Производственные технологии (стр. 16 )

32. Какие технологические процессы относят к химическим? В чем особенности и специфика химико-технологических процессов?

33. Какие химические процессы называют гомогенными? Чем принципиально отличаются они от гетерогенных?

34. Какие химические процессы называют экзотермическими? Чем принципиально они отличаются от эндотермических?

35. Какие химические процессы относят к обратимым? Чем принципиально они отличаются от необратимых?

36. В чем заключается сущность электрохимических процессов? Приведите примеры использования таких процессов на практике.

37. В чем заключается сущность электролиза? Какие электролитические процессы применяют на производстве?

38. Что представляют собой каталитические процессы? В чем сущность катализа?

39. Какие технологические процессы относят к биологическим? Что представляет собой биотехнология?

40. В чем сущность брожения? Какие виды брожения вам известны? Где они нашли применение по практике?

41. Какие направления современной биотехнологии Вам известны? Охарактеризуйте их.

Тема 4. технологический прогресс

Лекция 5. Прогрессивные технологические процессы промышленного производства

Основные понятия:

гибкое производство; гибкая автоматизированная технология; роботизация; роботизированный технологический комплекс; лазерная технология; мембранная технология; радиационно-химическая технология; фотохимические процессы.

Нынешний этап развития общественного производства, характеризуемый появлением принципиально новых технологий, знаменует и определяет кардинальные изменения и преобразования в технологии общественного производства.

Широкое внедрение в народное хозяйство принципиально новых технологических процессов, позволяющих многократно повышать производительность труда, поднять эффективность использования ресурсов и снизить энерго - и материалоемкость производства - важнейшие задачи, стоящие перед нашей экономикой на современном этапе развития.

Основы гибкой автоматизированной технологии

Гибкое производство - производство, которое позволяет за короткое время при минимальных затратах, на том же оборудовании, не прерывая производственного процесса и не останавливая оборудования, по мере необходимости переходить на выпуск новой продукции произвольной номенклатуры.

Гибкое автоматизированное производство по сравнению с традиционными имеет ряд преимуществ:

·  высокая мобильность и сокращение сроков освоения новой продукции;

·  высокая производительность и качество выпускаемой продукции;

·  улучшение условий труда;

·  сокращение производственного цикла и снижение эксплуатационных затрат на производство.

По степени гибкости существуют четыре группы производств:

·  1 группа производств предполагает жесткую технологию производства, когда оборудование предназначено для изготовления только одной детали. По окончании выпуска оборудование не может использоваться для изготовления других изделий. Примером такого производства может служить технологический процесс штамповки;

·  2 группа производств основана на перестраиваемой технологии, когда при изменении отдельных компонентов оборудования можно выпускать новое изделие. Примером такого производства может быть автоматическая линия из агрегатных станков;

·  3 группа производств основана на переналаживаемых технологических процессах и оборудовании. Примером может служить группа станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

Переналадка в данном случае требует более короткой остановки (иногда до 5 мин.) для замены программы обработки детали на станке с ЧПУ;

·  4 группа производств основана на гибкой технологии производства и оборудовании, приспособленном для высокого уровня автоматизации.

Для перехода на выпуск новой продукции никакой переналадки не требуется, а сам переход осуществляется в автоматическом режиме. Примером могут служить интегрированные производственные системы с ЭВМ, управляющей ходом технологического процесса. Третья и четвертая группы производств являются гибкими производствами, их иногда называют программируемыми, так как для перехода с одного объекта производства на другой необходимо изменять управляющие программы, а не оборудование.

Основным звеном гибкого автоматизированного производства является гибкая производственная система (ГПС). В свою очередь, гибкая производственная система структурно включает как минимум в себя:

·  гибкий производственный модуль (ГПМ);

·  роботизированный технологический комплекс (РТК);

·  систему обеспечения функционирования ГПС.

Более сложная гибкая производственная система может включать в себя несколько гибких производственных модулей и роботизированных технологических комплексов, объединенных единой системой обеспечения их функционирования. В целом, гибкие производственные системы строятся по блочно-модульному принципу.

Гибкий производственный модуль (ГПМ) представляет собой автономно функционирующую единицу технологического оборудования с программным управлением, предназначенную для производства изделий произвольной номенклатуры, автоматически осуществляющую все функции, связанные с изготовлением продукции.

Например, в технологии обработки металлов резанием в качестве автономно функционирующей единицы технологического оборудования с программным управлением используют, как правило, станки типа “обрабатывающий центр”, снабженные устройствами по загрузке заготовок, удалению обработанных деталей, подаче и замене инструмента, удалению отходов и т. д.

На обрабатывающем центре обеспечивается выполнение различных операций (точение, сверление, фрезерование и т. д.) при минимуме вспомогательных действий, связанных с установкой, закреплением, снятием обрабатываемой детали, переменой режущего инструмента и т. д. Обрабатывающий центр оснащен магазином инструментов, автоматической системой их смены и поворотными столами, обеспечивающими изменение положения обрабатываемой детали. Один такой обрабатывающий центр заменяет 5-6 обычных металлорежущих станков.

Таким образом, гибкий производственный модуль предназначен для выполнения рабочих элементов технологического процесса изменения состояния предмета труда.

Роботизированный технологический комплекс (РТК) представляет собой автономно функционирующую совокупность технологического оборудования, промышленного робота и средств их оснащения. В отличие от гибкого производственного модуля роботизированный технологический комплекс предназначен для выполнения вспомогательных операций.

Автоматическая система обеспечения функционирования ГПС представляет собой комплекс ЭВМ, программного обеспечения и центральный пульт управления, обеспечивающий координацию и согласование всех составных частей ГПС.

Более сложная гибкая производственная система может включать в себя несколько гибких производственных модулей и роботизированных технологических комплексов, объединенных единой системой обеспечения их функционирования. В целом, гибкие производственные системы строятся по блочно-модульному принципу.

Основными технологическими характеристиками гибких производственных систем являются:

·  способность работать без участия человека;

·  автоматическое выполнение основных и вспомогательных операций;

·  простота наладки;

·  гибкость, удовлетворяющая требованиям мелкосерийного производства;

·  высокая экономическая эффективность при правильной эксплуатации.

Широкое внедрение гибких производственных систем является оптимальным путем интенсификации мелкосерийного производства с применением безлюдной технологии изготовления продукции.

Основы роботизации промышленного производства

В общем случае роботизация является одним из направлений, одним из составляющих элементов комплексной автоматизации производства и представляет собой использование промышленных роботов и их систем в промышленном производстве.

Промышленные роботы эффективно включаются в автоматические линии, становятся частью гибких автоматизированных производств, способны быстро и без существенных затрат перестраиваться на производство изделий различных видов, приспосабливаться к изменяющимся условиям производства.

Представляя собой новый вид рабочей машины, роботы могут эксплуатироваться изолированно или целыми комплексами, управляемыми ЭВМ. Особенно ценное достоинство промышленных роботов - способность к быстрой переналадке на изготовление новой продукции (нередко достаточно для этого поменять программу). Это свойство роботов важно для обрабатывающих отраслей промышленности, где около 50 % объема производства приходится на малые и средние партии. В условиях традиционного производства при изготовлении изделий небольшими партиями непосредственно чистое время механической обработки занимает 5 % общего рабочего времени, а остальное приходится на подготовку станка и деталей, настройку инструмента, крепление и снятие деталей и т. д. Применение промышленных роботов изменяет это соотношение и значительно повышает производительность обработки. Кроме того, использование роботов дает значительный эффект в экономии сырья, материалов при рациональной организации производственного процесса.

Промышленный робот - многократно программируемое многофункциональное устройство, предназначенное для манипулирования и транспортирования деталей, инструментов, специализированной технологической оснастки посредством программируемых движений для выполнения разнообразных задач.

С точки зрения истории развития робототехники различают три поколения промышленных роботов:

·  роботы первого поколения (программируемые роботы) характеризуются тем, что они выполняют совокупность жестко запрограммированных операций, эти роботы “глухи”, “немы” и “слепы”;

·  роботы второго поколения (адаптивные роботы) используют сенсорную информацию об окружающей среде, чтобы корректировать свое поведение при выполнении производственной операции;

·  роботы третьего поколения - это интеллектуальные роботы, наделенные “здравым смыслом”, “чувствами”, способные распознавать разнообразные объекты внешнего мира, обладающие способностью действовать самостоятельно.