Реферат: Этапы развития автоматизации производства. Создание и эксплуатация автоматических и роторных линий

Автоматизация производства – это процесс, при котором функции управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком, передаются приборам и автоматическим устройствам. Автоматизация – это основа развития современной промышленности, генеральное направление научно-технического прогресса. Цель автоматизации производства заключается в повышении эффективности труда, улучшении качества выпускаемой продукции, в создании условий для оптимального использования всех ресурсов производства. Различают автоматизацию производства: частичную, комплексную и полную.

При частичной автоматизации часть функций управления производством автоматизирована, а часть выполняется рабочими-операторами (полуавтоматические комплексы). Как правило, такая автоматизация осуществляется в тех случаях, когда управление процессами в следствие их сложности или скоротечности практически недоступно человеку.

При комплексной автоматизации все функции управления автоматизированы, рабочие-операторы только налаживают технику и контролируют её работу (автоматические комплексы). Комплексная автоматизация требует применения таких систем машин, оборудования, вспомогательной техники, работа которых превращает исходные материалы в готовый продукт без физического вмешательства человека.

Полная автоматизация производства – высшая ступень автоматизации, которая предусматривает передачу всех функций управления и контроля комплексно-автоматизированным производством автоматическим системам управления.

Развитие автоматизации производства можно условно подразделить на три этапа.

Первый этап автоматизации охватывает период времени с начала XVIII до конца XIX столетия. В 20-е годы XVIII столетия в России А.Нартовым был разработан автоматический суппорт для токарно-копировального станка. В 1765 г. русским механиком И.И.Ползуновым – творцом первой паровой машины универсального назначения – был создан первый в мире промышленный автоматический регулятор для поддержания постоянного уровня воды в котле паровой машины. Измерительный орган – поплавок, находящийся на поверхности воды, перемещаясь, изменял подачу жидкости, идущей по трубе в котёл через отверстие клапана. Если уровень воды поднимался выше положенного, то поплавок, перемещаясь вверх, закрывал клапан и подача воды прекращалась. В регуляторе Ползунова была реализована идея, являющаяся и поныне центральной в устройствах автоматического регулирования. В 1784 г. английским механиком Дж. Уаттом также для паровой машины был разработан центробежный регулятор скорости. В течение всего XIX столетия происходило совершенствование регуляторов для паровых машин. На первом этапе развития автоматизации были попытки создания автоматических станков и линий с жёсткой кинематической связью.

Следует отметить, что развитие автоматизации производства в этот период времени основывалось на принципах и методах классической механики.

Второй этап развития автоматизации производства охватывает период времени конец XIX и середина XX столетия. Этот этап связан с развитием электротехники и практическим использованием электричества в средствах автоматизации. В частности, важное значение имеет изобретение П.Л.Шиллнгом магнитоэлектрического реле (1850 г.) – одного из основных элементов электроавтоматики, разработка Ф.М.Балюкевичем и др. в 80-х г.г. XIX столетия ряда устройств автоматической сигнализации на ж.-д. транспорте, создание С.Н.Апостоловым-Бердичевским и др. первой в мире автоматической телефонной станции.

К началу XX века относится широкое развитие и использование электрических систем автоматического регулирования. Индивидуальный привод отдельных рабочих органов машин и введение между ними электрических связей существенно упростили кинематику машин, сделали их менее громоздкими и более надёжными. Будучи более гибкими и удобными в эксплуатации, электрические связи позволили создать комбинированное электрическое и механическое программное управление, обеспечивающее автоматическое выполнение неизмеримо более сложных операций, чем на машинах-автоматах с механическим программным устройством. Для второго этапа развития автоматизации характерно появление электронно-программного управления: были созданы станки с числовым программным управлением, обрабатывающие центры и автоматические линии, содержащие в качестве компонента оборудование с программным управлением.

Сороковые-пятидесятые годы XX столетия ознаменовались началом бурного развития радиоэлектроники. Электронные устройства обеспечивают более высокие быстродействия, чувствительность, точность и надежность автоматических систем. Наступил третий этап развития автоматизации с широким использованием управляющих ЭВМ, которые для каждого момента времени рассчитывают оптимальные режимы технологического процесса и вырабатывают управляющие команды по всем автоматизируемым операциям.

Переходом к третьему этапу развития автоматизации послужили новые возможности ЧПУ, основанные на применении микропроцессорной техники, что позволило создавать принципиально новую систему машин, в которой сочетались бы высокая производительность автоматических линий с требованиями гибкости производственного процесса. Современные микроэлектроника и ЭВМ позволяют достичь высшего уровня автоматизации.

2. Организационно-технические особенности создания и эксплуатации автоматических линий

Дальнейшим развитием поточного производства является его автоматизация, сочетающая непрерывность производственных процессов с автоматическим их выполнением. Автоматизация производства в машиностроении и радиоэлектронном приборостроении (РЭП) развивается в направлении создания станков, автоматов, полуавтоматов и агрегатов с ЧПУ автоматизированных и автоматических поточных линий, автоматизированных и автоматических участков, цехов и даже заводов.

Автоматическая линия (АЛ) – это система согласованно работающих и автоматически управляемых станков (агрегатов), транспортных средств и контрольных механизмов, размещенных по ходу технологического процесса, при посредстве которых производится обработка деталей или сборка изделий по заранее заданному технологическому процессу в строго определенное время (такт АЛ).

Роль рабочего на АЛ сводится лишь к наблюдению за работой линии, наладке и подналадке отдельных механизмов, а иногда к подаче заготовки на первую операцию и снятию готового изделия на последней операции. Это позволяет рабочему управлять значительным числом машин и механизмов.

В соответствии с функциональным назначением АЛ могут быть механообрабатывающими, механосборочными, сборочными, заготовительными, контрольно-измерительными, упаковочными и др.

Основным параметром (КПН) АЛ является производительность. Производительность линии считают по производительности последнего выпускного станка. Различают: 1) технологическую, 2) цикловую, 3) фактическую, 4) потенциальную производительность линии.

Технологическая производительность определяется по формуле

(1)

где - машинное время обработки детали, т.е. основное время ().

Цикловая производительность рассчитывается по формуле

(2)

где - длительность рабочего цикла (), мин; - время холостых ходов рабочей машины, связанных с загрузкой и разгрузкой, межстаночным транспортированием, зажимом и разжимом деталей, т.е. вспомогательное время ().

Для большинства автоматических линий длительность рабочего цикла и всех его элементов остается неизменной в процессе работы машины, поэтому технологическая и цикловая производительности являются постоянными величинами. В реальных условиях периоды бесперебойной работы рабочей машины АЛ чередуются с простоями, вызванными различными организационными причинами. Вследствие этого фактическая производительность АЛ определяется по формуле

(3)

где - коэффициент использования рабочей машины (станка, автомата, линии) во времени, может быть рассчитан по формуле

(4)

где - время внецикловых простоев (обслуживания рабочего места), приходящееся на единицу продукции, может быть определено по формуле

(5)

где t _тех – время, затрачиваемое на техническое обслуживание, связанное с регулировкой механизмов, подналадкой и текущим ремонтом оборудования, сменой инструмента и др; t _орг – время, затрачиваемое на организационное обслуживание, обусловленное внешними причинами, функционально несвязанное и независящее от конструкции АЛ (это отсутствие заготовок, несвоевременный приход и уход рабочего, брак предыдущих операций и др.).

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--