделано столько гнезд, сколько по технологии нужно операций для полного изготовления детали. Установленная деталь на особом приспособлении направляется навстречу орудиям обработки. Поворот по кругу гнезда с деталью означает завершение одной операции и переход к следующей.

Роторные линии имеют существенные преимущества по сравнению с другими линиями изготовления деталей. Они полностью исключают транспортные операции, не требуют переналадки инструмента, пока идет обработка одной и той же детали.

Преимуществом роторных линий является также то, что на каждой из них одновременно можно обрабатывать несколько разных деталей. Для этого в разных позициях ротора уста­навливаются разные инструменты. Эта особенность позволяет совмещать выпуск схожих по технологическому циклу изделий на одной линии и автоматизировать изготовление небольших серий деталей.

Количество включенного в состав автоматической линии оборудования зависит от сложности обрабатываемых деталей: от 5 —10 (для деталей средней сложности) до 100 — 150 (при массовом производстве деталей сложной формы с большим количеством технологических операций) единиц.

В качестве третьего направления рассматривается конструирование и производство промышленных роботов, выпол­няющих в производственном процессе функции, подобные человеческой руке, и благодаря этому заменяющие движения человека. Их внедрение в производство позволяет продолжить эксплуатацию неавтоматизированной техники, которая при переходе к освоению новой продукции может оказаться непригодной, если ее расставить в определенном порядке и связать в единую технологическую линию роботами. Эта принципиально новая многоцелевая технологическая система способна выполнять за человека универсальные ручные операции во всем их многообразии, решая одновременно сложные логические задачи, остававшиеся до недавнего времени монополией человеческого ума. Многозвенная управляемая манипуляционная система (механические руки с управляемыми приводами в каждом суставе) легко программируется с простейшими элементами "искусственного интеллекта" для ручных операций.

Кроме автоматических линий в автоматизированном про­изводстве используют робототехнические комплексы (РТК) для выполнения различных работ (механической обработки, сварки, кузнечно-прессовых и т.п.). При их внедрении требуется решение ряда задач, связанных с автоматизацией смены изделий и инструмента на оборудовании, транспортирования изделий согласно технологическому процессу.

Для транспортирования заготовок и изделий в процессе обработки в РТК используются промышленные роботы (манипуляторы). Количество единиц оборудования и накопителей в РТК рассчитывается с учетом соотношения времени обработки изделия и загрузки робота.

Четвертым, принципиально важным и перспективным направлением автоматизации является развитие компьютеризации и гибкости производств и технологий. Потребность в развитии гибкой автоматизации производства определяется усилением международной конкуренции, требующей быстрого обновления и освоения изделий, тенденцией работы на конкретного потребителя с соответствующим снижением серийного выпуска продукции.

Под гибкостью производства понимается его способность быстро и при минимальных затратах на том же оборудова­нии переходить на выпуск новой продукции. Основой гибких производственных систем (ГПС) является гибкий производственный модуль. Это легко переналаживаемая и автономно функционирующая единица автоматизированного оборудования с ЧПУ, где загрузка заготовок и удаление обработанных деталей ведутся с помощью роботов, автоматизированы замена инструмента и удаление стружки, подача охлаждающей жидкости, контроль и диагностика неисправностей. Модуль не только быстро переходит на изготовление и сборку новых деталей или узлов, но и легко встраивается в гибкие производственные комплексы, линии и даже участки.

Гибкая производственная система (ГПС), являясь высшей формой автоматизации, включает в себя в различных сочетаниях оборудование с ЧПУ, РТК, ГПМ и различные системы обеспечения их функционирования.

17. Понятие качества. Ресурсосберегающие и природоохранные
показатели качества

Под качеством продукции понимают целостную совокупность ее потребительских свойств, обуславливающих степень пригодности данной продукции удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением в фиксированных условиях потребления. Вообще, существует огромное количество определений качества продукции. Приведем еще одно из них: «Качество продукции - это определенная совокупность свойств продукции или услуги, потенциально или реально способных в той ли иной мере удовлетворять требуемые потребности при их использовании по назначению, включая утилизацию или уничтожение».Для оценки качества продукции при ее создании, испытаниях, сертификации, покупке и потреблении (эксплуатации) используются показатели качества.

Ресурсосберегающие показатели характеризуют свойства продукции, которые определяют уровень затрачиваемых ресурсов при ее создании и применении. Группа ресурсосберегающих показателей включает подгруппы технологичности и ресурсопотребления.

Показатели технологичности выражают особенности состава и структуры продукции, влияющие на уровень затрат сырья, материалов, топлива, энергии, труда и времени для производства (добычи) продукции и/или ее потребления (эксплуатации).

Показатели ресурсопотребления характеризуют затраты материалов, топлива, энергии, труда и времени при непосредственном использовании продукции по назначению.

Природоохранные показатели качества продукции характеризуют ее свойства, связанные с воздействием на человека и окружающую среду. Они объединяются в две группы показателей – безопасности и экологичности.

Показатели безопасности характеризуют особенности продукции, обеспечивающие безопасность человека при потреблении или эксплуатации, транспортировании, хранении и утилизации продукции.

Показатели экологичности характеризуют свойства продукции, определяющие вредные воздействия на окружающую среду при производстве, монтаже, потреблении и эксплуатации, а также при ее хранении и утилизации.