1.4.Степень автоматизации производственных систем

От уровня развития машиностроения зависит прогресс всех отраслей промышленности. Поэтому повышению эффективности машиностроения и уровня автоматизации машиностроения отводится приоритетная роль. В свою очередь эффективность любого производства зависит от степени его автоматизации. Степень автоматизации производственного процесса определяется необходимой долей участия оператора в управлении этим процессом. При полной автоматизации присутствия человека в течение определенного периода времени вообще не требуется. Чем больше это время, тем выше степень автоматизации.

Степень автоматизации – безразмерный показатель, позволяющий количественно оценить уровень автоматизации отдельной машины, системы машин или производственного процесса. Степень автоматизации производственных процессов оценивается отношением времени автоматической работы к рассматриваемому периоду времени. В зависимости от того, какой промежуток времени рассматривается, различают цикловую, рабочую и эксплуатационную степени автоматизации.

Цикловая степень автоматизации – отношение времени автоматической работы t_а в течение цикла к полному времени цикла t_ц:

(1.1)

Рабочая степень автоматизации – отношение доли штучного времени автоматической работы ко всему штучному времени:

(1.2)

Эксплуатационная степень автоматизации – отношение суммы времени автоматической работы в течение расчетного периода времени (смена, месяц, квартал, год) к расчетному периоду времени эксплуатации t_э:

(1.3)

Производственные процессы связаны с ориентацией объектов и совмещением основ­ных и вспомогательных баз объектов, например заготовки и стола станка, инструмента и шпинделя и т.д. Погрешность совмещения баз должна находиться в пределах допуска. Соединение должно обладать необходимыми жесткостью и прочностью. Аналогия перечисленных выше процессов при сборке и обработке позволяет использовать единые методы расчета для устройств, автоматизирующих эти процессы.

Автоматическую сборку можно разделить на ряд последовательных этапов:

1) подготовка деталей и комплектующих изделий (промывка, очистка, предварительный или 100 %-ный контроль комплектования и т.д.);

2) загрузку сопрягаемых деталей в бункерные, магазинные, кассетные и другие загрузочные устройства в предварительно или окончательно ориентированном положении;

3) захват, отсекание и подачу сопрягаемых деталей в ориентирующие и базирующие устройства сборочного приспособления;

4) ориентацию сопрягаемых деталей на сборочной позиции с точностью, обеспечива­ющей собираемость соединений;

5) ориентирование присоединяемой детали относительно базовой;

6) присоединение и закрепление детали;

7) контроль требуемой точности относительного положения сопряженных деталей или сборочной единицы;

8) освобождение рабочей зоны сборочного автомата от собранной сборочной единицы;

9) выполнение после сборочных операций (например, контроль на выходе, заправка смазочными материалами, топливом, испытание, регулирование, балансировка, маркировка, упаковка, счет, учет).

При разработке автоматизированного технологического процесса на производстве технолог или группа технологов должны определить состав выпускаемого изделия, технологический маршрут операций и приемы сборки, выбрать оборудование или разработать структуру сборочного оборудования, выполнить экономический анализ, обоснование и расчет выбранного варианта автоматизации, рассчитать режимы оборудования, осуществить специальные исследования. Должны быть детально проработаны вопросы ориентации, базирования, транспортирования и контроля качества изделий, а также разработки технических заданий на конструирование специальных исполнительных устройств и оснастки. Проектные работы выполняют обычным способом или с использованием средств автоматизации проектирования технологических процессов.

Например, для осуществления автоматической сборки погрешности положе­ния деталей перед сборкой должны быть меньше предельно допустимых значений, в противном случае при сближении деталей сборочный автомат может заклинить. Чем больше предельно допустимые отклонения в исходном положении деталей, тем легче осуществить сборку, особенно автоматическую.

Рис. 1.4. Схема для определения максимально допустимого смещения (а, б) и угла поворота осей вала и отверстия во втулке перед сборкой (в)

Современное развитие автоматизированных процессов производства осуществляется при непосредственном развитии и внедрении систем автоматического контроля. При этом обеспечивается контроль параметров работы оборудования, как в процессе его функционирования, так и на этапах контроля готовой продукции.