Автоматична лінія
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Автоматична лінія

Автоматична лінія, система машин, комплекс основного і допоміжного устаткування, що автоматично виконує в певній технологічній послідовності і із заданим ритмом весь процес виготовлення або переробки продукту виробництва або частини його. У функції обслуговуючого персоналу А. л. входять: управління, контроль за роботою агрегатів або ділянок лінії, їх ремонт і наладка. Лінії, які для виконання частини операцій виробничого процесу вимагають безпосередньої участі людини (наприклад, пуск і зупинка окремих агрегатів, закріплення або переміщення продукту переробки), називаються напівавтоматичними. На сучасних А. л. механізовані і автоматизовані багато допоміжних операцій (наприклад, прибирання відходів виробництва), контроль якості продукції, облік вироблення і ін. На багатьох А. л. автоматично регулюються параметри технологічних процесів, здійснюються автоматичне переміщення робочих органів, наладка і переналадка устаткування. Створення і впровадження А. л. — один з найважливіших етапів автоматизації виробництва, перехід від окремих автоматів до автоматичних систем машин і автоматизованих комплексів, часто об'єднуючих різнохарактерні виробничі процеси.

загрузка...

  Автоматизоване потокове виробництво виникло в деяких галузях промисловості (наприклад, в хімічній і харчовій) вже на початку 20 ст в основному на таких виробничих ділянках, де технологія взагалі не може бути організована по-іншому, наприклад при крекінгу нафти. Проте сам термін «А. л.» з'явився значно пізніше стосовно систем металообробних верстатів і машин. Цим, зокрема, пояснюється те, що якісні і кількісні показники А. л. враховуються головним чином в машинобудуванні і металообробній промисловості.

  Перші комплексні А. л. у машинобудуванні СРСР були створені в 1939 за пропозицією робітника-раціоналізатора Волгоградського тракторного заводу І. П. Іночкина. Тоді ж на 1-м-коді Державному підшипниковому заводі в Москві були створені А. л. для токарної обробки і шліфування деталей підшипників. Експериментальним науково-дослідним інститутом металоріжучих верстатів в 1936 були розроблені проекти А. л. з агрегатних верстатів . Такі лінії для оборонної промисловості будувалися в роки Великої Вітчизняної війни. Завод «Станкоконструкция» в 1945—46 виготовив ряд А. л. з агрегатних верстатів для обробки корпусних деталей тракторів і автомобілів. У 1947—50 вперше в світовій практиці в СРСР було створено комплексно-автоматизоване виробництво алюмінієвих поршнів для тракторних двигунів з автоматизацією всіх процесів, включаючи завантаження сировини, плавлення металу, дозування розплавленого металу, відливання заготовок, термічну, механічну, хімічну, антикорозійну обробку, контроль якості і упаковку готової продукції. У 1953—55 на 1-м-коді Державному підшипниковому заводі був створений комплексно-автоматизований цех по виготовленню кулькових і роликових підшипників, включаючи їх обробку, контроль і збірку.

  Подальшим етапом в розвитку А. л. з'явилося створення типових бистропереналажіваємих багатономенклатурних А. л. для обробки циліндрових зубчастих коліс, ступінчастих і шліцьових валів. На таких лініях при незначних витратах часу на переналадку можлива обробка декількох однотипних деталей різних розмірів; в той же час кожен верстат лінії може працювати самостійно. Розробка типових А. л. на базі машин і устаткування широкого призначення створила необхідні умови для серійного виготовлення А. л. і їх впровадження в серійне виробництво.

  А. л. широко застосовуються в харчовій промисловості, виробництві побутових виробів, в електротехнічній, радіотехнічній і хімічній галузях промисловості. Найбільше поширення А. л. отримали в машинобудуванні. Багато хто з них виготовляється безпосередньо на підприємствах з використанням устаткування, що вже діє.

  А. л. для обробки строго визначених формою і розмірам виробів називаються спеціальними; при зміні об'єкту виробництва такі лінії замінюють або переробляють. Ширшими експлуатаційними можливостями володіють спеціалізовані А. л. для обробки однотипної продукції в певному діапазоні параметрів. При зміні об'єкту виробництва в таких лініях, як правило, лише перенастроюють окремі агрегати і змінюють режими їх роботи; основне технологічне устаткування в більшості випадків може бути використане для виготовлення нової однотипної продукції. Спеціальні і спеціалізовані А. л. застосовуються головним чином в масовому виробництві.

  В серійному виробництві А. л. повинні володіти універсальністю і забезпечувати можливість швидкої переналадки для виготовлення різної однотипної продукції. Такі А. л. називають універсальними бистропереналажіваємимі, або груповими. Декілька менша продуктивність універсальних А. л. в порівнянні із спеціальними компенсується їх швидкою переналадкою для виробництва широкої номенклатури продукції.

  Структурна компоновка А. л. залежить від обсягу виробництва і характеру технологічного процесу. Існують лінії паралельну і послідовну дії, однопоточні, багатопотокові, змішані (з тим, що гілкується потоком) ( мал. 1 ). А. л. паралельної дії застосовуються для виконання однієї операції, коли тривалість її значно перевищує необхідний темп випуску. Продукт переробки автоматично розподіляється (з магазина або бункера) по агрегатах лінії і після обробки приймальними пристроями збирається і прямує на подальші операції. Багатопотокові А. л. є системою з А. л. паралельної дії, призначену для виконання декількох технологічних операцій, кожна з яких за тривалістю більше заданого темпу випуску. У єдину систему можуть бути об'єднані декілька А. л. послідовної або паралельної дії. Такі системи називаються автоматичними ділянками, цехами або виробництвами.

  Управління А. л. здійснюється системами автоматичного управління, які підрозділяються на внутрішніх і зовнішніх. Внутрішні системи управління забезпечують виконання окремим агрегатом або механізмом лінії всіх основних і допоміжних операцій технологічного процесу на даному агрегаті. Зовнішня система (як правило, система путнього контролю, організованого за принципом зворотного зв'язку) забезпечує погоджену роботу агрегатів і ділянок лінії. Залежно від конкретних умов системи управління А. л. будуються на електричних, механічних, гідравлічних, пневматичних або комбінованих зв'язках. Для автоматичного регулювання технологічного процесу і переналадки устаткування на А. л. (переважно групових) застосовують системи електронного програмного управління. Крупні комплексні А. л. оснащуються електронними машинами, що управляють, і іншими засобами обчислювальної техніки. На агрегатах А. л. переважно застосовується індивідуальний або багаторуховий електропривод і рідше — регульований електричний, гідравлічний або механічний привід.

  Переміщення оброблюваних деталей (продукту переробки) з однієї робочої позиції на іншу здійснюється жорсткою або гнучкою системою транспортування. Жорстка система транспортування може пересікати робочий простір агрегатів А. л. або розташовуватися паралельно і мати перпендикулярно змонтовані пристрої для завантаження і розвантаження робітників позицій. Робочі позиції кожного агрегату знаходяться на однаковій відстані одна від одної. Після обробки на одній позиції деталь розкріплюється і пересувається на наступну робочу позицію; при цьому на першій позиції встановлюється нова заготівка, а на останній знімається готовий виріб. Залежно від конструкції, розмірів і форми виробів використовуються транспортери крокові, штангового типа, а також грейфери, пластинчасті, ланцюгові і ін. Жорсткі системи транспортування застосовуються переважно на однопоточних лініях послідовної дії при виготовленні крупних штучних виробів (наприклад, на лініях з агрегатних верстатів або лініях для механічної обробки циліндрових зубчастих коліс, мал. 2 ). При гнучкій системі транспортування установка заготовок і зняття оброблюваних виробів виробляються незалежно на кожному агрегаті А. л.; передача виробів з однієї позиції на іншу може бути поєднана з робочим процесом. Транспортування оброблюваних виробів між агрегатами здійснюється за допомогою похилих або вібраційних лотків, ланцюгових, стрічкових або жолобчастих конвеєрів і тому подібне Гнучка система транспортування найбільш ефективна при обробці дрібних виробів на А. л. паралельної дії, а також на багатопотокових і змішаних А. л. Зазвичай при гнучкій системі транспортування на кожній робочій позиції встановлюють магазини або бункери-накопичувачі. Їх призначення — забезпечити роботу А. л. при зупинках окремих агрегатів і полегшити обслуговування ліній. Кількість і ємкість накопичувачів визначаються складністю і протяжністю А. л., мірою надійності і безвідмовністю роботи агрегатів. Магазини (бункери-накопичувачі) застосовуються також і на А. л. з жорстким транспортуванням; в цьому випадку їх вбудовують в загальну транспортну систему, забезпечуючи незалежну роботу окремих ділянок.

  Виріб при обробці залишається нерухомим або переміщається прямолінійно (А. л. безцентрово-шліфувальних верстатів), здійснює круговий або обертальний рух (у автоматичній роторній лінії ). Нерухомі або такі, що обертаються вироби перед обробкою фіксуються в необхідному положенні безпосередньо на робочій позиції або в пристосуванні-супутнику. Прямолінійне або кругове переміщення виробу в процесі обробки зазвичай здійснюється транспортними засобами.

  Стабільність процесу на А. л. характеризується часом, протягом якого необхідні параметри процесу витримуються в необхідних допусках. Стабільність якості продукції і усунення впливу погрішностей під час обробки на А. л. досягаються вживанням систематичного контролю заданих параметрів і активною дією на технологічний процес.

  Безпосередня ефективність А. л. позначається, зокрема, в зменшенні числа робітників, раніше зайнятих на цьому виробництві. Але робота на А. л. вимагає вищої кваліфікації обслуговуючого персоналу. Найбільш ефективні А. л. при комплексному впровадженні досконалих технологічних процесів. В умовах соціалістичного виробництва А. л. застосовують для трудомістких операцій і шкідливих процесів, якщо це значно полегшує працю робітників і покращує його умови. Проте як правило, А. л. дають і необхідну економічну ефективність, особливо високу при комплексній автоматизації виробництва. Вартість продукції, що виготовляється на А. л., залежить головним чином від вартості вихідних матеріалів і напівфабрикатів, продуктивності А. л. і витрат на їх створення.

  Вартість А. л. визначається кількістю технологічних операцій, їх складністю, об'ємом продукції, що випускається, складністю устаткування і систем управління, серійністю виробництва. За інших рівних умов вирішальний чинник, що визначає вартість А. л., — серійність виробництва її устаткування. Вартість А. л. знижується при використанні нормалізованих вузлів, механізмів і інструментів, при централізованому виготовленні систем транспортування і управління, скороченні тривалості монтажу і наладки. Зниження вартості А. л. розширює економічно доцільні сфери їх застосування, дозволяє вводити в дія А. л., необхідні для технічного переозброєння промисловості.

  Продуктивність А. л. залежить від часу, що витрачається на безпосереднє здійснення робочого процесу, часу на виконання допоміжних переміщень (несуміщені транспортні операції, закріплення і відкріплення оброблюваного виробу, відведення і підведення робочих органів), часу на переналадку, наладку і відновлення працездатності лінії. Скорочення часу робочого процесу досягається вживанням високопродуктивної технології. Зменшення часу на допоміжні переміщення досягається скороченням числа неодружених переміщень або збільшенням їх швидкості, поєднанням в часі неодружених переміщень з робочим процесом. Для оцінки продуктивності А. л. важливий показник циклової безперервності роботи, який визначається (для дискретних процесів) відношенням часу виконання робочого процесу до загального часу циклу. Час на підналадку, переналадку і ремонт скорочується при використанні автоматичного регулювання, підвищенні стабільності робочих інструментів і своєчасній їх заміні.

  В промисловості СРСР знаходяться в експлуатації тисячі А. л. Наприклад, лише в металообробній промисловості в 1967 діяло 4800 А. л.

  Літ.: Машинобудування. Енциклопедичний довідник, т. 9, М., 1949; Владзієвський А. П., Автоматичні лінії в машинобудуванні, М., 1958; Шаумян Р. А., Автомати і автоматичні лінії, 3 видавництва, М., 1961; Богуславський Би. Л., Автомати і комплексна автоматизація, М., 1964.

  А. П. Владзієвський.

Мал. 2. Типова автоматична лінія для обробки циліндрових зубчастих коліс: а — загальний вигляд; би — схема технологічного процесу.

Мал. 1. Структурні компоновки автоматичних ліній: а — однопоточна послідовної дії; б — однопоточна паралельної дії; у — багатопотокова; г — змішана (з потоком, що гілкується); 1 — робітники агрегати: 2 — розподільні пристрої.