Mechanizace a automatizace (FSI-EMM)

Akademický rok 2022/2023
Garant: doc. Ing. Zdeněk Lidmila, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚST všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je přiblížení různých typů automatizačních a manipulačních prostředků a vysvětlení činnosti komplexních výrobních systémů od systémů klasických přes systémy mechanizované až po progresivní výrobní systémy pracující s využitím vyšších stupňů a úrovní automatizace.
Výstupy studia a kompetence:

Studenti v průběhu výuky pochopí především činnost základních prvků, mechanizovaných a automatizovaných systémů (MAZ), manipulačních prostředků a mechanizovaných podsystémů i způsoby vytváření komplexních výrobních systémů s uplatněním automatizovaných strojů, NC a CNC strojů, robotů a dalších zařízení, využívaných ve všech běžných technologiích strojírenské výroby. Získané znalosti uplatní kromě konstrukčních a technologických útvarů i v projekční činnosti při zpracování všech typů technologicko-výrobních návrhů strojírenských výrob.
Prerekvizity:
Základní znalosti z mechanizace výroby, manipulace a přehled o používaných strojích a zařízení ve strojírenských technologiích (zvláště v technologiích tváření, obrábění a svařování).
Obsah předmětu (anotace):

Úvodem předmětu bude historický vývoj automatizace, pokračuje dále moderním řízením počítači integrovanou výrobou (CIM) a jejich podskupin (CAD, CAPE, CAPP, CAE, CAM, CAQ). Bude vysvětlena potřeba automatizace z hledisek vynucená, ekonomicky zdůvodněná a jiná. Následně budou probrány roboty a manipulátory a Automatizovaná technologická pracoviště, Automatizovaná pracoviště pro obrábění, tváření a svařování. V další části je předmět zaměřen na Integrované výrobní seskupení (IVS), Automatizované výrobní systémy (AVS), Pružné výrobními systémy (PVS) a Pružné výrobní buňky. V dalším budou řešeny znaky konstrukce NC obráběcích strojů. V předmětu jsou charakterizovány Expertní systémy. Budou také probrány základní prostředky automatizace a umělá inteligence v pružné automatizaci. Součástí výuky je rovněž Booleova algebra a charakteristika snímačů. Předmět se dále zabývá Automatizovanou výměnou nástrojů a obrobků.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Účast v každém cvičení je kontrolována. V případě, že student výuku zamešká je možno příslušnou hodinu nahradit s jinou studijní skupinou pouze ve stejném týdnu. Omluvena může být výuka pouze jednoho cvičení, v případě více zameškaných cvičení a nemožnosti výuku nahradit bude přiděleno vypracování náhradních protokolů a výpočetních zadání.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:

Průběžná kontrola výuky je zajišťována prověřováním samostatného přístupu studentů k řešeným dílčím projektům, zadávaným ve formě protokolů. Výsledné hodnocení předmětu je prováděno prověřením účasti ve výuce a zhodnocením kvality vypracování dílčích projektů s následným udělením zápočtu, který je nezbytnou podmínkou možnosti absolvování zkoušky. Zkouška, prověřující úroveň celkových znalostí, se sestává z části písemné a ústní.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 3 hod. nepovinná                  
    Cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

  1. Úvod a historie mechanizace a automatizace, CIM, CAD, CAPE, CAPP, CAE, CAM, CAQ – moderní řízení výroby

  2. Automatizovaná pracoviště pro obrábění, tváření a svařování

  3. Robotizovaná pracoviště a pružné výrobní buňky, pružné výrobní systémy

  4. Roboty a manipulátory – jejich stavba a funkce

  5. Obráběcí stroje – požadavky, systematické třídění, rozdělení a znaky konstrukce NC výrobních strojů

  6. Výrobní systémy pro obrábění, CNC soustružnické a frézovací stroje, multifunkční obráběcí centra, kontrola automatizované výroby

  7. Expertní systémy – druhy, stavba, vlastnosti a využití

  8. Výrobní proces, základní prostředky automatizace, umělá inteligence v pružné automatizaci

  9. Booleova algebra, druhy snímačů

  10. Automatická výměna obrobků

  11. Automatická výměna nástrojů

  12. Rozbor podmínek nasazení PRaM, hlavice, efektory, interakce s okolím

  13. Automatizované výrobní systémy a komplexní manipulace
    Cvičení

  1. Zadání protokolu Manipulace s materiálem ve skladu s robotem

  2. Stanovení a dimenzování skladu dle poptávky

  3. Návrh pracoviště skladu

  4. Volba portálového robotu ve skladu

  5. Odevzdání protokolu

  6. Seznámení se softwarem Kauza-X pro hodnocení automatizace a mechanizace

  7. Práce s expertním systémem Kauza-X (dopravníky, skluzy)

  8. Teoretický výpočet nákladů na provoz linky a její porovnání s inferenčním systémem expertního systému

  9. Práce s expertním systémem Kauza-X (vozíky, dopravníky a manipulátory)

  10. Zpracování návrhu pružné výrobní linky

  11. Volba a charakteristika robotu

  12. Odevzdání protokolu

  13. Hodnocení protokolů a účasti, udělení zápočtu
Literatura - základní:
1. CHVÁLA, Břetislav a Josef, NEDBAL. Automatizace. 1.vyd.Praha: SNTL, 1987, 603 s. 04-218-87
3. URBÁNEK, Jiří. Automatizace výrobních procesů: obrábění. Brno: Ediční středisko VUT, 1990. Učební texty vysokých škol (Vysoké učení technické v Brně). ISBN 80-214-0161-3.
4. RUMÍŠEK, Pavel. Automatizace výrobních procesů II: tváření. Praha: Mezinárodní organizace novinářů, 1990. ISBN 80-214-0221-0.
5. BLACK, J.: The Design of the Factory with a future, Mecgraw-Hill, ISBN 978-007005506
Literatura - doporučená:
1. Rumíšek, P.: Technologické projekty, Brno, 1991, VUT - učební texty
3. Hlavenka,B.: Manipulace s materiálem (systémy a prostředky manipulace s materiálem), Brno,1983, VUT - učební texty
4. Kamelander,I.: Mechanizace a automatizace výrobních strojů, Brno 1987, VUT, učební texty
4. Palko, Anton a Juraj Smrček. Robotika: koncové efektory pre priemyselné a servisné roboty: navrhovanie - konštrukcia a riešenie. 1.vyd. Košice. 2004. 272 s. ISBN 80-8073-218-3
5. Novák - Marcinčin, Josef. Application of virtual manufacturing in area of robotic workplaces design and operation. Univerzity of Zenica. Faculty of Mechanical Engineering. 2006. ISBN 9958617307
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
B-STR-P prezenční studium STG Strojírenská technologie -- zá,zk 6 Povinný 1 3 L