Processi tecnologici nell'ingegneria meccanica. Sistemi automatizzati di controllo dei processi

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Il processo tecnologico è alla base di qualsiasi operazione di produzione. Comprende una serie di procedure eseguite in una determinata sequenza, la cui azione è volta a modificare la forma, le dimensioni e le proprietà del prodotto fabbricato. I principali esempi di processi tecnologici sono le lavorazioni meccaniche, termiche, a compressione. Oltre ad assemblaggio, attrezzature, trattamento a pressione e molto altro. Nelle condizioni di produzione in fabbrica, il dipartimento del capo tecnologo è responsabile dell'esecuzione di tali processi e dell'elaborazione della documentazione tecnologica. Gli specialisti del reparto controllano la correttezza dei momenti operativi. Processi tecnologici adeguatamente progettati e ben organizzati nell'ingegneria meccanica e nella produzione di qualsiasi altro livello consentono di eseguire le procedure necessarie per la fabbricazione di prodotti pertinenti con il minimocosti. Sia materiale che energico e temporaneo.

Ingegneria meccanica come tipo di produzione

L'ingegneria come tipo di produzione settoriale è caratterizzata dall'uso di apparecchiature universali, grazie alle quali viene eseguita la lavorazione di parti di varie dimensioni e forme, dispositivi universali e strumenti di misurazione. Questo settore fornisce non solo il funzionamento automatizzato dei dispositivi, ma anche l'uso del lavoro umano fisico: dopotutto, una quantità significativa di processi di costruzione di macchine viene eseguita proprio attraverso il lavoro manuale e gli sforzi di lavoratori altamente qualificati. In tali impianti, il costo delle varie parti è spesso stimato molto più elevato, sebbene la produttività sia molto inferiore. Gli uffici di rappresentanza di tale ingegneria meccanica includono turbine, costruzioni navali, impianti chimici e imprese di ingegneria pesante. Inoltre, oggi tra i moderni impianti di costruzione di macchine che lavorano per la produzione in serie o in serie, ci sono laboratori di ricerca sperimentale, dove si lavora per creare nuovi modelli di macchine in un unico esemplare - e questa è prerogativa della produzione individuale di macchine.

Tuttavia, vale comunque la pena sottolineare che l'ingegneria domestica mira alla produzione di massa di automobili. Allo stesso tempo, il processo tecnologico di progettazione e produzione di parti si concentra sulla produzione di un gran numero di prodotti identici per un lungo periodo di tempo. Allo stesso tempo, mira a una specializzazione ristretta.postazioni di lavoro, macchine semiautomatiche, macchine utensili, installazioni modulari. E attrezzature speciali, disponibilità di utensili universali e ampia intercambiabilità delle parti consentono di coordinare il processo tecnologico con sistemi di controllo automatizzati.

Elementi di produzione della macchina. Sfumature

Come in ogni processo tecnologico, l'ingegneria meccanica prevede la suddivisione obbligatoria delle procedure di lavoro in specifiche aree di attività con il raggiungimento di uno specifico risultato in tale area di riproduzione. Qui è importante distinguere e separare momenti operativi fondamentalmente diversi l'uno dall' altro.

Quali elementi del processo tecnologico sono rappresentati dalla processione standard della costruzione delle macchine? Considerali:

1. Operazione tecnologica - parte integrante del processo complessivo, durante il quale viene eseguita la lavorazione dei pezzi eseguita da un utensile (lima, taglierina) in un posto di lavoro (ad esempio una macchina utensile). Allo stesso tempo, il lavoro può essere svolto da uno o più lavoratori contemporaneamente. In base alla quantità di lavoro da svolgere, l'operazione tecnologica può essere semplice o complessa. Quest'ultimo, a sua volta, può essere disperso in parti separate che prendono il nome di installazioni in produzione.
2. L'installazione tecnologica è parte integrante dell'operazione eseguita sul posto di lavoro in uno stato di bloccaggio del pezzo invariato.
3. La posizione è parte integrante dell'operazione, che si svolge in condizioni di posizione invariatapezzo rispetto all'utensileria (non tenendo conto di quei movimenti che sono dovuti ai movimenti di lavoro del pezzo stesso o dell'utensile stesso).
4. La transizione è parte integrante dell'operazione, che è accompagnata dal funzionamento a regime costante della macchina o dell'utensile.
5. Il passaggio è la parte della transizione che provoca la rimozione di strati di metallo (o altro materiale se non è metallo).
6. Ricevimento di lavoro - un'azione completata di un dipendente dell'officina meccanica della fabbrica, che è accompagnata dal fissaggio o dalla rimozione dell'utensile da taglio, del pezzo stesso e così via.

Struttura dei processi tecnologici. Essenza

La struttura stessa dell'ingegneria meccanica è rappresentata dal passaggio del prodotto finito attraverso diverse fasi di lavorazione. Spesso queste fasi sono rappresentate dalla fase di approvvigionamento, dalla fase di lavorazione e dalla fase di assemblaggio. Ma qual è esattamente ciascuna delle fasi della struttura dell'ingegneria meccanica?

Fase di preparazione

La fase di approvvigionamento è caratterizzata dall'esecuzione di procedure per l'ottenimento di grezzi attraverso le seguenti modalità:

1. Fusione: consiste nel riempire un contenitore, uno stampo o una cavità con un materiale che si trova in uno stato liquido di aggregazione.
2. Lo stampaggio è una procedura di deformazione plastica dei materiali con regolazione della loro forma e dimensione.
3. Pressione - testare oggetti per la forza (densità, tenuta) di natura idraulica o pneumatica nel processo di pressione.
4. Lo sbarco è un'operazione di fabbro,che consiste nella deformazione del pezzo con uno sformo parziale in modo da creare un ispessimento dell'oggetto riducendone la lunghezza.
5. Il taglio e la piegatura dei metalli è il processo di deformazione o divisione di un tubo metallico, lamiera o fusione nelle sue parti componenti.
6. Taglio di materiale in rotoli o in fogli - punzonatura, punzonatura, taglio e rifilatura di materiale metallico, eseguiti per dividere una struttura metallica complessa in segmenti separati.

Al termine delle procedure della fase di app alto, viene effettuato il passaggio alla seconda fase della struttura di ingegneria meccanica.

Fase di elaborazione

La fase di lavorazione prevede il processo di trasformazione di vari grezzi di produzione in parti finite. Quali metodi di lavorazione determinano il processo tecnologico dell'ingegneria meccanica nella seconda fase del lavoro di produzione? Considerali:

1. La lavorazione dei metalli è un insieme di processi meccanici volti a modificare le forme, le dimensioni e la qualità di leghe e metalli.
2. Il trattamento termico è il processo di applicazione del calore a un metallo per conferirgli le proprietà necessarie (in particolare, la dimensione e la forma appropriate).
3. Trattamento chimico - il processo di azione chimica sul metallo attraverso la distruzione mirata delle leghe mediante attacco in soluzioni di alcali e acidi.
4. Il trattamento chimico-termico è l'effetto combinato sul pezzo del processo termico e acido-base, durante il quale la superficie delle parti in acciaio viene saturata di carbonio.
5. La lavorazione al plasma è una procedura di lavorazione del materiale eseguita utilizzandoplasma a bassa temperatura generato da torce plasma ad alta frequenza o ad arco per modificare le proprietà di questo materiale.
6. La galvanizzazione è la tecnologia di rivestimento di un metallo con un altro utilizzando un composto elettrolitico.
7. Verniciatura: levigatura, lucidatura e rivestimento del materiale con pitture o vernici per conferirgli un aspetto esteticamente rifinito.
8. La saldatura è il processo di fissaggio delle parti al fine di collegarle in modo sicuro in un'unica struttura.
9. Passivazione - trattamento dell'area dopo la saldatura con una sostanza speciale, che viene applicata in uno strato uniforme sulla superficie del materiale.

Al termine della deformazione dei materiali, del taglio e della piegatura del metallo, nonché dopo aver lavorato i prodotti con uno dei metodi appositamente studiati per ottenere un risultato specifico, si passa alla terza fase del processo tecnologico effettuato.

Fase di assemblaggio

L'ultima fase del processo tecnologico dell'ingegneria meccanica prevede eventi collettivi e raddrizzatura di grezzi di metallo. L'aggancio di vari profili metallici può essere effettuato in diversi modi:

1. Imballaggio di singole unità di assemblaggio in un unico prodotto finale completo.
2. Assemblaggio regolazione-consegna.
3. Test di connessione dei componenti in un'unica struttura metallica.

Problemi di ingegneria meccanica in Russia

La sfida principale continua ad essere la necessità di una profonda revisione. Il problema del ritardo domesticola produzione dell'economia di livello mondiale è direttamente correlata alla bassa redditività di settori della produzione di macchine come la fabbricazione di strumenti, la costruzione di macchine utensili, la tecnologia informatica, l'industria elettronica ed elettrica. Questo problema deve essere risolto il prima possibile.

A seconda della natura e della direzione, i problemi fondamentali dell'ingegneria meccanica nella produzione nazionale possono essere raggruppati in blocchi separati. Questo è:

1. Svantaggi nello sviluppo del complesso di costruzione delle macchine - il problema è dovuto ai bassi tassi di crescita delle industrie leader, un calo significativo della produzione, l'interruzione dei legami tecnologici, i tempi di fermo delle singole imprese, i bassi tassi di rinnovo delle apparecchiature in relazione al livello di uscita.
2. Mancanza di risorse per l'adeguamento strutturale: una ramificazione non sufficientemente sviluppata delle direzioni di attività dell'industria meccanica nazionale richiede la riprofilatura e non ci sono fondi sufficienti per questo. Inoltre, l'industria richiede di ridurre le sproporzioni nei tassi di crescita dei singoli segmenti di riproduzione: da qualche parte è necessario ottimizzare la struttura delle tecnologie operative, da qualche parte integrare il processo produttivo con le capacità mancanti.
3. Svantaggi nella qualità dei prodotti fabbricati: la non conformità delle macchine fabbricate (la loro stragrande maggioranza) con le macchine degli standard mondiali, nonché la bassa affidabilità dei veicoli prodotti porta al fallimento del loro prodotto finito modelli già un anno dopo il funzionamento attivo. La percentuale di tali impianti di produzione è del 20-30% nel peso specifico totalemodelli prodotti.

Automazione dei processi tecnologici

I sistemi di controllo automatizzati nel campo dell'ingegneria meccanica sono la principale fonte di aumento della capacità produttiva nell'intero segmento dell'ingegneria meccanica. Cosa significa?

L'automazione della produzione è oggi la principale direzione in cui si sta muovendo la produzione di tutto il mondo. Tutto ciò che in precedenza veniva svolto a scapito della capacità di lavoro di una persona, della sua forza fisica e delle sue capacità intellettuali, tutto ciò al momento si riduce alla tecnologia, che gestisce autonomamente i cicli tecnologici e ne monitora l'attuazione. Allo stesso tempo, il ruolo di una persona è ridotto al minimo: deve solo osservare la correttezza dell'attuazione da parte di sistemi automatizzati di tutte quelle azioni volte all'ottimizzazione della produzione nazionale. È semplice.

L'automazione dei processi tecnologici nell'ingegneria meccanica viene eseguita attraverso una serie di operazioni che implicano l'avvio, l'arresto, il mantenimento o la modifica del processo di lavoro operativo presso l'intera struttura. Svolge davvero un ruolo importante nello sviluppo del settore nel suo insieme. Il valore di singole macchine, dispositivi, unità, dispositivi, complessi di macchine risiede in un impatto significativo sulla formulazione di un processo di lavoro fondamentalmente nuovo nell'impianto di costruzione di macchine nel suo insieme. Dopotutto, gli oggetti gestiti nell'automazione sono piuttosto diversi e incredibilmente efficaci nello scopo previsto.

Sostituire il lavoro umano puòessere effettuato in termini di sostituzione parziale o assoluta. Il processo di ingegneria meccanica viene eseguito completamente grazie ai più recenti dispositivi di automazione o con la parziale sostituzione del lavoro umano. Non tutte le fabbriche hanno la capacità di sostituire completamente il lavoro umano con quelli automatizzati. Qualcuno non ha abbastanza capacità per questo, qualcuno non ha l'attrezzatura e qualcuno non ha le capacità per lavorare con un metodo di controllo del processo così insolito, ma allo stesso tempo estremamente efficace.

Oggetti da automatizzare

Ma oggi non solo le mani umane possono essere sostituite da dispositivi meccanizzati con apparecchiature ad alta precisione in grado di rispondere ai minimi commenti dell'operatore dell'auto. Oltre al fatto che c'è una sostituzione diretta di una persona presso la macchina con un'installazione specializzata, in parallelo è possibile automatizzare i seguenti aspetti nel processo di ingegneria meccanica:

1. Il processo di produzione - tutto il lavoro che una persona svolge ogni giorno con una ripetizione riflessa di azioni elaborate sulla macchina può essere completamente sostituito ininterrottamente da una macchina.
2. Design - come accennato in precedenza, non solo i risultati del lavoro fisico umano possono essere rivisti e adattati alle loro esigenze di produzione. Anche il lavoro intellettuale è soggetto all'automazione. Inoltre, alcuni calcoli e l'elaborazione di algoritmi soggetti al calcolo elettronico sono alla base di una corretta progettazione assistita da computer.
3. Organizzazione - alcuni aspetti delle funzioni distributive per l'esecuzione specifica di azioni di una struttura automatizzata sono soggetti al solo controllo esterno. Tutto il resto la tecnica fa da sola.
4. Pianificazione: anche i calcoli e l'identificazione delle attività imminenti da completare in futuro vengono assegnati all'"elettronica intelligente".
5. Controllo - per gestire il processo di lavoro con le automazioni che assemblano le macchine è sufficiente effettuare semplici manipolazioni dei pulsanti stando in piedi davanti al pannello di controllo.
6. Ricerca scientifica: anche tutti gli aspetti matematici e le caratteristiche dei calcoli errati della crescita della produttività di un impianto di costruzione di macchine in dinamica sono soggetti a sistemi di calcolo automatizzato.
7. Processi aziendali: se lo desideri, puoi calcolare il rapporto tra il tuo profitto e il reddito marginale dalla gestione di un'attività di costruzione di macchine, perché le apparecchiature computerizzate possono fare tutto per una persona.

Dignità

L'obiettivo dell'automazione dei processi è aumentare la produttività del lavoro insieme al miglioramento generale della qualità del prodotto e all'introduzione di apparecchiature ad alta tecnologia. Con il suo aiuto, diventa possibile ottimizzare la gestione della produzione di macchine edili, per spostare una persona da zone industriali pericolose per la salute. E anche per aumentare l'affidabilità e raddoppiare la redditività dell'ingegneria di precisione. Perché l'automazione aumenta la convertibilità e riduce i tempi di elaborazione nella pianificazione.

1. Quali sono gli aspetti positivi dell'automazione dei momenti di lavoro nel complesso di costruzione macchine? Considerali:
2. In primo luogo, puoi salvare i dipendenti che lavorano in condizioni fisiche particolarmente difficili dal lavoro fisico monotono e duro. Una macchina può fare tutto per una persona.
3. In secondo luogo, puoi evitare che i dipendenti rimangano sul posto di lavoro in condizioni professionalmente pericolose (sotto il telaio incernierato di un'auto, dietro una macchina meccanica per il taglio dei metalli e altri).
4. In terzo luogo, la prerogativa di anteporre al sistema automatizzato quei compiti che, in base alle capacità fisiche di una persona, sarebbero al di fuori delle sue possibilità. Stiamo parlando di blocchi di peso elevato, velocità di esecuzione del compito, resistenza e criteri simili.
5. In quarto luogo, la caratteristica principale dell'automazione del flusso di lavoro è che ha un effetto positivo sulla crescita degli indicatori economici sia dell'impresa che dell'industria nel suo insieme.

Difetti

Tuttavia, ci sono anche aspetti negativi nella sostituzione del lavoro umano con quello automatizzato. L'ingegneria dei trasporti, la produzione di macchine utensili o qualsiasi altra impresa industriale del ramo affronta le seguenti sfumature negative nel processo di automazione del lavoro:

• lavoro tagliato;
• restrizioni tecniche;
• minacce alla sicurezza esistenti;
• imprevedibilità dei costi di implementazione e sviluppo;
• prezzo iniziale alto.

Documentazione tecnologica

Qualsiasi lavoro basato sull'approvvigionamento, la lavorazione e l'assemblaggio di parti nell'ingegneria meccanica deve essere accompagnato dalla preparazione e dall'esecuzione dei documenti pertinenti. La forma delle carte e la loro composizione nell'insieme generale dei documenti dipende dal tipo di processo tecnologico (gruppo, standard, singolo), dal tipo di produzione e dal grado di utilizzo dei sistemi di controllo automatizzati nell'impresa. Sulla base di questi criteri e tenendo conto del grado di dettaglio dei dati richiesti, la presentazione e il contenuto delle transazioni nei documenti, nonché la loro completezza, possono variare in modo significativo.

Molto spesso, l'insieme di documenti per il processo tecnologico include una mappa del percorso, una sala operatoria, una mappa schematica, una lista degli attrezzi, un elenco di documenti tecnologici e un elenco di materiali.