Tự động hóa sản xuất-3 loại hình tự động hóa hiện nay

Tự động hóa là cụm từ mà chắc chắn bạn đã và đang được nghe ngày một thường xuyên khi ai đó đề cập tới chủ đề phát triển nền công nghiệp 4.0-xu thế của nền công nghiệp trên thế giới. Một trong những lĩnh vực ứng dụng quan trọng nhất của công nghệ tự động hóa là sản xuất. Đối với nhiều người, tự động hóa có nghĩa là tự động hóa sản xuất. Trong phần này, các loại tự động hóa được giới thiệu và các ví dụ về các hệ thống tự động sẽ được sử dụng trong sản xuất được mô tả cho bạn đọc.

Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về các loại tự động hóa và ứng dụng của chúng trong sản xuất hiện đại dưới đây.

3 loại hình tự động hóa trong sản xuất có thể được phân biệt dưới đây

1- tự động hóa cố định (máy tự động cứng)

2- tự động hóa có thể lập trình (máy tự động mềm)

và 3-tự động hóa linh hoạt.

Tự động hóa cố định-Fixed automation

Tự động hóa cố định còn được biết đến với tên gọi là “tự động hóa cứng”, khái niệm này đề cập đến một cơ sở sản xuất tự động trong đó trình tự của các hoạt động chế biến, sản xuất được cố định bởi cấu hình thiết bị-máy tự động cứng.

Trên thực tế, các lệnh được lập trình được chứa trong máy ở dạng cam, bánh răng, hệ thống dây điện và các phần cứng khác không thể dễ dàng thay đổi từ kiểu sản phẩm này sang kiểu sản phẩm khác. Hình thức sản xuất tự động hóa này có đặc điểm là đầu tư ban đầu cao và tỷ lệ sản xuất cao.

Do đó, hình thức tự động hóa cố định này phù hợp với các sản phẩm được sản xuất với khối lượng lớn, sản xuất hàng loạt theo lô loạt. Sản phẩm tiêu chuẩn và không thay đổi về thiết kế, công năng từ năm này qua năm khác. Lô hàng này qua lô hàng khác.

tu dong hoa co dinh

Ví dụ về tự động hóa cố định bao gồm dây chuyền gia công được tìm thấy trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô, máy lắp ráp tự động và các quy trình hóa học nhất định như luyện kim, tuyển quặng, sản xuất phụ gia, hóa chất, nước giải khát.

Tự động hóa có thể lập trình-programmable automation

Đây là một hình thức tự động hóa phổ biến để sản xuất sản phẩm theo lô. Các sản phẩm được làm với số lượng hàng loạt từ vài chục đến vài nghìn chiếc cùng một lúc. Đối với mỗi lô mới, thiết bị sản xuất phải được lập trình lại và thay đổi để phù hợp với kiểu dáng sản phẩm mới.

Việc lập trình lại và chuyển đổi này cần thời gian để hoàn thành và có một khoảng thời gian không hiệu quả, sau đó là quá trình chạy sản xuất cho mỗi lô mới. Tốc độ sản xuất trong tự động hóa lập trình thường thấp hơn so với tự động hóa cố định, bởi vì thiết bị được thiết kế để tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển đổi sản phẩm hơn là chuyên môn hóa sản phẩm.

Một số máy công cụ điều khiển số(máy NC, CNC) là một ví dụ điển hình về tự động hóa có thể lập trình được. Chương trình được mã hóa trong bộ nhớ máy tính cho từng kiểu sản phẩm khác nhau và máy công cụ được điều khiển bởi chương trình máy tính.

tu dong hoa co the lap trinh

Các máy tự động được lập trình PLC, máy tự động mềm phục vụ các sản phẩm theo yêu cầu khách hàng là một ví dụ về tự động hóa lập trình được. Mạch PLC được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện và cơ khí hoạt động theo quỹ đạo, lực, thời gian chính xác được lên kích bản trước nhằm thực hiện một công đoạn nào đó: transfer, pick & place, check, inspection…Lập trình PLC có thể tùy biến linh hoạt với mức độ thay đổi không nhiều của sản phẩm và yêu cầu sản xuất. Được ứng dụng rất hiệu quả với các sản phẩm có nhiều model không quá khác nhau về kích thước và hình dáng. Miễn sao không làm thay đổi nguyên lý hoạt động của máy tự động chuyên dụng đó.

Robot công nghiệp là một ví dụ khác và tự động hóa có thể lập trình được, điển hình là cánh tay robot xếp hàng lên pallet và robot cộng tác đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất, lắp ráp và logistic.

Tự động hóa linh hoạt-flexible automation

Tự động hóa linh hoạt là một phần mở rộng của tự động hóa có thể lập trình được. Điểm bất lợi với tự động hóa có thể lập trình là thời gian cần thiết để lập trình lại và thay đổi thiết bị sản xuất cho mỗi lô sản phẩm mới. Điều này làm mất thời gian sản xuất, gây tốn kém.

Trong tự động hóa linh hoạt, sự đa dạng của các sản phẩm được giới hạn đủ để việc chuyển đổi thiết bị có thể được thực hiện rất nhanh chóng và tự động. Việc lập trình lại các thiết bị trong tự động hóa linh hoạt được thực hiện ngoại tuyến; nghĩa là, việc lập trình được thực hiện tại một thiết bị đầu cuối máy tính mà không cần sử dụng chính thiết bị sản xuất. Theo đó, không cần phải nhóm các sản phẩm giống hệt nhau thành lô; thay vào đó, một hỗn hợp các sản phẩm khác nhau có thể được sản xuất ngay sau đó.

tu dong hoa linh hoat

Dây chuyền sản xuất tự động 

Một dây chuyền sản xuất tự động bao gồm một loạt các máy trạm được kết nối với nhau bằng hệ thống trung chuyển để di chuyển các bộ phận giữa các trạm.

Máy trạm thường là các máy tự động chuyên dụng được thiết kế phục vụ một công đoạn nào đó trong quy trình sản xuất, lắp ráp sản phẩm. Hệ thống trung chuyển thường là băng tải công nghiệp.

Đây là một ví dụ về tự động hóa cố định, vì các dây chuyền này thường được thiết lập để vận hành sản xuất lâu dài, có thể tạo ra hàng triệu sản phẩm và chạy trong vài năm giữa các lần thay đổi. Mỗi máy trạm được thiết kế để thực hiện một hoạt động xử lý cụ thể, để các parts hoặc sản phẩm được xây dựng theo từng bước khi nó tiến dọc theo dây chuyền.

Một sản phẩm thô một phần đi vào ở một đầu của dây chuyền, đi qua từng máy trạm và xuất hiện ở đầu kia như một sản phẩm đã hoàn thiện. Trong hoạt động bình thường của dây chuyền, có một phần công việc được xử lý tại mỗi trạm, do đó nhiều công đoạn được xử lý đồng thời và một sản phẩm hoàn thiện được sản xuất theo từng chu kỳ của dây chuyền.

tu dong hoa san xuat o to

Các hoạt động khác nhau, di chuyển các chi tiết (transfer) và các hoạt động khác diễn ra trên một hệ thống tự động. Tất cả các dây chuyền phải được sắp xếp theo trình tự và điều phối hợp lý để dây chuyền hoạt động hiệu quả.

Các dây chuyền tự động trong sản xuất hiện đại được điều khiển bởi bộ điều khiển logic có thể lập trình, là những máy tính đặc biệt tạo điều kiện kết nối với thiết bị công nghiệp (chẳng hạn như dây chuyền sản xuất tự động) và có thể thực hiện các loại chức năng định thời và trình tự cần thiết để vận hành thiết bị đó.

Dây chuyền sản xuất tự động được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, nổi bật nhất là ngành công nghiệp sản xuất ô tô , nơi chúng được sử dụng cho các quy trình như gia công CNC và gia công ép. Gia công là một quá trình sản xuất trong đó kim loại được loại bỏ bằng một công cụ cắt hoặc định hình, để phần gia công còn lại có hình dạng mong muốn. 

Máy móc và các thành phần động cơ thường được thực hiện bằng quy trình này. Trong nhiều trường hợp, phải thực hiện nhiều thao tác để tạo hình hoàn chỉnh cho chi tiết. Nếu chi tiết, thiết bị được sản xuất hàng loạt, dây chuyền tự động thường là phương pháp sản xuất kinh tế nhất. Nhiều hoạt động riêng biệt được chia cho các máy trạm. Các dây chuyền chuyển giao có từ khoảng năm 1924.

Các hoạt động gia công ép liên quan đến việc cắt và tạo hình các chi tiết từ kim loại tấm. Ví dụ về các chi tiết như vậy bao gồm tấm thân ô tô, vỏ ngoài của các thiết bị chính (ví dụ: máy giặt và dây chuyền máy giặt), và đồ nội thất bằng kim loại (ví dụ: bàn làm việc và tủ tài liệu).

Nhiều hơn một bước xử lý thường được yêu cầu để hoàn thành một chi tiết phức tạp. Một số máy ép được kết nối với nhau theo trình tự bằng cơ chế xử lý chuyển các chi tiết đã hoàn thành một phần từ máy ép này sang máy ép tiếp theo, do đó tạo ra một dây chuyền ép tự động.

Như đã đề cập ở trên, mời bạn đọc tiếp tục

Tìm hiểu về phương pháp điều khiển số

trong tự động hóa sản xuất.