Творения рук человеческих (Естественная история машин) - [54]

Для систем управления непрерывными процессами в конце 60-х годов были разработаны машины типа «Днепр». В частности, машина «Днепр-2», выполнявшая до пятидесяти тысяч операций в секунду, имела в своем составе центральное устройство обработки данных, управляющий комплекс, предназначенный для приема информации от управляемого объекта, и комплекс периферийных устройств.

Вскоре, однако, устарели и эти машины. Развитием науки и техники перед конструкторами вычислительных машин были поставлены и новые задачи. Достигнутых скоростей быстродействия было уже недостаточно. Для этого нужно было опять менять структуру машин. В качестве нового структурного элемента появляются интегральные схемы-пластинки площадью в несколько десятков квадратных миллиметров, на которых размещаются тысячи транзисторов, резисторов, конденсаторов, диодов и других составных элементов машин. Применение интегральных схем обусловило появление цифровых вычислительных машин третьего поколения, выполнявших более миллиона операций в секунду, с малыми габаритными размерами, с высокой надежностью действия. Объем памяти машин третьего поколения вырос по сравнению с машинами второго поколения в тысячи раз и во столько же раз снизилось потребление энергии. Еще большие возможности приобрели машины нового поколения, быстродействие которых достигло нескольких десятков и сотен миллионов операций в секунду. В этих системах с громадным объемом памяти диалог человека с машиной приобретает новые формы. В то же время габариты машин быстро падают, а управление ими существенно упрощается.

Так возникли машины нового качества, такие, которые смогли заменить некоторые элементы человеческой памяти и принять на себя часть его психической работы. Но следует отметить, и это весьма существенно, что машина все же остается машиной и ее назначение — помочь человеку и заменить его в тех операциях, которые по какой-либо причине находятся вне человеческих возможностей.

Для того чтобы применить вычислительные быстродействующие машины для управления производством, надо, чтобы и само производство достигло определенной степени организации, т. е. автоматизации всех основных производственных процессов и механизации трудоемких и тяжелых работ. Следует напомнить, что существует качественное различие между обычной технологической машиной и машиной автоматического действия. Автоматизация всех операций, производимых машиной, полностью выключает оператора из технологического процесса. При этом изменяется и взаимосвязь механизмов: становится возможным значительно сократить длительность простоя и перестроить выполнение технологических операций таким образом, чтобы максимально уплотнить рабочее время. За оператором остаются лишь функции контроля и обслуживания, и это обстоятельство оставляет возможности для дальнейшего совершенствования машины.

Другим важным условием автоматизации остается создание более совершенного инструмента или того агрегата, на который и возлагаются технологические функции машины. Оба эти условия взаимосвязаны: введение в практику новых более совершенных рабочих органов стимулирует разработку более совершенных механизмов, а это влечет за собой дальнейшую экономию времени.

Процесс автоматизации имеет «скачкообразный» характер. Всякий раз, когда повышение технологической производительности приближалось к тем значениям, когда становилось бессмысленным дальнейшее ее увеличение, на смену появлялась новая машина. Она давала более высокую производительность благодаря частичной или полной автоматизации рабочего процесса. Это, в свою очередь, порождало новый скачок в повышении технологической производительности, который требовал дальнейшего развития — совершенствования исполнительного механизма за счет сокращения затрат времени.

В настоящее время машины автоматического действия работают в самых различных отраслях промышленности — в машиностроении, металлургии, полиграфии и т. д. Автоматы различаются не только по виду промышленности. Как правило, они являются машинами специализированного назначения в отличие от универсальных машин и станков, поэтому какое-либо производство может иметь значительно больше автоматов, чем оно имело бы универсальных машин.

Однако, несмотря на большое различие технологических процессов и машин автоматического действия, обслуживающих какой-либо технологический процесс, их структура остается принципиально подобной, а все видоизменения заключаются в комплектах механизмов, предназначенных для выполнения операций рабочего цикла, в способах крепления обрабатываемого материала и обрабатывающего инструмента. Во всех машинах автоматического действия имеются группы механизмов, выполняющих подобные функции: распределительный вал с системой кулачковых механизмов, предназначенных для выполнения операций paточные механизмы, передающие движение от распределительного вала, поворотно-фиксирующие механизмы, механизмы питания, механизмы управления, механизмы привода. Эти группы механизмов свойственны почти всем технологическим машинам автоматического действия. Такое подобие в структуре — следствие того, что в основу создания автоматов положены цикличность работы и автоматизация рабочих и холостых ходов.