Производство характеризуется большим разнообразием применяемых материалов, их свойств, видов заготовок (штучная, много-штучная, непрерывная лента, проволока, полоса и т. п.), условиями их обработки (холодная, горячая, в вакууме, под избыточным давлением), характером технологических операций (нагрев, охлаждение, разделение, помол, прессование, пластическое формоизменение, разрушение и т. п.), числом операций, выполняемых на технопогическом оборудовании. Каждая из этих особенностей накладывает свои требования на структуру (состав), принцип действия и конструкцию применяемых средств автоматизации. Вместе с тем основные элементы этих средств могут быть объединены в группы в соответствии с общими признаками. Например, средство автоматизации технологического процесса штамповки включает устройство для загрузки и ориентации заготовок (УОЗ), устройство для подачи заготовок (УПЗ), устройство для межоперационного транспортирования заготовок (УМТ), устройство для удаления деталей (УУД), устройство для удаления отходов (УУО), устройство для складирования деталей (УСД), устройство для механизации процесса смены штамповой оснастки (УСШ). Надежная и безаварийная работа средств автоматизации поддерживается контрольно-блокирующим устройством (КБУ), в функции которого входят контроль правильности положения заготовки и последовательности выполнения устройствами автоматизации движения.
Средства автоматизации и механизации но выполняемым технологическим функциям обычно подразделяют на автоматизирующие и механизирующие основные технологические операции и вспомогательные операции. В зависимости от вида исходной заготовки средства механизации и автоматизации основных технологических операций разделяют на средства, работающие от штучной заготовки или непрерывной заготовки. Общность устройств первого типа заключается в том, что необходимо непрерывно осуществлять процесс ориентации, фиксации и подачи штучных заготовок в зону обработки. При этом повышаются требования к ориентации, контролю правильности положения заготовки и блокированию технологического оборудования.
Принципиальные идеи автоматизации, практические и конструктивные пути ее воплощения зависят от характера производства. Автоматизация техпроцессов развивается либо путем оснащения средствами автоматизации универсальных машин, либо путем создания специального или специализированного автоматического оборудования. В серийном и крупносерийном производстве целесообразно создание и применение переналаживаемых линий на базе универсального оборудования. Специальное или специализированное оборудование применяется главным образом в массовом произнодствс. Например, одно- или многопозиционные прессы-автоматы, горяче- и холодноштамповочные прессы-автоматы.
Принципиально новый подход к решению проблемы автоматизации, главным образом в мелкосерийном и серийном производстве – это оснащение технологических машин системами программного управления, создание обрабатывающих центров с управлением от ЭВМ. Широкие возможности открывает применение в производстве промышленных роботов, так как это позволяет автоматизировать технологические процессы, которые традиционными средствами трудно осуществить; обеспечить быструю и простую переналадку на новый технологический процесс, что способствует гибкости производства; создает условия дня организации комплексно автоматизированных участков и цехов; повысить качество продукции и объемы ее выпуска; изменить условия труда работающих за счет освобождения их от монотонного, тяжелого, неквалифицированного и опасного труда; сократить номенклатуру средств автоматизации, затраты на их разработку и сроки их внедрения.
Привод - одна из основных частей любого средства автоматизации и механизации. Под приводом понимается система, состоящая из двигателя и преобразующего механизма, который служит для передачи энергии от двигателя к рабочему органу. Приводы должны обладать определенными свойствами: плавностью разгона и торможения; быстродействием; малой инерционностью; высоким коэффициентом полезного действия.
В зависимости от типа двигателя приводы делятся на электрические, пневматические, гидравлические, комбинированные, двигатели внутреннего сгорания, турбодвигатели. Наибольшее распространение в промышленности получил электропривод. Используются электродвигатели различного типа: постоянного и переменного тока, синхронные и асинхронные, шаговые, высокомомснтные и т. д. Большие перспективы имеют гидроприводы, которые могут быть изготовлены в виде гидромоторов, гидроцилиндров и гидрокамер. Они отличаются высокой мощностью, плавностью разгона и торможения, относительно небольшими габаритами. В зависимости от назначения приводы разделяются на силовые и приводы перемещения. Силовые приводы после завершения перемещения рабочего органа создают на нем заданное усилие (крутящий момент). Например, привод перемещения тележки манипулятора кинематический, а привод захвата руки манипулятора - силовой.
Принято различать приводы индивидуальные и групповые, одиодви-гателыале и многодвигательные. Выбор типа привода зависит от многих факторов: от особенностей автоматизирующих устройств, мощности, наличия источников энергии, требований к габаритам двигателя, быстродействия срабатывания, безопасности и т. д. При этом стремятся получить его минимальные размеры, высокие энергетические показатели, возможность работы в режиме автоматического управления и регулирования с обеспечением оптимальных законов разгона и торможения при минимальном времени переходных процессов; быстродействие, легкость включения и отключения; возможность встраивания систем охлаждения и терморегулирования для обеспечения приемлемых режимов работы и стабильности его характеристик, удобство монтажа и ремонта, низкий уровень шума. Преобразующие механизмы выбирают в зависимости от характера движения ведомого звена (вращательное или поступательное, непрерывное или прерывистое). Механизмы для преобразования вращательного движения в поступательное могут быть выполнены в виде рычажно-щатушюй системы, кулачкового механизма, зубчатореечного и т. п. Наибольшее распространение получили кривошипные механизмы.
Подъемно-транспортные устройства и механизмы (ПТМ) нашли широкое применение при перемещении, подъеме заготовок, технологического инструмента и оборудования, готовой продукции, различных грузов при строительстве, ремонте, монтаже. Они бывают универсальные, специализированные и специальные.
Подъемные устройства характеризуются прерывистостью работы; к ним относятся тельферы, краны, подъемники, лифты. В цехах наибольшее распространение получили так называемые мостовые краны, которые состоят из трех механизмов: подъема, перемещения тележки поперек пролета вдоль рамы крана, перемещения моста (рамы) вдоль пролета цеха по подкрановым рельсам, установленным на выступах колонн. Мостовые крапы имеют электрический привод от сети трехфазного тока, надежные тормозные системы, предотвращающие самопроизвольное опускание грузов и смещение тележки вдоль пролета. Число мостовых кранов определяют из расчета один кран на каждые 80-100 м длины пролета, но в каждом конкретном случае количество кранов уточняется в зависимости от характера работы и вида грузов.
Для транспортирования и механизации установки технологических инструментов и оборудования, перемещения, подъема и опускания различных грузов применяют электро- и автопогрузчики, авто- и электроолатформы различной грузоподъемности и конструкции. Широко в массовом производстве применяются конвейеры различного вида и типа, рельсовые и безрельсовые тележки, ленточные транспортеры, пластинчатые и цепные конвейеры. Особенно эффективны так называемые подвесные цепные конвейеры с несущей цепью и толкающие конвейеры с программным управлением. Применять непрерывный транспорт рекомендуется при длине трассы до 300 м. Для обслуживания складов применяют специальные погрузчики - напольные безрельсовые штабелеры, поднимающие грузы на высоту более 7 м мостовые краны-штабелеры. Они складируют и извлекают заготовки, полуфабрикаты, готовые изделия и технологический инструмент в многоярусных стеллажах, что позволяет существенно повысить уровень использования производственных и складских площадей.
Раздел 6
Строительство как отрасль народного хозяйства выполняет особую роль в системе общественного производства. Создавая недвижимые основные фонды, оно играет заметную роль в повышении технического уровня общественного производства, хозяйственном освоении новых районов и рациональном размещении производительных сил, решении социальных задач и повышении качества жизненного уровня народа. Под технологией строительного производства подразумевают совокупность процессов переработки сырья, материалов в изделия и превращение их в готовую продукцию - здания и сооружения (мосты, плотины, переходы, туннели, метро, взлетные полосы, автомобильные и железные дороги, причалы и пристани, набережные, высоковольтные опоры, радиотелевизионные вышки, трубы и т. д.). Эффективность ведения строительных работ зависит от совершенства технологического процесса, качества и номенклатуры строительных материалов, технического уровня применяемых инструментов, оборудования и технологических устройств, научной организации труда. Строительные технологические процессы характеризуются меньшим разнообразием по сравнению с машиностроительными технологиями, подразделяются на земляные, свайные, каменные, бетонные, монтажные, кровельные, теплоизоляционные, облицовочные, штукатурные, малярные, столярные, плотницкие и т. п.