Комплексная автоматизация технологических процессов и производств машиностроительных деталей в автомобилестроении

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО  «Кубанский государственный технологический  университет»

(КубГТУ) 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Компьютерные технологии в науке и производстве»

на тему: «Комплексная автоматизация технологических процессов и производств машиностроительных деталей в автомобилестроении» 
 
 

Выполнил  студент группы

Специальность  
 
 

Проверил д.т.н., проф. 
 
 
 
 

Содержание

Введение

1  Первая ступень автоматизации

1.1 Автомат

2  Вторая ступень автоматизации

2.1 Автоматическая  линия (АЛ)

3  Третья ступень автоматизации

3.1 Автоматизированный  технологический комплекс (АТК)

3.2 Комплексные  АЛ

Заключение

Список  литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

      Автоматизация производственных процессов – это комплекс мероприятий по разработке высокоинтенсивных технологических процессов и создания на их основе высокопроизводительного оборудования, выполняющего технологические и вспомогательные процессы без непосредственного участия человека. 

1 Первая ступень автоматизации

      Автоматизация рабочего цикла, т.е. создание автоматов  и полуавтоматов. На этой ступени  автоматизация охватывает единичную  технологическую операцию обработки, контроля или сборки, а также вспомогательные  процессы, непосредственно связанные с выполнением технологических операций. В соответствии с этим различают рабочие ходы – функциональные действия механизмов, устройств, инструментов в машине или агрегате, которые непосредственно реализуют технологический процесс; холостые ходы – 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 и др.).

1.1 Автомат

      Автомат – это рабочая машина, которая самостоятельно выполняет все рабочие и холостые ходы, кроме операций наладки и устранения отказов в работе. Конструктивным признаком автомата является наличие полного комплекса механизмов рабочих и холостых ходов (целевых механизмов автоматов), выполняющих все действия, необходимые для получения годной продукции.

      Наибольшее  распространение получили машины и  агрегаты циклического действия, в  которых рабочие и холостые ходы периодически повторяются через  определенный интервал времени, называемый рабочим циклом. За каждый рабочий цикл выдается либо одно изделие, либо порция (партия) изделий.

      Перспективными  являются многопозиционные (многошпиндельные) машины-автоматы с дифференциацией  и концентрацией элементов технологического процесса. В зависимости способа дифференциации и концентрации различают многопозиционные автоматы последовательного, параллельного и последовательно-параллельного (смешанного) действия.

      В машинах последовательного действия концентрируются разноименные элементы технологического процесса, последовательно выполняемые на q рабочих позициях согласно технологическому маршруту обработки, контроля или сборки.

      Изделие, передаваемое последовательно из одной  рабочей позиции в другую, постепенно получает запрограммированный объём технологичес-кого воздействия. Машина последовательного действия имеет комплект технологических инструментов или рабочих сред, рассредоточенный по позициям. В машинах параллельного действия концентрируются одноименные элементы дифференцированного технологического процесса, т. е., как правило, на всех позициях осуществляется идентичное технологическое воздействие. Каждое изделие проходит только через одну из позиций машины. В машинах последовательно-параллельного действия имеется р параллельных потоков обработки, в каждом из которых технологический процесс дифференцирован на q рабочих позиций.

      На  первой ступени автоматизации автоматические машины и агрегаты, образующие технологические  комплексы, непосредственной связи  между собой не имеют. Функции  межстаночной транспортировки, накопления заделов, разделения или соединения потоков изделий при их передаче на очередную операцию обработки производятся вручную или с помощью средств механизации. 

2 Вторая ступень  автоматизации

      Вторая  ступень автоматизации – это  автоматизация системы машин, создание автоматических линий. На второй ступени автоматизация выходит за рамки конкретной операции и охватывает весь технологический процесс, который является совокупностью операций получения конструкционных материалов, их обработки, сборки и контроля деталей, сборочных единиц, изделий в целом. В этом случае автоматизация также охватывает процессы, непосредственно с технологией уже не связанные (межагрегатное транспортирование, накопление межоперационных заделов и др.).

2.1 Автоматическая линия (АЛ)

      Автоматическая  линия – это система машин-автоматов, расположен-ных в технологической последовательности, объединенных автоматическими механизмами и устройствами для транспортирования изделий, разделения и соединения их потоков, накопления заделов, изменения ориентации, удаления отходов, а также системой управления. Конструктивным признаком АЛ является наличие встроенного автоматически действующего технологического оборудования (машин, агрегатов), вспомогательного оборудования для выполнения межагрегатных функций (комплекта целевых механизмов автоматической линии) и развитой системы управления, которая координирует работу технологического и вспомогательного оборудования вплоть до сигнализации об отказах, а также выполняет функции организационно-экономического характера.

      Важнейшие характеристики автоматических линий  – технологическое назначение, характер встроенного технологического оборудования (одно- или многопозиционное; последовательного, параллельного или смешанного действия) и вид межагрегатной связи. При жесткой межагрегатной связи технологическое оборудование с помощью транспортных средств (транспортеры, автоматические манипуляторы) блокируется воедино и работает в едином ритме, отказ любого конструктивного элемента может привести к отказу и простою всей линии. Для повышения производительности и надежности линий при неизменных техпроцессах и конструкциях технологического оборудования широко применяется структурное усложнение линий – деление их на участки-секции с установкой межоперационных накопителей. При гибкой межагрегатной связи между каждой парой машин или агрегатов, встроенных в автоматическую линию, имеется автоматический накопитель заделов. Существуют и промежуточные структурные варианты линии, когда число накопителей меньше числа машин или агрегатов: линии, разделенные на участки-секции, в каждой из которых сблокировано несколько машин или агрегатов. Варианты построения АЛ определяются и другими признаками.

 
3 Третья ступень автоматизации

      Третья  ступень автоматизации – это  комплексная автоматизация систем машин, создание автоматизированных и автоматических участков. На этой ступени автоматизация охватывает совокупность технологических процессов на участке с соответствующим усложнением функций транспортирования и складирования изделий, удаления отходов и особенно автоматического управления. В массовом производстве автоматизированные участки включают несколько АЛ, выпускающих одинаковые или различные изделия, а также могут быть реализованы как комплексные автоматические линии с разнообразными технологическими процессами (например, заготовительными, механической обработки, термической обработки, сборки, контроля). В серийном производстве, где используется переналаживаемое автоматическое технологическое оборудование, автоматизированные и автоматические участки создаются с управлением от ЭВМ в виде автоматизированных технологических комплексов.

3.1 Автоматизированный технологический комплекс (АТК)

      Автоматизированный  технологический комплекс (АТК) –  это совокупность автоматизированного технологического оборудования и высокоэффективной автоматизированной системы управления технологичес-кими процессами (АСУ ТП). АСУ ТП – система, реализуемая на базе высокоэффективной вычислительной и управляющей техники, обеспечивающая управление технологическим объектом на основе централизованной обработанной информации по заданным технологическим и технико-экономическим критериям, определяющим количественные и качественные результаты выработки продукта, и подготовляющая информацию для решения организационно-экономических задач.

      Автоматизированные  системы управления технологическими процессами осуществляют следующие  основные функции:

1. Информационно-вычислительные: сбор; первичная обработка и хранение технической и технологической информации; косвенные измерения параметров процесса и технологического оборудования; сигнализация состояний параметров технологического процесса и технологического оборудования; расчеты технико-экономических и эксплуатационных показателей технологического процесса и работы технологического оборудования; подготовка информации для вышестоящих и смежных систем и уровней управления; регистрация параметров технологического процесса, состояний технологического оборудования и результатов расчетов; контроль и регистрация отклонений параметров процесса и состояний оборудования от заданных; анализ срабатывания блокировок и защит технологического оборудования; диагностика и прогнозирование хода технологического процесса и состояний технологического оборудования; диагностика и прогнозирование состояний комплекса технических средств АСУ ТП; оперативное отображение информации и рекомендаций ведения технологического процесса и управления технологическим оборудованием; выполнение процедур автоматического обмена информацией с вышестоящими и смежными системами управления.

2. Управляющие: регулирование отдельных параметров технологического процесса; однотактное логическое управление (выполнение блокировок, защит и т. д.); каскадное регулирование; многосвязное регулирование; выполнение программных и логических операций дискретного управления процессом и оборудованием оптимальное управление установившимися режимами технологического процесса и работы оборудования; оптимальное управление неустановившимися режимами технологического процесса и работы оборудования; оптимальное управление технологическим объектом в целом (с адаптацией системы управления). Комплекс технических средств (КТС) АСУ включает вычислительные и управляющие устройства, устройства передачи сигналов и данных, датчики сигналов и исполнительных устройств и т. д. В зависимости от состава вспомогательного оборудования и номенклатуры функций АСУ ТП возможны различные варианты построения АТК, отличающиеся степенью автоматизации процессов транспортирования, складирования, загрузки, снабжения инструментами, а также процессов управления.

      Основной  признак АЛ – её технологическое назначение. По этому признаку можно выделить линии, предназначенные для выполнения одного вида технологических операций (например, для механической обработки, для сборки узлов, для штамповки, для термообработки и т. п.), и линии для выполнения нескольких видов операций (например, для механической обработки и сборки; для термообработки и гальванических покрытий; для контроля, рассортировки и упаковки изделий). Такие линии называют комплексными.

3.2   Комплексные АЛ

      Комплексные АЛ (автоматические системы) в машиностроении и приборостроении выполняют различные технологические процессы обработки, контроля, сборки и т.д. Широкое распространение они получили в подшипниковой, автомобильной, тракторной промышленности, электрома-шиностроении. В комплексные автоматические линии подшипниковой промышленности включают участки прокатки, штамповки и раскатки заготовок, токарной и термической обработки, шлифования и полирования колец, контроля и сборки подшипников. В состав линий входят основное технологическое оборудование (типовое и специальное), оборудование для контроля, сборки, консервации, упаковки деталей, транспортно-накопительные системы, системы управления, в том числе на основе ЭВМ. Для таких линий, как правило, создаются специальные цеха или участки, включающие обслуживающие подразделения.

      Движение  обрабатываемых деталей между соседними  машинами АЛ может осуществляться синхронными  и несинхронными потоками. В первом случае между машинами не образуется запасов, интервалы обработки следуют за интервалами передачи: поток обладает свойством стационарности во времени. Во втором случае между соседними машинами устанавливают накопители, в которых образуется очередь деталей на обработку. Накопители, применяемые в АЛ машиностроения, могут быть проходными, когда каждая деталь проходит весь путь внутри накопителя и становится без приоритета в очередь на обработку; обходными, когда обработанная деталь имеет приоритет и непосредственно передается на обработку в соседнюю машину, а детали из накопителя поступают на обработку только при отказе первой машины; тупиковыми, когда обработанные детали пополняют запас накопителя, и деталь, следующая на позицию обработки соседней машины, приоритета не имеет.