Upload
acu-nicu
View
107
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
ir fabricatia automatizata roboti
Citation preview
ROBOTICA
Bogdan MOCAN
Departamentul Ingineria Proiectării si Robotica
e-mail: [email protected]
Robotizarea fabricației I
Curs 3 – Fabricația automatizata si robotizata
ROBOTICA
1
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Realitatile industriei de astazi
• Globalizarea: astazi tarile odata subdezvoltate, au devenit jucatorii principali in domeniul fabricatiei (ex. China, India, Mexic);
• Internaționalizarea outsourcing-ului: părți componente ale produselor sau chiar produsele complete care odată se făceau local, astăzi se fac in tari precum China, India sau Europa de Est;
• Outsourcing-ul local: utilizarea furnizorilor locali pentru a furniza elemente componente ale produselor sau servicii
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Sistem de productie
Un sistem care include toate funcțiile necesare pentru a proiecta, produce, distribuiși asigura servisul pentru un produs fabricat.
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Sisteme de productie automate
Sistemele de producție automatizate constau din stații de lucru automatizate conectate prin sisteme de manipulare a materialelor a căror acționare este corelata cu stațiile de lucru.
La modul ideal, in cazul sistemelor automate, nu este nevoie de nici un operator uman, cu excepția funcțiilor auxiliare, cum ar fi: încărcarea și descărcarea pieselor, precum și activități de reparații și întreținere.
Sistemele automatizate moderne sunt sisteme integrate, care funcționează sub controlul unui calculator de process (PLC).
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Structura sistemelor de productieautomate
Sistem automat de productie
Operatoriumani
Procese de
transformare
Componenta sistemelor automate:
1. Mașini unelte automate
2. Linii de transfer
3. Sisteme de montaj automatizate
4. Roboti industriali
5. Sisteme automate de manipulare
si depozitare
6. Sisteme automate de inspecție si
control automat al calității
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Cu ce scop automatizam/ robotizam?
• Pentru a creste productivitatea muncii
• Pentru a reduce costul forţei de muncă
• Pentru a diminua efectele lipsei forţei de muncă
• Pentru a reduce sau elimina procedurile/ instructiunile şi implicit activitatile de redactare a lor
• Pentru a îmbunătăţi siguranţa muncitorilor
• Pentru a îmbunătăţi calitatea produsului
• Pentru a reduce timpul mediu de fabricaţie
• Pentru a realiza ceea ce nu se poate face manual
• Pentru a evita costurile ridicate ale ne-automatizarii
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Avantajele automatizarii/ robotizarii
Sursa: PhD Thesis “Levels of Automation in Production Systems”, JÖRGEN FROHM, 2013
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Dezavantajele automatizarii/robotizarii
Sursa: PhD Thesis “Levels of Automation in Production Systems”, JÖRGEN FROHM, 2013
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Tipuri de automatizari
Varietate
Cantitate
Automatizare prinautomate
programabileAutomatizare
flexibila
Automatizarerigida
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Automatizare prin automate programabile
Oferă posibilitatea schimbării succesiunii operaţiilor prinreprogramarea PLC-ului, pentru a putea servi diferitelorconfiguraţii de produse
Caracteristici:• Investiţii ridicate în echipamente programabile
• Rate de producţie mai mici decât in cazul automatizarii rigide
• Flexibilitate ridicata in gestionarea variaţiilor în configuratiaproduselor
• Potrivita pentru producţia pe loturi
• Configuratia fizică a celulei/ liniei de productie şi programul pot fi schimbate în cazul schimbarii tipului de produs
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Automatizare prin automate programabile
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Automatizare flexibila
Sistemul este capabil de schimbari rapide intre activitatidiferite; schimbarea intre diverse activitati necesita un timprelativ scurt
Caracteristici:• Investitii ridicate in in sisteme/solutii personalizate;
• Producţie continuă in cazul variatiei tipodimensiunilor si a tipului produselor;
• Rata producţiei medie;
• Flexibilitate medie la variatia tipului de produse.
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Automatizare flexibila
Automatizată flexibila integreaza: pe de o parte
– maşini cu comandă numerică,
– roboţi industriali,
– sisteme de fabricaţie integrate pe diferite generaţii
… şi pe de altă parte
– tehnica informaţională, calculatoare, tehnici de comunicaţie etc.
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Automatizarea rigida
Secvenţa de prelucrare (sau montaj) a operaţiunii este stabilita de configuratia echipamentului
Caracteristici:• Solutie adecvata pentru nivele ridicate ale productiei
• Nivelul investitiei initiale este ridicat datorita echipamentelor“personalizate”
• Rata producţiei ridicata
• Inflexibilă la variatia mare a gamei de produse
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Varietatea produselor vs. productivitate
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Costuri vs volum de productieC
ost
ul p
er
un
itat
e
Volumul de producţie
Redus Mediu Ridicat
Producţie
automatizată
Producţie manuală
Producţie
robotizată
Zona roboticii
industriale
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Bune practici in proiectarea sistemelor automatizate
• Înţelegerea proceselor existente Analiza intrărilor/ ieșirilor
Analiza lanţului de valoare
Utilizarea tehnicilor de cartografiere si modelareamatematică a procesului
• Simplificarea procesului Reducerea/ eliminarea paşilor si a mișcărilor inutile
• Modalitati de automatizare a procesului Aplicand cele “10 reguli de aur” de automatizare a
proceselor industriale
Strategia de migrare a automatizarii
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Modalitati de automatizare a procesului
1. Reproiectarea integrală a procesului de productie in vederea automatizării – aplicând cele “10 reguli” de aur in automatizare
2. Prin proiecte pilot - aplicand regulile migrariiautomatizarii si cele “10 reguli” de aur in automatizare
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Cele 10 reguli de aur in automatizare (1/2)
1. Specializarea operaţiilor
2. Combinarea operatiilor
3. Efectuarea de operatii simultan
4. Integrarea operaţiunilor
5. Cresterea flexibilitatii
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
6. Îmbunătăţirea manipularii materialelor şi a depozitarii acestora
7. Inspecţia on-line
8. Controlul si optimizarea procesului tehnologic
9. Controlul operațiilor la nivel de organizație
10. Fabricatia asistata de calculator (CIM)
Cele 10 reguli de aur in automatizare (2/2)
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Cele 10 reguli de aur in automatizare -detaliere
1. Specializarea operaţiilor– utilizarea de echipamente/dispozitive specializate care sa
fie capabile sa realizeze operatia cu cea mai mare eficienta
2. Combinarea operatiilor– procesul de producție poate fi văzut ca o succesiune de
operații. Piesele complexe necesita sute sau chiar mii de operații.
– combinarea operațiilor implică reducerea numărului de mașini/echipamente/statii de lucru pe la care trebuie sa treaca piesa…practic ar trebui ca pe un echipament să se realizeze mai multe operații (cu efecte directe asupra timpului de setare a mașinilor etc.)
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Cele 10 reguli de aur in automatizare -detaliere
3. Efectuarea de operatii simultan– o extindere logica a strategiei de combinare a
operatiilor este realizarea operatiilor simultan4. Integrarea operaţiunilor
– o alta strategie este de a conecta mai multe statii de lucru intr-un singur sistem, folosind dispozitiveautomate de transfer a semifabricatelor/ pieselorintre diversele statii de lucru
5. Creșterea flexibilitatii– prin aceasta abordare se doreste atingerea unui nivel
maxim al utilizarii echipamantelor la un volum mediual productivitatii…folosind acelasi echipament pentruo varietate de piese sau produse
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Cele 10 reguli de aur in automatizare -detaliere
6. Îmbunătăţirea manipularii materialelor şi a depozitarii acestora
– reducerea timpilor neproductivi prin utilizarea echipamentelor automate de transport si depozitare
7. Inspecţia on-line– introducerea sistemelor de monitorizare on-line pentru
identificarea defectelor/erorilor in momentul când ele se produc…pentru a putea fi eliminate
8. Controlul si optimizarea procesului tehnologic– include o mare varietate de scheme de control care au ca
scop eficientizarea diverselor procese individuale si a utilizarii echipamentelor integrate
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Cele 10 reguli de aur in automatizare -detaliere
9. Controlul operațiilor la nivel de organizație
– diferența fata de regula anterioara este ca aceasta abordează controlul si optimizarea operațiilor la nivel global (instituție/ firma)
10. Fabricația asistata de calculator (CIM)
– mergând mai departe, aceasta regulă, integrează si operațiile de proiectare a pieselor, cat si elementele de management ale afacerii.
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Migrarea automatizarii- detaliere
dezvoltarea unui nou produs in timpul cel mai scurtposibil si cu costuri minime se poate realiza prindezvoltarea unui proces tehnologic conventional/ manual…
… daca se doreste automatizarea lui strategia poate fi urmatoarea – prin proiecte pilot:
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Migrarea automatizarii- detaliere
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
De ce sa folosim robotii in industrie?
• activitati cu grad ridicat risc;• activitati dificile pentru om;• activitati repetitive, obositoare/ plictisitoare pentru om
… ajuta omul in realizarea de:
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Unde sunt folositi robotii?
• 90% dintre robotii folositi astazi se regasesc in firmele producatoare din domeniul industrial – acesti roboti se numesc roboti industriali;
• acum 10 ani, 9 din 10 roboti erau achizitionatide firmele din domeniul auto – in prezent, doar 50% dintre robotii realizati suntachizitionati de catre producatorii auto.
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Domenii in care se pot integrarobotii industriali
• Producatorii auto si furnizorii acestora;• Fabricatia de produse chimice si plastic;• Industria aerospatiala;• Divertisment – realizarea filmelor;• Domeniul alimentar• ...
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Activitati industrial specifice pentrurobotii industriali
• Montaj/ asamblare;
• Manipularea materialelor periculoase;
• Vopsire;
• Inspectie;
• Decupare/ taiere materiale;
• Polizare;
• Sudare cu arc electric;
• Sudare in puncte;
• …
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Avantajele robotizarii
• Avantaje competitive
– Robotii pot face diverse activitati mult mai eficientsi repede decat oamenii;
– Robotii nu “obosesc” niciodata; teoretic ei pot lucra 24 de ore per zi, 7 zile per saptamana;
– Productivitatea ridicata la un nivel de calitateprestabilit;
– Precizie ridicata in operatii repetitive;
– “Robotii nu se plictisesc niciodata”.
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Limitari ale robotizarii
• Robotii din ziua de azi:– Nu sunt creativi sau inovativi
– Nu pot gandi independent
– Nu pot lua decizii complexe
– Nu pot invata din greseli
– Nu se pot adapta repede la schimbari de mediu
Robotizarea de succes depinde de pregatirea siabilitatile specialistilor care proiecteaza siprogrameaza celula robotizata!
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Exemple de roboti in diverse proceseindustriale
… sudare cu arc electric
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Exemple de roboti in diverse proceseindustriale
… manipulare
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Exemple de roboti in diverse proceseindustriale
… sudare cu arc electric
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Exemple de roboti in diverse proceseindustriale
… sudare robotizata
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Exemple de roboti in diverse proceseindustriale
… sudare in puncte robotizata
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Exemple de roboti in diverse proceseindustriale
… asamblare
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Exemple de roboti in diverse proceseindustriale
… paletizare
… sisteme de viziunerobotizate
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Exemple de roboti in diverse proceseindustriale
… frezare robotizata
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Exemple de roboti in diverse proceseindustriale
… frezare robotizata
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Exemple de roboti in diverse proceseindustriale
… cooperarea robot-operator uman
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Exemple de roboti in diverse proceseindustriale
… vopsire robotizata
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Exemple de roboti in diverse proceseindustriale
… cooperarea intre roboti
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Exemple de roboti in diverse proceseindustriale
… cooperarea intre roboti
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Exemple de roboti in diverse proceseindustriale
… cooperarea intre roboti
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Exemple de roboti in diverse proceseindustriale
… cooperarea intreroboti
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Rezumat
• Productia automatizata (avantaje/ dezavantaje)
• Reguli privind automatizarea
• Aplicatii industrial in care pot fi implementatiroboti industriali
Robotizarea Fabricatiei I
ROBOTICA
© Șef Lucrări Dr.Ing. Bogdan MOCAN
Întrebări & discuții