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

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

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 palletrobot 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

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

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.

Bài viết liên quan
20-10-2019
Tự động hóa - các hệ thống tự động hóa sản xuất và các ví dụ Tự động hóa trong nền công nghiệp hiện đại, đặc biệt trong cuộc cách mạng công nghiệp toàn cầu lần thứ 4 đang diễn ra là một phần quan trọng. Trong đó tự động hóa trong sản xuất là một lĩnh vực được đặc biết chú trọng góp phần phát triển nền sản xuất tự động với độ chính xác và năng suất vượt trội. Về cơ bản hệ thống sản xuất tự động, hệ thống tự động hóa hiện nay có thể được phân thành 3 loại dưới đây: Tự động hóa cố định (Fixed automation) Tự động hóa lập trình (Programmable automation), và Tự động hóa linh hoạt. (Flexible automation) Ví dụ về tự động hóa cố định TỰ ĐỘNG HÓA CỐ ĐỊNH Đây là một hệ thống tự động trong đó trình tự xử lý (hoặc lắp ráp) được cố định bởi cấu hình của các thiết bị tự động. Các hoạt động trong dây chuyền sản xuất thường đơn giản. Tuy nhiên chính sự tích hợp và phối hợp của nhiều hoạt động như vậy vào một thiết bị làm…
21-06-2019
Cơ hội của ngành tự động hóa trong thời đại 4.0 Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 (chúng ta hay được nghe với tên gọi Thời đại 4.0) đang diễn ra mạnh mẽ. Chiến tranh thương mại và sự phát triển nóng của nền công nghiệp Trung Quốc đang dẫn tới chuyển dịch luồng vốn đầu tư từ các nước trong khu vực châu Á (Nhật Bản, Hàn Quốc, Singapore, Đài Loan…) vào Việt Nam. Các khu công nghiệp, các nhà máy hiện đại trong các lĩnh vực chế tạo cơ khí, dệt may, lắp ráp điện tử với các dây chuyền tự động hóa đang hình thành ngày một nhiều và phát triển mạnh mẽ tại Việt Nam. Rõ ràng, đây là cơ hội việc làm lớn không chỉ cho những người công nhân lao động phổ thông mà đó còn là môi trường lí tưởng cho nguồn lao động có trình độ nói chung và các kỹ sư tự động hóa nói riêng. Bởi tính cấp thiết về nguồn nhân lực chất lượng cao có chuyên môn về “Điều khiển và Tự động hóa”, thiết kế, chế tạo máy tự động; làm chủ các dây truyền sản…
26-03-2021
Như đã thảo luận ở trên, điều khiển số là một dạng tự động hóa có thể lập trình được, trong đó máy được điều khiển bằng các số (và các ký hiệu khác) đã được mã hóa trên băng giấy đục lỗ hoặc một phương tiện lưu trữ thay thế .  Xem phần trước: 3 loại hình tự động hóa trong sản xuất Việc áp dụng ban đầu của điều khiển số là trong máy công cụ. Để kiểm soát vị trí của một dụng cụ cắt gọt liên quan đến các công việc một phần là gia công. Chương trình NC đại diện cho tập hợp các lệnh gia công cho chi tiết, sản phẩm cụ thể. Các số được mã hóa trong chương trình chỉ định x - y - z tọa độ trong hệ trục Descartes, xác định các vị trí khác nhau của dụng cụ cắt liên quan đến các thành phần làm việc. Bằng cách sắp xếp các vị trí này trong chương trình, máy công cụ sẽ được điều hướng để thực hiện gia công chi tiết. Hệ thống điều khiển phản hồi vị trí được sử dụng trong hầu hết các máy NC, máy CNC để xác minh rằng các lệnh được mã hóa đã được thực hiện một cách chính xác. Ngày…
11-05-2019
Kho thông minh nói riêng và các thành tựu tự động hóa, công nghệ ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất nói chung đang không ngừng phát triển và có ảnh hưởng lớn trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Và nó tiến bộ nhanh đến mức khó có thể dự đoán được điều gì sắp xảy ra. Điều này đặc biệt đúng đối với các lĩnh vực quản lý và điều hành các kho hàng, hoạt động xuất nhập kho tự động. Hoạt động pân phối vật tư vào sản xuất, và hậu cần cho các dây chuyền sản xuất, lắp ráp trong các dây chuyền nhà máy. Nếu bạn là người mua hàng, hoặc có ảnh hưởng đến việc mua hàng trong chuỗi sản xuất, chắc chắn bạn đã nhận thức rõ về sự xuất hiện của kho thông minh trong công việc của mình. Từ một từ xa lạ và khó hiểu, hoặc thậm chí là một giấc mơ xa vời, kho thông minh đang trở thành hiện thực, phục vụ yêu cầu của hệ thống kho nhờ được hỗ trợ bởi các công nghệ hệ đại và đa năng, đang thay đổi cách thức…