Білоруський державний університет ІФОРМАТІКІ і радіоелектроніки
«Етапи розвитку автоматизації виробництва. Створення та експлуатація автоматичних і роторних ліній »
1. Етапи розвитку автоматизації виробництва
Автоматизація виробництва - це процес, при якому функції управління і контролю, що раніше виконувалися людиною, передаються приладам і автоматичним пристроям. Автоматизація - це основа розвитку сучасної промисловості, генеральний напрямок науково-технічного прогресу. Мета автоматизації виробництва полягає в підвищенні ефективності праці, поліпшенні якості продукції, що випускається, в створенні умов для оптимального використання всіх ресурсів виробництва. Розрізняють автоматизацію виробництва: часткову, комплексну і повну.
При часткової автоматизації частину функцій управління виробництвом автоматизована, а частина виконується робітниками-операторами (напівавтоматичні комплекси). Як правило, така автоматизація здійснюється в тих випадках, коли управління процесами в наслідок їх складності або швидкоплинності практично недоступно людині.
При комплексної автоматизації всі функції управління автоматизовані, робітники-оператори тільки налагоджують техніку і контролюють її роботу (автоматичні комплекси). Комплексна автоматизація вимагає застосування таких систем машин, устаткування, допоміжної техніки, робота яких перетворює вихідні матеріали в готовий продукт без фізичного втручання людини.
Повна автоматизація виробництва - це найвищий ступінь автоматизації, яка передбачає передачу всіх функцій управління і контролю комплексно-автоматизованим виробництвом автоматичним системам управління.
Розвиток автоматизації виробництва можна умовно поділити на три етапи.
Перший етап автоматизації охоплює період часу з початку XVIII до кінця XIX століття. У 20-ті роки XVIII століття в Росії А.Нартовим був розроблений автоматичний супорт для токарно-копіювального верстата. У 1765 р російським механіком И.И.Ползунова - творцем першої парової машини універсального призначення - був створений перший в світі промисловий автоматичний регулятор для підтримки постійного рівня води в котлі парової машини. Вимірювальний орган - поплавок, що знаходиться на поверхні води, переміщаючись, зраджував подачу рідини, що йде по трубі в котел через отвір клапана. Якщо рівень води піднімався вище ніж треба, то поплавець, переміщаючись вгору, закривав клапан і подача води припинялася. У регуляторі Ползунова була реалізована ідея, що є і понині центральною в пристроях автоматичного регулювання. У 1784 р англійським механіком Дж. Уатт також для парової машини був розроблений відцентровий регулятор швидкості. Протягом усього XIX століття відбувалося вдосконалення регуляторів для парових машин. На першому етапі розвитку автоматизації були спроби створення автоматичних верстатів і ліній з жорсткою кінематичної зв'язком.
Слід зазначити, що розвиток автоматизації виробництва в цей період часу грунтувалося на принципах і методах класичної механіки.
До початку XX століття відноситься широкий розвиток і використання електричних систем автоматичного регулювання. Індивідуальний привід окремих робочих органів машин і введення між ними електричних зв'язків істотно спростили кінематику машин, зробили їх менш громіздкими і більш надійними. Будучи більш гнучкими і зручними в експлуатації, електричні зв'язку дозволили створити комбіноване електричне та механічне програмне керування, що забезпечує автоматичне виконання незмірно більш складних операцій, ніж на машинах-автоматах з механічним програмним пристроєм. Для другого етапу розвитку автоматизації характерна поява електронно-програмного управління: були створені верстати з числовим програмним управлінням, обробні центри та автоматичні лінії, що містять в якості компонента обладнання з програмним управлінням.
Сорокові-п'ятдесяті роки XX століття ознаменувалися початком бурхливого розвитку радіоелектроніки. Електронні пристрої забезпечують більш високі швидкодії, чутливість, точність і надійність автоматичних систем. Настав третій етап розвитку автоматизації з широким використанням керуючих ЕОМ, які для кожного моменту часу розраховують оптимальні режими технологічного процесу і виробляють керуючі команди з усіх автоматизуються операцій.
Переходом до третього етапу розвитку автоматизації послужили нові можливості ЧПУ, засновані на застосуванні мікропроцесорної техніки, що дозволило створювати принципово нову систему машин, в якій поєднувалися б висока продуктивність автоматичних ліній з вимогами гнучкості виробничого процесу. Сучасні мікроелектроніка та ЕОМ дозволяють досягти вищого рівня автоматизації.
2. Організаційно-технічні особливості створення та експлуатації автоматичних ліній
Подальшим розвитком потокового виробництва є його автоматизація, що поєднує безперервність виробничих процесів з автоматичним їх виконанням. Автоматизація виробництва в машинобудуванні та радіоелектронному приладобудуванні (РЕП) розвивається в напрямку створення верстатів, автоматів, напівавтоматів і агрегатів з ЧПУ автоматизованих і автоматичних потокових ліній, автоматизованих і автоматичних ділянок, цехів і навіть заводів.
Автоматична лінія (АЛ) - це система узгоджено працюючих і автоматично керованих верстатів (агрегатів), транспортних засобів і контрольних механізмів, розміщених по ходу технологічного процесу, за допомогою яких проводиться обробка деталей або складання виробів за наперед заданим технологічним процесом в строго певний час (такт АЛ).
Роль робочого на АЛ зводиться лише до спостереження за роботою лінії, налагодження та підналагодження окремих механізмів, а іноді до подачі заготовки на першу операцію і зняття готового виробу на останній операції. Це дозволяє робітнику управляти значним числом машин і механізмів.
Відповідно до функціонального призначення АЛ можуть бути механообробні, механоскладальних, складальними, заготівельними, контрольно-вимірювальними, пакувальними та ін.
Основним параметром (ВПП) АЛ є продуктивність. Продуктивність лінії вважають за продуктивністю останнього випускного верстата. Розрізняють: 1) технологічну, 2) цикловую, 3) фактичну, 4) потенційну продуктивність лінії.
Технологічна продуктивність визначається за формулою