Основа дальнейшего технического прогресса в лесопильно- деревообрабатывающем производстве - механизация и автоматизация производственных процессов, направленная на решение одной из важных задач - замены ручного труда работой механизмов и машин.

Механизация - это замена ручного труда машинным. В данном случае машина производит работу, которую ранее выполнял человек с помощью мускульной силы.

Однако при работе этой машины человек не может отойти от нее, так как он должен выполнять ряд вспомогательных операций, без которых машина перестает выполнять свои функции. Иногда производительность такой машины ограничивается физическими возможностями человека и она используется не полностью.

Рабочая машина (неавтоматизированная) имеет, как правило, механизмы рабочих ходов и выполняет в основном главные рабочие движения. Вспомогательные операции, такие, как загрузка заготовок, зажим и др., выполняет человек. В этом случае весь производственный процесс строится на взаимодействии человека и машины. Последовательность, (программу) выполнения операций выбирает сам человек.

Автоматизация-это более высокая ступень развития машинного производства, при которой человек освобождается не только от физического труда, но и от обязанностей опера­тивного управления механизмами, осуществляющими производственный процесс. Отпадает необходимость в непрерывном обслуживании автоматической машины, и человек может отойти от нее, так как она сама выполняет все основные и вспомогательные операции производственного процесса. Производительность такой машины не связана с физическими возможностями человека, поэтому может достигать высокого уровня.

Автоматическая машина (автомат) - это самоуправляемая рабочая машина, которая выполняет весь комплекс назначенных операций. Все функции управления производствен­ным процессом, т. е. включение и выключение отдельных механизмов, изменение порядка работы рабочих органов, выполняются специальными устройствами. Эти устройства без вмешательства человека могут поддерживать в заданных пределах технологические режимы обработки.

На первом этапе развития автоматизации ставилась задача автоматизировать выполнение отдельных операций. Межоперационное транспортирование заготовок и деталей, а также другие вспомогательные операции выполнялись вручную.

В современных условиях задачи автоматизации значительно расширились. Теперь автоматизация охватывает все звенья производственного процесса, включая транспортные, загрузочно-разгрузочные работы и контроль готовых деталей. В ряде случаев применяют конвейеры с автоматическим адресованием.

С внедрением автоматизированных линий появилась необходимость в разработке принципиально новых конструкций изделий, позволяющих коренным образом усовершенствовать технологические приемы их изготовления. Конструкция изготовляемых изделий должна отвечать требованиям высокомеханизированного производства.

Таким образом, понятие автоматизации производства охватывает широкую совокупность мероприятий по разработке технологических процессов изготовления изделий и созданию высокопроизводительных автоматически действующих средств производства.

Процесс автоматизации затрагивает не только технические, но и социальные аспекты производства, определяет коренные сдвиги в экономике и организации производства. В нашей стране в последние годы организованы крупные автоматизированные производства по выпуску оконных и дверных блоков, плитных материалов и паркета.

Комплексная механизация процессов лесопиления и деревообработки связана с созданием систем машин, объединяющих выполнение разнообразных операций обработки, сборки, транспортировки и иногда контроля изделий. Такие системы машин включают в себя оборудование, расположенное в порядке последовательности операций технологического процесса и называемое линиями.

Линии лесопильно-деревообрабатывающих машин по степени автоматизации подразделяют на поточные, полуавтоматические и автоматические.

Поточной называют линию рабочих машин, расположенных в порядке последовательности технологических операций и требующих индивидуального обслуживания. Машины, входящие в состав поточной линии, могут быть связаны и не связаны транспортными устройствами.

Автоматической линией называется система взаимосвязанных рабочих машин (станков, вспомогательного оборудования и др.), расположенных по ходу технологического про­цесса и автоматически осуществляющих назначенную последовательность технологических операций без вмешательства рабочего. Такая система нуждается лишь в периодическом контроле, настройке и техническом уходе со стороны обслуживающего персонала. Загрузка головной машины автоматической линии и прием готовой продукции осуществляются также автоматически с помощью специальных зацрузочно-разгрузочных устройств.

Если некоторые операции технологического процесса не автоматизированы и требуют индивидуального обслуживания, линия называется полуавтоматической.

В состав линий могут входить универсальные, специализированные и специальные машины. Опыт показал, что автоматические линии, составленные из простейшего универсального оборудования с малой концентрацией операций, получаются громоздкими, требуют большой производственной площади и не обеспечивают необходимой надежности работы.

Составленные из автоматизированных универсальных и специализированных машин линии отличаются большей компактностью и надежностью.

При использовании нормализованных узлов и механизмов (силовых головок, питателей, разгрузчиков и др.) сокращаются сроки проектирования и создания линий, уменьшаются затраты.

Линии лесопильно-деревообрабатывающего оборудования могут быть с жесткой, гибкой и смешанной связью агрегатов. Если машины линии сблокированы между собой и образуют непрерывную цепь с непосредственной передачей обрабатываемого изделия с одной позиции на другую, связь называется жесткой. Такая связь весьма распространена в линиях, однако в этом случае при остановке любого из агрегатов простаивает вся линия.

Деревообработка является одной из стремительно развивающихся сфер в промышленности России. Современное деревообрабатывающее производство позволяет посредством обработки древесины получать пиломатериалы, срубы, мебель и многие другие продукты.

Как повысить эффективность?

Лесопиление - традиционное для нашей страны ремесло. Но, по сравнению с прошлым, современное оборудование позволяет выполнять раскрой, сушку и обработку древесины не только качественнее, но и быстрее. Деревообрабатывающее производство сегодня направлено на то, чтобы повысить эффективность лесопиления за счет введения новых технологий обработки и инновационного оборудования. Как следствие, многие процессы становятся механизированными, старые станки заменяются новыми моделями, внедряются линии автоматической обработки древесины с ее браковкой и сортировкой.

Особенности пиления

Изделия из дерева производятся из древесины и обрабатываются разными способами в зависимости от того, чем конкретно занимается деревообрабатывающее производство: лесозаготовкой, созданием мебели и древесной массы, изготовлением бумаги, картона и изделий из них и так далее. В целом этапы можно описать следующим образом:

1. Она ведется на специально отобранном участке для лесоповала.
2. Пиление древесины и распиловка поваленных деревьев на бревна.
3. Отбраковка с целью сортировки больших и маленьких бревен разного диаметра.
4. Уже на лесопильном предприятии обработка бревна в пиломатериал с использованием циркулярных или ленточных станков. Здесь нужно сказать, что производство деревообрабатывающего оборудования сегодня ведется активными темпами, поэтому и деревообработка происходит и быстрее, и лучше.

Рассмотрим вышеописанные технологические этапы чуть подробнее.

Раскрой и сушка

Эти два процесса тесно связаны, причем они могут следовать на предприятии в разной последовательности. Чаще всего древесина сушится непосредственно в досках, а пиломатериалы раскраиваются на заготовки уже в сухом виде. Как отмечают эксперты, если сушка выполняется в досках, то на выходе получается на 2-3% больше пиломатериала. К тому же раскрой уже высушенных досок позволяет своевременно заметить пороки и дефекты древесины и отбраковать неподходящие элементы.

Технология деревообрабатывающих производств предполагает сушку несколькими способами, но чаще всего - или атмосферную, или с использованием специальных камер. Атмосферная сушка - это длительный процесс, предполагающий хранение древесины на открытом воздухе. Использование сушильного оборудования позволяет ускорить процесс лесозаготовки. Стоит помнить, что от степени просушенности пиломатериала зависит качество конечной постройки.

Какие технологии?

Современное деревообрабатывающее производство предполагает обработку заготовленной древесины разными способами. Отметим, что любые механические процессы обработки дерева - это сложное резание. Но, в зависимости от технологических целей, процесс деревообработки можно свести к трем действиям:

1. Древесина и древесные материалы подвергаются делению.
2. Все элементы проходят поверхностную обработку, в рамках которой удаляются технологические припуски.
3. Материалы подвергаются глубинной обработке, в ходе которой чистовые заготовки превращаются в готовые детали изделий.

Деление древесины может происходить с образованием стружек-отходов или без них. При поверхностной обработке выполняются работы по фрезерованию, шлифованию и точению, при глубинной - по сверлению, глубинному фрезерованию и долблению. Каждый из этих процессов имеет свои особенности. Пиление, фрезерование, лущение, шлифование, точение, сверление - все это технологии, на основе которых работает любое деревообрабатывающее производство. кстати, - это первое изделие, которое создают школьники на уроке технологии в четвертом классе. Именно в этом возрасте дети знакомятся с процессом деревообработки.

Защитные мероприятия

Древесина - это материал, который не отличается стойкостью к воздействию внешних природных факторов. Именно поэтому на любом предприятии, которое работает с деревом, обязательно проводятся защитные мероприятия. Их задача - предотвратить разрушение древесины и защитить ее от огня, грибка, плесени. В рамках этих мероприятий проводится не только тщательная сушка материала, но и химическая обработка с использованием антисептиков. В большинстве случаев лесопильно-деревообрабатывающие производства в этих целях используют антисептики с маслянистой основой, лаки, которые не растворяются в воде. Обработка ведется древесным дегтем, креозотовым маслом, карболеумом.

Что производится?

Современные предприятия, ведущие обработку древесины, стремятся оптимизировать свои технологии, чтобы, используя меньший объем дерева, получать больший объем конечной продукции. Деревообрабатывающее производство позволяет получать самые разные конечные продукты:

• Плиты МДФ. Д ля их производства используются отходы производства, которые перемалываются и обрабатываются паром под высоким давлением - масса протирается, затем сушится и склеивается.
• Реечно-наборная древесина. Этот полуфабрикат получают склеиванием реек из уже высушенной древесины.
• Плиты ДСП. Они представляют собой панели с однородной толщиной, в основе которых лежат стружки, смешанные со связующими материалами.
• Фанера. Она представляет собой листы древесины разной толщины, которые специальными клеями склеиваются между собой.

Какие станки?

Деревообрабатывающие станки для производства представлены в огромном разнообразии и могут выполнять самые разные работы, связанные с обработкой материала. В числе популярного оборудования можно выделить:

• Комбинированные станки - это многоцелевое оборудование, способное пилить, строгать, сверлить, резать шипы и так далее. Эти станки применяются при комплексной обработке заготовок из натурального дерева или его отходов.
• Токарные станки обрабатывают заготовку резанием и точением, вырезают резьбу, обрабатывают торцы, сверлят отверстия.
• Ленточные пилы дают возможность выполнить прямую или фигурную распиловку материалов. Лезвие в таком оборудовании - это непрерывная металлическая лента с зубьями.
• Фрезерные станки выполняют работы по направляющим линейкам, при этом материал подводится вручную. Использование такого оборудования целесообразно в профильной, плоскостной и фасонной обработке древесной заготовки.
• Сверлильный станок позволяет обрабатывать отверстия, снимая стружки;
• Форматно-раскроечные станки позволяют штучно или серийно раскраиваться плитные материалы.
• Циркулярные пилы представляют собой инструменты, которые имеют твердые зубья, способные обрабатывать древесину.

Это лишь малая часть станков, которые применяются в деревообработке. С их помощью можно создавать пиломатериалы, заготовки, полуфабрикаты, которые находят дальнейшее применение в строительной, мебельной и других сферах.

Выводы

Нужно отметить, что с каждым годом и технологии, и оборудование, которое применяется для обработки древесины, становятся все более совершенными. А это, в свою очередь, дает возможность создавать самую разную продукцию из этого природного материала. Отметим, что даже в школе, причем в начальной, изучается деревообрабатывающее производство. Изделие «Лесенка-опора для растений» - это первое, что может создать ребенок уже в четвертом классе. Это позволяет еще в детском возрасте учить детей бережно обращаться с древесиной и природой в целом и привлечь внимание к лесозаготовке и деревообработке как одним из активно развивающихся сфер в России.

К атегория:

Деревообрабатывающие станки

Механизация и автоматизация производства

Под механизацией технологических процессов понимают частичную замену ручного труда машиной. Участие человека здесь необходимо для загрузки и выгрузки деталей, контроля их точности и качества обработки.

Под автоматизацией технологических процессов понимают управление отдельными станками или группой станков и контроль за ними, исключающие непосредственное участие в этом человека. Автоматический станок или линия работают по программе, заранее составленной и отлаженной человеком. Применение автоматизации в деревообрабатывающей промышленности повышает качество выпускаемой продукции и производительность труда, а также значительно улучшает условия труда рабочих.

В мебельном производстве, несмотря на большую номенклатуру изделий, создается массовое поточное производство деталей из листовых и щитовых материалов с широким использованием полуавтоматов, автоматов и автоматических линий.

Полуавтоматы - это станки, работающие в автоматическом цикле, для повторения которого необходимо вмешательство рабочего. Обычно на полуавтоматах рабочий вручную устанавливает, закрепляет и открепляет заготовку, включает подачу для осуществления рабочего цикла.

Автоматы - это станки, на которых детали изготовляются без непосредственного участия рабочего. Оператор только периодически загружает магазины или питатели, замеряет и контролирует обработанные детали, подналаживает станок по мере его разрегулировки.

Автоматическая линия - комплекс основного, вспомогательного, транспортного оборудования и механизмов, обеспечивающий автоматическое базирование, закрепление, поворот и перемещение обрабатываемых деталей с целью выполнения технологических операций в требуемой последовательности и заданным ритмом без непосредственного участия человека. Функции рабочего заключаются в контроле за работой оборудования и его своевременной поднастройке, а также в обеспечении бесперебойной загрузки заготовок в начале линии и выгрузке готовых деталей в ее конце.

При комплексной автоматизации в одном непрерывном технологическом процессе объединяются различные технологические операции (например, раскрой, облицовывание, обрезка, шлифование).

В единую автоматическую систему может быть объединено несколько автоматических линий последовательного или параллельного действия. Такие системы автоматических линий называются автоматическими участками. Если основные производственные процессы осуществляются на автоматических линиях, то их совокупность образует автоматический цех или завод.

Автоматизция производства качественно изменяет содержание трудовых действий рабочего. Эти действия заключаются в наладке и настройке оборудования, выполнении мелкого ремонта и испытаний оборудования, наблюдении за ходом производственного процесса, контроле качества обработки готовых изделий и т. д. От умения и квалификации рабочего, выполняющего эти функции, зависит степень эффективности использования дорогостоящего оборудования.

Опубликовано: Март 22, 2012

Глава II

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ДЕРЕВООБРАБОТКИ И МЕТОДЫ ЕГО АВТОМАТИЗАЦИИ

Структура технологического процесса

Технологический процесс изготовления деталей из древесины и сборки их в готовые изделия разделяется на несколько частей:

обработку деталей и узлов;

склеивание древесины;

сборку узлов и изделий;

гидротермическую обработку.

Обработку деталей и узлов почти всегда выполняют машины-орудия, а сборку узлов и изделий в основном осуществляют вручную. Склеивание древесины при изготовлении щитов или фанеровании должно сопровождаться определенной выдержкой во времени, необходимой для схватывания клея. Отделка также требует дополнительного времени для высыхания наносимых покрытий. В настоящее время автоматизируются главным образом процессы механической обработки деталей и узлов из древесины.

В машинном технологическом процессе различают рабочие процессы, а также процессы управления и контроля.

К рабочим процессам относят действия, направленные непосредственно на выполнение данной технологической задачи. К процессам управления и контроля относят действия, обеспечивающие правильное протекание рабочих процессов.

Технологический процесс обычно состоит из ряда отдельных операций.

Операцией принято называть часть технологического процесса, выполняемую на определенном рабочем месте, станке или узле станка до перехода к обработке следующей детали. Обычно технологический процесс разбивается па операции таким образом, чтобы выполнение каждой из них разрешало бы определенную технологическую задачу, например разделение материала но длине на ряд заготовок, образование Oa іпмпі) поверхности, строгание в размер, выработку шипов и т. м.

Операции, повторяющиеся при обработке каждой детали, т. е. при каждом цикле работы оборудования, называют цикловыми.

Операции разделяются на основные и вспомогательные.

К основным относятся операции, непосредственно дающие технологические результаты, например резание, гнутье или склеивание древесины, а к вспомогательным - все прочие операции, необходимые для выполнения данного процесса, например загрузочно-разгрузочные, транспортные, операции контроля и управления.

Время, необходимое для выполнения основных операций на станках, называют основным технологическим или машинным. У станков, в которых режущий инструмент или деталь перемещается прерывисто, машинное время складывается из длительности рабочего хода обрабатывающего рабочего органа или детали и длительности холостого хода.

Рабочие процессы включают:

собственно рабочие операции, при которых инструмент непосредственно воздействует на обрабатываемую заготовку;

загрузочно-разгрузочные операции, т. е. загрузку, установку, направление и крепление заготовки перед обработкой и разгрузку, раскрепление и съем заготовки после обработки;

транспортные операции, называемые также переместительными, при которых заготовки или рабочие органы перемешаются от одной технологической операции к другой;

операции обслуживания рабочего места, которые не входят в состав каждого цикла работы оборудования и называются внецикловыми.

Процессы управления и контроля включают:

операции рабочего управления, выполняемые для соблюдения определенной последовательности перемещения обрабатываемой заготовки или рабочих органов, а также для автоматического поддержания установленных режимов (автоматического регулирования);

настроечно-регулировочные (наладочные) операции управления, выполняемые предварительно для настройки процесса соответственно заданным требованиям по размерам обработки, допускам, качеству изделий, производительности и т. п.;

контрольные операции, выполняемые для проверки качества, сортировки и подсчета изделий, а также для проверки состояния и положения обрабатываемых заготовок или рабочих органов.

Операции рабочих процессов принято разделять на переходы, проходы, установки и позиции.

Переходом называется часть операции, выполняемая одним и тем же режущим инструментом при обработке одной и той же поверхности обрабатываемого объекта и при неизменном режиме. Если на станке одна и та же поверхность объекта одновременно обрабатывается несколькими режущими инструментами, например на четырехсторонних строгальных или шипорезно-рамных станках, то это означает, что одновременно выполняется несколько переходов данной операции.

Проходом называется часть операции, ограниченная снятием одного слоя материала с одной и той же поверхности объекта и производимая без изменений установки рабочих органов станка, например при фуговании, шлифовании материала, строгании на рейсмусовом станке и т. п.

Установкой называется часть операции, выполняемая без освобождения и повторного закрепления заготовки. Например, при однократном закреплении два гнезда высверливаются на сверлильно-пазовальном станке за одну установку, а при двукратном закреплении - за две установки.

Позицией называется часть операции, выполняемая без изменения положения детали относительно станка, т. е. без освобождения ее от зажима.

Особенности технологии механической обработки древесины

Легкая обрабатываемость древесины. Незначительная (сравнительно с металлом) сопротивляемость древесины резанию дает возможность обрабатывать ее при значительной протяженности контакта режущего инструмента с материалом и применять высокие скорости резания и подачи. В связи с этим деревообрабатывающие станки по сравнению с металлообрабатывающими отличаются относительно простой кинематикой и весьма высокой производительностью.

Сравнительно небольшие усилия, необходимые для резания древесины, обусловливают также упрощение устройства станков, в том числе базирующих и удерживающих органов.

Простота форм и небольшой вес деталей. Преобладающая часть деталей из древесины отличается простотой форм и небольшим весом. Это облегчает установку, базирование, закрепление и подачу заготовок в станке и их перемещение от одного станка к другому. Так как автоматизация машинных технологических процессов часто зависит от степени механизации транспортных операций, то эта особенность механической обработки древесины имеет особо важное значение.

Пониженные требования к точности обработки.

В связи со способностью изменять свою форму и упругостью требования к точности механической обработки древесины значительно ниже, чем металла". Это облегчает стабилизацию технологического процесса и упрощает контрольно-измерительные устройства.

Преимущественное распространение проходной обработки.

При механической обработке древесины в основном практикуется сквозное перемещение детали мимо вращающегося режущего инструмента. Такая схема обработки получила наименование проходной. Она дает возможность использовать наиболее простую конструкцию транспортных устройств и вести обработку одновременно несколькими инструментами, что повышает производительность станка.

Таким образом, в самих приемах обработки деталей из древесины заложен принцип поточности, дающий возможность осуществить автоматизацию процесса наиболее простыми средствами.

Большой удельный вес вспомогательных операций. Высокие скорости обработки древесины значительно снижают длительность основных операций. Когда вспомогательные операции, например загрузка и выгрузка деталей на станке, не совмещены с основными, их удельный вес увеличивается. Это препятствует снижению общего циклового времени обработки, т. е. повышению производительности станка, и таким образом сводит на нет экономический эффект, достигаемый в результате сокращения продолжительности основных операций. Поэтому наиболее целесообразно основные и вспомогательные операции совмещать во времени.

Неоднородность структуры (анизотропность) древесины. Обработка древесины против направления волокон часто вызывает сколы, особенно при выходе режущего инструмента из обрабатываемого материала, когда естественный подпор волокон оказывается меньше усилия резания. Неоднородность структуры древесины отражается также на усилии резания. Эта особенность механической обработки древесины в некоторых случаях вызывает необходимость соответствующего регулирования режимов обработки, например, при фрезеровании. Увеличение скоростей резания и усовершенствование режущего инструмента, а также направляющих, прижимных, подающих и других устройств современных станков позволяют уменьшить или совершенно устранить сколы по волокнам древесины.

Высокая скорость процессов обработки. Эта особенность обусловливает повышенные требования к подвижным рабочим органам станка, особенно к прерывисто перемещающимся органам. В ряде случаев в связи с этим необходимо применять специальную аппаратуру, которая давала бы возможность увеличить число включений в единицу времени.

Основные преимущества автоматизированного производства

Автоматизация производства повышает производительность труда рабочих и облегчает их труд. Кроме того, она дает возможность улучшить условия труда, сократить длительность производственного цикла и необходимые производственные площади, обеспечить ритмичность процессов, повысить качество и снизить себестоимость продукции.

Повышение производительности труда. Производительность труда рабочих на автоматизированных производствах повышается в результате автоматизации загрузки заготовок и выгрузки обработанных деталей, соединения в единый комплекс ряда основных технологических операций, автоматизации контроля, регулирования, транспортировки материала и т. п.

Благодаря характерной для автоматизации концентрации обработки значительно увеличивается количество рабочих органов машин, обслуживаемых одним рабочим, повышается производительность его труда. Современные автоматические машины или системы машин выполняют сложный комплекс операций технологического процесса без непосредственного участия человека. Таким образом, при автоматизации высвобождается значительное число рабочих. При капитализме это приводит к росту безработицы и ухудшению материального положения рабочих. В условиях планового социалистического хозяйства повышение производительности труда в результате автоматизации является источником роста материального благосостояния народа и сокращения продолжительности рабочего дня. Высвобождаемые рабочие кадры используются на других предприятиях.

На разных процессах производительность труда повышается неодинаково и зависит от степени концентрации обработки и непрерывности процесса. Чем выше концентрация обработки и больше степень непрерывности процесса, тем выше производительность труда. Наивысшая производительность труда рабочих достигается при комплексной автоматизации производства.

Облегчение труда рабочих. В автоматизированном производстве человек лишь настраивает автоматическую систему машин на нужный режим обработки, следит за состоянием механизмов и рабочих органов машины, обеспечивает ее загрузку заготовками и наблюдает за правильностью работы всех механизмов по приборам. Благодаря автоматизации производства труд рабочего приближается к труду инженерно-технического персонала.

Повышение безопасности труда. Замена ручного труда автоматически действующими машинами способствует значительному повышению безопасности труда, так как рабочий, наблюдающий за ходом процесса, находится на расстоянии от рабочих органов автоматических машин, непосредственно осущестВляющих обработку заготовок. В автоматизированном производстве улучшается защита рабочих органов машин, приглушается шум при их работе, улучшается улавливание древесной пыли, устраняется вредное влияние тепла, влажности, растворителей, лаков, краски и т. п. Оздоровление условий труда рабочего в автоматизированном производстве уменьшает его утомляемость.

Сокращение длительности производственного цикла, В серийном неавтоматизированном производстве осуществляется периодический запуск партий заготовок. Длительность производственного цикла при этом определяется главным образом промежутком времени, в течение которого заготовка лежит без движения в ожидании обработки.

Автоматизированное производство основывается на поточных методах, при которых заготовка по окончании одной технологической операции непосредственно передается на следующую. В результате такой организации производства одновременно ведется обработка всех или большинства деталей изделия, и производственный цикл резко сокращается.

Сокращение длительности производственного цикла сопровождается значительным уменьшением объема незавершенной продукции, что повышает оборачиваемость оборотных средств, а, следовательно, улучшает экономические показатели деятельности предприятия.

Сокращение производственных площадей. В хорошо организованнном автоматизированном производстве сокращение производственных площадей является следствием сокращения длительности производственного цикла и уменьшения объема незавершенного производства. Устраняется необходимость возле технологического оборудования выделять большую площадь для размещения деталей незавершенного производства, поэтому станки можно располагать ближе один к другому. Закрепление за каждым технологическим участком строго определенных операций способствует применению многооперационных станков с высокой концентрацией обработки, что также дает возможность ограничиться наименьшей производственной площадью.

Ритмичность производства. Промежуток времени между выходом с рабочего места двух следующих одна за другой заготовок называется ритмом или рабочим циклом. В неавтоматизированном производстве ритм на различных операциях обыкновенно неодинаков, что затрудняет планирование и организацию такого производства. В автоматизированном производстве операции технологического процесса обычно выполняются на нескольких машинах, работа которых должна осуществляться синхронно. Синхронность чаще всего обеспечивается равенством или кратностью ритмов работы машин, участвующих в процессе. Кратность ритма значительно облегчает планирование производства. Ритмичное производство требует особо Чёткой организации, так как всякое изменение установленного ритма нарушает работу и может привести к простою на отдельных участках.

Повышение качества продукции. Строгое соблюдение ритма и режима работы машин, сокращение производственного цикла, механизация и автоматизация контроля, автоматическое регулирование режимов механической обработки детален и уз- лов изделий, автоматизация сборочных и отделочных операции обеспечивают более высокое качество выпускаемой продукции.

Снижение себестоимости продукции. Автоматизация технологических процессов обычно приводит к снижению себестоимости выпускаемой продукции. Это достигается в результате повышения производительности труда рабочих, сокращения длительности производственного цикла и производственных: площадей, более рациональной организации производства.

Условия внедрения комплексной автоматизации в деревообработку

Важнейшими условиями внедрения комплексной автоматизации в деревообработку являются: специализация производства, технологичность конструкции изделий, нормализация и унификация размеров деталей, нормализация припусков, внедрение единой системы допусков и посадок.

Специализация производства. Под специализацией понижается такая организация производства, при которой обеспечивается устойчивый выпуск однородных изделий в течение длительного времени.

В специализированном производстве создаются более благоприятные условия для внедрения прогрессивной техники" и технологии, так как выпуск однородных изделий дает возможность нормализовать технологические процессы, укрупнять величину партий запускаемых в производство изделий, применять поточные методы производства и т. п.

Рациональная степень специализации производства определяется технико-экономическими расчетами и не остается постоянной. В большинстве случаев специализация каждого деревообрабатывающего предприятия определяется объемом производства, зависящим от обеспеченности сырьем и условий сбыта. Развитие транспорта, улучшение конструкций изделий и внедрение поточных методов производства создают условия для постепенного повышения степени специализации в деревообрабатывающем производстве. В связи с этим, в мебельном производстве, например, выделяются специализированные предприятия, выпускающие мягкую мебель, столярные и гнутые стулья, корпусную мебель. В крупных экономических районах целесообразно производство корпусной мебели в свою очередь специализировать, создавая, например, предприятия гарнитурной, малогабаритной, кухонной мебели и т. п.

Автоматизацию технологических процессов легче осуществлять, на предприятиях с высоком степенью специализации, выпускающих, например, какое-либо одно изделие: столярный или гнутый стул, паркет, лыжи, столы и т. п.

Технологичность конструкции изделия. Понятие «технологичность» устанавливает связь между конструкцией изделия, технологией, организацией и экономикой производства. Технологичной называют такую конструкцию, которая удовлетворяет техническим требованиям и при заданных масштабах выпуска и принятой технологии обеспечивает наименьшие затраты средств на изготовление изделий.

С изменением условий производства изменяется и оценка технологичности одной и той же конструкции. Например, технологичность одной и той же конструкции может измениться в результате внедрения новых материалов, изменения масштабов, совершенствования оборудования и организации производства.

Существующие в настоящее время конструкции подавляющего большинства изделий, изготовляемых из древесины, создавались в условиях слабо механизированного производства и на протяжении длительного времени оставались в основном неизменными. Поэтому в условиях автоматизированного производства технологичность конструкции этих изделий требует пересмотра.

Например, филенчатые двери с брусками, соединяемыми на шкантах, технологичнее дверей с брусками, соединяемыми шипами, так как при изготовлении первых расход древесины меньше на 8-10%- Наиболее технологичны щитовые двери, особенно с использованием древесных плит, так как они дают возможность значительно улучшить полезное использование древесины и упростить технологический процесс.

В производстве корпусной мебели более технологичной считается щитовая, в основу конструкции которой заложен прогрессивный принцип массового изготовления щитов и рациональные методы их соединения.

Часто даже небольшие изменения в конструкциях изделий, не ухудшающие их качества, дают возможность значительно упростить изготовление таких изделий или применить более производительное многооперационное оборудование. Технологичность изделия может быть значительно улучшена целесообразной заменой исходного материала. Так, многие деревянные изделия сложной формы, но сравнительно небольшого размера, в том числе точеные, уже сейчас целесообразно заменять пластмассовыми. При этом полностью отпадают сложные операции фрезерования, точения, шлифования и отделки и, кроме того, заметно снижается расход древесины. По мере совершенствования прессового оборудования для изготовления деталей из пластических материалов размеры деталей из пластмасс будут непрерывно возрастать.

Нормализация и унификации размеров деталей. При обработке детален па универсальных однооперационных станках в неавтоматизированном производстве разнообразие размеров деталей не имеет особого значения, так как переналадка таких станков очень проста и не требует много времени. Наоборот, в автоматизированном производстве переналадка взаимосвязанных машин, часто сравнительно сложного устройства, занимает много времени и поэтому крайне нежелательна. Поэтому количество размеров обрабатываемых деталей необходимо, по возможности, свести к минимуму путем их нормализации и унификации.

Нормализацией называется разработка нормального ряда предпочтительных размеров, который дает возможность существенно сократить количество размеров деталей. При нормализации деталей сокращение их количества достигается объединением нескольких деталей с одинаковыми размерами в одну группу, т. е. унификацией размеров.

Унификацией называется приведение нескольких деталей к одинаковым размерам.

Нормализация и унификация могут осуществляться по одному, двум или трем размерам деталей, например по толщине, длине и сечению. Для автоматизированного производства наиболее важно, чтобы обрабатываемые детали имели унифицированные сечения.

Нормализация припусков. Величина припуска на обработку, т. е. разность между размерами заготовки и обработанной детали, обычно зависит от размеров деталей и должна обосновываться технико-экономическими соображениями. Для некоторых видов изделий, например для пиломатериалов, припуски на обработку регламентированы ГОСТ. На деревообрабатывающих предприятиях припуски на обработку обычно ничем не регламентируются и устанавливаются произвольно. Разнообразие припусков затрудняет обработку деталей в автоматизированных производствах, так как заготовки с разными припусками приходится обрабатывать по разным режимам.

Под нормализацией припусков на обработку понимается разработка строго обоснованного ряда припусков для экономии древесины и обеспечения, стабильности режимов обработки.

Внедрение системы допусков и посадок. Современные приемы сборки изделий в сборочных устройствах, на конвейере или в специальных сборочных автоматах обусловливают повышенные требования к точности изготовления деталей.

Точность деталей должна обеспечивать их сборку в узлы и изделия без индивидуальной подгонки. Для этого сопрягаемые размеры деталей должны быть выдержаны в пределах установленных отклонений, регламентированных допусками. При обработке по допускам, которые назначаются соответственно требуемым посадкам сопрягаемых деталей, обеспечиваются полная или частичная взаимозаменяемость деталей, а следовательно- широкая механизация и автоматизация технологических процессов и высокое качество изделий.

С 1954 г. установлены единые нормы на допуски и посадки (ГОСТ 6449 - 53). Введение этого ГОСТ в деревообрабатывающее производство является одним из важнейших условий внедрения комплексной автоматизации.

Классы точности и вид взаимозаменяемости должны выбираться для каждого конкретного случая на основе технико- экономических расчетов.

Выбор объектов и степени автоматизации

Объект автоматизации. В современных условиях необходимо учитывать не только возможность осуществления автоматизации, но и ее экономическую эффективность, которая прежде- всего зависит от правильного выбора объекта автоматизации.

Наиболее эффективна комплексная автоматизация конструктивно устойчивых изделий, изготовляемых в массовом количестве. Когда удельный вес заработной платы в себестоимости изделия невелик, эффективность, достигаемая в результате автоматизации, незначительна. Эффективность возрастает при автоматизации производства трудоемких изделий, в себестоимости которых производственная заработная плата имеет большой удельный вес.

Наиболее подходящими объектами автоматизации можно считать спички, карандаши, катушки, шпули, челноки, стулья, лыжи, а также футляры готовален, швейных машин, часов и т. п., т. е. изделия достаточно устойчивой конструкции, выпускаемые в массовых количествах.

Степень автоматизации. Степенью или уровнем автоматизации процесса называют показатель, характеризующий степень высвобождения рабочего от непосредственного участия в выполнении данного процесса. Количественно показатель уровня автоматизацииможет быть выражен как частное от деления количества автоматизированных операций (или их трудоемкости) на общее их количество (или на общую трудоемкость):

Один из недостатков оценки показателя уровня автоматизации через трудоемкость - отсутствие учета интенсивности процесса. Основными критериями целесообразности степени автоматизации производства являются улучшение условий труда, экономическая эффективность и надежность автоматического оборудования.

Целесообразность степени автоматизации производства в первую очередь зависит от его масштаба. На крупных предприятиях, выпускающих изделия в массовых количествах, где могут быть применены непрерывно-моточные методы иjxxt.trw>.;i. стиа, имеются наиболее благоприятные условия для эффектнп пой комплексной автоматизации технологических процессов.

Если масштаб производства ограничивает возможное и, изготовления всех деталей изделия непрерывно-поточными методами, комплексную автоматизацию можно осуществлять в условиях переменно-поточного производства. Однако автома тизированное переменно-поточное производство менее эффок тивно, так как при переходе с одного потока на другой обычно требуется длительная переналадка оборудования. Поэтому в переменно-поточных производствах необходимо пользоваться оборудованием, не требующим значительного времени на не реналадку.

На небольших предприятиях, выпускающих несколько видов изделий, например гарнитуры мебели, комплекты строительных деталей и т. д., комплексная автоматизация технологических процессов связана со значительными трудностями и малоэффективна. На таких предприятиях чаще всего стремятся осуществить комплексную механизацию и частичную автоматизацию, распространяющуюся на отдельные участки технологического процесса или только на отдельные его операции.

Автоматизация отдельной операции сводится к автоматизации цикла работы станка и называется малой автоматизацией. Она может быть осуществлена при любом масштабе производства.

Классификация систем автоматики

Автоматизация технологических процессов осуществляется при помощи автоматических устройств, т. е. механизмов и аппаратов, высвобождающих человека от управления выполняемыми процессами. В зависимости от назначения автоматические устройства относятся к различным системам автоматики.

Для автоматизации технологических процессов применяются следующие системы (рис. 1): автоматического управления операциями технологического процесса, необходимыми для получения конечного результата; автоматического регулирования хода технологического процесса при изменении внешних или иных условий; автоматического контроля за ходом технологического процесса.

Системы автоматического управления. Эти системы осуществляют смену технологических операций или их составных частей по заранее установленному плану независимо от изменения внешних или иных условий и от хода технологического процесса.

Характерной особенностью систем автоматического управления является наличие устойчивой программы смены операций, а также отсутствие средств для измерения параметров технологического процесса, поскольку последние не оказывают влияния на работу систем.

Действие элементов систем автоматического управления отличается надежностью. При выходе из строя какого-либо элемента процесс обычно прерывается.

В зависимости от характера процесса автоматическое управление делится на простое (цикловое) и программное.

Простым называется автоматическое управление машинами, повторяющими одни и те же операции с обрабатываемым объектом, т. е. такими машинами, работа которых состоит из одинаковых следующих один за другим циклов. К этой группе относится большинство цикловых деревообрабатывающих машин.

Программным называется автоматическое управление, предусматривающее заранее заданное изменение отдельных операций технологического процесса, который не может быть разбит на одинаковые циклы.

Раньше к программному управлению относили системы управления машинами, движение рабочих органов которых могло меняться от цикла к циклу, например, полиграфическими машинами, ткацкими станками и т. п. За последнее время к программному управлению относят также системы, обеспечивающие быструю смену программы работы станков при переходе обработки с одной детали на другую.

Системы автоматического регулирования. Эти системы качественно изменяют ход технологического процесса по строго определенному закону или поддерживают постоянным определенный параметр процесса.

Системы автоматического регулирования измеряют величину регулируемого параметра и автоматически осуществляют воздействие на технологический процесе таким образом, чтобы поддерживать требуемую величину этого параметра.

Выход из строя какого-либо элемента регулирования обычно не прерывает процесса, но сказывается па его результате.

Автоматическое регулирование может быть постоянное, программное и следящее.

Регулированием постоянного параметри (стабилизацией) называется автоматическое поддержл ние постоянства какого-либо одного технологического пара мет ра, например, температуры, "напряжения, мощности, скорости, давления, числа оборотов и т. д. Регулированием постоянного параметра является, в частности, автоматическое поддержание заданной температуры в сушильной камере.

К программному относится регулирование какого-либо параметра во времени по определенному закону, например, наперед заданное изменение температуры в сушиль ной камере.

Следящее регулирование параметра аналогично программному, но оно производится не по программе, заранее заданной во времени, а в зависимости от значения другого параметра, т. е. по программе во времени, наперед неизвестной. К следящему можно отнести, в частности, автоматическое регулирование температуры в сушильной камере в зависимости от влажности древесины.

Системы автоматического контроля. Для автоматического контроля параметров процесса применяются предохранительные автоматические устройства и приборы для регистрации значения контролируемого параметра. Во многих случаях функции автоматического контроля параметров процесса и их регулирования совмещают в одном устройстве - автоматическом регуляторе. В этом случае контрольное устройство входит в состав регулятора.

Контроль качества продукции осуществляется с помощью различных средств, которые при необходимости позволяют также сортировать продукцию в готовом виде (пассивный контроль) или в процессе ее изготовления (активный контроль). Учет изготовленной продукции осуществляется с помощью разного рода счетчиков, часто пристраиваемых непосредственно к станку.

Контроль за работой оборудования обычно осуществляется с помощью контрольно-измерительных приборов, пристраиваемых непосредственно к оборудованию или устанавливаемых на особых пультах управления.

Основные методы автоматизации технологического процесса

Как уже отмечалось, существуют два основных метода автоматизации: первый - автоматизация существующих процессов на основе использования дейст вующего оборудования путем его модернизации и второй - создание нового автоматического оборудования на основе коренного усовершенствования технологических процессов.

Модернизация оборудования. Такая автоматизация не изменяет технологического процесса и сводится к модернизации неавтоматических машин и к объединению их в единую автоматическую систему. Средства автоматизации в данном случае- дополняют существующее основное оборудование и не могут быть использованы наиболее рационально.

В деревообработке первые автоматические и полуавтоматические линии на основе использования обычного универсального оборудования были организованы на Витебской и Киевской мебельных фабриках, Киевском деревообрабатывающем комбинате, на Московском мебельно-сборочном комбинате №2 и на других предприятиях.

Важными преимуществами этой автоматизации являются- значительная экономия средств и доступность проведения почти на любом предприятии. В большинстве случаев затраты на автоматизацию путем модернизации существующего оборудования в 4-5 раз меньше затрат при замене существующего оборудования новым, автоматическим.

Так как в результате модернизации сохраняется универсальное оборудование со сравнительно слабой концентрацией операций, производственные площади используются хуже, чем в случае применения специального многооперационного оборудования.

При автоматизации отдельных операций на модернизируемых станках автоматизируется загрузка и разгрузка станка. При автоматизации участка или комплексной автоматизации всего производства автоматизируется также межоперационный транспорт, управление, контроль и регулирование.

На многих универсальных деревообрабатывающих станках: с механизированной подачей материала цикл работы автоматизирован. К таким станкам относятся: автофуговальные, рейсмусовые, четырехсторонние строгальные, некоторые круглопильные, двусторонние шипорезные, трехцилиндровые шлифовальные и др. Автоматизация этих станков сводится к оснащению- их автоматическими загрузочными и разгрузочными устройствами. При включении таких станков в автоматическую линию необходимо, чтобы их производительность была одинакова и чтобы межоперационные транспортные устройства действовали синхронно с загрузочными и разгрузочными устройствами.

Внедрение нового автоматического оборудования. Технологические процессы изменяются соответственно уровню развития- науки и техники. В настоящее время наиболее характерны два принципа построения технологического процесса - дифференциация и концентрация обработки.

Диференциацией назвывают расчленение процесса обработки деталей на ряд простейших операций для выполнения каждой из них одним инструментом последовательно на одном или на разных станках.

Дифференциация дает возможность применять для каждой операции отдельные простейшие узкооперационные станки, а следовательно, быстро создавать и осваивать новое оборудование, что особенно важно при механизации технологических процессов. Однако расчленение процесса обработки приводит к увеличению производственных площадей и обслуживающего персонала. Кроме того, обработка деталей на многих станках снижает точность их изготовления и повышает трудоемкость.

Для периода автоматизации технологических процессов характерен принцип концентрации обработки, соответствующий более высокому уровню развития науки и техники.

Под концентрацией понимают одновременную (параллельную) обработку одной или нескольких деталей многими инструментами.

Широкое внедрение концентрации в обработку стало возможно в результате появления индивидуального электропривода, усовершенствования пневматического и гидравлического приводов и освоения надежно действующих средств автоматического управления станками.

Концентрация обработки дает возможность значительно снизить производственную площадь, повысить производительность труда рабочего и увеличить съем продукции с одного квадратного метра производственной площади.

Внедрение нового автоматического, преимущественно многооперационного оборудования возможно на основе коренного совершенствования технологических процессов. В свою очередь, автоматизация стимулирует дальнейшее совершенствование технологии производства и наиболее эффективное использование современных средств автоматики.

Характерной особенностью развития современного промышленного производства с массовым выпуском однородных изделий является широкое внедрение многооперационных (агрегатных) специализированных станков вместо универсальных однооперационных станков общего назначения. Первые отличаются значительно более высокой производительностью и занимают меньше производственной площади.

Потребность в агрегатных станках для серийного производства пока сравнительно невелика, а следовательно, стоимость изготовления таких станков в десятки раз выше стоимости серийных. Поэтому применение специализированных станков должно быть обосновано в каждом отдельном случае техникоэкономическими расчетами. Снижение стоимости специализированных станков может быть достигнуто путем внедрения нормализованных агрегатных узлов. Однако в настоящее время рациональных форм агрегатирования деревообрабатывающих станков еще не найдено.

При подготовке к автоматизации производственных процессов на основе внедрения нового оборудования решаются две основные задачи: проектирование автоматических станков и проектирование автоматических линий.

При проектировании новых автоматических станков обычно стремятся автоматизировать весь цикл работы, включая загрузку заготовок и выгрузку деталей. Такие станки пригодны как для индивидуальной работы, так и для встраивания в автоматические линии.

При проектировании автоматических линий из специализированного автоматического оборудования возможностей для выбора лучшего варианта значительно больше, чем при компоновке линий из универсального оборудования.

отрывки из книги Автоматизация технологических процессов в деревообработке, Н. В. МАКОВСКИЙ (внимание! возможны ошибки распознавания)

От: LidiaZaiceva,  58588 просмотров

Чтобы сузить результаты поисковой выдачи, можно уточнить запрос, указав поля, по которым производить поиск. Список полей представлен выше. Например:

Можно искать по нескольким полям одновременно:

Логически операторы

По умолчанию используется оператор AND .
Оператор AND означает, что документ должен соответствовать всем элементам в группе:

исследование разработка

Оператор OR означает, что документ должен соответствовать одному из значений в группе:

исследование OR разработка

Оператор NOT исключает документы, содержащие данный элемент:

исследование NOT разработка

Тип поиска

При написании запроса можно указывать способ, по которому фраза будет искаться. Поддерживается четыре метода: поиск с учетом морфологии, без морфологии, поиск префикса, поиск фразы.
По-умолчанию, поиск производится с учетом морфологии.
Для поиска без морфологии, перед словами в фразе достаточно поставить знак "доллар":

$ исследование $ развития

Для поиска префикса нужно поставить звездочку после запроса:

исследование*

Для поиска фразы нужно заключить запрос в двойные кавычки:

" исследование и разработка"

Поиск по синонимам

Для включения в результаты поиска синонимов слова нужно поставить решётку "# " перед словом или перед выражением в скобках.
В применении к одному слову для него будет найдено до трёх синонимов.
В применении к выражению в скобках к каждому слову будет добавлен синоним, если он был найден.
Не сочетается с поиском без морфологии, поиском по префиксу или поиском по фразе.

# исследование

Группировка

Для того, чтобы сгруппировать поисковые фразы нужно использовать скобки. Это позволяет управлять булевой логикой запроса.
Например, нужно составить запрос: найти документы у которых автор Иванов или Петров, и заглавие содержит слова исследование или разработка:

Приблизительный поиск слова

Для приблизительного поиска нужно поставить тильду "~ " в конце слова из фразы. Например:

бром~

При поиске будут найдены такие слова, как "бром", "ром", "пром" и т.д.
Можно дополнительно указать максимальное количество возможных правок: 0, 1 или 2. Например:

бром~1

По умолчанию допускается 2 правки.

Критерий близости

Для поиска по критерию близости, нужно поставить тильду "~ " в конце фразы. Например, для того, чтобы найти документы со словами исследование и разработка в пределах 2 слов, используйте следующий запрос:

" исследование разработка"~2

Релевантность выражений

Для изменения релевантности отдельных выражений в поиске используйте знак "^ " в конце выражения, после чего укажите уровень релевантности этого выражения по отношению к остальным.
Чем выше уровень, тем более релевантно данное выражение.
Например, в данном выражении слово "исследование" в четыре раза релевантнее слова "разработка":

исследование^4 разработка

По умолчанию, уровень равен 1. Допустимые значения - положительное вещественное число.

Поиск в интервале

Для указания интервала, в котором должно находиться значение какого-то поля, следует указать в скобках граничные значения, разделенные оператором TO .
Будет произведена лексикографическая сортировка.

Такой запрос вернёт результаты с автором, начиная от Иванова и заканчивая Петровым, но Иванов и Петров не будут включены в результат.
Для того, чтобы включить значение в интервал, используйте квадратные скобки. Для исключения значения используйте фигурные скобки.