1. Características de diseño procesos tecnológicos en condiciones de producción automatizadas

La base de la automatización de la producción son los procesos tecnológicos (TP), que deben garantizar una alta productividad, confiabilidad, calidad y eficiencia en la fabricación de productos.

Un rasgo característico del procesamiento y ensamblaje tecnológico es la estricta orientación de piezas y herramientas entre sí en el proceso de trabajo (la primera clase de procesos). El tratamiento térmico, secado, pintura, etc., a diferencia del procesamiento y montaje, no requieren una orientación estricta de la pieza (la segunda clase de procesos).

Los TP se clasifican según su continuidad en discretos y continuos.

El desarrollo de TP AP en comparación con la tecnología de producción manual tiene sus propias particularidades:

1. Los procesos tecnológicos automatizados incluyen no sólo diversas operaciones de mecanizado por corte, sino también procesamiento por presión, tratamiento térmico, montaje, control, embalaje, así como transporte, almacenamiento y otras operaciones.

2. Requisitos de flexibilidad y automatización procesos de producción dictan la necesidad de un estudio completo y detallado de la tecnología, un análisis exhaustivo de las instalaciones de producción, el desarrollo de rutas y tecnología operativa, asegurando la confiabilidad y flexibilidad del proceso de fabricación de productos con una calidad determinada.

3.Con una amplia gama de productos, las soluciones tecnológicas son multivariadas.

4.Cada vez es mayor el grado de integración del trabajo realizado por los distintos departamentos tecnológicos.

Principios básicos para la construcción de tecnología de mecanizado en APS.

1.El principio de integridad. . Debe esforzarse por realizar todas las operaciones dentro de un APS sin transferencia intermedia de productos semiacabados a otras divisiones o departamentos auxiliares.

2.El principio de la tecnología de baja operación. Formación de procesos tecnológicos con la máxima consolidación posible de operaciones, con un mínimo de operaciones e instalaciones en operaciones.

3.El principio de la tecnología "low-crowd". Garantizar el funcionamiento automático del APS durante todo el ciclo productivo.

4.El principio de la tecnología de "no depuración" . Desarrollo de procesos tecnológicos que no requieran depuración en los puestos de trabajo.

5.El principio de la tecnología controlada activamente. Organización de la gestión de procesos y corrección de decisiones de diseño en base a información de trabajo sobre el avance del proceso. Se pueden ajustar tanto los parámetros tecnológicos formados en la etapa de gestión como los parámetros iniciales de preparación tecnológica de la producción (TPP).

6.Principio de optimización . Toma de decisiones en cada etapa de la gestión del TPP y del TPP en base a un único criterio de optimización.

Además de los comentados, otros principios también son característicos de la tecnología APS: tecnología informática, seguridad de la información, integración, documentación sin papel, tecnología de grupo.

2. TP estándar y grupal

La tipificación de procesos tecnológicos para grupos de piezas similares en configuración y características tecnológicas prevé su fabricación mediante el mismo proceso tecnológico, basándose en el uso de los métodos de procesamiento más avanzados y asegurando la consecución de la máxima productividad, eficiencia y calidad. La base de la tipificación son las reglas para procesar superficies elementales individuales y las reglas para asignar el orden de procesamiento de estas superficies. Los TP típicos se utilizan principalmente en producción a gran escala y en masa.

El principio de la tecnología de grupo subyace a la tecnología de la producción reconfigurable: la producción a pequeña y mediana escala. En contraste con la tipificación de TP con tecnología grupal característica común es la similitud de las superficies procesadas y sus combinaciones. Por lo tanto, los métodos de procesamiento en grupo son típicos para procesar piezas con una amplia gama.

Tanto la tipificación de procesos tecnológicos como el método tecnológico grupal son las principales direcciones para la unificación de soluciones tecnológicas, aumentando la eficiencia productiva.

Clasificación de piezas

La clasificación se realiza con el fin de determinar grupos de piezas tecnológicamente homogéneas para su procesamiento conjunto en condiciones de producción grupal. Se lleva a cabo en dos etapas: clasificación primaria, es decir, codificación de las partes de la producción examinadas según el diseño y las características tecnológicas; clasificación secundaria, es decir, agrupación de partes con características de clasificación iguales o ligeramente diferentes.

Al clasificar las piezas, se deben tener en cuenta las siguientes características: estructurales: dimensiones totales, peso, material, tipo de procesamiento y pieza de trabajo; número de operaciones de procesamiento; precisión y otros indicadores.

La agrupación de piezas se realiza en la siguiente secuencia: selección de un conjunto de piezas a nivel de clase, por ejemplo, un cuerpo de revolución para la producción mecanizada; seleccionar un conjunto de piezas a nivel de subclase, por ejemplo, una pieza tipo eje; clasificación de piezas por combinación de superficies, por ejemplo ejes con una combinación de superficies cilíndricas lisas; agrupación por dimensiones generales resaltando áreas con máxima densidad de distribución de tamaño; Determinación a partir del diagrama de áreas con mayor número de nombres de piezas.

Fabricabilidad de diseños de productos para condiciones de accidente.

El diseño de un producto se considera tecnológicamente avanzado si su fabricación y funcionamiento requieren costes mínimos de materiales, tiempo y dinero. La evaluación de la capacidad de fabricación se realiza según criterios cualitativos y cuantitativos por separado para piezas de trabajo, piezas mecanizadas y unidades de montaje.

Las piezas a procesar en AM deben ser tecnológicamente avanzadas, es decir, simples en forma y dimensiones, consistir en superficies estándar y tener una tasa máxima de utilización de material.

Las piezas a ensamblar deben tener tantas superficies de unión estándar como sea posible, los elementos más simples de orientación de las unidades de ensamblaje y las piezas.

3. Características del diseño de procesos tecnológicos para la fabricación de piezas en líneas automáticas y máquinas CNC.

Una línea automática es un complejo en funcionamiento continuo de equipos interconectados y un sistema de control, donde es necesaria una sincronización horaria completa de operaciones y transiciones. Mayoría métodos efectivos La sincronización es la concentración y diferenciación de TP.

Diferenciación del proceso tecnológico, simplificación y sincronización de transiciones - las condiciones necesarias confiabilidad y rendimiento. Una diferenciación excesiva conduce a equipos de servicio más complejos, un aumento en el área y el volumen de servicio. Se puede lograr una concentración adecuada de operaciones y transiciones, sin reducir prácticamente la productividad, mediante la agregación y el uso de configuraciones de múltiples herramientas.

Para sincronizar el trabajo en una línea automática (AL) se determina una herramienta limitadora, una máquina limitadora y una sección limitadora, según lo cual se establece el ciclo real de liberación de AL (min) según la fórmula

Dónde F - fondo operativo de equipo real, h; norte- programa de lanzamiento, uds.

Para garantizar una alta confiabilidad, el AL se divide en secciones que están conectadas entre sí a través de variadores que proporcionan la llamada comunicación flexible entre secciones, asegurando el funcionamiento independiente de las secciones adyacentes en caso de falla en una de ellas. Se mantiene una conexión rígida dentro del área. Para equipos acoplados rígidamente, es importante planificar el momento y la duración de las paradas planificadas.

Las máquinas CNC proporcionan productos de alta precisión y calidad y pueden usarse en el procesamiento. partes complejas con contornos escalonados o curvos precisos. Esto reduce el costo de procesamiento, las calificaciones y la cantidad de personal de servicio. Las características del procesamiento de piezas en máquinas CNC están determinadas por las características de las propias máquinas y, en primer lugar, de sus sistemas CNC, que proporcionan:

1) reducción del tiempo de instalación y cambio de equipos; 2)complejidad creciente de los ciclos de procesamiento; 3) la posibilidad de implementar movimientos cíclicos con una trayectoria curvilínea compleja; 4) la posibilidad de unificar los sistemas de control (CS) de las máquinas herramienta con los sistemas de control de otros equipos; 5) la posibilidad de utilizar una computadora para controlar las máquinas CNC incluidas en el APS.

Requisitos básicos para la tecnología y organización del mecanizado en APS reconfigurables utilizando el ejemplo de fabricación de piezas estándar básicas.

El desarrollo de la tecnología en APS se caracteriza por Un enfoque complejo- estudio detallado no solo de las operaciones y transiciones principales, sino también auxiliares, incluido el transporte de productos, su control, almacenamiento, pruebas y embalaje.

Para estabilizar y aumentar la confiabilidad del procesamiento, se utilizan dos métodos principales para construir TP:

1) el uso de equipos que proporcionen un procesamiento confiable casi sin intervención del operador;

2) regulación de los parámetros tecnológicos del proceso basada en el control de los productos durante el propio proceso.

Para aumentar la flexibilidad y la eficiencia, APS utiliza el principio de la tecnología de grupo.

4. Características del desarrollo de TP para montaje automatizado y robótico.

El montaje automatizado de productos se realiza en máquinas de montaje y AL. Una condición importante para el desarrollo de un TP racional para el montaje automatizado es la unificación y normalización de las conexiones, es decir, llevarlas a una determinada nomenclatura de tipos y precisiones.

La principal diferencia entre la producción robótica es la sustitución de los ensambladores por robots de montaje y el control por robots de control o dispositivos de control automático.

El montaje del robot debe realizarse según el principio de intercambiabilidad completa o (con menos frecuencia) según el principio de intercambiabilidad grupal. Se excluye la posibilidad de ajuste y ajuste.

Las operaciones de montaje deben pasar de simples a complejas. Dependiendo de la complejidad y dimensiones de los productos se elige la forma de organización del montaje: estacionaria o transportadora. El RTK consta de equipos y dispositivos de montaje, un sistema de transporte, robots de montaje operativos, robots de control y un sistema de control.

Automatización de la producción.

procesos

1.1. Fundamentos, terminología y direcciones de APP.

Una de las principales direcciones de la actividad humana es la mejora de los procesos de producción para facilitar el trabajo físico pesado y aumentar la eficiencia del proceso en su conjunto; esta dirección se puede realizar mediante la automatización de los procesos de producción.

Entonces, el propósito de la APP es:

- aumento de la productividad;

- mejora de calidad;

- mejorar las condiciones laborales.

El objetivo genera preguntas sobre qué y cómo automatizar, la viabilidad y necesidad de la automatización y otras tareas.

Como sabes, el proceso tecnológico consta de tres partes principales:

- ciclo de trabajo, - el principal técnico. proceso;

- ralentí, - operaciones auxiliares;

- operaciones de transporte y almacenamiento.

Tecnología principal. el proceso está estrechamente relacionado con el SIDA. Consideremos el SIDA:

C es la automatización de los movimientos de trabajo y de ralentí de todos los mecanismos de la máquina (movimiento principal automático, avances y operaciones auxiliares).

P – automatización de instalación, fijación de piezas en la máquina I – requisitos APP para herramientas.

D – requisitos tecnológicos de la APP para la pieza. Además,

Las operaciones auxiliares son la automatización de la carga, descarga, instalación, orientación, fijación, transporte, acumulación y control de piezas. De todo lo anterior se desprende claramente que la APP tiene un enfoque integrado y, no

Habiendo resuelto un problema, es posible que no logremos el efecto deseado. La automatización es una dirección del desarrollo de la producción caracterizada por

liberar a una persona no solo de los esfuerzos musculares para realizar ciertos movimientos, sino también del control operativo de los mecanismos que realizan estos movimientos.

La automatización puede ser parcial o completa.

Automatización parcial– automatización de parte de la operación para gestionar el proceso productivo, siempre que el resto de operaciones se realicen de forma automática (gestión y control humanos).

Un ejemplo sería – automático. Línea (AL), compuesta por varias máquinas automáticas y con un sistema de transporte automático interoperativo. La línea está controlada por un único procesador.

Automatización completa– caracterizado por la realización automática de todas las funciones para llevar a cabo el proceso productivo sin intervención humana directa en el funcionamiento del equipo. Las responsabilidades de una persona incluyen configurar una máquina o un grupo de máquinas, encenderla y monitorearla.

Ejemplo: sección o taller automático.

1.2. Características organizativas y técnicas de la automatización.

Analizar la tendencia y la historia del desarrollo de la automatización industrial. procesos, podemos observar cuatro etapas principales en las que se resolvieron tareas de diversa complejidad.

Estos son: 1. Automatización del ciclo de trabajo, creación de máquinas automáticas y semiautomáticas.

2. Automatización de sistemas de máquinas, creación de AL, complejos y módulos.

3. Complejos de automatización de producción. procesos con la creación de talleres y fábricas automáticas.

4. Creación de una producción automatizada flexible con automatización de trabajos de producción, ingeniería y gestión en serie y a pequeña escala.

1 En la primera etapa se modernizó el equipamiento universal. Como sabemos, el tiempo de procesamiento de un producto está determinado por la fórmula:

T = tP + tX

Así, para aumentar la productividad del equipo, se redujo el tiempo tP y tX y se combinaron tP y tX, lo que significa que si una máquina, además de las carreras de trabajo (tP), puede realizar de forma independiente carreras en vacío (tX), entonces es una maquina automatica.

Hay que tener en cuenta que los movimientos en vacío deben entenderse no sólo como el movimiento de los componentes individuales de la máquina sin procesar, sino también como la carga, la orientación de la pieza y su fijación. Sin embargo, como lo demuestra la práctica, la automatización de máquinas universales tiene sus límites en términos de productividad, es decir, el crecimiento de la productividad laboral no superó el 60%. Por eso, posteriormente comenzaron a crear máquinas automáticas especiales utilizando nuevos principios:

En las líneas de producción se utilizaban máquinas automáticas multiherramienta y multiposición, que era la forma más elevada de la primera etapa de automatización ( esquema estructural ver tabla 1).

Diagrama de bloques de la máquina No. 1

Automático (barra)

2 En la segunda etapa, se crea un AL (diagrama de bloques, ver Tabla 2).

AL se llama - sistema automático máquinas ubicadas en el sector tecnológico

Secuencia lógica, combinada mediante medios de transporte y control, realizando automáticamente un conjunto de operaciones además del seguimiento y ajuste.

La creación de AL requirió resolver problemas más complejos. Uno de ellos es: la creación de un sistema automático para el transporte entre máquinas de piezas procesadas, teniendo en cuenta el ritmo desigual de funcionamiento de las máquinas (el tiempo de operación es diferente); y además el momento de su parada por problemas no coincide. El sistema de transporte entre máquinas debe incluir no solo transportadores, sino también almacenes automáticos para crear el consumo de reservas interoperativas, dispositivos de control y bloqueo del sistema de la máquina. En este caso, es necesario no sólo coordinar los ciclos de trabajo de las máquinas individuales, así como los mecanismos de transporte, sino también bloquear en caso de todo tipo de problemas (averías, dimensiones fuera de los límites del campo).

permiso, etcétera).

En la segunda etapa de automatización se resuelve el siguiente problema: creación de herramientas de control automatizadas, incluido el control activo con ajuste del funcionamiento de la máquina.

El efecto económico se logra no solo aumentando la productividad y reduciendo significativamente los costos. labor manual gracias a la automatización del transporte, control y recogida de chips entre máquinas.

Tabla del diagrama de bloques AL. No. 2

3 La tercera etapa de la automatización fue la automatización integral de los procesos de producción: la creación de talleres y fábricas automáticas.

Automático taller o fábrica Se denomina taller o planta en el que se llevan a cabo los principales procesos productivos de AL.

Aquí se resuelven las tareas de automatización del transporte entre líneas y entre talleres, almacenamiento, limpieza y procesamiento de chips, control de despacho y gestión de producción (para la estructura del taller de automóviles, ver diagrama, Fig. 3).

Estructura de la mesa de taller automático. Numero 3

Automático

Aquí los elementos que realizan las carreras de trabajo ya son AL con sus tecnológicas máquinas rotativas, mecanismos de transporte y control, etc.

en auto En los talleres y fábricas, el transporte interlínea y la acumulación de reservas están inactivos.

El sistema de gestión de tiendas también implementa novedades más tareas complejas. La característica más importante de la automatización compleja de los procesos de producción como nueva etapa del progreso técnico es el uso generalizado de la tecnología informática, que permite resolver no solo el problema del control.

producción, sino también una gestión flexible de los mismos. procesos.

4 Los sistemas automatizados flexibles: como cuarta etapa de la automatización, representan la cuarta etapa superior en el desarrollo de la automatización técnica. procesos. Diseñado para la automatización técnica. procesos con una instalación de producción reemplazable, incluso para la producción individual y a pequeña escala.

Fabricación flexible– un concepto complejo que incluye todo un complejo de componentes + flexibilidad de la máquina– facilidad de reestructuración de los elementos tecnológicos del GAP para la producción de un determinado conjunto de tipos de piezas.

Flexibilidad de proceso– la capacidad de producir una determinada variedad de tipos de piezas, incluso a partir de diferentes piezas, de diferentes maneras.

Flexibilidad por producto– la capacidad de pasar rápida y económicamente a la producción de un nuevo producto.

+ Flexibilidad de ruta– la capacidad de continuar procesando un conjunto determinado de tipos de piezas en caso de fallas de elementos tecnológicos individuales del GAP.

Flexibilidad de volumen– la capacidad de GAP para operar económicamente en diversos volúmenes de producción.

Flexibilidad para expandirse– la posibilidad de ampliar las brechas debido a la introducción de nuevos elementos tecnológicos.

Flexibilidad de trabajo: la capacidad de cambiar el orden de las operaciones para cada tipo de pieza.

Flexibilidad del producto– toda la variedad de productos que GAP es capaz de producir.

Los factores determinantes son la flexibilidad de las máquinas y de las rutas. El uso de GAP proporciona un efecto económico directo debido a

liberación de personal y aumento de turnos de trabajo y equipos de control.

Generalmente durante el primer turno se cargan piezas de trabajo, materiales, herramientas, dichas tareas, sistemas de control, etc., esto se hace con la participación de personas. Durante el segundo y tercer turno, el SAPS trabaja de forma independiente bajo la supervisión de un despachador.

Conferencia No. 2

1.3. Técnico y económico características de automatización.

Al analizar la producción, no basta con saber en qué etapa de mecanización o automatización se encuentra un determinado proceso tecnológico. Y luego el grado de automatización. o mecanización (C) viene determinada por el nivel de mecánica (M) y automática (A). La evaluación de los niveles M y A se realiza mediante tres indicadores principales:

- grado de cobertura de los trabajadores peleteros. mano de obra (C);

- nivel de pelaje mano de obra en costos laborales totales (U T);

- nivel de pelaje y ed. producción Procesos (U PAG ). Para pieles. Procesando y ensamblando estos indicadores:

El porcentaje de aumento de la productividad laboral debido a su pelaje. o automatización:

donde - el índice 1 corresponde a los indicadores obtenidos antes del mech. y automóvil;

Índice 2 después de su realización; RA – el número de trabajadores que realizan su trabajo por medios automáticos;

PO – el número total de trabajadores en el área o taller considerado;

A – coeficiente de mecanización, que expresa la relación del tiempo mecánico. mano de obra

A tiempo total empleado en un tiempo de trabajo determinado.

PAG – coeficiente productividad del equipo, que caracteriza la relación entre la intensidad de mano de obra de la fabricación de piezas. en equipos universales. con la productividad más baja, tomada como base para la intensidad de mano de obra de la fabricación de esta pieza en el equipo existente;

M – coeficiente. Mantenimiento, dependiendo de la cantidad de equipos atendidos por un trabajador (cuando el equipo es reparado por varios trabajadores M< 1).

Un sistema de tres indicadores principales del nivel de pelaje. y automático. Los procesos de producción permiten:

- Evaluar el estado del coche. producción, para revelar reservas para aumentar la productividad laboral;

- comparar los niveles de M. y A. de industrias e industrias relacionadas;

- comparar los niveles de M. y A. de los objetos correspondientes durante los períodos de implementación y así determinar direcciones para seguir mejorando los procesos de producción;

- planificar el nivel de automatización.

Junto con los indicadores anteriores, se puede utilizar un criterio para el nivel de automatización de la producción, que caracteriza cuantitativamente en qué medida en una etapa determinada de M. y A. se utilizan las posibilidades de ahorrar costos laborales, es decir, crecimiento de la producción mano de obra:

donde tPM es la complejidad de fabricar un producto con mecanización completa (compleja);

tNA y tPA: la complejidad de la fabricación con funcionamiento parcial y totalmente automático.

1.4. Fabricabilidad de piezas para producción automatizada.

1.4.1. Características del diseño de productos en condiciones de automatización industrial.

producción.

El diseño del producto debe asegurar su fabricabilidad en fabricación y montaje. El uso de la automatización significa una mayor atención al diseño del producto en términos de facilitar la orientación, el posicionamiento y la interfaz durante el montaje.

La mayoría de los medios son automáticos. para el transporte y orientación de piezas actúan al tacto, es decir. utilizan las características geométricas de las piezas para lograr orientación y posicionamiento.

Teniendo esto en cuenta, podemos decir que la elección de uno u otro medio es automática. se basará en un análisis de la clasificación de los objetos de producción según parámetros geométricos (según su finalidad y su tamaño relativo).

Una de las características geométricas es la simetría.

En algunos casos, la simetría de las piezas facilita la automatización, mientras que en otros la hace imposible. Ejemplo de figura. A1, todas las partes situadas a la derecha son simétricas, lo que hace innecesaria la orientación; arroz. A2 ilustra otro problema. Si las características de diseño de cada parte son difíciles de detectar, el pelaje. manera, entonces la solución al problema es romper la simetría.

Partes como cilindros y discos son los candidatos más probables para introducir características de asimetría, porque sin características de orientación pueden tomar un número indefinido de posiciones.

Las piezas rectangulares suelen beneficiarse de la simetría, ya que pueden tener un número reducido de posiciones.

Fig A1 Orientación de piezas debido a la simetría.

Fig A2 Orientación de piezas debido a asimetría. a) difícil b) mejorado

En este caso, la ley de distribución de la suma de estas variables aleatorias tendrá una distribución gaussiana o normal - Fig. A5.

Adhesión mutua de piezas (Fig.3)

Al cargar piezas en un dispositivo de almacenamiento u otro dispositivo a granel, a menudo se produce el fenómeno de que las piezas se peguen. Típico ejemplo - resortes. Muchas piezas tienen orificios y protuberancias que no están conectadas funcionalmente entre sí y no están diseñadas para acoplarse. La relación de los tamaños de estos elementos de las piezas debe excluir la posibilidad de que la protuberancia entre en el orificio y las piezas se peguen. (Figura A3).

Resolver problemas de automatización

Pregunta 3 Procesos productivos y tecnológicos de producción automatizada.

Sistema de rastreo

Sistema de rastreo- un sistema automático en el que el valor de salida reproduce con cierta precisión el valor de entrada, cuya naturaleza del cambio no se conoce de antemano.

Los sistemas de seguimiento se utilizan para diversos fines. Como magnitud de salida del sistema de seguimiento se pueden considerar cantidades físicas completamente diferentes. Uno de los tipos más comunes de sistemas de seguimiento son los sistemas para controlar la posición de objetos. Estos sistemas pueden considerarse como un mayor desarrollo y mejora de los sistemas de transmisión remota de movimientos angulares o lineales, en los que la variable controlada suele ser el ángulo de rotación del objeto.

El elemento de comparación (Fig. 1, d) recibe el valor de entrada α BX del elemento maestro conectado al eje de entrada del servosistema. El valor del ángulo de procesamiento a OUT también proviene del objeto de control asociado al eje de salida del sistema. Como resultado de comparar estos valores, aparece una falta de coincidencia θ = α IN - a OUT en la salida del elemento de comparación.

La señal de discrepancia de la salida del elemento de comparación se suministra al convertidor (Tr), en el que el ángulo θ se convierte en un voltaje U0 proporcional a él: una señal de error.

Sin embargo, en la gran mayoría de los casos, la potencia de la señal de error es insuficiente para accionar el motor del actuador (M). Por lo tanto, se conecta un amplificador entre el convertidor y el motor del actuador, proporcionando la amplificación necesaria de la señal de error en términos de potencia. El voltaje amplificado desde la salida del amplificador se suministra a M, que activa el objeto de control, y el movimiento a OUT de este último se transmite al elemento receptor del circuito de medición, es decir, al elemento de comparación.

Sistema adaptativo

Sistema adaptativo (autoadaptativo): un sistema de control automático en el que el método de funcionamiento de la parte de control cambia automáticamente para implementarse en algún sentido. mejor gestion. Dependiendo de la tarea en cuestión y los métodos para resolverla, son posibles diferentes leyes de control, por lo que los sistemas adaptativos se dividen en los siguientes tipos:

§ sistemas de control funcional adaptativo, donde la acción de control es función de algún parámetro, por ejemplo, alimentación - función de uno de los componentes de la fuerza de corte, velocidad de corte- función de potencia;

§ sistemas adaptativos de regulación límite (extrema), que aseguran el mantenimiento del valor límite de uno o más parámetros en el objeto;

§ sistemas adaptativos de p óptima regulaciones que toman en cuenta una combinación de muchos factores utilizando un criterio de optimización complejo.

De acuerdo con este criterio, se cambian los parámetros y cantidades ajustables, por ejemplo, mantener un modo de procesamiento en la máquina que proporcione la máxima productividad y el menor costo de procesamiento se determina estableciendo los valores óptimos de los parámetros (velocidades de fuerza de corte, temperatura , etc.), del que depende la productividad y el coste del proceso de procesamiento.

Operación tecnológica

Operación tecnológica se refiere a una parte completa de un proceso tecnológico realizado en un lugar de trabajo. Debe tenerse en cuenta que un lugar de trabajo es una unidad elemental de la estructura empresarial, donde se encuentran por un tiempo limitado los trabajadores que prestan servicios a equipos tecnológicos, equipos y objetos de trabajo. Por ejemplo, el procesamiento de un eje escalonado se puede realizar en la siguiente secuencia: en la primera operación se cortan los extremos y se centran las bases auxiliares, en la segunda se gira la superficie exterior y en la tercera se rectifican estas superficies. .

Operación tecnológica típica Se denomina operación tecnológica caracterizada por la unidad de contenido y secuencia de transiciones tecnológicas para un grupo de productos con el mismo diseño y características tecnológicas.

Una operación tecnológica grupal es una operación tecnológica de producción conjunta de un grupo de productos con diseño diferente, pero características tecnológicas comunes.

Tipos de operaciones tecnológicas

El proceso tecnológico puede construirse sobre el principio de operaciones tecnológicas concentradas o diferenciadas.

a – secuencial; b – paralelo; c – operaciones secuenciales paralelas

Figura 3.2 - Principales tipos de concentración

Operación tecnológica concentrada- una operación que incluye un gran número de transiciones tecnológicas. Como regla general, tiene una configuración multiherramienta. El límite de concentración de operaciones es el procesamiento completo de una pieza en una sola operación.

Una operación diferenciada se llama operación., que consta de un número mínimo de transiciones. El límite de la diferenciación es la implementación de una operación tecnológica consistente en una transición tecnológica.

Las ventajas de diferenciar las operaciones son las siguientes: se utilizan equipos relativamente simples y baratos, su configuración es simple e insignificantemente compleja y se crea la posibilidad de utilizar modos de procesamiento superiores.

Desventajas del principio de diferenciación de operaciones: se alarga la línea de producción, aumenta la cantidad de equipo requerido y el área de producción, aumenta el número de trabajadores y se aumenta el número de instalaciones.

Transición tecnológica

Transición tecnológica se refiere a la parte completa de una operación tecnológica, realizada por los mismos medios de equipo tecnológico en condiciones tecnológicas e instalación constantes. Si se cambió una herramienta al girar un rodillo, procesar la misma superficie de la pieza de trabajo con esta herramienta será una nueva transición tecnológica. Pero el cambio de herramienta en sí es una transición auxiliar.

Transición auxiliar se refiere a la parte completa de una operación tecnológica, que consiste en acciones humanas y (o) de equipo que no van acompañadas de un cambio en las propiedades del objeto de trabajo, pero que son necesarias para completar la transición tecnológica. Las transiciones se pueden combinar en el tiempo mediante el procesamiento simultáneo de varias superficies, es decir, se pueden realizar de forma secuencial (desbaste, semiacabado, torneado final de un eje escalonado o perforación de cuatro orificios con un taladro), en paralelo (torneado de un eje escalonado). eje con varios cortadores o perforando cuatro orificios a la vez con cuatro taladros) o en paralelo-secuencial (después de girar un eje escalonado simultáneamente con varios cortadores, biselado simultáneo con varios cortadores de biselado o perforando cuatro orificios secuencialmente con dos taladros).

Instalación– parte de una operación tecnológica realizada con la fijación sin cambios de las piezas de trabajo en proceso o de una unidad de montaje ensamblada. Girar piezas en cualquier ángulo es una nueva instalación. Si primero se gira el rodillo en un mandril de tres mordazas en una posición, y luego se le da la vuelta y se gira, esto requerirá dos posiciones en una sola operación (Figura 3.4).

Figura 3.4 - Esquema de la primera (a) y segunda (b) instalación

Posición

Una pieza de trabajo instalada y fijada sobre una mesa giratoria, sometida a taladrado, escariado y avellanado, tiene un ajuste, pero con la rotación de la mesa tomará una nueva posición.

Posición es una posición fija ocupada por una pieza de trabajo rígidamente fijada o una unidad de ensamblaje ensamblada junto con un dispositivo con respecto a una herramienta o un equipo estacionario al realizar una determinada parte de la operación. En máquinas multihusillo y semiautomáticas, la pieza de trabajo, cuando está asegurada, ocupa diferentes posiciones con respecto a la máquina. La pieza de trabajo se mueve a una nueva posición junto con el dispositivo de sujeción.

Al desarrollar un proceso tecnológico para procesar piezas de trabajo, es preferible reemplazar las instalaciones con posiciones, ya que cada instalación adicional introduce sus propios errores de procesamiento.

En condiciones de producción automatizada en funcionamiento. Debe entenderse como una parte completa del proceso tecnológico, que se lleva a cabo de forma continua en una línea automática, que consta de varias unidades de equipos tecnológicos conectados mediante dispositivos de transporte y carga que funcionan automáticamente. Además de las principales operaciones tecnológicas, el TP incluye una serie de operaciones auxiliares necesarias para su implementación (transporte, control, marcado, etc.).

Según el diagrama de diseño.

Las líneas automáticas se clasifican según el tipo de transporte:

a) con el transporte directo de la pieza de trabajo entre máquinas (utilizado al procesar piezas de carrocería);

b) con transporte lateral (utilizado en el procesamiento de cigüeñales, camisas, etc.);

c) con transporte superior (utilizado al procesar ejes, engranajes, bridas, etc.);

d) con transporte combinado;

e) con transporte rotativo utilizado en AL rotativo, en el que todas las operaciones tecnológicas se realizan durante el transporte continuo de piezas de trabajo y herramientas.

Por grado de flexibilidad:

a) sincrónico o rígido;

b) no sincrónico o flexible.

EN líneas automáticas sincrónicas Las piezas de trabajo se mueven a intervalos sincronizados. El tiempo de procesamiento en un puesto de trabajo es igual o múltiplo del tacto. El tacto es el intervalo de tiempo durante el cual se produce periódicamente un producto de un determinado tipo. Estas líneas se utilizan en la producción a gran escala y en masa.

EN líneas automáticas no síncronas las piezas procesadas se mueven cuando la operación está lista. Dado que el tiempo de procesamiento en cada posición es diferente, se necesitan dispositivos de almacenamiento intermedios. Estas líneas se utilizan en producción en serie y piloto.

Pregunta 26 Dispositivos auxiliares de los subsistemas de transporte y almacenamiento: paletas, paletas, empujadores. dispositivos para rotar y orientar piezas, dispositivos de división de flujo (finalidades, diseños, área de aplicación)

Divisores de flujo.

Se utilizan para dividir flujos en líneas automáticas ramificadas (Fig. 1). Se dividen según el principio de movimiento de las compuertas: oscilantes, alternativos y giratorios.

La división se realiza a través de:

Amortiguadores oscilantes que giran bajo la acción de la propia pieza de trabajo (Fig. 1.a);

Con la ayuda de amortiguadores alternativos (Fig. 1.b,c);

Se utilizan cuando existe la necesidad de dividir el flujo general en varios flujos independientes entre máquinas del mismo tipo. Instalado entre el mecanismo de orientación y el variador o entre el variador y el alimentador. Los diseños son variados y dependen de la forma y tamaño de las piezas y del diseño de los dispositivos de almacenamiento y alimentadores.

Arroz. 1. Divisores de caudal: a.- con compuertas móviles; b.c - con la ayuda de amortiguadores de retorno.

Dispositivos de orientación.

En muchos casos, en la fabricación automatizada, una pieza o pieza debe introducirse en un área de trabajo o en sistemas de transporte o dispositivos de agarre o rotación, etc. en una posición orientada. Para ello se utilizan varios diseños dispositivos de orientación en forma de compuertas, sectores con movimientos alternativos o basculantes, discos giratorios, mecanismos de pala, tubos de casquillo, etc. Los diagramas de dispositivos de orientación se muestran en la Fig. 2.y 3.

La orientación de las piezas también es posible durante su transporte, en este caso se aprovecha la asimetría de la forma de las piezas y la ubicación del centro de gravedad. El método de orientación puede ser pasivo o activo.

Pasivo Los dispositivos de orientación se han generalizado durante el transporte de piezas por vibración. El principio común de su funcionamiento es que las piezas mal orientadas son expulsadas del dispositivo de transporte y devueltas al comienzo del flujo, y luego sólo siguen las que están correctamente orientadas.

Activo Los dispositivos de orientación dan a la pieza una posición compleja en el espacio, independientemente de su posición inicial al ingresar al dispositivo de orientación. El principio de cambio forzado también se utiliza cuando es necesaria una reorientación. Para piezas sencillas de pequeño tamaño se utilizan dispositivos de orientación sencillos; para niños. formas complejas o pesadas: dispositivos de orientación como basculantes o dispositivos giratorios universales. En ocasiones se utiliza la acción de un campo magnético.

Los espacios en blanco orientados se dividen convencionalmente en:

Piezas en bruto de forma sencilla, orientadas mediante recortes en bandejas, biseles, cortadores;

Piezas de trabajo con centro de gravedad desplazado, que se orientan al mismo tiempo o al girar pasando por una ranura o recorte de la bandeja;

Piezas en bruto simétricas y asimétricas, que se orientan al caer en la especial. ventana de la bandeja (orientación de la plantilla).

Piezas de trabajo orientadas usando especial dispositivos.

Espacios en blanco planos como círculos, anillos (Fig. 2.a) con d>h, se orientan mediante una bandeja en espiral cuya superficie de trabajo está inclinada radialmente al centro de la tolva debajo b=3-5 0 para asegurar la liberación de la segunda capa de espacios en blanco. Cuello de bandeja metro<h.

Gorras con d ³ h se orientan pasivamente mediante un recorte con lengüeta (Fig. 2.b).

Las piezas orientadas de abajo hacia abajo pasan a lo largo de la lengüeta sin volcarse, porque la lengüeta proporciona suficiente soporte para asegurar una posición estable de la pieza de trabajo. Las piezas de trabajo, ubicadas con el agujero hacia abajo, presionan la lengüeta, pierden el equilibrio y caen a la tolva.

Cilindros con yo> d están orientados de forma pasiva (Fig. 2., c) para volcar piezas de trabajo orientadas incorrectamente, se instala un bisel debajo de la bandeja, ubicada a una altura de 1,1 d de la superficie de la bandeja.

Para orientar los discos escalonados se utiliza un método pasivo (Fig. 2.d) aprovechando las características de la forma. Las piezas de trabajo ubicadas con un gran diámetro hacia abajo pasan libremente por el eyector y avanzan a lo largo de la bandeja.

Arroz. 2. Esquemas de dispositivos de orientación.

Las piezas de trabajo de gran diámetro son empujadas hacia arriba mediante el eyector desde la bandeja hacia la tolva.

Los espacios en blanco, como las varillas con cabeza (Fig. 2.e), se orientan de forma activa mediante una ranura realizada en una sección recta de la bandeja.

Para la orientación activa de los rodillos con repisa (Fig. 3.a), se utiliza un desplazamiento del centro de gravedad.

Para orientar piezas delgadas en forma de grapas, triángulos y sectores, se utiliza un método pasivo (Fig. 3.b). Para placas en forma de T: el método activo (Fig. 3.c).

Si es necesario reorientar las piezas de trabajo durante el proceso, se utiliza el método de orientación activa.

Arroz. 3. Esquemas de dispositivos de orientación.

Dispositivos giratorios.

Se utiliza en máquinas herramienta para mover una pieza de trabajo o herramienta a una posición. Se trata de mesas y tambores multiposición, bloques de máquinas multihusillo, cabezales de torreta, cargadores de discos y dispositivos divisores (Fig. 4).

Los dispositivos giratorios están sujetos a requisitos de precisión de rotación en un valor angular determinado, precisión y rigidez de la fijación en la posición de trabajo, implementación de la rotación en un tiempo mínimo, con restricciones en las cargas dinámicas que surgen.

La precisión de los dispositivos rotatorios debe evaluarse desde un punto de vista probabilístico. Precisión aquí significa la precisión del posicionamiento angular; caracterizado por el error del ángulo de rotación actual. En los mejores sistemas de control para dispositivos giratorios automáticos, las órdenes se dan con la anticipación adecuada para minimizar los errores. La precisión de las máquinas rotativas CNC modernas es de 3 a 6 segundos de arco.

El rendimiento se caracteriza velocidad media torneado w promedio– hasta 1,0 s -1 . La versatilidad está determinada por el rango posible del número de divisiones, que en las mesas giratorias automáticas modernas es de 2...20000 y superiores.

Los motores paso a paso se utilizan como accionamiento para dispositivos rotativos (Fig. 4a), lo que permite una amplia versatilidad en la gama de divisiones y pueden interconectarse con CNC o sistemas de control por computadora. Los dispositivos giratorios con accionamiento hidráulico (Fig.4, b) y con mecanismo maltés (Fig.4, c) se utilizan ampliamente en máquinas herramienta y torretas con un ángulo de rotación fijo constante.

Arroz. 4 Esquemas de dispositivos giratorios.

Dichos esquemas se utilizan con activación periódica de la cadena cinemática mediante varios acoplamientos (Fig.4, c, d) y mecanismos de trinquete (Fig.4, f)

Un bulto de transporte es una unidad de carga ampliada formada a partir de mercancías en piezas dentro y sin contenedores, utilizando de varias maneras y medios de embalaje que conservan su forma durante la circulación y brindan la posibilidad de una mecanización integral de las operaciones de carga, descarga y almacenamiento.

Uno de los principales medios de envasado es palets(plano, rack y caja).

Los palets para una producción automatizada flexible se seleccionan de acuerdo con los mismos principios metodológicos expuestos anteriormente en relación con la creación de almacenes mecanizados y automatizados de cualquier tipo.

Todos los palets se pueden clasificar:

Por finalidad: transporte y tecnología (casetes, satélites);

Por tipo de carga transportada: universal (para una amplia gama de cargas) y especial (para determinadas cargas);

Por diseño (plano, de montaje en bastidor, de caja, de uno y dos pisos, de uno y dos hilos);

Por material (metal - acero o aleaciones ligeras, madera, plástico, cartón, compuestos con aglomerado y otros materiales);

Por duración de uso (de un solo uso, reutilizable);

Por área de aplicación (palets dentro del almacén, para transporte dentro de fábrica, para transporte externo de larga distancia);

Por tamaño (150 x 200; 200 x 300; 300 x 400; 400 x 600; 600 x 800; 800 x 800; 800 x 1000; 800 x 1200; 1600 x 1000; 1600 x 1200).

Los pallets reutilizables forman parte del equipo de transporte y almacenamiento de la empresa, sitio, taller y empresa estatal. Los palets desechables pueden considerarse como un tipo de embalaje para el transporte de mercancías.

La peculiaridad de los palets tecnológicos especiales para la producción hidráulica e industrial es que sobre ellos se colocan determinadas cargas (piezas en bruto, productos semiacabados, piezas) en una posición fija y, a veces, se fijan de antemano, como, por ejemplo, en palets satelitales de múltiples -Máquinas perforadoras, fresadoras y mandrinadoras operativas, y de ellas se alimentan las piezas que se colocan en la máquina directamente en la zona de procesamiento.

Los palets casete y palets satélite se fabrican estampados, soldados, fundidos y pueden servir como dispositivo independiente para formar una unidad de transporte y almacenamiento de carga, o se colocan sobre palets estándar.

Los palets de transporte y almacenamiento son universales en el tipo de carga que se coloca en ellos y pueden ser de metal o plástico, y en diseño son planos, de bastidor o de caja.

Los movimientos de piezas como, por ejemplo, cuerpos de revolución en GPS, se realizan con mayor frecuencia utilizando el método más simple. palets de transporte sin adjuntarles productos. Semejante palets realizar simultáneamente
Funciones de transporte y almacenamiento.

Hay tres tipos de ellos:

1) paletas individuales que se mueven una por una y no se pueden apilar en varios niveles;

2) paletas extraíbles instaladas en contenedores especiales, con posibilidad de cierre deslizante;

3) palets de varios niveles, que se pueden colocar cerca del RM, uno encima del otro, en pilas.

Es prometedor crear paletas universales de múltiples objetos basadas en módulos universales. Dichas paletas constan de un marco que permite procesar productos de diferentes formas en diferentes superficies de trabajo, inserciones que se utilizan para instalar elementos especiales que sirven para acomodar piezas de trabajo (piezas); la forma y dimensiones de estos elementos están determinadas por la forma y dimensiones de las piezas de trabajo (piezas).

El marco portante (estructura de acero soldado) tiene las dimensiones de un europalet (1200 x 800 mm), aunque se pueden utilizar dimensiones más pequeñas. Al tener una superficie de soporte lisa, el marco puede instalarse en el suelo o moverse sobre rodillos o mediante transportadores de cadena. Los tubos protectores ubicados a lo largo o transversal del marco protegen los productos contra daños durante el transporte. En las esquinas del marco se sueldan soportes para apilar productos en varios niveles. Las distancias entre niveles se pueden cambiar utilizando varillas de medición insertadas.

Para seleccionar palets, se pueden utilizar los siguientes criterios: cumplimiento de las dimensiones de los europalets; peso de productos y pallets; número de productos colocados en el palet (según el tamaño y la forma de los productos); tiempo mínimo de procesamiento de piezas para un producto; tiempo necesario de funcionamiento no tripulado del GPS.

Para productos que tienen tamaños relativamente pequeños y un tiempo de procesamiento prolongado, cuando el stock de productos en una o dos paletas es suficiente para garantizar el funcionamiento estable del GPS, utilice paletas individuales;
- para productos de gran tamaño con tiempos de procesamiento cortos, utilice palets extraíbles y de varios niveles con dispositivos adicionales para su manipulación.

Estos palets incluyen palets con dispositivos de fijación montados sobre ellos o palets de transporte especiales. El tiempo necesario para reemplazar los palets se puede reducir significativamente trasladando las acciones de asegurar y soltar las piezas de trabajo del área de trabajo a un soporte adicional para palets reemplazables, lo que garantiza su rápido regreso al área de trabajo.

Los más habituales son los palets para máquinas (incluidos en el paquete de entrega), los palets de transporte y auxiliares.

La mayoría de las veces, los palés se utilizan en sistemas GPS, que sirven simultáneamente tanto para basar y asegurar piezas como para transportarlas y manipularlas. Esto asegura la flexibilidad del subsistema de transporte, ya que, por un lado, todos los palets tienen una superficie de trabajo unificada, y por otro, las mesas del sistema de transporte y manipulación están adaptadas para el uso de tipos concretos de palets.

En el caso de utilizar palets de máquina incluidos en el GPM, la pieza de trabajo se fija a ellos fuera del área de trabajo, en paralelo al procesamiento de otra pieza. Después de eso, pasa al área de trabajo, donde se fija automáticamente para su procesamiento.

Preguntas para el examen

Pregunta 1 El propósito y objetivos de la automatización de los procesos productivos. Tipos de automatización de procesos productivos.

Los principales objetivos de la automatización de procesos son:
-- aumentar la eficiencia del proceso de producción;
-- aumentar la seguridad del proceso de producción.

Los objetivos se logran resolviendo las siguientes tareas de automatización de procesos:
-- mejorar la calidad de la regulación;
-- aumentar el factor de disponibilidad del equipo;
-- mejorar la ergonomía de los operadores de procesos;
-- almacenamiento de información sobre el progreso del proceso tecnológico y situaciones de emergencia.

El término “automatización” se refiere a un conjunto de herramientas metodológicas, técnicas y de software que aseguran que el proceso de medición se lleve a cabo sin participación humana directa. Los objetivos de la automatización se presentan en la tabla. 1.

tabla 1

Los objetivos de la automatización son:

Eliminación o minimización del “factor humano” al realizar funciones de un sistema o dispositivo;

Alcanzar indicadores de calidad específicos al implementar funciones automatizadas.

Resolver problemas de automatización El proceso tecnológico se lleva a cabo mediante la implementación. métodos modernos y herramientas de automatización. Como resultado de la automatización del proceso tecnológico, se crea un sistema de control de proceso automatizado.

Etapas y medios de automatización de la producción.

El predecesor de la automatización fue la compleja mecanización de la producción, durante la cual las funciones físicas de una persona en el proceso de producción se realizaban mediante mecanismos controlados manualmente. Al mismo tiempo, el trabajo de una persona se hizo físicamente más fácil y su actividad principal pasó a ser operar maquinaria. La mecanización tiene como objetivo facilitar las condiciones. labor humana y aumentando su productividad.

A medida que se desarrolla la mecanización, surge la tarea de automatizar total o parcialmente el control de los mecanismos. Como resultado de la solución de este problema se crean autómatas tecnológicos que son capaces, en mayor o menor medida, de realizar funciones productivas sin intervención humana. La aparición y difusión de las máquinas tecnológicas marcó el inicio de la automatización de la producción.

En el desarrollo de la automatización, se pueden distinguir varias etapas sucesivas, cada una de las cuales se caracteriza por la aparición de nuevas herramientas de automatización y la expansión de la composición de los objetos de automatización de la producción. En general, en relación con la producción industrial, se pueden distinguir las siguientes etapas principales de automatización.

1. Automatización de la producción en masa. Con la producción en masa de productos industriales, la tarea de aumentar la productividad laboral es especialmente grave. Aquí son posibles costes importantes para los equipos de automatización, ya que al atribuirse a una unidad de producción (con un gran número de unidades de producción), conducen a un aumento aceptable de su precio.

Como resultado, resulta conveniente crear y utilizar máquinas automáticas de tecnología especial y especializada en la producción. Cada una de estas máquinas está diseñada para una única operación tecnológica o un conjunto limitado de operaciones tecnológicas en la producción de un producto específico. La tarea de reconstruir la máquina para producir otros productos se plantea de forma limitada o no se plantea en absoluto.

El objetivo principal de la automatización es lograr la máxima productividad. El proceso tecnológico de fabricación de un producto se divide en operaciones sencillas de corta duración, que pueden realizarse en paralelo en diferentes máquinas tecnológicas.

Las líneas de producción se crean a partir de máquinas automáticas tecnológicas de acuerdo con la secuencia de operaciones tecnológicas del proceso de fabricación del producto. Un mayor aumento del nivel de automatización se consigue mediante la automatización del transporte interoperativo y del almacenamiento intermedio (instalaciones de almacenamiento interoperativo para productos semiacabados). El resultado de una automatización tan integral del proceso tecnológico es la creación de líneas automáticas.

Una línea automática implementa automáticamente el proceso tecnológico de fabricación de un producto específico. Para lograr la mayor productividad, la línea automática se construye con equipos especiales y especializados. La creación e implementación de una línea automática requiere mucho tiempo y los costos de materiales Por lo tanto, estas líneas son económicamente efectivas sólo en la producción en masa de productos, cuando el mismo producto, sin cambios, se produce continuamente en grandes cantidades durante varios años. Las líneas automáticas tienen oportunidades limitadas para la conversión a la fabricación de otros productos o tales posibilidades no están previstas en absoluto.

Dado que el uso de líneas automáticas y máquinas tecnológicas cíclicas se limita a la producción en masa y a gran escala, los volúmenes de producción automatizada basada en ellas son correspondientemente limitados. Según diversas estimaciones, el volumen de producción en masa y a gran escala oscila entre el 15 y el 20% del volumen de producción total, y esta proporción tiende a disminuir. En consecuencia, el nivel de automatización de la producción mediante líneas automáticas y máquinas de ciclo no puede superar el 15-20%. En realidad, este nivel es aún más bajo.

Las máquinas tecnológicas cíclicas y las líneas automáticas pertenecen a los medios de automatización "dura". Con su ayuda, es posible lograr una productividad laboral muy alta, pero el alcance de uso de tales medios es limitado y solo sobre esta base es imposible la automatización total de la producción.

2. Automatización de operaciones básicas de procesamiento para la producción de múltiples artículos. La producción de artículos múltiples implica la producción de una variedad de productos en lotes de volumen limitado dentro de un período de tiempo limitado. La gama de productos y el tamaño de los lotes pueden variar ampliamente: desde productos individuales hasta lotes de producción de mediana escala.

En la producción de artículos múltiples, el equipo tecnológico debe ser en gran medida universal y proporcionar reajuste y reestructuración para la producción de una variedad de productos (dentro de las capacidades tecnológicas del equipo). En el caso de producción automatizada, dicho reajuste y reestructuración deberá realizarse de forma automática con un mínimo de operaciones manuales o con su completa eliminación.

El cumplimiento de las condiciones anteriores define la automatización "flexible". El principio fundamental de la automatización flexible es el principio de control de programas de equipos tecnológicos. El ciclo de trabajo de una máquina tecnológica se establece mediante un programa de control que contiene una descripción codificada de la secuencia de los elementos del ciclo mediante ciertos símbolos. El programa de control se desarrolla por separado del equipo controlado y está formateado en algún soporte de máquina, lo que permite su lectura. dispositivo automático control de la máquina tecnológica.

Por primera vez, este principio (que surgió y se mejoró durante el control por ordenador) se implementó para la automatización de máquinas cortadoras de metales. Las máquinas de control numérico por computadora (CNC) aparecieron y comenzaron a extenderse ampliamente. Los primeros modelos de máquinas CNC, por su falta de perfección, requerían, al cambiar el ciclo de funcionamiento, no sólo la sustitución del programa de control, sino también algunas operaciones manuales de reajuste. Estas máquinas resultaron eficaces al procesar lotes del mismo tipo de piezas con un volumen de al menos 50 a 100 piezas. A medida que los principios del CNC y las soluciones técnicas han mejorado, este límite se ha reducido continuamente y hoy en día las máquinas CNC son efectivas incluso en la producción personalizada.

Inicialmente, las máquinas CNC fueron creadas para ciertos tipos proceso mecanico. Posteriormente, se generalizaron las máquinas CNC multifuncionales con cambio automático de herramientas de procesamiento (centros de mecanizado).

Las máquinas CNC permiten automatizar el proceso de procesamiento de piezas y son flexibles, ya que pueden adaptarse al procesamiento de piezas de diferentes formas reemplazando el programa de control. Esta circunstancia permite, por ejemplo, automatizar el proceso de cambio de máquina y, por tanto, aumenta el nivel de automatización de la producción.

El principio CNC, debido a su eficiencia, se ha generalizado para otros equipos tecnológicos, lo que permite proporcionar una automatización flexible de diversas operaciones tecnológicas. Los equipos CNC se han generalizado principalmente en la ingeniería mecánica, la fabricación de instrumentos y la metalurgia. Sin embargo, su uso no se limita a las industrias enumeradas.

La principal desventaja de los equipos CNC es la falta de automatización de las operaciones auxiliares y la necesidad de mantenimiento manual del equipo. Esta circunstancia conduce a una disminución en la tasa de utilización del equipo al nivel del 40% al 60%.

3. Robótica industrial. La automatización de las operaciones principales de los procesos tecnológicos ha llevado a un aumento de la contradicción entre el nivel de su automatización y el nivel de automatización de las operaciones auxiliares (principalmente operaciones de carga y descarga de equipos automatizados). Como medio para eliminar esta contradicción, se propuso el concepto de un autómata sintonizable controlado por programa para realizar operaciones auxiliares para dar servicio a equipos automatizados.

Estas máquinas aparecieron en los años sesenta del siglo pasado y se denominaron robots industriales (IR). Los primeros desarrollos de robots industriales tenían como objetivo reemplazar a los humanos en las operaciones de carga de piezas de trabajo en máquinas tecnológicas y descarga de productos procesados. A partir de una máquina tecnológica y un robot que la atiende, se crean complejos tecnológicos robóticos (RTC), que son células tecnológicas completamente automatizadas.

Con la ayuda de RTK, es posible automatizar de manera integral operaciones tecnológicas individuales o un conjunto limitado de operaciones tecnológicas en la producción de varios artículos. Los primeros RTK que utilizaban PR simples con control cíclico fueron efectivos en la producción a mediana escala. A medida que mejoran las relaciones públicas (robots CNC, robots adaptativos, robots inteligentes), aumenta su flexibilidad y la posibilidad de uso efectivo en la producción individual y a pequeña escala.

Los robots industriales se mejoran constantemente. En el proceso de mejora mejoran especificaciones Robots, su funcionalidad se está ampliando y su ámbito de aplicación se está ampliando. Actualmente, la mayor parte de los equipos de producción fabricados se centra en la realización de operaciones tecnológicas: soldadura, pintura, montaje y algunas otras operaciones tecnológicas básicas. Junto a estos robots se siguen utilizando robots de carga y descarga, han aparecido robots de transporte, etc.

4. Automatización del control. La gestión en cualquier producción requiere resolver un gran volumen de problemas en la recopilación y procesamiento de información, la toma de decisiones y el seguimiento de su ejecución. Importantes recursos humanos están involucrados en la solución de problemas de gestión. Calidad de la solución tareas de gestión determina significativamente el resultado de la producción.

La posibilidad de automatizar el control apareció con el desarrollo y uso generalizado de las computadoras, cuando las computadoras estuvieron disponibles para su uso por empresas individuales. Ha aparecido la posibilidad de automatización (mediante un ordenador y el correspondiente software) procesos para recopilar y procesar la información necesaria para la adopción las decisiones de gestión y control del progreso de la producción. Con el uso de computadoras se resuelven problemas de planificación de la producción, problemas de soporte de materiales, problemas de contabilidad de mano de obra y salarios, así como una serie de otras tareas de gestión de producción.

La solución a tales problemas no estaba estrictamente ligada en el tiempo a los procesos de producción y podía llevarse a cabo en tiempo de “máquina” informática, es decir, durante el período de tiempo necesario para la ejecución del programa informático correspondiente. Una característica de esta etapa de automatización fue la creación de centros informáticos centralizados en producción para resolver problemas de gestión. La conexión entre el ordenador y la producción se realizó principalmente mediante personal operativo.

Estos sistemas centralizados se denominan sistemas automatizados de control de producción (APS). El sistema de control automático proporciona soluciones a los problemas de control organizativo y de despacho de la producción. El principal efecto de la introducción de sistemas de control automatizados es reducir el tiempo necesario para tomar decisiones de gestión, aumentar la eficiencia de la gestión y su calidad, así como reducir el personal directivo dedicado al procesamiento de información de rutina.

Una parte importante de la gestión en la producción recae en las tareas de gestión operativa y técnica de los equipos de producción y los procesos tecnológicos. Para automatizar la solución de estos problemas, es necesario asegurar la comunicación directa entre la computadora de control y los objetos de control. Además, las tareas de gestión operativa y técnica deben resolverse en tiempo real del proceso controlado.

Por lo tanto, junto con los sistemas de control automatizados, han aparecido los sistemas automatizados de control de procesos (APCS), que brindan soluciones automatizadas a problemas de control operativo, técnico, de despacho y organizativo de los procesos productivos tecnológicos individuales. La integración de sistemas automatizados de control de procesos con un complejo tecnológico automatizado garantiza la implementación del concepto de tecnología no tripulada en la producción.

5. Automatización de trabajos de ingeniería. La producción requiere mano de obra altamente calificada de especialistas: ingenieros. Los ingenieros desarrollan nuevos productos, realizan investigaciones y pruebas científicas, desarrollan nuevos procesos tecnológicos y modernizan los antiguos. Sin trabajos de ingeniería, el progreso de la producción es imposible. Los costos de mano de obra de ingeniería representan una parte importante de los costos de fabricación (según los estándares de los países industrializados).

El deseo de aumentar la eficiencia del trabajo de ingeniería, reducir los costos de material y tiempo para diseñar productos nuevos o modernizados, realizar investigaciones y preparar la producción ha llevado a la aparición de los correspondientes sistemas automatizados. La base de tales sistemas fue el uso de computadoras, ya que el trabajo de ingeniería es un trabajo intelectual. Los problemas típicos de ingeniería son tareas heurísticas que dependen de una cantidad significativa de trabajo rutinario.

Trabajo de rutina (recibir informacion de referencia, presentación de resultados, diseño de dibujos y documentos de texto, etc.) en la mayoría de los casos son susceptibles de algoritmización (descripción en forma de secuencia determinista de operaciones simples) y, por tanto, pueden automatizarse mediante una computadora. En principio, cualquier proceso que pueda algorítmicarse puede automatizarse.

Los medios para automatizar el trabajo de ingeniería son los sistemas de software y hardware basados ​​​​en computadora: sistemas de diseño asistido por computadora (CAD), sistemas automatizados de investigación científica (ASNI), sistemas automatizados para la preparación tecnológica de la producción (ASTPP). Los diseñadores e investigadores utilizan los dos primeros sistemas para desarrollar productos nuevos o actualizar productos existentes. El resultado de su trabajo son diseños técnicos y funcionales de nuevos productos.

Para implementar estos proyectos, es necesario prepararse para la producción de los productos diseñados. Esta tarea está asignada a tecnólogos especialistas que diseñan nuevos procesos tecnológicos o modernizan los existentes. Los ASTPP están destinados a automatizar el trabajo de los tecnólogos (aquellos trabajos que pueden ser algorítmicos). El uso de tecnología de procesos automatizados permite aumentar la eficiencia de la preparación de la producción, reducir los costos de material y tiempo para este proceso, mejorar la calidad de los resultados y reducir los costos de mano de obra humana.

6. Integración de sistemas de producción automatizados en una única producción automatizada flexible (GAP). La integración es compartir e interactuar con los sistemas de automatización anteriores para lograr el objetivo de producción final. Al mismo tiempo, los sistemas de automatización de las funciones intelectuales humanas (diseño, gestión, investigación, desarrollo tecnológico) utilizan bases de datos comunes, lo que garantiza el intercambio directo de información entre ellos.

En GAP, el principio fundamental de la gestión de equipos y procesos es el control de programas informáticos, que garantiza la reestructuración de la producción para producir productos nuevos o modernizados mediante software (que reemplaza los programas de control) de forma automatizada. Como resultado, la producción adquiere la propiedad de flexibilidad e implementa el concepto de tecnología flexible. La automatización integral del trabajo humano permite reducir 20 veces la participación del trabajo humano en la producción de gas en comparación con la producción tradicional. Esta producción implementa el concepto de tecnología no tripulada.

En condiciones de GAP, las funciones físicas e intelectuales de una persona están automatizadas. Para automatizar las funciones intelectuales, los principales medios son las computadoras. Por lo tanto, a menudo se denomina a GAP fabricación integrada e informatizada.

Los tipos de sistemas de automatización incluyen:

• sistemas inmutables. Estos son sistemas en los que la secuencia de acciones está determinada por la configuración del equipo o las condiciones del proceso y no se pueden cambiar durante el proceso.
• sistemas programables. Se trata de sistemas en los que la secuencia de acciones puede variar dependiendo del programa y la configuración del proceso. La selección de la secuencia de acciones requerida se realiza a través de un conjunto de instrucciones que pueden ser leídas e interpretadas por el sistema.
• Sistemas flexibles (autoajustables). Se trata de sistemas que son capaces de seleccionar las acciones necesarias durante el funcionamiento. El cambio de la configuración del proceso (la secuencia y las condiciones para realizar las operaciones) se realiza en función de la información sobre el progreso del proceso.

Estos tipos de sistemas se pueden utilizar en todos los niveles de automatización de procesos de forma individual o como parte de un sistema combinado.

En cada sector de la economía, hay empresas y organizaciones que producen productos o prestan servicios. Todas estas empresas se pueden dividir en tres grupos, dependiendo de su “lejanía” en la cadena de procesamiento de recursos naturales.

El primer grupo de empresas son empresas que extraen o producen recursos naturales. Entre estas empresas se incluyen, por ejemplo, los productores agrícolas y las empresas de producción de petróleo y gas.

El segundo grupo de empresas son las empresas que procesan materias primas naturales. Fabrican productos a partir de materias primas extraídas o producidas por empresas del primer grupo. Estas empresas incluyen, por ejemplo, empresas de la industria automotriz, acerías, empresas de electrónica, centrales eléctricas, etc.

El tercer grupo son las empresas del sector de servicios. Estas organizaciones incluyen, por ejemplo, bancos, Instituciones educacionales, instituciones médicas, restaurantes, etc.

Para todas las empresas, es posible identificar grupos comunes de procesos asociados con la producción de productos o la prestación de servicios.

Dichos procesos incluyen:

• Procesos de negocios;
• procesos de diseño y desarrollo;
• procesos de producción;
• procesos de control y análisis.

• Los procesos de negocio son procesos que aseguran la interacción dentro de la organización y con las partes interesadas externas (clientes, proveedores, autoridades reguladoras, etc.). Esta categoría de procesos incluye procesos de marketing y ventas, interacción con los consumidores, procesos de planificación y contabilidad financiera, de personal, de materiales, etc.
• Procesos de diseño y desarrollo– todos estos son procesos asociados con el desarrollo de un producto o servicio. Dichos procesos incluyen los procesos de planificación del desarrollo, recopilación y preparación de datos iniciales, implementación de proyectos, seguimiento y análisis de los resultados del diseño, etc.
• Procesos de producción Son los procesos necesarios para producir productos o proporcionar servicios. Este grupo incluye todos los procesos productivos y tecnológicos. También incluyen procesos de planificación de la demanda y planificación de la capacidad, procesos logísticos y procesos de servicio.
• Procesos de control y análisis– este grupo de procesos está asociado con la recopilación y procesamiento de información sobre la ejecución de procesos. Dichos procesos incluyen procesos de control de calidad, gestión operativa, procesos de control de inventario, etc.

La mayoría de los procesos pertenecientes a estos grupos pueden automatizarse. Hoy en día, existen clases de sistemas que proporcionan automatización de estos procesos.

Estrategia de automatización de procesos

La automatización de procesos es una tarea compleja y que requiere mucho tiempo. Para resolver con éxito este problema, es necesario seguir una determinada estrategia de automatización. Le permite mejorar los procesos y obtener una serie de beneficios importantes de la automatización.

Brevemente, la estrategia se puede formular de la siguiente manera:

• entender el proceso. Para automatizar el proceso, es necesario comprender proceso existente con todos sus detalles. El proceso debe ser analizado en su totalidad. Se deben determinar las entradas y salidas del proceso, la secuencia de acciones, la relación con otros procesos, la composición de los recursos del proceso, etc.
• simplificando el proceso. Una vez realizado el análisis del proceso, es necesario simplificar el proceso. Se deben reducir las actividades innecesarias que no añaden valor. Las operaciones individuales se pueden combinar o realizar en paralelo. Para mejorar el proceso se podrán proponer otras tecnologías para su ejecución.
• automatización de procesos. La automatización de procesos sólo se puede realizar después de que el proceso se haya simplificado tanto como sea posible. Cuanto más simple sea el proceso, más fácil será de automatizar y más eficiente será el proceso automatizado.