APMA1-w08podatnosc04.pdf

APMA1

W15

+ L15

Automatyzacja procesów materiałowych

Kierunek: Automatyka i Robotyka ( AiR ) sem. 6 , kod w siatce studiów 69

Specjalność: Automatyzacja Procesów Wytwórczych

Blok przedmiotów:

Automatyzacja i komputeryzacja wytwarzania

Dr inż. Lech Olejnik

Prowadzący:

pok.NT17, tel.8425

-------------------

Motto: Automatyzacja procesów produkcyjnych stanowi podstawę nowoczesnej produkcji

-------------------

Temat 8 :

Podatność systemu wytwarzania na

automatyzację

APMA1-w08podatnosc04

APMA1- W15 Automatyzacja procesów materiałowych temat 8:

Podatność systemu wytwarzania na automatyzację

Wprowadzenie

Aby zaistniała obróbka konieczne są działania narzędzi względem materiału, z którego ma powstać wyrób. Działania

urządzeń produkcyjnych muszą być w procesie wytwarzania sterowane. Sterowaniem nazywamy ogół procedur

podejmowania decyzji i ich realizację, która zapewni spełnianie przez urządzenie (lub szerzej system) nałożonych nań zadań

produkcyjnych. W procesach nie zautomatyzowanych człowiek wpływa na przebieg czynności wykonywanych w procesie

technologicznym. W zautomatyzowanych procesach sterowanie musi zapewniać samoistny przebieg procesu. Proces przebiega

z określonym następstwem zabiegów, według z góry ustalonego programu.

Postęp techniczny nieustannie zmienia udział człowieka w procesie wytwarzania. Obserwator zewnętrzny postrzega te

zmiany jako instrumentalizację i informatyzację procesu wytwarzania. W wyniku tych działań stopniowo dochodzi do

ograniczenia udziału człowieka w realizacji zadań produkcyjnych. Człowiek jest podmiotem i sprawcą w wytwarzaniu, lecz

jego rola ulega ciągłej zmianie. Początkowo pełnił rolę wykonawcy (oddziałując energetycznie i informacyjnie), później

operatora (oddziałując głównie informacyjnie – było to możliwe w procesach zmechanizowanych), a obecnie jest

obserwatorem (ingeruje w sytuacjach incydentalnych). W przyszłości będzie pełnił rolę sprawcy , który tylko zainicjował

wytwarzanie lecz nie musi być przy nim obecny. Ewolucję roli człowieka procesach wytwarzania pokazano na rys.1.

Rys. 1. Ewolucja roli człowieka w procesach wytwarzania

Automatyzowanie to wprowadzanie automatycznych środków technicznych, samoczynnie sterujących i

kontrolujących (gdy sterowanie w odbywa się układzie zamkniętym) wykonywanie czynności wytwórczych bez udziału

człowieka. Na rys.1 pokazano istotę zastępowania człowieka samoczynną pracą maszyn przy odtwarzaniu w systemie

wytwarzania planu operacyjnego potrzebnego do wytworzenia wyrobu z materiału dostarczonego do stanowiska roboczego.

Kluczowym zagadnieniem jest stosowany sposób zapisu i odtwarzania zadań o charakterze technologicznym. Przy sterowaniu

APMA1-w08podatnosc04

L.Olejnik

APMA1- W15 Automatyzacja procesów materiałowych temat 8:

Podatność systemu wytwarzania na automatyzację

ręcznym człowiek, po uprzednim zapoznaniu się z procesem, stymuluje pracę urządzeń(rys.1a). W przypadku sterowania

automatycznego (rys.1b) przebieg wytwarzania po wcześniejszym zapisaniu go w postaci analogowej (np. krzywka lub

wzornik) lub numerycznej (w formie symbolicznego kodu zapisanego na nośniku za pomocą znaków alfanumerycznych) jest

samoczynnie odtwarzany w systemie wytwarzania. Układ sterowania automatycznego "tłumaczy" zawarte w programie

instrukcje na rozkazy przełączające, jak również na rozkazy dotyczące czasu trwania lub długości odcinków.

Sterowania stosowane w technikach wytwarzania można dzielić w zależności od tego czy ich przebieg zależy od

czasu, czy też od realizowanego zadania. Wyróżnia się też liczne odmiany sterowania , jak sterowanie w funkcji drogi,

sterowanie w funkcji wymiarów obrabianego przedmiotu, sterowanie położenia i inne. Przetwarzanie informacji może

odbywać się z zastosowaniem elementów wykorzystujących rozmaite formy energii . Dawniej stosowane były elementy

mechaniczne, pneumatyczne, hydrauliczne, elektromechaniczne, obecnie zaś - elementy elektroniczne. Sterowania numeryczne

pracujące na zasadzie elektronicznej oddziałują na układy wykonawcze w sposób pośredni poprzez wzmacniacze mocy.

Technika sterowania i regulacji nie jest jednak przedmiotem naszych rozważań. Zajmiemy się natomiast bliżej specyfiką

sterowania automatycznego i sposobami postępowania przy wykorzystywaniu obcej energii do spełniania czynności

roboczych i pomocniczych w procesach wytwarzania.

Rys. 2. Sterowanie w procesie produkcyjnym: a) ręczne, b) automatyczne

Metodyka automatyzowania procesu wytwarzania

Podjęcie prac nad automatyzacją systemu wytwarzania powinno być zawsze poprzedzone kompleksową analizą

wszystkich technologicznych, technicznych, ekonomicznych i organizacyjnych czynników procesu produkcyjnego.

Należy przy tym ustalić:

- Czy nie ma alternatywnych rozwiązań problemu produkcyjnego ?

- Czy automatyzacja przyniesie efekty ekonomiczne ?

- Czy automatyzacja jest możliwa ?

Ogólna metodyka postępowania przy automatyzacji procesu przewiduje następującą kolejność czynności:

analiza procesu,

rozważenie zmian dot. obiektu ze względu na wymagania obróbki automatycznej,

określenie optymalnej struktury procesu technologicznego,

wybór właściwej metody obróbki / kształtowania,

wyjaśnienie i uporządkowanie strumieni materiałowych i informatycznych,

wybór wariantów koncepcji automatyzacji,

ocena techniczno-ekonomiczna wariantów,

wdrożenie przyjętej koncepcji,

automatyzacja procesu.

APMA1-w08podatnosc04

L.Olejnik

APMA1- W15 Automatyzacja procesów materiałowych temat 8:

Podatność systemu wytwarzania na automatyzację

Na rys.3 pokazano schematycznie przebieg procesu wdrożenia wybranej wersji zautomatyzowanego systemu

wytwarzania.

Rys. 3. Metodyka postępowania przy automatyzacji procesu wytwarzania

Przy rozpatrywaniu wariantowości automatyzacji ważnym czynnikiem jest wielkość i zróżnicowanie produkcji.

Zagadnienie to zilustrowano w postaci wykresu pokazanego na rys.4. Wykres zbudowano na podstawie danych dla spawania

łukowego. Z obszaru tej techniki wytwarzania pobrano dane użyte do wykreślenia linii granicznej strefy optymalnej tego

wykresu. Charakter zależności między różnorodnością produkcji a wielkością produkcji rocznej można jednak śmiało uogólnić

APMA1-w08podatnosc04

L.Olejnik

APMA1- W15 Automatyzacja procesów materiałowych temat 8:

Podatność systemu wytwarzania na automatyzację

na wszystkie technologie materiałowe, stosowane w produkcji części maszyn. Wyznacza ona wyraźny trend wskazujący na

kierunek rozwoju automatyzacji, która przejawia się w postaci wstępowania trzech odmian automatyzacji:



Sztywnej (wprowadzanie dedykowanych urządzeń automatyzujących),



Programowalnej (stosowanie urządzeń automatyzujących, które dostosowuje się przez wymianę programu),



Adaptacyjnej (urządzenia automatyzujące dostosowują się samoistnie bez wymiany jakichkolwiek

elementów).

Rys. 4. Rodzaje automatyzacji w zależności od wielkości i zróżnicowania produkcji [ 1 ]

Podatność systemu wytwarzania na automatyzację

Określenie kryteriów oceny procesu produkcyjnego z punktu widzenia jego podatności na automatyzację jest trudne.

Według [ 2 ] o podatności na robotyzację decydują następujące czynniki:

Rodzaj procesu technologicznego (metody wytwarzania)

Wielkość produkcji (serii)

Rodzaj eksploatowanych urządzeń technologicznych (rozważać możliwość modernizacji urządzeń, a jak nie da się to

zmienić proces i wyposażenie na nowe)

Dotychczasowy poziom mechanizacji i automatyzacji (niski poziom techniczny stanowi zagrożenie dla sumarycznej

efektywności - mała wydajność niektórych stanowisk)

Rodzaj materiału (półwyrobu) początkowego (brak akceptacji dużych odchyłek wymiarowych)

Zróżnicowanie programu produkcji (patrz rys.4: automatyzacja sztywna / elastyczna / adaptacyjna)

Rodzaj produkowanych części (wyrobów) (w robotyzacji analiza podatności manipulacyjnej)

Organizacja cyklu wytwarzania (pełne wykorzystanie zdolności produkcyjnych)

Automatyzując proces technologiczny w istocie automatyzujemy jego poszczególne części składowe, czyli operacje,

zabiegi, czynności, itd. Dlatego rozważając podatność systemu wytwarzania można oprzeć się na analizie czynności

składających się na każdą z operacji przewidzianych w planie operacyjnym wykonania części wg przyjętej technologii.

APMA1-w08podatnosc04

L.Olejnik

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: