Команда «Юпитер»

1. Команда «Юпитер»

Алтайский край, Поспелихинский район, с.Поспелиха
Объединение «Изобретатели»
Команда «Юпитер»
«Контроль температуры на установке закалки деталей ТВЧ на
предприятии
ООО «Тонар Плюс»
Березов Никита
Побережнюк Андрей
Филин Владимир
1

2. Алтайский край Поспелихинский район село Поспелиха

2

3. Алтайский край Поспелихинский район село Поспелиха

3

4. Организация МКОУ «Поспелихинская СОШ №2»

Адрес
село Поспелиха,
переулок 8 Марта, 48
Телефоны
8 355 56 22179
Почтовый ящик
psch262@mail.ru
4

5. Структурное подразделение «Точка роста»

Адрес
село Поспелиха,
переулок 8 Марта, 48
Телефоны
8 355 56 22179
Почтовый ящик
psch262@mail.ru
5

6. Березов Никита 17 лет 11 класс Докладчик оформитель

Члены команды «Юпитер»
Березов Никита
17 лет 11 класс
Докладчик оформитель
Побережнюк Андрей
17 лет 11 класс
Техник - конструктор
Филин Владимир
15 лет 9 класс
Генератор идей
6

7. Руководитель

Завгородняя Светлана Сергеевна
руководитель проекта
преподаватель по предмету технологии,
структурного подразделения «Точка
роста» МКОУ «ПСОШ №2»
Консультант
Стрельцов Игорь Александрович
консультант проекта
преподаватель по предмету информатики,
структурного подразделения «Точка роста»
МКОУ «ПСОШ №2»
7

8. Кейс ООО «Тонар»

Проблема
•Получение объективных данных о
фактической температуре нагрева
деталей на установке ТВЧ. Сейчас
контроль температуры
осуществляется визуально
согласно таблицы «цвета накала».
•Сталь при нагреве выше 530°С
излучает световые лучи различного
цвета в зависимости от
температуры нагрева (таблица
«Цвета накала»).
Актуальность
При определении визуальной
температуры нагрева следует иметь в
виду, что окружающие световые
условия (дневной яркий свет, слабое
искусственное или естественное
освещение) в значительной степени
искажают действительную
температуру нагрева металла.
Данный метод не может быть точным
в связи с индивидуальными
особенностями глаз наблюдателя.
8

9.

• Автоматизация процесса измерения температуры приведет к
уменьшению брака и более равномерной закалки разных партий
детлей.
• При автоматизации.
• С роботизированным комплексом по автоматизации производства
уменьшится количество профессиональных заболеваний среди
работников данной отрасли.
9

10. Цель

• Цель:
Разработать устройство для контроля температуры на установке
закалки деталей ТВЧ на производстве ООО «Тонар».
10

11. Задачи

Задачи:
1. Знакомство с производственным процессом.
2. Проанализировать способ оценки, который в данный момент
времени применяется на заводе.
3. Разработать:
Структуру системы (комплекс компонентов и схема их
взаимодействия)
Алгоритм работы (блок схема системы контроля температуры)
11

12. План работы

• Составить последовательность действий команды по решению задач
проекта.
• Найти информацию по развитию автоматизации производства в России
• Пройти экскурсию по производству ООО «Тонар » и получить информацию
о работе предприятия
• Продумать устройство и возможность его реализации.
• Создать примерные 3D модели в программе Kompas 3D.
• Собрать прототип в программе Kompas 3D для наглядной демонстрации.
• Создать инженерную книгу
• Привлечь экспертов предприятия для оценки и экспертизы нашего проекта
• Создать план защиты проекта и разработать презентацию проекта
12

13. Знакомство с предприятием

13

14. Взаимодействие с предприятием

Предложен кейс с задачей по автоматизации процесса контроля температур
на установке закалки деталей ТВЧ на предприятии ООО «Тонар» изучив
которую мы разработали концепцию для решения поставленной задачи по
автоматизации выполнения контроля температур на установке закалки
деталей ТВЧ. На ООО «Тонар» в данный момент используется визуальный
анализ с частичной автоматизацией процесса.
14

15. Процесс контроля температуры производстве на ООО «Тонар плюс»

Процесс контроля
температуры производстве
на ООО «Тонар плюс»
15

16. Технология Высокочастотной Закалки (ТВЧ)

ТВЧ термообработка представляет
собой передовую технологию,
использующую высокочастотные
токи для увеличения прочности и
износостойкости материалов. Это
метод, основанный на закалке, при
котором
используются
токи
высокой частоты для нагрева
поверхности детали перед ее
последующим охлаждением.
16

17. Экскурсии

• .
17

18. Знакомство с участком

18

19. Знакомство с технологией основного производства

19

20. Встречи со специалистами предприятия, консультации, экспертизы

20

21. Соглашения о взаимодействии

На данный момент вопрос решается
21

22. Рекомендации о внедрении

На данный момент рекомендация в разработке.
Рекомендации получили словесно.
22

23. Решение о внедрении

На предприятии мы обговаривали возможность внедрения нашего
устройства. Этот вопрос рассматривается.
23

24. Описание решаемой проблемы

При определении визуальной температуры нагрева следует иметь в виду, что
окружающие световые условия (дневной яркий свет, слабое искусственное или
естественное освещение) в значительной степени искажают действительную
температуру нагрева металла. Данный метод не может быть точным в связи с
индивидуальными особенностями глаз наблюдателя.
В современном мире внедрение электронных измерительных устройств играет
важную роль в повышении эффективности производства и улучшении
качества продукции. ООО «Тонар Плюс» занимается производством и
продажей сельскохозяйственной техники, и в настоящее время на предприятии
осуществляется визуальное определение температуры нагрева, что приводит к
нарушению технологии производства. В связи с этим возникает
необходимость разработать техническое задание для разработки устройства
для осуществления контроля температуры нагретых деталей.
24

25. Из истории вопроса, попытки решения проблемы раньше

Закалка стали – это процесс обработки металла, в результате которого под воздействием
высоких температур он становится прочнее. Этот процесс происходит под строгим контролем
и в соответствии с нормативами. Температура нагрева стали зависит от характеристик металла
и от тех его свойств, которые нужно получить в итоге. Если неверно выбрать режим закалки,
поверхность металла станет мягкой, а сам он хрупким.
ООО «Тонар» столкнулось с проблемой получения объективных данных о фактической
температуре нагрева деталей на установке ТВЧ. Сейчас контроль температуры
осуществляется визуально согласно таблицы «цвета накала». Сталь при нагреве выше 530°С
излучает световые лучи различного цвета в зависимости от температуры нагрева (таблица
«Цвета накала»). ООО «Тонар предприняло попытку найти оптимальный вариант именно
высокотемпературного стационарного пирометра для измерения температуры бесконтактным
методом для установки ТВЧ, т.к мобильные пирометры нужны только для быстрого измерения
температуры в бытовых условиях и не подходят для условий предприятия. но не сумело найти
доступный вариант.
25

26. Этапы работы над проектом

• Подготовительный этап – изучение положения о конкурсе, обсуждение идей,
формулирование темы проекта, определение ролей каждого члена команды,
подборка деталей для сборки механизмов, которые будут входить в
Роботизированный Комплекс, подготовка поля и вспомогательных деталей.
• Практический этап - создание, программирование, отладка
Автоматизированного Комплекса.
• Теоретический этап – сбор и подготовка материала (текст, фотографии,
схемы); объединение собранного материала в Инженерную книгу,
оформление в соответствии с требованиями Положения о конкурсе.
• Заключительный этап – тестирование устройства на поле, подготовка
презентации, подготовка к защите проекта.
26

27. Описание устройства

Устройство представляет собой прибор,
состоящий из:
• измерительная головка
• контролер
• информационное табло
27

28. Первоначальные варианты решения проблемы «за» и «против»

Первоначально было несколько предложений реализации способа измерения температуры нагретых
заготовок. По реализации устройства измерения температуры на установке закалки деталей ТВЧ, были
предложены такие варианты как:
Использование пирометра. Мы от неё отказались так как посчитали, что готовые варианты, которые уже
существуют не будут сильно уступать нашему решению. Прототип, который мы хотели разработать,
должен быть прост в модернизации и оптимален по цене, а данный вариант не подразумевает ни того, ни
другого.
Использование инфракрасных датчиков совместимых с Arduino. Отказались так как их диапазон
температур не совпадал с необходимым на производстве.
Использование USB камеры показалось нам выходом из данной проблемы. С момента запуска
производства температуру определяли визуально, поэтому мы посчитали что при помощи обычной USB
камеры можно будет заменить опытного рабочего. Этот вариант оптимален как финансово, так и
практически, так как комплектующие легко заменить.
По реализации контроллера нашего устройства, мы остановились на микрокомпьютере Arduino UNO.
Она в меру компактна, доступна и производительна по сравнению с другими моделями устройств этой
компании. Так же язык Arduino нам знаком и написание программы для него вызовет меньше
затруднений.
28

29. Эскизы устройства

29

30.

Схема устройства
30

31. Схема устройства

31

32.

Схема устройства
32

33. Пирометр ПД-7 Более 80 тысяч рублей

33

34. Контроллеры Arduino

34

35. Датчики цвета

VEML6040
TCS3472
TCS3200
35

36. Модуль USB камеры

Цена варьируется от 2 до
4 тыс. руб.
36

37. Описание программного обеспечения

Программное обеспеченье будет реализовано на языке Arduino, на
данный момент находиться в разработке. Будут использованы
технологии машинного обучения.
37

38.

Спасибо за внимание!
38