TỰ ĐỘNG hóa QUÁ TRÌNH sản XUẤT

Chương 2 : Các thiết bị cơ bản của hệ thống tự động Chương 3 : Điều khiển tự động Chương 4 : Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS.. TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤTĐề tiểu luận : Dự trên kiến thức tự đ

Trang 1

Khi đọc qua tài liệu này, nếu phát hiện sai sót hoặc nội dung kém chất lượng xin hãy thông báo để chúng tôi sửa chữa hoặc thay thế bằng một tài liệu cùng chủ đề của tác giả khác Tài li u này bao g m nhi u tài li u nh có cùng ch

đ bên trong nó Ph n n i dung b n c n có th n m gi a ho c cu i tài li u này, hãy s d ng ch c năng Search đ tìm chúng

Bạn có thể tham khảo nguồn tài liệu được dịch từ tiếng Anh tại đây:

http://mientayvn.com/Tai_lieu_da_dich.html

Thông tin liên hệ:

Trang 2

Khi đọc qua tài liệu này, nếu phát hiện sai sót hoặc nội dung kém chất lượng xin hãy thông báo để chúng tôi sửa chữa hoặc thay thế bằng một tài liệu cùng chủ đề của tác giả khác Tài li u này bao g m nhi u tài li u nh có cùng ch

đ bên trong nó Ph n n i dung b n c n có th n m gi a ho c cu i tài li u này, hãy s d ng ch c năng Search đ tìm chúng

Bạn có thể tham khảo nguồn tài liệu được dịch từ tiếng Anh tại đây:

http://mientayvn.com/Tai_lieu_da_dich.html

Thông tin liên hệ:

Trang 3

TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT

TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

Trang 4

NỘI DUNG MÔN HỌC :

Chương 1 :Khái quát hệ thống tự động hóa quá trình sản xuất Chương 2 : Các thiết bị cơ bản của hệ thống tự động

Chương 3 : Điều khiển tự động

Chương 4 : Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS).

Chương 5 : Hệ thống sản xuất tích hợp CIM.

Chương 6 : Cấp phôi – cấp liệu tự động

Chương 7 : Tự động hóa các quá trình công nghệ

Trang 5

Các bài tập và bài thi phải thực hiện:

Trang 6

TÀI LIỆU HỌC TẬP :

[1] TRẦN VĂN ĐỊCH, Hệ thống gia công linh hoạt FMS

& CIM Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, 2001

[2] HỒ VIẾT BÌNH , Tự động hóa sản xuất Nhà xuất

Trang 7

[1] Mikell Groover Automation, Production Systems

and Computer Intergrated Manufacturing

Prentice-Hall.Editions,1990.

[2] Geoffrey Boothroyd Assembly Automation And

Product Design

[3] Beno Benhabib , Manufacturing : design,

production, automation and integration, 2003 , Marcel

Dekker

[4] Richart L.Shell, Ernet L.Hall , Handbook Industrial

Automation, 2000 , Marcel Dekker

Tài liệu tham khảo

Trang 8

Đề tiểu luận : Dự trên kiến thức tự động hóa quá trình sản xuất, trình bày về tự động hóa cho các loại nhà máy hay dây chuyền sản

xuất :

1 Tự động hóa trong nhà máy sản xuất xi măng

2 Tự động hóa trong nhà máy sản xuất thép

3 Tự động hóa trong nhà máy sản xuất gạch ceramic

4 Tự động hóa trong nhà máy mạ kẽm mạ màu

5 Tự động hóa trong nhà máy cơ khí FMS

Trang 9

Đề tiểu luận : Dự trên kiến thức tự động hóa quá trình sản xuất, trình bày về tự động hóa cho các loại nhà máy hay dây chuyền sản

xuất :

6 Tự động hóa trong nhà máy sản xuất ô tô

7 Tự động hóa trong nhà máy sản xuất nhựa

8 Tự động hóa trong nhà máy sản xuất khác

Các em tự chọn đề tài và đăng ký nhóm tiểu luận từ 5-10 người để làm bài

Nộp trước khi thi kết thúc học ký

Trang 10

I Khái quát về tự động hóa quá trình sản xuất

1.Lịch sử phát triển của tự động hóa QT sản xuất 2.Khái niệm và định nghĩa

-Cơ khí hóa

-Tự động hóa

-Cơ khí hóa hoặc tự động hóa một phần

-Cơ khí hóa hoặc tự động hóa toàn phần

Mức cơ khí hóa và tự động hóa

3.Tiêu chuẩn kinh tế - kỹ thuật của tự động hóa

4 Nhiệm vụ tự động hóa quá trình sản xuất

NỘI DUNG CHƯƠNG 1 :

Trang 11

6.Nguyên tắc ứng dụng tự động hóa quá trình sản xuất

-Nguyên tắc có mục đích và kết quả cụ thể

-Nguyên tắc toàn diện

-Nguyên tắc có nhu cầu

-Nguyên tắc hợp điều kiện

5 Các giai đoạn phát triển của tự động hóa

-Tự động hóa cứng

-Tự động hóa theo chương trình

Trang 12

8 Nguyên tắc thiết kế quá trình công nghệ tự động hóa

-Nguyên tắc của sự hoàn thiện

-Nguyên tắc ít nguyên công

-Nguyên tắc ít lao động

-Nguyên tắc không điều chỉnh

-Nguyên tắc về tính tối ƣu.

7 Đặc điểm của quá trình tự động hóa sản xuất

-Dấu hiệu liên tục của quá trình công nghệ

Trang 13

I.1.Lịch sử phát triển của tự động hóa QT sản xuất

hiện đại, nhưng các thông tin về các cơ cấu tự động đã tồn tại từ xa xưa.

ngươi theo đạo Trong thơi Trung cổ ngươi ta đã biết đến

cổng cua Albert Mot đặc điểm chung cua cac may tự động

kể trên la chúng không co ảnh hửơng gì tơi các quá trình

sản xuất cua xã hội thơi đó

năm 1765 Nhơ nó mà mức nươc trong nồi hơi đươc giư

cố định không phu thuộc vao lương tiêu hao hơi nươc.

Trang 14

ổ cấp phôi, trục phân phối mang cam đĩa, cam thùng.

• Năm 1887 Xtoleoôp đã chế tạo ra phần tử cảm quang đầu tiên.

hợp, dây truyền tự động

chóng.

Trang 15

I.2 Các khái niệm cơ bản

2.1.Cơ khí hóa:

Quá trình biến đổi vật chất bao gồm 2 giai đoạn:

Quá trình chính (chuyển động chính): trực tiếp làm thay đổi tính chất cơ lý hóa, hình học ban đầu của phôi.

Quá trình phụ ( chuyển động phụ): Không làm thay đổi

trạng thái, tính chất của đối tượng nhưng cần thiết cho quá trình chính thực hiện.

•Định nghĩa cơ khí hóa:

Cơ khí hóa là quá trình thay

thế tác động cơ bắp của con

người khi thực hiện các quá

trình công nghệ chính hoặc

các chuyển động chính của

Trang 16

I.2 Các khái niệm cơ bản

•Nhiệm vụ của người điều khiển:

-Nghiên cứu các thông tin ban đầu về nhiệm vụ, đặc điểm của quá trình điều khiển.

-Thu thập, lưu trữ thông tin về quá trình công nghệ yêu cầu -So sánh sự không tương thích giữa thông số cho trước và - thông số thực của quá trình.

-Phân tích, biến đổi thông tin đã có để đưa ra lệnh điều

khiển.

cac chức năng điều khiển, theo dõi diễn biến cua quá trình cũng như thực hiện một loat cac chuyển động phu trơ

khác

Trang 17

2.2.Tự động hóa quá trình sản xuất:

của máy móc để thực hiện và điều khiển sản xuất mà không

có sự tham gia trực tiếp của con người.

VD : Máy tiện có chương trình làm việc theo chương trình

tự động hoàn toàn.

Trang 18

vạn năng và bán tự động thông thường.

•TĐHQTSX chia thành 3 giai đoạn:

• Xưởng tự động

Trang 19

Sơ đồ cấu trúc máy tự động

Máy tự động (phôi thanh)

Cơ cấusinh lực

Cơ cấutruyền lực

Cơ cấuchấp hành

Cơ cấucông tác

Cơ cấuchạy không

Cơ cấuđiều khiển

Cơ cấu kẹp phôi

Cơ cấu phâ

n độ

Cơ cấu định vị

Trang 20

Sơ đồ cấu trúc đường dây tự động

Trang 21

Sơ đồ cấu trúc xưởng tự động

Trang 22

3.Vai trò và ý nghĩa của TĐHQTSX:

chất lƣợng sản phẩm.

Trang 23

4.Các nguyên tắc ứng dụng TĐHQTSX:

• Nguyên tắc hợp điều kiện.

1 Nguyên tắc có mục đích và kết quả cụ thể:

Ƣu tiên hàng đầu cho thông số về năng suất và chất lƣợng của quá trình gia công.

Tất cả các thành phần quan trọng của Quá trình sản xuất (đối tƣợng, công nghê, thiết bị chính-phụ, hệ thống điều khiển ) phải đƣợc xem xét và giải quyết triệt để.

Trang 24

4.Các nguyên tắc ứng dụng TĐHQTSX:

•TĐH phải đƣợc thực hiện trên tất cả các công đoạn.

•Nâng cao chất lƣợng 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 đƣợc điều khiển tập trung.

Trang 25

Trang 26

Đặc tính của quá trình sản xuất

c

T c

t

t K

tc

T c

t

t K

V

T c

t

t K

Thời gian gia công tự động, thời gian chu kỳ, Thời gian chu kỳ từng chiếc thời gian vận hành của 1 quý/tháng/năm

T

V

t

Trang 28

Hệ thống điều khiển tự động

A Khái niệm và phân loại

Hệ thống điều khiển tự động: làm việc lặp lại theo một chương trình

Có 3 loại:

Chia có 2 nhóm:

Trang 30

Hệ thống điều khiển không theo

chương trình số (tt)

Hệ thống điều khiển bằng cam

Trang 31

Hệ thống điều khiển không theo

chương trình số (tt)

Thiết kế cam tuân theo trình tự sau:

Trang 32

21

0

21

Trang 34

Hệ thống điều khiển chương trình số

-Hệ thống điều khiển số là hành trình đƣợc điều khiển theo số

-Linh hoạt

-Thay đổi đơn giản

-Điều khiển

-Lập trình

Trang 36

CƠ CẤU TIẾP LIỆU

Trang 38

Cơ cấu cấp phôi tự động cho máy

Các yêu cầu của bộ phận cấp phôi:

-Đơn giản, an toàn

-Cấp phôi chính xác

-Cấp và tháo phôi chính xác

Khái niệm

Trang 39

Cấp phôi từng chiếc

Các ảnh hưởng tới cấp phôi từng chiếc

-Hình dạng, Kích thước, khối lượng, thời gian …

rất to  thiết bị hỗ trợ và đưa từng chiếc

Trang 40

TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT Cấu trúc của một cơ cấu tiếp liệu

Trang 42

Cơ cấu định hướng phôi dạng phễu (tt)

Nhóm 1: Chung tích và chọn phôi.

Trang 43

Cơ cấu định hướng phôi dạng phễu (tt)

Nhóm 2: Tích và chọn phôi riêng

Trang 45

Các dạng phễu có khả năng định hướng phôi

Tùy thuộc tỉ lệ l/d lớn hay nhỏ

Trang 46

Các cơ cấu bắt phôi

Trang 47

Để tóm các phôi có dạng trụ đặc

Trang 48

Cơ cấu định hướng phôi Nhiệm vụ: Xếp đặt, ổn định khi di chuyển, đảm bảo năng suất, an toàn cho phôi…

Trang 49

Cơ cấu định hướng phôi (tt)

Trang 50

Trang 51

Trang 53

Trang 54

Một số cách để lấy phôi thừa

Trang 55

TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT Một số hình ảnh gây kẹt phôi

Trang 56

Một số cách dẫn phôi đặc biệt

Máng ngăn cách các chi tiết

Trang 57

Một số cách lấy từng phôi (dạng ổ tích) -Muốn gì

-Đã ai làm điều này chƣa, làm nhƣ thế nào

Trang 58

Trang 59

Phương pháp sáng tạo (Dự phòng)

Trang 60

Trang 64

Cơ cấu tháo phôi

Trang 65

Trang 71

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Trang 72

Vùng dẫn

Chương 1: Dụng cụ bán dẫn

$1: Khái niệm chất bán dẫn

• Mức chặt còn gọi là mức hoá trị: năng lượng Eo

• Mức tự do còn gọi là mức dẫn: năng lượng Ed

• Năng lượng kích thích tối thiểu: ∆Ed=Ed – Eo

Trang 73

Khái niệm chất bán dẫn

• Độ tinh khiết của chất bán dẫn rất cao 1e+2

-:-1e+4 nguyên tử trong một centimet khối Si hoặc

Trang 74

• Đối với các điện tử lớp bên trong, nhiễu loạn do các nguyên tử láng giềng gây ra yếu nên chúng liên kết mạnh với hạt nhân

• Các điện tử lớp ngoài chịu ảnh hưởng lớn của các điện tử láng giềng nên sự tách mức năng lượng xảy ra trên một vùng rộng, gây nên hiện tượng chồng phủ các mức năng lượng lên nhau.

• Với Si, lớp ngoài cùng được tạo thành bởi 2 điện tử p và 2 điện tử s Khi tinh thể được tạo thành thì các vùng do các mức 3p và 3s tách ra chồng phủ lên nhau, hai điện tử 3s và hai điện tử 3p tạo nên một vùng đầy gọi là vùng hóa trị, bốn vị trí còn lại trên mức 3p nhóm thành một vùng chưa biết gọi là vùng dẫn.

Trang 75

Liên kết mạng Si

• Liên kết cộng hoá trị được sử dụng trong mạng.

• Nếu có kích thích năng lượng sẽ tạo ra một ion dương và một điện tử tự do

• Số lượng điện tích rất ít nên không ứng dụng được

Trang 79

Điện tử phân bố theo thống kê Fermi-Dirac với xác suất chiếm mức năng lượng:

Trong đó:

K = 8,63.10 -5 eV/K là hằng số Boltzman

T: nhiệt độ tuyệt đối

E F là mức năng lượng Fermi được xác định từ biểu thức:

=

KT

E E E

f

F

exp 1

1 )

Trang 81

Bán dẫn pha tạp chất hoá trị 3 - loại p (plus)

• Pha tạp chất hoá trị 3 (Al, B) để tăng khả năng thu hút điện tử, ta có loại dẫn điện bằng lỗ trống.

Trang 82

Bán dẫn pha tạp chất hoá trị 5 - loại n (negative)

• Pha tạp chất hoá trị 5 (P) sẽ tạo 1 điện tử dư khi liên kết cộng hoá trị nên điện tử này sẽ dễ tự do và chuyển động trong điện trường tạo nên dòng điện tử, loại n được gọi là bán dẫn dẫn điện bằng điện tử.

Trang 86

$2 Tiếp giáp p-n và đặc tính V-A

• Phân bố hạt dẫn, điện trường nội tại và điện thế tiếp xúc trong hai miền bán dẫn p-n

Trang 90

Tiếp giáp p-n phân cực ngược

• Khi phân cực ngược, miền cách điện được mở rộng ra do điện trường

bán dẫn, miền giữa chỉ còn các nguyên tử trung hoà trơ, điện trở cách điện được coi như vô cùng

• Thực tế do kích thích của nhiệt độ, nên một số nguyên tử sẽ tạo thành cặp ion p và điện tử, sẽ gây một dòng rò nhiệt chảy ngược cỡ vài chục

Trang 91

Tiếp giáp p-n phân cực thuận

• Khi phân cực thuận, các hạt dẫn sẽ chuyển động qua lại hai lớp và hoà trộn vào nhau, miền phân cách chứa đầy các hạt dẫn do đó mất tính cách điện.

• Điện trở của tiếp giáp p-n lúc này coi như bằng 0, dòng điện chảy qua hoàn toàn.

• Như vậy, tiếp giáp p-n chỉ cho dòng chảy qua một chiều

nhất định.

n

U n

Trang 95

Đặc tính V-A của tiếp giáp p-n

• Vùng 1: vùng phân cực thuận

• Vùng 2: vùng phân cực ngược

• Vùng 3: vùng đánh thủng, các nguyên tử bán dẫn bị ion hoá toàn bộ khi điện trường đủ lớn, gây ra hiệu ứng ion hoá dây chuyền do va chạm

U t

U 0

Trang 96

• Là một tiếp giáp p-n

• Tuỳ theo công dụng mà mật độ hạt dẫn trong khối bán dẫn khác nhau

• Một số loại diode thông dụng: chỉnh lưu, tách sóng, zener, tunel,

varicap, schotky, gun … đặc tính các lạo diode này được mô tả chi tiết trong các tài liệu kĩ thuật

E 0

Trang 97

• DIODE

• Diode là một tiếp xúc p-n.

• Có nhiều loại diode với nồng độ hạt dẫn khác

nhau để tạo nên những đặc tính khác nhau.

• Diode chỉnh lưu: nồng độ từ 1e+7 đến 1e+10, chịu được tần số thấp

• Diode zener dùng để ổn áp, nồng độ 1e+134 đến

• Diode tách sóng: là tiếp xúc kim loại – bán dẫn, dạng chỉnh lưu, chịu được tần số cao và dòng điện

Trang 98

• DIODE

• Diode đường hầm (tunnel), nồng độ cao hơn 1e+19 trong cả hai lớp, gọi là bán dẫn suy biến

Nên diode loại này có vùng điện trở vi phân âm

• Diode Gunn GaAs: khi tác động vào mẩu tinh thể một điện trường mạnh thì trong tinh thể xuất hiện các dao động siêu cao tần, gọi là hiệu ứng Gunn

• Diode PIN: cấu tạo từ 3 lớp bán dẫn, trong đó hai

tinh thể I có độ dày lớn hơn Loại này dùng chế tạo những bộ chỉnh lưu công suất lớn và tần số

Trang 99

Các loại diode thông dụng

• Diode Varicap(Variable Capacator) biến dung, thường

dùng trong kĩ thuật dao động để ổn định hay điều chỉnh tần

số ( xem internet )

• Diode Schotky: thường dùng trong kĩ thuật xung số để tạo xung dao động ( xem internet )

Trang 101

•Trong vùng chuyển tiếp phân cực ngược, xuất hiện một điện trường mạnh

•Các điện tử liên kết có thể chuyển sang dạng tự do

•Các điện tử có năng lượng E

ở phía P có thể chuyển sang vùng dẫn bằng cách chui hàng rào thế (hiệu ứng tunnel)

•Hiệu ứng tunnel xảy ra khi mật độ tạp chất cao, vùng

•Khi đó xuất hiện sự đánh

thủng với điện thế dưới 5v

Trang 103

Đặc điểm diode tunnel

• Nồng độ tạp chất rất cao (> 1e+19/cm3) nên xuất hiện các lớp bán dẫn suy biến

• Có vùng điện trở vi phân âm, giản đồ năng lượng vùng chuyển tiếp bị biến điệu mạnh

• Khi phân cực còn nhỏ, giản đồ năng lượng hơi giảm xuống phía P, nên

có dòng điẹn tử lớn xuyên qua vùng cấm bằng hiệu ứng tunnel nên dòng thuận tăng

• Phân cực thuận tiếp tục tăng cao: giản đồ năng lượng tiếp tục hạ thấp, hiệu ứng tunnel bị giảm xuống

• Thế phân cực thuận tiếp tục tăng cao: chiều cao hàng rào thế giảm đến mức cho phép điện tử từ miền P+ phun sang N+ và lỗ trống từ N+

phun sang P+ nên dòng điện lại tăng.

Trang 104

•Khi tác động một điện trường mạnh vào tinh thể bán dẫn thì trong tinh thể xuất hiện dao động siêu cao tần, gọi là hiệu ứng Gunn.

•Các diode Gunn được lắp trong các hốc cộng hưởng để tạo ra sóng siêu cao tần, dùng chế tạo những radar công nghiệp.

Trang 106

Tiếp xúc kim loại –bán dẫn

• Khi KL tiếp xúc với bán dẫn thì ở bề mặt tiếp xúc xuất hiện hàng rào thế, cấu trúc các vùng năng lượng phụ thuộc công thóat điện tử của KL

và bán dẫn.

• Nếu bán dẫn loại N thì ở bán dẫn sẽ xuất hiện một vùng điện tích

không gian dương, còn trong KL tích tụ một lớp mỏng điện tử ở gần

bề mặt tiếp xúc.

• Nếu bán dẫn là loại P thì điện tích trong các vùng không gian sẽ ngược dấu với loại N.

• Dựa theo nguyên lí đo người ta chế tạo diode Schottky, nó dùng chỉnh

Định dạng
Số trang	1.072
Dung lượng	38,95 MB