Automatyzacja wytwarzania

Transkrypt

1 Automatyzacja wytwarzania ESP, CAD, CAM, CIM,... 1/1 Plan wykładu Automatyzacja wytwarzania: NC/CNC Automatyzacja procesów pomocniczych: FMS Automatyzacja technicznego przygotowania produkcji: CAD/CAP Automatyzacja procesów wytwarzania: CAM Integracja procesów wytwarzania i sterowania: CIM 2 Zintegrowany system wytwarzania 1/3 1

2 Komputerowo wspomagane wytwarzanie Elementy zautomatyzowanych systemów wytwórczych obrabiarki roboty urządzenia magazynowe urządzenia transportowe 4 Obrabiarki sterowane numerycznie (NC) i komputerowo (CNC) 5 Kierunki postępu w zakresie automatyzacji obrabiarek rozszerzenie możliwości technologicznych, zwiększających zakresy zabiegów lub rodzajów obróbki wykonywanych na jednej obrabiarce, minimalizacja: transportu, przezbrojeń, czasów oczekiwania; 6 2

3 Kierunki postępu w zakresie automatyzacji obrabiarek rozszerzenie zakresu funkcji obrabiarek o czynności pomocnicze, obejmujące: czynności manipulacyjne, monitorowanie i diagnostykę procesu, narzędzi i maszyny, kontrolę przedmiotu obrabianego i korekcję jego położenia, korekcję narzędzia, weryfikację i kontrolę programu sterującego, proste funkcje diagnozowania przyczyn awarii oraz reagowania na nie, usuwanie odpadów itd. 7 Kierunki postępu w zakresie automatyzacji obrabiarek możliwości równoległego wykonywania różnych czynności na obrabiarce (zarówno zabiegów, jak i czynności pomocniczych), wzrost wydajności, zmniejszenie zapotrzebowania na pomoce warsztatowe specjalne, wzrost dokładności obróbki, ułatwienie komunikacji z operatorem. 8 Nowe technologie obróbki Obróbka za pomocą strumieni energii, np. obróbka laserowa, obróbka strumieniem cieczy zawierającej zawiesinę cząstek materiału ściernego imającym prędkość naddźwiękową, cięcie strumieniem plazmy. Obróbka elektroerozyjna, w której materiał (metal) jest usuwany dzięki oddziaływaniu iskry elektrycznej o wysokiej energii powstającej między powierzchnią obrabianego przedmiotu a odpowiednią elektrodą. Obróbka elektrochemiczna, w której materiał (metal) jest usuwany w wyniku procesu elektrochemicznego zachodzącego pomiędzy obrabianym przedmiotem i elektrodą odpowiedniego kształtu w przestrzeni wypełnionej elektrolitem (kształtowanie elektrochemiczne jest odwróceniem procesu nakładania powłok metodą elektrolityczną. Obróbka chemiczna, w której materiał jest usuwany metodą kontrolowanego oddziaływania za pomocą substancji trawiącej. 9 3

4 Sterowanie numeryczne Sterowanie numeryczne (NC - Numerical Control) oznacza sterowanie automatyczne ruchami obrabiarki, a także jej funkcjami pomocniczymi zgodnie z danymi i instrukcjami tworzącymi program wprowadzany do układu sterowania ręcznie, za pomocą urządzeń pomocniczych np. czytnika taśmy papierowej lub magnetycznej. Układy NC wykorzystujące komputer noszą nazwę sterowania numerycznego komputerowego (CNC - Computer Numerical Control). Układ CNC zawiera procesor i pamięć o dużej pojemności, mogącą pomieścić program obróbki. Sposób działania i możliwości układu CNC wynikają nie z jego budowy lecz z oprogramowania. 10 Elementy układów CNC monitor do kontroli i diagnostyki procesu pamięć mogącą pomieścić kilka programów obróbki możliwość edycji programu na poziomie obrabiarki wyjście programu do zewnętrznych pamięci w celu komunikowania się z komputerem DNC możliwość programowania obrabiarki w trybie dialogowym dodatkowe układy zabezpieczające przed możliwością kolizji narzędzia i obrabiarki i in. nadzór i diagnostyka pracy obrabiarki ciągłe monitorowanie czasu pracy narzędzi pomiar i korekcja wymiarów obrabianych przedmiotów sterowanie adaptacyjne zintegrowane z układem CNC. 11 kłady sterowania obrabiarek NC (a) i CNC (b) (a) (b) informacje sprawozdawcze dla zarządzania sterownik NC monitor graficzny praca dialogowa edycja programów pamięć sterownik CNC perforator taśmy dysk/taśma magn. interface DNC rozkazy sprzężenie zwrotne rozkazy sprz. zwrotne kompensacja inf. diagnost. opcje obrabiarka obrabiarka: kompensacja błędów obróbki gospodarka narzędziami kontrola czasu pracy narzędzi wymiarów i.t.d. programowe ograniczniki przestrzeni roboczej 12 4

5 Roboty i manipulatory 13 Operacje technologiczne najczęściej wykonywane przez roboty cięcie klejenie spawanie zgrzewanie nitowanie nakładanie powłok metodą natryskową czyszczenie odlewów, itd. 14 Zautomatyzowane magazyny Podczas projekcji filmu wypisać: zauważone urządzenia transportowe elementy procesu informacyjnego realizowane w centrum dystrybucji oraz sposób klasyfikacji zamówień w celu przydzielenia ich określonym pracownikom 15 5

6 Urządzenia transportowe (AGV) 16 TYPOLOGIA URZĄDZEŃ TRANSPORTOWYCH W ESP nie związane z podłogą Systemy transportu w ESP związane z podłogą mieszane automatyczne zmechanizowane automatyczne mieszane ruch po powierzchni suwnice: -podparte -podwieszone ruch wzdłuż linii Przenośniki podwieszone np. kolej jednoszynowa wisząca ruch wzdłuż linii kierowane mechanicznie np. przenośnik podłogowy, układarka regałowa, wózek szynowy kierowane swobodnie np. wózki sterowane indukcyjnie ruch wzdłuż linii/ po powierzchni kombinacje różnych urządzeń transportowych sterowane komputerem, programowalne,z samoczynnym za- i wyładunkiem 17 Formy organizacyjne zautomatyzowanych systemów wytwórczych centra obróbkowe elastyczne komórki produkcyjne elastyczne linie produkcyjne elastyczne systemy produkcyjne 18 6

7 Kontrola jakości 19 Komputerowo wspomagane sterowanie jakością Dwa poziomy automatyzacji: automatyzacja pomiaru (sensory, liczniki, urządzenia pomiarowe) automatyzacja planowania procesu kontroli i analizy wyników 20 Kontrola jakości Podczas projekcji filmu zastanowić się w jakich sytuacjach warto zlecić kontrolę jakości na zewnątrz. 21 7

8 Utrzymanie ruchu baza danych DTR planowanie przeglądów i remontów maszyn planowanie produkcji i zakupu części wymiennych 22 Elastyczna automatyzacja wiąże się z: wysokim stopniem automatyzacji i jednocześnie elastycznością urządzeń technologicznych i pozostałych urządzeń produkcyjnych elastycznością elektronicznego układu sterowania ze wspomaganiem komputerowym elastycznością zatrudnienia i podziału pracy elastycznością realizacji zleceń produkcyjnych elastycznością cyklu produkcyjnego 23 CAM obejmuje: wytwarzanie w ESP opracowanie programów obróbki i montażu opracowanie marszrut i harmonogramów przebiegu produkcji optymalizację sterowania wytwarzaniem optymalizację sterowania jakością zarządzanie produkcją 24 8

9 PPC Sterowanie zleceniami Szacowanie kosztów Główny harmonogram produkcji MRP Bilansowanie obciążeń Uruchamianie zleceń Sterowanie produkcją Zbieranie danych operacyjnych Sterowanie (ilościowe, terminowe, ekonomiczne) Rozdzielnictwo robót CAD/CAM Opracowanie koncepcji nowego wyrobu wyrobu technologii Programy dla OSN Sterowanie numeryczne obrabiarkami i robotami Sterowanie urządzeniami transportowymi Sterowanie zapasami Sterowanie montażem Utrzymanie ruchu Sterowanie jakością 25 PPC Sterowanie zleceniami Szacowanie kosztów Główny harmonogram produkcji MRP Bilansowanie obciążeń Uruchamianie zleceń Sterowanie produkcją Zbieranie danych operacyjnych Sterowanie (ilościowe, terminowe, ekonomiczne) Rozdzielnictwo robót CAD/CAM Opracowanie koncepcji nowego wyrobu wyrobu technologii Programy dla OSN Sterowanie numeryczne obrabiarkami i robotami Sterowanie urządzeniami transportowymi Sterowanie zapasami Sterowanie montażem Utrzymanie ruchu Sterowanie jakością 26 PPC Sterowanie zleceniami Szacowanie kosztów Główny harmonogram produkcji MRP Bilansowanie obciążeń Uruchamianie zleceń Sterowanie produkcją Zbieranie danych operacyjnych Sterowanie (ilościowe, terminowe, ekonomiczne) Rozdzielnictwo robót CAD/CAM Opracowanie koncepcji nowego wyrobu wyrobu technologii Programy dla OSN Sterowanie numeryczne obrabiarkami i robotami Sterowanie urządzeniami transportowymi Sterowanie zapasami Sterowanie montażem Utrzymanie ruchu Sterowanie jakością 27 9

10 PPC Sterowanie zleceniami Szacowanie kosztów Główny harmonogram produkcji MRP Bilansowanie obciążeń Uruchamianie zleceń Sterowanie produkcją Zbieranie danych operacyjnych Sterowanie (ilościowe, terminowe, ekonomiczne) Rozdzielnictwo robót CAD/CAM Opracowanie koncepcji nowego wyrobu wyrobu technologii Programy dla OSN Sterowanie numeryczne obrabiarkami i robotami Sterowanie urządzeniami transportowymi Sterowanie zapasami Sterowanie montażem Utrzymanie ruchu Sterowanie jakością planowanie implementacja 28 PPC Sterowanie zleceniami Szacowanie kosztów Główny harmonogram produkcji MRP Bilansowanie obciążeń Uruchamianie zleceń Sterowanie produkcją Zbieranie danych operacyjnych Sterowanie (ilościowe, terminowe, ekonomiczne) Rozdzielnictwo robót Zintegrowana baza danych CAD/CAM Opracowanie koncepcji nowego wyrobu wyrobu technologii Programy dla OSN Sterowanie numeryczne obrabiarkami i robotami Sterowanie urządzeniami transportowymi Sterowanie zapasami Sterowanie montażem Utrzymanie ruchu Sterowanie jakością 29 Komputerowo wspomagane projektowanie konstrukcji wyrobu koncepcja (analiza wymagań, analiza wariantów rozwiązania, ocena rozwiązań), 71% informacji w postaci graficznej, opracowanie projektu (uszczegółowienie koncepcji, wykonanie rysunku złożeniowego, wykonanie modelu, ocena rozwiązań), 95% informacji w postaci graficznej, projekt szczegółowy (opracowanie rysunków konstrukcyjnych, ocena rozwiązań) 65% informacji w postaci graficznej

11 Komputerowo wspomagane projektowanie technologii wyrobu Projekt procesu technologicznego obejmuje: ustalenie materiału wyjściowego, ustalenie kolejności operacji, ustalenie obrabiarki, narzędzi i przyrządów, określenie normatywnych czasów obróbki. 31 Koncepcja komputerowo zintegrowanego wytwarzania (CIM) odnosi się do integracji informacji przetwarzanych podczas sterowania i realizacji procesów gospodarczych w przedsiębiorstwie przemysłowym. 32 Elementy komputerowo zintegrowanego systemu wytwarzania komputerowo wspomagane wytwarzanie (ESP) komputerowo wspomagane sterowanie jakością (CAQ) utrzymanie ruchu komputerowo wspomagane projektowanie konstrukcji (CAD) komputerowo wspomagane projektowanie technologii (CAP) planowanie i sterowanie produkcją (PPC) 33 11

12 Planowanie i sterowanie produkcją (PPC) Zarządzanie danymi podstawowymi Głównym celem jest minimalizacja redundancji danych dotyczących: struktury wyrobu (schemat montażowy) instrukcji obróbki narzędzi i przyrządów oraz relacji między nimi. 34 Sterowanie zintegrowanym systemem wytwarzania 35 CIM obejmuje integrację procesów: technologicznych kontroli transportu ESP składowania komputerowo wspomaganego przygotowania produkcji (CAP, CAPP) komputerowo wspomaganego konstruowania (CAE) komputerowo wspomaganego projektowania (CAD) komputerowo wspomaganego sterowania wytwarzaniem (CAMC) komputerowo wspomaganego sterowania jakością (CAQ/CAQC) i testowania wyrobów i maszyn (CAT) 36 12