Tehnoloogilised protsessid masinaehituses. Automatiseeritud protsesside juhtimissüsteemid

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Tehnoloogiline protsess on iga tootmistegevuse aluseks. See sisaldab teatud järjestuses läbiviidavaid protseduure, mille eesmärk on muuta valmistatud toote kuju, suurust ja omadusi. Tehnoloogiliste protsesside peamised näited on mehaaniline, termiline, survetöötlus. Nagu ka montaaž, seadmed, survetöötlus ja palju muud. Tehase tootmise tingimustes vastutab selliste protsesside läbiviimise ja tehnoloogilise dokumentatsiooni töötlemise eest peatehnoloogi osakond. Töömomentide õigsust kontrollivad osakonna spetsialistid. Korralikult kavandatud ja hästi korraldatud tehnoloogilised protsessid masinaehituses ja muul tasemel tootmises võimaldavad asjakohaste toodete valmistamiseks vajalikke protseduure läbi viia minimaalselt.kulud. Nii materiaalne kui ka jõuline ja ajutine.

Masinaehitus kui tootmisliik

Inseneri kui valdkondliku tootmistüübi tunnuseks on universaalsete seadmete kasutamine, tänu millele töödeldakse erineva suuruse ja kujuga detaile, universaalseid kinnitusvahendeid ja mõõteriistu. See tööstusharu pakub mitte ainult seadmete automatiseeritud käitamist, vaid ka füüsilise inimtööjõu kasutamist - lõppude lõpuks toimub märkimisväärne osa masinaehitusprotsesse just käsitsitöö ja kõrgelt kvalifitseeritud töötajate jõupingutuste kaudu. Sellistes tehastes hinnatakse erinevate osade maksumust sageli palju kõrgemaks, kuigi tootlikkus on palju väiksem. Sellise masinaehituse esinduste hulka kuuluvad turbiini-, laevaehitus-, keemiatehased, aga ka rasketehnikaettevõtted. Pealegi on tänapäeval moodsate mass- või seeriatootmises töötavate masinaehitustehaste seas eksperimentaalsed uurimistöökojad, kus tehakse tööd uute masinamudelite loomiseks ühes eksemplaris – ja see on üksikute masinate tootmise eesõigus.

Siiski tasub rõhutada, et kodumaine tehnika on suunatud autode masstootmisele. Samas on osade projekteerimise ja valmistamise tehnoloogiline protsess keskendunud suure hulga identsete toodete tootmisele pika aja jooksul. Samas on see suunatud kitsale spetsialiseerumisele.töökohad, poolautomaatsed masinad, tööpingid, moodulpaigaldised. Ja erivarustus, universaalsete tööriistade kättesaadavus ja osade lai vahetatavus võimaldavad tehnoloogilist protsessi automatiseeritud juhtimissüsteemidega kooskõlastada.

Masintootmise elemendid. Nüansid

Nagu iga tehnoloogilise protsessi puhul, näeb masinaehitus ette tööprotseduuride kohustusliku jaotuse konkreetseteks tegevusvaldkondadeks, saavutades selles paljunemisvaldkonnas kindla tulemuse. Siin on oluline eristada ja eraldada üksteisest põhimõtteliselt erinevad töömomendid.

Milliseid tehnoloogilise protsessi elemente esindab masinaehituse standardprotsess? Mõelge neile:

1. Tehnoloogiline operatsioon - tervikliku protsessi lahutamatu osa, mille käigus teostatakse toorikute töötlemine ühe tööriistaga (viil, lõikur) ühel töökohal (näiteks tööpingil). Samal ajal võib töid teha üks või mitu töötajat korraga. Sõltuv alt tehtavate tööde mahust võib tehnoloogiline toiming olla lihtne või keeruline. Viimaseid saab omakorda hajutada komponentidest eraldiseisvateks osadeks, mida tootmises nimetatakse installatsioonideks.
2. Tehnoloogiline paigaldus on töökohal tehtava toimingu lahutamatu osa, kui tooriku kinnitus on muutumatu.
3. Asend on operatsiooni lahutamatu osa, mis viiakse läbi muutumatu positsiooni tingimustestoorik tööriista suhtes (arvestamata liigutusi, mis on tingitud tooriku enda või tööriista enda tööliikumistest).
4. Üleminek on toimingu lahutamatu osa, millega kaasneb masina või tööriista pidev töörežiim.
5. Läbipääs on osa üleminekust, mis põhjustab metallikihtide (või muu materjali, kui see pole metall) eemaldamise.
6. Töövastuvõtt - tehase masinaehitustsehhi töötaja lõpetatud toiming, millega kaasneb lõikeriista, tooriku enda jms kinnitamine või eemaldamine.

Tehnoloogiliste protsesside struktuur. Essence

Masinaehituse struktuuri esindab valmistoote läbimine mitmel erineval töötlemisfaasil. Sageli esindavad neid etappe hankeetapp, töötlemisetapp ja montaažietapp. Kuid millised on masinaehituse struktuuri kõik faasid?

Ettevalmistusetapp

Hankefaasi iseloomustab tühikute hankimise protseduuride läbiviimine järgmiste meetodite abil:

1. Valamine – hõlmab anuma, vormi või õõnsuse täitmist materjaliga, mis on agregeerunud vedelas olekus.
2. Tembeldamine on protseduur materjalide plastiliseks deformeerimiseks nende kuju ja suuruse reguleerimisega.
3. Pressimine – objektide hüdraulilist või pneumaatilist laadi tugevuse (tiheduse, tiheduse) testimine surveprotsessis.
4. Maandumine on sepatöö,mis seisneb tooriku deformeerimises osalise tõmbejõuga eesmärgiga tekitada objekti paksenemine selle pikkuse vähendamise teel.
5. Metalli lõikamine ja painutamine on protsess, mille käigus deformeeritakse või jagatakse metalltoru, leht või valamine selle osadeks.
6. Rull- või lehtmaterjali lõikamine – metallmaterjali stantsimine, mulgustamine, lõikamine ja lõikamine, mida teostatakse keeruka metallkonstruktsiooni jagamiseks eraldi segmentideks.

Hankefaasi menetluste lõpus viiakse masinaehituse struktuuris üleminek teise etappi.

Töötlemise etapp

Töötlemise faas hõlmab erinevate tootmistoorikute muutmist valmisosadeks. Millised töötlemismeetodid määravad masinaehituse tehnoloogilise protsessi tootmistööde teises etapis? Mõelge neile:

1. Metallitöötlemine on mehaaniliste protsesside kogum, mille käigus muudetakse sulamite ja metallide kuju, suurust ja kvaliteeti.
2. Kuumtöötlus on metallile kuumutamise protsess, et anda sellele vajalikud omadused (eelkõige sobiv suurus ja kuju).
3. Keemiline töötlemine – metallile avalduva keemilise toime protsess sulamite sihipärase hävitamise teel leeliste ja hapete lahustes söövitamise teel.
4. Keemiline-termiline töötlemine on termilise ja happe-aluse protsessi kombineeritud mõju töödeldavale detailile, mille käigus terasdetailide pind küllastatakse süsinikuga.
5. Plasmatöötlus on materjali töötlemise protseduur, mis viiakse läbi kasutadesmadala temperatuuriga plasma, mis on genereeritud kõrgsageduslike või kaarplasmapõletitega, et muuta selle materjali omadusi.
6. Galvaniseerimine on ühe metalli katmise tehnoloogia teisega, kasutades elektrolüütilist ühendit.
7. Värvimine – materjali lihvimine, poleerimine ja värvide või lakkidega katmine, et anda sellele esteetiliselt viimistletud välimus.
8. Keevitamine on osade kinnitamise protsess, et need kindl alt üheks struktuuriks ühendada.
9. Passiveerimine - ala töötlemine peale keevitamist spetsiaalse ainega, mis kantakse ühtlase kihina materjali pinnale.

Materjalide deformatsiooni, metalli lõikamise ja painutamise lõppedes, samuti pärast toodete töötlemist ühel spetsiaalselt konkreetse tulemuse saavutamiseks loodud meetodi abil toimub üleminek tehnoloogilise protsessi kolmandale faasile. läbi viidud.

Kokkupanemise etapp

Masinaehituse tehnoloogilise protsessi viimane etapp näeb ette kollektiivsed üritused ja metalltoorikute sirgendamise. Erinevate metallprofiilide dokkimist saab teha mitmel viisil:

1. Üksikute koosteüksuste pakkimine üheks terviktooteks.
2. Reguleerimine-tarnekomplekt.
3. Katsetage komponentide ühendamist üheks metallkonstruktsiooniks.

Venemaa masinaehituse probleemid

Kõige olulisem väljakutse on jätkuv alt vajadus põhjaliku remondi järele. Kodumaise mahajäämise probleemmaailmatasemel majanduse tootmine on otseselt seotud selliste masinatootmise harude nagu instrumentide valmistamine, tööpinkide ehitus, arvutitehnoloogia, elektroonika- ja elektritööstus madala kasumlikkusega. See probleem tuleb võimalikult kiiresti lahendada.

Sõltuv alt olemusest ja suunast võib kodumaise tootmise masinaehituse põhiprobleemid koondada eraldi plokkidesse. See on:

1. Masinaehituskompleksi arendamise puudused - probleem on tingitud juhtivate tööstusharude madalast kasvumäärast, tootmise olulisest langusest, tehnoloogiliste sidemete katkemisest, üksikute ettevõtete seisakutest, seadmete madalast uuendamise määrast võrreldes väljundtasemega.
2. Ressursipuudus struktuurseks kohandamiseks - kodumaise masinatööstuse tegevussuundade ebapiisav alt arenenud hargnemine nõuab ümberprofileerimist ja selleks ei jätku vahendeid. Veelgi enam, tööstus nõuab üksikute taastootmissegmentide kasvumäärade ebaproportsioonide vähendamist: kusagil on vaja optimeerida töötehnoloogiate struktuuri, kusagil on vaja tootmisprotsessi täiendada puuduvate võimsustega.
3. Valmistatud toodete kvaliteedi puudused - valmistatud masinate (neist valdav enamus) mittevastavus maailmastandarditele, samuti toodetud sõidukite madal töökindlus viib nende valmistoodete rikkeni. mudelid juba aasta pärast aktiivset töötamist. Selliste tootmisrajatiste osakaal on 20-30% kogu erikaalusttoodetud mudelid.

Tehnoloogilise protsessi automatiseerimine

Automatiseeritud juhtimissüsteemid masinaehituse valdkonnas on tootmisvõimsuse suurendamise peamine allikas kogu masinaehituse segmendis. Mida see tähendab?

Tootmise automatiseerimine on tänapäeval peamine suund, kuhu kogu maailma tootmine liigub. Kõik, mis varem tehti inimese töövõime, tema füüsilise jõu ja intellektuaalsete võimete arvelt, see kõik taandub praegu tehnoloogiale, mis juhib iseseisv alt tehnoloogilisi tsükleid ja jälgib nende täitmist. Samal ajal väheneb inimese roll miinimumini - ta peab ainult jälgima kõigi nende toimingute õigsust automatiseeritud süsteemide abil, mille eesmärk on kodumaise tootmise optimeerimine. See on lihtne.

Masinaehituse tehnoloogiliste protsesside automatiseerimine toimub toimingute kogumi kaudu, mis hõlmavad kogu objekti tööprotsessi käivitamist, peatamist, hooldamist või muutmist. Sellel on tõesti oluline roll kogu tööstuse arengus. Üksikute masinate, seadmete, sõlmede, seadmete, masinakomplekside väärtus seisneb olulises mõjus põhimõtteliselt uue tööprotsessi väljatöötamisele masinaehitustehases tervikuna. Lõppude lõpuks on automatiseerimises juhitavad objektid üsna mitmekesised ja nende ettenähtud otstarbel uskumatult tõhusad.

Inimtööjõu asendamine võibosalise või absoluutse asendamise teel. Masinaehitusprotsess viiakse läbi kas täielikult uusimate automaatikaseadmete tõttu või inimtööjõu osalise asendamisega. Mitte kõik tehased ei suuda inimtööjõudu täielikult automatiseeritud tööjõuga asendada. Kellelgi pole selleks piisav alt võimsust, kellelgi pole varustust ja kellelgi pole oskusi töötada sellise ebatavalise, kuid samas äärmiselt tõhusa protsessijuhtimismeetodiga.

Automatiseeritavad objektid

Kuid mitte ainult inimkäsi ei saa tänapäeval asendada ülitäpse varustusega mehhaniseeritud seadmetega, mis suudavad reageerida autojuhi väikseimatele märkustele. Lisaks sellele, et masina juures asendatakse inimene otse spetsiaalse paigaldusega, on paralleelselt võimalik masinaehitusprotsessis järgmiste aspektide automatiseerimine:

1. Tootmisprotsess – kogu töö, mida inimene iga päev teeb masinale välja töötatud toimingute refleksi kordamisega, saab täiesti katkematult asendada masinaga.
2. Disain – nagu eespool mainitud, ei saa üle vaadata ja kohandada nende tootmisvajadustele mitte ainult inimese füüsilise töö tulemusi. Ka intellektuaalne töö allub automatiseerimisele. Lisaks on õige arvutipõhise projekteerimise aluseks mõned arvutused ja algoritmide koostamine, mis alluvad elektroonilisele andmetöötlusele.
3. Korraldus – automatiseeritud struktuuri toimingute konkreetseks teostamiseks mõeldud jaotusfunktsioonide mõned aspektid alluvad ainult välisele kontrollile. Kõik muu teeb tehnika ise.
4. Planeerimine - "targa elektroonika" alla on määratud ka arvutused ja eelseisvate tööülesannete tuvastamine.
5. Juhtimine - masinaid kokkupandavate automatiseeritud seadmetega töötamise protsessi juhtimiseks piisab, kui teha juhtpaneelil seistes lihtsaid vajutusnuppe.
6. Teaduslikud uuringud – kõik masinaehitustehase tootlikkuse kasvu dünaamika valearvutuste matemaatilised aspektid ja tunnused alluvad samuti automatiseeritud arvutussüsteemidele.
7. Äriprotsessid - soovi korral saad arvutada masinaehitusäri ajamisest saadava kasumi ja piirtulu suhte, sest arvutiseadmed suudavad inimese eest kõik ära teha.

Väärikus

Protsesside automatiseerimise eesmärk on tõsta tööviljakust koos tootekvaliteedi üldise parandamise ja kõrgtehnoloogiliste seadmete kasutuselevõtuga. Selle abil on võimalik optimeerida masinaehituse tootmise juhtimist, viia inimene tervisele ohtlikest tööstustsoonidest välja. Ja ka täppistehnika töökindluse ja kasumlikkuse tõstmiseks. Kuna automatiseerimine suurendab teisendatavust ja vähendab planeerimisel töötlemise aega.

1. Millised on masinaehituskompleksi tööhetkede automatiseerimise positiivsed küljed? Mõelge neile:
2. Esiteks saate säästa eriti rasketes füüsilistes tingimustes töötavaid töötajaid monotoonse ja raske füüsilise töö eest. Masin suudab inimese eest kõike teha.
3. Teiseks võite säästa töötajaid töökohal viibimisest ametialaselt ohtlikes tingimustes (auto liigendraami all, metallilõikamismasina taga jm).
4. Kolmandaks eesõigus seada automatiseeritud süsteemi ette need ülesanded, mis inimese füüsilistest võimalustest lähtuv alt käiksid tal üle jõu. Räägime suure raskusega plokkidest, ülesande sooritamise kiirusest, vastupidavusest ja sarnastest kriteeriumidest.
5. Neljandaks on töövoo automatiseerimise peamine omadus see, et sellel on positiivne mõju nii ettevõtte kui ka tööstuse kui terviku majandusnäitajate kasvule.

Puudused

Samas on inimtööjõu asendamisel automatiseeritud tööjõuga ka negatiivseid külgi. Transporditehnika, tööpinkide tootmine või mõni muu haruline tööstusettevõte seisab töö automatiseerimise protsessis silmitsi järgmiste negatiivsete nüanssidega:

• töökoha kärped;
• tehnilised piirangud;
• olemasolevad turvaohud;
• rakendus- ja arenduskulude ettearvamatus;
• kõrge alghind.

Tehnoloogiline dokumentatsioon

Iga masinaehituses osade hankimisel, töötlemisel ja kokkupanemisel põhineva tööga peab kaasnema asjakohaste paberite ettevalmistamine ja täitmine. Kaartide vorm ja nende koostis üldises dokumentide komplektis sõltuvad tehnoloogilise protsessi tüübist (rühm, standard, üksik), tootmistüübist ja automatiseeritud juhtimissüsteemide kasutusastmest ettevõttes. Nendest kriteeriumidest lähtuv alt ja andmete nõutud detailsuse astet arvesse võttes võib tehingute esitusviis ja sisu dokumentides ning nende täielikkus oluliselt erineda.

Enamasti sisaldab tehnoloogilise protsessi dokumentide komplekt marsruudikaarti, operatsioonisaali, eskiiskaarti, tööriistade loetelu, tehnoloogiliste dokumentide loendit ja materjalide loendit.