Первые сложные машины-автоматы технологического назначения
появились в текстильной промышленности
– в 1733-1738 гг. создана первая прядильная машина.
Она наматывала на катушки необработанную шерсть.
– в 1733 г. Джон Кей изобрел движущийся челнок. Его внедрение в ткацкие и чесальные мастерские привело к четырехкратному возрастанию производительности
– в 1765 г. Джемс Харгривс изобрел «спиннинг-дженни» - первую механическую прядильную машину, которая увеличила производительность труда прядильщицы шерсти в 120 раз
(при затратах человеческой энергии на прежнем уровне)
– в 1769 г. Ричард Аркрайт применил для привода «спиннинг-дженни» гидравлическую турбину.
– в 1784 г. Эдмонд Картрайт создал механический ткацкий станок. Это усовершенствование впервые в истории техники наткнулось на ожесточенное сопротивление английских рабочих, видевших в механизации прямую угрозу своим рабочим местам.
- ожесточенное сопротивление английских рабочих.
- уничтожением станков с 1780 по 1820 гг. занимались организованные отряды луддитов (по имени стоявшего во главе движения рабочего Неда Лудда).
– в 1813 г. ткацкий станок был усовершенствован французом Жозефом Мари Жаккаром, а затем англичанином Горроксом.
– к 1830 г. механический ткацкий станок уже нашел массовое применение в Англии.
Станок Жаккара был одним из самых крупных технологических новшеств в текстильной промышленности и носил имя изобретателя.
– давал возможность осуществлять определенную ткацкую программу.
(первый автоматический станок)
– работал с использованием установленных на нем перфорированных карт, позволяющих оператору вырабатывать ткань именно с таким рисунком, который был создан художником.
– устройство машины включало иглы, управляющие нитями основы, движение которых зависело от расположения перфораций на карте.
– окончательный вариант станка имел тысячу двести игл и позволял воспроизводить очень сложные рисунки.
– В начале восемнадцатого века были созданы первые станки, работавшие на гидравлическом приводе и предназначенные для изготовления основных деталей паровых машин и пушек.
У истоков отечественного станкостроения стоял Андрей Константинович Нартов (1693-1756), русский механик и изобретатель.
Он построил оригинальные станки различных конструкций, в том числе
- токарно-копировальный,
- винторезный,
– скорострельная батарея из 44 мортир.
(На основе идей, заложенных в копировальный станок Нартова, до сих пор работают машины для обработки сложных поверхностей лопастей современных турбин, гребных и самолетных винтов).
– в 1800 г. истек срок действия патента, полученного Уаттом на его паровую машину.
После этого число технических изобретений в области станкостроения значительно увеличилось.
Особенностью тех станков было то, что все они приводились в движение сначала от одной турбины, а потом от паровой машины через многочисленные трансмиссии.
– в 1838 г. Борис Семенович Якоби (1801-1874) изобрел первый электрический двигатель постоянного тока, пригодный для практических целей (испытан для привода корабельного гребного винта). 37 лет работал в составе Петербургской академии наук
– к семидесятым годам XIX века электродвигатель стал настолько совершенным, что практически ничем не отличается от своих современных собратьев.
Дальнейшее развитие электротехники дало возможность оснастить станки одним или несколькими электроприводами. Это ознаменовало современную эпоху в истории станкостроения.
Дальнейшее развитие промышленности связано с развитием автоматизации.
Автоматизация производства– это применение машин, приспособлений, приборов, аппаратов, позволяющих осуществлять производственные процессы с минимальным участием человека или без него и только под его контролем.
Цель автоматизации производства– повышение уровня производительности труда, качества выпускаемой продукции, условий труда и оптимизация используемых ресурсов.
Сущность современной автоматизации производства проявляется уже не только в использовании автоматических станков и линий, но и в появлении контрольно-управленческих устройств с использованием в них специальных программ, сигналов, автоматической регулировки при наличии соответствующих исполнительных органов (механизмов).
Три этапа автоматизации промышленности:
На первом этапе автоматизации производственных процессовосуществлялась частичная автоматизация производства,которая заключалась в автоматизации рабочего цикла машины, создание машин-автоматов и полуавтоматов.
Все эти машины обычно классифицируются по следующим признакам:
а) технологическое назначение (токарные, шлифовальные, сборочные, намоточные, ткацкие, печатные, упаковочные и т.п.);
б) степень универсальности (универсальные, специализированные, специальные);
в) степень автоматизации (автоматы, полуавтоматы).
Наиболее распространена частичная автоматизация на предприятиях металлообработки. Например, широко применяются станки-автоматы для производства гвоздей, гаек, болтов и т.д. Среди аппаратов-автоматов наиболее распространенными считаются различные дозаторы, используемые при разливе жидкостей и дозировке сыпучих материалов.
Высшей формой автоматизации производства на первом этапе было создание поточных линий из автоматов и полуавтоматов:
– основные технологические процессы обработки выполняются автоматически,
– межстаночная транспортировка, накопление заделов, контроль качества обработанных изделий, удаление отходов выполняются вручную.
В поточных линиях из полуавтоматов, кроме того, вручную выполняются операции загрузки-выгрузки обрабатываемых изделий.
Второй этап автоматизации - автоматизация системы машин;
На этом этапе речь идёт о комплексной автоматизации производства. Комплексная автоматизация производства выражается в создании единой взаимосвязанной системы машин, станков, механизмов и аппаратов для выполнения полного определенного технологического цикла всех или большей части операций при производстве какого-либо продукта или полуфабриката.
Комплексная автоматизация производства чаще всего выполняется в виде автоматических линий по производству чего-либо. Например, сегодня все мы знаем о таких автоматических линиях, как автоматическая линия по производству конфет, молочных продуктов, колбасных изделий и так далее.
Создание автоматических линий охватывает решение таких конструкторских задач, как:
– создание механизмов межстаночной транспортировки,
– изменения ориентации, накопления заделов,
– также систем управления машинными комплексами.
Данные задачи коренным образом отличаются от задач внутристаночной транспортировки, которые решаются посредством механизмов, действующих в ограниченном пространстве и в едином рабочем цикле машины.
Механизмы межстаночной транспортировки должны по возможности быть независимыми от оборудования, перемещать изделия с заданным ритмом и накапливать их.
Первая в СССР автоматическая линия была создана в 1939 г. на Волгоградском тракторном заводе И.П.Иночкиным.
К этому же времени относятся попытки создания первых простейших автоматических линий на заводах подшипниковой промышленности.
Третьим этапом автоматизации назвали полную автоматизацию производственных процессов.
–охватывает весь комплекс производства конкретных изделий, вплоть до самых сложных, включая технологические процессы заготовительных цехов, механической и термической обработки, сборки,контроля и упаковки готовой продукции.
Полная автоматизация производства – это высшая ступень автоматизации технологических процессов. Полная автоматизация производства предусматривает передачу всех функций управления и контроля комплексно-автоматизированным производством автоматическим системам управления. Сегодня примерами такой автоматизации производства могут служить современные электростанции, бетонные заводы, хлебозаводы и так далее.
Человечество все еще находится на начальной стадии третьего этапа.
Однако в некоторых случаях заводы-автоматы либо имели низкую надежность и в основном ремонтировались, либо их стоимость в несколько десятков раз превышала стоимость выпущенной продукции. В конечном итоге они были демонтированы или модернизированы путем занижения уровня автоматизации производства за счет использования ручного и механизированного труда.
Автоматизация производства имеет и большиесоциальные последствия. С одной стороны, это ее плюсы, такие как улучшение условий труда и качества выпускаемой продукции, стирание грани между умственным и физическим трудом, создание и применение новых технологий и так далее. Но, с другой стороны, по мнению пессимистов, автоматизация производства вытесняет человека из производительного процесса, замещая его машинами и автоматами, сокращая рабочие места и увеличивая безработицу.
Важную роль в автоматизированных гибких производственных системах играют промышленные роботы. Они позволяют увеличить производительность труда, а также позволяют переходить с одного вида продукции на другой с минимальными затратами времени и труда. Промышленные роботы создаются для выполнения работ двух основных видов:
– основные процессы производства (сборка, сварка, окраска),
– так и вспомогательные (загрузку-выгрузку, фиксацию изделия при изготовлении, перемещение).
Преимущество применения промышленных роботов – возможность реализации циклов перемещений любой сложности с рациональными режимами, с быстрой переналадкой, длительным поддержанием параметров процесса на необходимом уровне, что невыполнимо на ручных работах.
Их применение способствует эффективному решению трех важнейших проблем производства:
– повышения производительности труда;
– улучшения условий труда людей;
– оптимизации использования человеческих ресурсов.
Роботы на производстве массово распространились в конце XX века в связи со значительным ростом промышленного производства. Крупные серии продукции обусловили потребность в интенсивности и качестве такой работы, выполнение которой превышает объективные человеческие возможности. Вместо того, чтобы задействовать многие тысячи квалифицированных рабочих, на современных технологичных заводах функционируют многочисленные высокоэффективные автоматические линии, работающие в режиме прерывного либо непрерывного циклов.
Применение промышленных роботов позволило эффективнее выполнять непосильные человеку по трудоемкости и точности работы: загрузку/разгрузку, укладку, сортировку, ориентацию деталей; перемещение заготовок от одного робота к другому, а готовых изделий - на склад; точечную сварку и сварку швов; сборку механических и электронных деталей; прокладывание кабеля; разрезание заготовок по сложному контуру.
Сегодня, следуя велению времени, роботы-машины используются в большинстве наиболее технологичных производств. Лидерами в развитии подобных технологий, декларирующих широкое применение промышленных роботов, выступают Япония, США, Германия, Швеция и Швейцария.
Промышленные роботы обладают характерным видом, поэтому их часто называют «робот-манипулятор».
Дата добавления: 2016-05-11; просмотров: 1404;