Уровни автоматизации производственных процессов

Автоматизация производственных процессов может осуществ­ляться на разных уровнях.

Автоматизация имеет так называемый нулевой уровень, если в производстве участие человека исключается только при выполне­нии рабочих ходов (вращение шпинделя, движение подачи инст­рументов и др.). Такую автоматизацию назвали механизацией. Можно сказать, что механизация — это автоматизация рабочих ходов. Отсюда следует, что автоматизация предусматривает меха­низацию.

Автоматизация первого уровня ограничивается созданием уст­ройств, цель применения которых — исключить участие человека при выполнении холостых ходов на отдельно взятом оборудова­нии. Такая автоматизация называется автоматизацией рабочего цикла в серийном и поточном производстве.

На первом уровне автоматизации рабочие машины еще не связаны между собой автоматической связью. Поэтому транс­портировка и контроль объекта производства выполняются с участием человека. На этом уровне создаются и применяются станки-автоматы и полуавтоматы. На автоматах рабочий цикл выполняется и повторяется без участия человека. На полуавто­матах для выполнения и повторения рабочего цикла требуется участие человека.

Например, современный токарный многошпиндельный авто­мат выполняет обтачивание, сверление, зенкерование, разверты­вание и нарезание резьбы на заготовке из прутка. Такой автомат может заменить до 10 универсальных станков за счет автоматиза­ции и совмещения холостых и рабочих ходов, высокой концент­рации операций.

Автоматизация второго уровня — это автоматизация техноло­гических процессов. На этом уровне решаются задачи автоматизации транспортировки, контроля объекта производства, удаления отходов и управления системами машин. В качестве технологиче­ского оборудования создаются и применяются автоматические ли­нии, гибкие производственные системы (ГПС).

Автоматической линией называют автоматически действующую систему машин, установленных в технологической последователь­ности и объединенных средствами транспортировки, загрузки, контроля, управления и устранения отходов. Например, линия по обработке ведущей конической шестерни редуктора автомобиля высвобождает до 20 рабочих и окупается через три года при соответствующей программе выпуска.

Автоматическая линия состоит из технологического оборудо­вания, которое компонуется под определенный вид транспорта и связывается с ним устройствами загрузки (манипуляторами, лот­ками, подъемниками). Линия включает кроме рабочих позиций и холостые позиции, которые необходимы для осмотра и обслужи­вания линии.

Автоматическая линия механической обработки зубчатого колеса: 1 — пластинчатый транспортер; 2 — токарный станок; 3 — портальный манипу­лятор; 4 — зубообрабатывающий станок; 5 — агрегатный станок; 6 — моечная установка; 7 — шлифовальный станок; 8 — контрольная станция; 9 — емкость для бракованных деталей; 10 — лоток

Если линия включает позиции с участием человека, то она называется автоматизированной.

Третий уровень автоматизации — комплексная автоматиза­ция, которая охватывает все этапы и звенья производственного процесса, начиная от заготовительных процессов и заканчивая испытаниями и отправкой готовых изделий.

Комплексная автома­тизация требует освоения всех предшествующих уровней автома­тизации. Она связана с высокой технической оснащенностью про­изводства и большими капитальными затратами. Такая автомати­зация эффективна при достаточно больших программах выпуска изделий стабильной конструкции и узкой номенклатуры (произ­водство подшипников, отдельных агрегатов машин, элементов электрооборудования и др.).

Вместе с тем именно комплексная автоматизация позволяет обеспечить развитие производства в целом, так как имеет наи­большую эффективность капитальных затрат. Чтобы показать воз­можности такой автоматизации, рассмотрим в качестве примера автоматический завод по выпуску автомобильных рам в США. При выпуске до 10 000 рам в сутки завод имеет штат в 160 человек, который в основном состоит из инженеров и наладчиков. При работе без применения комплексной автоматизации для выпол­нения той же производственной программы понадобилось бы не менее 12 000 человек.

На третьем уровне автоматизации решаются задачи автомати­зации складирования и межцеховой транспортировки изделий с автоматическим адресованием, переработки отходов и управле­ния производством на базе широкого применения ЭВМ. На этом уровне участие человека сводится к обслуживанию оборудования и поддержанию его в рабочем состоянии.