Министерство Образования Российской Федерации
Инженерно-педагогический факультет
Тольяттинский Государственный Университет
Кафедра «Технологии механосборочногопроизводства»
Контрольная работа
по дисциплине
«Комплекснаямеханизация, автоматизация производственных процессов»
Выполнил: студент гр.
Тз – 441 Евсеев А.А.
Проверил:
к.т.н. Грабарник А.М.
Тольятти 2002г.
Содержание
Введение
1. Первая ступень автоматизации
1.1 Автомат
2. Вторая ступень автоматизации
2.1Автоматическая линия (АЛ)
3. Третья ступень автоматизации
3.1Автоматизированный технологический комплекс (АТК)
3.2Комплексные АЛ
Заключение
Список литературы
Введение
Автоматизацияпроизводственных процессов – комплекс мероприятий по разработкевысокоинтенсивных технологических процессов и создания на их основевысокопроизводительного оборудования, выполняющего технологические ивспомогательные процессы без непосредственного участия человека.
1. Первая ступеньавтоматизации
Автоматизация рабочегоцикла, т.е. создание автоматов и полуавтоматов. На этой ступени автоматизацияохватывает единичную технологическую операцию обработки, контроля или сборки, атакже вспомогательные процессы, непосредственно связанные с выполнениемтехнологических операций. В соответствии с этим различают рабочие ходы –функциональные действия механизмов, устройств, инструментов в машине илиагрегате, которые непосредственно реализуют технологический процесс; холостыеходы – функциональные действия механизмов и устройств в машине или агрегате,которые создают необходимые условия для выполнения технологического процесса(загрузка и съём изделий, их зажим или разжим, подвод и отвод инструмента идр.).1.1. Автомат
это рабочая машина,которая самостоятельно выполняет все рабочие и холостые ходы, кроме операцийналадки и устранения отказов в работе. Конструктивным признаком автоматаявляется наличие полного комплекса механизмов рабочих и холостых ходов (целевыхмеханизмов автоматов), выполняющих все действия, необходимые для получениягодной продукции.
Наибольшее распространениеполучили машины и агрегаты циклического действия, в которых рабочие и холостыеходы периодически повторяются через определенный интервал времени, называемыйрабочим циклом. За каждый рабочий цикл выдается либо одно изделие, либо порция(партия) изделий.
Перспективными являютсямногопозиционные (многошпиндельные) машины-автоматы с дифференциацией иконцентрацией элементов технологического процесса. В зависимости способадифференциации и концентрации различают многопозиционные автоматыпоследовательного, параллельного и последовательно-параллельного (смешанного)действия.
В машинахпоследовательного действия концентрируются разноименные элементытехнологического процесса, последовательно выполняемые на q рабочих позициях согласно технологическому маршрутуобработки, контроля или сборки.
Изделие, передаваемоепоследовательно из одной рабочей позиции в другую, постепенно получаетзапрограммированный объем технологического воздействия. Машинапоследовательного действия имеет комплект технологических инструментов илирабочих сред, рассредоточенный по позициям. В машинах параллельного действияконцентрируются одноименные элементы дифференцированного технологическогопроцесса, т. е., как правило, на всех позициях осуществляется идентичноетехнологическое воздействие. Каждое изделие проходит только через одну изпозиций машины. В машинах последовательно-параллельного действия имеется р параллельныхпотоков обработки, в каждом из которых технологический процесс дифференцированна q рабочих позиций.
На первой ступениавтоматизации автоматические машины и агрегаты, образующие технологическиекомплексы, непосредственной связи между собой не имеют. Функции межстаночной транспортировки, накопления заделов, разделения илисоединения потоков изделий при их передаче на очередную операцию обработкипроизводятся вручную или с помощью средств механизации.
2. Втораяступень автоматизации
автоматизация системы машин, создание автоматических линий. На второйступени автоматизация выходит за рамки конкретной операции и охватывает весьтехнологический процесс, который является совокупностью операций полученияконструкционных материалов, их обработки, сборки и контроля деталей, сборочныхединиц, изделий в целом. В этом случае автоматизация также охватывает процессы,непосредственно с технологией уже не связанные (межагрегатноетранспортирование, накопление межоперационных заделов и др.).2. 1 Автоматическая линия (АЛ)
система машин-автоматов, расположенных в технологической последовательности,объединенных автоматическими механизмами и устройствами для транспортированияизделий, разделения и соединения их потоков, накопления заделов, измененияориентации, удаления отходов, а также системой управления. Конструктивнымпризнаком АЛ является наличие встроенного автоматически действующеготехнологического оборудования (машин, агрегатов), вспомогательного оборудованиядля выполнения межагрегатных функций (комплекта целевых механизмовавтоматической линии) и развитой системы управления, которая координируетработу технологического и вспомогательного оборудования вплоть до сигнализацииоб отказах, а также выполняет функции организационно-экономического характера.
Важнейшие характеристикиавтоматических линий – технологическое назначение, характер встроенноготехнологического оборудования (одно- или многопозиционное; последовательного,параллельного или смешанного действия) и вид межагрегатной связи. При жесткоймежагрегатной связи технологическое оборудование с помощью транспортных средств(транспортеры, автоматические манипуляторы) блокируется воедино и работает ведином ритме, отказ любого конструктивного элемента может привести к отказу ипростою всей линии. Для повышения производительности и надежности линий принеизменных техпроцессах и конструкциях технологического оборудования широкоприменяется структурное усложнение линий – деление их на участки-секции с установкоймежоперационных накопителей. При гибкой межагрегатной связи между каждой пароймашин или агрегатов, встроенных в автоматическую линию, имеется автоматическийнакопитель заделов. Существуют и промежуточные структурные варианты линии,когда число накопителей меньше числа машин или агрегатов: линии, разделенные научастки-секции, в каждой из которых сблокировано несколько машин или агрегатов.Варианты построения АЛ определяются и другими признаками.
3. Третья ступень автоматизации
комплексная автоматизациясистем машин, создание автоматизированных и автоматических участков. На этойступени автоматизация охватывает совокупность технологических процессов научастке с соответствующим усложнением функций транспортирования и складированияизделий, удаления отходов и особенно автоматического управления. В массовом производствеавтоматизированные участки включают несколько АЛ, выпускающих одинаковые илиразличные изделия, а также могут быть реализованы как комплексные автоматическиелинии с разнообразными технологическими процессами (например, заготовительными,механической обработки, термической обработки, сборки, контроля). В серийномпроизводстве, где используется переналаживаемое автоматическое технологическоеоборудование, автоматизированные и автоматические участки создаются суправлением от ЭВМ в виде автоматизированных технологических комплексов.3.1 Автоматизированныйтехнологический комплекс (АТК)
совокупностьавтоматизированного технологического оборудования и высокоэффективнойавтоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП). АСУТП – система, реализуемая на базе высокоэффективной вычислительной иуправляющей техники, обеспечивающая управление технологическим объектом наоснове централизованной обработанной информации по заданным технологическим итехнико-экономическим критериям, определяющим количественные и качественныерезультаты выработки продукта, и подготовляющая информацию для решенияорганизационно-экономических задач.
Автоматизированные системыуправления технологическими процессами осуществляют следующие основные функции:
информационно-вычислительные:сбор; первичная обработка и хранение технической и технологической информации;косвенные измерения параметров процесса и технологического оборудования;сигнализация состояний параметров технологического процесса и технологическогооборудования; расчеты технико-экономических и эксплуатационных показателей технологическогопроцесса и работы технологического оборудования; подготовка информации длявышестоящих и смежных систем и уровней управления; регистрация параметровтехнологического процесса, состояний технологического оборудования ирезультатов расчетов; контроль и регистрация отклонений параметров процесса и состоянийоборудования от заданных; анализ срабатывания блокировок и защиттехнологического оборудования; диагностика и прогнозирование ходатехнологического процесса и состояний технологического оборудования;диагностика и прогнозирование состояний комплекса технических средств АСУ ТП;оперативное отображение информации и рекомендаций ведения технологическогопроцесса и управления технологическим оборудованием; выполнение процедуравтоматического обмена информацией с вышестоящими и смежными системами управления;
управляющие: регулированиеотдельных параметров технологического процесса; однотактное логическоеуправление (выполнение блокировок, защит и т. д.); каскадное регулирование;многосвязное регулирование; выполнение программных и логических операций дискретногоуправления процессом и оборудованием оптимальное управление установившимисярежимами технологического процесса и работы оборудования; оптимальное управлениенеустановившимися режимами технологического процесса и работы оборудования;оптимальное управление технологическим объектом в целом (с адаптацией системыуправления). Комплекс технических средств (КТС) АСУ включает вычислительные иуправляющие устройства, устройства передачи сигналов и данных, датчики сигналови исполнительных устройств и т. д. В зависимости от состава вспомогательногооборудования и номенклатуры функций АСУ ТП возможны различные вариантыпостроения АТК, отличающиеся степенью автоматизации процессовтранспортирования, складирования, загрузки, снабжения инструментами, а такжепроцессов управления.
Основной признак АЛ – еетехнологическое назначение. По этому признаку можно выделить линии,предназначенные для выполнения одного вида технологических операций (например,для механической обработки, для сборки узлов, для штамповки, для термообработкии т. п.), и линии для выполнения нескольких видов операций (например, длямеханической обработки и сборки; для термообработки и гальванических покрытий;для контроля, рассортировки и упаковки изделий). Такие линии называют комплексными.3.2 КомплексныеАЛ
(автоматические системы) вмашиностроении и приборостроении выполняют различные технологические процессыобработки, контроля, сборки и т.д. Широкое распространение они получили вподшипниковой, автомобильной, тракторной промышленности, электромашиностроении.В комплексные автоматические линии подшипниковой промышленности включаютучастки прокатки, штамповки и раскатки заготовок, токарной и термическойобработки, шлифования и полирования колец, контроля и сборки подшипников. Всостав линий входят основное технологическое оборудование (типовое испециальное), оборудование для контроля, сборки, консервации, упаковки деталей,транспортно-накопительные системы, системы управления, в том числе на основеЭВМ. Для таких линий, как правило, создаются специальные цеха или участки,включающие обслуживающие подразделения.
Движение обрабатываемыхдеталей между соседними машинами АЛ может осуществляться синхронными и несинхроннымипотоками. В первом случае между машинами не образуется запасов, интервалыобработки следуют за интервалами передачи: поток обладает свойствомстационарности во времени. Во втором случае между соседними машинамиустанавливают накопители, в которых образуется очередь деталей на обработку.Накопители, применяемые в АЛ машиностроения, могут быть проходными, когда каждаядеталь проходит весь путь внутри накопителя и становится без приоритета вочередь на обработку; обходными, когда обработанная деталь имеет приоритет инепосредственно передается на обработку в соседнюю машину, а детали изнакопителя поступают на обработку только при отказе первой машины; тупиковыми,когда обработанные детали пополняют запас накопителя, и деталь, следующая напозицию обработки соседней машины, приоритета не имеет.
Межмашинное и внутримашинноетранспортирование потока обрабатываемых деталей может осуществляться дискретноили непрерывно. Эти варианты транспортирования разнятся по законам движения.При дискретном транспортировании можно изменять закон движения. Однако при этомобязательно будут периоды разгона движения детали и замедления движения. Принепрерывном транспортировании поток имеет постоянную линейную скорость(ускорение равно нулю). Периоды разгона и замедления, имеют место также припуске и выбеге АЛ.
Для АЛ с аппаратной обработкойдеталей одно из технических характеристик является плотность, или поперечноесечение потока; производительность таких линий часто оценивается количествомпродукции, обрабатываемой в единицу времени.
По принципу межмашинного ивнутримашинного транспортирования обрабатываемых деталей АЛ машиностроенияподразделяют на два класса: с синхронными потоками деталей (жесткий транспорт)и несинхронными потоками деталей (гибкий транспорт). В АЛ с синхроннымипотоками детали передаются непосредственно от одной технологической машины(станка, пресса, аппарата, агрегата) к другой без поступления в магазины илибункера-накопители межмашинных запасов; технологические машины объединены жесткимтранспортом и могут образовывать прямоточную (неветвящуюся) линию или отдельныесекции линий с ветвящимися потоками. На базе одно- и многопозиционныхтехнологических машин возможно построение АЛ с несквозным и сквознымтранспортом. Линии с несквозным (верхним, напольным, подпольным, фронтальным)транспортом проектируют в тех случаях, когда конструкции технологических машинне позволяют осуществить сквозное транспортирование обрабатываемых деталей.Недостатками такого конструктивного решения являются его сложность инеобходимость иметь у каждой технологической машины свое загрузочно-ориентирующееустройство. Сложная пространственная траектория движения обрабатываемых деталейне позволяет иметь резервов для повышения скорости транспортирования, аследовательно, и производительности линий. Сквозной транспорт является наиболеепростым; линии с таким транспортом получили наибольшее распространение, однаков большинстве случаев требуется проектирование и создание специальноприспособленных технологических машин.
Линии с несинхроннымипотоками деталей состоят из технологических машин, между которыми установленымагазины или бункера-накопители межмашинных запасов.
Каждая машина оснащаетсязагрузочно-разгрузочным устройством. Наличие гибкого транспорта позволяетэксплуатировать отдельные технологические машины независимо вплоть до исчерпаниязапасов магазина или бункера. АЛ такой категории могут быть построены попринципу прямоточности или с ветвящимися потоками, с несквозным и сквознымвидами транспорта, с применением спутников и без них.
Возможны комбинациипотоков в составе комплексных АЛ. Например, в начале линии, на заготовительномучастке, могут быть использованы технологические машины с несинхроннымипотоками, неветвящиеся, несквозные, бесспутниковые; в дальнейшем на участкемеханообработки образуется синхронный поток, ветвящийся, со сквознымтранспортом и приспособлениями-спутниками; в конце линии, на упаковке, сноваможет быть несинхронный поток, ветвящийся, сквозной, бесспутниковый.
При мелкосерийномпроизводстве продукции применяют АЛ из универсальных машин. В условиях такогопроизводства необходима частая переналадка оборудования на изготовлениеразличных деталей по однотипным или сходным технологическим процессам.Универсальные машины по сравнению со специальными создают возможность быстройпереналадки АЛ на изготовление других деталей, обрабатываемых по тому жетехнологическому маршруту, но отличающихся размерами, формой и требующих другихрежимов обработки. Если такая переналадка необходима через относительно короткиепромежутки времени, например несколько раз в течение одной смены, т. е. приобработке деталей мелкими партиями, целесообразно создавать АЛ из универсальныхстанков с управлением от ЭВМ. В этих случаях ЭВМ не только автоматическиуправляет работой технологических машин, но и осуществляет по командам ихпереналадку при переходе на обработку партий новых деталей.
Линии из агрегатных илимодульных технологических машин, так же как и линии из специализированных машин(например, многорезцовых одношпиндельных и многошпиндельных токарныхполуавтоматов, фрезерных, зуборезных, шлифовальных и других станков,многопозиционных штамповочных прессов и литьевых машин, встраиваемых в АЛ),применяют преимущественно при крупносерийном и массовом производстве промышленнойпродукции. При этом, как правило, АЛ из станков токарно-шлифовальной группыприменяют для обработки деталей типа тел вращения; линии из агрегатных станков– для деталей, не подвижных в процессе обработки (типа корпусов, кронштейнов идр.); линии из модульных машин – для мелких деталей при сквозномтранспортировании заготовок, например в ленте; переход на выпуск новой сериидеталей может потребовать перемонтажа модульных машин (увеличение илиуменьшение их числа, смена мест машин и т. п.), что не приводит к большимзатратам времени и средств.
АЛ из специальныхтехнологических машин проектируют для массового производства и — применяют восновном в тех случаях, когда изделие по тем или иным причинам не может бытьизготовлено на машинах, выпускаемых серийно. Линии на базе технологическихмашин роторной и роторно-конвейерной компоновки обладают высоким уровнемнезависимости транспортных и технологических скоростей; при многопоточномпринципе построения отдельных машин они обладают высокой производительностью;использование облегченных режимов обработки по сравнению с экстремальными,позволяет получить высокую надежность механизмов и узлов при эксплуатации. Всечетыре типа АЛ могут быть спроектированы для одно- и многопоточной обработки,для одно- и многопредметных потоков продукции. Вэтих линиях потоки обрабатываемых деталей могут быть как взаимнонезависимыми,так и зависящими друг от друга. Эти АЛ проектируют для изготовления одного видаизделий (непереналаживаемые) или нескольких видов изделий путем периодическойпереналадки на новый вариант технологии. АЛ оснащаются лотками, бункерами,питателям для подачи штучных деталей и непрерывных материалов, поступающих изрулонов, в виде лент и полос.
технологическийавтоматизация станочный
/>/>Заключение
Автоматические станочныелинии и системы машин получили наибольшее распространение в крупносерийном имассовом производстве.
Современное массовое икрупносерийное производство характеризуется постоянным увеличением выпускапродукции, повышенными требованиями к ее качеству, все более частойсменяемостью конструкций машин и приборов, высокими требованиями кэкономической эффективности производства.
Заводы, которые могут себепозволить научную и финансовую поддержку на развитие автоматических линий современем оказываются в более выгодном положении.
/>/>Списоклитературы
1. Автоматическиелинии в машиностроении: Справочник. в 3-х т./ред. совет: А.И. Дащенко (пред.) идр. – М.: Машиностроение, 1984 – Т. 1. Этапы проектирования и расчет /под ред.Л.И. Волчкевича. 1984. 312 с., ил.
2. Автоматическиелинии в машиностроении: Справочник. в 3-х т./ред. совет: А.И. Дащенко (пред.) идр. – М.: Машиностроение, 1984 – Т. 2. Станочные автоматические линии/под ред. А.И.Дащенко, 1984. 408 с., ил.