Электрические источники света находят все большее применение в народном хозяйстве страны, науке и технике. Только на цели искусственного освещения в стране ежегодно расходуется десятая часть всей вырабатываемой электроэнергии.
Непрерывный рост потребности в источниках света связан с соответствующим ростом количества выпускаемых изделий, но в то же время возрастают требования и к их качеству, ассортименту, надежности в эксплуатации. Необходимость одновременного повышения качества и количества выпускаемых источников света сопровождается требованиями удешевления продукции, снижения трудоемкости ее производства, уменьшения расхода материальных ресурсов. Противоречивый характер этих требований является основной движущей силой развития современной технологии, создания новых процессов, применения новых, более совершенных материалов, повышения требований к точности изготовления.
Все требования к технологическим процессам производства источников света могут быть реализованы, главным образом, только в условиях массового производства, поскольку, базируясь на ручном труде, не только невозможно удовлетворить потребности в источниках света, но и обеспечить однородность их технических параметров. Для массового производства источников света характерна очень высокая степень механизации всех производственных процессов, применение высокопроизводительных машин автоматического действия и прогрессивных методов контроля качества и управления производством. При этом достигаются весьма высокие технико-экономические показатели работы оборудования. Например, современные сборочные линии для производства ламп накаливания имеют производительность около 5000 ламп в час. Еще более высокие показатели достигнуты в производстве деталей источников света: современные станки для навивки спиралей ламп накаливания имеют частоту вращения около 20— 30 тыс. об/мин; конвейерные автоматы для выдувания колб имеют производительность 72 тыс. колб в час, т. е. 20 колб в секунду.
Основой производства источников света, как и других промышленных изделий, является технологический процесс, задача которого — получение из исходных материалов и полуфабрикатов готовых изделий заданного качества. Технологический процесс разбивается на отдельные элементы — операции. Операцией называется часть технологического процесса, выполняемая одним целевым механизмом, обеспечивающим необходимое взаимодействие обрабатываемого изделия с инструментом для осуществления обработки. В условиях неавтоматизированного производства операции обычно соотносят с рабочими местами, на автоматическом оборудовании операции не зависят от возможностей рабочего и протяженности его зоны обслуживания, а определяются только целевыми механизмами. Для сборки источников света, например, отдельными операциями являются штамповка ножек, заварка, откачка. Операции, в свою очередь, делятся на переходы — части операции, характеризующиеся единством обрабатываемой поверхности, инструмента (или комплекта инструментов) и режима обработки. Так, операция заварки ламп накаливания делится на разогрев стекла (инструмент — газовая горелка), обрезку колбы ниже зоны заварки (изменение режима — применение острого кислородного пламени), формовку горла (инструмент — металлическая форма) и отжиг шва (изменение режима — мягкое воздушное пламя).
Важнейшей характеристикой технологического процесса обработки, сборки или контроля является длительность обработки. Она характеризует возможности данного технологического процесса в его простейшем виде — без совмещения операций и без учета времени на выполнение вспомогательных операций — загрузки, съема, перемещения с одной рабочей позиции на следующую и т. п. Для производства источников света характерно совмещение операций — одновременное выполнение нескольких операций во многих рабочих позициях. На первых этапах автоматизации производства источников света технологический процесс расчленялся на операции, выполняемые на отдельных машинах: заварка — на заворочном станке, откачка — на откачном посту. Дальнейшая дифференциация технологического процесса привела к тому, что процесс обработки даже в пределах одной операции расчленяется на переходы, выполняемые на отдельных позициях машины одноименными инструментами, с неизбежными перерывами обработки на время перехода с позиции на позицию. Усложнение оборудования позволяет резко увеличить число одновременно обрабатываемых изделий. Многопозиционные машины электролампового производства позволяют осуществлять значительную дифференциацию технологического процесса с концентрацией множества разнородных операций в одной машине. Эти операции могут выполняться последовательно, одна за другой, или параллельно — одновременная обработка двух или более изделий, например многоместная штамповка деталей. Чаще всего эти принципы объединяются и технологический процесс осуществляется параллельно-последовательно: в каждом параллельном потоке операции выполняются последовательно.
Производительность технологического оборудования с последовательным выполнением нескольких операций, выполняемых одновременно на разных позициях, так что в обработке одновременно находится число изделий, равное количеству позиций, растет с увеличением числа позиций, однако рост этот не пропорционален числу позиций и из-за потерь, связанных с необходимостью подналадки и ремонта большого количества механизмов и инструментов, снижается, начиная с некоторого оптимального числа позиций. Число позиций зависит от продолжительности обработки и потерь времени на восстановление работоспособности машины.
При параллельном выполнении операций, когда одна и та же операция выполняется одновременно или со сдвигом во времени на нескольких позициях, производительность оборудования не имеет максимума, но с увеличением числа позиций рост производительности замедляется. В этом случае производительность имеет предел, зависящий от времени восстановления работоспособности машины.
Машины параллельно-последовательного выполнения операций, имеющие несколько параллельных потоков, в каждом из которых операции выполняются последовательно, сочетают свойства объединяемых машин; их производительность имеет выраженный максимум, причем чем больше число параллельных потоков, тем меньше оптимальное число последовательно выполняемых операций в каждом потоке.
Технологический процесс изготовления изделий выполняется в соответствии с технологической документацией, разработанной по ЕСТД — единой системе технологических документов — представляющей собой комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимно связанные правила и положения по порядку разработки, оформления и обработки технологической документации.
В комплект технологической документации обязательно входят:
- маршрутная карта (МК) —технологический документ, содержащий описание технологического процесса изготовления изделия (детали, сборочного узла) по всем операциям различных видов в технологической последовательности и с указанием данных об оборудовании и оснастке;
- технологическая инструкция (ТИ) или операционная карта (ОК), которые содержат описание приемов работы при выполнении определенной операции, описание физических или химических явлений, а также технические требования к изделию (детали, узлу), методы контроля, правила' техники безопасности при выполнении операции;
- ведомость деталей, составляемая в каждой маршрутной карте. Она содержит перечень деталей, сборочных единиц и материалов, поступающих на каждую операцию технологического процесса, записанную в маршрутной карте.
В комплект документов по ЕСТД входит ряд других технологических документов, полный комплект которых отражает тщательную отработку технологического процесса, облегчает контроль за соблюдением технологии на производстве, приводит к снижению брака и повышению эффективности.
В настоящее время отечественной промышленностью выпускается широкий ассортимент источников света, в том числе:
- лампы накаливания общего назначения разных мощностей, специальные, прожекторные, галогенные;
- люминесцентные лампы в широком диапазоне мощностей, различной цветности и формы;
- ртутные лампы высокого давления типов ДРЛ, ДРТ;
- натриевые лампы высокого и низкого давления;
- импульсные источники света;
- металлогалогенные лампы;
- лампы тлеющего разряда.
Технологические процессы изготовления ламп различных типов имеют много общего в выполнении основных операций, в последовательности их выполнения, при этом конкретные элементы технологии для ламп различных типов существенно отличаются. Технологический процесс неотделим от материалов, из которых изготавливаются изделие и все его элементы, и от оборудования, на котором исполняется технологический процесс. В настоящее время наиболее отработана и обеспечена высокопроизводительным оборудованием технология производства ламп накаливания общего назначения и люминесцентных ламп — самых массовых источников света. Лампы накаливания общего назначения мощностью 15—200 Вт изготавливаются на технологических линиях, собранных из автоматов карусельного типа прерывистого движения или автоматов конвейерного типа в основном непрерывного движения (линия «Тиса», производимая в ВНР и в СССР). Производительность линий соответственно 2000 шт/ч и 3600 шт/ч, количество обслуживающего персонала 10—12 чел. Лампы накаливания мощностью 300—500 Вт и 750—1500 Вт изготавливаются на линиях производительностью 1000 и 500 шт/ч.
Сборка миниатюрных ламп накаливания ведется на линиях производительностью 1800—2000 шт/ч; сверхминиатюрных ламп с «носиком» — на линиях производительностью 600—700 шт/ч, а ряд ламп — на нестандартном оборудовании. С целью обеспечить технологическим оборудованием все группы имеющихся перспективных ламп накаливания специального назначения и замены устаревших машин разрабатываются новые серии машин.
Люминесцентные лампы собирают в основном на линиях фирмы «Тунгсрам» (Tungsram, ВНР), на линиях, комбинированных из оборудования фирмы «Тунгсрам» и отечественных машин, на отдельных машинах английского производства. Производительность линий различна, около 1200 шт/ч, количество обслуживающего персонала приблизительно 35 чел.
Лампы типов ДРЛ, ДРИ, ДНаТ, ДКСР выпускаются на комплектах машин нестандартного отечественного и специализированного зарубежного производства. Производительность комплектов оборудования для ламп ДРЛ мощностью 250—400 Вт составляет 400—500 шт/ч, мощностью 700—100 Вт — 70—200 шт/ч. Для осваиваемых в производстве ламп ДРИ мощностью 50—175 Вт, 250—400 Вт (с керамической горелкой) и ламп ДНаТ мощностью 50— 175 Вт разрабатывается новое прогрессивное отечественное оборудование.
Совершенствование технологии и оборудования в производстве источников света наряду с внедрением новых прогрессивных материалов обеспечивает выпуск высокоэффективных и экономичных источников света, наиболее полно отвечающих возросшим потребностям в них различных отраслей народного хозяйства.