Характеристика автоматизированного производства по степени непрерывности технологического процесса.

Классифицгуюв/ть рабочие машины можно по степени непре­рывности и по степени автоматизации. С точки зрения непрерывности рабочие машины можно раз­бить на три класса (табл. 2): Iкласс — маши-ны дискретного действия, которые требуют остановки изделия на рабочей позиции на период выпол-нения рабочего процесса (обычные токарные, сверлильные, фрезерные и другие станки, контрольные и сборочные автоматы и т. п.); IIкласс — машины непрерывного действия, в которых орудия труда не- подвижны, а предмет труда безостановочно движется (бесцентровошлифовальные станки при шли-фовании на проход, станки или приспособления для непрерывного фрезе­рования, некоторые типы кон-трольных и сборочных автоматов и т. п.); III класс — машины непрерывного действия, в которых пе-ре­мещается как предмет труда, так и орудие труда, т. е. изделие и инструмент; в дальнейшем мы их бу-дем называть квазине­прерывными (роторные машины и автоматические линии Л. Н. Кошкина) Производительность машины I класса определяется по формуле: Q=1/T где Т –время цикла Производи-тельность машины I класса ограничивается вре­менем технологического цикла и может быть увеличена либо за счет уменьшения, либо за счет увеличения числа рабочих позиций.Производительность машины II класса определяется по формуле: где vt— скорость технологического дви-жения (скорость транс­портного движения); l -размер детали, измеренный в направлении движения; а—расстояние между двумя изделиями Производительность машин II класса не ограничивается време-нем технологического цикла, а зависит лишь от скорости тех-нологического движения и, конечно, от размера изделия. В машинах II класса элементы технологичес-кого цикла, в том. числе частично и машинное время, перекрываются, следователь­но, производитель-ность этих машин значительно выше. Производительность машин III класса определяется по фор­муле: где Vтр — скорость транспортного движения.Здесь скорости транспортного и технологического движения независимых друг от друга, поэтому производительность теоре­тически может быть сколь угодно высокой. Однако и в квазине­прерывных машинах увеличение производительности, которое прямо связано с увеличением скорости транспортирования, достигается за счет увеличения количества одновременно обрабатывае-мых изделий и, следовательно, инструментов и рабо­чих позиций, что может в некоторых случаях сде-лать машину весьма громоздкой.Рассматривая типы машин по признаку непрерывности про­цесса, не следует также упускать из вида точность обработки, что особенно важно для станков. Наивысшую точ-ность дают машины дискретного действия, а наинизшую – квазинепрерывные. К прецизионным стан-кам предъявляются особые требования по жесткости, отсутствию вибраций и т. п. Эти требования не могут быть выдержаны, «если сам станок (инструментальный узел) и изделие находится в движении. Значит машины III класса могут применяться для выполнения процессов, к которым не предъявляются высокие требования в отношении точности обработки. Большого внимания заслуживают машины II класса, т. е. машины непрерывного действия с неподвижным инструментом, так как при сохранении весьма прогрессивного принципа не­прерывности и сравнительно высокой производительности они имеют неподвижный инструмент, а значит, могут давать высокую точность обработки. Возможность применения машин непрерывного действш II класса формально зависит от возможности объединения на правлений транспортного и технологического движений, поэте му в классификацию технологичес-ких процессов вводится такж и этот фактор Если при токарной или шлифовальной обработке наружны поверхностей сообщить движение подачи изделию, а не инструменту, то можно объединить транс-портное и технологическс движения, т. е. можно применить машину непрерывного дейс вия II класса с неподвижным инструментом (например, тока ные автоматы для про-дольного точения, бесцентрошли-фовал ные станки и пр.).При сверлении, развертывании, нарезании резьбы метчика объединить подачу изделия с его транспортированием во время обработки возможно, однако продвижению изделия с рабо-чей позиции мешает инструмент. Известен только один случай нарезание резьбы в гайках кривым мет-чиком, когда удалс пропустить изделие через инструмент. Поэтому для указанн операций при осущест-влении принципа непрерывности обя тельно нужно применить машину III класса.При нарезании ци-линдрических зубчатых колес червячной фрезой или гребенкой можно также осуществить непрерывг процесс при неподвижном инструменте, перемещая шестер вдоль ее оси. Можно перемещать шестерню и вдоль оси ш румента, но при этом потребуется червячная фреза или греС ка длиной, равной длине развернутой окружности шестерни, практически невозможно.При обработке металлов давлением не удается использоб машины II класса (за исключением прокатки, накатки шесте и резьбы плашками). В этом случае естественно применять квазинепрерывные машины III класса, так как требования в отно-шении точности при этом процессе сравнительно неве­лики.В недавнее время разработан способ неп-рерывной сборки, заключающийся в том, что одна деталь, проходя относительно неподвижной другой детали, установленной под углом, цепляет ее и надевает на себя Технологические процессы II класса всегда могут осущест­вляться машинами II класса. В этих процессах не требуется ориентации, а вместо инструмента присутствует рабочая среда, поэтому в машине всегда могут совпасть транспортное и тех-но­логическое движение. Применять для этих процессов квазине прерывные машины III класса нецеле-сообразно. Одним из важнейших факторов, определяющих совершенство автоматической рабочей ма-шины, является степень участия человека в процессе производства. С этой точки зрения различают следующие разновидности автоматических машин и системы машин:

1. Циклические автоматические машины и системыт машин, когда выполняется жестко заданная программа произ­водственного цикла без контроля в процессе ее выполнения.Здесь человек освобож-дается от функций управления (что вооб­ще характеризует автоматизацию в любом виде), но за ним
остаются функции контроля, наблюдения, регулирования и про­граммирования производственного процесса. Этот тип автома­тизации характеризуется жестким ритмом процесса.

2. Рефлекторные автоматические машины и системы машин, когда управление и контроль за ходом производствен­ного процесса осуществляются в соответствии с заданной постоянкой программой. Здесь человек освобождается не только от функций управления, но и от контроля за качеством продукции. Изменяет программу или условия ее выполнения толь­ко человек.

3. Самонастраивающиеся автоматические машины и системы машин, где заданы конечные пара-метры производст­венного процесса и в зависимости от совокупности условий автоматически изыски-вается и производится необходимое (или даже оптимальное) управление процессом, т. е. человек осво­бождается целиком или частично и от программирования. Эта разновидность автоматизации связана с применением в том или ином виде математических счетно-решающих устройств и устройств для управления и контроля; она является наиболее высокой ступенью развития автоматизации.

Циклические автоматические машины были первенцами автоматизации. В них средства управления ведут процесс по установленной программе, не изменяя количественные или ка­чественные характеристики в связи с изменяющимися условия­ми протекания процесса. Широкое применение такого рода автоматы нашли в металлообработке (токарные автоматы, автоматические прессы и т. п.). Подавляющее большинство действующих автоматических линий, в том числе и роторные линии, также относятся к этому типу.В наиболее совершенных типах циклических автоматов име­ется возможность быстро сменять программы (станки с про­граммным управлением), что расширяет область их примене-ния и позволяет использовать автоматизацию в серийном произ­водстве. Рефлекторные машины в металлообрабатывающих произ­водствах позволяют контролировать обработку изделий с не­обходимой точностью путем подачи инструмента в соответствии с его износом. Рефлекторные автоматы испо-льзуются также для контроля и сортировки изделий и начинают находить примене­ние при сборке.

Для пояснения основных принципов действия разных авто­матических систем обратимся к примеру регулирования темпе­ратуры закалочной печи.Для измерения температуры в печи поставлена термо-пара, которая дает электрическое напряжение и, пропорциональное температуре Шкала прибора, изме-ряющего напря­жение, проградуирована в градусах. Человек, обслуживающий электропечь, следит за прибором и в зависимости от того, в какую сторону отклоняется температура от требуемого зна­чения, производит в соответствующую сторону перемещение движка реостата. Тем самым он изменяет соп-ротивление г в электрической цепи нагрева и температуру печи. Так произво­дится ручное регулирова-ние температуры.Постараемся полностью автоматизировать этот процесс, т. е. сделать так, чтобы дви-жок реостата перемещался при отклоне­нии температуры без помощи человека. Можно изъять указате-льный прибор и заставить непосредственно движок реостата перемещаться под действием напряжения, для чего надо поста­вить усилитель (так как термопара дает очень малый ток) и электродвигатель с ре-дуктором, Заметим, что привод должен быть реверсивным, т. е. он дол­жен изменять направление своего вращения с изменением зна­ка отклонения температуры.На входе системы перед усилителем введем «эталонное» напряжение и0, соответствующее требуемой температуре (на­пример, 600° С). Это нап-ряжение сравнивается с напряжением термопары, которое отвечает фактической температуре в печи; разность этих напряжений, пропорциональная отклонению тем­пературы от требуемого значения, и по-дается на усилитель. Как только температура отклонится от требуемого значения, на вхо­де усилителя появится напряжение, привод и движок реостата придут в движение.Однако даже с автоматическим регулированием темпера­туры печь является устройством дискретного действия (маши­на I класса). После нагрева одной партии изделий печь раз­гружается и загружается вновь, что влечет большие по-тери вре­мени и, следовательно, производительности.Если эту печь оборудовать транспортером, несу-щим изде­лия и движущимся с такой скоростью, что изделия находятся в печи достаточное для прогрева время, то потери на загрузку и выгрузку изделий будут устранены и производительность печи сущест-венно повысится. Это уже будет рефлекторная машина непрерывного действия II класса.Изделия, выходящие из печи, должны удовлетворять опре­деленным техническим условиям; в данном случае они должны иметь определенную твердость и структуру. Можно на выходе из печи установить Контроль-ное устройство, которое косвенным путем, например путем намагничивания и контроля магнитных свойств будет проверять твердость и структуру и преобразо-: вывать полученные данные о проверке в электрические сигна­лы Данные из этого контрольного устройства поступают в счетворешающее устройство, которое их анализирует и подает команду либо в механизм настройки на изменение тем­пературы печи, либо через усилитель на привод транспортера для изменения его скорости, что дает изменение времени пре­бывания изделия в печи, т. е. времени выдержки.Теперь мы уже получили са-монастраивающуюся автоматиче­скую машину самого высокого класса, которой задаются только ко-нечные параметры— технические условия на изделие — и ко­торая сама выбирает программу своей работы. В ней объеди­нены принципы непрерывности, самоконтроля и автоматической

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться: