APMA1-w01wprowadzenie01APMA1-w01wprowadzenie01, Wykrojnik, wyklad-materialy od L. Olejnika
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Instytut Technologii Materiałowych P.W. Zakład Obróbki Plastycznej APMA1 W15 + L15 Automatyzacja procesów materiałowych Kierunek: Automatyka i Robotyka ( AiR ) sem. 6 , kod w siatce studiów 51 Blok przedmiotów: Automatyzacja i komputeryzacja wytwarzania Prowadzący: Dr inż. Lech Olejnik pok.NT17, tel.8425 ------------------- Motto: Automatyzacja procesów produkcyjnych stanowi podstawę nowoczesnej produkcji ------------------- Cel wykładu: Wskazanie na te cechy procesów materiałowych, które decydują o przebiegu procesów kształtowania i wpływają na ich automatyzację. Procesy materiałowe to szczególne procesy produkcyjne, w których wytwarza się części maszyn stosując technologie materiałowe – łączące nadawanie kształtu z kreowaniem właściwości (fizycznych i użytkowych). W produkcji masowej części metalowe są tradycyjnie wykonywane przez kształtowanie plastyczne lub odlewanie, a części niemetalowe metodami właściwymi dla przetwórstwa tworzyw sztucznych. Skrawanie jest obróbką wykańczającą. Urządzenia produkcyjne umieszczane są w liniach / gniazdach produkcyjnych w kolejności operacji procesu technologicznego, a nie w oddzielnych wydziałach fabrycznych. Wszystkie czynności (główne i pomocnicze) są w tych ciągach technologicznych w wysokim stopniu zautomatyzowane. Temat 1 Wprowadzenie do automatyzacji technologii materiałowych APMA1-w01wprowadzenie01.DOC L.Olejnik APMA1 -W15 Automatyzacja procesów materiałowych W 1 Automatyzacja procesów materiałowych zajmuje się zagadnieniami automatyzacji w technologicznych procesach materiałowych i projektowaniem automatycznych urządzeń podających, odbierających, przenoszących, smarujących i innych realizujących czynności pomocnicze oraz automatyzacją przezbrajania stanowisk roboczych. Treści kształcenia w zakresie automatyzacji wytwarzania części maszyn technologiami materiałowymi wymieniono na rys.1. Na rysunku tym – na tle zautomatyzowanego gniazda do produkcji blaszanych wyrobów metalowych – podano nazwy funkcji, które musi spełniać typowe stanowisko służące do produkcji części maszyn przy użyciu technologii materiałowych. W procesie kształcenia specjalistów w zakresie Automatyzacji Wytwarzania zazwyczaj stawiane są następujące szczegółowe cele: o Poznanie implikacji automatyzacji dla przemysłu produkującego części maszyn – słuchacz powinien zrozumieć motywy, dla których automatyzuje się wytwarzanie. Musi zapoznać się z postawami technologii materiałowych co pozwoli mu na wybór odpowiednich zastosowań automatyzacji dla określonych przypadków o Specyfikowanie typu automatyzacji – umiejętność wyboru między automatyzacją sztywną (dedykowaną) a programowalną (elastyczną) o Zrozumienie roli robotyzacji w technologiach materiałowych – dlaczego i gdzie stosuje się robotyzację stanowisk roboczych o Poznanie wybranych zagadnień konstrukcji systemów automatyki o Dobór elementów do układów automatyki – demonstrowanie praktycznych zastosowań elementów automatyki, specyfikacje układów automatyki odpowiednich do danych zastosowań o Bezpieczeństwo układów automatyki - ocenić zagrożenie i dobrać środki bezpieczeństwa w układach automatyki Współcześnie ukształtowany rynek automatyki przeznaczonej do pracy w systemach wytwarzania ma szereg cech. Jako najważniejsze jego zalety można wymienić: - Szeroka oferta gotowych elementów, które dostępne są z półki i mogą być szybko dostarczone do odbiorcy - Łatwość zastosowań – zarówno sprzęt jak i oprogramowanie są dziś modularne i dają się skalować; dzięki tym cechom integracja systemów automatyki jest stosunkowo prosta - Automatyka szybko adaptuje nowe technologie informatyczne i komunikacyjne – w automatyce przemysłowej duże znaczenie zyskuje internet, multimedia i sztuczna inteligencja, zwiększając jej efektywność - Pogłębia się różnica w standardach obowiązujących w różnych strefach geograficznych – odmienne standardy obowiązują w USA i Europie, szczególnie w zakresie nowych technologii. Dobrym przykładem są tu technologie bezprzewodowe Żeby poznać problemy związane z automatyzacją technologii materiałowych najlepiej rozpocząć studiowanie istniejących rozwiązań, aby poznać "jak to się robi". Omawiając kilka typowych przykładów zautomatyzowanych gniazd poznamy jak radzić sobie z zagadnieniami automatyzowania stanowisk produkcyjnych. Typowe zadanie inżynierskie w zakresie automatyzacji wytwarzania w produkcji wielkoseryjnej można sformułować następująco: Zaprojektować zautomatyzowane stanowisko przeznaczone do produkcji wyrobów metalowych o złożonych kształtach i wysokich właściwościach wytrzymałościowych. W produkcji masowej przedmioty metalowe o takich charakterystykach w wykonuje się metodami obróbki plastycznej. Podstawową maszyną produkcyjną jest prasa, która pracuje z dużą szybkobieżnością. Do stanowiska roboczego należy doprowadzić oprzyrządowanie specjalne oraz materiał wyjściowy a odprowadzać wykonane wyroby. Po odczytaniu zadania obróbczego i przygotowaniu stanowiska praca przebiega ruchem ciągłym aż do zakończenia zlecenia produkcyjnego. W przypadku wystąpienia zakłócenia, które nie pozwala na dalsze pomyślne prowadzenie produkcji, praca natychmiast jest przerywana. Jest to zadanie interdyscyplinarne, które realizuje zespół fachowców o następującym składzie: 1. Technolog (np. obróbki plastycznej) – osoba odpowiedzialna za prawidłowość rozwiązań natury technologicznej 2. Automatyk – osoba odpowiedzialna za układy pomiarowe i sterujące oraz urządzenia wykonawcze 3. Informatyk – osoba odpowiedzialna za układy mikroprocesorowe i ich programowanie 4. Elektryk – osoba odpowiedzialna za przesyłanie sygnałów i zasilanie urządzeń 5. Mechanik – osoba odpowiedzialna za prawidłowe działanie mechanizmów i stabilność konstrukcji APMA1-w01wprowadzenie01.DOC L.Olejnik 1 APMA1 -W15 Automatyzacja procesów materiałowych W 1 Rys. 1. Treści kształcenia w zakresie automatyzacji wytwarzania części maszyn technologiami materiałowymi na przykładzie zautomatyzowanego gniazda do produkcji blaszanych wyrobów metalowych Osobą kierującą pracami zespołu jest integrator zautomatyzowanych systemów wytwarzania. Praktyka wskazuje, że najlepiej w tej roli spisuje się technolog. Nadzorując wykonanie zadania integrator prowadzi prace projektowe w następującej kolejności: 1. Poznanie technologii, na której opiera się praca zautomatyzowanego systemu wytwarzania 2. Wydzieleniezadań cząstkowych wykonywanych przez poszczególne elementy systemu 3. Przedstawienie sposobu realizacji zadań cząstkowych APMA1-w01wprowadzenie01.DOC L.Olejnik 2 APMA1 -W15 Automatyzacja procesów materiałowych W 1 4. Powiązanie poszczególnych ogniw systemu W praktyce omawiane zadanie inżynierskie zmierzające do pełnego zautomatyzowania stanowiska sprowadza się do rozwiązania trzech elementarnych zagadnień: 1. Zapewnić szybkie przystosowanie urządzeń do produkcji nowego wyrobu (w przemysłowych instalacjach produkcyjnych eksploatowane przyrządy są zazwyczaj specjalne, maszyny zaś mogą być zarówno uniwersalne jak i specjalne) 2. Zapewnić współdziałanie urządzeń realizujących rozmaite funkcje technologiczne w czasie cyklu roboczego (cykl roboczy jest wyjątkowo krótki a praca urządzeń odbywa się w trudnych warunkach – duże obciążenia mechaniczne i termiczne) 3. Podanie porcji materiału, zapewnienie przepływu przez strefy robocze i uporządkowane odprowadzenie wyrobu (jakość – szczególnie wymiarowa – zależy od dokładności i szybkości przemieszczania materiału / półwyrobów w strefie działania narzędzi kształtujących) W procesie budowania kariery zawodowej ważna jest informacja o potencjalnych miejscach pracy automatyka systemów wytarzania. Może on znaleźć zatrudnienie w dwóch obszarach, związanych z eksploatacją istniejących oraz budową nowych urządzeń produkcyjnych. Eksploatacja istniejących urządzeń produkcyjnych - Przygotowanie produkcji (opracowywanie procesów technologicznych, zestawianie urządzeń w ciągi technologiczne, wdrożenia) - Utrzymanie produkcji (utrzymanie parku maszynowego i narzędzi, przezbrajanie stanowisk, logistyka wewnątrz zakładowa) Budowa / naprawa urządzeń produkcyjnych - Projektowanie, konstrukcja - Sprzedaż, instalacja, serwis Niewątpliwie najciekawszą pracę można znaleźć w firmach zaangażowanych w realizację zleceń o charakterze rozwojowym. Przy zaawansowanych technologiach istotną rolę w tego typu pracach odgrywają trzy czynniki, które warto brać pod uwagę, przygotowując się do zawodu automatyka urządzeń produkcyjnych. 1. organizacja – wykształcenie umiejętności sformułowania i powadzenia zadań projektowych (organizacja zespołu, przebiegu prac, wspierania i zasilania finansowego) 2. kadry – nabycie wiedzy i umiejętności, osobowość (kwalifikacje, motywacja, dyplomacja, akceptacja, zrozumienie) 3. technika – opanowanie narzędzi pracy typu CAx Praca w automatyzacji urządzeń wytwórczych może dać wiele satysfakcji. Zapewnia również dobre perspektywy. Porównanie przeciętnych okresów życia kilku wyrobów, które wyznaczają poziom rozwoju technicznego oraz granicznego okresu zwrotu nakładów inwestycyjnych w wybranych branżach wypada najlepiej dla sektora budowy urządzeń produkcyjnych (rys.2). Strefę zysku zaznaczono prowadząc linie między wierzchołkami wykresów słupkowych. Dane przedstawione na tym rysunku zgromadzono w ostatnim dziesięcioleciu ubiegłego wieku [ 1 ]. Aby sprawdzić aktualność tych informacji warto przyjrzeć się dynamice zmian żywotności wyrobu i progu opłacalności w wybranych branżach. Odpowiednie dane pokazano na rys.3. Analiza ich utwierdza w przekonaniu o utrzymaniu aktualności poprzednio wysnutego wniosku. Żywotność bowiem prawie wszystkich branż spada w podobnym tempie przy ciągłej tendencji obniżania się progu opłacalności. APMA1-w01wprowadzenie01.DOC L.Olejnik 3 APMA1 -W15 Automatyzacja procesów materiałowych W 1 Rys. 2. Przeciętny okres życia wyrobu i graniczny okres zwrotu nakładów inwestycyjnych w wybranych branżach ( dane dla rynku niemieckiego) Rys. 3. Dynamika zmian żywotności wyrobu i progu opłacalności w wybranych branżach (dane dla rynku niemieckiego) LITERATURA 1 H.J.Bulinger: F&E heute - Industrelle Forschung ud Entwicklung in der BndesrepublikDeutschland, 1990 APMA1-w01wprowadzenie01.DOC L.Olejnik 4 [ Pobierz całość w formacie PDF ] |
Podobne
|