Какие бывают станки: какие бывают разновидности, виды и классификация промышленных станков по типам (таблица)

какие бывают разновидности, виды и классификация промышленных станков по типам (таблица)

Классификация промышленных станков по группам. Наиболее распространенные типы производственных установок: фрезерные, токарные, сверлильные, шлифовальные и другие. Различие моделей по типу управления и материалу обработки.

Что такое промышленный станок?

Промышленный станок – агрегат для обработки металлов, камня, дерева, стекла и других производственных материалов. Главными элементами станины выступают шлифовальный круг, сверло, режущие устройства. Оборудование задействуют на предприятиях и в цехах как отдельную единицу либо как часть автоматизированной линии. Самые востребованные в промышленности – металлообрабатывающие машины, с их помощью налаживается серийное производство или единичный выпуск заготовок.

Какие бывают станки?

Станки – сложные агрегаты, используются для придания устройству формы, высверливания необходимых отверстий. Без них не обойтись в машиностроении, промышленности, на мелких производственных предприятиях. Устройства могут быть стационарные и мобильные. Не передвижные станины с силовой установкой надежнее в работе по сравнению с малогабаритными машинами.

Номер	Группа станка	Классификация по типу
		1	2		3	4	5	6	7	8	9
1	Токарный	Автомат и полуавтомат			Револьверный	Сверлильно-отрезной	Карусельный	Винторезный	Многорезцовый	Для модельных заготовок	Другой токарный
		Одношпиндельный		Многошпиндельный
2	Сверлильный, расточный	С вертикальным расположением сверла		Одношпиндельный полуавтомат	Многошпиндельный полуавтомат	Координатно-расточный с одной стойкой	Радиально-сверлильный	С горизонтальной расточкой	Алмазно-расточный	С горизонтальным расположением сверла	Другой сверлильный
3	Шлифовально-полировочный	Круглошлифовальный		Внутришлифовальный	Обдирочно-шлифовальный	Специализированный	—	Заточный	Полировальный с квадратной или круглой станиной	Полировальный, притирочный	Другой с абразивным инструментом
4	Комбинированный	Универсальный		Полуавтомат	Автомат	Электрохимический	Электроискровой	—	Электроэрозионный, ультразвуковой	Анодно-механический	—
5	Для обработки резьбы и зубьев	Зубострогальный для цилиндрических колес		Для резьбы на зубьях конических колес	Зубофрезерные для шпицевых валиков и цилиндрических колес	Зубофрезерные для червячных колес	Для обработки торцов зубьев	Резьбофрезерные	Зубоотделочные	Для шлифовки зубьев и резьбы	Другой резьбо- и зубоотделочный
6	Фрезерные	С вертикальной фрезой		Непрерывного действия	—	Копировальный и гравировальный	Вертикальный бесконсольный	Продольный	Универсальный широкого спектра	Горизонтальный консольный	Другой фрезерный
7	Строгальный, долбежный, протяжный	Продольный с одной стойкой		Продольный с двумя стойками	Поперечно-строгальный	Долбежный	Горизонтальный протяжный	—	Вертикальный протяжный	—	Другой строгальный
8	Разрезной	Отрезной с рабочим органом:				Правильно-отрезной	Пила
		токарный резец		отрезной круг	фрикционный блок		ленточная	дисковая	ножовочная	—	—
9	Другой	Для обработки труб и муфт		Пилонасекательный	Правильно- и бесцентровообдирочный	—	Для тестирования инструментов	Делительный агрегат	Балансировочный	—	—

Таблица 1. Типы станков

Токарные станки

Агрегаты первой группы составляют 30 % станочного парка промышленных предприятий. Их используют практически при всех операциях по обточке металлических и других изделий, имеющих форму вращаемых тел:

• корректировка заготовок;
• нарезка резьбы;
• проточка пазов;
• резка металлов;
• обработка торцов деталей.

Токарные станки незаменимы при изготовлении болтов, втулок, шайб, осей и других деталей конической или цилиндрической формы. Сырая заготовка крепится фиксирующим патроном шпинделя:

• с проходным отверстием;
• самоцентрирующийся;
• с независимым перемещением кулачков;
• со штоком.

Чем мощнее конструкция шпинделя и привода станка, тем выше производительность токарного оборудования при резьбе по деталям и тем большая заготовка на нем обрабатывается.

Схема обычного токарно-резцового станка с основными узлами: 1 – шпиндельная бабка; 2 – суппорт для закрепления режущего элемента; 3 – задняя бабка; 4 – станина; 5, 9 – тумбы-подставки; 6 – фартук; 7 – ходовой винт; 8 – ходовой валик; 10 – коробка подач вращательных движений от шпинделя к суппорту; 11 – гитара сменных шестерен; 12 – пусковое устройство и двигатель; 13 – коробка скоростей; 14 – шпиндель.

Производители предлагают разные типы токарных станков крупногабаритных размеров для предприятий, мини-машины по металлу, удобные для частного пользования.

Сверлильные станки

Эти установки не менее популярны среди мастеров и на производстве, чем токарные. Их используют для создания сквозных и глухих отверстий заготовок и сверлильных работ по листовому металлу.

Примечание: преимущества агрегатов перед дрелью – высокая точность и возможность просверливать отверстия большого диаметра.

Вертикально-сверлильные станки распространены и часто используются при работе со сравнительно небольшими деталями. Принцип действия устройства заключается в подвижности заготовки относительно рабочего органа.

Основные узлы вертикально-сверлильного станка: 1 — станина в виде колонны; 2 — двигатель; 3 — сверлильная головка; 4 — рычаги переключения коробок скоростей и подач; 5 — ручная подача; 6 — лимб контроля глубины обработки; 7 — шпиндель; 8 — шланг для подачи СОЖ; 9 — столешница; 10 — рукоятка подъема столешницы; 11 — основа; 12 — короб электроустановки.

Настольные одношпиндельные станки применяют в приборостроении для изготовления маленьких отверстий. Аналогичные многошпиндельные машины значительно повышают производительность.

Сверлильно-долбежные станки способны выполнять несколько операций, работать фрезой, но эти опции отличаются ограниченными возможностями.

Для сверления больших отверстий используются радиально-сверлильные агрегаты, при обработке которыми заготовка остается неподвижной, а шпиндель перемещается.

Примечание: крупногабаритные радиально-сверлильные станки переносятся подъемным краном непосредственно к самой детали. Другие модификации оснащаются тележками и при работе фиксируются башмаками.

Расточные агрегаты

Станки предназначаются для работы по металлу, без них не обойтись в серийном и единичном производстве. На этих машинах можно:

• сверлить;
• растачивать;
• зенкеровать;
• нарезать резьбу;
• обтачивать и фрезеровать цилиндрические поверхности;
• подрезать торцы.

Необходимый для операции инструмент крепится на борштангу в отверстии шпинделя, расположение которого может быть горизонтальным или вертикальным.

Горизонтальный расточный станок.

Вертикальный расточный станок.

Координатно-расточные станки выполняют сходные действия, различие состоит в возможности сделать предварительную разметку.

Алмазно-расточные агрегаты отличаются высокой точностью, и при растачивании погрешность не превышает 3–5 мкм.

Шлифовальные и заточные

Этой группой станков проводится наружная и внутренняя обработка заготовок в форме тел вращения, шлифовка резьбы, зубьев колес, разрезаются детали, затачиваются инструменты. Исходя из типа шлифовки и обрабатываемой поверхности, станки бывают:

• круглошлифовальные;
• внутришлифовальные;
• бесцентрово-шлифовальные;
• плоскошлифовальные;
• специальные.

Примечание: главный рабочий инструмент в шлифовальных станках – абразивный круг или брусок, который снимает с поверхности тонкий слой металла.

Шлифовальные станки различают по видам подачи:

• движение детали вместе со столом и перемещение шлифовального круга – круглошлифовальный станок;
• вращение заготовки или шлифовального круга и перемещение бабки шлифовального круга – внутришлифовальный станок;
• движение стола и периодическое поперечное перемещение бабки с вертикальным сдвигом абразивного круга – плоскошлифовальный станок.

Притирочные агрегаты

Металлорежущие притирочные машины применяются для тонкой доводки и притирки – поверхность детали обрабатывается до идеального состояния с помощью мелкозернистой абразивной смеси, которая снимает тонкий слой металла или другого материала. Используются:

• алмазная пыль;
• наждак;
• электрокорунд.

Порошок наносится на плоские или круглые притиры из чугуна, низкосортной стали, свинца, меди, дерева и удерживается керосином или скипидаром, смешанным со специальной смазкой или пастой (окись алюминия, хрома, венская известь).

Важно: доводка детали происходит на медленной скорости с постоянным изменением направления.

Станки оснащаются регулируемыми и нерегулируемыми притирами. Для первых характерна разрезная рубашка, внутренний конус и устройство для изменения диаметра доводочного элемента.

Хонинговальные установки

Группа шлифовально-притирочных агрегатов для обработки наружных поверхностей деталей цилиндрической формы. Это втулки, валики, пальцы и др. Для резки в шпинделе закрепляется хонинговальная головка с абразивными брусками.

Стандартно выпускают станки с горизонтальным, вертикальным и наклонным расположением одного или нескольких шпинделей.

Зубообрабатывающие машины

Станки для нарезки и отделки цилиндрических зубьев колес в зависимости от вида рабочего инструмента бывают:

• зубофрезерные;
• зубошлифовальные;
• зубопротяжные;
• зубострогальные и пр.

Агрегаты справляются с функциями нарезки зубьев, чистовой и отделочной обработкой цилиндрических и конических колес с прямыми, косыми и криволинейными зубьями, шевронных, червячных колес, зубчатых реек.

Методы нарезки:

Копирование – фреза имеет идентичные зубьям детали впадины и продвигается вдоль впадин колеса, оставляя отпечаток. После работы над отдельной впадиной деталь разворачивают на окружной шаг и приступают к следующей. Неудобство такого способа обработки в том, что для каждого колеса нужна отдельная фреза, а замена отнимает время. Однако работать с таким агрегатом просто.

Информация: метод копирования выгоден при единичном производстве или ремонте. Для серийного используют зубодолбежные установки.

Обкатка – распространенный способ с высокой производительностью и точностью нарезаемых колес. Один инструмент обрабатывает различные по числу зубьев заготовки. Режущие кромки инструмента последовательно располагаются в зубьях колес и прокатываются, сцепленные друг с другом. При методе обкатки чаще всего используются червячные фрезы.

Помимо основных способов обработки зубчатых колес, существуют другие методы с высокой производительностью:

• долбление всех впадин детали сразу фрезой с аналогичными впадинами на режущей кромке;
• протяжка всех зубьев;
• прокатка способом холодной или горячей обработки;
• волочение или накатка без снятия верхнего слоя материала;
• прессование зубьев (подходит для синтетических изделий).

Резьбообрабатывающие и резьбонакатные

Это пятая группа промышленных станков, которые используются в машиностроении для нарезки резьбы. К ним относятся резьбофрезерные, гайконарезные, резьбо- и червячно-шлифовальные машины.

Способы нарезки в зависимости от рабочего инструмента:

• внутренняя резьба – применяются резцы, гребенчатые фрезы, метчики;
• наружная резьба – гребенчатые и дисковые фрезы, резцы, винторезные и круглые плашки;
• многозаходные винты и червяки – вихревые головки в условиях массового производства.

Информация: резьбонакатные агрегаты используют способ нарезки резьбы без снятия стружки с заготовки. Деталь сдавливается между плоскими или круглыми рабочими элементами и на ней отпечатывается нужная форма.

В станках с круглыми плашками изделие размещается между подвижной и неподвижной плашками. Затем двигающийся элемент подводится к заготовке, прижимает ее и накатывает резьбу несколькими оборотами детали.

Гайконарезные станки

Для изготовления изделий с точной резьбой на линиях серийного производства используются гайконарезные автоматы и полуавтоматы с прямыми или изогнутыми хвостовиками. Агрегаты могут быть одно- и многошпиндельными.

Фрезерные станки

Группа состоит из машин с режущим многолезвийным инструментом – фрезой, которая вращательными движениями обрабатывает поступательно движущуюся заготовку плоского или фасонного типа.

Широкий спектр выполняемых работ обеспечивается разнообразием фрез:

• цилиндрические (а) – для обработки поверхностей;
• дисковые (б) – для изготовления пазов;
• концевые (в) – для обработки уступов, пазов, фасонных деталей;
• торцевые (г) – для торцовки уступов, пазов, поверхностей;
• фасонные (д) – для изготовления фасонных поверхностей.

Стрелки на рисунке указывают направление движения фрез и заготовок при резке.

Виды фрезерных станков

Консольные агрегаты оснащаются рабочим столом в виде консоли и горизонтально или вертикально расположенным шпинделем. Стол двигается в продольном, поперечном и вертикальном направлении относительно вала шпинделя. Возможности таких станков ограничены: могут изготавливать детали сравнительно небольшого веса и размера.

Универсальные станки отличаются оснасткой в виде поворотного стола, а широкоуниверсальные – поворотной шпиндельной головкой. Функционал таких машин расширенный.

Бесконсольные станки имеют жесткое основание для установки заготовки, стол двигается в поперечно-продольном направлении, а шпиндель совершает вертикальные перемещения. Предназначаются для обработки крупногабаритных деталей с солидной массой.

Продольно-фрезерные станки оснащаются столом, совершающим продольные перемещения. Шпиндель двигается поперечно и вертикально, поворачивается под заданным углом.

Установки карусельного и барабанного типа непрерывного действия имеют один или несколько вертикальных шпинделей, поочередно обрабатывающие поступающие детали.

Копировально-фрезерные станки выполняют контурную и фрезеровальную обработку по образцу.

Шпоночно-фрезерным агрегатам характерны возвратно-поступательные перемещения стола и планетарные движения шпинделя.

Классификация станков по возможному материалу обработки

Технические характеристики промышленных установок рознятся в зависимости от обрабатываемого материала. Чаще всего станочное оборудование требуется для работы с металлом и деревом. Для древесины можно использовать менее мощное оборудование, но с более точными настройками операций. По обработке металла требуется использование качественных инструментов и высокой мощности. Самые востребованные в производстве заготовок – токарные, сверлильные и фрезерные машины.

Классификация по типу управления

Постепенно уровень автоматизации на предприятиях повышается, станков с механическим управлением становится все меньше. Разделить машины по типу управления можно так:

• ручное;
• полуавтомат;
• автомат;
• ЧПУ – числовое программное управление;
• компьютерное.

Последние способы контроля обеспечивают высокую точность настройки при обработке с минимальной погрешностью. Важный плюс – отсутствует необходимость в постоянном наблюдении за процессом производства – оператор вносит параметры перед запуском.

• 29 августа 2020
• 3588

классификация по группам и типам

Станки для резки металла востребованы как на крупном промышленном производстве, так и в небольших частных мастерских. Они предназначены для придания металлу желаемой формы, габаритов и прочих характеристик. В этом обзоре будут рассмотрены основные разновидности металлообрабатывающих устройств, принципы их классификации и ключевые отличия.

Типы станков

Все агрегаты для резки металла относятся к одной из одной нижеперечисленных групп:

1. Токарные.
2. Расточные и сверлильные.
3. Доводочные, полировальные, шлифовальные.
4. Комбинированные, также известные как агрегаты специального назначения.
5. Зубо- и резьбообрабатывающие.
6. Фрезерные.
7. Протяжные, строгальные, долбежные.
8. Разрезные.
9. Разные.

У каждой группы есть общепринятое цифровое обозначение. Оно соответствует ее номеру в этом списке.

Независимо от группы, типа и модели устройства, обработка заключается в том, что заготовка и режущий инструмент выполняют формообразующие движения. За счет этих движений задаются габариты и конфигурация объекта. Для ЧПУ-моделей заранее прописывают программу с учетом всех нюансов конкретного объекта и посредством программатора загружают ее в контроллер. Из контроллера команды направляются к рабочим компонентам агрегата. По завершении программы устройство выключается автоматически.

Устройства с числовым программным управлением обеспечивают значительно более высокую скорость и точность обработки по сравнению с традиционными аналогами. Их закупают для крупносерийного производства, так как такие модели успешно интегрируются в крупные автоматизированные линии.

Технология, предполагающая изъятие из тела объекта некой части материала с целью получения желаемой геометрии, известна как субтрактивная. Объектом, к которому применяется воздействие, может выступать как листовой, так и массивный металлопрокат. Из листового получаются плоские объекты разнообразной конфигурации, из массивного — объемные с любым желаемым количеством поверхностей.

С точки зрения физики, металл удастся разрезать, если нарушить его кристаллическую решетку. Когда режущий инструмент погружается в объект и продвигается по его поверхности, он своими твердыми острыми кромками разрывает атомные связи в структуре объекта. Во время плазменной или лазерной резки связь между атомами распадается из-за высоких температур. При гильотинной резке или штамповке кристаллическая решетка разрушается из-за деформации сдвига. Достоинство этого метода заключается в том, что после него не остаются отходы.

Опилки представляют собой серьезную проблему для процесса металлообработки. Попадая внутрь станка, металлическая стружка способна привести к поломкам. Поэтому оборудование приходится закрывать предохранительными кожухами, а стружку своевременно удалять. Операторы устаревших моделей станков собирают опилки вручную. На современных моделях размещают транспортерные ленты, которые отгружают стружку в утилизационную емкость. На агрегатах для шлифовки и заточки устанавливают пылеотсосы, которые выводят отходы из зоны обработки.

Агрегаты для резки металла бывают весьма разнообразными. Вот их основные категории:

1. Станки фрезерной группы. Среди бесконсольных выделяют гравировальные, копировальные, продольные и вертикальные установки. Среди консольных — широкоуниверсальные, горизонтальные и вертикальные устройства.
2. Токарные. Они могут быть карусельными, лобовыми, сверлильно-отрезными, револьверными, копировальными многорезцовыми, одно- либо многошпиндельными, а также специализированными (то есть автоматами или полуавтоматами).
3. Шлифовальные. Они бывают кругло-, внутри- или плоскошлифовальными. Сюда же относятся разные типы заточных и специализированных агрегатов, полировального и обдирочного оборудования.
4. Строгальные. Это протяжные устройства вертикального либо горизонтального типа, а также продольные модели с одной или двумя стойками.
5. Разрезные. Это правильно-отрезные устройства, а также станки, оснащенные гладкими металлическими дисками либо абразивными кругами. В эту же категорию попадают модели с резцами либо пилами — ножовочными, дисковыми, ленточными.
6. Агрегаты для обработки компонентов резьбовых и зубчатых соединений. Они могут быть зубоотделочными, зубофрезерными, резьбо-фрезерными, резьбонарезными, резьбо- и зубошлифовальными, проверочными, для обработки элементов червячных пар и торцов зубьев, а также зубострогальными для цилиндрических зубчатых колес или зуборезными для работы с коническими колесами.
7. Модели для сверления и расточки. Их оснащают одним либо несколькими шпинделями. Расточные агрегаты бывают горизонтальными, алмазными либо координатными, сверлильные станки — радиальными, горизонтальными либо вертикальными.

Существуют и другие разновидности агрегатов, не относящиеся ни к одной из вышеперечисленных категорий. К примеру, станки бывают пилокасательными, опиловочными, делительными, балансировочными, бесцентрово- и правильно-обдирочными и так далее.

Помимо вышеперечисленных признаков, агрегаты можно классифицировать по следующим параметрам:

1. Масса и габариты. Установка может быть тяжелой, крупной либо уникальной.
2. Степень специализации. Модели, способные работать с заготовками самых разных форм и габаритов, являются универсальными. Устройства, обрабатывающие заготовки с одинаковыми габаритами, являются специальными. Агрегаты, обрабатывающие заготовки разных, но однотипных габаритов, называют специализированными.
3. Точность обработки. Нормальная точность обозначается литерой Н, повышенная — П, высокая — В, особо высокая — А.

Отдельно выделяют прецизионные агрегаты, обозначаемые буквой С. Они предназначены для особо точной обработки.

Согласно другой классификации по массе, станки бывают легкими (менее 1 т), средними (от 1 до 10 т), тяжелыми (от 10 до 16 т), крупными (от 16 до 30 т), собственно тяжелыми (от 30 до 100 т), особо тяжелыми (свыше 100 т).

Классификация по уровню автоматизации

В зависимости от того, насколько активным должно быть вмешательство оператора, все модели делятся:

1. На автоматические. Их действия контролируются программой, но оператор должен задавать в них параметры обработки.
2. C ЧПУ. Весь спектр процессов управляется программой, в которую введена закодированная система числовых значений.
3. Полуавтоматические. Оператор обязан вручную установить заготовку, запустить устройство, снять готовый объект. Автоматическое управление в таких моделях распространяется только на вспомогательные операции.
4. Ручные. Оператор обслуживает агрегат полностью вручную.

Отдельно выделяют гибкие автоматизированные модули.

Как бы станки ни различались по своему функционалу, в их конструкции неизменно присутствует ряд общих элементов:

1. Операторская консоль, она же пульт. Она нужна для ввода в агрегат управляющего и контролирующего софта. Консоль позволяет управлять всеми аспектами функционирования устройства также и вручную.
2. Контроллер. Он формирует управляющие команды, которые направляются к рабочим элементам агрегата, и контролирует корректность их исполнения. Также контроллер отвечает за расчеты. В зависимости от того, насколько сложно устроен станок, его контроллер может быть как обычным микропроцессором, так и мощным компрессором.
3. Дисплей, он же панель для управления и контроля станка. Через этот экран можно смотреть на работу агрегата в режиме реального времени, корректируя при необходимости его настройки и параметры.

Модели для единичного либо мелкосерийного производства могут обладать уникальной конструкцией или существенно отличаться от типовых аналогов. Устройства для крупносерийного и массового производства называют агрегатными, и их конструкция более единообразна. Под агрегатами в данном случае подразумеваются однотипные узлы, из которых собирают станки: столы, станины, рабочие головки и так далее.

В любой модели станка присутствуют ключевые элементы, отвечающие за его функционирование. Они обеспечивают движение, благодаря которому происходит резка, и движение подачи, совершаемое заготовкой либо режущим инструментом. Ради осуществления обеих функций в агрегате обязательно присутствуют следующие три компонента:

1. Система контроля. Она запускает и останавливает устройство, контролирует все этапы его функционирования.
2. Привод — гидравлический, пневматический, механический либо электрический.
3. Узел, трансформирующий движение от электродвигателя и передающий его на исполнительный механизм.

Отдельно стоит упомянуть об узлах металлорежущей аппаратуры, на которых размещают инструменты для резки. Они присутствуют на всех станках, так как без них агрегаты не справлялись бы со своей функцией.

Маркировка агрегатов представляет собой буквенно-числовую комбинацию, которая позволяет понять, на каком предприятии было изготовлено устройство и каковы его основные характеристики.

Выделяют две разновидности маркировки:

1. Для агрегатов серийного производства. Первой цифрой обозначают группу устройства, второй — тип, третьей и четвертой — типоразмер. Буква после двух первых цифр свидетельствует о том, что модель была модернизирована. За ней следует пара цифр эксплуатационного номера. Потом идет комбинация из одной буквы и цифры — это тип числового программного управления. Завершающая комбинация буквы и цифры характеризует вычислительное устройство.
2. Для специализированных агрегатов. Двумя первыми буквами обозначается наименование компании-изготовителя в сокращенной версии. Затем идут три цифры основного эксплуатационного номера, а после них — буквенная модификация. Завершающие буква и цифра характеризуют вычислительное устройство.

Маркировка преследует две цели: облегчить поиск конкретной модели по каталогам и подбор комплектующих к ней в случае поломки или планового обслуживания.

Итак, теперь вы знаете, что собой представляют станки для резки металла, по каким параметрам они классифицируются и на какие нюансы следует обращать внимание при их выборе. Любые агрегаты с ЧПУ справляются со своими обязанностями качественнее, быстрее и эффективнее, чем традиционные аналоги. Приобретение такого устройства станет значимой инвестицией в ваш бизнес и быстро окупится

• 05 сентября 2020
• 507

какие бывают основные группы, основные виды и назначение станков

Фрезерные станки необходимы для обработки деревянных и металлических заготовок с помощью фрезы. Процесс фрезерования заключается во вращательных движениях режущего инструмента, являющегося главным, и поступательном перемещении заготовки, которое называется движением подачи.

Основные отличия между фрезерными станками

Все устройства с ЧПУ классифицируется по определенным признакам, которые зависят от рода технологического процесса, компоновки, режущего инструмента:

По типам

Устройства одного вида могут иметь разную комплектацию. Фрезерный станок может быть горизонтальным или вертикальным, все зависит от расположения оси шпинделя.

Однотипные устройства с похожей комплектацией объединяются в размерный ряд. К примеру, зубофрезерные устройства делятся на двенадцать типоразмеров в зависимости от производимых изделий.

 Справка : Каждый типоразмер устройства, предназначенный для производства деталей, называют моделью.

Каждая модель обозначается буквами и цифрами, которые указывают на группу станка, размеры заготовки, ее отличительные черты от базовой модели.

По универсальности

Фрезерные станки одной и той же группы могут делать разные задачи:

• Универсальные – выполняют любые сложные операции, предусмотренные этой группой.
• Станки специального назначения производят только однотипные детали.
• Специальное оборудование осуществляет операции с одной деталью разных объемов.

По точности

Этот параметр указывается буквой:

• Н — нормальная точность.
• П — средняя точность.
• В — высокая точность.
• А — особо высокая точность.

По виду автоматизации

Фрезерные устройства бывают автоматами и полуавтоматами. Рабочий цикл у первых полностью автономный. Во втором случае загрузку заготовок осуществляет оператор. Он же осуществляет запуск цикла.

Изделия, которые производят продукцию под управлением ЧПУ, обозначены буквой Ф или Ц. Цифры означают особенность управления устройством:

• Ф1 — цифровой индикатор и выбор координат.
• Ф2 — позиционная система управления.
• Ф3 — контурная система управления.
• Ф4 — универсальная система управления.

По весу

В зависимости от веса производимых деталей устройства делятся на:

• Легкие — до 1000 кг.
• Средние — до 10 000 кг.
• Тяжелые — до 100 000 кг.
• Особо тяжелые — от 100 000 кг.

Основные виды фрезерных станков

Фрезерные устройства необходимы для обработки деталей, имеющих плоскую и фасонную поверхность. Они применяются в металлообрабатывающей промышленности. Несмотря на большой ассортимент этих изделий, главные части их конструкций похожи. Рабочие возможности устройства расширяются при дополнении:

• Универсальной, вертикальной или долбежной типов головки.
• Универсального делительного устройства.
• Круглого стола.
• Детали для нарезания гребенок.

Горизонтально-фрезерные

Такое оборудование необходимо для обработки деталей небольшого размера и имеет шпиндель горизонтального направления. Данная конструкция решает обработку фасонных, винтовых и других видов поверхностей, пазов и углов.

Все работы станка осуществляются дисковыми и фасонными фрезами. Обработка заготовки, для которой нужно винтовое деление или движение, допустима при использовании добавочных устройств.

Особенность, которая отличает этот станок, заключается в том, что его стол можно передвигать в параллельном или перпендикулярном направлении к шпиндельной оси. Все важные узлы поставлены на станине, а внутри находится шпиндельный узел и коробка передач. На консоли есть коробка передач, а сама она передвигается по вертикальным осям. Хобот с серьгами нужен, чтобы поддержать оправку с инструментами.

Вертикально-фрезерные

Вертикально-фрезерные устройства бывают с крестовым столом и бесконсольного вида. Эти устройства универсальные, с их помощью возможна обработка деталей небольшого размера в вертикальной плоскости.

Чтобы обрабатывать детали под наклоном и вертикально, внутри изделий крупных размеров применяют вертикально-фрезерный станок по металлу, представляющий собой бесконсольный станок. Именно такое изделие гарантирует высокую точность и жесткость в процессе эксплуатации с тяжелыми изделиями.

Фрезерное устройство имеет шпиндель, вертикально перемещающийся по направляющим стойкам и движение по разным направлениям оси.

Универсальные и широкоуниверсальные

Универсальные устройства консольного вида с горизонтальным шпинделем нужны, чтобы обрабатывать заготовки небольших и средних габаритов. Операции, требующие поворота заготовки или ее винтового движения, осуществляются на специальных элементах.

Широкоуниверсальные изделия консольного вида обрабатывают те же виды заготовок, что и универсальные. В отличие от первых, эти устройства имеют еще одну шпиндельную головку, находящуюся на выдвижном хоботе, которую можно повернуть под любым углом к оси Х-станка.

Благодаря независимым приводам осуществляется одновременный рабочий процесс обоими шпинделями. В шпиндель поворотной головки, кроме фрез, может быть установлен инструмент, позволяющий совершать процедуры расточки и сверления деталей.

 Справка : Эволюция в области техники размыла разницу между определениями «универсальный» и «широкоуниверсальный». Сегодня производят фрезеры с двумя столами, неподвижным или подвижным вертикальным хоботом, способным вращаться вокруг оси Z.

Бесконсольные фрезерные

Консоль — слабый узел фрезерного устройства по жесткости, поэтому для быстрой обработки больших деталей используют изделия без консоли.

Стол такого устройства способен перемещаться около горизонтальных направляющих, имеющих поперечное перемещение по направляющим станины. Так, стол станка может перемещаться горизонтально, поперечно и продольно. Вертикально перемещается только шпиндельная головка по направляющим стойки.

Продольно-фрезерные

Продольно-фрезерные устройства предназначены для черновой, получистовой, чистовой механической обработки фасонных и плоских поверхностей деталей из черных и цветных металлов. В качестве режущего инструмента здесь используются фрезы из быстрорежущей стали или с твердосплавными пластинами.

Копировально-фрезерные

Копировально-фрезерные устройства нужны, чтобы создавать на заготовке неплоскую поверхность, форма которой должна соответствовать исходному образцу. Особое место применения станка занимает производство скульптурных объемных деталей.

К основным видам фрезерно-копировальных станков относятся:

• Станки с нижним местоположением шпинделя. В них включены: станина, вертикальный шпиндель, привод вращения шпинделя. На шпинделе может быть сразу расположено несколько фрез, которые устанавливаются в рабочее положение, благодаря перемещению шпинделя по высоте.
• Устройства с верхним местоположением шпинделя. В конструкцию изделий входят: станина со столом и хоботом в задней части. Шпиндель вращается при помощи клиноременной передачи. Рабочий стол устройства оснащен направляющей линейкой. В вырезе стола находится приводной обрезиненный приводной ролик, а в другой части неприводной ролик, который прижимается к первому педалью.
• Станки с верхним шпинделем и подвижным столом. Они отличаются от других видов станков тем, что стол для закрепления заготовок перемещается в двух направлениях.
• Устройства двусторонние с подвижной кареткой. Они имеют протяженную станину, по направляющим которых каретка перемещается.

Шпоночно-фрезерные

Такое оборудование предназначено для обработки шпоночных пазов в разных валах. Есть шпоночно-фрезерные устройства, размер паза на которых обеспечивается размером инструмента.

По расположению шпинделей и их количеству шпоночные станки бывают горизонтальными и вертикальными, одношпиндельными и многошпиндельными.

Настольные фрезерные

Настольные устройства способны обрабатывать чугун и сталь, имеют подвижный стол, который перемещается в горизонтальной плоскости. Инструмент движется в вертикальном направлении. Настольные устройства, обрабатывающие дерево и цветные металлы, имеют большой стол с пазами для закрепления заготовок.

Около него по направляющим перемещаются стойки, которые соединены с порталом с направляющими для поперечного движения каретки со шпиндельным узлом. Каждый вал соединен с шаговым двигателем. При помощи компьютера можно управлять перемещением в трех осях, запуская и выключая их. У шпинделя есть свой отдельный привод с регулируемой скоростью вращения.

Настольные фрезерные с ЧПУ

Этот вид изделий нужен для фрезерных работ, растачивания отверстий на элементах из цветных и черных металлов, их сплавов и мелкосерийном виде изготовления.  Настольные фрезерные станки с ЧПУ  оснащено приводами, которые управляются контроллером, подключенным к IBM PC, совместимым с ПК.

Среди главных достоинств отмечают:

• Увеличение производительности по сравнению с устройствами ручного управления.
• Снижение необходимости в опытных работниках.
• Практичное и простое технологическое оснащение.
• Короткие сроки производительного цикла.

Фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ

Фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ — это оборудование, которое представляет собой полный функциональный комплекс с программной системой управления. Его покупка будет актуальной для тех предприятий, которые занимаются выполнением большого спектра работ по сверлению, фрезерованию, нарезанию резьбы в металлических заготовках.

Благодаря высокому уровню функциональности оборудование пользуется большим спросом в машиностроении, авиакосмической отрасли, приборостроении.

Фрезерные станки с ЧПУ

 Фрезерные станки с ЧПУ  способны производить сувенирную и рекламную продукцию и необходимы тем предприятиям, где нужна обработка профилей и поверхности деталей и придания им определенной формы. К преимуществам такого оборудования относятся небольшая теплопередача и минимальная деформация готовых изделий.

Фрезерные станки с ЧПУ: особенности оснащения

Современные фрезерные станки имеют специфику, которая обуславливает номенклатуру используемой упрощенной оснастки, а именно:

• Конструкция оборудования позволяет забыть про съем и переустановку изделия в трех плоскостях. Применяя шпиндели с поворотной головкой, устройство экономит пространство помещения и время, затраченное на изготовление.
• Вращающиеся токарные патроны оптимизируют доступ фрезы к объектам и повышают охват обрабатываемой поверхности. Таким образом, можно осуществлять трехмерную обработку.
• Высокая точность производства изделия позволяет существенно оптимизировать процесс фрезеровки. Особенно эффективно проявляется при изготовлении продукции в разных масштабах.

Несмотря на относительно высокую стоимость фрезерных станков с ЧПУ, их достоинства очевидны: они обеспечивают высокую точность обработки изделий, уменьшают трудозатраты, снижают себестоимость производства деталей и сокращают сроки выполнения единичных заказов.

• 21 сентября 2020
• 617

Основные виды станков на производстве

Без станков сегодня не обходится ни одно производственное предприятие. Будь то небольшая частная фирма или крупный завод – в том или ином виде обрабатывающее оборудование задействуется во всех отраслях. Другое дело, что существует множество классификаций станочных агрегатов, особенности функционала, а также индивидуальное опциональное наполнение. Эти и другие факторы позволяют определить разные виды станков по конкретным признакам и характеристикам.

Что называют станками?

Главный отличительный признак данного оборудования в общей категории промышленных агрегатов и строительных инструментов – это наличие станины, на базе которой устраивается рабочий орган или система органов. Обрабатывающим элементом может быть и небольшой абразивный круг, и сверло, и алмазная коронка – это зависит от выполняемой операции. Чаще всего общий вид станка представляется как массивная конструкция с рабочей оснасткой, платформой подачи, фиксаторами, двигателем и т. д. Но в бытовых и мелкосерийных мастерских вполне находят применение и установки скромных размеров. Более того, если раньше к станкам обязательно относили только стационарные агрегаты, то сегодня среди них немало и мобильных устройств. Причем грань между ручным электроинструментом и малогабаритным станком не всегда четко определяется даже изготовителями. И все же наличие станины, силовой установки и органов обработки позволяет относить оборудование к полноценным станкам. К каким именно – это уже другой вопрос.

Токарные станки

Одна из самых популярных категорий производственных станков, которые охватывают все операции, связанные с обточкой деталей. Токарная установка позволяет корректировать формы заготовок, изначально имеющих тела вращения, осуществлять резку, проточку пазов и в некоторых случаях сверление. Можно сказать, целевым направлением работы такого оборудования является обслуживание заготовок в форме тел вращения, которые в процессе обточки получают коническую или цилиндрическую форму. Существуют разные виды токарных станков, которые задействуются в разных сферах промышленности. Например, деревообрабатывающие фабрики могут использовать крупные станки для создания округлого пиломатериала. В мебельной индустрии токарные агрегаты применяют для формирования ножек, лестничных балясин, ручек и т. д. Разделяют такие станки и по типу размещения – напольным или настольным способом.

Распиловочные станки

В этой категории представлены агрегаты, реализующие распил заготовок на две или несколько частей. Выделяют циркулярные, то есть дисковые станки, и ленточные. Первые осуществляют поперечный распил изделий, как правило, в поточном режиме. Циркулярные модели широко используются и в домашнем хозяйстве, поскольку такие операции достаточно востребованы. Ленточные виды станков позволяют выполнять продольный распил. Например, однопильный агрегат может разделить длинную доску на две части, схожие по длине. Двупильные, в свою очередь, единовременно производят распил в двух уровнях, позволяя из одной доски получить три. Специальные модификации дают возможность также формировать криволинейный рез или даже распил под определенным углом. Это агрегаты с автоматическим контролем подачи, выполняющие высокоточную обработку.

Фрезерные станки

Данный вид операции ориентирован на формирование профилей определенного типа. Чаще всего фрезеровкой обрабатываются плоские заготовки путем снятия кромок на определенную высоту. Станки такого типа используются в основном в мебельном производстве, где с их помощью получают фасонные элементы и аксессуары, носящие прежде всего декоративную функцию. Выпускают с помощью фрезера и полноценные строительные материалы – вагонку, плинтус, шипы, наличники и т. д. Более современные виды фрезерных станков поддерживают шаблонную обработку. Это копировально-фрезерные агрегаты, параметры реза которых подбираются автоматически в соответствии с размерами шаблонной детали.

Станки для отверстий

Сверлильные машины не менее востребованы и в частных мастерских, и на больших производствах. Они позволяют создавать глухие и сквозные отверстия, за счет которых в дальнейшем может осуществляться сборка. В отличие от электродрелей станки с функцией сверления обеспечивают более высокую точность и отличаются мощностью. Наиболее популярны вертикальные виды станков, поскольку они предполагают верхнее расположение шпинделя и дают свободу при обращении с рабочей платформой-столом. Некоторые модели способны выполнять наклонное сверление – оно тоже реализуется благодаря возможности изменения положения стола, на котором фиксируется заготовка. Отдельную категорию представляют сверлильно-долбежные станки. Они способны кроме непосредственно сверления также производить фрезерные операции. Фрезеровка получается не традиционной, а узконаправленной. Такие модели обычно выполняют пазовые ниши, технологические гнезда и другие конструкционные выемки для соединения.

Станки для поверхностной обработки

Широкий диапазон станочного оборудования представлен в сегменте моделей для поверхностной обработки деталей. Такие операции обобщенно позиционируются как шлифовка, но это лишь основная часть их функций, также встречаются и смежные задачи. Какой именно тип обработки будет выполнять конкретная машина, зависит от ее конструкционного исполнения. Так, барабанные станки ориентируются на шлифование досок, щитовых и листовых материалов по поверхности. По сути, реализуется неглубокая зачистка материала от заусенцев, выступающих неровностей и других дефектов. Более тонкую обработку выполняют кромкошлифовальные модели. На первый взгляд, эту же функцию осуществляют основные виды токарных станков, которые аккуратно подгоняют поверхность заготовок под нужную форму. Однако в данном случае обработка кромок акцентируется не только на цилиндрических деталях. Данная операция чаще задействуется для коррекции кромки по длине. Но есть в этой группе и машины, также ориентированные на детали цилиндрической формы. Это осцилляционные модели шлифовальных станков, но их используют не для декоративного улучшения, к примеру, балясин, а для подготовки стройматериала в виде бревен определенного размера.

Классификация по материалу обработки

Производственные станки часто получают конкретное назначение с точки зрения материала обработки. Древесина и металл – основные материалы, с которыми работает такое оборудование. Для древесных заготовок в машины закладывается не столь высокая мощность, но с другой стороны, обеспечиваются более гибкие настройки по рабочим операциям. Станки для металлических деталей, очевидно, требуют более высокого уровня силовой нагрузки, а также надежной элементной базы. Наиболее популярные виды станков по металлу – токарный, фрезерный, сверлильный и т. д. Особую категорию формируют винторезные станки, аналогов которых почти нет в группе деревообрабатывающих машин. Это агрегаты, которые производят нарезку резьбы. Кроме этого существуют специальные машины для работы с камнем, пластиком, композитными и другими менее популярными строительными и сырьевыми материалами.

Классификация по типу управления

Механизированные станки с ручным управлением постепенно уходят в прошлое. Такие модели встречаются разве что в небольших мастерских, которые работают со штучными заготовками. Крупные же предприятия стремятся переходить на полу- или полностью автоматизированные установки. В этом сегменте также существуют разные виды станков, отличающихся степенью автоматизации. Наиболее развитые машины с ЧПУ и компьютерным управлением дают возможность высокоточной регуляции настроек обработки без постоянного контроля со стороны пользователя. Оператору отводится лишь функция загрузчика исходных данных в электронную панель управления.

Заключение

Большая часть станков, которые сегодня используются на разных производствах, — это агрегаты для механической обработки. Резка, сверление, торцовка, шлифование – все эти операции реализуются путем воздействия металлическими насадками. Но их постепенно заменяют высокотехнологичные альтернативные станки. На производстве виды традиционных механических агрегатов как таковые особого значения не имеют. Главное, что учитывается, — это способность сохранять темпы обработки при должном обеспечении качества. Принципиально новые возможности в этом контексте открыли гидроабразивные, лазерные и термические станки с более высокими эксплуатационными свойствами. Их отдача с разных точек зрения более чем оправдана, но пока еще массовый переход на такие машины тормозят вопросы сложной организации их использования и высокая цена.

Станки для деревообработки — виды оборудования для домашней мастерской

Деревообрабатывающие станки являются необходимым оборудованием для тех, кто хочет создать полезное и красивое изделие путем обработки дерева. Но тут важно понимать, что только при правильном выборе подходящего инструмента осуществляется возможность создания поистине красивого предмета из дерева.

До сегодняшних дней ручные изделия из дерева имеют высокую цену, так как в процессе тратится много усилий и времени работника, в сравнении с заводским конвейерным производством.

Основные виды деревообрабатывающих станков

Существует некоторая классификация, по которой можно поделить деревообрабатывающие станки на несколько видов, исходя из предназначения, исполняемой операции:

Универсальный деревообрабатывающий станок

• пиления;
• прессовки;
• строгания;
• сверления отверстий подходят сверлильно-присадочные, радиальные, вертикальные станки;
• фрезеровки;
• шлифования;
• заточки предполагает обработку цилиндрического изделия. Тут нужны токарные станки по дереву.

Станок для пиления предусматривает возможность:

• обрезки;
• раскроя детали;
• криволинейного, поперечного и продольного распиливания заготовки.

В данном случае станки по дереву представлены в виде лобзикового станка, ленточной пилы.

Агрегат для прессовки предназначен для того чтобы изготовлять МДФ, ДСП, фанеру. Чтобы произвести такие процедуры, понадобиться наличие ручных прессов, прессов.

Агрегат для строгания предполагает обработку деталей про профилям и плоскостям. С помощью инструмента можно создать идеально ровную деревянную поверхности. В данном случае понадобятся механизмы:

• рейсмусовые;
• фуговальные;
• строгальные деревообрабатывающие.

Конструкция рейсмуса

Фрезеры необходимы для художественной работы с деревом, его обработки, а также профилирования деталей, они бывают:

Шлифовальные машины нужны чтобы:

• убрать заусеницу, волну;
• снять провес;
• сгладить острый край;
• калибровать деталь;
• чтобы придать определенную шероховатость поверхности.

Ленточная шлифовальная машина по дереву

Бытовые аппараты для дерева многофункционального типа

Многофункциональные станки, предназначенные для обработки дерева, используют чтобы совершить в полупрофессиональной либо домашней мастерской разнообразные операции по резке. Многофункциональные станки в этом случае подразумевают следующие методы, предполагающие воздействие на дерево:

• строгания;
• пиления;
• сверления;
• фрезеровку;
• шлифовку.

Главные достоинства инструмента

Деревообрабатывающие станки обладают множеством преимуществ при работе с ними, а именно можно выделить следующие аспекты.

Во время работы мастер тратит намного меньше усилий, сравнивая с ручными инструментами, так как этот вариант приводит к быстрому переутомлению, потере наблюдательности и трате времени на изготовлении детали.

Станки гарантируют высокое качество исполнения изделия. При работе с ним даже начинающие мастера смогут достичь высоких показателей точности.

Данное преимуществом объясняется тем, что во время эксплуатации электрического или ручного инструмента мастер передвигает инструмент, а при работе со станком – детали. Благодаря этому, можно легче и лучше контролировать процедуру, а также осмотреть область резки.

Существенное повышение производительности труда. Станок дает возможность за такой же период произвести в несколько раз больше деталей, нежели с электрическим или ручным.

Разновидности деревообрабатывающих станков

Различают несколько видов деревообрабатывающего оборудования:

• специальные;
• специализированные;
• универсальные.

Во время производства нередко используют определенное оборудование, предназначенное для того, чтобы обработать одинаковые детали, которые отличаются только размерами. К примеру, к специальным относят форматно-раскроечные устройства – благодаря ему происходит распиливание плит и щитов. Данное оборудование чаще всего применяет при создании дверей и мебели корпусного типа.

Кромкошлифовальный станок KSO 1500F

К специализированному оборудованию относят те инструменты, которые предназначаются, чтобы выполнить конкретную операцию. К примеру, кромкошлифовальные станки позволяют выровнять раму, профиль, края щита. Данный инструмент используют в столярных и мебельных цехах.

Универсальный станок отличается возможностью использования в разнообразных областях. При помощи их можно удачно произвести ряд разнообразных операций. Универсальным станком можно заменить несколько специальных, но, к сожалению, он будет уступать по показателям результативности и точности. Но в случае небольших цехов либо мастерских, данный вариант является самым удачным выбором. Он позволит не только сэкономить время, но и денежные средства.

Но если выше наведенный инструмент идеально подходит для производств серийных либо мелкосерийных типов, то домашнюю мастерскую можно смело пополнять станками комбинированными. При помощи его можно сделать разнообразные операции: сделать отверстие, строгать и распиливать изделий и др.

Рекомендации по выбору станка для обработки дерева

При выборе деревообрабатывающего оборудования, необходимо понимать, какую максимальную нагрузку он сможет выдержать. В данном случае самым важным техническим параметром является мощность – именно от нее будет зависеть эффективность, результативность, качество, а также скорость производимой работы.

Кроме этого, важно обращать внимание на следующие характеристики и особенности деревообрабатывающего агрегата:

Регулировка глубины пропила

• максимальную глубинку пропила;
• максимальную ширину и глубину строгания;
• минимальную длину изделия, используемого как заготовку;
• максимальную глубину сверления.

Также следует обращать внимание на то, какой вид станины используется. К примеру, оборудование, имеющее сварную станину, можно использовать для производства среднего и малого размеров при обработке деталей среднего размера. Также существуют агрегаты, имеющие литую станину – этот вариант применяют в работе с изделиями больших габаритов – цена на такое устройство немного выше.

Еще важные характеристики деревообрабатывающего оборудования для мастерской:

• Благодаря встроенной защитной системе, осуществляется автоматическое выключение оборудования при перегреве.
• Высокий уровень безопасности.
• Обслуживание и наладка не требует каких-либо специальных знаний и навыков – все можно сделать быстро и без усилий.
• Минимальный шум при эксплуатации гарантирует комфортность работы.
• Доступность стоимости.

Выбор оборудования по его функциональному назначению

При покупке следует учитывать функциональности. Станки можно поделить на 3 типа:

Функции деревообрабатывающего станка

• узкоспециализированный;
• универсальный;
• бытовой станок.

Узкоспециализированный станок – это лучшее решение при необходимости произведения качественной и точной обработки. Оборудование используют для конкретной задачи, а это дает возможность справляться с работой на высшем уровне.

Сверхточную обработку детали на большом производстве проводят путем применения станков, мощность которых достигает показателей в 2500–12000 Вт. Каждый промышленный станок характеризуется большими глубиной пропила и шириной строгания. Кроме этого, они имеют набор разнообразных дополнительных функций.

Универсальный. Данное оборудование используют в небольшом и малом производстве, в мастерской. Они отличаются небольшой мощностью в 450–3000 Вт. Характеризуются многофункциональностью, так как способны:

• распиливать;
• фуговать;
• фрезеровать;
• сверлить материал.

Универсальный инструмент дает возможность замены ряда установок, предназначенных для определенной сферы, а это гарантирует существенную экономию рабочего пространства.

Деревообрабатывающий бытовой станок МД

Бытовой станок идеально подходит для домашней мастерской. Стоимость такого товара будет оптимальной, если сравнивать с другими изделиями.

Несмотря на то, что по мощности и цене станки довольно низкие, но они производятся из прочных деталей, поэтому способны служить на протяжении длительного времени. Каждое устройство оснащено электродвигателем, позволяющим эксплуатировать его в условиях быта.

Качественный станок отличается наличием удобной столешницы, так как она дает пространство для удобного выполнения задачи. На рынке представлены разнообразные виды станков для обработки дерева – выбор зависит только от предназначения и наличия необходимых функций для определенного вида работы.

Видео: Станки для деревообработки

Металлорежущие станки: классификация, маркировка, принципы выбора

На чтение 6 мин.

Металлорежущие станки представляют собой обширную группу промышленного оборудования для обработки металлических заготовок. Помимо работы с металлом, они подходят для разрезания металла, пластика, других материалов. Из-за многообразия установок, их разделяют по разным факторам в отдельные группы.

Металлорежущий станок для обработки заготовок

Общая классификация

Классификация металлорежущих станков осуществляется по разным факторам. Это разделения по весу, габаритам, типу, классу точности, степени автоматизации, универсальности. О каждой их групп нужно поговорить более подробно.

Классификация по типам

По типу оборудования выделяется 9 видов установок:

1. Токарные станки. Занимают примерно 30% от общей массы металлорежущих устройств. Заготовка зажимается в специальном зажиме. Процесс разрезания начинается после установки резцов, которые снимают слой металла под воздействием вращения.
2. Расточный, сверлильные агрегаты. Занимают 20% от общей массы станков. Детали закрепляются на рабочем столе. Резание происходит за счет вращения шпинделя с со сверлом, зажатым в патроне.
3. Заточные, шлифовальные, полировальные машины. Занимают 20% от общей массы установок по резанию металлов. Резание металла происходит за счет вращения абразивного материала, которые соприкасается с рабочей поверхностью. От величины абразива зависит скорость обработки.
4. Устройства для физико-химического резания заготовок. Наименее распространенное оборудование.
5. Аппараты для обработки резьбы, зубцов. Занимают 6% от массы. Используются для нарезания резьбы, изготовления, заточки шестерней.
6. Долбежные, протяжные, строгальные машины. Занимают 4% от массы металлорежущего оборудования.
7. Фрезерные станки. Занимают 15 % от общей массы. Обработка металлических заготовок происходит благодаря вращению фрез разной формы.
8. Разрезные установки. Используются для разделения арматуры, профилей, уголков.
9. Машины для выполнения различных операций, связанных с резанием.

Классификация по универсальности

Отдельное разделение металлорежущих станков — по их универсальности. Выделяется две группы:

1. Установки узконаправленного профиля. Используются для выполнения одной определенной технологической операции.
2. Универсальные агрегаты. Представляют собой крупногабаритные конструкции, которые предназначены для выполнения различных технологических операций.

Для более качественного выполнения технологических операций лучше купить несколько станков узконаправленного профиля.

Классификация по степени точности

По точности металлорежущие машины бывают нескольких видов, каждый из которых имеет свою маркировку:

1. Повышенная — обозначается буквой П.
2. Нормальное — обозначение Н.
3. Высокая — обозначается буквой В.
4. Особо высокая — обозначение А.
5. Наиболее высокая точность — обозначается буквой С.

Чтобы использовать агрегаты с маркировкой В, А, С, требуется заранее подготовить помещение. В нем должен поддерживаться постоянный температурный режим, уровень влажности.

Классификация по степени автоматизации

По степени автоматизации выделяют такие типы металлорежущих станков:

1. Модели с ручным управлением. Рабочему нужно убирать, подготавливать заготовки, настраивать все подвижные элементы самостоятельно, координировать рабочий процесс.
2. Полуавтоматические машины. Рабочему требуется менять детали самостоятельно, включать, выключать подвижные механизмы.
3. Автоматы — агрегаты, которые выполняют обработку заготовок самостоятельно. Используются при серийном производстве.
4. Оборудование с ЧПУ. Оператор задает требуемый алгоритм через программу. Подвижные механизмы работают самостоятельно, подбирают оптимальные режимы, загружают, выгружают детали.

Станки с ЧПУ постепенно вытесняют другие установки, благодаря высокой точности обработки, повышенной производительности.

Государственные машины — Основы компьютерных наук — Марк Шид

(Если вам это нравится, посмотрите мои карикатуры на YouTube и мой список рассылки.)

Информатика — это то, что позволяет программировать, но можно делать много программирования, не понимая концепций информатики, лежащих в основе процесса вычислений. Это не всегда плохо. Когда мы программируем, мы работаем на гораздо более высоком уровне абстракции. Когда мы водим машину, мы заботимся только о двух или трех педалях, переключателе передач и рулевом колесе.Вы можете безопасно управлять автомобилем, не имея четкого представления о том, как он устроен. Однако, если вы хотите управлять автомобилем на пределе его возможностей, вам нужно знать об автомобилях гораздо больше, чем просто три педали, рычаг переключения передач и рулевое колесо.

То же самое и с программированием. Много рутинной повседневной работы, которую можно выполнить с небольшим пониманием информатики или без него. Вам не нужно разбираться в теории вычислений, чтобы создать форму «свяжитесь с нами» в PHP. Однако, если вы планируете писать код, требующий серьезных вычислений, вам нужно будет немного больше понять, как вычисления работают под капотом.

Цель этой статьи — предоставить фундаментальные основы вычислений. Если есть интерес, я могу продолжить с некоторыми более сложными темами, но прямо сейчас я хочу взглянуть на логику одного из простейших абстрактных вычислительных устройств — конечного автомата.

Конечный автомат

Конечный автомат — это математическая абстракция, используемая для разработки алгоритмов. Проще говоря, конечный автомат будет читать серию входных данных. Когда он читает ввод, он переключается в другое состояние.Каждое состояние указывает, какое состояние переключить для данного входа. Это звучит сложно, но на самом деле это довольно просто.

Представьте себе устройство, которое читает длинный лист бумаги. На каждом дюйме бумаги напечатана одна буква — буква а или буква б.

Когда конечный автомат считывает каждую букву, он меняет состояние. Вот очень простой конечный автомат.

Кружки — это «состояния», в которых может находиться машина. Стрелки — переходы. Итак, если вы находитесь в состоянии s и читаете a , вы перейдете в состояние q .Если вы прочитаете b , вы останетесь в состоянии s .

Итак, если мы начнем с s и прочитаем бумажную ленту сверху слева направо, мы прочитаем a и перейдем в состояние q . Затем мы прочитаем b и вернемся назад. Еще один b будет держать нас на s, а затем a , который вернет нас в состояние q . Достаточно просто, но в чем смысл?

Оказывается, вы можете пропустить ленту через конечный автомат и, как только это будет сделано, рассказать что-нибудь о последовательности букв, исследуя состояние, в котором вы оказались.В нашем простом конечном автомате выше, если мы заканчиваем на

s , лента заканчивается буквой b , если мы заканчиваем на q , лента заканчивается буквой a .

Это может показаться бессмысленным, но существует очень много проблем, которые можно решить с помощью такого подхода. Очень простой пример — определить, содержит ли страница HTML эти теги в следующем порядке:

Конечный автомат может перейти в состояние, которое показывает, что он прочитал тег html, зацикливаться, пока не дойдет до тега head, зациклиться, пока не дойдет до тега закрытия головы, и т. Д.Если он успешно добрался до конечного состояния, значит, у вас есть эти конкретные теги в правильном порядке.

Конечные автоматы также могут использоваться для представления механики счетчика парковки, поп-автомата, автоматического бензонасоса и всего прочего.

Детерминированный конечный автомат

Конечные автоматы, которые мы рассмотрели до сих пор, являются детерминированными конечными автоматами. Из любого состояния есть только один переход для любого разрешенного ввода. Другими словами, когда вы читаете буквы a , не существует двух путей выхода из состояния.Поначалу даже такое различие звучит глупо.

Что хорошего в наборе решений, если один и тот же вход может привести к переходу в более чем одно состояние? Вы не можете сказать компьютеру, что если x == true, тогда выполните doSomethingBig или doSomethingSmall, не так ли?

Ну вроде можно с государственной машиной. Результатом работы конечного автомата является его конечное состояние. Он проходит через всю свою обработку, затем считывается конечное состояние и выполняется , затем . Конечный автомат ничего не делает при переходе от состояния к состоянию.Он обрабатывает, а затем, когда доходит до конца, состояние считывается, и что-то внешнее запускает желаемое действие (выдаёт банку содовой и т. Д.). Это важная концепция, когда речь идет о недетерминированных конечных автоматах.

Недетерминированный конечный автомат

Недетерминированные конечные автоматы — это конечные автоматы, в которых заданный вход из определенного состояния может привести к более чем одному другому состоянию. Например, предположим, что мы хотим построить конечный автомат, который может распознавать строки букв, начинающиеся с a, за которыми следуют ноль или более вхождений буквы b или ноль или более вхождений буквы c, заканчивающиеся следующей буквой. алфавита.Допустимые строки:

• abbbbbbbbbc
• abbbc
• acccd
• acccccd
• ac (ноль вхождений b)
• ad (ноль вхождений c)

Таким образом, он распознает букву a , за которой следует ноль или более одинаковых букв b или c , за которыми следует следующая буква алфавита. Очень простой способ представить это — использовать конечный автомат, похожий на приведенный ниже, где конечное состояние t означает, что строка была принята и соответствует шаблону.

Вы видите проблему? С отправной точки s мы не знаем, по какому пути идти. Если мы читаем букву а , мы не знаем, идти ли в состояние q или r. Есть несколько способов решить эту проблему. Один из них — обратное отслеживание. Вы просто выбираете все возможные пути и игнорируете или отступаете от тех, на которых застряли.

Так работает большинство компьютеров, играющих в шахматы. Они рассматривают все возможности и все возможности этих возможностей и выбирают путь, который дает им наибольшее количество преимуществ перед их противником.

Другой вариант — преобразовать недетерминированную машину в детерминированную машину. Одним из интересных атрибутов недетерминированной машины является то, что существует алгоритм, превращающий любую недетерминированную машину в детерминированную. Однако часто все намного сложнее. К счастью для нас, приведенный выше пример немного сложнее. На самом деле это достаточно просто, мы можем превратить его в детерминированную машину в нашей голове без помощи формального алгоритма.

Машина ниже является детерминированной версией недетерминированной машины выше. В приведенной ниже машине конечное состояние t или v достигается любой строкой, которая принимается машиной.

Недетерминированная модель имеет четыре состояния и шесть переходов. Детерминированная модель имеет 6 состояний, 10 переходов и два возможных конечных состояния. Это не намного больше, но сложность обычно растет экспоненциально, и недетерминированная машина среднего размера может создать абсолютно огромную детерминированную машину.

Регулярное выражение

Если вы занимались программированием, вы, вероятно, встречали регулярные выражения. Регулярные выражения и конечные автоматы функционально эквивалентны. Все, что вы можете принять или сопоставить с регулярным выражением, может быть принято или сопоставлено с конечным автоматом. Например, шаблон выше может быть сопоставлен с:

а (б * в | в * г)

Регулярные выражения и конечные автоматы также имеют те же ограничения. В частности, они оба могут сопоставлять или принимать только шаблоны, которые могут обрабатываться с ограниченной памятью.Итак, с какими типами шаблонов они не могут совпадать? Допустим, вы хотите сопоставить только строки из a и b, где есть несколько букв a, за которыми следует равное количество b. Или n a, за которым следует n b, где n — некоторое число. Примеры:

• ab
• aabb
• ааааааббббб
• aaaaaaaaaaaaaaaaaaabbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb

На первый взгляд это выглядит как простая задача для конечного автомата. Проблема в том, что у вас быстро закончатся состояния или вам придется принять бесконечное количество состояний — и тогда это уже не конечный автомат.Допустим, вы создали конечный автомат, который может принимать до 20 а, за которыми следуют 20 б. Это работает нормально, пока вы не получите строку из 21 а, за которой следует 21 b, после чего вам нужно будет переписать свою машину, чтобы обрабатывать более длинную строку. Для любой строки, которую вы можете распознать, есть одна, немного длиннее, которую ваша машина не может распознать, потому что ей не хватает памяти.

Это известно как лемма накачки, которая в основном говорит, что если в вашем шаблоне есть фрагмент, который можно повторять, как тот, что указан выше, то шаблон не является регулярным.Другими словами, нельзя построить ни регулярное выражение, ни конечный автомат, который распознал бы все строки, которые и соответствуют шаблону.

Если вы присмотритесь, то заметите, что этот тип шаблона, в котором каждому a соответствует b , очень похож на HTML, где в любой паре тегов может быть любое количество других совпадающих пар тегов. Таким образом, хотя вы можете использовать регулярное выражение или конечный автомат, чтобы распознать, содержит ли страница HTML элементы html , head и body в правильном порядке, вы не можете использовать регулярное выражение для определить, действительна ли вся HTML-страница, потому что HTML не является обычным шаблоном.

Машины Тьюринга

Так как же распознать нестандартные шаблоны? Существует теоретическое устройство, похожее на конечный автомат, называемое машиной Тьюринга. Он похож на конечный автомат, у него есть бумажная полоска, которую он читает, но машина Тьюринга может стирать и писать на бумажной ленте. Объяснение машины Тьюринга займет больше места, чем у нас здесь, но есть несколько важных моментов, относящихся к нашему обсуждению конечных автоматов и регулярных выражений.

Машины Тьюринга вычислительно полны, и все, что можно вычислить, можно вычислить на машине Тьюринга. Поскольку машина Тьюринга может как писать, так и читать с бумажной ленты, она не ограничена конечным числом состояний. Можно предположить, что бумажная лента имеет бесконечную длину. Очевидно, что реальные компьютеры не имеют бесконечного объема памяти, но они содержат достаточно памяти, чтобы вы не достигли предела для типа проблем, которые они обрабатывают.

Машины Тьюринга дают нам воображаемое механическое устройство, которое позволяет нам визуализировать и понимать, как работает вычислительный процесс.Это особенно полезно для понимания границ вычислений. Если будет интерес, в будущем я напишу еще одну статью о машинах Тьюринга.

Почему это важно?

Так в чем смысл? Как это поможет вам создать следующую форму PHP? Несмотря на их ограничения, конечные автоматы являются центральным понятием вычислений. В частности, признание того, что для любого недетерминированного конечного автомата, который вы можете спроектировать, существует детерминированный конечный автомат, который делает то же самое.Это очень ключевой момент, потому что он означает, что вы можете разработать свой алгоритм таким образом, который будет легче всего придумать. Если у вас есть правильный алгоритм, вы можете преобразовать его в любую наиболее эффективную форму.

Понимание того, что конечные автоматы и регулярные выражения функционально эквивалентны, открывает несколько невероятно интересных применений для механизмов регулярных выражений, особенно когда дело доходит до создания бизнес-правил, которые можно изменять без перекомпиляции системы.

Основы информатики позволяют вам взять проблему X, которую вы не знаете, как решить, и рассуждать: «Я не знаю, как решить X, но я знаю, как решить Y, и я знаю, как преобразовать решение для Y в решение для X.Поэтому теперь я знаю, как решить X ».

(Если вам понравилась эта статья, вам может понравиться мой канал на YouTube, где я время от времени создаю видео или карикатуру о некоторых аспектах создания программного обеспечения. У меня также есть список рассылки для людей, которые хотели бы получать сообщения электронной почты, когда я создаю что-то новое. )

6 Простых машин: облегчение работы

На протяжении всей истории люди разработали несколько устройств, облегчающих работу. Наиболее известные из них известны как «шесть простых механизмов»: колесо и ось, рычаг, наклонная плоскость, шкив, винт и клин, хотя последние три на самом деле являются просто продолжениями или комбинациями первых. три.

Поскольку работа определяется как сила, действующая на объект в направлении движения, машина облегчает выполнение работы, выполняя одну или несколько из следующих функций, согласно лаборатории Джефферсона:

• передача силы из одного места в другое. другой,
• изменяет направление силы,
• увеличивает величину силы, или
• увеличивает расстояние или скорость силы.

Простые машины — это устройства без движущихся частей или с очень небольшим количеством движущихся частей, которые облегчают работу.По данным Университета Колорадо в Боулдере, многие из современных сложных инструментов представляют собой просто комбинации или более сложные формы шести простых машин. Например, мы можем прикрепить длинную ручку к древку, чтобы сделать лебедку, или использовать блок и снасть, чтобы подтянуть груз вверх по пандусу. Хотя эти машины могут показаться простыми, они продолжают предоставлять нам средства для выполнения многих вещей, которые мы никогда бы не смогли сделать без них.

Колесо и ось

Колесо считается одним из самых значительных изобретений в мировой истории.«До изобретения колеса в 3500 г. до н.э. люди были сильно ограничены в том, сколько вещей мы могли перевозить по суше и на какое расстояние», — написала Натали Вулховер в статье «10 лучших изобретений, изменивших мир». «Колесные тележки облегчили сельское хозяйство и торговлю, позволив перевозить товары на рынки и с рынков, а также облегчить бремя людей, путешествующих на большие расстояния».

Колесо значительно снижает трение, возникающее при перемещении объекта по поверхности.«Если вы поместите картотечный шкаф на небольшую тележку с колесами, вы можете значительно уменьшить силу, которую необходимо приложить для перемещения шкафа с постоянной скоростью», — говорится в сообщении Университета Теннесси.

В своей книге «Древняя наука: предыстория — 500 г. н.э.» (Гарет Стивенс, 2010) Чарли Сэмюэлс пишет: «В некоторых частях мира тяжелые объекты, такие как камни и лодки, перемещались с помощью бревенчатых катков. По мере того, как объект двигался вперед , катки были сняты сзади и заменены спереди ». Это был первый шаг в развитии колеса.

Однако самым большим нововведением стала установка колеса на ось. Колесо могло быть прикреплено к оси, которая поддерживалась подшипником, или его можно было заставить свободно вращаться вокруг оси. Это привело к развитию повозок, повозок и колесниц. По словам Самуэльса, археологи используют колесо, вращающееся на оси, как показатель относительно развитой цивилизации. Самые ранние свидетельства существования колес на осях относятся к 3200 г. до н. Э. Шумеры. Китайцы самостоятельно изобрели колесо в 2800 г.C. [См. Также: Почему так долго изобреталось колесо]

Множители силы

Согласно Science Quest от Wiley, помимо уменьшения трения, колесо и ось могут также служить в качестве множителя силы. Если колесо прикреплено к оси, и для поворота колеса используется сила, вращающая сила или крутящий момент на оси намного больше, чем сила, приложенная к ободу колеса. В качестве альтернативы, к оси можно прикрепить длинную ручку для достижения аналогичного эффекта.

Все остальные пять машин помогают людям увеличивать и / или перенаправлять силу, приложенную к объекту.В своей книге «Перемещение больших вещей» («Пора пора», 2009) Джанет Л. Колоднер и ее соавторы пишут: «Машины обеспечивают механическое преимущество, помогающее перемещать объекты. Механическое преимущество — это компромисс между силой и расстоянием. » В следующем обсуждении простых машин, которые увеличивают силу, прилагаемую к их входу, мы пренебрегаем силой трения, потому что в большинстве этих случаев сила трения очень мала по сравнению с задействованными входными и выходными силами.

Когда сила действует на расстоянии, она производит работу.Математически это выражается как W = F × D. Например, чтобы поднять объект, мы должны выполнить работу, чтобы преодолеть силу тяжести и переместить объект вверх. Чтобы поднять объект, который вдвое тяжелее, требуется в два раза больше работы, чтобы поднять его на такое же расстояние. Также требуется вдвое больше работы, чтобы поднять один и тот же объект вдвое дальше. Как показывает математика, главное преимущество машин заключается в том, что они позволяют нам выполнять такой же объем работы, прикладывая меньшее количество силы на большее расстояние.

Качели — это пример рычага. Это длинная балка, балансирующая на шарнире. (Изображение предоставлено: BestPhotoStudio Shutterstock)

Рычаг

«Дайте мне рычаг и место, чтобы встать, и я переверну мир». Это хвастливое заявление приписывают греческому философу, математику и изобретателю III века Архимеду. Хотя это может быть немного преувеличением, это выражает силу рычагов, которые, по крайней мере, образно, движут миром.

Гений Архимеда заключался в том, чтобы понять, что для выполнения того же количества работы можно найти компромисс между силой и расстоянием, используя рычаг.Его Закон рычага гласит: «Величины находятся в равновесии на расстояниях, обратно пропорциональных их весу», согласно «Архимеду в 21 веке», виртуальной книге Криса Рорреса из Нью-Йоркского университета.

Рычаг состоит из длинной балки и точки опоры или оси. Механическое преимущество рычага зависит от соотношения длин балки по обе стороны от точки опоры.

Например, мы хотим поднять 100 фунтов. (45 кг) вес 2 фута (61 см) от земли.Мы можем потянуть 100 фунтов. силы на вес в восходящем направлении на расстояние 2 фута, и мы проделали 200 фунт-футов (271 Ньютон-метр) работы. Однако, если бы мы использовали рычаг длиной 30 футов (9 м) с одним концом под грузом и точкой опоры длиной 1 фут (30,5 см), расположенной под балкой на расстоянии 10 футов (3 м) от груза, у нас было бы только надавить на другой конец с 50 фунтами. (23 кг) силы для подъема груза. Однако нам придется нажать на конец рычага на 4 фута (1,2 м), чтобы поднять груз на 2 фута.Мы пошли на компромисс, в котором мы удвоили расстояние, на которое мы должны были переместить рычаг, но мы уменьшили необходимое усилие вдвое, чтобы выполнить тот же объем работы.

Наклонная плоскость

Наклонная плоскость — это просто плоская поверхность, поднятая под углом, как пандус. По словам Боба Уильямса, профессора кафедры машиностроения Инженерно-технологического колледжа Русса Университета Огайо, наклонная плоскость — это способ поднять груз, который был бы слишком тяжелым для подъема прямо вверх.Угол (крутизна наклонной плоскости) определяет, какое усилие необходимо для подъема груза. Чем круче пандус, тем больше усилий требуется. Это означает, что если мы поднимем наши 100 фунтов. вес 2 фута, скатывая его по 4-футовой рампе, мы уменьшаем необходимую силу вдвое, увеличивая вдвое расстояние, на которое он должен перемещаться. Если бы мы использовали рампу высотой 8 футов (2,4 м), мы смогли бы уменьшить необходимую силу до 25 фунтов. (11,3 кг).

Шкив

Если мы хотим поднять те же 100 фунтов. груз с веревкой, мы могли прикрепить шкив к балке над грузом.Это позволило бы нам тянуть веревку вниз, а не вверх, но для этого все равно требуется 100 фунтов. силы. Однако, если бы мы использовали два шкива — один прикреплен к верхней балке, а другой — к грузу, — и мы должны были бы прикрепить один конец веревки к балке, пропустить его через шкив на балке, а затем через шкив на балке, нам нужно будет только натянуть веревку с 50 фунтами. силы, чтобы поднять вес, хотя нам придется тянуть веревку на 4 фута, чтобы поднять вес на 2 фута.Опять же, мы обменяли увеличенное расстояние на уменьшение силы.

Если мы хотим использовать еще меньшую силу на еще большем расстоянии, мы можем использовать блок и захват. Согласно материалам курса Университета Южной Каролины, «блок и захват — это комбинация шкивов, которая снижает количество силы, необходимой для подъема чего-либо. Компромисс заключается в том, что для блока и захвата требуется более длинная веревка. переместить что-то на такое же расстояние «.

Какими бы простыми ни были шкивы, они все еще находят применение в самых современных новых машинах.Например, Hangprinter, 3D-принтер, который может создавать объекты размером с мебель, использует систему проводов и управляемых компьютером шкивов, прикрепленных к стенам, полу и потолку.

Винт

«Винт — это, по сути, длинная наклонная плоскость, обернутая вокруг вала, поэтому его механическое преимущество можно использовать так же, как и наклон», — говорится на сайте HyperPhysics, созданном Государственным университетом Джорджии. Во многих устройствах используются винты для приложения силы, намного превышающей силу, используемую для поворота винта.К таким устройствам относятся настольные тиски и гайки на автомобильных колесах. Они получают механическое преимущество не только за счет самого винта, но и во многих случаях за счет использования длинной ручки, используемой для поворота винта.

Клин

По данным Горно-технологического института Нью-Мексико, «клинья перемещают наклонные плоскости, которые приводятся в движение под нагрузкой для подъема или в груз для разделения или разделения». Более длинный и тонкий клин дает больше механических преимуществ, чем более короткий и широкий клин, но клин делает кое-что еще: основная функция клина — изменять направление входной силы.Например, если мы хотим расколоть бревно, мы можем с большой силой вогнать клин в конец бревна с помощью кувалды, и клин перенаправит эту силу наружу, в результате чего древесина расколется. Другой пример — дверной упор, где сила, используемая, чтобы толкнуть его под край двери, передается вниз, в результате чего возникает сила трения, которая сопротивляется скольжению по полу.

Дополнительная информация Чарльза К. Чоя, участника Live Science

Дополнительные ресурсы

• John H.Линхард, почетный профессор машиностроения и истории Хьюстонского университета, «еще раз взглянет на изобретение колеса».
• Центр науки и промышленности в Колумбусе, штат Огайо, предлагает интерактивное объяснение простых машин.
• HyperPhysics, веб-сайт, созданный Государственным университетом Джорджии, иллюстрировал объяснения шести простых машин.

Найдите забавные занятия с использованием простых машин в Музее науки и промышленности в Чикаго.

Что такое простая машина?

Что приходит на ум, когда вы думаете о машине? Некоторые люди могут подумать о сложных машинах, таких как двигатели внутреннего сгорания или компьютеры. Однако некоторые из наиболее важных и полезных машин довольно просты. На самом деле ученые даже называют их простыми машинами!

Так что же такое простая машина? Это машина, которая выполняет простую задачу, например, сложение или вычитание? Может быть, это просто машина, с которой действительно легко работать, как старый пульт от телевизора? Или это может быть какая-нибудь машина, которая облегчает жизнь?

Хотя простые машины действительно облегчают нашу жизнь, они намного старше телевизионных пультов или калькуляторов.Простые машины — одни из первых когда-либо созданных машин.

Ученые определяют работу как силу, действующую на объект в направлении движения. Машины облегчают работу, выполняя одно или несколько из следующих действий: передача силы из одного места в другое, изменение направления силы, увеличение величины силы или увеличение расстояния или скорости силы.

С тех пор, как первые люди ходили по Земле, они искали способы облегчить выполнение повседневной работы.Со временем они сделали это, изобрести то, что стало известно как шесть простых машин.

Колесо и ось были определенно одним из самых важных изобретений в истории человечества. За счет уменьшения трения колесо позволило людям легче перемещать товары на большие расстояния. Без колеса и оси сельское хозяйство и торговля были бы невозможны.

Рычаг состоит из длинной балки и точки поворота, известной как точка опоры. Рычаги позволяют поднимать больший вес, чем вы могли бы самостоятельно.Например, 100-фунтовый камень может оказаться слишком большим для вас, чтобы поднять его самостоятельно. Если вы вставите край длинной балки под край камня с другим камнем в нескольких футах от вас, чтобы он действовал как ось, вы можете надавить на балку, чтобы переместить камень. Общие примеры рычагов включают дверные ручки, выключатели света, открывалки для бутылок и петли.

Наклонная плоскость — это плоская поверхность, приподнятая для создания угла. Если вы когда-либо использовали пандус, чтобы переместить что-то тяжелое, вы знаете, что перетащить тяжелый предмет по пандусу намного проще, чем поднять его прямо с земли.

Шкив — это разновидность колеса и оси в сочетании с цепью или тросом, которая изменяет направление силы, необходимой для выполнения работы. Когда вы тянете вниз веревку, прикрепленную к шкиву, объект, прикрепленный к другому концу веревки, перемещается вверх. Шкивы можно комбинировать с другими шкивами, чтобы уменьшить объем работы, необходимой для подъема очень тяжелых предметов. Общие примеры шкивов включают флагштоки, оконные жалюзи, лифты и краны.

Клинья — это подвижные наклонные плоскости, используемые для подъема или отделения.Клинья обычно используются, чтобы разрезать, разорвать или разбить объект на куски. Обычные клинья включают ножи, топоры, пилы, ножницы и лопаты. Однако клинья также могут использоваться для удержания предметов на месте, например, в случае скоб, гвоздей, прокладок или дверных ограничителей.

Винт — это скрученный вариант наклонной плоскости. Это позволяет преобразовать круговое движение в движение вверх или вниз, занимающее меньше места по горизонтали. Винты также могут помочь скрепить вещи. Обычные примеры винтов включают крышки от банок, сверла, лампочки и пробки для бутылок.

Эти шесть простых машин окружают нас повсюду. Часто более сложные машины, также называемые составными машинами, состоят из одной или нескольких простых машин, собранных вместе. Представляете, насколько легче стала жизнь после изобретения этих простых машин?

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Компьютер — это машина, которая принимает данные в качестве входных данных, обрабатывает эти данные с помощью программ и выводит обработанные данные в качестве информации.Многие компьютеры могут хранить и извлекать информацию с помощью жестких дисков. Компьютеры могут быть соединены вместе в сети, что позволяет подключенным компьютерам общаться друг с другом.

Двумя основными характеристиками компьютера являются: он реагирует на конкретный набор инструкций четко определенным образом и может выполнять предварительно записанный список инструкций, вызывающих программу. В компьютере четыре основных этапа обработки: ввод, хранение, вывод и обработка.

Современные компьютеры могут выполнять миллиарды вычислений в секунду.Возможность выполнять вычисления много раз в секунду позволяет современным компьютерам выполнять несколько задач одновременно, что означает, что они могут выполнять множество различных задач одновременно. Компьютеры выполняют множество различных задач, где автоматизация полезна. Некоторые примеры — управление светофорами, транспортными средствами, системами безопасности, стиральными машинами и цифровыми телевизорами.

Компьютеры могут быть сконструированы так, чтобы делать с информацией практически все, что угодно. Компьютеры используются для управления большими и маленькими машинами, которые в прошлом управлялись людьми.Большинство людей использовали персональный компьютер дома или на работе. Они используются для таких вещей, как расчет, прослушивание музыки, чтение статьи, письмо и т. Д.

Современные компьютеры — это электронное компьютерное оборудование. Они очень быстро выполняют математическую арифметику, но компьютеры на самом деле не «думают». Они следуют только инструкциям своего программного обеспечения. Программное обеспечение использует оборудование, когда пользователь дает ему инструкции, и дает полезный результат.

Люди управляют компьютерами с помощью пользовательских интерфейсов.К устройствам ввода относятся клавиатуры, компьютерные мыши, кнопки и сенсорные экраны. Некоторыми компьютерами также можно управлять с помощью голосовых команд, жестов рук или даже сигналов мозга через электроды, имплантированные в мозг или вдоль нервов.

Компьютерные программы разрабатываются или пишутся компьютерными программистами. Некоторые программисты пишут программы на собственном языке компьютера, называемом машинным кодом. Большинство программ написано с использованием таких языков программирования, как C, C ++, Java. Эти языки программирования больше похожи на язык, на котором говорят и пишут каждый день.Компилятор переводит инструкции пользователя в двоичный код (машинный код), который компьютер поймет и сделает то, что необходимо.

Автоматизация [изменить | изменить источник]

У большинства людей проблемы с математикой. Чтобы показать это, попробуйте набрать в голове 584 × 3220. Все шаги запомнить сложно! Люди создали инструменты, которые помогали им вспомнить, где они находились в математической задаче. Другая проблема, с которой сталкиваются люди, заключается в том, что им приходится решать одну и ту же проблему снова и снова.Кассиру приходилось каждый день вносить сдачу в уме или с помощью бумажки. Это заняло много времени и допустило ошибки. Итак, люди сделали калькуляторы, которые делали одно и то же снова и снова. Эта часть компьютерной истории называется «историей автоматизированных вычислений», что является причудливым выражением для «истории машин, которые позволяют мне легко решать одну и ту же математическую задачу снова и снова, не делая ошибок».

Счеты, логарифмическая линейка, астролябия и антикиферский механизм (датируемый примерно 150–100 гг. До н.э.) являются примерами автоматических вычислительных машин.

Программирование [изменить | изменить источник]

Людям не нужна машина, которая будет делать одно и то же снова и снова. Например, музыкальная шкатулка — это устройство, которое воспроизводит одну и ту же музыку снова и снова. Некоторые люди хотели научить свою машину делать разные вещи. Например, они хотели сказать музыкальной шкатулке, чтобы она каждый раз играла разную музыку. Они хотели иметь возможность программировать музыкальную шкатулку, чтобы музыкальная шкатулка воспроизводила разную музыку. Эта часть компьютерной истории называется «историей программируемых машин», что является причудливым выражением для «истории машин, которым я могу приказать делать разные вещи, если я знаю, как говорить на их языке».»

Один из первых таких примеров был построен героем Александрии (ок. 10–70 нашей эры). Он построил механический театр, который разыгрывал пьесу продолжительностью 10 минут и управлялся сложной системой веревок и барабанов. Эти веревки и барабаны были языком машины — они рассказывали, что машина делает и когда. Некоторые утверждают, что это первая программируемая машина. ^[1]

Историки расходятся во мнении относительно того, какие ранние машины были «компьютерами». Многие говорят, что «замковые часы», астрономические часы, изобретенные Аль-Джазари в 1206 году, являются первым известным программируемым аналоговым компьютером. ^{[2] [3]} Продолжительность дня и ночи можно регулировать каждый день, чтобы учесть изменение продолжительности дня и ночи в течение года. ^[4] Некоторые считают эту ежедневную настройку компьютерным программированием.

Другие говорят, что первый компьютер создал Чарльз Бэббидж. ^[4] Ада Лавлейс считается первым программистом. ^{[5] [6] [7]}

Эра вычислительной техники [изменить | изменить источник]

В конце средневековья люди начали думать, что математика и инженерия были важнее.В 1623 году Вильгельм Шикард создал механический калькулятор. Другие европейцы сделали больше калькуляторов после него. Это не были современные компьютеры, потому что они могли только складывать, вычитать и умножать — вы не могли изменить то, что они делали, чтобы заставить их делать что-то вроде игры в тетрис. Из-за этого мы говорим, что они не были программируемыми. Теперь инженеры используют компьютеры для проектирования и планирования.

В 1801 году Жозеф Мари Жаккард использовал перфокарты, чтобы указать своему ткацкому станку, какой узор ткать. Он мог использовать перфокарты, чтобы указывать ткацкому станку, что ему делать, и он мог менять перфокарты, что означало, что он мог запрограммировать ткацкий станок на плетение нужного узора.Это означает, что ткацкий станок можно было программировать. В конце 1800-х годов Герман Холлерит изобрел запись данных на носитель, который затем мог быть прочитан машиной, разработав технологию обработки данных перфокарт для переписи населения США 1890 года. Его счетные машины считывали и суммировали данные, хранящиеся на перфокартах, и они начали использоваться для правительственной и коммерческой обработки данных.

Чарльз Бэббидж хотел создать аналогичную машину, которая могла бы производить вычисления. Он назвал это «Аналитическая машина». ^[8] Поскольку у Бэббиджа не было достаточно денег и он всегда менял свой проект, когда у него появлялась идея получше, он так и не построил свою аналитическую машину.

Со временем компьютеры стали использоваться все чаще. Людям быстро становится скучно повторять одно и то же снова и снова. Представьте, что вы тратите свою жизнь на то, чтобы записывать вещи на учетных карточках, хранить их, а затем снова искать их. В Бюро переписи населения США в 1890 году этим занимались сотни людей. Это было дорого, и отчеты требовали много времени. Затем инженер придумал, как заставить машины выполнять большую часть работы. Герман Холлерит изобрел машину для подсчета результатов, которая автоматически суммирует информацию, собранную бюро переписи населения.Его машины производила компания Computing Tabulating Recording Corporation (которая позже стала IBM). Они арендовали машины вместо того, чтобы продавать их. Производители машин уже давно помогают своим пользователям разбираться в них и ремонтировать их, и техническая поддержка CTR была особенно хорошей.

Благодаря машинам, подобным этой, были изобретены новые способы общения с этими машинами, были изобретены новые типы машин, и в конечном итоге родился компьютер, каким мы его знаем.

Аналоговые и цифровые вычислительные машины [изменить | изменить источник]

В первой половине 20-го века ученые начали использовать компьютеры, в основном потому, что ученым приходилось разбираться в математике, и они хотели тратить больше времени на размышления о научных вопросах вместо того, чтобы часами складывать числа.Например, если им нужно было запустить ракету, им нужно было проделать много математических расчетов, чтобы убедиться, что ракета работает правильно. Итак, они собрали компьютеры. В этих аналоговых компьютерах использовались аналоговые схемы, что затрудняло их программирование. В 1930-х они изобрели цифровые компьютеры и вскоре упростили их программирование. Однако это не так, поскольку было предпринято много последовательных попыток довести арифметическую логику до 13. Аналоговые компьютеры — это механические или электронные устройства, которые решают проблемы.Некоторые также используются для управления машинами.

Крупногабаритные компьютеры [изменить | изменить источник]

Ученые придумали, как создавать и использовать цифровые компьютеры в 1930-1940-х годах. Ученые создали множество цифровых компьютеров, и, когда они это сделали, они выяснили, как задавать им правильные вопросы, чтобы получить от них максимальную пользу. Вот несколько компьютеров, которые они построили:

EDSAC был одним из первых компьютеров, которые запоминали то, что вы ему сказали, даже после того, как выключили питание.Это называется архитектурой фон Неймана.

• Электромеханические «станки Z» Конрада Цузе. Z3 (1941) была первой рабочей машиной, которая использовала двоичную арифметику. Двоичная арифметика означает использование «Да» и «Нет». складывать числа. Вы также можете запрограммировать это. В 1998 году было доказано, что Z3 завершен по Тьюрингу. Завершение по Тьюрингу означает, что этому конкретному компьютеру можно сказать все, что математически возможно сказать компьютеру. Это первый в мире современный компьютер.
• Непрограммируемый компьютер Атанасова-Берри (1941), который использовал электронные лампы для хранения ответов «да» и «нет», а также регенеративную конденсаторную память.
• The Harvard Mark I (1944), большой компьютер, который можно было бы программировать.
• Лаборатория баллистических исследований армии США ENIAC (1946), которая могла складывать числа, как это делают люди (с использованием чисел от 0 до 9), и иногда ее называют первым электронным компьютером общего назначения (поскольку в Z3 Конрада Цузе 1941 года использовались электромагниты вместо электроники. ).Однако сначала единственным способом перепрограммировать ENIAC было его перепрограммирование.

Несколько разработчиков ENIAC видели его проблемы. Они изобрели способ, позволяющий компьютеру запоминать то, что он ему сказал, и способ изменить то, что он запомнил. Это известно как «архитектура хранимых программ» или архитектура фон Неймана. Джон фон Нейман рассказал об этой конструкции в статье «Первый проект отчета по EDVAC », распространенной в 1945 году. Примерно в это же время стартовал ряд проектов по разработке компьютеров на основе архитектуры хранимых программ.Первый из них был завершен в Великобритании. Первой, где была продемонстрирована работа, была Manchester Small-Scale Experimental Machine (SSEM или «Baby»), в то время как EDSAC, завершенный через год после SSEM, был первым действительно полезным компьютером, который использовал сохраненный проект программы. Вскоре после этого машина, первоначально описанная в статье фон Неймана — EDVAC — была завершена, но не была готова в течение двух лет.

Практически все современные компьютеры используют архитектуру хранимых программ. Это стало основным понятием, определяющим современный компьютер.С 1940-х годов технологии, используемые для создания компьютеров, изменились, но многие современные компьютеры все еще используют архитектуру фон Неймана.

В 1950-х годах компьютеры строились в основном из электронных ламп. Транзисторы заменили электронные лампы в 1960-х, потому что они были меньше и дешевле. Им также требуется меньше энергии и они не ломаются так сильно, как электронные лампы. В 1970-х годах технологии были основаны на интегральных схемах. Микропроцессоры, такие как Intel 4004, сделали компьютеры меньше, дешевле, быстрее и надежнее.К 1980-м годам микроконтроллеры стали небольшими и достаточно дешевыми, чтобы заменить механическое управление в таких вещах, как стиральные машины. В 80-е годы также были домашние компьютеры и персональные компьютеры. С развитием Интернета персональные компьютеры становятся таким же обычным явлением в домашнем хозяйстве, как телевизор и телефон.

В 2005 году Nokia начала называть некоторые из своих мобильных телефонов (серии N) «мультимедийными компьютерами», а после выпуска Apple iPhone в 2007 году многие теперь начинают добавлять категорию смартфонов к «настоящим» компьютерам.В 2008 году, если смартфоны включены в число компьютеров в мире, крупнейшим производителем компьютеров по количеству проданных единиц уже была не Hewlett-Packard, а Nokia. ^[9]

Есть много типов компьютеров. Некоторые включают:

1. персональный компьютер
2. рабочая станция
3. базовый блок
4. сервер
5. миникомпьютер
6. суперкомпьютер
7. встроенная система
8. планшетный компьютер

«Настольный компьютер» — это небольшой компьютер с экраном (который не является частью компьютера).Большинство людей хранят их на столе, поэтому их называют «настольными компьютерами». «Портативные компьютеры» — это компьютеры, достаточно маленькие, чтобы поместиться у вас на коленях. Это позволяет легко носить их с собой. И ноутбуки, и настольные компьютеры называются персональными компьютерами, потому что один человек одновременно использует их для таких вещей, как воспроизведение музыки, просмотр веб-страниц или видеоигры.

Есть компьютеры большего размера, которыми могут пользоваться одновременно многие люди. Они называются «мэйнфреймы», и эти компьютеры делают все, что заставляет работать такие вещи, как Интернет.Вы можете думать о персональном компьютере так: персональный компьютер подобен вашей коже: вы можете видеть его, другие люди могут видеть его, а через вашу кожу вы чувствуете ветер, воду, воздух и остальной мир. Мэйнфрейм больше похож на ваши внутренние органы: вы их никогда не видите и даже не думаете о них, но если они вдруг пропадут, у вас возникнут очень большие проблемы.

Встроенный компьютер, также называемый встроенной системой, — это компьютер, который делает одно и только одно, и обычно делает это очень хорошо.Например, будильник — это встроенный компьютер: он показывает время. В отличие от вашего персонального компьютера, вы не можете использовать свои часы для игры в тетрис. Из-за этого мы говорим, что встроенные компьютеры нельзя программировать, потому что вы не можете установить больше программ на свои часы. Некоторые мобильные телефоны, банкоматы, микроволновые печи, проигрыватели компакт-дисков и автомобили работают со встроенными компьютерами.

ПК «все в одном» [изменить | изменить источник]

Универсальные компьютеры — это настольные компьютеры, в которых все внутренние механизмы компьютера находятся в том же корпусе, что и монитор.Apple сделала несколько популярных примеров компьютеров «все в одном», таких как оригинальный Macintosh середины 1980-х годов и iMac конца 1990-х и 2000-х годов.

• Обработка текста
• Таблицы
• Презентации
• Редактирование фотографий
• Электронная почта
• Монтаж / рендеринг / кодирование видео
• Аудиозапись
• Управление системой
• Разработка веб-сайтов
• Разработка программного обеспечения

Компьютеры хранят данные и инструкции в виде чисел, потому что компьютеры могут работать с числами очень быстро.Эти данные хранятся в виде двоичных символов (1 и 0). Символ 1 или 0, хранящийся в компьютере, называется битом, который происходит от двоичной цифры слова. Компьютеры могут использовать вместе множество битов для представления инструкций и данных, которые используются этими инструкциями. Список инструкций называется программой и хранится на жестком диске компьютера. Компьютеры работают с программой, используя центральный процессор, и они используют быструю память, называемую ОЗУ, также известную как (Память с произвольным доступом), как пространство для хранения инструкций и данных, пока они это делают.Когда компьютер хочет сохранить результаты программы на потом, он использует жесткий диск, потому что вещи, хранящиеся на жестком диске, все еще можно запомнить после выключения компьютера.

Операционная система сообщает компьютеру, как понимать, какие задания он должен выполнять, как выполнять эти задания и как сообщать людям результаты. Миллионы компьютеров могут использовать одну и ту же операционную систему, в то время как каждый компьютер может иметь свои собственные прикладные программы, которые делают то, что нужно его пользователю. Использование одних и тех же операционных систем позволяет легко научиться использовать компьютеры для новых целей.Пользователь, которому нужно использовать компьютер для чего-то другого, может узнать, как использовать новую прикладную программу. Некоторые операционные системы могут иметь простые командные строки или полностью удобный графический интерфейс.

Одна из самых важных задач, которые компьютеры выполняют для людей, — это помощь в общении. Коммуникация — это то, как люди делятся информацией. Компьютеры помогли людям продвинуться вперед в науке, медицине, бизнесе и обучении, потому что они позволяют экспертам из любой точки мира работать друг с другом и обмениваться информацией.Они также позволяют другим людям общаться друг с другом, выполнять свою работу практически где угодно, узнавать практически обо всем или делиться друг с другом своим мнением. Интернет — это то, что позволяет людям общаться между своими компьютерами.

Компьютер теперь почти всегда является электронным устройством. Обычно он содержит материалы, которые при утилизации превращаются в электронные отходы. Когда в некоторых местах покупается новый компьютер, законы требуют, чтобы стоимость утилизации его отходов также оплачивалась.Это называется управлением продуктом.

Компьютеры могут быстро устареть, в зависимости от того, какие программы использует пользователь. Очень часто их выбрасывают в течение двух-трех лет, потому что для некоторых новых программ требуется более мощный компьютер. Это усугубляет проблему, поэтому утилизация компьютеров происходит часто. Многие проекты пытаются отправить работающие компьютеры в развивающиеся страны, чтобы их можно было использовать повторно и не тратить так быстро, поскольку большинству людей не нужно запускать новые программы. Некоторые компоненты компьютера, например жесткие диски, могут легко сломаться.Когда эти части попадают на свалку, они могут поместить в грунтовые воды ядовитые химические вещества, такие как свинец. Жесткие диски также могут содержать секретную информацию, например, номера кредитных карт. Если жесткий диск не стереть перед тем, как выбросить, злоумышленник может получить информацию с жесткого диска, даже если диск не работает, и использовать его для кражи денег с банковского счета предыдущего владельца.

Компьютеры бывают разных форм, но большинство из них имеют общий дизайн.

• Все компьютеры имеют центральный процессор.
• Все компьютеры имеют своего рода шину данных, которая позволяет им получать или выводить данные в среду.
• Все компьютеры имеют тот или иной вид памяти. Обычно это микросхемы (интегральные схемы), которые могут хранить информацию.
• Многие компьютеры имеют какие-то датчики, которые позволяют им получать информацию из окружающей среды.
• Многие компьютеры имеют какое-либо устройство отображения, которое позволяет им отображать выходные данные. К ним также могут быть подключены другие периферийные устройства.

Компьютер состоит из нескольких основных частей.Если сравнить компьютер с человеческим телом, центральный процессор похож на мозг. Он делает большую часть мышления и сообщает остальному компьютеру, как работать. Процессор находится на материнской плате, которая похожа на скелет. Он обеспечивает основу для других частей и несет нервы, соединяющие их друг с другом и с ЦП. Материнская плата подключена к источнику питания, который обеспечивает электричеством весь компьютер. Различные приводы (привод компакт-дисков, дисковод для гибких дисков и на многих новых компьютерах флэш-накопитель USB) действуют как глаза, уши и пальцы и позволяют компьютеру читать различные типы хранилищ точно так же, как человек может читать разные виды книг.Жесткий диск похож на человеческую память и отслеживает все данные, хранящиеся на компьютере. У большинства компьютеров есть звуковая карта или другой метод воспроизведения звука, который похож на голосовые связки или голосовой ящик. К звуковой карте подключены динамики, похожие на рот, из которых выходит звук. Компьютеры также могут иметь графическую карту, которая помогает компьютеру создавать визуальные эффекты, такие как трехмерное окружение или более реалистичные цвета, а более мощные графические карты могут создавать более реалистичные или более сложные изображения так же, как это может сделать хорошо обученный художник. .

90 481 52 700

Название компании	Продажи (млрд долларов США)
Яблоко	220 000
Samsung	212 680
Foxconn	132 070
л.с. (Hewlett-Packard)	112 300
IBM	99,750
Hitachi	87 510
Microsoft	86830
Amazon	74,450
Sony	72,340
Panasonic	70 830
Google	59 820
Dell	56 940
Toshiba	56 200
LG	54,750
Intel

1. ↑ «Цапля Александрийская».Проверено 15 января 2008.
2. ↑ Ховард Р. Тернер (1997), Наука в средневековом исламе: иллюстрированное введение , стр. 184, Техасский университет Press, ISBN 0-292-78149-0
3. ↑ Дональд Рутледж Хилл, «Машиностроение на Средневековом Ближнем Востоке», Scientific American , май 1991 г., стр. 64-9 (сравните Дональд Рутледж Хилл, Машиностроение)
4. ↑ ^{4,0 4,1} Ancient Discoveries, Episode 11: Ancient Robots , History Channel, получено 6 сентября 2008 г.
5. ↑ Fuegi & Francis 2003, стр.16–26.
6. ↑ Филлипс, Ана Лена (2011). «Краудсорсинг гендерного равенства: День Ады Лавлейс и сопутствующий ему веб-сайт направлен на повышение роли женщин в науке и технологиях». Американский ученый . 99 (6): 463.
7. ↑ «Ада Лавлейс удостоена чести Google Doodle», The Guardian , 10 декабря 2012 г., получено 10 декабря 2012 г. .
8. ↑ Не путайте аналитическую машину с разностной машиной Бэббиджа, которая была непрограммируемым механическим калькулятором.
9. ↑ Миллер, Мэтью. «В 2008 году Nokia была крупнейшим производителем компьютеров в мире». ZDNet . Проверено 18 июля 2020.

Примечания [изменение | изменить источник]

• ^а Кемпф, Кар (1961). « Историческая монография: Электронные компьютеры в артиллерийском корпусе «. Абердинский полигон (армия США).
• Филлипс, Тони (2000). «Антикиферский механизм I».Американское математическое общество. Проверено 5 апреля 2006.
• ^a Шеннон, Клод Элвуд (1940). « Символьный анализ релейных и коммутационных схем ». Массачусетский Технологический Институт.
• ^a Digital Equipment Corporation (1972). Руководство по процессору PDP-11/40 (PDF). Мейнард, Массачусетс: Корпорация цифрового оборудования.
• ^a Verma, G .; Мильке, Н.(1988). « Показатели надежности флэш-памяти на основе ETOX ». Международный симпозиум IEEE по физике надежности.
• ^a Меуэр, Ханс (13 ноября 2006 г.). «Архитектуры делятся во времени». Штромайер, Эрих; Саймон, Хорст; Донгарра, Джек. ТОП500. Проверено 27 ноября 2006.
• Стоукс, Джон (2007). Внутри машины: иллюстрированное введение в микропроцессоры и компьютерную архитектуру . Сан-Франциско: Пресса без крахмала.ISBN 978-1-59327-104-6 .

Один из этих продвинутых роботов может захватить мир

Помните, в 2017 году Илон Маск сказал, что через несколько лет роботы будут двигаться так быстро, что вам понадобится стробоскоп, чтобы их увидеть? Хорошо. И мы тоже. Современный век робототехники олицетворяет высочайший уровень инженерной мысли и изобретательности человека. Однако, когда люди говорят об этих машинах, они могут быть очень самоуверенными. Когда люди обсуждают робототехнику, иногда кажется, что нет золотой середины.Некоторые люди либо думают, что роботы потрясающие, либо боятся, что возьмут вашу работу, либо опасаются, что в конечном итоге они покорят мир.

Хотя последние два пункта вызывают серьезную озабоченность, роботы также принесли много пользы в самых разных отраслях промышленности и дома. На самом деле интеллектуальные машины могут многое предложить своим создателям-людям, они уже улучшают жизнь людей. Роботы становятся важной частью медицины, сельского хозяйства, ухода за домом, искусства освоения космоса и даже помогли нам во время этой пандемии.Например, больница в Ухане, Китай, использовала роботов-гуманоидов, подаренных компанией CloudMinds Technology из Кремниевой долины, для дезинфекции, измерения температуры, доставки еды и лекарств и развлечения медицинского персонала и пациентов.

Роботы будут продолжать совершенствоваться. За последние несколько лет мы видели устоявшиеся компании и впервые появившиеся машины, которые могут двигаться, как мы, и даже говорить, как мы. Сложные производственные процессы и все более мощный искусственный интеллект открыли двери в новую эру в этой области, далеко превзойдя своих предков, которые в основном были неподвижны и сосредоточены на одной задаче.Так что, конечно, это немного пугает. Сегодня мы собираемся взглянуть на некоторых из самых продвинутых роботов на рынке и на то, как эти машины меняют мир робототехники.

Surena IV выглядит как что-то из эпизода из «Черного зеркала».

Источник: IEEE Spectrum / YouTube

Исследователи из Тегеранского университета за эти годы добились огромного прогресса в робототехнике, и их инновации проявились в человекоподобном роботе под названием Surena. Во-первых, представленная десять лет назад, Surena изначально не была чем-то особенным по сравнению с роботами, которые есть сейчас.Однако Surena II и Surena III 2015-го года продемонстрировали улучшения в ходьбе и значительное расширение возможностей. Иранские робототехники представили Surena IV в начале этого года, и это впечатляет. По сравнению с предыдущими версиями, робот продемонстрировал способность имитировать позу человека, хватать бутылку с водой и даже писать свое имя на доске. Проворная Surena IV размером с взрослого человека способна обнаруживать лица и объекты, а также распознавать и воспроизводить речь. Он даже может ходить со скоростью 0.43 мили в час (0,7 километра в час) .

Водный робот-трансформер для подводных миссий.

Источник: Houston Mechatronics

Этот робот представляет собой реальный трансформатор. Созданный Houston Mechatronics, акванавт — это робот в своем собственном классе. Он обладает уникальной способностью трансформироваться под водой, перемещаясь из автономного подводного аппарата (AUV), в гуманоидного робота для обслуживания (ROV). В режиме AUV он может покрыть до 124 миль (200 км) за одну миссию , выполняя такие задачи, как картографирование морского дна и обширная инспекция.В режиме ROV из его корпуса выходят две механические руки, что дает ему возможность проводить ремонт нефтяных вышек и трубопроводов в опасных средах, недоступных для людей.

Стая диких собак Sony Aibo может преследовать вас по городу.

Источник: Sony / Aibo

Может и нет. Эти собаки-роботы невероятно очаровательны. Sony Aibo — роботизированная собака, пользующаяся огромной популярностью на протяжении многих лет. Собака-робот на самом деле представляет собой гибрид между домашним животным и игрушкой. С момента своего первого появления в 2018 году робот-собака стал намного умнее благодаря искусственному интеллекту.Подобно вашему лучшему пушистому другу в реальной жизни, Айбо может узнать своего хозяина. Со временем он даже приспосабливается к поведению владельца. Конечная цель — заставить собаку-робота вести себя неотличимо от реальной собаки. Думайте о Пиноккио, но как о собаке-роботе. И это может произойти раньше, чем вы думаете. Алгоритмы ИИ, которые придают собакам интеллект, хранятся в облаке. Это позволяет активным Aibos учиться коллективно, то есть все они могут учиться друг у друга.

CB2 — жутко выразительный робот размером с ребенка, ставший мемом.

Источник: wocomoDOCS

Нам пришлось добавить этого робота по двум очевидным причинам. Во-первых, этот выразительный робот сидит прямо на линии жуткого и комичного, настолько, что он привлек внимание Интернета, став мемом. CB2 — это робот-гуманоид, который имитирует физические и умственные способности двухлетнего ребенка. У робота есть тактильные сенсоры под кожей и камера за глазами. Робот использует технологию распознавания лиц, чтобы понимать эмоции и физические реакции своих родителей-исследователей.Он даже реагирует на ласки и ласки.

Робонавты, как и Вьоммитра, могли строить свои собственные колонии в космосе.

Источник: The Print / Youtube

В мире есть несколько стран, работающих над разработкой роботов для исследования космоса. Это имеет смысл. Роботы могут справляться с суровыми условиями космоса и могут использоваться для самых разных миссий. Роботы будущего могут быть использованы для изучения потенциально пригодных для жизни планет и даже для строительства и создания аванпостов до прибытия их человеческих собратьев.Индийский робот Вьомитра — это женщина-робот, которая должна проводить эксперименты в условиях микрогравитации, чтобы подготовиться к будущим миссиям с экипажем. Подобные роботы, такие как Робонавт 2 и Валькирия НАСА, в конечном итоге могут быть использованы в колониях на Луне или Марсе.

На самом деле, преследование стаи роботов Boston Dynamics Spot намного страшнее.

Источник: Boston Dynamics

Boston Dynamics должен был войти в этот список. Их несколько похожий на собаку робот SPOT недавно вышел на рынок.Но шустрый интеллектуальный робот, похожий на собачьего, некоторое время привлекал внимание общественности. SPOT — это не домашнее животное и не игрушка, как Sony Aibo. При цене около долларов США, 70000 долларов США, робот может «перемещаться по пересеченной местности с беспрецедентной легкостью», но он достаточно мал, чтобы использовать его в помещении, что делает его чрезвычайно универсальным. Он имеет обзор на 360 градусов и позволяет избегать препятствий. Робота можно обучить действиям или использовать заранее спланированные маршруты для выполнения автономных задач. Он также может нести различную полезную нагрузку.Однажды вы можете увидеть SPOT на строительной площадке, где он осматривает нефтегазовые объекты, проверяет маршруты добычи или используется для доставки медицинских материалов профессионалам. См. SPOT run.

Asimo может подниматься по лестнице почти так же хорошо, как и вы.

Источник: Vanillase / Wikimedia

Asimo от Honda считался одним из самых передовых роботов-гуманоидов в мире, хотя недавно он был выведен из эксплуатации. Благодаря своей сложной системе искусственного интеллекта робот мог постоянно учиться у окружающей среды.Двуногий робот мог оставаться в вертикальном положении, устойчиво и двигаться в самых разных условиях. Робот смог научиться ходить в своих настройках практически самостоятельно.

T-HR3 — это реальный аватар, которым вы управляете.

Источник: Toyota

Нет, не Аватар , ролик, но по идее очень похож. В 2017 году Toyota представила T-HR3. Используя специализированную станцию, контроллеры / датчики рук и оборудование виртуальной реальности, этот робот может ожить, соответствуя каждому вашему движению.Хотя это и не идеально, это впечатляющий подвиг. Если вы переместите руки влево, робот переместит руки влево. Если вы переместите руки вправо, робот последует за вами. Итак, это в основном реальный аватар. T-HR3 был обновлен для использования на Олимпийских играх 2021 года с улучшенным управлением и более естественными движениями. У таких роботов есть множество приложений. Toyota предполагает использовать этих роботов в качестве мобильного устройства. В будущем врачи-специалисты смогут надевать специализированное снаряжение и проводить операции со всего мира.Этих роботов можно также использовать в качестве лиц, ухаживающих за больными и пожилыми людьми, при этом операторы могут управлять роботами удаленно.

София может быть лицом роботов.

Источник: Международный союз электросвязи / Викимедиа

Познакомьтесь с Софией. Возможно, вы встречали Софию, читали ее твиты и даже видели ее выступления. Она даже села и поговорила с Уиллом Смитом. Она знаменитость в мире роботов. Робот, созданный бывшим специалистом по воображению Disney Дэвидом Хэнсоном, частично смоделирован так, чтобы выглядеть как Одри Хепберн и жена создателя.Интеллектуальная машина была создана с целью имитировать человеческое поведение и вызывать у людей чувства любви и сострадания. Робот может даже выражать эмоции, используя свое человеческое лицо. С момента своего открытия в 2016 году София появилась на обложке журнала Elle , сделала десятки глобальных появлений и даже стала официальным гражданином Саудовской Аравии.

София была названа Программой развития Организации Объединенных Наций первым чемпионом в области инноваций и первым человеком, получившим титул ООН.Хотя София — один из самых выразительных человекоподобных роботов, когда-либо созданных, важно отметить, что она не осознает себя. Как и любой другой робот из нашего списка, ею управляет узкий искусственный интеллект, а это значит, что ей все еще нужен кто-то, чтобы программировать ее действия, движения, реакции и т. Д. Тем не менее, София — впечатляющее инженерное творение и может быть примером того, как похожа на человека роботы могут быть, когда мы преодолеем узкий порог ИИ.

Digit однажды может появиться у вашей двери…… без предупреждения.

Источник: Ford

Это не так жутко, как кажется, смотря кого спросить. Только в прошлом году Ford стал первой компанией, внедрившей робота Digit на своих заводах. Digit, созданный компанией Agility Robotics, представляет собой маневренный и «безголовый» робот размером с человека. Оборудованный датчиками, робот может перемещаться по лестнице, преодолевать различные препятствия и перемещаться по разным местам.

Самое главное, он может переносить и штабелировать коробки весом до 40 фунтов (18 кг).Это то, что волнует Форд. Digit может также изменить способ доставки беспилотных автомобилей. Представьте, что вы заказываете новую PlayStation онлайн. Вместо того, чтобы высадить почтальона из игровой консоли, к вам домой приедет автономный грузовик. В этом грузовике не должно быть людей. Дигит выходил из грузовика, хватал вашу посылку с задней части грузовика, подходил к вашему порогу и осторожно ставил коробку на вашу входную дверь. Это может произойти через несколько лет. Ура …

компьютер | История, сети, операционные системы и факты

Компьютер , устройство для обработки, хранения и отображения информации.

компьютер

Портативный компьютер.

© Fatman73 / Fotolia

Популярные вопросы

Что такое компьютер?

Компьютер — это машина, которая может хранить и обрабатывать информацию. Большинство компьютеров полагаются на двоичную систему, которая использует две переменные, 0 и 1, для выполнения таких задач, как хранение данных, вычисление алгоритмов и отображение информации. Компьютеры бывают самых разных форм и размеров — от карманных смартфонов до суперкомпьютеров весом более 300 тонн.

Кто изобрел компьютер?

Какой компьютер самый мощный в мире?

По состоянию на июнь 2020 года самым мощным компьютером в мире является японский суперкомпьютер Fugaku, разработанный Riken и Fujitsu. Он использовался для моделирования симуляций COVID-19.

Как работают языки программирования?

Популярные современные языки программирования, такие как JavaScript и Python, работают через несколько форм парадигм программирования. Функциональное программирование, которое использует математические функции для выдачи выходных данных на основе ввода данных, является одним из наиболее распространенных способов использования кода для предоставления инструкций компьютеру.

Что умеют компьютеры?

Самые мощные компьютеры могут выполнять чрезвычайно сложные задачи, такие как моделирование экспериментов с ядерным оружием и прогнозирование изменения климата. Развитие квантовых компьютеров, машин, которые могут обрабатывать большое количество вычислений посредством квантового параллелизма (производного от суперпозиции), могло бы выполнять еще более сложные задачи.

Сознательны ли компьютеры?

Способность компьютера обретать сознание — широко обсуждаемая тема.Некоторые утверждают, что сознание зависит от самосознания и способности мыслить, а это означает, что компьютеры обладают сознанием, потому что они распознают свое окружение и могут обрабатывать данные. Другие считают, что человеческое сознание никогда не может быть воспроизведено физическими процессами.

Компьютер когда-то означал человека, который выполнял вычисления, но теперь этот термин почти повсеместно относится к автоматизированному электронному оборудованию. Первый раздел статьи посвящен современным цифровым электронным компьютерам и их конструкции, составным частям и приложениям.Второй раздел посвящен истории вычислительной техники. Для получения подробной информации о компьютерной архитектуре, программном обеспечении и теории, см. информатика.

Основы вычислений

Первые компьютеры использовались в основном для численных расчетов. Однако, поскольку любую информацию можно закодировать численно, люди вскоре поняли, что компьютеры способны обрабатывать информацию общего назначения. Их способность обрабатывать большие объемы данных расширила диапазон и точность прогнозов погоды.Их скорость позволила им принимать решения о маршрутизации телефонных соединений через сеть и управлять механическими системами, такими как автомобили, ядерные реакторы и роботизированные хирургические инструменты. Они также достаточно дешевы, чтобы их можно было встроить в бытовую технику и сделать сушилки для одежды и рисоварки «умными». Компьютеры позволили нам задавать вопросы, которые раньше не могли быть заданы, и отвечать на них. Эти вопросы могут касаться последовательностей ДНК в генах, моделей активности на потребительском рынке или всех случаев использования слова в текстах, хранящихся в базе данных.Все чаще компьютеры также могут учиться и адаптироваться в процессе работы.

Компьютеры также имеют ограничения, некоторые из которых являются теоретическими. Например, есть неразрешимые предложения, истинность которых не может быть определена в рамках данного набора правил, таких как логическая структура компьютера. Поскольку не может существовать универсального алгоритмического метода для идентификации таких предложений, компьютер, которого попросили получить истинность такого предложения, будет (если не прервать его принудительно) бесконечно долго — состояние, известное как «проблема остановки».( См. машина Тьюринга). Другие ограничения отражают современные технологии. Человеческий разум способен распознавать пространственные закономерности — например, легко различать человеческие лица, — но это сложная задача для компьютеров, которые должны обрабатывать информацию последовательно, а не улавливать детали в целом с первого взгляда. Еще одна проблемная область для компьютеров — это взаимодействие на естественном языке. Поскольку в обычном человеческом общении предполагается так много общих знаний и контекстной информации, исследователям еще предстоит решить проблему предоставления соответствующей информации универсальным программам на естественном языке.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Аналоговые компьютеры используют непрерывные физические величины для представления количественной информации. Сначала они представляли величины с механическими компонентами ( см. дифференциальный анализатор и интегратор), но после Второй мировой войны использовались напряжения; к 1960-м годам их в значительной степени заменили цифровые компьютеры. Тем не менее, аналоговые компьютеры и некоторые гибридные аналогово-цифровые системы продолжали использоваться в течение 1960-х годов в таких задачах, как моделирование самолетов и космических полетов.

Одним из преимуществ аналоговых вычислений является то, что можно относительно просто спроектировать и построить аналоговый компьютер для решения единственной проблемы. Другое преимущество состоит в том, что аналоговые компьютеры часто могут представлять и решать проблему «в реальном времени»; то есть вычисления происходят с той же скоростью, что и моделируемая им система. Их основные недостатки заключаются в том, что аналоговые представления имеют ограниченную точность — обычно несколько десятичных знаков, но меньше в сложных механизмах, — а устройства общего назначения дороги и их нелегко запрограммировать.

В отличие от аналоговых компьютеров цифровые компьютеры представляют информацию в дискретной форме, как правило, в виде последовательностей нулей и единиц (двоичных цифр или битов). Современная эра цифровых компьютеров началась в конце 1930-х — начале 1940-х годов в США, Великобритании и Германии. В первых устройствах использовались переключатели, работающие от электромагнитов (реле). Их программы хранились на перфоленте или картах, и у них было ограниченное внутреннее хранилище данных. Исторические разработки, см. в разделе «Изобретение современного компьютера».

В 1950-х и 60-х годах Unisys (производитель компьютеров UNIVAC), International Business Machines Corporation (IBM) и другие компании производили большие и дорогие компьютеры все большей мощности. Они использовались крупными корпорациями и правительственными исследовательскими лабораториями, как правило, как единственный компьютер в организации. В 1959 году компьютер IBM 1401 арендовали за 8000 долларов в месяц (первые машины IBM почти всегда сдавались в аренду, а не продавались), а в 1964 году самый большой компьютер IBM S / 360 стоил несколько миллионов долларов.

Эти компьютеры стали называть мэйнфреймами, хотя этот термин не стал общепринятым, пока не были построены компьютеры меньшего размера. Мэйнфреймы характеризовались наличием (для своего времени) больших возможностей хранения, быстрых компонентов и мощных вычислительных возможностей. Они были очень надежными и, поскольку они часто удовлетворяли жизненно важные потребности в организации, иногда проектировались с резервными компонентами, которые позволяли им выдерживать частичные отказы. Поскольку это были сложные системы, ими управлял штат системных программистов, у которых только был доступ к компьютеру.Другие пользователи отправляли «пакетные задания» для выполнения по одному на мэйнфрейме.

Такие системы остаются важными и сегодня, хотя они больше не являются единственным или даже основным центральным вычислительным ресурсом организации, которая обычно имеет сотни или тысячи персональных компьютеров (ПК). Теперь мэйнфреймы обеспечивают хранилище данных большой емкости для Интернет-серверов или, благодаря методам разделения времени, позволяют сотням или тысячам пользователей одновременно запускать программы.