Технологічний процес як основа автоматизації виробництва

Технологічні процеси класифікують за кількома ознаками. За ознакою неперервності розрізняють три види технологічних процесів. До першого виду належать процеси, що виконуються на машинах дискретної дії. У них технологічний процес періодично переривається для виконання допоміжних операцій (холості ходи, установлення і знімання заготовок, виробів та ін.). Продуктивність визначають за формулою

Q = l/T

1.де Т - час робочого циклу. Такі технологічні процеси в основному застосовують при виготовленні штучних виробів, однак можливе виробництво нештучної продукції партіями, наприклад подрібнення кускових матеріалів на порошок, плавлення певних доз металів або пластмас тощо. Дискретно технологічні процеси дають змогу досягати найбільшої точності виробів. Продуктивність підвищують скороченням часу обробки, зменшенням допоміжних рухів і позациклових втрат. Другий вид технологічних процесів здійснюють на машинах неперервної дії. Це волочіння, плавлення у неперервних агрегатах, прокатування, безцентрове шліфування на прохід гладеньких валиків, травлення, лудіння, навивання спіральних пружин тощо. У цих процесах робочий інструмент нерухомий, а виріб неперервно переміщується. Штучні або нештучні вироби виготовляються безперервно. При виготовленні штучних виробів продуктивність процесу визначають за залежністю

де v - швидкість технологічного руху; l_B - довжина виробу в напрямі руху; lз - довжина зазора між рухомими виробами. Максимальна продуктивність буде при Із=0.

Цей вид технологічних процесів має високу продуктивність і порівняно легко автоматизується. Найбільшого поширення він набрав для масового виробництва середніх і малих деталей.

Третій вид технологічних процесів здійснюють при неперервному русі як виробу, так і інструмента в загальному транспортному потоці. Для цього застосовують автоматичне устаткування роторного типу. Виріб рухається безперервно від позиції завантаження до точки знімання. Продуктивність технологічного процесу визначають за (1.2), де v - колова швидкість робочого (транспортного) ротора. Швидкість v установлюють залежно від швидкості технологічних рухів. У зв'язку з тим, що технологічний процес виконують при неперервному русі виробу на устаткуванні малої жорсткості, точність обробки тут нижча. Застосування самоустановних систем дає змогу досягати високої точності обробки, яка не поступається перед іншими видами технологічних процесів. Ці технологічні процеси застосовують для масового виробництва малогабаритних виробів.

За характером руху та орієнтації виробів і робочого інструменту технологічні процеси поділяють на два основних і два перехідних класи. Перший основний клас охоплює процеси, що потребують орієнтації заготовок або деталей та наявності обробного інструменту. Деталі й інструмент здійснюють рухи (обертовий, поступальний, коливальний) одне щодо одного. В основному це

Другий основний клас об'єднує процеси, що не потребують орієнтації виробів і заготовок. Інструментом тут є активне обробне робоче середовище. Це термічна обробка, сушіння, миття, фарбування деталей методом занурення та інші процеси. Автоматизація технологічних процесів звичайно не становить труднощів.

Перший перехідний клас передбачає орієнтацію деталі. Інструментом є робоче середовище. Це нанесення місцевих покриттів, напилення і т. д. Процеси, що не потребують орієнтації оброблюваних інструментом заготовок, належать до другого Перехідного класу. Це пресування заготовок із пластмас. Автоматизація технологічних процесів, що належать до перехідних класів, не становить великих труднощів.

До автоматизованих технологічних процесів ставлять низку вимог. Виготовлювані деталі повинні бути технологічними, тобто мати мінімальну трудомісткість виготовлення, малу металомісткість і низьку собівартість. Такі вироби мають прості зовнішні і внутрішні контури. Технологічні деталі зменшують кількість операцій при виготовленні, забезпечують найкраще використання металу, спрощують орієнтування, транспортування і фіксацію заготовок,. Технологічність деталі спрощує автоматизацію процесу її виготовлення.

Технологічні процеси, що підлягають автоматизації, мають відзначатися інтенсифікацією, суміщенням операцій і високою інтенсивністю обробки. Для скорочення тривалості проектування і компонування устаткування добрий ефект дає агрегатування, під яким розуміють розчленування технологічного процесу на складові елементи концентрацію їх у багатопозиційному устаткуванні. Застосовують послідовне, паралельне і паралельно-послідовне (мішане) агрегатування, Для складних технологічних процесів з високою трудомісткістю, що , виконуються різними інструментами, застосовують послідовне агрегатування. Весь процес обробки є групою операції з приблизно однаковою тривалістю, що здійснюються у потрібній технологічній послідовності. Деталь послідовно проходить усі позиції обробки, одночасно виріб обробляють на всіх позиціях, виконуючи відповідні технологічні операції різними інструментами. Застосовують лінійне і колове розташування позицій. На продуктивність технологічного процесу впливають час робочого ходу верстата, час холостого ходу, а також позаііиклові втрати, до яких входять втрати часу по верстату , й інструменту на одній позиції обробки.

Зі збільшенням кількості позицій продуктивність багатопозиційного устаткування зростає, однак після певного значення аргумент починає зменшуватись внаслідок зростання позациклових втрат. Отже, у кожних конкретних умовах роботи можна визначити найвигідніший ступінь диференціації технологічного процесу.

Максимальна кількість позицій визначається трудомісткістю деталі та прийнятого методу обробки, а також надійністю машин, установлених у технологічній лінії. Наприклад, при обробці різанням позациклові втрати дуже великі і кількість позицій у багатошпиндельному устаткуванні вибирають невеликою - 4, 6 або 8. У легших умовах кількість позицій може досягати 24, 36,48 і більше.

Порівняно прості технологічні процеси, що характеризуються невеликою трудомісткістю, реалізують паралельним агрегатуванням. Одну й ту саму операцію виконують над окремими деталями на кількох позиціях одночасно. При зростанні кількості паралельних позицій продуктивність не знижується. Проте безмежно

підвищувати її збільшенням кількості позицій також не можна з огляду на поступове сповільнення зростання продуктивності. Граничне значення продуктивності визначається сумою втрат по верстату однієї позиції обробки і результуючих втрат по інструменту.

Мішане агрегатування поєднує в собі послідовне і паралельне на різних ділянках. Це низка паралельних потоків з кількома робочими позиціями в кожному. На вхід одночасно надходить кілька заготовок, така сама кількість деталей виходить із процесу, пройшовши кілька послідовних операцій обробки. При певній кількості послідовних операцій обробки є максимум продуктивності. На її рівні найбільше позначаються втрати по верстату однієї позиції обробки, оскільки при зростанні кількості позицій вони збільшуються пропорційно. Недоліком мішаного агрегатування є необхідність дублювання усіх механізмів, включаючи й живильники, а також пристрої видачі готових виробів у кількох позиціях.