Automatisation de la production

processus

1.1. Fondamentaux, terminologie et orientations de l'APP.

L'une des principales directions de l'activité humaine est l'amélioration des processus de production afin de faciliter le travail physique pénible et d'augmenter l'efficacité du processus dans son ensemble - cette direction peut être réalisée grâce à l'automatisation des processus de production.

Ainsi, le but de l'APP est :

- augmentation de la productivité;

- Amelioration de la qualite;

- améliorer les conditions de travail.

Cet objectif soulève des questions sur ce qu'il faut automatiser et comment, sur la faisabilité et la nécessité de l'automatisation, ainsi que sur d'autres tâches.

Comme vous le savez, le processus technologique se compose de trois parties principales :

- cycle de travail, - le principal technique. processus;

- marche au ralenti, - opérations auxiliaires ;

- opérations de transport et de stockage.

Technologie principale. le processus est étroitement lié au SIDA. Pensez au SIDA :

C est l'automatisation des mouvements de travail et de ralenti de tous les mécanismes de la machine (mouvement principal automatique, avances et opérations auxiliaires).

P – automatisation de l'installation, fixation des pièces sur la machine. I – Exigences APP pour les outils.

D – exigences technologiques de l'APP pour la pièce. En plus,

Les opérations auxiliaires sont l'automatisation du chargement, du déchargement, de l'installation, de l'orientation, de la fixation, du transport, de l'accumulation et du contrôle des pièces. De tout ce qui précède, il est clair que l'APP a Une approche complexe et non

Après avoir résolu un problème, nous n’obtiendrons peut-être pas l’effet souhaité. L'automatisation est une direction de développement de la production caractérisée par

libérer une personne non seulement des efforts musculaires pour effectuer certains mouvements, mais aussi de gestion opérationnelle mécanismes qui effectuent ces mouvements.

L'automatisation peut être partielle ou complète.

Automatisation partielle– automatisation d'une partie de l'opération pour gérer le processus de production, à condition que le reste de toutes les opérations soit effectué automatiquement (gestion et contrôle humain).

Un exemple serait – auto. ligne (AL), composée de plusieurs machines automatiques et dotée d'un système de transport interopérationnel automatique. La ligne est contrôlée par un seul processeur.

Automatisation complète– caractérisé par l'exécution automatique de toutes les fonctions pour réaliser le processus de production sans intervention humaine directe dans le fonctionnement de l'équipement. Les responsabilités d'une personne incluent la configuration d'une machine ou d'un groupe de machines, sa mise en marche et sa surveillance.

Exemple : section automatique ou atelier.

1.2. Caractéristiques organisationnelles et techniques de l'automatisation.

Analyser la tendance et l'histoire du développement de l'automatisation industrielle. processus, on peut noter quatre étapes principales au cours desquelles des tâches de complexité variable ont été résolues.

Il s'agit de : 1. Automatisation du cycle de travail, création de machines automatiques et semi-automatiques.

2. Automatisation des systèmes machines, création d'AL, complexes et modules.

3. Complexes d'automatisation pour la production. processus avec la création d’ateliers et d’usines automatiques.

4. Création d'une production automatisée flexible avec automatisation des travaux de production, d'ingénierie et de gestion en série et à petite échelle.

1 Dans un premier temps, l'équipement universel a été modernisé. Comme nous le savons, le temps de traitement d'un produit est déterminé par la formule :

T = tP + tX

Ainsi, pour augmenter la productivité de l'équipement, les temps tP et tX ont été réduits et tP et tX ont été combinés, ce qui signifie que si une machine, en plus des courses de travail (tP), peut effectuer indépendamment des courses à vide (tX), alors c'est une machine automatique.

Il faut tenir compte du fait que les mouvements à vide doivent être compris non seulement comme le mouvement de composants individuels de la machine sans traitement, mais également comme le chargement, l'orientation de la pièce et leur fixation. Cependant, comme le montre la pratique, l'automatisation des machines universelles a ses limites en termes de productivité, c'est-à-dire la croissance de la productivité du travail n'a pas dépassé 60 %. Par conséquent, plus tard, ils ont commencé à créer des machines automatiques spéciales en utilisant de nouveaux principes :

Des machines automatiques multi-outils et multi-positions étaient utilisées dans les lignes de production, ce qui constituait la forme la plus élevée de la première étape de l'automatisation (schéma fonctionnel, voir tableau 1).

Schéma fonctionnel de la machine n°1

Automatique (barre)

Moteur	Engrenage	Exécutif
mécanisme	mécanisme	mécanisme
Mécanisme	Mécanisme	Mécanisme
coups de travail	ralenti	gestion
Support longitudinal Support transversal 1 Support transversal 2 Support transversal 3 Support transversal 4 Support transversal 5 Dispositif fileté.	Mécanisme d’avance-barres Mécanisme de serrage Mécanisme de rotation de l’unité de broche Mécanisme de verrouillage	Distribution Arbre Mécanisme de roue libre Freins Mécanisme de débrayage en l'absence de tige

2 Lors de la deuxième étape, une AL est créée (schéma fonctionnel, voir tableau 2).

AL est appelé un système automatique de machines situées dans des domaines technologiques

séquence logique, combinée par des moyens de transport et de contrôle, effectuant automatiquement un ensemble d'opérations en plus de la surveillance et du réglage.

La création d’AL a nécessité la résolution de problèmes plus complexes. L'un d'eux est donc - Création d'un système automatique de transport inter-machines des pièces traitées, prenant en compte le rythme inégal de fonctionnement des machines (le temps des opérations est différent) ; et le moment de leur temps d'arrêt dû à des problèmes ne coïncide pas non plus. Le système de transport inter-machines doit comprendre non seulement des convoyeurs, mais également des magasins de stockage automatiques pour créer la consommation de réserves inter-opérationnelles, des dispositifs de contrôle et de blocage du système de machines. Dans ce cas, il faut non seulement coordonner les cycles de travail des machines individuelles, ainsi que les mécanismes de transport, mais aussi se bloquer en cas de problèmes de toutes sortes (pannes, dimensions hors limites du champ

autorisation, etc).

Lors de la deuxième étape de l'automatisation, le problème suivant est résolu : création d'outils de contrôle automatisés, y compris le contrôle actif avec réglage du fonctionnement de la machine.

L'effet économique n'est pas seulement obtenu en augmentant la productivité et en réduisant considérablement les coûts de main-d'œuvre manuelle grâce à l'automatisation du transport, du contrôle et de la collecte des copeaux entre les machines.

Tableau du schéma fonctionnel AL. N°2

3 La troisième étape de l'automatisation était l'automatisation complète des processus de production - la création d'ateliers et d'usines automatiques.

Automatique atelier ou usine appelé atelier ou usine dans lequel les principaux processus de production sont effectués sur AL.

Ici, les tâches d'automatisation du transport interligne et inter-ateliers, de stockage, de nettoyage et de traitement des copeaux, de contrôle des expéditions et de gestion de la production sont résolues (pour la structure de l'atelier automobile, voir schéma, Fig. 3).

Structure de la table d'atelier automatique. n ° 3

Automatique

Automatique				Systèmes non linéaires
					transport			gestion
A. ligne 1 A. ligne 2		A. ligne i- 1 A. ligne i	Ascenseurs	Convoyeur	Distributeurs		SU de rechange détails	Système de contrôle de blocage d'urgence		Système de contrôle pour le calcul des produits des répartiteurs

Ici, les éléments effectuant les courses de travail sont déjà AL avec ses machines rotatives technologiques, ses mécanismes de transport et de contrôle, etc.

En auto Dans les ateliers et les usines, les transports interlignes et l'accumulation de réserves sont au ralenti.

Le système de contrôle d'atelier assume également de nouvelles tâches plus complexes. La caractéristique la plus importante de l'automatisation complexe des processus de production en tant que nouvelle étape du progrès technique est l'utilisation généralisée de la technologie informatique, qui permet de résoudre non seulement le problème du contrôle

production, mais aussi une gestion flexible de celles-ci. processus.

4 Les systèmes automatisés flexibles - en tant que quatrième étape de l'automatisation, représentent la quatrième étape la plus élevée du développement de l'automatisation technique. processus. Conçu pour l'automatisation technique. processus avec une installation de production remplaçable, y compris pour la production unique et à petite échelle.

Fabrication flexible– un concept complexe qui comprend tout un complexe de composants + flexibilité des machines– facilité de restructuration des éléments technologiques du GAP pour la réalisation d'un ensemble donné de types de pièces.

Flexibilité des processus– la capacité de produire une variété donnée de types de pièces, y compris à partir de différentes pièces, de différentes manières.

Flexibilité par produit– la capacité de passer rapidement et économiquement à la production d’un nouveau produit.

+ Flexibilité des itinéraires– la capacité de poursuivre le traitement d'un ensemble donné de types de pièces en cas de défaillance d'éléments technologiques individuels du GAP.

Flexibilité des volumes– la capacité de GAP à fonctionner de manière économique avec différents volumes de production.

Flexibilité pour s'étendre– la possibilité d'élargir le GAP grâce à l'introduction de nouveaux éléments technologiques.

Flexibilité de travail - la possibilité de modifier l'ordre des opérations pour chaque type de pièce.

Flexibilité du produit– toute la variété de produits que GAP est capable de produire.

Les facteurs déterminants sont la flexibilité des machines et des itinéraires. L'utilisation de GAP fournit un effet économique direct en raison de

libération du personnel et augmentation des équipes de travail et des équipements de contrôle.

Habituellement, pendant le premier quart de travail, les pièces, les matériaux, les outils, ces tâches, les systèmes de contrôle, etc. sont chargés, cela se fait avec la participation de personnes. Pendant les deuxième et troisième quarts de travail, le SAPS travaille de manière indépendante sous la supervision d'un répartiteur.

Conférence n°2

1.3. Technique et économique fonctionnalités d'automatisation.

Lors de l'analyse de la production, il ne suffit pas de savoir à quel stade de mécanisation ou d'automatisation se situe un processus technologique particulier. Et puis le degré d’automatisation. ou la mécanisation (C) est déterminée par le niveau de mécanique (M) et automatique (A). L'évaluation des niveaux M et A s'effectue par trois indicateurs principaux :

- degré de couverture des travailleurs de la fourrure. travail (C);

- niveau de fourrure main-d'œuvre dans les coûts totaux de main-d'œuvre (U T);

- niveau de fourrure et éd. production Processus (U P). Pour la fourrure. traiter et assembler ces indicateurs :

							U T=	∑PAk
U P =			∑ RO KPM
	∑ RO K P M+ P(1 −				Utah

Le pourcentage d'augmentation de la productivité du travail dû à sa fourrure. ou automatisation :

		(100 − U T 2 ) (100 − UP 1 ) 100
	PM (A)=		− 100
		(100 - U T 1 ) (100 - U P 2 )

où - l'indice 1 correspond aux indicateurs obtenus avant le méch. et automobile ;

Index 2 après leur exécution ; RA – le nombre de travailleurs effectuant un travail à l'aide de moyens automatiques ;

RO – nombre total les travailleurs du chantier ou de l'atelier en question ;

À – coefficient de mécanisation, exprimant le rapport du temps mécanique. travail

À temps total passé sur un temps de travail donné.

P. – coefficient productivité des équipements, caractérisant le rapport de l'intensité de travail des pièces de fabrication. sur équipement universel. avec la productivité la plus faible, prise comme base de l'intensité de travail pour fabriquer cette pièce sur des équipements existants ;

M – coefficient. Entretien, en fonction du nombre d'équipements entretenus par un ouvrier (lors de l'entretien d'un équipement par plusieurs ouvriers M< 1).

Un système de trois indicateurs principaux du niveau de fourrure. et automobile. les processus de production permettent :

- évaluer l'état de la voiture. production, pour révéler des réserves pour augmenter la productivité du travail ;

- comparer les niveaux de M. et A. des industries et industries connexes ;

- comparer les niveaux de M. et A. des objets correspondants sur les périodes de mise en œuvre et déterminer ainsi les orientations pour une amélioration ultérieure des processus de production ;

- planifier le niveau d’automatisation.

Parallèlement aux indicateurs ci-dessus, un critère de niveau d'automatisation de la production peut être utilisé, qui caractérise quantitativement dans quelle mesure à un stade donné de M. et A. les possibilités de réduction des coûts de main-d'œuvre sont utilisées, c'est-à-dire croissance de la production travail:

			∆tHA	100 =	t PM− t CHA
			∆tPA		t PM− t PA

où tPM est la complexité de fabrication d'un produit avec une mécanisation complète (complexe) ;

tNA et tPA – la complexité de la fabrication avec un fonctionnement partiellement et entièrement automatique.

1.4. Fabricabilité de pièces pour la production automatisée.

1.4.1. Caractéristiques de la conception de produits dans des conditions d'automatisation industrielle

production.

La conception du produit doit garantir sa fabricabilité en termes de fabrication et d'assemblage. L'utilisation de l'automatisation signifie une attention accrue portée à la conception du produit en termes de facilitation de l'orientation, du positionnement et de l'interfaçage lors de l'assemblage.

La plupart des moyens sont automobiles. pour le transport et l'orientation des pièces, ils agissent par le toucher, c'est-à-dire ils utilisent les caractéristiques géométriques des pièces pour réaliser l'orientation et le positionnement.

Compte tenu de cela, on peut dire que le choix de l'un ou l'autre moyen est automatique. s'appuiera sur une analyse de la classification des objets de production selon des paramètres géométriques (selon leur destination et leur taille relative).

L'une des caractéristiques géométriques est la symétrie.

Dans certains cas, la symétrie des pièces facilite l’automatisation, dans d’autres elle la rend impossible. Exemple fig. A1, toutes les pièces situées à droite sont symétriques, ce qui rend l'orientation inutile ; riz. A2 illustre un autre problème. Si les caractéristiques de conception de chaque pièce sont difficiles à détecter, la fourrure. D’une manière ou d’une autre, la solution au problème est de briser la symétrie.

Les pièces telles que les cylindres et les disques sont les candidats les plus susceptibles d'introduire des fonctions d'asymétrie, car sans fonctions d'orientation, elles peuvent prendre un nombre indéfini de positions.

Les pièces rectangulaires bénéficient généralement de la symétrie puisqu'elles peuvent ne pas avoir grand nombre des provisions.

Fig A1 Orientation des pièces due à la symétrie.

Fig A2 Orientation des pièces due à l'asymétrie. a) difficile b) amélioré

Dans ce cas, la loi de distribution de la somme de ces variables aléatoires aura une distribution gaussienne ou normale - Fig. A5.

Adhésion mutuelle des pièces (Fig. 3)

Lors du chargement de pièces dans un périphérique de stockage ou autre dispositif en vrac, le phénomène de collage des pièces se produit souvent. Typique exemple - ressorts. De nombreuses pièces comportent des trous et des saillies qui ne sont pas fonctionnellement connectées les unes aux autres et ne sont pas destinées à l'accouplement. Le rapport entre les tailles de ces éléments des pièces doit exclure la possibilité que la saillie pénètre dans le trou et que les pièces collent ensemble. (Fig. A3).

Il y a tout lieu de croire que la prochaine décennie sera un tournant dans le développement de nouvelles approches de production, frontière entre les époques de la production manuelle et automatisée.

Il est bien évident qu'à l'heure actuelle, les prérequis scientifiques et techniques liés à l'émergence et au développement de les derniers outils automatisation. Il s'agit tout d'abord des systèmes de contrôle automatique basés sur des contrôleurs industriels et, bien sûr, des robots industriels, qui ont élevé la production à un niveau qualitativement supérieur.

Il semblerait qu'une progressivité inconditionnelle, combinée à une attention accrue, aurait dû assurer une marche triomphale aux robots industriels, leur permettant d'apporter une contribution significative à l'intensification des processus de production et à la réduction de la part du travail manuel. Toutefois, cela ne se produit pas encore dans la mesure requise. Du moins en ce qui concerne la situation dans notre pays.

De toute évidence, le principal problème du lent développement de l’automatisation et, en particulier, de la production robotisée est l’écart évident entre les efforts et les ressources dépensés, d’une part, et le rendement réel, d’autre part. Et cela n’est pas dû aux défauts soudainement découverts des robots industriels, mais à des erreurs de calcul commises lors de la préparation d’une telle production. La production, avec ses lois strictes, rejette inévitablement les conceptions coûteuses, lentes et peu fiables.

La Russie peut et doit retrouver son statut de puissance industrielle mondiale. Pour y parvenir, il est nécessaire de disposer d'un certain nombre d'avantages clés - des orientations et des technologies prometteuses, une industrie de la machine-outil développée et, surtout, des ressources humaines capables de donner vie au projet. La spécificité de la création de tout nouveau produit, qu'il s'agisse d'armes, de navires et d'avions les plus récents ou d'autres produits de haute technologie, est que seul ce qui peut en principe être fabriqué est conçu. Cela n'a aucun sens de parler de créer, par exemple, un chasseur de nouvelle génération sans équipement du niveau approprié. Ainsi, les équipements les plus récents constituent la base de la création dernières technologies. Le refus d’une régulation industrielle systématique et le « soutien » direct de projets innovants conduisent à l’abandon de la production industrielle moderne : construction navale et aéronautique, secteur spatial, transport ferroviaire à grande vitesse et systèmes d’armes modernes.

L’automatisation et la production robotisée étant intrinsèquement étroitement liées au développement de nouveaux types de produits, elles peuvent déterminer le niveau de compétitivité d’un pays. Par conséquent, il est nécessaire d'étudier et d'étudier les cycles de production des entreprises de diverses industries avec une production à grande échelle, en série et à petite échelle afin de déterminer les domaines d'utilisation rationnelle des robots et d'établir des fonctions et les pré-requis techniques pour eux.

Il y a un développement dynamique de la robotique dans le monde. De plus en plus de nouvelles conceptions de robots et de contrôleurs industriels hautement efficaces destinés à une utilisation de masse ont été créées et sont en cours de création. Leur nombre augmente rapidement, car réduire la part du travail manuel, augmenter la productivité et augmenter les taux de production sont une tâche urgente pour une production industrielle efficace dans les pays post-industriels développés. De plus, dans bien des cas, c’est l’émergence de technologies qui stimule le développement de nouveaux types de produits. La technologie, perfectionnée, détermine le coût de production et, en fin de compte, l’efficacité et la compétitivité de l’économie du pays dans son ensemble. Ainsi, la formation de cette direction donnera une impulsion à l’industrie en plein essor et jettera les bases de son développement dynamique.

Le développement de la production industrielle est déterminé par la croissance de la productivité du travail. La productivité d'une opération technologique dans toute industrie dépend du temps consacré à l'exécution des actions fonctionnelles principales (temps primaire), des actions auxiliaires (temps auxiliaire) et des pertes de temps dues à une organisation insuffisante du travail (pertes organisationnelles) et à la mise en œuvre à long terme de quelques actions supplémentaires (propres pertes). La réduction du temps principal peut être obtenue en améliorant la technologie de traitement, ainsi qu'en modifiant la conception des équipements. Minimiser les pertes de temps organisationnelles nécessite un examen attentif des conditions d'organisation de la production, de la livraison des matériaux et des composants, des liens de coopération établis et bien plus encore, et la réduction du temps auxiliaire et des propres pertes est associée à la mécanisation et à l'automatisation de la production. L'automatisation de la production n'est possible que sur la base des dernières avancées scientifiques et technologiques, de l'utilisation de technologies de pointe et de l'utilisation d'une expérience de production avancée. Eh bien, l'automatisation flexible, à son tour, permet de reconfigurer rapidement la production pour exécuter des fonctions technologiques avec une certaine performance de traitement basée sur l'utilisation maximale de la technologie informatique et électronique.

À mesure que la technologie informatique se développe à un rythme rapide et rien n'empêche leur utilisation en conjonction avec des équipements technologiques, nous pouvons conclure que dans un avenir proche, la participation humaine aux processus de production sera réduite au minimum. Les entreprises du futur proche sont des ateliers entièrement automatisés avec une organisation de production flexible, desservis par des groupes de robots avec un seul centre de contrôle.

NOUVEAUX DÉFIS - NOUVELLES SOLUTIONS

L'automatisation de la production entraîne une augmentation significative de son efficacité. Cela est dû, d'une part, à l'amélioration de l'organisation de la production, à l'accélération de la rotation des fonds et à une meilleure utilisation des immobilisations, d'autre part, à la réduction des coûts de transformation, des dépenses de salaires et les coûts énergétiques. Le troisième facteur important est l'augmentation du niveau de culture de production, de la qualité des produits, etc.

Les machines CNC sont devenues un symbole du mouvement vers une organisation de production innovante. Cependant, malgré l’ampleur et la portée de leurs applications, ils ne constituent pas aujourd’hui la réalisation la plus significative dans le domaine de l’automatisation. En coulisses se trouvent des automates programmables, des microprocesseurs, des ordinateurs de processus et des systèmes de contrôle logique qui connaissent de plus en plus de succès et sont largement utilisés dans ce domaine. Dans le même temps, tous les appareils répertoriés peuvent être considérés comme membres d’une même famille d’équipements d’automatisation flexible, modifiant radicalement le système de production industrielle existant.

Il a déjà été prouvé que l'utilisation de robots industriels augmente non seulement le niveau d'automatisation de la production continue, mais permet également une utilisation plus efficace des équipements technologiques et, sur cette base, augmente considérablement la productivité du travail. L'utilisation de robots résout également le problème de la mise à disposition de personnel pour les opérations difficiles et dangereuses.

Dans le domaine de la création et de l'application des robots industriels, notre pays est encore en stade initial, il reste donc beaucoup de recherche et de développement à réaliser et notre propre base de solutions standards doit être développée. Parallèlement au développement de robots universels, il est nécessaire d'établir la production de modèles standards d'équipements spéciaux (pinces pneumatiques, dispositifs fixes et dispositifs similaires), qui élargiront encore les capacités d'automatisation. De plus, des modèles simplifiés de robots et de pinces mécaniques devraient être développés pour effectuer des opérations simples.

La simple automatisation des tâches ne convient plus aux responsables de production. Pourquoi? Après tout, le temps libéré est le facteur le plus important qui influence l’efficacité d’une entreprise industrielle. Cependant, l'effet économique de l'automatisation locale, « par morceaux », est minime, puisque le processus de conception reste classiquement séquentiel : les concepteurs créent la documentation, la transfèrent aux technologues, la reprennent pour ajustement, restituent la documentation corrigée aux technologues, qui préparent la documentation technologique, le coordonner avec les fournisseurs et les économistes, et ainsi de suite. En conséquence, ni un retour économique complet ni un véritable une réduction significative L'automatisation n'apporte pas de temps de préparation à la production, même si un effet positif est dans tous les cas obtenu.

Il ne faut pas oublier que le développement et la préparation de la production de produits complexes de haute technologie sont un processus collectif et interconnecté qui implique des dizaines et des centaines de spécialistes d'une entreprise ou même d'un groupe d'entreprises. Au cours du processus de développement de produits, un certain nombre de défis surviennent et affectent le succès global. Il s’agit tout d’abord de l’incapacité de voir les ressources clés impliquées dans le processus de développement dans leur état réel à un moment donné. C'est aussi une organisation collaboration une équipe de spécialistes avec la participation d'entreprises qui fournissent tous les composants du produit en cours de développement. Le temps de préparation d'une telle production ne peut être considérablement réduit que d'une seule manière : grâce à l'exécution parallèle du travail et à une interaction étroite de tous les participants au processus. Un problème similaire peut être résolu en créant un espace d'information unifié de l'entreprise, un ensemble unique de données numériques sur les produits.

PAR OÙ COMMENCER L'AUTOMATISATION

Vous trouverez ci-dessous un bref algorithme qui vous permet de comprendre ce que vous devez savoir pour commencer à mettre en œuvre un projet d'automatisation de la production.

1. Tout d'abord, vous devez évaluer l'objet d'automatisation - ce qui doit être remplacé, quel équipement doit être acheté et ce qui peut augmenter la productivité de l'entreprise.

2. Sur la base des spécifications techniques développées, vous devez sélectionner les éléments les plus optimaux pour résoudre les tâches. Il peut s'agir de capteurs spéciaux et d'outils de surveillance, par exemple pour le fonctionnement des équipements, ainsi que de divers kits pour la collecte et le traitement ultérieurs de toutes les informations reçues, de dispositifs spéciaux pour fournir une interface - un panneau de contrôle pour les activités normales des répartiteurs de production. , etc.

3. Rédiger la documentation du projet - un schéma d'automatisation, de préférence sous forme de cyclogrammes, un schéma électrique, une description des systèmes de contrôle contrôle.

4. La prochaine étape est le développement de programmes qui permettront de mettre en œuvre des algorithmes de contrôle pour chaque équipement spécifique (étape de contrôle inférieure). Après cela, un algorithme général est élaboré pour collecter et traiter les données reçues (niveau supérieur de gestion de la production).

5. Lorsque tout ce qui précède a été accompli, il est conseillé de commencer à sécuriser les approvisionnements équipement nécessaire. De plus, sa mise en service doit être réalisée selon des priorités prédéterminées et strictement définies.

6. Il est nécessaire d'automatiser toutes les étapes du processus de production en combinant par programmation des systèmes de contrôle à chaque niveau individuel, en leur offrant la possibilité de transformations flexibles.

PROBLEMES TYPIQUES ET RECOMMANDATIONS POUR LES SURMONTER

La société Solver automatise la production dans les entreprises de construction de machines depuis 20 ans. L'expérience montre que les facteurs objectifs empêchant la mise en œuvre réussie des projets d'automatisation sont :

La réticence de l'équipe de l'entreprise à accepter l'automatisation comme un outil nécessaire et suffisant du cycle de production à ce stade du développement de l'entreprise ;

Manque d'un nombre suffisant de spécialistes en automatisation compétents ;

Souvent, une entreprise ne comprend pas clairement les objectifs finaux des activités d’automatisation.

La société Solver a formulé plusieurs principes de base qui permettent d'aborder de manière rationnelle les problèmes de robotisation et postule qu'il est conseillé de les suivre lors du passage aux étapes d'automatisation de la production.

1. La robotique doit non seulement remplacer une personne ou imiter ses actions, mais également remplir ces fonctions de production plus rapidement et mieux. C’est seulement alors qu’ils seront vraiment efficaces. C'est ainsi que le principe du résultat final est atteint.

2. Approche globale. Doit être examiné et finalement résolu sur une nouvelle base, plus haut niveau tous les composants les plus importants du processus de production - technologies, installations de production, équipements auxiliaires, systèmes de contrôle et de maintenance. Un composant du processus de production qui n'est pas correctement développé peut rendre inefficace l'ensemble des mesures d'automatisation. Les robots industriels et les systèmes de contrôle automatisés doivent être mis en œuvre en tenant compte des progrès de la technologie et de la conception et être entièrement adaptés aux exigences de production - ce n'est qu'alors qu'ils seront efficaces.

3. Et le plus important est le principe de nécessité. Les outils de robotisation, y compris les plus prometteurs et les plus progressistes, ne doivent pas être utilisés là où ils peuvent être adaptés, mais là où ils ne peuvent être évités.

Je voudrais terminer l’article avec la conclusion suivante. Personne n’est capable de décrire en détail et avec précision la société super-industrielle qui émerge aujourd’hui. Mais maintenant, nous devons comprendre que dans un avenir proche, la société passera d'un système d'usines de masse à une production de pièces uniques, un travail intellectuel basé sur l'information, des supertechnologies, ainsi qu'un haut degré d'automatisation de la production. Il n'y a pas d'autre moyen en vue.

L'automatisation des processus de production est la principale direction dans laquelle évolue actuellement la production dans le monde entier. Tout ce qui était auparavant réalisé par l'homme lui-même, ses fonctions, non seulement physiques, mais aussi intellectuelles, sont progressivement transférées à la technologie, qui réalise elle-même les cycles technologiques et les contrôle. C’est désormais l’orientation générale de la technologie moderne. Le rôle d'une personne dans de nombreuses industries est déjà réduit à un simple contrôleur derrière un contrôleur automatique.

En général, le concept de « contrôle de processus » est compris comme un ensemble d'opérations nécessaires pour démarrer, arrêter le processus, ainsi que pour le maintenir ou le modifier dans la direction requise. grandeurs physiques(indicateurs de processus). Les machines individuelles, les unités, les appareils, les appareils, les complexes de machines et les appareils qui exécutent des processus technologiques qui doivent être contrôlés sont appelés objets de contrôle ou objets contrôlés en automatisation. Les objets gérés ont des objectifs très divers.

Automatisation des processus technologiques– remplacement du travail physique humain consacré au contrôle des mécanismes et des machines par le travail de dispositifs spéciaux qui assurent ce contrôle (régulation de divers paramètres, obtention d'une productivité et d'une qualité de produit données sans intervention humaine).

L'automatisation des processus de production permet d'augmenter considérablement la productivité du travail, d'augmenter sa sécurité, son respect de l'environnement, d'améliorer la qualité des produits et d'utiliser plus efficacement les ressources de production, y compris le potentiel humain.

Tout processus technologique est créé et réalisé pour atteindre un objectif spécifique. Fabriquer le produit final, ou obtenir un résultat intermédiaire. Ainsi, la production automatisée peut avoir pour objectif le tri, le transport et l’emballage d’un produit. L'automatisation de la production peut être complète, complexe ou partielle.

Automatisation partielle se produit lorsqu'une opération ou un cycle de production distinct est effectué automatiquement. Dans le même temps, une participation humaine limitée est autorisée. Le plus souvent, une automatisation partielle se produit lorsque le processus se déroule trop rapidement pour que la personne elle-même puisse y participer pleinement, alors que des dispositifs mécaniques assez primitifs entraînés par des équipements électriques y font face bien.

En règle générale, l'automatisation partielle est utilisée sur les équipements existants et en constitue un complément. Cependant, il montre la plus grande efficacité lorsqu'il est intégré dès le début dans le système d'automatisation global - il est immédiatement développé, fabriqué et installé en tant que composant.

Automatisation complète devrait couvrir une grande zone de production distincte, il pourrait s'agir d'un atelier ou d'une centrale électrique séparé. Dans ce cas, l'ensemble de la production fonctionne selon le mode d'un seul complexe automatisé interconnecté. Une automatisation complexe des processus de production n'est pas toujours recommandée. Son domaine d'application est la production moderne et hautement développée, qui utilise des matériaux extrêmementéquipement fiable.

La panne d'une des machines ou unités arrête immédiatement tout le cycle de production. Une telle production doit avoir une autorégulation et une auto-organisation, qui sont réalisées selon un programme préalablement créé. Dans ce cas, une personne ne participe au processus de production qu'en tant que contrôleur permanent, surveillant l'état de l'ensemble du système et de ses différentes parties, et intervient dans la production pour le démarrage et lorsque des situations d'urgence surviennent ou lorsqu'il existe une menace. d'un tel événement.

Le plus haut niveau d’automatisation des processus de production – automatisation complète. Grâce à lui, le système lui-même effectue non seulement le processus de production, mais également un contrôle complet sur celui-ci, qui est effectué par des systèmes de contrôle automatique. Une automatisation complète est recommandée dans une production rentable et durable avec des processus technologiques établis avec un mode de fonctionnement constant.

Tous les écarts possibles par rapport à la norme doivent être prévus au préalable et des systèmes de protection contre ces écarts doivent être développés. Une automatisation complète est également nécessaire pour les travaux pouvant menacer la vie humaine, sa santé, ou effectués dans des endroits inaccessibles pour lui - sous l'eau, dans un environnement agressif, dans l'espace.

Chaque système est constitué de composants qui remplissent des fonctions spécifiques. Dans un système automatisé, les capteurs prennent des mesures et les transmettent pour prendre une décision sur le contrôle du système ; la commande est exécutée par le variateur. Le plus souvent, il s'agit d'équipements électriques, car il est plus judicieux d'exécuter des commandes à l'aide du courant électrique.

Il est nécessaire de faire la distinction entre les systèmes de contrôle automatisés et les systèmes automatiques. À système de contrôle automatisé les capteurs transmettent les lectures à la console de l'opérateur et celui-ci, après avoir pris une décision, transmet la commande à l'équipement exécutif. À système automatique– le signal est analysé par des appareils électroniques, et après avoir pris une décision, ils donnent une commande aux appareils d'exécution.

La participation humaine aux systèmes automatiques est toujours nécessaire, bien qu’en tant que contrôleur. Il a la capacité d'intervenir à tout moment dans le processus technologique, de le corriger ou de l'arrêter.

Ainsi, le capteur de température peut tomber en panne et donner des lectures incorrectes. Dans ce cas, l’électronique percevra ses données comme fiables sans les remettre en question.

L'esprit humain est plusieurs fois supérieur aux capacités des appareils électroniques, bien qu'il leur soit inférieur en termes de vitesse de réponse. L'opérateur peut comprendre que le capteur est défectueux, évaluer les risques et simplement l'éteindre sans interrompre le processus. Dans le même temps, il doit être totalement sûr que cela ne provoquera pas d'accident. L'expérience et l'intuition, inaccessibles aux machines, l'aident à prendre une décision.

Une telle intervention ciblée dans les systèmes automatiques ne comporte pas de risques sérieux si la décision est prise par un professionnel. Cependant, la désactivation de toute automatisation et le passage du système en mode de contrôle manuel entraînent de graves conséquences en raison du fait qu'une personne ne peut pas réagir rapidement aux conditions changeantes.

Un exemple classique est l’accident de la centrale nucléaire de Tchernobyl, qui est devenu la plus grande catastrophe d’origine humaine du siècle dernier. Cela s’est produit précisément parce que le mode automatique a été désactivé, alors que les programmes déjà développés pour prévenir les situations d’urgence ne pouvaient pas influencer l’évolution de la situation dans le réacteur de la centrale.

L’automatisation de processus individuels a commencé dans l’industrie au XIXe siècle. Il suffit de rappeler le régulateur centrifuge automatique pour machines à vapeur conçu par Watt. Mais ce n’est qu’avec le début de l’utilisation industrielle de l’électricité qu’une automatisation plus large, non pas de processus individuels, mais de cycles technologiques entiers, est devenue possible. Cela est dû au fait qu'auparavant, la force mécanique était transmise aux machines à l'aide de transmissions et d'entraînements.

La production centralisée d'électricité et son utilisation dans l'industrie n'ont généralement commencé qu'au XXe siècle, avant la Première Guerre mondiale, lorsque chaque machine était équipée de son propre moteur électrique. C'est cette circonstance qui a permis de mécaniser non seulement le processus de production sur la machine, mais aussi de mécaniser son contrôle. Ce fut la première étape vers la création machines automatiques. Dont les premiers échantillons sont apparus au début des années 1930. C’est alors que le terme « production automatisée » lui-même est apparu.

En Russie - alors encore en URSS - les premiers pas dans cette direction ont été faits dans les années 30-40 du siècle dernier. Pour la première fois, des machines automatiques ont été utilisées dans la production de pièces de roulements. Vint ensuite la première production entièrement automatisée au monde de pistons pour moteurs de tracteurs.

Les cycles technologiques ont été combinés en un seul processus automatisé, commençant par le chargement des matières premières et se terminant par l'emballage des pièces finies. Cela est devenu possible grâce à l'utilisation généralisée d'équipements électriques modernes à cette époque, de divers relais, de commutateurs à distance et, bien sûr, de variateurs.

Et seul l’avènement des premiers calculateurs électroniques a permis d’atteindre un nouveau niveau d’automatisation. Désormais, le processus technologique a cessé d'être considéré comme un simple ensemble d'opérations individuelles qui doivent être effectuées dans un certain ordre pour obtenir un résultat. Désormais, tout le processus n’en fait plus qu’un.

Actuellement, les systèmes de contrôle automatique conduisent non seulement le processus de production, mais le contrôlent également et surveillent l'apparition de situations anormales et d'urgence. Ils démarrent et arrêtent les équipements technologiques, surveillent les surcharges et élaborent des actions en cas d'accident.

Récemment, les systèmes de contrôle automatique ont rendu très facile la reconstruction des équipements pour fabriquer de nouveaux produits. Il s'agit déjà d'un système complet, composé de systèmes multimodes automatiques séparés connectés à un ordinateur central, qui les relie en un seul réseau et délivre des tâches à exécuter.

Chaque sous-système est un ordinateur distinct doté de son propre logiciel conçu pour accomplir ses propres tâches. C'est déjà modules de production flexibles. Ils sont dits flexibles car ils peuvent être reconfigurés pour d'autres processus technologiques et ainsi accroître et diversifier la production.

Le summum de la production automatisée est. L’automatisation a imprégné la production de haut en bas. La ligne de transport pour la livraison des matières premières pour la production fonctionne automatiquement. Gestion et conception automatisées. L’expérience et l’intelligence humaines ne sont utilisées que là où l’électronique ne peut pas les remplacer.

Toutes les questions

Principes de base de l'automatisation des processus de production

L'automatisation des processus de production reste la ligne générale de développement et de modernisation dans le domaine de la production industrielle depuis de nombreuses décennies.

Le concept d'« automatisation » suppose qu'en plus de la fonction de production proprement dite, les machines, instruments et machines-outils soient transférés vers des fonctions de gestion et de contrôle qui étaient auparavant assurées par des humains. Le développement moderne de la technologie permet d'automatiser le travail non seulement physique, mais aussi intellectuel, s'il repose sur des processus formels.

Au cours des 7 dernières décennies, l'automatisation des entreprises a parcouru un long chemin, qui s'inscrit dans 3 étapes:

1. systèmes de contrôle automatique (ACS) et systèmes de contrôle automatique (ACS)
2. systèmes d'automatisation des processus (APS)
3. systèmes de contrôle de processus automatisés (APCS)

Au niveau moderne, l'automatisation des systèmes de gestion de production est un système d'interaction à plusieurs niveaux entre les personnes et les machines, basé sur des systèmes de collecte automatique de données et des systèmes informatiques complexes en constante amélioration.

Dans les conditions économiques actuelles, les entreprises industrielles sont à l'avant-garde ; elles réagissent avec flexibilité aux conditions changeantes, peuvent produire une gamme diversifiée de produits, mettre rapidement en place une production selon de nouvelles normes, respecter avec précision les délais et les volumes de commandes, tout en offrant un prix compétitif. et maintenir la qualité à un niveau élevé. Sans outils et systèmes modernes d’automatisation de la production, il est presque impossible de répondre à ces exigences.

Basique objectifs et avantages de l'automatisation d'entreprise dans les conditions modernes :

• réduction du nombre d'ouvriers et de personnel de service, en particulier dans les zones de production non prestigieuses, « sales », « chaudes », nocives et physiquement difficiles
• améliorer la qualité des produits ;
• augmentation de la productivité (augmentation du volume de production) ;
• création d'une production rythmée avec possibilité de planification précise ;
• accroître l'efficacité de la production, y compris une utilisation plus rationnelle des matières premières, réduire les pertes, augmenter la vitesse de production, accroître l'efficacité énergétique,
• améliorer les indicateurs de respect de l'environnement et de sécurité de la production, notamment en réduisant les émissions nocives dans l'atmosphère, en réduisant les taux de blessures, etc.
• amélioration de la qualité de la gestion de l'entreprise, travail coordonné de tous les niveaux du système de production.

Ainsi, les coûts d’automatisation de la production et des entreprises seront certainement rentables, à condition qu’il existe une demande pour ces produits.

Pour atteindre ces objectifs, il est nécessaire de résoudre les problèmes suivants tâches d'automatisation des processus de production:

• mise en œuvre d'outils d'automatisation modernes (équipements, programmes, systèmes de gestion et de contrôle, etc.)
• introduction de méthodes d'automatisation modernes (principes des systèmes d'automatisation des bâtiments)

En conséquence, la qualité de la régulation, le confort de l’opérateur et la disponibilité des équipements s’en trouvent améliorés. De plus, il simplifie la réception, le traitement et le stockage des informations sur les processus de production et le fonctionnement des équipements, ainsi que le contrôle qualité.

Caractéristiques du système de contrôle de processus automatisé

Les systèmes de contrôle de processus automatisés libèrent les humains des fonctions de surveillance et de contrôle. Ici, une machine, une ligne ou un complexe de production entier, utilisant son propre système de communication, collecte, enregistre, traite et transmet de manière indépendante des informations à l'aide de toutes sortes de capteurs, d'instruments et de modules de processeur. Il suffit à une personne de définir les paramètres pour effectuer le travail.

Par exemple, voici comment fonctionne le système automatisé de soudage de fixations Soyer :

Ces mêmes dispositifs de collecte d'informations peuvent identifier les écarts par rapport aux normes spécifiées, donner un signal pour éliminer la violation ou, dans certains cas, la corriger de manière indépendante.

Systèmes d'automatisation d'entreprise flexibles

La principale tendance moderne en matière d'automatisation de la production et des entreprises est l'utilisation de technologies automatisées flexibles (FAT) et de systèmes de production flexibles (FPS). Parmi traits caractéristiques de tels complexes :

1. Flexibilité technologique : accélération et décélération de la productivité tout en conservant la cohérence de tous les éléments du système, possibilité de changer automatiquement d'outils, etc.
2. Flexibilité économique : restructuration rapide du système pour répondre aux exigences des nouveaux produits sans nécessité coûts de production, sans remplacer l'équipement.
3. La structure du GPS implique des robots industriels, des manipulateurs, des moyens de transport, des processeurs, y compris des systèmes de contrôle à microprocesseur.
4. La création d'un système GPS implique une automatisation complète d'une entreprise ou d'une production. Dans ce cas, une ligne de production, un atelier ou une entreprise fonctionne dans un seul complexe automatisé, qui comprend, outre la production principale, la conception, le transport et le stockage des produits finis.

Éléments d'automatisation de la production

1. Machines CNC contrôlé par programme(CNC);
2. Robots industriels et systèmes robotiques ;
3. Systèmes de fabrication flexibles (FMS) ;
4. Systèmes de conception assistée par ordinateur ;
5. Systèmes de stockage automatiques ;
6. Systèmes informatiques de contrôle de la qualité;
7. Système automatisé pour la planification de la production technologique.

Dans la vidéo suivante, vous pouvez voir comment les robots de soudage industriels Kuka effectuent le soudage automatisé :

Outils d'automatisation de la production de Vector Group

La société Vector-group est un fournisseur professionnel d’équipements industriels des principaux fabricants mondiaux. Dans notre catalogue, vous trouverez des équipements pour l'automatisation des installations de production et de construction mécanique, la production de soudage, la production liée au travail des métaux et d'autres domaines.

L'équipement d'automatisation comprend :

— les robots industriels Kuka (Allemagne) - vous permettent d'automatiser les processus de soudage, de découpe, de traitement des matériaux, de manipulation, d'assemblage, de palettisation, ainsi que d'autres processus.

— systèmes automatiques de soudage de fixations Soyer (Allemagne),

— systèmes de transport automatiques et pinces de charge DESTACO (USA).

L'entreprise propose une aide à la sélection, fournit du matériel, réalise entretien des services. Vous pouvez commander à la fois une solution de production standard et une solution conçue pour répondre à des exigences individuelles spécifiques.

Pour toutes questions concernant nos équipements, les spécificités de leur fonctionnement, leur coût, ainsi que toute autre question, veuillez contacter nos spécialistes

Résoudre les problèmes d'automatisation

Question 3 Production et processus technologiques de production automatisée

Système de pistage

Système de pistage- un système automatique dans lequel la valeur de sortie reproduit avec une certaine précision la valeur d'entrée dont la nature du changement n'est pas connue à l'avance.

Les systèmes de suivi sont utilisés à diverses fins. Des grandeurs physiques complètement différentes peuvent être considérées comme la grandeur de sortie du système de suivi. L'un des types de systèmes de suivi les plus répandus est celui des systèmes de contrôle de la position des objets. De tels systèmes peuvent être considérés comme un développement et une amélioration des systèmes de transmission à distance de mouvements angulaires ou linéaires, dans lesquels la variable contrôlée est généralement l'angle de rotation de l'objet.

L'élément de comparaison (Fig. 1, d) reçoit la valeur d'entrée α BX de l'élément maître connecté à l'arbre d'entrée du système d'asservissement. La valeur de l'angle de traitement a OUT provient ici également de l'objet de contrôle associé à l'arbre de sortie du système.À la suite de la comparaison de ces valeurs, un décalage θ = α IN - un OUT apparaît à la sortie de l'élément de comparaison.

Le signal de désadaptation de la sortie de l'élément de comparaison est fourni au convertisseur (Tr), dans lequel l'angle θ est converti en une tension U0 proportionnelle à celui-ci - un signal d'erreur.

Cependant, dans la grande majorité des cas, la puissance du signal d'erreur est insuffisante pour piloter le moteur de l'actionneur (M). Par conséquent, un amplificateur est connecté entre le convertisseur et le moteur de l'actionneur, fournissant l'amplification nécessaire du signal d'erreur en termes de puissance. La tension amplifiée de la sortie de l'amplificateur est fournie à M, qui actionne l'objet de contrôle, et le mouvement a OUT de ce dernier est transmis à l'élément récepteur du circuit de mesure, c'est-à-dire à l'élément de comparaison.

Système adaptatif

Un système adaptatif (auto-adaptatif) est un système de contrôle automatique dans lequel la méthode de fonctionnement de la partie contrôle change automatiquement pour mettre en œuvre, en quelque sorte, le meilleur contrôle. Selon la tâche et les méthodes pour la résoudre, différentes lois de contrôle sont possibles, c'est pourquoi les systèmes adaptatifs sont divisés en les types suivants:

§ systèmes de contrôle fonctionnel adaptatif, où l'action de contrôle est fonction d'un paramètre, par exemple l'alimentation - fonction d'une des composantes de la force de coupe, vitesse de coupe- fonction de puissance;

§ des systèmes adaptatifs de régulation limite (extrême), qui assurent le maintien de la valeur limite d'un ou plusieurs paramètres de l'objet ;

§ systèmes adaptatifs de p optimal des réglementations qui prennent en compte une combinaison de nombreux facteurs en utilisant un critère d’optimalité complexe.

Conformément à ce critère, les paramètres et les quantités réglables sont modifiés, par exemple, le maintien d'un mode de traitement dans la machine qui offre une productivité maximale et le coût de traitement le plus bas est déterminé en définissant les valeurs optimales des paramètres (vitesses de force de coupe, température , etc.), dont dépend la productivité et le coût du processus de transformation.

Fonctionnement technologique

Fonctionnement technologique fait référence à une partie terminée d'un processus technologique effectué sur un lieu de travail. Il convient de garder à l'esprit qu'un lieu de travail est une unité élémentaire de la structure de l'entreprise, où se trouvent pendant une durée limitée les personnes effectuant des travaux d'entretien d'équipements technologiques, d'équipements et d'objets de travail. Par exemple, le traitement d'un arbre étagé peut être effectué dans l'ordre suivant : dans la première opération, les extrémités sont coupées et les bases auxiliaires sont centrées, dans la seconde, la surface extérieure est tournée et dans la troisième, ces surfaces sont rectifiées. .

Opération technologique typique appelée opération technologique caractérisée par l'unité de contenu et la séquence de transitions technologiques pour un groupe de produits présentant la même conception et les mêmes caractéristiques technologiques.

Une opération technologique de groupe est une opération technologique de production conjointe d'un groupe de produits de conception différente, mais de caractéristiques technologiques communes.

Types d'opérations technologiques

Le processus technologique peut être construit sur le principe d'opérations technologiques concentrées ou différenciées.

a – séquentiel ; b – parallèle ; c – opérations parallèles-séquentielles

Figure 3.2 - Principaux types de concentration

Opération technologique concentrée- une opération qui comporte un grand nombre de transitions technologiques. En règle générale, il dispose d’une configuration multi-outils. La limite de concentration des opérations est le traitement complet d'une pièce en une seule opération.

Une opération différenciée est appelée une opération, composé d'un nombre minimum de transitions. La limite de différenciation est la mise en œuvre d'une opération technologique constituée d'une seule transition technologique.

Les avantages des opérations différenciées sont les suivants : des équipements relativement simples et bon marché sont utilisés, leur configuration est simple et peu complexe et la possibilité d'utiliser des modes de traitement plus élevés est créée.

Inconvénients du principe de différenciation des opérations : la chaîne de production est allongée, le nombre d'équipements et de surfaces de production nécessaires augmente, le nombre d'ouvriers augmente et un grand nombre d'installations.

Transition technologique

Transition technologique désigne la partie achevée d'une opération technologique, réalisée par les mêmes moyens d'équipement technologique dans des conditions technologiques et d'installation constantes. Si un outil a été changé lors de la rotation d'un rouleau, le traitement de la même surface de la pièce avec cet outil constituera une nouvelle transition technologique. Mais le changement d’outil lui-même est une transition auxiliaire.

Transition auxiliaire fait référence à la partie achevée d'une opération technologique, constituée d'actions humaines et (ou) matérielles qui ne s'accompagnent pas d'une modification des propriétés de l'objet de travail, mais sont nécessaires pour achever la transition technologique. Les transitions peuvent être combinées dans le temps grâce au traitement simultané de plusieurs surfaces, c'est-à-dire elles peuvent être réalisées séquentiellement (ébauche, semi-finition, finition tournage d'un arbre étagé ou perçage de quatre trous avec un seul foret), en parallèle (tournage d'un arbre étagé arbre avec plusieurs fraises ou perçage de quatre trous à la fois avec quatre forets) ou parallèlement-séquentiellement (après avoir tourné un arbre étagé simultanément avec plusieurs fraises, chanfreinage simultané avec plusieurs fraises à chanfreiner ou perçage de quatre trous séquentiellement avec deux forets).

Installation– partie d'une opération technologique réalisée avec une fixation inchangée des pièces en cours de traitement ou d'une unité d'assemblage assemblée. La rotation des pièces sous n’importe quel angle est une nouvelle installation. Si le rouleau est d'abord tourné dans un mandrin à trois mors en un seul réglage, puis retourné et tourné, cela nécessitera deux réglages en une seule opération (Figure 3.4).

Figure 3.4 - Schéma de la première (a) et deuxième (b) installation

Position

Une pièce installée et fixée sur une table rotative, soumise à un perçage, un alésage et un fraisage, a un réglage, mais avec la rotation de la table elle prendra une nouvelle position.

Position est une position fixe occupée par une pièce à usiner rigidement fixée ou une unité d'assemblage assemblée avec un dispositif par rapport à un outil ou un équipement fixe lors de l'exécution d'une certaine partie de l'opération. Sur les machines multibroches et semi-automatiques, la pièce, lorsqu'elle est sécurisée, occupe différentes positions par rapport à la machine. La pièce à usiner est déplacée vers une nouvelle position avec le dispositif de serrage.

Lors du développement d'un processus technologique de traitement des pièces, il est préférable de remplacer les installations par des positions, car chaque installation supplémentaire introduit ses propres erreurs de traitement.

Dans des conditions de production automatisée en fonctionnement doit être compris comme une partie complète du processus technologique, effectué en continu sur une ligne automatique, qui se compose de plusieurs unités d'équipement technologique reliées par des dispositifs de transport et de chargement à fonctionnement automatique. Outre les principales opérations technologiques, le TP comprend un certain nombre d'opérations auxiliaires nécessaires à sa mise en œuvre (transport, contrôle, marquage, etc.).

D'après le schéma d'implantation

Les lignes automatiques sont classées selon le type de transport :

a) avec transport continu de la pièce entre les machines (utilisé lors du traitement des pièces de carrosserie) ;

b) avec transport latéral (utilisé lors du traitement des vilebrequins, des chemises, etc.) ;

c) avec transport par le haut (utilisé lors du traitement des arbres, des engrenages, des brides, etc.) ;

d) avec transport combiné ;

e) avec transport rotatif utilisé dans l'AL rotatif, dans lequel toutes les opérations technologiques sont effectuées pendant le transport continu des pièces et des outils.

Par degré de flexibilité :

a) synchrone ou rigide ;

b) non synchrone ou flexible.

DANS lignes automatiques synchrones les pièces sont déplacées à intervalles synchronisés. Le temps de traitement à un poste de travail est égal ou multiple du tact. Le tact est l'intervalle de temps pendant lequel un produit d'un certain type est périodiquement fabriqué. De telles lignes sont utilisées dans la production à grande échelle et en série.

DANS lignes automatiques non synchrones les pièces traitées sont déplacées au fur et à mesure que l'opération est prête. Étant donné que le temps de traitement à chaque position est différent, des dispositifs de stockage intermédiaires sont nécessaires. Ces lignes sont utilisées dans la production en série et pilote.

Question 26 Dispositifs auxiliaires pour sous-systèmes de transport et de stockage : palettes, palettes, poussoirs. dispositifs pour pièces rotatives et d'orientation, dispositifs de division de flux (objectifs, conceptions, domaine d'application)

Diviseurs de flux.

Ils sont utilisés pour diviser les flux dans des lignes automatiques de branchement (Fig. 1.). Ils sont répartis selon le principe de mouvement des amortisseurs : oscillant, alternatif et rotatif.

La division s'effectue à travers :

Amortisseurs oscillants tournant sous l'action de la pièce elle-même (Fig. 1.a) ;

À l'aide d'amortisseurs alternatifs (Fig. 1.b,c) ;

Ils sont utilisés lorsqu'il est nécessaire de diviser le flux général en plusieurs flux indépendants entre machines du même type. Installé entre le mécanisme d'orientation et le lecteur ou entre le lecteur et le chargeur. Les conceptions sont variées et dépendent de la forme et de la taille des pièces ainsi que de la conception des dispositifs de stockage et des alimentateurs.

Riz. 1. Diviseurs de débit : a. - avec registres mobiles ; b.c - à l'aide d'amortisseurs de retour.

Dispositifs d'orientation.

Dans de nombreux cas dans la fabrication automatisée, une pièce ou une pièce doit être introduite dans une zone de travail ou sur des systèmes de transport ou des dispositifs de préhension ou de rotation, etc. dans une position orientée. À cette fin, des dispositifs d'orientation de différentes conceptions sont utilisés sous forme de portes, de secteurs à mouvements alternatifs ou oscillants, de disques rotatifs, de mécanismes de pelle, de tubes à douilles, etc. Les schémas des dispositifs d'orientation sont présentés sur la Fig. 2.et 3.

L'orientation des pièces est également possible lors de leur transport. Dans ce cas, l'asymétrie de la forme des pièces et l'emplacement du centre de gravité sont utilisés. La méthode d'orientation peut être passive ou active.

Passif les dispositifs d'orientation se sont généralisés lors du transport vibratoire de pièces. Le principe commun de leur fonctionnement est que les pièces mal orientées sont éjectées du dispositif de transport et renvoyées au début du flux, puis seules celles correctement orientées suivent.

Actif les dispositifs d'orientation confèrent à la pièce une position complexe dans l'espace, quelle que soit sa position initiale à l'entrée dans le dispositif d'orientation. Le principe du changement forcé est également utilisé lorsqu’une réorientation est nécessaire. Pour les pièces simples de petite taille, des dispositifs d'orientation simples sont utilisés ; pour les enfants. formes complexes ou lourdes - dispositifs d'orientation tels que des basculeurs ou des dispositifs rotatifs universels. Parfois, l'action d'un champ magnétique est utilisée.

Les flans orientés sont classiquement répartis en :

Des flans de forme simple, orientés à l'aide de découpes en plateaux, biseaux, emporte-pièces ;

Pièces à centre de gravité déplacé, qui s'orientent d'un coup ou lors de la rotation en passant par une fente ou une découpe du plateau ;

Blanks symétriques et asymétriques, qui s'orientent lors de la chute dans la spéciale. fenêtre du plateau (orientation pochoir).

Pièces à usiner orientées à l'aide de dispositifs.

Des flans plats tels que des cercles, des anneaux (Fig. 2.a) avec d>h, sont orientés à l'aide d'un plateau en spirale dont la surface de travail est inclinée radialement par rapport au centre de la trémie sous b=3-5 0 pour assurer la libération de la deuxième couche de flans. Col de plateau m<h.

Casquettes avec d ³ h sont orientés passivement à l’aide d’une découpe avec une languette (Fig. 2.b).

Les pièces orientées de bas en bas passent le long de la languette sans basculer, car la languette offre un soutien suffisant pour assurer une position stable de la pièce. Les pièces, situées trou vers le bas, sont appuyées sur la languette, perdent l'équilibre et tombent dans la trémie.

Cylindres avec je> d sont orientés de manière passive (Fig. 2., c) pour déverser les pièces mal orientées, un biseau est installé sous le plateau, situé à une hauteur de 1,1 d de la surface du plateau.

Pour orienter les disques étagés, une méthode passive est utilisée (Fig. 2.d) en utilisant les caractéristiques de la forme. Les pièces situées avec un grand diamètre vers le bas passent librement par l'éjecteur et se déplacent plus loin le long du plateau.

Riz. 2. Schémas des dispositifs d'orientation.

Les pièces de grand diamètre sont poussées vers le haut par l'éjecteur du plateau vers la trémie.

Les flans tels que les tiges à têtes (Fig. 2.e) sont orientés de manière active à l'aide d'une fente pratiquée sur une section droite du plateau.

Pour l'orientation active des rouleaux avec rebord (Fig. 3.a), un déplacement du centre de gravité est utilisé.

Pour orienter des pièces fines sous forme d'agrafes, de triangles et de secteurs, une méthode passive est utilisée (Fig. 3.b). Pour les plaques en forme de T - la méthode active (Fig. 3.c).

S'il est nécessaire de réorienter les pièces au cours du processus, la méthode d'orientation active est utilisée.

Riz. 3. Schémas des dispositifs d'orientation.

Appareils rotatifs.

Utilisé dans les machines-outils pour déplacer une pièce ou un outil vers une position. Il s'agit de tables et tambours multipositions, de blocs de machines multibroches, de têtes de tourelle, de magasins de disques et de diviseurs (Fig. 4.).

Les dispositifs rotatifs sont soumis à des exigences de précision de rotation pour une valeur angulaire donnée, de précision et de rigidité de fixation en position de travail, de mise en œuvre de la rotation dans un temps minimum, avec des restrictions sur les charges dynamiques qui en résultent.

La précision des appareils rotatifs doit être évaluée d'un point de vue probabiliste. La précision signifie ici la précision du positionnement angulaire ; caractérisé par l’erreur d’angle de rotation actuelle. DANS meilleurs systèmes contrôle des dispositifs rotatifs automatiques, pour minimiser les erreurs, les commandes sont données avec une anticipation appropriée. La précision des machines rotatives CNC modernes est de 3 à 6 secondes d'arc.

La performance est caractérisée vitesse moyenne tournant w moyenne– jusqu'à 1,0 s -1 . La polyvalence est déterminée par la plage possible du nombre de divisions, qui dans les tables rotatives automatiques modernes est de 2...20 000 et plus.

Les moteurs pas à pas sont utilisés comme entraînement pour les appareils rotatifs (Fig. 4a), ce qui permet une grande polyvalence dans la gamme de divisions et peut être interfacé avec des systèmes de contrôle CNC ou informatiques. Les dispositifs rotatifs à entraînement hydraulique (Fig. 4, b) et à mécanisme maltais (Fig. 4, c) sont largement utilisés dans les machines-outils et les tourelles à angle de rotation fixe constant.

Riz. 4 Schémas de dispositifs rotatifs.

De tels schémas sont utilisés avec une activation périodique de la chaîne cinématique par divers couplages (Fig. 4, c, d) et des mécanismes à cliquet (Fig. 4, e)

Un colis de transport est une unité de fret agrandie formée de marchandises en morceaux dans et sans conteneurs, utilisant diverses méthodes et moyens d'emballage, conservant sa forme pendant la circulation et offrant la possibilité d'une mécanisation complète des opérations de chargement, de déchargement et d'entrepôt.

L'un des principaux moyens d'emballage est palettes(à plat, rack et boîte).

Les palettes pour production automatisée flexible sont sélectionnées selon les mêmes principes méthodologiques que ceux exposés ci-dessus pour la création d'entrepôts mécanisés et automatisés de tout type.

Toutes les palettes peuvent être classées:

Par destination - transport et technologique (cassettes, satellites) ;

Par type de marchandise transportée - universelle (pour une large gamme de marchandises) et spéciale (pour certaines marchandises) ;

Par conception (plat, montage en rack, boîte, simple et double étage, simple et double filetage) ;

Par matériau (métal - acier ou alliages légers, bois, plastique, carton, composites utilisant des panneaux de particules et autres matériaux) ;

Par durée d'utilisation (usage unique, réutilisable) ;

Par domaine d'application (palettes intra-entrepôt, pour le transport intra-usine, pour le transport externe longue distance) ;

Par taille (150 x 200 ; 200 x 300 ; 300 x 400 ; 400 x 600 ; 600 x 800 ; 800 x 800 ; 800 x 1 000 ; 800 x 1 200 ; 1 600 x 1 000 ; 1 600 x 1 200).

Les palettes réutilisables font partie des équipements de transport et de stockage de l'entreprise publique, du chantier, de l'atelier et de l'entreprise. Les palettes jetables peuvent être considérées comme un type d’emballage de transport de marchandises.

La particularité des palettes technologiques spéciales pour la production hydraulique et industrielle est que sur elles certaines charges (ébauches, produits semi-finis, pièces) sont placées dans une position fixe, et parfois sécurisées à l'avance, comme par exemple sur des palettes satellites de multi -des machines de forage, de fraisage et d'alésage opérationnelles, sur lesquelles sont alimentées les pièces qui sont placées sur la machine directement dans la zone de traitement.

Les palettes cassettes et les palettes satellites sont fabriquées estampées, soudées, moulées et peuvent servir de dispositif indépendant pour former une unité de transport et de stockage de marchandises, ou elles sont placées sur des palettes standard.

Les palettes de transport et de stockage sont universelles dans le type de marchandises qui y sont placées et peuvent être en métal ou en plastique, et dans leur conception, elles sont plates, montées en rack ou basées sur une boîte.

Les mouvements de pièces tels que les corps de révolution dans les GPS s'effectuent le plus souvent à l'aide des méthodes les plus simples. palettes de transport sans y attacher de produits. Tel palettes effectuer simultanément
fonctions de transport et de stockage.

Il en existe trois types :

1) des palettes simples qui se déplacent une à une et ne peuvent pas être empilées sur plusieurs niveaux ;

2) palettes extractibles installées dans des conteneurs spéciaux, avec possibilité de verrouillage coulissant ;

3) des palettes à plusieurs niveaux, qui peuvent être placées à proximité du RM, les unes sur les autres, en piles.

Il est prometteur de créer des palettes multi-sujets universelles basées sur des modules universels. Ces palettes sont constituées d'un cadre qui permet de traiter des produits de différentes formes sur diverses surfaces de travail, d'inserts utilisés pour installer des éléments spéciaux servant à accueillir des pièces (pièces) ; la forme et les dimensions de ces éléments sont déterminées par la forme et les dimensions des pièces (pièces).

Le cadre porteur (structure en acier soudé) a les dimensions d'une palette Euro (1200 x 800 mm), bien que des dimensions plus petites puissent être utilisées. Ayant une surface d'appui lisse, le châssis peut être installé au sol ou déplacé sur des rouleaux ou à l'aide de convoyeurs à chaîne. Les tubes de protection situés sur ou le long du cadre protègent les produits contre les dommages pendant le transport. Des supports sont soudés dans les coins du cadre pour empiler les produits sur plusieurs niveaux. Les distances entre les niveaux peuvent être modifiées à l'aide de toises de mesure insérées.

Pour sélectionner les palettes, vous pouvez utiliser les critères suivants : respect des dimensions des palettes Euro ; poids des produits et des palettes ; nombre de produits posés sur la palette (en fonction de la taille et de la forme des produits) ; temps minimum de traitement des pièces pour un produit ; temps requis de fonctionnement sans pilote du GPS.

Pour les produits qui ont des dimensions relativement petites et un temps de traitement long, lorsque le stock de produits sur une ou deux palettes est suffisant pour assurer un fonctionnement stable du GPS, utilisez des palettes uniques ;
- pour les produits de grandes dimensions avec un temps de traitement court, utiliser des palettes extractibles et multi-niveaux avec des dispositifs supplémentaires pour leur manipulation.

De telles palettes comprennent des palettes sur lesquelles sont montés des dispositifs de fixation ou des palettes de transport spéciales. Le temps nécessaire au remplacement des palettes peut être considérablement réduit en déplaçant les actions de fixation et de décrochage des pièces de la zone de travail vers un support supplémentaire pour palettes remplaçables, qui assure leur retour rapide dans la zone de travail.

Les plus courantes sont les palettes de machines (incluses dans le colis de livraison), les palettes de transport et auxiliaires.

Le plus souvent, les palettes sont utilisées dans les systèmes GPS, qui servent simultanément à la fois à la base et à la fixation des pièces, ainsi qu'à leur transport et à leur manipulation. Cela garantit la flexibilité du sous-système de transport, puisque, d'une part, toutes les palettes ont une surface de travail unifiée et, d'autre part, les tables du système de transport et de manutention sont adaptées à l'utilisation de types spécifiques de palettes.

Dans le cas de l'utilisation de palettes machines incluses dans le GPM, la pièce y est fixée en dehors de la zone de travail, parallèlement au traitement d'une autre pièce. Après cela, il se déplace vers la zone de travail, où il est automatiquement corrigé pour le traitement.

Questions pour l'examen

Question 1 Le but et les objectifs de l'automatisation des processus de production. Types d'automatisation des processus de production

Les principaux objectifs de l'automatisation des processus sont:
-- accroître l'efficacité du processus de production ;
-- accroître la sécurité du processus de production.

Les objectifs sont atteints en résolvant les tâches suivantes d'automatisation des processus :
-- améliorer la qualité de la réglementation ;
-- augmenter le facteur de disponibilité des équipements ;
-- améliorer l'ergonomie des opérateurs de procédés ;
-- stockage d'informations sur l'avancement du processus technologique et les situations d'urgence.

Le terme « automatisation » fait référence à un ensemble d'outils méthodologiques, techniques et logiciels qui garantissent que le processus de mesure est effectué sans participation humaine directe. Les objectifs de l'automatisation sont présentés dans le tableau. 1.

Tableau 1

Objectifs d'automatisation
Scientifique	Technique	Économique	Sociale
1. Augmenter l'efficacité et la qualité des résultats scientifiques grâce à une étude plus complète des modèles 2. Augmenter la précision et la fiabilité des résultats de recherche grâce à l'optimisation des expériences. 3. Obtenir des résultats scientifiques qualitativement nouveaux, impossibles sans ordinateur.	1. Améliorer la qualité des produits grâce à la répétabilité des opérations, à l'augmentation du nombre de mesures et à l'obtention de données plus complètes sur les propriétés des produits. 2. Augmenter la précision des produits en obtenant des données plus complètes sur les processus de vieillissement et leurs prédécesseurs.	1. Économiser les ressources en main-d’œuvre en remplaçant le travail humain par le travail machine. 2. Réduire les coûts dans l'industrie en réduisant l'intensité du travail. 3. Augmenter la productivité du travail basée sur la répartition optimale du travail entre l'homme et la machine et éliminer la sous-utilisation lors de l'entretien occasionnel de l'installation.	1. Promotions potentiel intellectuel en confiant les opérations courantes à une machine. 2. Élimination des cas d'emploi du personnel d'exploitation dans des conditions indésirables. 3. Libérer une personne d'un travail physique pénible et utiliser le temps gagné pour satisfaire ses besoins spirituels.

Les objectifs de l’automatisation sont :

Élimination ou minimisation du « facteur humain » lors de l'exécution des fonctions d'un système ou d'un appareil ;

Atteindre des indicateurs de qualité spécifiés lors de la mise en œuvre de fonctions automatisées.

Résoudre les problèmes d'automatisation Le processus technologique est réalisé à l'aide de méthodes modernes et d'outils d'automatisation. Grâce à l'automatisation du processus technologique, un système de contrôle de processus automatisé est créé.