Механизация и автоматизация производства

Под механизацией понимается замена ручного труда человека машинным. Под автоматизацией понимается передача машинам и приборам функций управления, ранее выполняющиеся человеком. При автоматизации производства механизированное ранее оборудование становится объектом автоматического управления.

Механизация и автоматизация производственных процессов может быть неполной, когда необходимо присутствие человека в рабочем процессе, и полной — без участия человека. Расширение автоматизации и механизации является одной из важнейших задач повышения эффективности машиностроительного производства и качества выпускаемой продукции.

Механизация станков с ручным управлением в механическом цехе:

Для механизации установки и крепления заготовок в токарных станках применяют самозажимные хомутики, самозажимные патроны (пневматические, гидравлические и магнитные) и быстродействующие оправки (с роликами, сухарями). Эти устройства позволяют облегчить труд рабочего и сократить время на установку и закрепление деталей.

В целях механизации установки, выверки и закрепления инструмента токарные станки оснащают резцедержателями с беззазорной фиксацией (четырех- и многопозиционные), а также быстросменными державками.

В качестве устройств, механизирующих процесс получения продольных и диаметральных размеров, используют упоры, лимбы и индикаторы. Для сборки узлов и изделий используется механический инструмент.

На некоторых станках изготавливают детали из прямых прутков. Подача прутковых заготовок осуществляется периодическим перемещением прутка вдоль оси полого шпинделя станка (без участия человека). Готовая деталь, изготовленная из консольно-выступающей части заготовки, в конце обработки отрезается и падает; после этого зажимное устройство разжимается и пруток подается вдоль своей оси на необходимую величину.

На сегодняшний день практически каждое предприятие, занимающееся механической обработкой, имеет в своем распоряжении станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Станки с ЧПУ выполняют все те же функции, что и обычные станки с ручным управлением, однако перемещения исполнительных органов этих станков управляется электроникой. В мехцехе работает порядка 15-20 станков с ЧПУ. В чем же основное преимущество станков с ЧПУ и почему все большее число заводов предпочитает вкладывать деньги именно в современное оборудование с автоматическим управлением, а не покупать относительно дешевые универсальные станки?

Первое — высокий уровень автоматизации производства. Случаи вмешательства оператора станка в процесс изготовления детали сведены к минимуму. Станки с ЧПУ могут работать день за днем, неделю за неделей, выпуская продукцию с неизменно высоким качеством. При этом, главной заботой станочника-оператора являются в основном подготовительно-заключительные операции: установка и снятие детали, наладка инструмента и т.д. В результате один работник может обслуживать сразу несколько станков, в мехцехе один оператор обслуживает по два станка с ЧПУ.

Второе — производственная гибкость, это означает, что для обработки разных деталей нужно всего лишь заменить программу. А уже проверенная и отработанная программа может быть использована в любой момент и любое число раз.

Третье — высокая точность и повторяемость обработки. По одной и той же программе можно изготовить с требуемым качеством тысячи идентичных деталей.

Четвертое — числовое программное управление позволяет обрабатывать такие детали, которые невозможно изготовить на обычном оборудовании. Это детали со сложной пространственной формой, например, штампы и пресс-формы.

Модели систем ЧПУ, используемых в мехцехе, НЦ-31, НЦ-80, 2Р22, 2С42, Siemens 802D, Siemens 840D. В станках с ЧПУ обработка детали выполняется по управляющей программе (УП). Существуют три метода программирования: ручное, на пульте ЧПУ и при помощи CAD/CAM-систем.

Ручное программирование — занятие очень утомительное, требующее обширные знания в области математики, геометрии и т.д. Программирование на пульте ЧПУ связано с техническим развитием систем ЧПУ: программы создаются и вводятся прямо на стойке ЧПУ. Программирование при помощи CAD/CAM-систем позволяет «поднять» процесс написания программ на более высокий «автоматизированный» уровень. Технолог-программист избавляется от трудоемких расчетов и получает инструменты, значительно повышающие скорость написания УП.

Для разработки УП программисты мехцеха используют программу Техтран. Техтран — современная CAM-система, объединенная общим интерфейсом и единым подходом к решению задач технологического проектирования.

Техтран обеспечивает построение геометрической модели детали; задание обработки: построение траектории движения инструмента, назначение технологических команд; получение управляющих программ для различных станков с ЧПУ и многое другое.

Для передачи программы на станок используется DNC-терминал. Это миниатюрное электронное устройство, предназначенное для ввода-вывода УП в УЧПУ станков, исключающих из обращения перфоленту, устройства ввода-вывода перфолент и не требующее прокладки дорогостоящих электрических коммуникаций для передачи УП между персональным компьютером и УЧПУ станков. DNC-терминал имеет энергознеависимую память, что эквивалентно 10 км перфоленты. Время хранения УП — не ограничено. Терминал может работать практически с любыми системама ЧПУ (отечественными и импортными), один такой терминал может обслуживать несколько станков.

УЗАКЛЮЧЕНИЕ

В машиностроении, являющемся основой мощного технического прогресса, используется значительный парк токарных, револьверных, фрезерных и других станков общего назначения. Оснащение этих станков механизирующими и автоматизирующими устройствами представляет большой резерв повышения производительности труда и улучшения качества продукции.

Оснащение станков быстродействующими приспособлениями, механизирующими и автоматическими устройствами дает возможность добиться резкого уменьшения вспомогательного времени, а совершенствование методов настройки станков уменьшает и подготовительно-заключительное время.

В механическом цехе используются различные контрольно-измерительные приборы, механизирующие и автоматические устройства. Такие устройства являются неотъемлемой частью любого производства.

Тенденцией современного этапа механизации и автоматизации производства является создание комплексных систем, включающих конструирование изделие, технологическое проектирование, подготовку УП для станков с ЧПУ, изготовление изделий, сборку узлов и машин, упаковку и транспортировку готовой продукции в гибкую производственную систему. Спроектированный технологический процесс должен оперативно реагировать на изменение производственных ситуаций процесса изготовления деталей.