1. Наведіть приклади застосування автоматизованого обладнання в побуті та школі.
Прикладами автоматизованого обладнання в побуті є вишивальні машини, пристрої для сублімаційного друку та автоматизовані системи поливу кімнатних рослин. У школі використовують ріжучі плотери для створення трафаретів і витинанок, лазерні гравери для художньої обробки матеріалів та фрезерні верстати з числовим програмним керуванням.
2. Яку роль відіграє автоматизоване обладнання в нашому щоденні?
Автоматизоване обладнання дозволяє швидко та точно виконувати складні завдання, які важко або неможливо зробити вручну. Воно підвищує ефективність виробництва, зменшує витрати сировини завдяки точному розкрою, гарантує високу якість виробів та забезпечує безпеку, замінюючи ручну роботу з небезпечними інструментами.
3. Який принцип дії цих приладів?
Принцип дії автоматизованих приладів полягає у використанні комп’ютерного керування, де спеціальна програма (алгоритм) спрямовує рухи робочого інструмента. Користувач завантажує графічний файл або цифрову модель, а пристрій автоматично переміщує робочий орган (голку, ніж, лазерний промінь або фрезу) відповідно до заданих координат.
4. Що таке пірографія?
Пірографія — це вид мистецтва, назва якого дослівно означає «писання вогнем». Вона полягає в нанесенні малюнків на поверхню органічних матеріалів, як-от деревина, фанера, шкіра або картон, за допомогою розпеченої голки, металевого штампу або лазерного променя.
5. Які типи лазерів використовують для гравіювання та різання деревини?
Для гравіювання та різання деревини використовують вуглекислотні ($CO_2$), напівпровідникові та твердотільні лазери. Найчастіше застосовують $CO_2$ лазери, оскільки вони найкраще підходять для роботи з неметалічними матеріалами.
6. Які верстати використовують для об’ємного різьблення?
Для об’ємного різьблення використовують фрезерні верстати з числовим програмним керуванням (ЧПК), які дозволяють виконувати складне 3D-різання за заданим алгоритмом.
Які саме переваги ріжучих плотерів?
Основними перевагами ріжучих плотерів є висока точність різання складних деталей, значне підвищення швидкості виробництва, мінімізація відходів сировини завдяки точному розкрою, підвищення безпеки праці та можливість роботи з широким спектром матеріалів, таких як папір, картон, вініл, пластик і тканина.
ЦІКАВИЙ ФАКТ
Знайдіть про цей винахід інформацію в інтернеті.
Винахід учня Полтавського ліцею № 17 Віталія Федьківа — це автоматизована система поливу кімнатних рослин, інтегрована з месенджером Telegram. Система за допомогою датчиків контролює вологість ґрунту та температуру повітря, надсилає звіти користувачеві у чат-бот і дозволяє дистанційно керувати подачею води, що забезпечує ефективний догляд за рослинами навіть за відсутності господаря.
На навчальному етапі перед використанням цифрового помічника виконайте розрахунки вручну
На навчальному етапі перед використанням цифрового помічника необхідно виконати розрахунки вручну, щоб опанувати основи технології, навчитися критично оцінювати результати та мати можливість самостійно виправити помилки в разі технічних збоїв обладнання.
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
1. Які ви знаєте пристосування для вирізання деталей із картону, тканини тощо?
Для вирізання деталей із картону та тканини використовують ручні інструменти, такі як ножиці та макетні ножі, а також автоматизоване обладнання — ріжучі плотери (графопобудовники).
2. Які автоматичні прилади вам відомі? Наведіть приклади їхнього практичного застосування.
До автоматичних приладів належать ріжучі плотери, які використовують у поліграфії для вирізання етикеток, вишивальні машини для оздоблення одягу складними візерунками, а також лазерні верстати для виготовлення сувенірів та елементів декору. Також існують сублімаційні преси для переносу зображень на посуд чи текстиль та автоматизовані системи поливу для догляду за рослинами.
3. Чому для сублімаційного друку потрібно підготувати зображення в дзеркальному вигляді?
Зображення готують у дзеркальному вигляді тому, що під час термічного перенесення малюнок притискається лицьовою стороною паперу до поверхні виробу, і після завершення процесу він відображається у правильному, не перевернутому стані.
4. У яких сферах діяльності використовують лазерні верстати?
Лазерні верстати застосовують у меблевому виробництві для розкрою матеріалів, у рекламному бізнесі для створення вивісок і наклейок, у сувенірній галузі для гравіювання подарунків, а також у легкій промисловості для різання шкіри та тканин.
5. Яка відмінність між вуглекислотними та напівпровідниковими лазерними верстатами?
Вуглекислотні лазери ($CO_2$) використовують газову суміш, є потужнішими та краще підходять для роботи з товстими неметалічними матеріалами, тоді як напівпровідникові лазери компактніші, генерують промінь за допомогою лазерних діодів і зазвичай використовуються для гравіювання або різання тонких листових матеріалів.
6. Як здійснюються гравіювання та різання деревини на лазерних верстатах?
Гравіювання деревини відбувається шляхом термічного випалювання лазерним променем лише верхнього шару матеріалу для створення малюнка, а різання здійснюється за рахунок наскрізного пропалювання заготовки за заданим контуром під керуванням спеціальної комп’ютерної програми.
7. За допомогою якого обладнання виконують механічне об’ємне різьблення?
Механічне об’ємне різьблення виконують за допомогою фрезерних верстатів із числовим програмним керуванням (ЧПК).
8. Поясніть, як працює програма-генератор схем (принцип аналізу зображення).
Програма-генератор схем використовує алгоритми для аналізу завантаженого зображення, розбиває його на мікроскопічні ділянки, що відповідають клітинкам канви, та автоматично добирає найбільш схожі відтінки ниток або бісеру з професійних палітр.
9. Що таке САПР і яке його значення в роботі з деревиною?
САПР — це системи автоматизованого проєктування (комп’ютерний інженер), які в роботі з деревиною дозволяють створювати точні цифрові кресленики та тривимірні моделі, допомагаючи виявити помилки в з’єднаннях деталей до початку виготовлення та суттєво заощаджувати час і матеріали.
10. У чому полягає різниця між 2D-кресленням і 3D-моделюванням?
Різниця полягає в тому, що 2D-креслення передбачає створення плоских двовимірних планів і малюнків, тоді як 3D-моделювання дозволяє побудувати об’ємну модель виробу у тривимірному просторі для візуалізації його майбутнього вигляду та пропорцій.
11. Назвіть три головні переваги використання цифрових помічників.
Трьома головними перевагами використання цифрових помічників є висока точність розрахунків без математичних помилок, значна економія часу завдяки автоматизації рутинних завдань та можливість побачити готовий результат за допомогою моделювання до початку роботи.
Розуміння основ креслення та розрахунку є необхідним для того, щоб мати змогу вчасно виявити та виправити помилки цифрової програми, а також продовжити виконання роботи вручну у випадку технічного збою обладнання.
РОБОТА В ПАРАХ / ГРУПАХ
1. Ознайомтеся зі змістом параграфа й підготуйте презентацію чи постер про переваги й недоліки під час роботи з автоматизованими приладами.
2. Оприлюдніть свою роботу перед однокласниками / однокласницями. Оцініть свою роботу. Що у вас вийшло добре? Із чим варто ще попрацювати? Яка презентація вам сподобалася найбільше? Чим?
Під час створення постера вдалося чітко та структуровано виділити основні переваги та недоліки автоматизації. Добре вийшло підібрати візуальні символи для кожного пункту, проте варто ще попрацювати над деталізацією технічних обмежень конкретних видів верстатів. Найбільше сподобалася презентація про лазерне гравіювання, оскільки вона містила реальні приклади готових виробів та детальний опис налаштування потужності променя.
КОМПЕТЕНТНІСНІ ЗАВДАННЯ
1. Знайдіть у мережі «Інтернет» безкоштовний онлайн-калькулятор пряжі для в’язання та з’ясуйте, які дані (крім розміру) необхідно ввести для розрахунку матеріалу.
Для точного розрахунку кількості матеріалу в онлайн-калькулятор необхідно ввести метраж пряжі (кількість метрів у 50 або 100 грамах), щільність в’язання за результатами контрольного зразка (кількість петель та рядів у квадраті 10х10 см), а також обраний тип візерунка та фасон виробу.
2. Знайдіть та відкрийте безкоштовну онлайн-програму для 3D-моделювання. Створіть найпростіший об’єкт (куб, циліндр) та змініть його розмір, щоб зрозуміти інтерфейс.
Для ознайомлення з інтерфейсом було використано онлайн-середовище Tinkercad, де у робочому просторі створено 3D-модель циліндра. За допомогою інструментів маніпуляції на гранях об’єкта було пропорційно змінено його діаметр та висоту, що дозволило опанувати базові навички масштабування в програмі.
3. Ви отримали завдання створити вітальну листівку з персоналізованою вишивкою імені однокласника чи однокласниці. У вас є вибір: зробити схему вручну на папері або використати онлайн-генератор схем. Обґрунтуйте свій вибір, посилаючись на переваги цифрових помічників (точність, час, гнучкість) та необхідність збереження базових навичок.
Використання онлайн-генератора схем є більш ефективним рішенням для виконання цього завдання. Цифрові помічники забезпечують високу точність, автоматично розраховуючи кількість стібків та ідеальне розташування літер, що виключає математичні помилки. Використання програми значно економить час, дозволяючи створити готову схему за кілька хвилин замість тривалого малювання на папері «у клітинку». Гнучкість цифрового інструмента дає змогу швидко змінювати кольори ниток або розмір шрифту одним кліком. Водночас необхідно володіти базовими навичками побудови схем вручну, щоб розуміти логіку перетворення зображення на стібки та мати змогу внести корективи або завершити роботу у разі відсутності доступу до технічних засобів.