Технологічні процеси в машинобудуванні. Автоматизовані системи управління технологічними процесами

Технологічний процес є основою будь-якої виробничої операції. Він включає сукупність процедур, що здійснюються в певній послідовності, дія яких спрямована на зміну форми, розміру і властивостей виробленого вироби. Основними прикладами технологічних процесів є механічна, термічна, компресійна обробка. А також збірка, комплектація, обробка тиском і багато іншого. В умовах заводського виробництва за проведення подібних процесів і оформлення технологічної документації відповідає відділ головного технолога. Фахівцями відділу контролюється правильність проведення оперативних моментів. Коректно розроблені і грамотно організовані технологічні процеси в машинобудуванні і виробництві будь-якого іншого рівня дають можливість виконувати необхідні процедури по виготовленню відповідної продукції з несенням мінімальних витрат. Як матеріальних, так і силових і тимчасових.

Машинобудування як вид виробництва

Машинобудування як галузева різновид виробництва характеризується застосуванням універсального обладнання, за рахунок якого здійснюється обробка різноманітних за розміром і формою деталей, універсальних пристроїв і вимірювальних інструментів. Ця галузь передбачає не тільки автоматизовану роботу приладів, але і застосування фізичного людської праці - адже значні обсяг машинобудівних процесів здійснюється саме за рахунок ручної роботи і зусиль висококваліфікованого робочого персоналу. На таких заводах часто собівартість різних деталей оцінюється набагато вище, хоча продуктивність при цьому значно нижче. До представництвам такого машинобудування відносять турбінні, суднобудівні, хімічні заводи, а також підприємства важкого машинобудування. Більш того, на сьогоднішній день серед сучасних машинобудівних заводів, які працюють на масову або серійне виробництво, присутні цеху експериментальних досліджень, де здійснюються роботи зі створення нових зразків машин в одиничному екземплярі - а це вже прерогатива індивідуального машинного виробництва.

Однак варто все ж зробити акцент на тому, що вітчизняне машинобудування направлено на масове виробництво машин. При цьому технологічний процес проектування і виготовлення деталей орієнтований на випуск великої кількості однакових виробів протягом тривалого періоду часу. При цьому він спрямований на вузьку спеціалізацію робочих місць, напівавтоматів, верстатів-автоматів, агрегатних установок. А спеціальне оснащення, наявність універсальних інструментів і широка взаємозамінність деталей дають можливість координувати технологічний процес автоматизованими системами управління.

основи машинобудування

Елементи машинного виробництва. нюанси

Як і в будь-якому технологічному процесі, в машинобудуванні передбачається обов’язкове підрозділ робочих процедур на конкретні напрямки діяльності з досягненням конкретного на даній ділянці відтворення результату. Тут важливо розмежовувати і відокремлювати один від одного принципово різні оперативні моменти.

Якими елементами технологічного процесу представлена ​​стандартна процесія машинного будівництва? Розглянемо їх:

  1. Технологічна операція - невід'ємна частина загального процесу, в ході якої виконується обробка заготовок, які виконуються одним інструментом (напилком, різцем) за одним робочим місцем (наприклад, верстатом). При цьому роботу можуть виконувати як один, так і відразу декілька працівників. Виходячи з обсягів заданої до виконання роботи, технологічна операція може бути простою або складною. Останню, в свою чергу, можна розосередити на складові частини, які іменуються в виробництві установками.
  2. Технологічна установка - це складова частина операції, яка виконується за робочим місцем в стані постійного кріплення заготовки.
  3. Позиція - складова частина операції, яка здійснюється в умовах постійної положення заготовки щодо інструментарію (не враховуючи тих рухів, які обумовлені робочими переміщеннями самої заготовки або самого інструменту).
  4. Перехід - складова частина операції, яка супроводжується незмінною режимної роботою верстата або інструменту.
  5. Прохід - це частина переходу, яка обумовлює зняття шарів металу (або іншого матеріалу, якщо це не метал).
  6. Робочий прийом - завершене дію співробітника заводського машинобудівного цеху, яке супроводжується закріпленням або зняттям ріжучого інструменту, самої заготовки і далі.

особливості конструювання великого машинобудування

Структура технологічних процесів. суть

Сама структура машинобудування представлена ​​проходженням готового продукту через кілька різних фаз обробки. Найчастіше ці фази представлені заготівельним етапом, етапом обробки і етапом складання. Але що конкретно є кожна з фаз в структурі машинобудування?

Етап заготовки

Заготівельна фаза характеризується виконанням процедур по отриманню заготовок за допомогою таких методів:

  1. Лиття - передбачає заповнення ємності, форми або порожнини матеріалом, перебувають в рідкому агрегатному стані.
  2. Штампування - процедура пластичного деформування матеріалів з коригуванням їх форми і розмірів.
  3. Пресовка - випробування предметів на міцність (щільність, герметичність) гідравлічного або пневматичного характеру в процесі тиску.
  4. Висадка - операція ковальського характеру, яка полягає в деформації заготовки з частковою осіданням з метою створення потовщення предмета за рахунок зменшення його довжини.
  5. Різання та згинання металу - процес деформування або поділу металевої труби, листа або відливання на складові частини.
  6. Розкрій рулонного або листового матеріалу - пробивання, вирубування, різання і обрізка металевого матеріалу, виконувана з метою поділу складної металоконструкції на відокремлені відрізки.

Після закінчення процедур заготівельної фази здійснюється перехід до другого етапу в структурі машинобудування.

Етап обробки

Переробна фаза передбачає проведення процесів перетворення різних виробничих заготовок в готові деталі. Якими методами обробки обумовлений технологічний процес машинобудування в другій фазі виробничих робіт? Розглянемо їх:

  1. Металообробка - сукупність механічних процесів зміни форм, розмірів і якості сплавів і металів.
  2. Термообробка - процес теплового впливу на метал з метою надання йому необхідних властивостей (зокрема, відповідного розміру і форми).
  3. Хімобробка - процес хімічного впливу на метал за допомогою цілеспрямованого руйнування сплавів травленням в розчинах лугів і кислот.
  4. Хіміко-термічна обробка - сукупний вплив на заготовку теплового і кислотно-лужного процесу, в ході якого поверхню сталевих деталей насичується вуглецем.
  5. Плазмова обробка - процедура обробки матеріалу, що виконується з використанням низькотемпературної плазми, що генерується високочастотними або дуговими плазмотронами з метою зміни властивостей цього матеріалу.
  6. Гальванізація - технологія покриття одного металу іншим за допомогою електролітичного з'єднання.
  7. Лакофарбова обробка - шліфування, полірування і покриття матеріалу фарбами або лаками з метою надання йому естетично завершеного зовнішнього вигляду.
  8. Зварювання - процес кріплення деталей з метою надійного їх з'єднання в одній єдиній конструкції.
  9. Пассивация - обробка ділянки після зварювання спеціальною речовиною, яка рівномірним шаром наноситься на поверхню матеріалу.

Після закінчення деформування матеріалів, різання та згинання металу, а також після обробки виробів одним із спеціально призначених для отримання конкретного результату методів, здійснюється перехід до третьої фази технологічного процесу.

автомобільне машинобудування

Етап складання

Останній етап технологічного процесу машинобудування передбачає проведення збірних заходів і правки металевих заготовок. Стиковка різних металевих профілів може здійснюватися кількома способами:

  1. Комплектація окремих складальних одиниць в єдиний цілий кінцевий продукт.
  2. Регулювально-накладна збірка.
  3. Випробувальний з'єднання комплектуючих в єдину металоконструкцію.

Проблеми машинобудування в Росії

Найголовнішим завданням як і раніше залишається необхідність докорінної реконструкції. Проблема відставання вітчизняного виробництва від світового рівня економіки безпосередньо пов’язана з низькою рентабельністю таких галузей машинного виробництва як приладобудування, верстатобудування, виробництво обчислювальної техніки, електронна і електротехнічна промисловість. Це питання потребує якнайшвидшого вирішення.

Залежно від характеру і спрямованості основоположні проблеми машинобудування у вітчизняному виробництві можна згрупувати в окремі блоки. це:

  1. Недоліки в розвитку машинобудівного комплексу - проблематика зумовлена ​​низькими темпами зростання провідних галузей, істотним спадом виробництва, порушенням технологічних зв'язків, простоями окремих підприємств, низькими темпами відновлення устаткування по відношенню до рівня продукції, що випускається.
  2. Брак ресурсів для структурної перебудови - недостатньо розвинена розгалуженість напрямків діяльності вітчизняного машинобудування вимагає перепрофілювання, а коштів для цього не вистачає. Більш того, галузь потребує скорочення диспропорцій в темпах зростання окремих сегментів відтворення: десь потрібно оптимізувати структуру операційних технологій, десь доповнити відсутніми потужностями виробничий процес.
  3. Недоліки в якості продукції, що випускається - невідповідність вироблених машин (їх переважної частини) машинам світових стандартів, а також низька надійність виробленого транспорту призводить до виходу з ладу готових моделей вже через рік після активної експлуатації. Процентне співвідношення таких об'єктів виробництва становить 20-30% в загальному питомій вазі вироблених моделей.

особливості проектування в машинобудуванні

Автоматизація технологічних процесів

Автоматизовані системи управління в сфері машинобудування є першоджерелом збільшення виробничих потужностей у всьому машинобудівному сегменті. Що це означає?

Автоматизація виробництва виступає сьогодні в ролі основного напрямку, по якому рухається виробництво всього світу. Все, що раніше здійснювалося за рахунок працездатності людини, його фізичної сили і інтелектуальних здібностей, все це в нинішній час зводиться до техніки, яка самостійно орудує технологічними циклами і проводить контроль за їх виконанням. При цьому роль людини зводиться до мінімуму - йому лише залишається спостерігати за коректністю виконання автоматизованими системами всіх тих дій, які спрямовані на оптимізацію вітчизняного виробництва. Все просто.

Автоматизація технологічних процесів в машинобудуванні здійснюється за рахунок сукупності операцій, які передбачають запуск, зупинку, підтримка або зміна процесу оперативної роботи на об’єкті в цілому. Вона дійсно відіграє важливу роль у розвитку галузі в цілому. Значення окремих машин, апаратів, агрегатів, пристроїв, комплексів машин, полягає в істотному впливі на постановку принципово нового робочого процесу на машинобудівному заводі в цілому. Адже керовані об’єкти в автоматиці досить різноманітні і неймовірно ефективні в своєму безпосередньому призначенні.

Заміна людської праці може бути здійснена в ракурсі часткового або абсолютного заміщення. Процес машинобудування здійснюється або повністю за рахунок новітніх приладів автоматики, або з частковим заміщенням людського праці. Не всі заводи мають можливість замінити людську працю повністю на автоматизований. У кого-то для цього не вистачає потужностей, у кого-то обладнання, а у кого-то і навичок роботи з таким незвичайним, але при цьому надзвичайно ефективним методом управління технологічним процесом.

ручна праця в машинобудуванні

Об'єкти, що підлягають автоматизації

Але не тільки людські руки сьогодні можна замінити механізованими приладами з високоточним обладнанням, яке здатне реагувати на найменші зауваження керівника автоустройством. Крім того, що відбувається безпосереднє заміщення людини у верстата спеціалізованої установкою, паралельно можлива автоматизація наступних аспектів в процесі машинобудування:

  1. Виробничий процес - всю ту роботу, яку виконує день у день людина з відпрацьованим до автомата рефлекторним повторенням дій, зовсім безперебійно може замінити машина.
  2. Проектування - як уже було згадано вище, не тільки результати фізичної праці людини можна переглянути і адаптувати до своїх виробничих потреб. Інтелектуальна робота також піддається автоматизації. Більш того, деякі розрахунки і складання алгоритмів, підвладних електронно-обчислювальної техніки, є основою коректного автоматизованого проектування.
  3. Організація - деякі аспекти розподільних функцій по конкретному виконання дій автоматизованої конструкції піддаються лише контролю з боку. Все інше техніка робить сама.
  4. Планування - розрахунки і виявлення майбутніх в перспективі завдань до виконання також покладаються на "розумну електроніку".
  5. Управління - для того, щоб керувати процесом роботи з автоматизованими пристроями, які збирають машини, досить лише здійснювати нехитрі кнопкові маніпуляції, стоячи за пультом управління.
  6. Наукові дослідження - все математичні аспекти та особливості прорахунків зростання продуктивності машинобудівного заводу в динаміці також підвладні автоматизованим обчислювальним системам.
  7. Бізнес-процеси - при бажанні можна вирахувати коефіцієнт свого прибутку і маржинального доходу від ведення машинобудівного бізнесу, адже все за людину може зробити комп'ютеризована техніка.

етапи технологічного процесу

Переваги

Метою автоматизації технологічних процесів є збільшення продуктивності праці поряд із загальним поліпшенням якості продукції та впровадженням високотехнологічного обладнання. З її допомогою з’являється можливість оптимізувати управління машинобудівним виробництвом, перемістити людини з небезпечних для здоров’я промислових зон. А також підвищити надійність і подвоїти рентабельність точного машинобудування. Оскільки автоматизація збільшує конвертованість і зменшує час на обробку даних при плануванні.

  1. Які позитивні моменти несе в собі автоматизація робочих моментів в машинобудівному комплексі? Розглянемо їх:
  2. По-перше, можна позбавити співробітників, що працюють в особливо складних фізичних умовах, від монотонного і важкої фізичної праці. За людину все може зробити машина.
  3. По-друге, можна позбавити співробітників від перебування за робочим місцем в професійно небезпечних умовах (під навісним каркасом автомобіля, за металорізальних механічним верстатом і інших).
  4. По-третє, вимальовується прерогатива ставити перед автоматизованою системою ті завдання, які, виходячи з фізичних можливостей людини, були б йому не під силу. Йдеться про блоки важкої ваги, швидкісних показниках виконання завдання, витривалості і тому подібних критеріїв.
  5. По-четверте, головна особливість автоматизації робочого процесу полягає в тому, що вона позитивно позначається на зростанні економічних показників як підприємства, так і галузі в цілому.

особливості технологічних процесів

Недоліки

Однак є і свої негативні моменти в заміщенні людської праці автоматизованим. Транспортне машинобудування, верстатне виробництво або будь-яке інше галузеве промислове підприємство стикається в процесі автоматизації праці з наступними негативними нюансами:

  • Скорочення робочих місць;
  • Обмеження технічного характеру;
  • Існуючі загрози безпеці;
  • Непередбачуваність рівня витрат на впровадження і розробку;
  • Висока початкова цінова політика.

Технологічна документація

Будь-яка робота, заснована на заготівлі, обробки та збирання деталей в машинобудуванні, повинна супроводжуватися складанням та оформленням відповідних паперів. Форма карт і їх склад в загальному комплекті документів залежить від різновиду технологічного процесу (груповий, типовий, одиничний), виду виробництва і ступеня користування автоматизованими системами управління на підприємстві. Виходячи з цих критеріїв і з огляду на ступінь необхідної деталізації даних, виклад і зміст операцій в документах, а також їх комплектність можуть істотно варіюватися.

В основному найчастіше в комплект документів технологічного процесу входить маршрутна карта, операційна, карта ескізів, відомість оснастки, відомість технологічних документів і відомість матеріалів.



ЩЕ ПОЧИТАТИ