(Manufacturing Automation)
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
thiệu GiớiGiới thiệu
1
Chiến lược Chiến
lược tựtự động
động hóahóa vàvà quáquá trình
trình sảnsản xuất
động xuất tựtự động
2
CấuCấu trúctrúc củacủa hệhệ thống
thống sảnsản xuất
động xuất tựtự động
3
CácCác hệhệ thống
thống vậnvận chuyển
động chuyển vàvà lưulưu khokho tựtự động
4
CácCác hệhệ thống
thống cấpcấp phôi
động phôi tựtự động
5
HệHệ thống
thống cấpcấp phôi
rung phôi rung
6
HệHệ thống
thống cấpcấp phôi
khác phôi khác
7
TựTự động
động hóahóa quáquá trình
trình lắplắp rápráp vàvà baobao góigói sảnsản phẩmphẩm
8
TựTự động
động hóahóa kiểmkiểm tratra, , đođo lường
lường vàvà đánhđánh giágiá chất
lượng chất lượng
9
HệHệ thống
thống sảnsản xuất
FMS, xuất linhlinh họathọat FMS,
10
CácCác hệhệ thống
thống sảnsản xuất
xuất hiệnhiện đạiđại
11
ĐiềuĐiều khiển
khiển quáquá trình
xuất trình sảnsản xuất
12
xuất KinhKinh tếtế sảnsản xuất
13
ÔnÔn tậptập
14
NỘI DUNG (tt)
Kiểm tra giữa kỳ:40%(15% thi giữa kỳ, 10% báo
roduction ystems and omputer
C
S
A
G ikellM ntergrated
P utomation, -all.ditions,.
anufacturing.
roover M
P H E 1 9 9 0
rentice YGIN anufacturing utomation
M
A
eoffrey
ssembly utomation nd roduct
esign
oothroyd
A
D
A A P
B A
S
0 0 0
AÊN ÑÒC
U cáo thực hành, 15% bài tập lớn) Kiểm tra cuối kỳ: 60% Taøi lieäu tham khaûo: ()1 I ()2 S 3 G () ()4 http://web.umr.edu/~aygin/courses.html (5) TRAÀN V (6) LEÂ TRUNG T
H Töï Ñoäng Hoùa Saûn Xuaát. ÑH AÛN X
HÖÏC Baøi Giaûng TÖÏ ÑOÄNG H
OÙA S
BK Haø Noäi, 2 AÁ.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.
Phân công bài tập lớn
Ñieå Ñeà taøi (cheá taïo maùy) Hoï teân sinh vieân
stt
m
Heä thoáng röûa xe töï ñoäng (xe hôi) 1
Heä thoáng röûa chai bia töï ñoäng 2
Maùy röûa cheùn 3
oR bot lau kính nhaø cao taàng
4
Maùy taäp luyeän boùng baøn 5
Maùy taäp luyeän tennis 6
7
Maùy kieåm tra boùng chuyeàn, boùng ñaù
Maùy caét coû 8
obot
R huùt buïi 9
alking
W
robot ( loaïi 1 chaân)
1 0
alking robot W
(loaïi 2 chaân)
1 1
alking
W
robot ( loaïi 4 chaân)
2 1
alking robot ( W loaïi 6 chaân) 3 1
Phân công bài tập lớn
Ñieå Ñeà taøi Hoï teân sinh vieân
stt
m
star)
R obot song song (robot Y 1 5
obot song 1 6
R song (hexapod) ayT maùy gaép saûn phaåm nhöïa 1 7
Heä thoáng maùy eùp 1 8
Heä thoáng maùy thoåi 1 9
Heä thoáng maùy ñuøn 2 0
Heä thoáng sôn tónh ñieän 2 1
Heä thoáng maï chaân khoâng 2 2
Maùy daùn nhaõn chai 2 3
Maùy caáp muoãng cho söõa hoäp 2 4
Maùy in luïa 2 5
Heä thoáng gia coâng maïch in 6 2
han
P vaên taøi 7 2
Heä thoáng saûn xuaát thieát bò baùn daãn
Heä thoáng ñoùng nuùt chai töï
Phân công bài tập lớn
Ñieå Ñeà taøi Hoï teân sinh vieân
stt
m
Heä thoáng voâ chai nöôùc khoaùng 2 9
3 0
0 M2 0 Töï ñoäng hoùa quaù trình troàng rau saïch treân dieän tích 5
3 1
Töï ñoäng quaù trình laép raùp loâng ñeàn, bu loâng
Baõi giöõ xe töï ñoäng (xe hôi) 3 2
Thieát keá maùy massage 3 3
3 4
Thieát keá maùy chænh hình (maùy keùo coät soáng)
Thieát keá xe laên töï ñoäng 3 5
3 6
Thieát keá maùy phuïc hoài khôùp tay, chaân
3 7
Thieát keá maùy taäp luyeän ñi boä cho ngöôøi beänh
3 8
Thieát keá maùy taäp luyeän theå thao toaøn naêng
Phân công bài tập lớn
Ñieå Ñeà taøi Hoï teân sinh vieân
stt
m
Maùy laøm ñaát lieân hôïp 4 1
Maùy taïo thöùc aên cho caù 4 2
Maùy boùc voû toâm 4 3
Maùy phaân loaïi toâm 4 4
Maùy taïo thöùc aên cho caù daïng vieân 4 5
Maùy nong oáng 4 6
Maùy laép raùp buùt bi 4 7
Maùy huùt chaân khoâng 4 8
Maùy boùc voû sô döøa 4 9
Maùy boùc voû haït ñieàu 5 0
Heä thoáng laøm röôïu nho 5 1
Maùy quaán daây hình xuyeán 2 5
Phân công bài tập lớn
Ñieå Ñeà taøi Hoï teân sinh vieân
stt
m
Maùy gaët ñaäp lieân hôïp 5 3
5 4
Heä thoáng caáp phoâi töï ñoäng daïng xoaén, phaúng
Maùy vaét söõa boø 5 5
Maùy ñoùng goùi haït neâm 5 6
5 7
Tìm hieåu daây chuyeàn saûn xuaát xi maêng
5 8
Töï ñoäng hoùa quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi
5 9
Baûo döôõng thieát bò töï ñoäng hoùa toång theå
Phaïm xuaân taâm 6 1
Tìm hieåu maùy nguyeân lyù maùy ruùt tieàn töï ñoäng
Maùy baùn baùo töï ñoäng 6 2
6 3
Maùy baùn haøng töï ñoäng(nöôùc ngoït, keïo, khaên giaáy)
Phân công bài tập lớn
Ñieå Ñeà taøi Hoï teân sinh vieân
ttS
m
Heä thoáng kieåm tra gaïch laùt neàn 6 6
6 7
Heä thoáng saûn xuaát thòt boø, heo töï ñoäng
6 8
Heä thoáng saûn xuaát thòt gia caàm töï ñoäng
Heä thoáng saûn xuaát daàu caù 6 9
7 0
Heä thoáng saûn xuaát daàu ñoát töø caäy thaàu daàu
Heä thoáng laøm giaáy 7 1
E Maùy chia cuoän maøng P 7 2
7 3
0 1 Maùy caét ñuoâi keo töï ñoäng cho saûn phaåm korcin ml 2 0 3 0 0 6 2
Daây chuyeàn ñoùng goùi caøfeâ 7 4
Leâ quang thaùi :tMS Huyønh taán thaønh :tMS 2 0 6 3 2 7 8
obot
R P leo töôøng chí thanh 7 5
han s:M 2
0 4 T 1 7 3 1
chương 1
ChiếnChiến lược quáquá trình
lược tựtự độngđộng hóahóa vàvà xuất tựtự độngđộng
trình sảnsản xuất
Tham luận 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.
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
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.
Theo báo QĐND
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.
Rôbốt hàn
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
Robot vạn năng cấp phôi cho máy tôi cao tầng.
Theo báo QĐND
Bài tham luận
Chiến lược phát triển khoa học và công nghệ Việt Nam đến năm 2010
Theo báo QĐND
1. Lịch sử phát triển tự động hóa (tham khảo tài liệu) 2. Khái niệm tự động hóa và các hình thức tự động hóa
2.1. khái niệm: Là dùng nặng lượng phi sinh( cơ, điện, điện tử…) để thực hiện 1 phần hay toàn bộ quá trình công nghệ mà ít nhiều không cần sự can thiệp của con người.
2.2. các hình thức tự động hóa:
Tự động hóa cứng Tự động hóa lập trình được (mềm) Tự động hóa linh hoạt
• Tự động hóa cứng: là một hệ thống trong đó một chuỗi các hoạt động xử lý (hay lắp ráp) cố định theo một cấu hình thiết bị (thường là cơ cấu cam).
Ưu điểm:
Tạo năng xuất cao so với máy thơng
thường. Thích hợp cho sản xuất hàng khối, chuẩn loại ít. Nhược điểm:
Khi chi tiết gia cơng thay đởi phải
thay đởi cam điều khiển, mất nhiều thời gian thay đởi thiết kế, chế tạo cam, điều chỉnh máy…
Tự động hóa lập trình được (mềm) Thiết bị sản xuất được thiết kế với khả năng có thể thay đổi trình tự các nguyên công để thích ứng với các cấu hình sản phẩm khác nhau ( thường là thay đổi chương trình gia công).
+ Máy tiện điều khiển số hóa (CNC)
+ Máy tiện điều khiển số (NC).
Ưu điểm: có sự linh họat trong cấu hình sản phẩm, thích hợp cho sản xuất hàng loạt( sản lượng thấp và trung bình, chuẩn loại trung bình). Nhược điểm: đầu tư thiết bị cao, thời gian gia công dài hơn tự động hóa cứng().
Tự động hóa linh hoạt: là sự mở rộng của tự động hóa lập trình được. Phát triển vào những năn 25-30 và những nguyên lý vẫn còn đang tiếp tục phát triển. HTSXLH là hệ thống có khả năng sản xuất rất nhiều sản phẩm khác nhau mà hầu như không mất thời gian cho việc chuyển đổi từ sản phẩm này sang sản phẩm khác. Ưu điểm: Sản xuất liên tục các loại sản phẩm khác nhau.( số lượng ít, chuẩn loại nhiều) Khả năng thay thế chương trình gia công mà không tốn thời gian sản xuất. Nhược điểm: Đầu tư thiết bị cao Tốc độ sản xuất trung bình
Monitor Spindle Current
Part-1
Part-2
Part-2
Part-1
s2
s1
s3
s0
Raw material (parts, manual)
Transfer to AGV (manual), batch - 2
Part Ordering
Inspection
Assembly
START
Day chuyen song hanh
Dieu khien HMI
Nha may ao
…
Mang luoi
i
Phan mem Co so
M d d l e W a r e
AGV
He thong dieu khien cap do
RFID
CMMS
Bảng tóm tắt các dạng tự động hóa
Ba dạng tự động hóa sản xuất như là một hàm của số lượng và chuẩn loại
3. Phân loại hệ thống sản xuất và dây chuyền sản xuất
3.1 Định nghĩa: Quá trình sản xuất là một trật tự các hoạt động làm tăng giá trị cho vật chất. Một quá trình được đặc trương bởi trình tự các nguyên công, bởi chế độ công nghệ và dòng ra của sản phẩm.
3.2 Phân loại
Nếu đường di vận chuyển của vật liệu là không đổi
Liên tục
*Quá trình SX
Không liên tục
Nếu vật liệu chính được biến đổi một cách tuần tự và thời gian giữa hai nguyên công không ảnh hưởng đến kết quả. Thứ tự nguyên công là đồng bộ.(các chi tiết cơ khí ,ôtô..)
Hỗn hợp
Là sự kết hợp của 2 quá trình trên. Vật liệu chính có thể xảy ra sự biến đổi liên tục ở một số giai đoạn, và biến đổi tuần tự ở một số giai đoạn khác. (xi măng , đường…)
3. Phân loại hệ thống sản xuất và dây chuyền sản xuất (TT)
SX đơn chiếc
Quá trình không liên tục có 3 dạng sản xuất
Sản lượng thấp Lô hàng SX nhỏ Đáp ứng y/c khách hàng Thiết bị linh hoạt, vạn năng Trình độ chuyên môn công nhân cao Máy bay, máy công cụ, thiết bị…
Sản xuất hàng loạt
Sản xuất hàng khối
Lô hàng số lượng vừa phải Đáp ứng y/c thừơng xuyên khách hàng Thiết bị có mục đích chung nhưng được thiết kế cao hơn với yêu cầu sản xuất, thường kết hợp với đồ gá định vị và kẹp chặt chuyên dùng. Trình độ chuyên môn công nhân trung bình Thiết bị công nghiệp, đồ dùng gia đình, …
Đặt rương bởi năng suất cao. Nhà máy được thiết kế cho mục đích duy nhất là sản xuất sản phẩm đặt trưng. Thiết bị chuyên dùng, vốn đầu tư cao, trình độ chuyên môn công nhân thấp hơn hai loại hình trên Cao
3. Phân loại hệ thống sản xuất và dây chuyền sản xuất (TT)
Sản xuất theo số lượng
Sản xuất hàng khối
Sử dụng các máy đục lỗ, máy đúc, máy ép, máy tiện ren…dụng cụ khuôn dập, đúc, ép… sản phẩm ốc, vít, đinh, sản phẩm nhựa đúc, lon…
Sản xuất theo dòng chảy liên tục
Các nhà máy lọc dầu, nhựa, quy trình hóa học, chế biến sản phẩm…
3. Phân loại hệ thống sản xuất và dây chuyền sản xuất (TT)
ngaønh coâng
deät
Hoùa chaát
Cô khí/ luyeän
acC nghieäp
kim
Xaây döïng, ñieän
Caùc ngaønh khaùc
Daïng saûn xuaát
Coâng nghieäp cô sôû
Saûn xuaát sôïi nhaân taïo, sôïi boâng
Loïc hoùa daàu, khoaùng chaát
Luyeän kim ñen, luyeän kim maøu, ñuùc
iX maêng vaät lieäu xaây döïng
Coâng nghieäp saûn xuaát thieát bò
Bieán theá ñieän moâ tô ñieän
Thuûy tinh, duïng cuï ño, gaáy, carton…
Maùy caét kim loaïi, xe taûi, maùy keùo taøu hoûa
Coâng nghieäp saûn xuaát haøng tieâu duøng
Quaàn aùo, chaên maøn, giaû da
Thieát bò nghe nhìn, thieát bò ñieän
Nhöïa, chaát deûo, saûn phaåm baûo trì, döôïc
Coâng nghieäp thöïc phaåm giaày da
Saûn xuaát oâtoâ, ñieän gia duïng, ñoà duøng, xe maùy, thieát bò gia duïng
Coâng nghieäp muõi nhoïn
Coâng ngheä haøng khoâng
robot
Moät soá nghaønh deät, coâng ngheä sinh hoïc
Thoâng tin ñieàu khieån töø xa, robotcoân g nghieäp
3.3 Chức năng của sản xuất
1. Hoạt động gia công
Các họat động gia công nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, chia
thành 4 nhóm:
• Hoạt động xử lý sơ cấp (tạo phôi), • Hoạt động xử lý thứ cấp (gia công trước nhiệt luyện), • Các hoạt động nâng cao đặt tính (nhiệt luyện), • Hoạt động hoàn chỉnh (gia công tinh).
2. Hoạt động lắp ráp
Đặc trưng là 2 hay nhiều bộ phận lắp ráp với nhau…
3. Vận chuyển và tích trữ phôi
Trong hoạt động sản xuất vận chuyển và lưu trử phôi chi61m rất
nhiều thời gian, chi phí vì thế chức năng này phải được thực hiện hiệu quả nhất có thể. 4. Kiểm tra và thử
Kiểm tra và thử là một phần của điều khiển chất lượng, mục đích của việc kiểm tra là để khẳng định sản phẩm có đạt chất lượng hay không 5. Điều khiển
3.4 Tổ chức và xử lý thông tin
5. Điều khiển
3.4 Tổ chức và xử lý thông tin Chu trình xử lý thông tin Gồm 4 chức năng
1. Chức năng kinh doanh 2. Chức năng thiết kế sản phẩm 3. Chức năng lập kế hoạch sản xuất 4. Chức năng điều khiển sản xuất
3.5 Bố trí mặt bằng sản xuất Bố trí tại vị trí cố định Bố trí theo nhóm máy Bố trí theo dòng sản phẩm
3.6 Các thông số đặc trưng của sản xuất
1. Thời trình sản xuất 2. Năng suất máy 3. các thành phần của thời gian nguyên công 4. khả năng sản xuất 5. hệ số sử dụng có ích và độ sẵn sàng của thiết bị 6. phôi liệu trong tiến trình.
3.6 Các thông số đặc trưng của sản xuất
1. Thời trình sản xuất Quá trình sản xuất là một chuỗi các bước đậc lập: các hoạt động gia công và lắp ráp. Giữa các nguyên công trên là vận chuyển, dự trữ vật liệu, kiểm tra chất lượng và các hoạt động phi sản xuất khác. Vì vậy chúng ta chia hoạt động sản xuất ra thành 2 nhóm chính: các họat động sản xuất và các hoạt động phi sản xuất.
Hoạt động được gọi là sản xuất khi sản phẩm hay vật liệu trong máy
sản xuất.
Hoạt động phi sản xuất là vận chuyển phôi, dự trữ, kiểm tra và các
tác nhân trì hoãn khác.
4 Chiến lược phát triển tự động hóa
1. Chuyên môn hóa các nguyên công 2. Phối hợp các nguyên công 3. Gia công song song 4. Gia công nối tiếp 5. Tăng tính linh hoạt 6. Cải tiến việc cấp phôi và bảo quản vật liệu 7. Kiểm tra trong quá trình gia công 8. Tối ưu hóa` và điều khiển quá trình 9. Điều khiển hoạt động nhà máy 10. Sản xuấtn tích hợp nhờ máy tính.
4 Chiến lược phát triển tự động hóa
5. Hiệu quả kinh tế của tự động hóa
1. Nâng cao năng suất lao động 2. Giảm chi phí vật liệu và năng lượng 3. Đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định 4. Có khả năng mở rộng sản xuất mà không cần tăng nguồn lao động 5. Sử dụng toàn bộ thời gian hoạt động của thiết bị tự động hóa. 6. Tăng tốc độ hoạt động mà không bị giới hạn bởi khả năng của con người 7. Giải phóng số lượng lớn công nhân phục vụ sản xuất 8. Giải phóng con người ra khỏi lao động cơ bắp, nặng nhọc, đơn điệu độc hại
và nguy hiểm.
9. Giảm thời gian làm việc của người lao động 10. Nâng cao đời sống xã hội.
Sự cần thiết phải tự động hóa:
Nâng cao năng suất
Sự thiếu lao động
Chi phí nhân công cao
Xu hướng dịch chuyển lao động về thành phần dịch vụ
Sự an toàn
Giá nguyên vật liệu cao
Nâng cao chất lượng sản phẩm
Rút ngắn thời gian sản xuất Giảm bớt phôi liệu sản xuất Nếu không tự động hóa sẽ trả giá đắt
