Вопросы для самопроверки

1. Какие исходные данные необходимы для проектирования специальных приспособлений?

2. Что собой представляет конструирование приспособления?

3. Что такое САПР приспособлений?

4. Какова структура и содержание условно-постоянной и переменной инфор­мации в САПР приспособлений?

5. Какие системы автоматизированного проектирования приспособлений разработаны для различных металлорежущих станков, в том числе с ЧПУ?

Раздел 5

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПУТИ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Глава 22. Автоматизация производства в машиностроении

22.1. Состояние и тенденции развития автоматизации

Автоматизация производства включает комплекс мероприятий по разработке высокоэффективных технологических процессов и созданию на их основе новых высокопроизводитель­ных средств производства, выполняющих основные и вспомога­тельные операции без непосредственного участия человека.

Меняя в корне концепцию технологического процесса в ма­шиностроении, автоматизация требует более высокого уровня непрерывности производства, превращения завода из объединения самостоятельных участков и цехов в интегрированное целое, базирующееся на широком применении гибких производственных систем (ГПС).

Концепция современного гибкого производства характери­зуется переходом развития автоматизации производственных про­цессов в машиностроении на новый виток спирали. Этапы развития автоматизации в машиностроении показаны на рис. 22.1 [4].

На первый виток развития автоматизации средств производ­ства в машиностроении — от универсальных, специализирован­ных и специальных станков, станков-полуавтоматов и автоматов до автоматических линий и заводов-автоматов — человечество затратило более двухсот лет. Первый в мире токарно-винторезный станок с механизированным суппортом и набором сменных зубча­тых колес разработан и изготовлен в 1738 г. А. К. Нартовым. Первый завод-автомат по изготовлению автомобильных поршней создан в СССР в 1951 г.

Для развития техники на первом этапе характерна автомати­зация на основе механических и электротехнических устройств. С помощью автоматических линий и заводов-автоматов достигнуто значительное повышение производительности труда (в 5—10 раз) и снижение себестоимости на 30—50%. Однако они могут при­меняться только в массовом производстве изделий, конструкция которых длительное время не меняется.

В СССР в настоящее время действуют тысячи автоматических линий, изготовляющих блоки цилиндров, поршни, рессоры, авто­мобильные диски и т. п. Общеизвестны автоматизированные цеха по производству подшипников и узлов автомобилей и т. п.

Обеспечивая высокий уровень производительности, специаль­ные автоматы, автоматические линии обладают низкой гибкостью, что не дает возможности быстро переходить с изготовления деталей одного типа на изготовление деталей другого типа. Вместе с тем на проектирование, изготовление и отладку таких автоматических линий, как показала практика, тратится до 5 лет; срок их аморти­зации также значительный (8 лет и более), а суммарный срок создания и амортизации заводов-автоматов еще продолжи­тельнее [4].

Гибкость при выпуске новой техники и повышение производи­тельности единичного и серийного производства достигаются бла­годаря развитию электронной техники — ЭВМ. На основе новой электронно-вычислительной техники стало возможным качест­венное изменение процессов автоматизации. В первую очередь, это числовое программное управление (ЧПУ) станками, осущест­вляемое на основе применения электронной техники. Так начался второй этап развития автоматизации в машиностроении, который основан на новом принципе управления—электронно-программ­ном, способствующем повышению и производительности, и гиб­кости (мобильности) всех видов технологического оборудования. На этом этапе развития созданы универсальные станки с ЧПУ, автоматические линии, многошпиндельные и многоцелевые станки.

Дальнейшее развитие электроники, применение ЭВМ и микро­процессоров раскрыли новые возможности ЧПУ. Третий этап развития автоматизации в машиностроении характеризуется созданием универсальных машин и станков с ЧПУ, непосредст­венно управляемых ЭВМ в режиме разделения времени. Управ­ление от одной ЭВМ несколькими станками с ЧПУ и вспомога­тельным оборудованием, а также единым автоматическим тран­спортом позволило создавать ГПС. На этом этапе развития авто­матизации появилась возможность сочетать преимущества уни­версальных станков, их гибкость с высокой производительностью автоматических линий и заводов массового производства.

Конечной целью применения ГПС является комплексная ав­томатизация производственного процесса. Комплексная авто­матизация — это разработка и широкое применение в машино­строении ГПС, создание цехов, заводов-автоматов, роботов, вы­полняющих как основные, так и вспомогательные операции в со­четании с САПР конструкций и САПР технологических процессов, а также автоматическими системами управления технологическим процессом (АСУТП).

По мере перехода к гибкому производству и электронизации всех производственных процессов будут созданы заводы буду­щего — высокоавтоматизированные производства с минимальным участием людей.