Bài giảng Tự động hóa sản xuất

Giảng viên:Th.s. Nguyễn Minh Tuấn Bộ Môn: Cơ điện tử- Khoa cơ khí Đại học bách khoa Tp.HCM Email: minhtuandavi@yahoo.com (Manufacturing Automation) Giới thiệu1 Chiến lược tự động hóa và quá trình sản xuất tự động2 Cấu trúc của hệ thống sản xuất tự động3 Các hệ thống vận chuyển và lưu kho tự động4 5 6 7 8 Các hệ thống cấp phôi tự động Hệ thống cấp phôi rung Hệ thống cấp phôi khác Tự động hóa quá trình lắp ráp và bao gói sản phẩm 9 Tự động hóa kiểm tra, đo lường và đánh giá chất lượng Hệ thống sản xuất linh họat FMS,10 Các hệ thống sản xuất hiện đại11 Điều khiển quá trình sản xuất12 Kinh tế sản xuất13 Ôn tập14 NỘI DUNG (tt) Kiểm tra giữa kỳ:30 (baøi taäp lôùn) Kiểm tra cuối kỳ: 70%(thi vieát ñeà ñoùng)  Taøi lieäu tham khaûo:  () ikell roover1 M G utomation, roduction ystems and omputerA P S C ntergrated anufacturing.I M renticeP -all.ditions,.H E 1990  ()2 SAYGIN anufacturing utomationM A  () eoffrey oothroyd3 G B ssembly utomation nd roduct esignA A A P D  ()4  ( 5) TRAÀN VAÊN ÑÒ CH Töï Ñoäng Hoùa Saûn Xuaát. Ñ HBK Haø Noäi, 2000  ( 6) LEÂ TRUNG THÖÏC Baøi Giaûng TÖÏ ÑOÄNG HOÙ A SAÛN XUAÁ.T NỘI DUNG (tt)  Mục tiêu của môn học: Môn học “Tự động hóa sản xuất” trang bị cho người học các kiến thức cơ bản về lĩnh vực tự động hóa và các ứng dụng của nó trong sản xuất công nghiệp.  Nội dung tóm tắt môn học: Nội dung moân học bao gồm những kiến thức về cheá taïo, caáp phoâi töï ñoäng, laép raùp, bao goùi, ñaùnh giaù, kieåm tra chaát löôïng saûn phaåm, vaän chuyeån, boác xeáp, löu kho, tính toaùn caùc quaù trình saûn xuaát vaø vaø ñieàu khieån caùc quaù trình saûn xuaát. Phaân coâng baøi taäp lôùn stt Ñeà taøi Hoï teân sinh vieân Ñieå m 1 Heä thoáng röûa xe töï ñoäng (xe hôi) 2 Heä thoáng röûa chai bia töï ñoäng 3 Maùy röûa cheùn * 4 oR bot lau kính nhaø cao taàng * 5 Maùy taäp luyeän boùng baøn * 6 Maùy taäp luyeän tennis 7 Maùy kieåm tra boùng chuyeàn, boùng ñaù 8 Maùy caét coû 9 obotR huùt buïi 10 alkingW robot ( loaïi 1 chaân) 11 alking robotW (loaïi 2 chaân) 12 alkingW robot ( loaïi 4 chaân) 13 alking robot (W loaïi 6 chaân) 14 obotR song song (robot delta) Phaân coâng baøi taäp lôùn stt Ñeà taøi Hoï teân sinh vieân Ñieå m 15 obot songR song (robot star) Y 16 obot songR song (hexapod) 17 ayT maùy gaép saûn phaåm nhöïa 18 Heä thoáng maùy eùp 19 Heä thoáng maùy thoåi 20 Heä thoáng maùy ñuøn 21 Heä thoáng sôn tónh ñieän 22 Heä thoáng maï chaân khoâng 23 Maùy daùn nhaõn chai 24 Maùy caáp muoãng cho söõa hoäp 25 Maùy in luïa 26 Heä thoáng gia coâng maïch in 27 Heä thoáng saûn xuaát thieát bò baùn daãn Heä thoáng ñoùng nuùt chai töï Phaân coâng baøi taäp lôùn stt Ñeà taøi Hoï teân sinh vieân Ñieå m 29 Heä thoáng voâ chai nöôùc khoaùng 30 Töï ñoäng hoùa quaù trình troàng rau saïch treân dieän tích 500 M2 31 Töï ñoäng quaù trình laép raùp loâng ñeàn, bu loâng 32 Baõi giöõ xe töï ñoäng (xe hôi) 33 Thieát keá maùy massage 34 Thieát keá maùy chænh hình (maùy keùo coät soáng) 35 Thieát keá xe laên töï ñoäng 36 Thieát keá maùy phuïc hoài khôùp tay, chaân 37 Thieát keá maùy taäp luyeän ñi boä cho ngöôøi beänh 38 Thieát keá maùy taäp luyeän theå thao toaøn naêng Phaân coâng baøi taäp lôùn stt Ñeà taøi Hoï teân sinh vieân Ñieå m 41 Maùy laøm ñaát lieân hôïp 42 Maùy taïo thöùc aên cho caù 43 Maùy boùc voû toâm 44 Maùy phaân loaïi toâm 45 Maùy taïo thöùc aên cho caù daïng vieân 46 Maùy nong oáng 47 Maùy laép raùp buùt bi 48 Maùy huùt chaân khoâng 49 Maùy boùc voû sô döøa 50 Maùy boùc voû haït ñieàu 51 Heä thoáng laøm röôïu nho 52 Maùy quaán daây hình xuyeán Maùy deät jacquad Maùy ñoùng baùnh coû lieân hôïp Phaân coâng baøi taäp lôùn stt Ñeà taøi Hoï teân sinh vieân Ñieå m 53 Maùy gaët ñaäp lieân hôïp 54 Heä thoáng caáp phoâi töï ñoäng daïng xoaén, phaúng 55 Maùy vaét söõa boø 56 Maùy ñoùng goùi haït neâm 57 Tìm hieåu daây chuyeàn saûn xuaát xi maêng 58 Töï ñoäng hoùa quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi 59 Baûo döôõng thieát bò töï ñoäng hoùa toång theå 61 Tìm hieåu maùy nguyeân lyù maùy ruùt tieàn töï ñoäng 62 Maùy baùn baùo töï ñoäng * 63 Maùy baùn haøng töï ñoäng(nöôùc ngoït, keïo, khaên giaáy) Phaân coâng baøi taäp lôùn stt Ñeà taøi Hoï teân sinh vieân Ñieå m 66 Heä thoáng kieåm tra gaïch laùt neàn 67 Heä thoáng saûn xuaát thòt boø, heo töï ñoäng 68 ( Heä thoáng saûn xuaát thòt gia caàm töï ñoäng) Heä thoáng thang maùy 69 Heä thoáng saûn xuaát daàu caù 70 Heä thoáng saûn xuaát daàu ñoát töø caäy thaàu daàu 71 Heä thoáng laøm giaáy ** 72 Maùy chia cuoän maøng PE 73 Traïm troän beâ toâng töï ñoäng 74 Daây chuyeån sôn goã töï ñoäng 75 Heä thoáng ñoùng goùi daïng lon 76 Heä thoáng thay dao töï ñoäng .. Chiến lược tự động hóa và quá trình sản xuất tự động chöông 1 Phát triển công nghệ tự động hoá Công nghệ tự động hóa có vai trò hết sức quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa (CNH) hiện đại hóa (HĐH) đất nước. Tự động hóa là một trong những yếu tố quyết định việc nâng cao năng suất, chất lượng và hạ giá thành sản phẩm, góp phần tạo nhiều sản phẩm có chất lượng cao, có sức cạnh tranh trên thị trường. Ở Việt Nam công nghệ tự động hóa đang ngày càng chiếm một vai trò rất quan trọng. Đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật ngày càng nâng cao tay nghề, nắm vững và làm chủ nhiều công nghệ tự động hóa hiện đại. Nhiều sản phẩm của Việt Nam chế tạo đã đạt được chỉ tiêu kỹ thuât tương đương với các sản phẩm của các nước tiên tiến, với giá thành thấp hơn nhiều so với nhập ngoại. Có những sản phẩm đã giành được tín nhiệm của thị trường, được áp dụng rộng rãi, tiết kiệm ngoại tệ cho Nhà nước và các cơ sở sản xuất. Chẳng hạn như hệ thống đo lường điều khiển trộn bê-tông nhựa át phan, đã đẩy lùi hoàn toàn các thiết bị nhập ngoại, do giá thành chỉ bằng 20-40% mà chất lượng và tính năng không hề thua kém hàng của các nước tiên tiến như như Đức, Anh... Sản phẩm này hiện nay đã chiếm lĩnh 100% thị phần trong nước, đẩy lùi hoàn toàn thiết bị nhập ngoại, tiết kiệm cho đất nước mỗi năm 40 triệu USD. Tự động hóa cũng đã đem lại nhiều hiệu quả trong việc tăng năng lực sản xuất. Chẳng hạn, dây chuyền tự động hóa sản xuất phân NPK ở nhà máy Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao, đã đưa năng suất lên gấp đôi, giải phóng gần 300 lao động. Đây là dây chuyền sản xuất NPK hiện đại nhất Việt Nam, hoàn toàn do chúng ta nghiên cứu thiết kế, chế tạo. Giá thành sản phẩm chỉ bằng 30% so với nhập khẩu. Hiện nay chương trình khoa học công nghệ tự động hóa đang mở rộng ứng dụng rôbốt thông qua hai đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước. Việc ứng dụng tự động hóa của rất nhiều cơ quan nghiên cứu, các trường đại học và cơ sở sản xuất cũng đã dem lại những kết quả khả quan. Ví như hệ thống tự động sản xuất bia, sản xuất thức ăn gia súc, xử lý rác thải, các hệ giám sát môi trường, các hệ SCADA trong ngành điện lực, dầu khí... Những kết quả này đã góp phần làm tăng trưởng nền kinh tế nước ta trong những năm vừa qua. Hiện nay vấn đề đào tạo đội ngũ các bộ khoa học cho tương lai về lĩnh vực tự động hóa đang trở nên ngày càng gần gũi với mọi người-từ các nhà Tham luaän nghiên cứu, các nhà giáo, nhà quản lý, nhà công nghiệp đến cả học sinh và sinh viên. Giải nhất cuộc thi rôbốt quốc tế tại Nhật Bản vừa qua của sinh viên thành phố Hồ Chí Minh đã chứng minh điều này. Mục tiệu của ngành khoa học tự động hoá ở Việt Nam là hướng tới tập trung tự nghiên cứu và thiết kế các hệ thống tự động hoá lớn thay thế cho nhập ngoại. Sẽ ứng dụng tự động hóa vào một số ngành sản xuất quan trọng, trực tiếp liên quan đến xuất khẩu như ngành nuôi trồng và chế biến thuỷ sản, chế biến thực phẩm, các ngành công nghiệp nhẹ (như may mặc, giày da), ngành chế tạo máy, bảo vệ môi trường. Xúc tiến ứng dụng tự động hóa vào những ngành quan trọng như dầu khí, điện lực, bưu chính viễn thông, cơ khí chế tạo... tiến tới sản xuất được một số cấu kiện điện tử quan trọng. Đây sẽ là cơ sở phục vụ cho sự phát triển tự động hóa một cách tự chủ và bền vững. Việc tiếp cận với những công nghệ tiên tiến của thế giới về tự động hóa để chuyển giao công nghệ và hội nhập có hiệu quả như tự động hóa tích hợp, các thế hệ rôbốt, các hệ SCADA diện rộng... cũng rất cần thiết. Đặc biệt, cần kết hợp nhuẫn nhuyễn giữa các ngành công nghệ cao như điện tử, tin học, tự động hóa viễn thông... chắc chắn Việt Nam sẽ tạo ra các sản phẩn có hàm lượng chất xám cao và đa dạng trong thời gian tới. Theo báo QĐND Theo báo QĐND Rôbốt hàn Robot vạn năng cấp phôi cho máy tôi cao tầng. Theo báo QĐND Chiến lược phát triển khoa học và công nghệ Việt Nam đến năm 2010 Baøi tham luaän Theo báo QĐND 1. Lòch söû phaùt trieån töï ñoäng hoùa (tham khaûo taøi lieäu) 2. Khaùi nieäm töï ñoäng hoùa vaø caùc hình thöùc töï ñoäng hoùa 2.1. khaùi nieäm: Laø duøng naëng löôïng phi sinh( cô, ñieän, ñieän töû) ñeå thöïc hieän 1 phaàn hay toaøn boä quaù trình coâng ngheä maø ít nhieàu khoâng caàn söï can thieäp cuûa con ngöôøi. 2. 2. caùc hình thöùc töï ñoäng hoùa: • Töï ñoäng hoùa cöùng: laø moät heä thoáng trong ñoù moät chuoãi caùc hoaït ñoäng xöû lyù (hay laép raùp) coá ñònh theo moät caáu hình thieát bò (thöôøng laø cô caáu cam). Öu ñieåm: Tạo năng xuất cao so với máy thông thường. Thích hôïp cho saûn xuaát haøng khoái, chuaån loaïi ít. Nhược điểm: Khi chi tiết gia công thay đổi phải thay đổi cam điều khiển, mất nhiều thời gian thay đổi thiết kế, chế tạo cam, điều chỉnh máy Töï ñoäng hoùa cöùng Töï ñoäng hoùa laäp trình ñöôïc (meàm) Töï ñoäng hoùa linh hoaït Töï ñoäng hoùa laäp trình ñöôïc (meàm) Thieát bò saûn xuaát ñöôïc thieát keá vôùi khaû naêng coù theå thay ñoåi trình töï caùc nguyeân coâng ñeå thích öùng vôùi caùc caáu hình saûn phaåm khaùc nhau ( thöôøng laø thay ñoåi chöông trình gia coâng). + Máy tiện điều khiển số (NC). + Máy tiện điều khiển sô ́ hóa (CNC) Öu ñieåm: coù söï linh hoïat trong caáu hình saûn phaåm, thích hôïp cho saûn xuaát haøng loaït( saûn löôïng thaáp vaø trung bình, chuaån loaïi trung bình). Nhöôïc ñieåm: ñaàu tö thieát bò cao, thôøi gian gia coâng daøi hôn töï ñoäng hoùa cöùng(). Töï ñoäng hoùa linh hoaït: laø söï môû roäng cuûa töï ñoäng hoùa laäp trình ñöôïc. Phaùt trieån vaøo nhöõng naên 25- 30 vaø nhöõng nguyeân lyù vaãn coøn ñang tieáp tuïc phaùt trieån. HTSXLH laø heä thoáng coù khaû naêng saûn xuaát raát nhieàu saûn phaåm khaùc nhau maø haàu nhö khoâng maát thôøi gian cho vieäc chuyeån ñoåi töø saûn phaåm naøy sang saûn phaåm khaùc. Öu ñieåm: Saûn xuaát lieân tuïc caùc loaïi saûn phaåm khaùc nhau.( soá löôïng ít, chuaån loaïi nhieàu) Khaû naêng thay theá chöông trình gia coâng maø khoâng toán thôøi gian saûn xuaát. Nhöôïc ñieåm: Ñaàu tö thieát bò cao Toác ñoä saûn xuaát trung bình s1 s0 s2 s3 Part-2Part-1Part-2 Part-1 Raw material (parts, manual) Transfer to AGV (manual), batch - 2 Assembly Inspection START Part Ordering Monitor Spindle Current Mang luoi He thong dieu khien cap do Day chuyen song hanh AGV Nha may aoDieu khien HMI M iddleW are Phan mem Co so CMMSRFID Söï caàn thieát phaûi töï ñoäng hoùa: Naâng cao naêng suaát Chi phí nhaân coâng cao Söï thieáu lao ñoäng Xu höôùng dòch chuyeån lao ñoäng veà thaønh phaàn dòch vuï Söï an toaøn Giaù nguyeân vaät lieäu cao Naâng cao chaát löôïng saûn phaåm Ruùt ngaén thôøi gian saûn xuaát Giaûm bôùt phoâi lieäu saûn xuaát Neáu khoâng töï ñoäng hoùa seõ traû giaù ñaét Yù kieán uûng hoä vaø choáng töï ñoäng hoùa saûn xuaát Yù kieán choáng töï ñoäng hoùa •Töï ñoäng hoùa seõ gaây ra söï chinh phuïc con ngöôøi bôûi maùy moùc •Seõ coù söï giaûm daàn löïc löôïng lao ñoäng maø haäu quaû laø söï thaát nghieäp •Töï ñoäng hoùa seõ laøm giaûm söùc mua Yù kieán uûng hoä: •Töï ñoäng hoùa laø maät nhaân toá chuû yeáu cho moät tuaàn laøm vieäc ngaén hôn •Töï ñoäng hoùa ñem laïi ñieàu kieän laøm vieäc an toaøn hôn cho coâng nhaân •Saûn xuaát töï ñoäng ñem laïi giaù thaønh haøng hoùa thaáp hôn vaø saûn phaåm toát hôn •Söï phaùt trieån cuûa coâng nghieäp töï ñoäng seõ cung caáp nhieàu cô hoäi vieäc laøm hôn •Töï ñoäng hoùa laø moät phöông tieän duy nhaát ñeå naâng cao möùc soáng. CÁC BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO SỰ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TÖÏ ÑOÄNG HOÙA Nguyên nhân: Do các chất thải trong quá trình sản xuất, ý thức của con người đối ới môi trường....làm ô nhiểm nước và đất đai. Trách nhiệm: Các nhà sản xuất và môi công nhân cơ khí phải co ý thức bảo vệ môi trường 1. Ô nhiểm môi trường sản xuất cơ khí: 2 Các biện pháp đảm bảo sự phát triển bền vững trong töï ñoäng hoùa :  Khái niệm: - Cách phát triển nhằm thoả mãn các nhu cầu hiện tại. - Không ảnh hưởng đến các nhu cầu của thế hệ tương lai. - Phát triển hệ thống sản xuất xanh - sạch.  Biện pháp: + Sử dụng công nghệ cao trong sản xuất + Xử lí chất thải trước khi đưa vào môi trường. + Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường.