Automatyzacja i robotyzacja procesów produkcyjnych Wykłady

Wykład 1

Literatura podstawowa:
[1] Honczarenko J.: Elastyczna automatyzacja wytwarzania. WNT, Warszawa 2000
*2+ Kosmol J.: Automatyzacja obrabiarek i obróbki skrawaniem. WNT, Warszawa 2000
*3+ T. Mikulczyoski, Automatyzacja procesów produkcyjnych, 2006 Wydawnictwa Naukowo – Techniczne 2006,

*4+ Samek A.: Projektowanie oprzyrządowania technologicznego. PWN, Warszawa Kraków 1976.
*5+ Tchoo K., Mazur A., Dulęba

I., Hossa R., Muszyoski R., Manipulatory

i roboty mobilne. Akademicka Oficyna Wydawnicza, Warszawa 2000.
*6+ Pochopieo B., Automatyzacja procesów przemysłowych WSiP, Warszawa 1993
Literatura uzupełniająca:
*1+ Feld M.: Projektowanie i automatyzacja procesów technologicznych części maszyn. WNT, Warszawa 1994.
*2+ Poradnik inżyniera. Tom II. Obróbka skrawaniem. Praca zbiorowa. WNT. Warszawa 1993

1. Proces produkcyjny (proces produkcji, produkcja) – całokształt działao związanych z

przekształceniem surowców i materiałów w produkty gotowe (z przeznaczeniem dla zewnętrznego odbiorcy).
Efektem ekonomicznym procesu produkcyjnego jest wartośd dodana.

2. Elementy procesu produkcyjnego:



proces technologiczny (proces podstawowy);



procesy pomocnicze;



kontrola jakości,



magazynowanie,



transport wewnętrzny

3. Pojęcie automatyzacji i robotyzacji procesów produkcyjnych jest bardzo obszerne i obejmuje tzw. małą

automatyzację ruchów i czynności jak również automatyzację dużych ciągów produkcyjnych.

4. Kierunkiem rozwoju automatyzacji i robotyzacji procesów produkcyjnych jest dążenie do w pełni

zautomatyzowanej, bezobsługowej produkcji.

5. Automatyzacja procesów produkcyjnych zajmuje się zagadnieniami automatyzacji w technologicznych procesach

materiałowych i projektowaniem automatycznych urządzeo podających, odbierających, przenoszących,
smarujących i innych realizujących czynności pomocnicze oraz automatyzacją przezbrajania stanowisk roboczych.
(rysunek 1).

Na tym rysunku mamy przykład zautomatyzowanego gniazda do produkcji blaszanych wyrobów metalowych –
podano nazwy funkcji, które musi spełniad typowe stanowisko służące do produkcji części maszyn przy użyciu
technologii materiałowych.

6. Ogólnie można przyjąd, że automatyzację dzielimy na dwie grupy:



Automatyzację technicznego przygotowania produkcji.



Automatyzację wytwarzania.

7. Typowe zadanie inżynierskie w zakresie automatyzacji wytwarzania

w produkcji dla przedstawionego przykładu można sformułowad następująco:



zaprojektowad zautomatyzowane stanowisko przeznaczone do produkcji wyrobów o złożonych kształtach

i wysokich właściwościach wytrzymałościowych,



do stanowiska roboczego należy doprowadzid oprzyrządowanie specjalne oraz materiał wyjściowy a

odprowadzad wykonane wyroby,



po odczytaniu zadania obróbczego i przygotowaniu stanowiska, praca przebiega ruchem ciągłym aż do

zakooczenia zlecenia produkcyjnego

8. Omówione zadanie inżynierskie sprowadza się do rozwiązania trzech elementarnych zagadnieo:



Zapewnid szybkie przystosowanie urządzeo do produkcji nowego wyrobu.



Zapewnid współdziałanie urządzeo realizujących rozmaite funkcje technologiczne w czasie cyklu.



Podanie porcji materiału, zapewnienie przepływu przez strefy robocze

i uporządkowane odprowadzenie wyrobu.

9. W procesie automatyzacji procesów produkcyjnych stawiane są następujące szczegółowe cele:



poznanie konsekwencji automatyzacji,



specyfikowanie typu automatyzacji – wybór między automatyzacją sztywną (dedykowaną) a

programowalną (elastyczną),



zrozumienie roli robotyzacji w technologiach materiałowych,



poznanie wybranych zagadnieo konstrukcji systemów automatyki,



dobór elementów do układów,



bezpieczeostwo układów automatyki.

10. Automatyzacji procesów produkcyjnych dokonuje zespół

o następującym składzie:



Technolog.



Automatyk.



Informatyk.



Elektryk.



Mechanik.

11. Rys historii obrabiarek:
-

pierwszą historycznie udokumentowaną obrabiarką była tokarka, która była prawdopodobnie używana w
Mykenach 1200 lat p.n.e.,

-

w średniowieczu wprowadzono obrabiarki napędzane siłą wody: tokarki, piły, wiertarki, młoty i inne.

Obrabiarki nie uległy poważniejszym przemianom aż do początków rewolucji przemysłowej.

Rys 2. Względny wzrost wynalazczości. Punkt A – wprowadzenie brązu, B – gwałtowny spadek wynalazczości powiązany z podzieleniem społeczeostwa na
kasty, C – odkrycie metody wytwarzania żelaza (stali), D – rozwój postępu do kultury ateoskiej, E – ponowne zahamowanie postępu technicznego, F –
rozwój wynalazczości spowodowany podbojami Aleksandra Wielkiego, G – H – brak wynalazczości, stosowanie odkrytych dawniej praw i zjawisk, I – ciągły
rozwój trwający do dnia dzisiejszego, J – brak możliwości pełnego stosowania nowych metod technicznych powstrzymywał powstawanie nowych
wynalazków, K – rewolucja przemysłowa w Anglii.

12. Rewolucja przemysłowa (zwanej też niekiedy przewrotem przemysłowym) nazywamy zmiany, bądź szereg zmian

w procesach technologicznych, życiu społecznym, ekonomicznym i gospodarczym, które mają doprowadzid do
ulepszenia życia człowieka, rozwoju gospodarki, zmian wielu przyzwyczajeo, sposobu komunikacji międzyludzkiej.

13. Przyczyny rewolucji przemysłowej:


eksplozja demograficzna,



rewolucja rolna.

Przyjmuje się, że rewolucja przemysłowa zaczęła się w Anglii w drugiej połowie XVIII wieku.

14. Rewolucja przemysłowa przyczyniła się do wielu odkryd, między innymi, na wynalezieniu:
•

mechanicznego krosna,

•

wytopu żelaza przy użyciu koksu,

•

skonstruowano silnik – Diesel,

•

maszynę parową – Watt.

15. Zasady Taylora można wyrazid w następujących punktach:


Zastąpienie opartych na tradycji i rutynie sposobu pracy przez nowe sposoby opracowane na podstawie

doświadczeo i specjalnych studiów ruchów potrzebnych dla wykonania określonej pracy.



Doboru robotników najlepiej przystosowanych do danej pracy

i tematyczne nauczanie ich nowych zasad pracy.



Oddzielenie przygotowania pracy do jej wykonania, w celu zwolnienia robotników od wykazania jakiejkolwiek

inicjatywy, przerzucając tę czynnośd wyłącznie na kierownictwo. Wprowadzenie podziału pracy wśród
wykonawców, kierownictwo, podziału procesu produkcyjnego na operacje, zabiegi, chwyty itp.



Wprowadzenie systemu płacy opartego na podziale zysków otrzymanych z nadwyżek produkcji.

16. Do kolejnej rewolucji przemysłowej przyczyniła się I i II wojna światowa. O dynamice rozwoju automatyzacji

świadczyd może to, iż wyposażenie do automatycznej kontroli maszyn i procesów technologicznych w roku 1923 w
USA stanowiło 8 % ogólnej sprzedaży maszyn, a w roku 1939 już 35 %.

Z okresu po II wojnie światowej możemy wymienid najważniejsze osiągnięcia i udoskonalenia :
 Uproszczenie obsługi i automatyzacja,
 Rozwój obrabiarek kopiowych,
 Wprowadzenie automatycznej wymiany narzędzia i przedmiotu obrabianego,
 Automatyzacja pomiarów połączona z kompresją zużycia narzędzia,
 Udoskonalenie metod obróbki wykaoczającej,
 Wprowadzenie sterowao programowych.

17. Tendencje rozwojowe w budowie maszyn zakładaj ciągły wzrost ich osiągów, przy równoczesnym zmniejszeniu

kosztów produkcji i eksploatacji oraz zwiększeniu trwałości i niezawodności. W efekcie produkowane obecnie
maszyny charakteryzują się dużym wytężeniem, tzn. dużym nasileniem oddziaływao czynników cieplnych,
mechanicznych i chemicznych.

18. Współczesne urządzenia i maszyny cechuje:


− rosnąca złożonośd z rosnącym udziałem precyzyjnych części mechanicznych oraz z rosnącym udziałem

elementów elektronicznych,



− duży udział rozwiązao o charakterze zamkniętych „nierozbieralnych”

i całościowo wymienialnych modułów,



− szybką możliwością diagnozowania stanu technicznego urządzeo

w oparciu o specjalistyczne, często elektroniczne urządzenia diagnostyczne,



− wizualizacja problemów technicznych występujących na maszynie,



− wbudowany „inteligentny system wykrywania błędów”,



− skromny opis zasad pracy i obsługi urządzenia w formie dokumentacji techniczno – ruchowej.

19. Wielu praktyków podkreśla, że:


− duży udział części elektronicznych spowodował, że urządzenia i maszyny są trwalsze,



− w dalszym ciągu przy maszynach i urządzeniach bardzo istotnym jest tzw. proces docierania lub dopasowywania

się elementów maszyn,



− większego znaczenia nabiera posiadanie na zapasie standardowych części zamiennych, aby skracad czas reakcji

na wystąpienie awarii,



− wprowadzenie do nich systemów diagnozujących ich stan, zwiększa ich bezawaryjnośd,



− wzroście obciążeo i prędkości, co prowadzi do znacznej intensyfikacji procesów starzenia i zużycia.

20. Wysokie wymagania dotyczące niezawodności i pełnej gotowości eksploatacyjnej wiążą się z koniecznością

skutecznego zarządzania parkiem maszynowym, gdzie dominującym czynnikiem staje się umiejętne gromadzenie i
przetwarzanie wiedzy. W tym celu coraz częściej wykorzystywane są systemy komputerowe wspomagania
zarządzaniem parkiem maszynowym.