Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Владимирский государственный университет имени

Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Современное машиностроение отличается интенсивным рас­ширением многообразия выпускаемой продукции. Одновременно происходит сокращение продолжительности цикла выпуска изде­лий одного вида. Объемы выпуска продукции, как и прежде, из­меняются в широком диапазоне — от единичных образцов до мас­сового производства. Однако преобладающим начинает становиться мелко- и среднесерийное производство.

Развитие объектов машиностроительного производства (авто­мобилей, тракторов, станков, локомотивов и пр.) характеризует­ся интенсивным ростом сложности машин и ужесточением тре­бований к их качеству. За последние 25 — 30 лет сложность машин как объекта производства увеличилась в 4 —6 раз. Повышение тех­нических характеристик машин и увеличение числа их функций приводит к увеличению числа деталей и сборочных единиц, вхо­дящих в машину, усложнению их конструкции и повышению точ­ности изготовления, замене традиционных материалов на новые, обладающие улучшенными физико-механическими свойствами. В этих условиях автоматизация основных и вспомогательных тех­нологических процессов служит основным средством повышения эффективности производства.

В автоматизированном производстве резко повышаются требо­вания к качеству каждого этапа производственного цикла, орга­низации переналаживаемых, гибких технологических процессов и применению технологий с малым участием людей. Поэтому при внедрении автоматизации большое внимание уделяется 'исполь­зованию микропроцессоров и электронно-вычислительной тех­ники, гибких производственных систем, автоматизации контроля и управления технологическими процессами, загрузки оборудо­вания, транспортировки деталей и сборочных единиц.

Основной целью образования по дисциплине «Основы автоматизации» является формирование профессиональной культуры по основам автоматизации, систематизированных знаний по основам автоматического управления техническими процессами, необходимых при проектировании и исследовании объектов и систем автоматизации и управления. Под данной целью понимается готовность и способность личности использовать полученные знания для дальнейшего изучения дисциплин по направлению подготовки 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств».

Модуль 1

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА В МАШИНОСТРОЕНИИ. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1. Роль и значение автоматизации

В последние десятилетия автоматизация производственных про­цессов остается одним из главных направлений развития маши­ностроения. Эффективность автоматизации проявляется прежде все­го в росте производительности труда. Производительность П труда представляет собой выпуск изделий в единицу времени, приходя­щийся на одного работающего:

П = Q/f,

где Q — число изделий, выпускаемых в единицу времени (производительность процесса);f — число работающих, занятых производством изделия.

Например, технологический процесс механической обработки деталей автомобиля имеет производительность Q = 60 шт./ч. В про­цессе принимают участие 10 рабочих. Тогда производительность труда при таком процессе составит шесть изделий в час.

Рост производительности труда в автоматизированном произ­водстве по сравнению с неавтоматизированным достигается за счет двух основных факторов:

• сокращения численности работающих. В автоматизированном производстве значительная часть функций рабочих, техников, инженеров выполняется машинами;

• сокращения продолжительности рабочих циклов выпуска изделий.

Рабочим циклом называется повторяющийся отрезок времени, в течение которого в технологическом процессе осуществляется выпуск одного изделия. В поточно-массовом производстве рабо­чий цикл t_u состоит из времени рабочих t_{p x} и холостых t_{x x} ходов:

Рабочие ходы не зависят от степени автоматизации и выпол­няются технологическими машинами (станками, прессами, стендами). В течение рабочих ходов происходит снятие стружки, окраска, штамповка, запрессовка подшипников и т.д. Время рабо­чих ходов зависит от методов и режимов их выполнения. Этим занимается технология машиностроения.

Холостые ходы представляют собой вспомогательные движе­ния, которые подготавливают выполнение рабочих ходов. К ним относятся установка и снятие деталей на станках, транспортировка, контроль, подналадка оборудования и другие действия, которые в автоматизированном производстве выполняются машинами без рабочих, и поэтому на их выполнение затрачивается меньше времени, чем в неавтоматизированном производстве.

За время холостых ходов не производится продукция, поэтому они и называются холостыми. Однако без них невозможно выполнить рабочие ходы. Вот почему холостые ходы оказывают влияние на производительность и входят в состав рабочего цикла.

Сокращение времени рабочего цикла приводит к уменьшению времени производства каждого объекта и, следовательно, снижаются трудоемкость и себестоимость изготовления продукции. В этом состоит главное значение автоматизации. Кроме того, в автоматизированном производстве стабилизируется качество выпускаемой продукции, повышается ритмичность ее выпуска, так как уменьшается влияние на производство субъективных факторов. Автоматизированное производство предъявляет более высокие требования к квалификации рабочего персонала и способствует ее росту. С повышением уровня автоматизации улучшаются условия труда (комфортность, безопасность), он становится более интеллектуальным.