Procesos tecnológicos en ingeniería mecánica. Sistemas de control de procesos automatizados

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

El proceso tecnológico es la base de cualquier operación productiva. Incluye un conjunto de procedimientos llevados a cabo en una secuencia determinada, cuya acción está dirigida a cambiar la forma, el tamaño y las propiedades del producto fabricado. Los principales ejemplos de procesos tecnológicos son el procesamiento mecánico, térmico y de compresión. Así como montaje, equipamiento, tratamiento a presión y mucho más. En las condiciones de producción en fábrica, el departamento del tecnólogo jefe es responsable de llevar a cabo dichos procesos y procesar la documentación tecnológica. Los especialistas del departamento controlan la corrección de los momentos operativos. Los procesos tecnológicos en ingeniería mecánica y producción de cualquier otro nivel, debidamente diseñados y bien organizados, permiten llevar a cabo los procedimientos necesarios para la fabricación de productos relevantes con un mínimocostos Tanto material como contundente y temporal.

La ingeniería mecánica como tipo de producción

La ingeniería como tipo sectorial de producción se caracteriza por el uso de equipos universales, por lo que se lleva a cabo el procesamiento de piezas de varios tamaños y formas, accesorios universales y herramientas de medición. Esta industria proporciona no solo la operación automatizada de dispositivos, sino también el uso de mano de obra humana física; después de todo, una cantidad significativa de procesos de construcción de máquinas se lleva a cabo precisamente a través del trabajo manual y los esfuerzos de trabajadores altamente calificados. En tales plantas, el costo de varias partes a menudo se estima que es mucho mayor, aunque la productividad es mucho menor. Las oficinas de representación de dicha ingeniería mecánica incluyen turbinas, construcción naval, plantas químicas, así como empresas de ingeniería pesada. Además, hoy en día, entre las plantas modernas de construcción de máquinas que trabajan para la producción en masa o en serie, existen talleres de investigación experimental, donde se trabaja para crear nuevos modelos de máquinas en una sola copia, y esta es la prerrogativa de la producción de máquinas individuales.

Sin embargo, aún vale la pena enfatizar que la ingeniería doméstica está dirigida a la producción en masa de automóviles. Al mismo tiempo, el proceso tecnológico de diseño y fabricación de piezas se centra en la producción de una gran cantidad de productos idénticos durante un largo período de tiempo. Al mismo tiempo, está dirigido a una especialización estrecha.puestos de trabajo, máquinas semiautomáticas, máquinas herramienta, instalaciones modulares. Y los equipos especiales, la disponibilidad de herramientas universales y la amplia intercambiabilidad de piezas hacen posible coordinar el proceso tecnológico con sistemas de control automatizados.

Elementos de la producción mecánica. Matices

Como en cualquier proceso tecnológico, la ingeniería mecánica prevé la división obligatoria de los procedimientos de trabajo en áreas específicas de actividad con el logro de un resultado específico en esta área de reproducción. Aquí es importante distinguir y separar momentos operativos fundamentalmente diferentes entre sí.

¿Qué elementos del proceso tecnológico están representados por la procesión estándar de la construcción de máquinas? Considéralos:

1. Operación tecnológica: una parte integral del proceso general, durante el cual se realiza el procesamiento de piezas de trabajo realizadas por una herramienta (lima, cortador) en un lugar de trabajo (por ejemplo, una máquina herramienta). Al mismo tiempo, el trabajo puede ser realizado por uno o varios trabajadores a la vez. Según la cantidad de trabajo asignado a realizar, la operación tecnológica puede ser simple o compleja. Estos últimos, a su vez, se pueden dispersar en partes separadas que lo componen, que se denominan instalaciones en producción.
2. La instalación tecnológica es una parte integral de la operación realizada en el lugar de trabajo en un estado de sujeción de la pieza de trabajo sin cambios.
3. La posición es una parte integral de la operación, que se lleva a cabo en condiciones de una posición sin cambiospieza en relación con el utillaje (sin tener en cuenta los movimientos que se deben a los movimientos de trabajo de la propia pieza o de la propia herramienta).
4. La transición es una parte integral de la operación, que va acompañada del régimen constante de operación de la máquina o herramienta.
5. El pase es la parte de la transición que provoca la eliminación de capas de metal (u otro material si no es metal).
6. Recepción de trabajo: una acción completa de un empleado del taller de construcción de maquinaria de la fábrica, que va acompañada de la fijación o extracción de la herramienta de corte, la pieza de trabajo en sí, etc.

Estructura de los procesos tecnológicos. Esencia

La estructura misma de la ingeniería mecánica está representada por el paso del producto terminado a través de varias fases de procesamiento diferentes. A menudo, estas fases están representadas por la etapa de adquisición, la etapa de procesamiento y la etapa de montaje. Pero, ¿qué es exactamente cada una de las fases en la estructura de la ingeniería mecánica?

Etapa de preparación

La fase de adquisición se caracteriza por la ejecución de procedimientos para la obtención de espacios en blanco a través de los siguientes métodos:

1. Fundición: consiste en llenar un recipiente, molde o cavidad con un material que se encuentra en estado líquido de agregación.
2. La estampación es un procedimiento de deformación plástica de materiales con ajuste de su forma y tamaño.
3. Prensado: prueba de resistencia (densidad, estanqueidad) de objetos de naturaleza hidráulica o neumática en el proceso de presión.
4. El aterrizaje es una operación de herrería,que consiste en la deformación de la pieza de trabajo con un tiro parcial para crear un engrosamiento del objeto al reducir su longitud.
5. El corte y doblado de metales es el proceso de deformar o dividir una tubería, lámina o fundición de metal en sus componentes.
6. Corte de rollos o láminas de material: punzonado, punzonado, corte y recorte de material metálico, realizado para dividir una estructura metálica compleja en segmentos separados.

Al final de los procedimientos de la fase de adquisición, se lleva a cabo la transición a la segunda etapa en la estructura de la ingeniería mecánica.

Paso de procesamiento

La fase de procesamiento involucra el proceso de convertir varios espacios en blanco de producción en piezas terminadas. ¿Qué métodos de procesamiento determinan el proceso tecnológico de la ingeniería mecánica en la segunda fase del trabajo de producción? Considéralos:

1. La metalurgia es un conjunto de procesos mecánicos de cambio de formas, tamaños y calidad de aleaciones y metales.
2. El tratamiento térmico es el proceso de aplicar calor a un metal para darle las propiedades necesarias (en particular, el tamaño y la forma adecuados).
3. Tratamiento químico: el proceso de acción química sobre el metal a través de la destrucción selectiva de aleaciones mediante grabado en soluciones de álcalis y ácidos.
4. El tratamiento químico-térmico es el efecto combinado en la pieza de trabajo del proceso térmico y ácido-base, durante el cual la superficie de las piezas de acero se satura con carbono.
5. El procesamiento de plasma es un procedimiento de procesamiento de materiales realizado utilizandoplasma de baja temperatura generado por sopletes de plasma de arco o de alta frecuencia para cambiar las propiedades de este material.
6. La galvanización es la tecnología de recubrir un metal con otro usando un compuesto electrolítico.
7. Pintura: esmerilar, pulir y recubrir el material con pinturas o barnices para darle una apariencia estéticamente acabada.
8. La soldadura es el proceso de sujetar piezas para conectarlas de forma segura en una sola estructura.
9. Pasivación: tratamiento del área después de la soldadura con una sustancia especial que se aplica en una capa uniforme a la superficie del material.

Al final de la deformación de materiales, corte y doblado de metales, así como después del procesamiento de productos por uno de los métodos especialmente diseñados para obtener un resultado específico, la transición a la tercera fase del proceso tecnológico es llevado a cabo.

Paso de montaje

La última etapa del proceso tecnológico de ingeniería mecánica prevé eventos colectivos y enderezado de piezas en bruto de metal. El acoplamiento de varios perfiles metálicos se puede realizar de varias formas:

1. Embalaje de unidades de ensamblaje individuales en un solo producto final completo.
2. Montaje de ajuste-entrega.
3. Prueba de conexión de componentes en una sola estructura metálica.

Problemas de la ingeniería mecánica en Rusia

El desafío principal sigue siendo la necesidad de una revisión importante. El problema del rezago internola producción de la economía de clase mundial está directamente relacionada con la baja rentabilidad de ramas de la producción de máquinas como la fabricación de instrumentos, la construcción de máquinas herramienta, la tecnología informática, las industrias electrónica y eléctrica. Este problema debe resolverse lo antes posible.

Dependiendo de la naturaleza y la dirección, los problemas fundamentales de la ingeniería mecánica en la producción nacional se pueden agrupar en bloques separados. Esto es:

1. Desventajas en el desarrollo del complejo de construcción de maquinaria: el problema se debe a las bajas tasas de crecimiento de las industrias líderes, una disminución significativa en la producción, la interrupción de los vínculos tecnológicos, el tiempo de inactividad de las empresas individuales, las bajas tasas de renovación de equipos en relación con el nivel de producción.
2. F alta de recursos para el ajuste estructural: la ramificación insuficientemente desarrollada de las direcciones de actividad de la industria de ingeniería nacional requiere un nuevo perfil, y no hay suficientes fondos para esto. Además, la industria requiere reducir las desproporciones en las tasas de crecimiento de los segmentos individuales de reproducción: en algún lugar es necesario optimizar la estructura de las tecnologías operativas, en algún lugar complementar el proceso de producción con las capacidades que f altan.
3. Desventajas en la calidad de los productos fabricados: el incumplimiento de las máquinas fabricadas (su gran mayoría) con las máquinas de los estándares mundiales, así como la baja confiabilidad de los vehículos producidos conduce a la falla de su acabado. modelos ya un año después de la operación activa. El porcentaje de tales instalaciones de producción es 20-30% en la gravedad específica totalmodelos producidos.

Automatización de procesos tecnológicos

Los sistemas de control automatizados en el campo de la ingeniería mecánica son la fuente principal para aumentar la capacidad de producción en todo el segmento de la ingeniería mecánica. ¿Qué significa esto?

La automatización de la producción es hoy en día la dirección principal en la que se mueve la producción de todo el mundo. Todo lo que anteriormente se llevó a cabo a expensas de la capacidad de trabajo de una persona, su fuerza física y sus habilidades intelectuales, todo esto en la actualidad se reduce a la tecnología, que opera de forma independiente los ciclos tecnológicos y supervisa su implementación. Al mismo tiempo, el papel de una persona se reduce al mínimo: solo tiene que observar la corrección de la implementación por parte de los sistemas automatizados de todas aquellas acciones que tienen como objetivo optimizar la producción nacional. Es simple.

La automatización de los procesos tecnológicos en ingeniería mecánica se realiza mediante un conjunto de operaciones que implican iniciar, detener, mantener o modificar el proceso de trabajo operativo de la instalación en su conjunto. Realmente juega un papel importante en el desarrollo de la industria en su conjunto. El valor de máquinas individuales, dispositivos, unidades, dispositivos, complejos de máquinas radica en un impacto significativo en la formulación de un proceso de trabajo fundamentalmente nuevo en la planta de construcción de máquinas en su conjunto. Después de todo, los objetos controlados en la automatización son bastante diversos e increíblemente efectivos en su propósito previsto.

Reemplazar el trabajo humano puedeefectuarse en términos de sustitución parcial o absoluta. El proceso de ingeniería mecánica se lleva a cabo completamente debido a los últimos dispositivos de automatización o con el reemplazo parcial de mano de obra humana. No todas las fábricas tienen la capacidad de reemplazar completamente la mano de obra humana con las automatizadas. Alguien no tiene suficiente capacidad para esto, alguien no tiene el equipo y alguien no tiene las habilidades para trabajar con un método de control de procesos tan inusual, pero al mismo tiempo extremadamente efectivo.

Objetos a automatizar

Pero no solo las manos humanas hoy en día pueden ser reemplazadas por dispositivos mecanizados con equipos de alta precisión que pueden responder a las más mínimas observaciones del operador del automóvil. Además del hecho de que hay un reemplazo directo de una persona en la máquina con una instalación especializada, en paralelo, es posible la automatización de los siguientes aspectos en el proceso de ingeniería mecánica:

1. El proceso de producción: todo el trabajo que una persona realiza todos los días con una repetición refleja de acciones elaboradas para la máquina puede ser reemplazado de forma completamente ininterrumpida por una máquina.
2. Diseño: como se mencionó anteriormente, no solo los resultados del trabajo físico humano pueden revisarse y adaptarse a sus necesidades de producción. El trabajo intelectual también está sujeto a la automatización. Además, algunos cálculos y algoritmos de elaboración sujetos a la computación electrónica son la base de un correcto diseño asistido por ordenador.
3. Organización: algunos aspectos de las funciones distributivas para la ejecución específica de acciones de una estructura automatizada solo están sujetos a control externo. Todo lo demás lo hace la técnica sola.
4. Planificación: los cálculos y la identificación de las próximas tareas que se completarán en el futuro también se asignan a "electrónica inteligente".
5. Control: para administrar el proceso de trabajo con dispositivos automatizados que ensamblan máquinas, basta con realizar simples manipulaciones de botones mientras se encuentra en el panel de control.
6. Investigación científica: todos los aspectos matemáticos y las características de los errores de cálculo del crecimiento de la productividad de una planta de construcción de maquinaria en dinámica también están sujetos a sistemas informáticos automatizados.
7. Procesos comerciales: si lo desea, puede calcular la proporción de sus ganancias e ingresos marginales al administrar un negocio de construcción de maquinaria, ya que los equipos computarizados pueden hacer todo por una persona.

Dignidad

El objetivo de la automatización de procesos es aumentar la productividad laboral junto con la mejora general de la calidad del producto y la introducción de equipos de alta tecnología. Con su ayuda, es posible optimizar la gestión de la producción de construcción de maquinaria, para trasladar a una persona de zonas industriales peligrosas para la salud. Y también para aumentar la fiabilidad y duplicar la rentabilidad de la ingeniería de precisión. Porque la automatización aumenta la convertibilidad y reduce el tiempo de procesamiento en la planificación.

1. ¿Cuáles son los aspectos positivos de la automatización de los momentos de trabajo en el complejo de construcción de maquinaria? Considéralos:
2. Primero, puede salvar a los empleados que trabajan en condiciones físicas particularmente difíciles del trabajo físico monótono y duro. Una máquina puede hacer todo por una persona.
3. En segundo lugar, puede evitar que los empleados permanezcan en el lugar de trabajo en condiciones profesionalmente peligrosas (bajo el marco con bisagras de un automóvil, detrás de una máquina mecánica para cortar metal y otras).
4. En tercer lugar, la prerrogativa de plantear al sistema automatizado aquellas tareas que, en función de las capacidades físicas de una persona, estarían fuera de su alcance. Estamos hablando de bloques de gran peso, velocidad de ejecución de la tarea, resistencia y criterios similares.
5. En cuarto lugar, la característica principal de la automatización del flujo de trabajo es que tiene un efecto positivo en el crecimiento de los indicadores económicos tanto de la empresa como de la industria en su conjunto.

Defectos

Sin embargo, también hay aspectos negativos en la sustitución de mano de obra humana por mano de obra automatizada. La ingeniería de transporte, la producción de máquinas herramienta o cualquier otra rama industrial se enfrenta a los siguientes matices negativos en el proceso de automatización laboral:

• recortes de empleo;
• restricciones técnicas;
• amenazas de seguridad existentes;
• imprevisibilidad de los costos de implementación y desarrollo;
• precio inicial alto.

Documentación tecnológica

Cualquier trabajo basado en la adquisición, procesamiento y montaje de piezas en ingeniería mecánica debe ir acompañado de la preparación y ejecución de los documentos correspondientes. La forma de las tarjetas y su composición en el conjunto general de documentos depende del tipo de proceso tecnológico (grupo, estándar, único), tipo de producción y grado de uso de los sistemas de control automatizado en la empresa. Según estos criterios y teniendo en cuenta el grado de detalle de los datos requeridos, la presentación y el contenido de las transacciones en los documentos, así como su integridad, pueden variar significativamente.

La mayoría de las veces, el conjunto de documentos para el proceso tecnológico incluye un mapa de ruta, un quirófano, un croquis, una lista de herramientas, una lista de documentos tecnológicos y una lista de materiales.