Автоматизация производства ИВТ

материалов в готовый продукт заданного свойства и пригодный к потреблению

или к дальнейшей обработке. Производственный процесс начинается с его проекта и заканчивается на стыке производства и потребления, после чего происходит расходование произведенной продукции.
Основные ПП - связанные непосредственно с превращением предметов труда в готовую продукцию.
Вспомогательные ПП - способствуют течению основных процессов.

Технологический процесс ТП - упорядоченная последовательность взаимосвязанных действий, выполняющихся с момента возникновения исходных данных до получения требуемого результата.

Серийное производство делится на:
мелкосерийное
среднесерийное
крупносерийное.

т.е. автоматически, осуществляется выполнение всех операций по непосредственному воздействию на

предметы труда (обрабатываемые заготовки).

Автомат – единица оборудования, на которой без непосредственного участия человека, т. е. автоматически, выполняются все работы, для которых она предназначена.

и автоматизированное универсальное оборудование с ручным управлением, оборудование с ЧПУ,

гибкие производственные модули (ГПМ), гибкие производственные участки (ГПУ).
Крупносерийное и массовое производство – специальные и агрегатные станки автоматические линии (АЛ), автоматы и полуавтоматы, гибкие автоматические линии (ГАЛ).
Сверхмассовое производство – автоматические роторные линии и автоматические роторно- конвейерные линии (АРКЛ).

условий труда.

комплекс механизмов, обеспечивающих автоматическое перемещение заготовок в нужный момент времени

с данного места хранения в рабочую зону станка и после завершения операции обработки удаление обработанной детали (полуфабриката) в заданное место хранения или транспортирования.

группе вспомогательных механизмов, так как сами не участвуют в собственно

технологическом процессе обработки (сборки), т.е. в процессе изменения состояния предмета труда.
В зависимости от типа используемых заготовок различают два способа загрузки или питания: непрерывный и прерывистый или порционный.

выполняться:
с независимым (самостоятельным) приводом;
приводимыми от рабочего органа машины.
Блок-схема машины с

независимым приводом

Привод автоматического загрузочного устройства (АЗУ) осуществляется от своего двигателя Д1, а рабочих органов РО – от двигателя Д2. Для преобразования движений служат в каждой ветви редукторы Р, которые управляются исполнительным механизмом (ИМ). Синхронизация и выработка команд управления осуществляются системой автоматического управления САУ всего комплекса.

от одного двигателя Д, который через редуктор Р сообщает движение

рабочему органу машины РО. Последний сообщает движение собственно автоматическому загрузочному устройству АЗУ, осуществляющему подачу материала в рабочую зону станка. Синхронизация движений, включение и выключение РО и АЗУ, а иногда и общего двигателя Д, производятся исполнительным механизмом ИМ, управляемым системой автоматического управления САУ, содержащей программу управления и получающей информацию от АЗУ и РО.

или роликовые.
Крючковые подающие устройства используются обычно для подачи ленточного или

листового материала, осуществляя захват материала за технологические или рабочие отверстия или выступы, получаемые в процессе обработки (чаще вырубки).
Клещевые или цанговые подающие устройства характеризуются захватом и перемещением материала за счет сил трения при возвратно-поступательном движении механизма подачи.
Валиковые (валковые) или роликовые автоматические загрузочные устройства осуществляют подачу в рабочую зону периодическим вращением валиков или роликов.

подачу заготовок предварительно ориентированных и уложенных в магазин вручную. Иногда

такие устройства называют полуавтоматическими.
для деталей сложной формы, автоматическое ориентирование которых трудно осуществимо или не осуществимо вообще;
для деталей повышенной взаимосцепляемости из-за трудности их разделения;
для деталей, которые могут быть повреждены (хрупкие, высокоточные и т.п.) при засыпке их навалом;
при автоматизации загрузки рабочих машин, осуществляющих длительный цикл обработки, когда применение более сложных и более производительных бункерных загрузочных устройств становится нецелесообразным.

загрузочного устройства.

Схема взаимодействия узлов магазинного загрузочного устройства
Четыре вида движения, или

транспортирования, изделий:
1) самотечное – под действием силы тяжести;
2) принудительное – под действием приложенной внешней силы;
3) вибрационное – под действием инерционных сил;
4) комбинированное – сочетающее вышеназванные виды для использования их различных преимуществ.

БЗУ состоит из следующих основных узлов:
собственно бункера (емкости);
механизма захвата;
механизма ориентации;
предохранительного

механизма;
магазина или накопителя;
отсекателя;
питателя;
привода.

накопления и выборки заготовок (а) и с двумя емкостями, соединяемыми

одна с другой (б). В последнем случае одна емкость 1, предбункер, служит для сосредоточения основного запаса заготовок, а другая емкость 2, собственно бункер, – для выборки заготовок.

из бункеров.
Разновидности крючковых и штыревых захватных органов
Для выборки небольших колпачков

крючки делают заодно с диском (б); для цилиндрических колпачков и втулок выполняют с поворотными крючками (в), которые захватывают заготовки при тангенциальном расположении крючков 1, а выдают их в лоток при радиальном расположении 2; для выборки стеклянных заготовок (г), для низких колпачков (д) захватный орган в виде непрерывного ремня 1, на котором закреплены штыри 2,

стенки 1 и 2 которого образуют щель. В нижнем его

положении заготовки западают в щель, а в верхнем соскальзывают в лоток.
Форму и размеры щели выбирают в зависимости от конфигурации заготовки (а, б, в).
Доска 1 (г), совершающая возвратно-поступательное движение. Верхний торец доски 2 захватывает заготовки 3 в бункере и транспортирует их вверх, где они скатываются и западают в щель лотка 4.
Захваты в виде лопастей 1, закрепленных на барабане 2, лоток 3 (д).
е - круговая щель 5, образованная дном бункера 4 и вращающимся диском 3, в которую западают заготовки 1, захватываются и транспортируются подпружиненными собачками 2.

Для выборки заготовок со шляпками, шайб

1 и 2 которого образуют щель. В нижнем его положении

заготовки западают в щель, а в верхнем соскальзывают в лоток.
Форму и размеры щели выбирают в зависимости от конфигурации заготовки (а, б, в).
Доска 1 (г), совершающая возвратно-поступательное движение. Верхний торец доски 2 захватывает заготовки 3 в бункере и транспортирует их вверх, где они скатываются и западают в щель лотка 4.
Захваты в виде лопастей 1, закрепленных на барабане 2, лоток 3 (д).
е - круговая щель 5, образованная дном бункера 4 и вращающимся диском 3, в которую западают заготовки 1, захватываются и транспортируются подпружиненными собачками 2.

заготовки типа валиков и дисков;
е - заготовки типа втулок и

валиков;
ж - заготовки типа дисков, пластин.

з - центробежных БЗУ.

– днище чаши;
4 – подвески;
5 – основание;
6

– электромагнит;
7 – якорь;
8 – амортизатор;
9 – реостат.

1 – верхний башмак;
2 – пружины наклонные;
3 – электромагнит;
4 – подвески;
5 – нижний башмак;
6 – резиновая втулка;
7 – основание;
8 – плита;
9 – катушка;
10, 14 – якорь;
11 – днище;
12 – конус;
13 – чаша;
15 – прокладка.

заводов, работающих полностью по автоматическому циклу.
Погрешности

Систематические: Случайные:
износ инструмента погрешности оборудования
колебания режимов
погрешности инструмента
недостатки

приспособления
неоднородность материала
ошибки рабочего
погрешности измерения

температура и т.п.);
- сравнение его с заданным значением;
- принятие решения

о соответствии контролируемого параметра заданному и выработка необходимой команды;
- реализация решения (команды) с помощью соответствующего исполнительного органа.

параметры деталей, такие как прямолинейность, перпендикулярность, соосность, конусность, огранка и

т.п.;
качество обработанной поверхности – шероховатость и т.п.;
физические свойства обрабатываемых деталей:
механические – упругость, твердость, усталостная прочность;
магнитные – магнитное сопротивление, магнитная проницаемость, коэрцитивная сила;
электрические – электросопротивление (электропровод-ность);
коррозионная стойкость;
и т.д.;
потребляемая мощность на технологический процесс;
параметры технологического процесса – усилия, давление, темп-ра;
экономические показатели – производительность, чистое время работы машин, станков, оборудования.

сравнение измеряемого параметра с эталонным (чувствительный элемент датчика должен зафиксировать

равенство их величин);

предельный -. настраивается на необходимый уровень.

передачи в измерительные или управляющие устройства.





Параметрические преобразуют контролируе­мую величину в

параметры электрической цепи: прово­димость, индуктив-ность, емкость (потенциометрические, индуктивные, ем-кост­ные, тензометрические и др).
Генераторные преобра­зуют неэлектрическую энергию в электриче­скую энергию (термоэлек­трические, фотоэлек-трические, пьезоэлектрические и тахометрические).

дальнейшей передачи в измерительные или управляющие устройства.




Потенциометрические преобразователи:
а – с

угловым перемещением контакта; б – с линейным перемещением контакта; в – включенный по схеме делителя напряжения.

сигналы. Принцип их действия основан на зависимости индуктивного сопротивления катушки

от изменения зазора в магнитопроводе, от перемещения магнитопровода в катушке или от изменения площади зазора.

а — с подвижным якорем; б — с перемещающимся сердечником;
в — с изменяющейся площадью зазора; г — дифференциальный.
1 – подвижный якорь; 2 – магнитопровод; 3 – катушка индуктивности;
δ – измениемый воздушный зазор (до 2 мм).

Недостатки: нереверсив­ность статической характеристики; небольшой диапазон переме­щения якоря; наличие тока холостого хода; влияние колебаний амплитуды и частоты напряжения питания.

статическая харак­теристика линейна и реверсивна.



1 – стержень магнитопровода;
2 –

первичная обмотка;
3 – вторичная обмотка;
4 – якорь.

Дифференциальный трансформаторный преобразователь

Ферродинамический преобразователь

1 – шихтованное ярмо;
2 – полюсные наконечники;
3 – сердечник;
4 – поворотная рамка;
5 – обмотка возбуждения.

уси­лие и т. д.) в изменение электрической емкости.

а — с

переменным расстоянием между пластинами;
б — с изменяемой площадью цилин­дрический;
в — с изменяемой площадью плоский;
г — с изменением диэлектрической по­стоянной.

δ — перемещение; α—угол поворота пластин; h—высота уровня жидкости: Н — высота пластин датчика

растяжения или сжатия.
ΔR — изменение электросопротивления;
k

— коэф­фициент чувствительности (зависит от вида материала и технологии изготовления преобразователя);
ε — относительная деформация;
R —номинальное сопротивление датчика.

ΔR = k∙ε∙R

а – проволочные: 1 - проволока; 2 - подложка из тонкой бумаги или лаковой пленки; 3 - приваренные выводы.

б – с медными перемычками: 4 - тонкие полоски медной фольги.

в – фольговые: напыление (фотолитография) толщиной 4 ... 12 мкм.

изменение светового потока.
а – с внешним фотоэффектом: 1 –

катод; 2 – анод;
б – с внутренним фотоэффектом;
в - вентильные: 1 – пленка золота; 2 – запирающий слой; 3 – селеновый слой;
4 – стальная прокладка.

современных технических средствах.
Функционально элементы ГПС можно разделить на 2 группы.
1. 

производствено - технологические функциональные элементы ГАП, составляющие производствено технологическую часть ГПС;
2.  электронно - вычислительные функциональные элементы ГАП, составляющие информационно - вычислительную и управляющую часть ГПС.

произвольной номенклатуры, автономно функционирующая и автоматически осуществляющая все функции, связанные

с изготовлением продукции и имеющая возможность встраиваться в более сложную ГПС.

РТК- это совокупность единиц технологического оборудования (от 3-х до 10-ти станков с ЧПУ), промышленных роботов и средств их оснащения (устройства на- копления, ориентации, поштучной выдачи деталей и т. д.), автономно функциони- рующих и осуществляющих многократные циклы с автоматической переналадкой и возможностью встраиваться в ГПС.

ГПК- это ГПС, состоящая из нескольких ГПМ или РТК и объединенная автоматической системой управления (АСУ), автоматизированной транспортно - складкой системой (АТСС), автономно функционирующая в течении заданного времени и способная встраиваться в систему с более высоким уровнем автома-тизации.

АСУ, в которой технологическое оборудование располагается в принятой последовательности технологических

операций вдоль АТНС (автоматизированной транспортно - накопительной системы)

ГАУ- это ГПС, состоящая из нескольких ГПМ, РТК, ГАЛ и отдельных единиц специального технологического оборудования, АТНС, объединенных АСУ в гибкий участок, в котором предусмотрено изменение последовательности использования оборудования в пределах заданного технологического маршрута.

ГАЦ- это ГПС, объединяющая ГАУ (или ГАЛ), вспомогательные участки и отдельные ГПМ, РТК, АТСС и управляемая автоматизированной системой.

ГАЗ - это ГПС, состоящая из ГАЦ заготовительного производства, ГАЦ обрабатывающих и сборочных стадий, автоматизированных складов материалов, заготовок, комплектующих изделий, готовых деталей и изделий, автоматизированной транспортной системы, объединенных АСУ.

контрольно – измерительная аппаратура и установки
3. промышленные роботы и манипуляторы
4.

средства автоматизации техпроцесса.
5. средства идентификации деталей, заготовок, оснастки и инструментов

Основные требования к ГПМ, работающим в режиме безлюдной технологии:
1.  управление от ЭВМ
2.  наличие магазина инструментов
3.  наличие конвейера для сбора стружки
4.  автоматический зажим и разжим заготовки в патроне станка
Дополнительные требования:
1.  возможность автоматической переналадки патрона по программе
2.  возможность регулировки силы зажима заготовки в зависимости от ее жесткости.

автоматических устройств, таких как поведение выходного звена, в зависимости от

изменения состояния входного.
Автоматизация – комплекс мероприятий по внедрению автоматизированных устройств в производстве.
Предмет автоматизации – совокупность различных тенденций и методов внедрения автоматизированных устройств взамен ручных.
Автоматизация – высшая стадия механизации.
Механизация – замена мускульного труда человека на неживой труд источника движения.

механизации исключением человека из управления

выпущено:
b – партий изделия;
n- штук в каждой;
t1 –

время, затраченное на механическую обработку одного изделия;
t2 - время, затраченное на подготовку выпуска партии изделий (установка или замена старого приспособления на новое, ознакомление наладчика с чертежом и т.п.);
t3 - время, затраченное на проектирование данного изделия, (конструкторский период, технологический период, адаптационный период).

поточных линий

в
технологической последовательности, объединенных
средствами транспортировки, управления, контроля и
наладки.

и межцеховой транспорти-
ровки, складирования, уборки и переработки отходов, дис-
петчерского контроля

и управления производством.

тех. процессов со
сменным объек­том производства, в том числе для

единич-
ного и мелкосерийного производства.
Машинная гибкость – лёгкость перестройки технологических
эле­ментов ГАП для производства заданного множества типов
деталей.
Гибкость процесса - способность производить заданное мно-
жество типов де­талей.
Гибкость по продукту - способность быстрого и экономичного
переключения на производство нового продукта.
Маршрутная гибкость - способность продолжать обработку
заданного множе­ства типов деталей при отказах отдельных
технологических элементов ГАП.
Гибкость работы - возможность изменения порядка операции
для каждого из типов в детали.