Первый роботизированный завод СССР

В СССР первая автоматическая линия была создана в 1939 году рабочим Сталинградского тракторного завода И.П. Иночкиным. Она состояла из пяти станков, которые выполняли десять операций, не только обработки, но и сборки одной тракторной детали.

К 1950 году автоматические линии, выполнявшие гораздо большее число операций, широко распространились в разных областях производства, значительно повысив производительность труда,— если раньше обработка блока тракторного двигателя на универсальных станках занимала 3 часа 15 минут, то на автоматической линии эта операция стала занимать 3,5 минуты!

Еще более впечатляющим стал пуск первого автоматического металлообрабатывающего завода. Он изготавливал поршни для двигателей грузовых автомобилей “ЗИС-150”. Грубо говоря, на заводе происходило вот что: с одного конца большой линии— различных автоматических сооружений— подавался металл в “чушках” — слитках; с другой стороны выходили упакованные в картонные коробки готовые изделия.

Завод был создан Экспериментальным научно-исследовательским институтом металлообрабатывающих станков (ЭНИМС) и рядом других научных институтов и предприятий.

Задача была трудная: автоматизировать и сочетать в одном, крепко связанном производственном комплексе огромную массу разнородных и чрезвычайно неустойчивых процессов. Поршень— труднейшая в изготовлении деталь, которая требует микронной точности в изготовлении. В то же время, поршень— одна из наиболее быстро изнашивающихся и требующих замены деталей. Поэтому автоматизация стала в своем роде социальным заказом автомобильной промышленности, которая выполняла важные задачи по восстановлению народного хозяйства в послевоенные годы.

Для того чтобы только выяснить, как конструировать эту деталь, пришлось провести более двухсот научно-исследовательских работ.

Все начинается с того что рабочий вручную закладывает в звенья неподвижного транспортера чушки из алюминиевого сплава. Периодически двигаясь, транспортер постепенно поднимает чушку к дверце большой, величиной с товарный вагон, электропечи.

Транспортер передвигается на одно звено, и самая верхняя чушка сталкивается внутрь открывшегося окошка электропечи. Дверца закрывается. На противоположном, переднем конце печь заканчивается выступающей наружу камерой— дозатором, который наполнен очищенным от шлака жидким металлом. Строго отмеренная порция расплавленного металла струей выливается наружу через периодически открывающиеся отверстие внизу камеры.

Здесь в это время работает карусельная литейная машина, оснащенная по кругу шестью металлическими формами— кокилями. Формы заполняются металлом, причем до того как заливается последняя, первая успевает раскрыться на три части и отдать застывшую форму в станок для первой механической обработки. Затем части формы смыкаются, предварительно получив охлаждающий душ, и снова оказываются под отверстием дозатора.

Если форма смыкается неплотно или туда случайно попадет инородная частица, то световой сигнал дает знать об этом наладчику. На этом этапе отливка мало похожа на поршень. Она скорее напоминает кофейник, несмотря на то, что готовый поршень представляет собой широкий цилиндрический стакан, в котором боковая поверхность просверлена насквозь, чтобы образовать отверстие “под палец”, куда вкладывается палец шатуна. На поверхности есть канавки для колец, сквозные прорези в стенках и тд, но никаких выступов там нет.

Выступы, похожие на носик кофейника, получаются потому, что этого требует литейный процесс. Чтобы отливка получилась правильной и при охлаждении не дала пустот внутри, металл заливают в форму с избытком. Теперь выступ— “литник” — нужно удалить. Эту операцию выполняет станок, в который попадает отливка из литейной машины. Он срезает литники и отправляет их назад на переплавку.

Поршни же, еще горячие, но уже похожие на гладкие алюминиевые стаканы, один за другим уходят во вторую печь— термическую. Здесь каждый поршень проводит шесть часов при температуре 210 градусов на медленно движущемся конвейере. Это необходимо для того, чтобы металл приобрел необходимые вязкость и твердость.

На выходе из печи стоит контролер, вдавливающий под прессом в стенку поршня маленький металлический шарик из твердого сплава. Измеряя глубину вмятины, автомат определяет твердость поршня. И если она оказывается неудовлетворительной, то поршень отправляется в открывшийся снизу люк— на переплавку.

Нормальные идут дальше: из первого литейно-термического участка линии в другой— для механической обработки. В нем имеется бункер, вмещающий 200 поршней— на случай, если один из участков линии по какой-то причине прекращает свою работу.

Если же линия работает нормально, то поршни проходят на участок для механической обработки.

Механическая обработка начинается со станка, который обслуживается оператором. Тут обрабатывается поверхности поршня и сверлятся отверстия, по которым в дальнейшем автоматы сами будут устанавливать поршень, обрабатывая его детали. Станок делает все это самостоятельно, оператор лишь закладывает поршни в специальное приспособление, а затем вынимает их после обработки.

Далее идет автоматическая линия станков, которые проделывают в поршне нужные отверстия, канавки и прорези.Эта группа закрытых и неприметных с виду станков таит в себе колоссальные по сложности и трудности задачи. Как уже было сказано выше, поршень требует исключительной точности обработки. Достаточно сказать, что отклонение отдельного цилиндра допустимо не более чем на 0,03 доли миллиметра. А цилиндричность отверстия определяется тремя тысячными миллиметра— микронами.

Между тем, достаточно хотя бы слегка нажать сверху пальцем на поршень, лежащий боком, чтобы он сплющился на несколько микронов. А ведь в процессе обработки все непрерывно меняется — и давление, и температура от трения, вызывающая расширение металла, и сам инструмент, изнашивающийся при работе.

Выход был один: точно учесть все эти переменные и включить их в расчет технологии каждого станка. При этом в сам рабочий процесс был введен автоматический контроль, руководящий операцией и измеряющий ее результаты на ходу: как только надлежащий размер достигнут, например, при шлифовании, то обработка прекращается. Конструкторы сумели добиться того, чтобы разница в весе деталей не выходила за пределы одного грамма.

Задачи точности привели конструкторов к огромной работе над инструментом, его геометрией, заточкой, смазкой и охлаждающей жидкостью. В результате на большинстве станков инструменты работают от 24 до 32 часов и только на одном 8 часов.

После подгонки по весу поршни идут в шлифовальный бесцентровый станок, где износ шлифовальных кругов автоматически компенсируется их расположением, а затем попадают в автомат для лужения. Тут они обезжириваются, промываются, лудятся и снова промываются. Автоматический “химик” следит за щелочью в лудильной ванне и время от времени нейтрализует ее избыток кислотой.

Луженые поршни поступают во второй бункер, а далее в агрегат, где отверстие для пальца окончательно доводится до микронов. Тут же работает третий— и последний! — оператор станка , который лишь закладывает и вынимает поршни.

Далее— моечная машина, контрольно-сортировочный автомат и, наконец, упаковочная машина. Она смазывает готовые и проверенные поршни, заворачивает их в пергамент, комплектует по 6 штук, закладывает в картонную коробку и оклеивают бумажной лентой поперек. Таков, в общих чертах, технологический процесс этой автоматической линии.

Если сравнить результаты работы такой линии с обычным производством, то окажется, что количество рабочих и инженерно-технических работников сокращается здесь в пять раз.

Еще раз вспомним все человекообразные машины— выходит, что будущее автоматизации не в подражании человеку, а в воспроизведении человеческой мысли, которая неприметно и без внешнего эффекта воплощена в работе слаженных механизмов, задачей которых является высвобождение человека от тяжелого труда, направленного на улучшение качества жизни. Ведь описанный выше комплекс автоматов не может поразить своей внешностью, формой, однако в каждом узле агрегатов ощущается гениальное присутствие творческой мысли человека.

Человек заставляет их мыслить, практически чувствовать: герой процесса только приближается на транспортере, а уже та часть, которая должна произвести над ним очередную операцию, начинает свое движение к нему: быстрыми, но мягкими— за счет гидравлики— движениями захватывает деталь с точностью, присущей хирургу. Движения эти великолепны не потому, что они напоминают движения человеческой руки, а потому что они целесообразны, осторожны, даже нежны…

Человек, чаще всего не обладает такой точностью, поэтому он создает машины. И управляет такими линиями центр, созданный человеком — система реле и электроприборов, роль которых состоит в том, чтобы получать импульсы от машины и в зависимости от их движения направлять их обратно в машину, включая или выключая те или иные ее части. Такова природа автомата: он оживает только для совершения определенной работы.

Вот так в стране социализма был создан этот грандиозный автоматический комплекс, включающий в себя разнородные процессы обработки металла. Потребовалось всего несколько десятилетий с того времени, когда крестьяне полагались на “упряжку мулов”, чтобы достичь столь сложного уровня конструирования новых аппаратов и методов их регулирования и контроля.