Проект «Автоматизированный робоманипулятор в ткацком цехе»

Автор: Курягина Oксана Юрьевна

Организация: МБОУ ООШ № 7

Населенный пункт: Владимирская область, город Гусь-Хрустальный

Идея и общее содержание проекта

Для детей старшего дошкольного возраста, для полноценного развития детской личности, особое значение приобретает дальнейшее приобщение к миру взрослых людей. Ознакомление с профессиями обеспечивает дальнейшее вхождение ребенка в современный мир, приобщение к его ценностям, обеспечивает удовлетворение и развитие гендерных, познавательных интересов мальчиков и девочек старшего дошкольного возраста. По результатам бесед с детьми выяснили, что они имеют поверхностное представление о профессиях, некоторые дети не знают профессии своих родителей, их специфику. А о таких профессиях (трудных, специфичных) как: ткач ткацкого цеха, мастер, помощник мастера, транспортировщик вообще не слышали.

Проект «Автоматизированный робоманипулятор в ткацком цехе» появился в результате изучения рабочих профессий, таких как ткач, оператор, намотчик, сушильщик, транспортировщик. С детьми определили, что в нашем городе Гусь-Хрустальный есть предприятие, на котором работают люди всех этих профессий. Это предприятие АО «Росатом Стекловолокно». Конечно же, сейчас это полностью автоматизированный завод по производству стекловолокна. Но все же у рабочих таких специальностей, как ткач и транспортировщик, есть некоторые трудности в своей работе. Так же узнали, что трудности работы у ткачей связаны со снятием трех метрового вала с готовой продукцией с ткацкого станка - ткач и помощник производят это вручную. И с транспортировкой вала готовой продукции из ткацкого цеха, на склад хранения.

Проблема: найти белее легкий способ снятия вала с готовой продукцией с ткацкого станка и транспортировки его из ткацкого цеха на склад готовой продукции, то есть облегчить труд ткача, помощника ткача и транспортировщика.

Так было решено создать автоматизированный робоманипулятор, робот-тягач, сигнальную лампу и автоматизированный ленточный конвейер.

Лего-конструирование и робототехника – это современные технологии развития детей, формирующие как раннее инженерное мышление, так и функциональную грамотность дошкольников, позволяющих создать предметно-игровую среду обучения и развития ребенка.

Изучая и создавая простые механизмы, дети учатся работать руками (развивают мелкие и точные движения), развивают навыки конструкторского мышления, фантазию, изучают принципы работы механизмов.

Цель и задачи

Цель: создание условий для развития раннего инженерного мышления, познавательных и исследовательских способностей у дошкольников через проектную деятельность.

Задачи:

• Провести беседу о различных профессиях (трудных, специфичных, профессиях будущего);
• Познакомить детей с профессиями ткача и транспортировика.
• Создать с дошкольниками технику «для облегчения труда человека» из различного вида конструктора;
• Провести экскурсию в ткацкий цех завода АО «Росатом Стекловолокно»;
• Создать макет производственного цеха, ткацкий станок, робоманипулятор, робот-тягач, сигнальную лампу и ленточный конвейер ткацкого цеха;
• Создать план-схему реализации проекта с использование конструктора (Лего, «Ведушка», «Знаток», «Технологии и основы механики 9686»);
• Способствовать успешному формированию совместной продуктивной деятельности дошкольников, прививать навыки работы в парах.

 

План работ

1. В исследовательской части проекта дошкольниками исследуются профессии взрослых и особенности производства стекловолокна. Особое внимание с детьми уделили таким профессия, как ткач и транспортировщик.
2. Также наметили к кому можно обратиться за помощью и в каких источникам можно найти информацию для реализации проекта.
3. Выбрали конструктор, с которым будет реализовывать проект.
4. В технологической части проекта создается макет ткацкого цеха, ткацкий станок, робоманипулятор, робот-тягач, сигнальную лампу, ленточный конвейер, для перемещения готовой продукции.
5. Таким образом, команда придумывает и создает модель цеха с ткацким станком, робоманипулятором, сигнальной лампой, ленточным конвейером, роботом-тягачом.
6. Презентация проекта.

Участники проекта: дети подготовительной группы (6-7 лет), родители, воспитатель.

 

Методы и приемы работы с дошкольниками

В реализации проекта используются разнообразные методы и приемы работы с дошкольниками, направленные на активное развитие познавательных способностей детей, приобретения новых знаний по теме исследования.

Методы	Приемы
Наглядный	Рассматривание готовых построек или схем, демонстрация способов крепления, приемов подбора деталей по размеру, форме, цвету, способы удержания их в руке или на столе.
Информационно- рецептивный	Обследование LEGO деталей, которое предполагает подключение различных анализаторов, зрительных и тактильных, для знакомства с формой, определения пространственных соотношений между ними (на, под, слева, справа). Совместная деятельность педагога и ребёнка.
Практический	Использование детьми на практике полученных знаний и увиденных приемов работы.
Словесный	Краткое описание и объяснение действий, сопровождение и демонстрация, презентация образцов, разных вариантов моделей.
Проблемный	Постановка проблемы и поиск решения. Творческое использование готовых заданий (предметов), самостоятельное их преобразование.
Игровой	Использование сюжета игр для организации детской деятельности, персонажей для обыгрывания сюжета.
Поисковый	Решение проблемных задач самостоятельно и с помощью педагога.

 

Взаимодействие с предприятием

 

История нашего проекта началась с изучения профессий на занятиях в детском саду. Среди множества профессий, о которых мы говорили, были и такие профессии (трудные, специфичные) как: ткач и транспортировщик. И нам стало интересно, есть ли в нашем городе такие предприятия, где работают люди с таким профессиями. Мы спрашивали у родителей, а также совместно с воспитателем изучали промышленность и производство нашего города. Такое предприятие было в нашем городе – это завод «Росатом Стекловолокно».

«Росатом Стекловолокно» был основан в июле 1943 г., соединив в производстве опыт стекольщиков и традиции текстильщиков, и назывался он «Гусевской завод Стекловолокно».

Это было первое в стране предприятие подобного профиля. Завод производит стекловолокно и технические ткани.

Большую работу в освоении технологии производства стекловолокна в начальный период становления завода провели: главный инженер завода С. И. Иоффе, заместитель главного инженера М. В. Евдокимов, начальник текстильного производства Н. Г. Баканов, главный механик К. В. Пантелеев и молодые рабочие: операторы Н. Е. Дубинина, Т Н. Дубасова, И. С. Петрунина, ткачиха А. П. Рогудева и другие.

В первые годы на заводе вырабатывалось 5-7-микронное текстильное волокно из щелочного состава стекла. Для этого использовалось ткацкое оборудование, заимствованное из хлопчатобумажной промышленности и не приспособленное для выработки и переработки стеклянного волокна.

В 1950 году на заводе была построена ванная печь для выработки полуфабриката - стеклянных шариков из алюмоборосиликатного состава стекла, содержание щелочных окислов в котором не превышает 0,5 процента. Одновременно научными сотрудниками и работниками завода была разработана и внедрена технология выработки стеклонити из этого состава стекла, что значительно повысило физико-механические свойства стекловолокна.

С первых же дней пуска завод систематически перевыполняет задания, давая стране все больше и больше весьма важной и нужной продукции — стеклянного волокна и тканей.

С ростом производственных мощностей и уровня технической культуры значительно расширился ассортимент выпускаемой продукции. Были освоены стеклоткани высокой механической прочности для радиотехнического назначения, для изготовления рукавных фильтров.
В первые годы восьмой пятилетки появилось много новых видов продукции.

Внедрение в производство стеклонити вдвое повысило производительность оборудования и труда и снизило себестоимость готовых изделий.

Позднее были освоены два ассортимента стеклонити марки «ВМС-6». Стеклонить этой марки предназначена для изготовления однонаправленного стеклопластика, к которому предъявляются требования высокой прочности и жесткости.

Ткацкий цех АО «Росатом Стекловолокно» выпускает стекловолокно марки ECR с повышенной коррозионной стойкостью и также выпускают стекловолокно для лопастей ветрогенераторов.

В настоящее время завод АО «РОСАТОМ СТЕКЛОВОЛОКНО» продолжает свою работу и является ведущим производителем стекловолокна и изделий на его основе в России.

 

Что такое стекловолокно и как оно применяется?

Стеклонить – волокно, которое формируется из стекла. Это уникальная форма, в которой стекло не бьется и не растрескивается, но при этом может гнуться. Впервые этот материал был получен случайным образом, когда в результате аварии на стекольном производстве, под давлением воздуха расплавленная масса раздулась, и образовалось множество тонких гибких нитей. Инженеры были очень удивлены увиденным, так как после застывания стекло становится твердым. Авария произошла 150 лет назад и за это время технология производства стекловолокна постоянно усовершенствовалась, но принцип остался тем же.

Из чего делают стекловолокно?

Основа материала – кварцевый песок. Если производится вторичная переработка, то применяется бой стекла: битое стекло, стеклотара, бракованные изделия. Любые стеклянные отходы, получаемые в процессе производства, могут быть переработаны на 100%. Это способствует снижению себестоимости готовой продукции, поддержанию экологической защиты окружающей среды.

Технология изготовления:

Процесс производства заключается в выдувании из сырья тонких нитей. Производство стеклянных нитей делится на несколько этапов:

1. Расплавление сырья.
2. Расплав пропускается через микроотверстия под высоким давлением. Так материал становится нитеобразным.
3. Охлаждение и наматывание нитей на катушки.
4. В ткацком цехе из нитей намотанных на катушки-бухты, с помощью ткацкого станка производят материал-стекловолокно.
5. Обработка готового стекловолокна при помощи замасливателя.

Это необходимо чтобы сделать материал стойким к растяжению,

трению, а также наделить водонепроницаемыми свойствами. Стекловолокно не горит, не гниет, не впитывает влагу, отличается небольшой плотностью.

 

Где используется и применяется стекловолокно?

Обычное стекловолокно используется для изготовления матов и тканей для теплоизоляции, электроизоляции, звукоизоляции, высокопрочных тканей или жаропрочных и коррозионностойких тканей. Он также используется для укрепления различных материалов, таких как опоры для палаток, шесты для прыжков с шестом, стрелы, луки и арбалеты, светопрозрачные кровельные панели, кузова автомобилей, хоккейные клюшки, доски для серфинга, корпуса лодок и бумажные соты.

Изделия из стекловолокна относятся к группе материалов, не оказывающих вредного воздействия на здоровье людей, выгодно отличаются своей экологической чистотой и химической нейтральностью, что позволяет эффективно применять их в современных технологиях.

В настоящее время на заводе в г. Гусь-Хрустальном производится коррозионностойкое стекловолокно в виде широкой номенклатуры ровингов и влажного рубленного волокна, а также стеклотканей различного назначения. Введены в строй мощности по производству специальных конструкционных стеклотканей для изготовления лопастей ветрогенераторов, используемых в ветроэнергетике. Продукция АО "Росатом Стекловолокно" широко используется в таких областях, как строительство и медицина, машино- и приборостроение, автомобиле- и судостроение, а также в энергетическом, военнопромышленном и авиакосмическом комплексах.

Описание решаемой проблемы

Ткачество - это древнейшее ремесло, история которого начинается с периода первобытнообщинного строя и сопровождает человечество на всех этапах развития. Ткацкие станки на заводе АО «Росатом Стекловолокно» автоматизированы. Но и такие станки все равно не могут обойтись без человека.

Работа ткача в ткацком цехе завода очень важная и нужная. Если происходит обрыв нитей, ткач с помощью паяльного аппарата их спаивает. Ткач проверяет правильность работы челнока, который прокладывает поперечную нить, между нитями основы. Но ткачу также приходится трудиться и физически. Ему приходится снимать вал с готовой продукцией (тканевое стекловолокно, которое используется для производства лопастей ветрогенераторов) и транспортировать его в цех готовой продукции.

Ребята задумались, как бы облегчить труд ткача. Стали спрашивать у родителей, вместе думать с воспитателем. И им в голову пришла идея сделать автоматизированный робоманипулятор, ленточный конвейер, робот-тягач.

1. Автоматизированный робоманипулятор будет снимать вал с готовой продукцией, укладывать его на ленточный конвейер.

2. С ленточного конвейера вал с готовой продукцией будет доставлять робот-тягач на упаковку.

3. Так же решили установить сигнальную лампу около ленточного конвейера, чтобы предупреждать о работе робоманипулятора и ленточного конвейера.

Вместе с воспитателем дети придумали и начертили схему. Из конструктора лего собрали макет цеха завода. Из конструктора «Технологии и основы механики 9686» собрали ткацкий станок и ленточный конвейер. Их приводят в движения электронные детали конструктора «Ведушка». При помощи конструктора «Знаток» собрали электрическую схему сигнальная лампа.

Робоманипулятор и робот-тягач собрали и запрограммировали из конструктора «Ведушка».

Этапы реализации проекта

Подготовительный этап.

Цель: Формирование проблемы, обдумывание идеи проекта, постановка целей и задач проекта, сбор информации и материала для его реализации.

В группе вместе с воспитанниками провели беседу и побывали на познавательной экскурсии в ткацком цехе завода АО «Росатом Стекловолокно».

Посмотрели познавательное видео «Быстрее времени. Как создается стекловолокно».

https://rutube.ru/video/b0bb5dea1a91bb24ac0826f44657240a/?r=plwd

 

Обсудили, как можно облегчить труд рабочих и при помощи чего. После этого мы решили построить из разных конструкторов цех завода, ткацкий станок, робоманипулятор, механизм ленточного конвейера, модель робота-тягача.

Основной этап.

Цель: Реализация проекта через различные виды деятельности, сбор накопленной информации.

Описание процесса подготовки проекта.

Проанализировав полученную информацию, мы решили, что процесс подготовки проекта будет проходить в несколько этапов:

1. Обсуждение названия проекта. Мы решили назвать наш проект «Автоматизированный робоманипулятор в ткацком цехе».
2. С помощью родителей узнать, как работают ткацкие станки, как можно легко снимать вал с готовой продукцией, затрачивая меньше энергии и сил человека.
3. Создать эскиз макета ткацкого цеха, ткацкого станка, робоманипулятора, ленточного конвейера ткацкого цеха.
4. Определить необходимое оборудование: ткацкий станок, робоманипулятор, ленточный конвейер для продукции, сигнальная лампа около ленточного конвейера – предупреждающая о работе робоманипулятора и конвейера. Рабочее место ткача. Место для моторов для ткацкого станка и конвейера. Робот-тягач завозит готовую продукция в склад упаковки.
5. Построить из разных конструкторов макет ткацкого цеха, ткацкий станок, робонипулятор, ленточный конвейер, робот-тягач и собрать электрическую схему сигнальной лампы.
6. Представить проект зрителям.

Технологическая часть проекта:

1.Эскиз проекта: мы разработали этапы создания проекта:

- с помощью ткацкого станка производится тканевое стекловолокно, которое наматывается на трехметровый вал. Когда на вал намотан определенный метраж тканевого стекловолокна, ткацкий станок останавливается.

- включается сигнальная лампочка, начинает работать ленточный конвеер.

- начинает работу робоманипулятор - снимает вал с ткацкого станка и переправляет его на ленточный конвейер.

- с ленточного конвейера вал попадает в тележку робота-тягача, который доставляет готовую продукцию в цех упаковки.

 

Полный текст статьи см. в приложении.