Bài giảng Tự động hóa quá trình sản xuất - Chương 1: Khái quát về tự động hóa quá trình sản xuất

12/3/2021 
Hồ Viết Bình 
1 
TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT  ( Automation of Manufacturing process) 
12/3/2021 
Hồ Viết Bình 
2 
MỤC TIÊU MÔN HỌC 
Sau khi học, có thể làm được: 
1- Lắp đặt, khai thác, bảo trì các hệ thống tự động. 
2- Thiết kế, chế tạo một số hệ thống tự động đơn giản. 
12/3/2021 
Hồ Viết Bình 
3 
NỘI DUNG MÔN HỌC 
Chương 1- Khái quát về TĐH QTSX 
Chương 2- Cấu trúc hệ thống TĐH 
Chương 3- Cấp phôi tự động 
Chương 4- Kiểm tra tự động 
Chương 5- Hệ thống sản xuất tự động 
Chương 6- Lắp ráp tự động 
12/3/2021 
Hồ Viết Bình 
4 
[1]. PGS.TS. Trần Văn Địch – TS. Trần Xuân Việt 
Tự động hóa quá trình sản xuất - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà nội –2001. 
[2]. Hồ Viết Bình 
Tự động hóa quá trình sản xuất – Trường Đại học sư phạm kỹ thuật - 1998. 
[3]. Lê Văn Doanh – Phạm Thượng Hàn 
Các bộ cảm biến trong kỹ thuật đo lường và điều khiển - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà nội –2002. 
[4]. GS.TS. Trần Văn Địch 
	Tự động hoá sản xuất - 2008 
TÀI LIỆU HỌC TẬP CHÍNH 
TỰ ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT- HỒ VIẾT BÌNH, TRẦN THẾ SAN, NXB KHKT 2009 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
12/3/2021 
Hồ Viết Bình 
5 
 Phương pháp giảng dạy và học tập 
Giáo viên nêu vấn đề 
Sinh viên tự chuẩn bị hoặc thảo luận theo nhóm 
Sinh viên trình bày kết quả thảo luận 
Giáo viên tóm tắt nội dung và mở rộng vấn đề 
Giáo viên thuyết trình ở một số nội dung 
6 
Chương 1 KHÁI QUÁT VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT  
1.1. TÓM TẮT LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 
1.2. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 
1.3. MỤC TIÊU CỦA TĐH 
1.4. ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ CỦA TĐH 
2. TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 
3. VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA CỦA TĐHQTSX: 
4. CÁC NGUYÊN TẮC ỨNG DỤNG TĐHQTSX: 
7 
1.1-TÓM TẮT LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 
Mặc 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. 
Caùc maùy töï ñoäng cô hoïc ñaõ ñöôïc söû duïng ôû Ai Caäp coå vaø Hy Laïp khi thöïc hieän caùc maøn muùa roái ñeå loâi keùo nhöõng ngöôøi theo ñaïo. Trong thôøi trung coå ngöôøi ta ñaõ bieát ñeán caùc maùy töï ñoäng cô khí thöïc hieän chöùc naêng ngöôøi gaùc coång cuûa Albert. Moät ñaëc ñieåm chung cuûa caùc maùy töï ñoäng keå treân laø chuùng khoâng coù aûnh höôûng gì tôùi caùc quaù trình saûn xuaát cuûa xaõ hoäi thôøi ñoù . 
Máy tự động đầu tiên được sử dụng trong công nghiệp do một thợ cơ khí người Nga, ông Ponxzunop chế tạo vào năm 1765. Nhôø noù maø möùc nöôùc trong noài hôi ñöôïc giöõ coá ñònh khoâng phuï thuoäc vaøo löôïng tieâu hao hôi nöôùc 
Năm 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. 
8 
1.1-TÓM TẮT LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 
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... 
Gần đây, ở các nước phát triển đã tiến hành phát triển rộng rãi TĐH trong sx loạt nhỏ và vừa. 
Nhờ các thành tựu từ CNTT và các ngành khác mà ngành TĐHQTSX đang có những bước phát triển nhanh chóng. 
9 
1.2- MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 
1- Cơ khí hóa 
2- Tự động hóa 
3- Tự động hóa chu kỳ 
4- Tự động hóa máy 
5- Dây chuyền tự động 
6- Hệ thống thiết kế và sản xuất tự động 
7- Hệ thống tự động tổng hợp 
8- Hệ thống sản xuất linh hoạt 
9- Rô bốt công nghiệp 
10 
 1- CƠ KHÍ HÓA 
11 
2- TỰ ĐỘNG HÓA 
Tự động hóa là một lĩnh vực KHKT ứng dụng: 
Các cơ sở lý thuyết 
Các nguyên tắc cơ bản 
Nhằm thiết lập các hệ thống điều khiển và kiểm tra tự động các quá trình 
Mục đích cuối cùng: giảm bớt và loại bỏ sự tham gia trực tiếp của con người 
12 
3- TỰ ĐỘNG HÓA CHU KỲ 
13 
4- TỰ ĐỘNG HÓA MÁY 
14 
5- DÂY CHUYỀN TỰ ĐỘNG  
15 
6- HỆ THỐNG THIẾT KẾ VÀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG 
CAD/CAM-CNC 
CAD: Computer Aided Design 
CAM: Computer Aided Manufacturing 
16 
7- HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TỔNG HỢP (CIM) 
CIM: Computer Integrated Manufacturing 
17 
8- HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT 
(FMS: Flexible Manufacturing Systems) 
18 
9- ROBOT CÔNG NGHIỆP 
19 
1.3- MỤC TIÊU CỦA TỰ ĐỘNG HOÁ 
Mục tiêu đơn giản là tăng năng suất và giảm giá thành 
Mục tiêu cao hơn là tăng chất lượng và tính linh hoạt trong sản xuất 
Áp dụng trong môi trường nguy hiểm cho sức khỏe 
20 
1.4. ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ CỦA TĐH 
ƯU ĐIỂM CHỦ YẾU : 
Thay thế con người trong các công việc buồn tẻ, trong các môi trường nguy hiểm 
Thực hiện các công việc ngoài khả năng con người: quá lớn, quá nóng, qúa lạnh, quá nhanh, quá chậm 
Cải thiện kinh tế nói chung 
HẠN CHẾ : 
Không thể TĐH tất cả các nhiệm vụ mong muốn 
Chi phí ban đầu cao 
Máy tiện có chương trình làm việc theo chương trình tự động hoàn toàn 
2.1.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. 
TĐHQTSX được chia thành 2 mức: 
TĐH từng 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. 
TĐH toàn phần: Tự động hóa toàn bộ quá trình gia công, kiểm tra, lắp ráp. 
TĐHQTSX chia thành 3 giai đoạn: 
Máy tự động. 
Đường ray tự động. 
Xưởng tự động. 
Máy tự động (phôi thanh) 
Cơ cấu 
sinh lực 
Cơ cấu 
truyền lực 
Cơ cấu 
chấp hành 
Cơ cấu 
công tác 
Cơ cấu 
chạy không 
Cơ cấu 
điều khiển 
Bàn dao dọc 
Bàn dao ngang 1 
Bàn dao ngang 2 
Bàn dao ngang 3 
Đồ gá ta-rô ren 
Cơ cấu cấp phôi 
Cơ cấu kẹp phôi 
Cơ cấu phân độ 
Cơ cấu định vị 
Trục phân phối 
Cơ cấu siêu việt 
Phanh 
Cơ cấu bảo hiểm 
Sơ đồ cấu trúc máy tự động 
Sơ đồ cấu trúc đường dây tự động 
Sơ đồ cấu trúc xưởng tự động 
3.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: 
4.1.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. 
4.2.Nguyên tắc toàn diện: 
Tất cả các thành phần quan trọng của qtsx (đối tượng, công nghê, thiết bị chính-phụ, hệ thống điều khiển..) phải được xem xét và giải quyết triệt để. 
Để tuân thủ nguyên tắc này 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. 
4.3.Nguyên tắc có nhu cầu. 
4.4.Nguyên tắc hợp điều kiện. 
CHƯƠNG 2BÀI TOÁN MÔ HÌNH HÓACÁC THIẾT BỊ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG 
A.BÀI TOÁN MÔ HÌNH HÓA: