Automatizarea proceselor și sistemelor de producție

1 ¦ PROBLEME GENERALE ALE AUTOMATIZĂRII

MAŞINILOR UNELTE

1.1 INTRODUCERE

După mecanizare, care l-a eliberat pe om de muncile fizice obositoare, automatizarea constituie etapa în care omul este preocupat să creeze mijloace materiale care să reducă sau să elimine complet intervenţia sa directă în desfăşurarea proceselor de producţie.

Termenul "automat" provine de la cuvântul grecesc "automatos" având semnificaţia "din impuls propriu". Încă din antichitate prin "automatos" se înţelegea "o maşină care se mişcă singură". Acest sens se păstrează până în prezent.

Definim următoarele noţiuni cu care se va opera frecvent în această lucrare:

• automatul, este o structură tehnică care efectuează anumite operaţii fără

intervenţia nemijlocită a omului;

• mecanizare, înlocuirea parţială sau totală a omului ca sursă de lucru mecanic în procesul de producţie. Elementele maşinilor care furnizează lucrul mecanic în forma cerută de procesul de producţie se numesc elemente de execuţie sau motoare.

• automatizare, înlocuirea totală sau parţială a omului în funcţiile de comandă, coordonare şi control a proceselor de producţie. Automatizarea constă în echiparea unei instalaţii cu automate, cu scopul de a modifica raportul de implicare a factorului uman în desfăşurarea unui proces, în sensul înlocuirii acestuia cu sisteme tehnice.

La procesele neautomate (manuale), fig. 1.1a, între factorul uman şi obiectul muncii nu se interpune un sistem tehnic. Energia de transformare şi manipulare este furnizată de om ca motor viu. La procesele automatizate, fig. 1.1b, între factorul uman şi obiectul muncii se interpune un sistem tehnic automatizat. Astfel, se reduce gradul de implicare direct al omului în proces, în paralel cu dezvoltarea calitativă a activităţilor sale (adică o activitate de ordin intelectual). Specificaţia literelor din figură este următoarea:

F.U. - factor uman; S - sculă; O.M. - obiectul muncii; E.T. - energia pentru transformare;

E.C. - energia de comandă; E.M. - energia de manipulare; R.I. - reacţia informaţională;

a) b)

Fig. 1.1

S.A. - sistem tehnologic automatizat; S.M. - sistem de manipulare automatizat;

C.O. - conducere operativă; S.P. - sistem de programare; E - energie.

Funcţie de prezenţa sau absenţa sistemului de comandă şi a modului de dialogare dintre el şi maşină se pot întâlni diferite scheme bloc de maşini unelte.

Posibilităţile oferite de mecanizare şi automatizare pot fi ilustrate comparând performanţele actuale cu performanţele omului. Astfel un om poate furniza, în decursul unui schimb de 8 ore, o energie de 5,5-8,5 MJ, dezvoltând o putere medie de 0,2-0,3 kW, pe durata de 2-5 min.

Maşinile unelte de mărime mijlocie actuale au puteri de 2-10 kW, ajungând la 100-150 kW, la maşinile unelte grele.

Viteza medie de citire a omului este de 20 caractere/s, ajungând până la maximum 50-100 caractere/s. Un cititor de bandă perforată poate citi cu uşurinţă 200-400 caractere/s, iar un cititor de bandă magnetică poate citi 100 000 caractere/s.

Timpul de reacţie al omului la semnale luminoase sau sonore este de 0,1-0,4 s, în timp ce servomotoarele electrice răspund la impulsuri de comandă 0,001-0,01 s.

Ţinând seama de aceste precizări o maşină unealtă neautomatizată nu are sistem de comandă, iar o maşină unealtă automată poate fi cu comandă în buclă deschisă, dacă

dialogul are loc numai între sistemul de comandă şi mecanismul de antrenare şi transmitere, sau în buclă închisă dacă sistemul de comandă mai dialoghează în plus şi cu mecanismul de execuţie.

1.2 PROCESUL TEHNOLOGIC - BAZA PROIECTĂRII MAŞINILOR AUTOMATE

La elaborarea procesului tehnologic de prelucrare al unei piese, una din problemele importante ale proiectării tehnologiei constă în alegerea numărului de operaţii, succesiunea lor şi a fazelor de lucru, funcţie de condiţiile tehnico-economice impuse procesului tehnologic de către desenul de execuţie.