Tự động hóa quá trình sản xuất

TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NỘI DUNG MÔN HỌC :Chương 1 :Khái quát hệ thống tự động hóa quá trình sản xuất.Chương 2 : Các thiết bị cơ bản của hệ thống tự động Chương 3 : Điều khiển tự động Chương 4 : Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS).Chương 5 : Hệ thống sản xuất tích hợp CIM.Chương 6 : Cấp phôi – cấp liệu tự động .Chương 7 : Tự động hóa các quá trình công nghệ .Các bài tập và bài thi phải thực hiện:1 báo cáo về tự động hóa QTSX 20%1 bài kiểm tra cuối kỳ 70% Chuyên cần 10%TÀI LIỆU HỌC TẬP :[1] TRẦN VĂN ĐỊCH, Hệ thống gia công linh hoạt FMS & CIM. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, 2001. [2] HỒ VIẾT BÌNH , Tự động hóa sản xuất. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, 2009. [3] NGUYỄN PHẠM THỤC ANH , Hệ thống sản xuất tự động hoá tích hợp máy tính . Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, 2006. [4] PHAN QUỐC PHÔ,NGUYỄN ĐỨC CHIẾN, Giáo trình cảm biến . Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, 2006. [1] Mikell Groover Automation, Production Systems and Computer Intergrated Manufacturing. Prentice-Hall.Editions,1990.[2] Geoffrey Boothroyd Assembly Automation And Product Design. [3] Beno Benhabib , Manufacturing : design, production, automation and integration, 2003 , Marcel Dekker .[4] Richart L.Shell, Ernet L.Hall , Handbook Industrial Automation, 2000 , Marcel Dekker .Tài liệu tham khảoĐề tiểu luận : Dự trên kiến thức tự động hóa quá trình sản xuất, trình bày về tự động hóa cho các loại nhà máy hay dây chuyền sản xuất : 1. Tự động hóa trong nhà máy sản xuất xi măng . 2. Tự động hóa trong nhà máy sản xuất thép . 3. Tự động hóa trong nhà máy sản xuất gạch ceramic4. Tự động hóa trong nhà máy mạ kẽm mạ màu 5. Tự động hóa trong nhà máy cơ khí FMS Đề tiểu luận : Dự trên kiến thức tự động hóa quá trình sản xuất, trình bày về tự động hóa cho các loại nhà máy hay dây chuyền sản xuất : 6. Tự động hóa trong nhà máy sản xuất ô tô. 7. Tự động hóa trong nhà máy sản xuất nhựa . 8. Tự động hóa trong nhà máy sản xuất khác Các em tự chọn đề tài và đăng ký nhóm tiểu luận từ 5-10 người để làm bài . Nộp trước khi thi kết thúc học ký .I. Khái quát về tự động hóa quá trình sản xuất1.Lịch sử phát triển của tự động hóa QT sản xuất2.Khái niệm và định nghĩa-Cơ khí hóa-Tự động hóa-Cơ khí hóa hoặc tự động hóa một phần-Cơ khí hóa hoặc tự động hóa toàn phầnMức cơ khí hóa và tự động hóa3.Tiêu chuẩn kinh tế - kỹ thuật của tự động hóa4. Nhiệm vụ tự động hóa quá trình sản xuấtNỘI DUNG CHƯƠNG 1 : I. Khái quát về tự động hóa quá trình sản xuất6.Nguyên tắc ứng dụng tự động hóa quá trình sản xuất-Nguyên tắc có mục đích và kết quả cụ thể-Nguyên tắc toàn diện-Nguyên tắc có nhu cầu-Nguyên tắc hợp điều kiện5. Các giai đoạn phát triển của tự động hóa-Tự động hóa cứng-Tự động hóa theo chương trình- Tự động hóa linh hoạt.I. Khái quát về tự động hóa quá trình sản xuất8. Nguyên tắc thiết kế quá trình công nghệ tự động hóa-Nguyên tắc của sự hoàn thiện-Nguyên tắc ít nguyên công-Nguyên tắc ít lao động-Nguyên tắc không điều chỉnh-Nguyên tắc về tính tối ưu.7. Đặc điểm của quá trình tự động hóa sản xuất-Dấu hiệu liên tục của quá trình công nghệ- Nguyên công là thành phần của quá trình công nghệ- Tính đa phương án của quá trình công nghệI.1.Lịch sử phát triển của tự động hóa QT sản xuấtMặc dù TĐHQTSX là đặc trưng của khoa học kỹ thuật hiện đại, nhưng các thông tin về các cơ cấu tự động đã tồn tại từ xa xưa. Các máy tự động cơ hoc đã đươc sử dung ơ Ai Cập cổ và Hy Lap khi thực hiện các màn muá rối đe lôi kéo nhưng ngươi theo đạo. Trong thơi Trung cổ ngươi ta đã biết đến cac máy tự động cơ khí thực hiện chức năng ngươi gac cổng cua Albert. Mot đặc điểm chung cua cac may tự động kể trên la chúng không co ảnh hửơng gì tơi các quá trình sản xuất cua xã hội thơi đó .Máy tự động đầu tiên được sử dụng trong công nghiệp do một thợ cơ khí người Nga, Ông Ponxzunop chế tạo năm 1765. Nhơ nó mà mức nươc trong nồi hơi đươc giư cố định không phu thuộc vao lương tiêu hao hơi nươc.I. Khái quát về tự động hóa quá trình sản xuấtNăm 1712, ông Nartop, thợ cơ khí người Nga đã chế tạo ra máy tiện chép hình để tiện các chi tiết định hình, việc chép hình theo mẫu được thực hiện tự động.Năm 1873 Spender đã chế tạo được máy tiện tự động có ổ cấp phôi, trục phân phối mang cam đĩa, cam thùng. Năm 1887 Xtoleoôp đã chế tạo ra phần tử cảm quang đầu tiên.Đầu thế kỷ 20 các thành tựu đạt được trong TĐH đã cho phép chế tạo nhiều máy tự động nhiều trục chính, máy tổ hợp, dây truyền tự động...Nhờ các thành tựu từ CNTT và các ngành khác mà ngành TĐHQTSX đang có những bước phát triển nhanh chóng.I.2. Các khái niệm cơ bản 2.1.Cơ khí hóa:Quá trình biến đổi vật chất bao gồm 2 giai đoạn:Quá trình chính (chuyển động chính): trực tiếp làm thay đổi tính chất cơ lý hóa, hình học ban đầu của phôi.Quá trình phụ ( chuyển động phụ): Không làm thay đổi trạng thái, tính chất của đối tượng nhưng cần thiết cho quá trình chính thực hiện.Định nghĩa cơ khí hóa:Cơ khí hóa là quá trình thay thế tác động cơ bắp của con người khi thực hiện các quá trình công nghệ chính hoặc các chuyển động chính của máy.Hình 1.2-chu kỳ gia công trên máy tiện.I.2. Các khái niệm cơ bản Nhiệm vụ của người điều khiển:-Nghiên cứu các thông tin ban đầu về nhiệm vụ, đặc điểm của quá trình điều khiển.-Thu thập, lưu trữ thông tin về quá trình công nghệ yêu cầu.-So sánh sự không tương thích giữa thông số cho trước và -thông số thực của quá trình.-Phân tích, biến đổi thông tin đã có để đưa ra lệnh điều khiển.- Tác động đến cơ cấu điều khiển.Như vậy cơ khí hóa không thay thế đươc con ngươi trong cac chức năng điều khiển, theo dõi diễn biến cua quá trình cũng như thực hiện một loat cac chuyển động phu trơ khác. 2.2.Tự động hóa quá trình sản xuất: Tự động hóa quá trình sản xuất là ứng dụng năng lượng của máy móc để thực hiện và điều khiển sản xuất mà không có sự tham gia trực tiếp của con người.VD : Máy tiện có chương trình làm việc theo chương trình tự động hoàn toàn.2.2.Tự động hóa quá trình sản xuất: TĐHQTSX được chia thành 2 mức:TĐH từng phần : TĐH toàn phần : Là tự động hóa chỉ một số nguyên công riêng biệt của quá trình, các nguyên công còn lại vẫn thực hiện trên các máy vạn năng và bán tự động thông thường.Tự động hóa toàn bộ quá trình gia công, kiểm tra, lắp ráp.TĐHQTSX chia thành 3 giai đoạn:Máy tự động.Đường dây tự động. Xưởng tự động2.2.Tự động hóa quá trình sản xuất: Sơ đồ cấu trúc máy tự độngMáy tự động (phôi thanh)Cơ cấusinh lựcCơ cấutruyền lựcCơ cấuchấp hànhCơ cấucông tácCơ cấuchạy khôngCơ cấuđiều khiểnBàn dao dọcCơ cấu cấp phôiCơ cấu kẹp phôiCơ cấu phân độ Cơ cấu định vịCơ cấu siêu việt2.2.Tự động hóa quá trình sản xuất: Sơ đồ cấu trúc đường dây tự động2.2.Tự động hóa quá trình sản xuất: Sơ đồ cấu trúc xưởng tự động3.Vai trò và ý nghĩa của TĐHQTSX: Cho phép giảm giá thành, nâng cao năng suất lao động.Cải thiện điều kiện sản xuất, đảm bảo ổn định năng suất, chất lượng sản phẩm.Cho phép đáp ứng cường độ cao trong sản xuất hiện đại.Cho phép thực hiện chuyên môn hóa, hoán đổi sản xuất (tính lắp lẫn).4.Các nguyên tắc ứng dụng TĐHQTSX: Nguyên tắc có mục đích và kết quả cụ thể: Nguyên tắc toàn diện:4.Các nguyên tắc ứng dụng TĐHQTSX:Nguyên tắc có nhu cầu. Nguyên tắc hợp điều kiện.1. Nguyên tắc có mục đích và kết quả cụ thể:Ưu tiên hàng đầu cho thông số về năng suất và chất lượng của quá trình gia công.2. Nguyên tắc toàn diện:Tất cả các thành phần quan trọng của Quá trình sản xuất (đối tượng, công nghê, thiết bị chính-phụ, hệ thống điều khiển..) phải được xem xét và giải quyết triệt để.4.Các nguyên tắc ứng dụng TĐHQTSX:Để tuân thủ nguyên tắc Nguyên tắc toàn diện: cần:TĐH phải được thực hiện trên tất cả các công đoạn.Nâng cao chất lượng TĐH bằng cách hiện đại hóa, thay thế các tổ hợp trang thiết bị tự động.Giảm chi phí gia công tổng cộng trên nguyên tắc giảm chi phí lao động sống.Thiết lập các tổ hợp thiết bị tự động được điều khiển tập trung.Đặc tính của quá trình sản xuấtChủng loạiChất lượng, Năng suất, hiệu quả, Năng suất: Mức độ chu kỳ của tự động hóa Mức độ gia công của tự động hóaMức độ vận hành của tự động hóa Thời gian gia công tự động, thời gian chu kỳ, Thời gian chu kỳ từng chiếc thời gian vận hành của 1 quý/tháng/nămCác mối quan hệ trong sản xuấtCác thông số cần lưu ý:- Phôi và vật liệu, thời gian gia công, độ chính xác kích thước, Dung cụ cắt, thứ tự gia công, chế độ cắt, Hệ thống điều khiển tự độngA. Khái niệm và phân loạiHệ thống điều khiển tự động: làm việc lặp lại theo một chương trìnhCó 3 loại: Hệ thống điều khiển liên tục: Tín hiệu liên tụcHệ thống điều khiển xung: Tín hiệu xungHệ thống điều khiển tổ hợpChia có 2 nhóm:Chương trình không theo sốTheo chương trình sốHệ thống điều khiển không theo chương trình sốHệ thống điều khiển hành trình. Dùng cử chặn để giới hạn hành trình và chuyển sang hành trình khácHệ thống điều khiển không theo chương trình số (tt)Hệ thống điều khiển bằng cam Có loại dùng tay đòn, loại khôngHệ thống điều khiển không theo chương trình số (tt)Thiết kế cam tuân theo trình tự sau:Chọn loại cơ cấuQuy luật chuyển độngKích thước cơ bảnTính profile của camKích thước cơ cấu dựa trên điều kiện bền. Hệ thống điều khiển không theo chương trình số (tt)Góc áp lực: Góc áp lực tối ưu: Góc nâng của cam  quyết định profile của cam Hệ thống điều khiển không theo chương trình số (tt)Hệ thống điều khiển bằng chép hình.Hệ thống chép hình trực tiếpHê thống chép hình gián tiếpHệ thống điều khiển chương trình số Hệ thống điều khiển số là hành trình được điều khiển theo sốLinh hoạtThay đổi đơn giảnĐiều khiểnLập trìnhHệ thống điều khiển chương trình số (tt) Có các loại:Điều khiển NC (Numerical control) Điều khiển CNCĐiều khiển DNCĐiều khiển thích nghi CƠ CẤU TIẾP LIỆUMột thí dụ về cấp phôiFile film: - UBL 452 feeder caps machine, alimentatore orientatore tappi - Small Product Packaging FeederCơ cấu cấp phôi tự động cho máy Các yêu cầu của bộ phận cấp phôi:Đơn giản, an toàn Cấp phôi chính xácCấp và tháo phôi chính xác Khái niệm Cấp phôi từng chiếc Các ảnh hưởng tới cấp phôi từng chiếcHình dạng, Kích thước, khối lượng, thời gian Phôi được phân thành 3 nhóm chính:Sản xuất hàng khối và phôi có kích thước nhỏ  có thể định hướng tự động Sản xuất hàng khối có kích thước lớn  Định hướng bằng tay có sự trợ giúpSản xuất hàng khối nhưng phôi kích thước rất to  thiết bị hỗ trợ và đưa từng chiếc. Cấu trúc của một cơ cấu tiếp liệuGồm các thành phần chính Cơ cấu vận chuyểnĐịnh hướng phôiỔ chứaCơ cấu đưa phôi lắp trên máy Cơ cấu định hướng phôi dạng phễu Nhiệm vụ:Cấu tạo: Phễu chứa, tay tóm, cơ cấu định hướng, Cơ cấu gạt phôi thừa, máng chứa Yêu cầu: Chứa đủ, ma sát, Cơ cấu định hướng phôi dạng phễu (tt) Nhóm 1: Chung tích và chọn phôi.Cơ cấu định hướng phôi dạng phễu (tt) Nhóm 2: Tích và chọn phôi riêngCơ cấu định hướng phôi dạng phễu (tt) Một số lưu ý về dạng phễu: Phễu kết hợp tay bắt phôi Phễu kết hợp rung lắc Các dạng phễu có khả năng định hướng phôiTùy thuộc tỉ lệ l/d lớn hay nhỏCác cơ cấu bắt phôiĐể tóm các phôi có dạng trụ đặcCơ cấu định hướng phôiNhiệm vụ: Xếp đặt, ổn định khi di chuyển, đảm bảo năng suất, an toàn cho phôi. Cơ cấu định hướng phôi (tt) Cơ cấu định hướng phôi (tt) Cơ cấu định hướng phôi (tt) Cách lấy vật hình trụ từ phễuMuốn gì?Muốn như vậy thì làm thế nàoGiải pháp ra saoMột số cách để lấy phôi thừaMột số hình ảnh gây kẹt phôiMột số cách dẫn phôi đặc biệtMáng ngăn cách các chi tiếtMột số cách lấy từng phôi (dạng ổ tích)Muốn gìĐã ai làm điều này chưa, làm như thế nào Phương pháp sáng tạo (Dự phòng) Cơ cấu tháo phôi