Адрес этой страницы' ?>

§ 1. Автоматизация и механизация производственных процессов

Решающими критериями для оценки вновь созданной машины являются степень повышения производительности труда и степень облегчения и безопасности труда. Облегчение и безопасность труда при работе на станке или любой машине достигается механизацией и автоматизацией ручных операций.

Механизацией производственного процесса называют замену мускульной энергии человека механической путем использования машин и механизмов, приводимых в движение различными двигателями (электрическими, паровыми, гидравлическими и др.). Механизация исключает тяжелый физический труд при выполнении основных и вспомогательных операций в процессе производства. Например, механизация процесса установки детали на станок с помощью электротельфера или поворотного крана устраняет тяжелую работу по ручному подъему заготовки.

Комплексная механизация представляет собой высшую ступень механизации. Она состоит в применении систем машин, механизмов и других технических средств, увязанных между собой по производительности, обеспечивающих исполнение технических и других производственных операций по всему циклу производственного процесса без применения ручного труда, за исключением операций по управлению машинами и механизмами, их регулированию и наладке. Комплексная механизация создает условия для перехода к высшей ступени механизации — автоматизации и комплексной автоматизации производства.

Автоматизация предусматривает применение приборов, машин, приспособлений, позволяющих осуществлять производственные процессы без физических усилий человека, лишь под его контролем. В качестве примера можно привести любую автоматическую машину, станок-автомат, способные выполнить свойственную им работу без участия человека. Так, налаженный прутковый токарный автомат будет самостоятельно вытачивать заданные детали в требуемом допуске до тех пор, пока не израсходуется весь пруток. Постоянного присутствия рабочего у такого автомата не требуется, он периодически наблюдает за ходом работы станка; в этом случае мы имеем дело с автоматической обработкой детали.

Комплексная автоматизация процессов производства — это автоматические системы машин, механизмов и средств автоматического контроля и управления операциями, которые обеспечивают выполнение производственного процесса по всему циклу без участия человека, с обеспечением заданной производительности и качественных параметров процесса. Функции человека при комплексной автоматизации сводятся к контролю за ходом процессов, работой оборудования и средств автоматизации.

Автоматизация в машиностроении применяется главным образом в крупносерийном и массовом производстве. Она получила большое распространение в автомобильной и тракторной промышленности, в производстве сельскохозяйственных машин, электромоторов, подшипников, швейных машин, холодильников и т. д. В этих производствах имеется большое число автоматических линий и установок, выполняющих цикл операций одного технологического характера (изготовление шестерен, валиков и т. д. деталей, сборка отдельных комплектов и узлов), комплексно автоматизированы цехи и целые заводы.

Поскольку в автоматизированном производстве труд рабочего сводится к наблюдению за работой машин, число несчастных случаев, связанных с непосредственной работой оборудования, чрезвычайно мало. Несчастные случаи в автоматических цехах происходят, как правило, при наладке, ремонте и монтаже оборудования, а также вследствие нерациональной расстановки оборудования и организации рабочих мест. Таким образом, чем более механизирован и автоматизирован труд, тем меньше вероятность появления травматизма. Механизация и автоматизация призваны не только обеспечить дальнейший рост производительности общественного труда, но и устранить в социалистическом хозяйстве тяжелые и вредные для здоровья условия труда.

Механизация и автоматизация должны быть характерны не только для крупносерийного и массового производства. Эти мероприятия необходимо проводить в производствах с небольшой номенклатурой изделий, т. е. в единичном и мелкосерийном производстве. В настоящее время широко применяют автоматические линии, которые обладают большой гибкостью и позволяют использовать их для обработки деталей, отличающихся формой и размерами. Возможность быстрой переналадки таких линий значительно расширяет область их применения.

Основное направление повышения производительности и безопасности труда в машиностроении при единичном и мелкосерийном производстве заключается в более широком применении станков с программным управлением. В этих видах производства рабочий большую часть времени занят чтением чертежа и выбором наилучшего способа обработки, особенно при точных и сложных работах. Принцип программного управления освобождает рабочего от этих операций, и выбор наилучшего режима работы станка производится до начала производственного процесса. Вся информация о форме и размерах детали, о способе обработки и последовательности операций сообщается не в виде чертежа рабочему, а передается с помощью перфорированной или магнитной ленты, карты и т. п. непосредственно в станок.

Программное управление широко применяется для нормализованных рабочих головок (узлов) в агрегатных переналаживаемых станках и даже для автоматизации обычных универсальных станков широкого профиля. При работе на станках с программным управлением рабочий производит установку и закрепление заготовки, осуществляет пуск станка и снимает обработанную деталь. Ему нет надобности находиться в опасной зоне станка. Установка, закрепление и снятие детали со станка производится при выключенных рабочих головках, которые отводятся на безопасное расстояние.

В последние годы быстро распространяется новый вид оборудования для металлообработки — это станки и комплексы станков с программным управлением и автоматической сменой режущего инструмента, так называемые «обрабатывающие центры» и «машинные комплексы». Отличительными особенностями «обрабатывающих центров» являются автоматическая смена режущего инструмента и возможность выполнения в автоматическом цикле токарных, сверлильных, фрезерных и резьбонарезных операций в любом доступном для подвода режущего инструмента месте обрабатываемой детали. Эти станки имеют два и более столов, позволяющих совместить машинное время с вспомогательным временем, что дает возможность рабочему производить установку заготовки и снятие обработанной детали вне опасной зоны.

«Машинные комплексы» представляют собой соединение нескольких «обрабатывающих центров» в единую систему машин с помощью автоматических подъемно-транспортных устройств, работающих по соответствующим программам. Объем ручных операций при этом сводится к минимуму.

В общем комплексе задач по автоматизации технологических процессов большое значение имеют операции загрузки, закрепления и снятия деталей. Даже «машинные комплексы» не освобождают рабочего от тяжелого и изнурительного труда, связанного с разгрузочно-установочными операциями. Механизация загрузки и разгрузки превращает обычное неавтоматическое оборудование в автоматизированное и значительно сокращает долю ручного труда. Такие машины могут использоваться как самостоятельно, так и легко встраиваться в автоматические линии. Обычно механизмы загрузки и выгрузки сочетаются с зажимными приспособлениями машины, поэтому рабочий не входит в непосредственный контакт с опасной зоной.

При измерении деталей вручную в процессе обработки неизбежно попадание рук рабочего в опасную зону машины. Ручные операции контроля всегда являются причинами травм. Безопасность работы достигается устранением ручных операций контроля, заменой ручного контроля различными устройствами. Для непрерывного измерения параметров обрабатываемых деталей применяются автоматические и полуавтоматические устройства.

Полуавтоматические устройства при достижении деталью требуемых размеров автоматически подают сигналы (световой или показание шкалы) и рабочему необходимо только остановить станок. Автоматические устройства в отличие от полуавтоматических включают (или переключают) рабочие движения машины при достижении требуемых размеров детали.

Таким образом, при выборе технологического процесса необходимо руководствоваться тем, чтобы освободить рабочего не только от излишней физической нагрузки, но и от нервного напряжения, связанного с возможной опасностью работы на станке. Все это в первую очередь достигается автоматизацией и механизацией ручных операций. Если конструктор или технолог в результате предусмотренной автоматизации отдельных движений сумеет высвободить из технологического процесса ручной труд, то тем самым он значительно уменьшит вероятность возникновения травматизма.