Automatizace Vznik, vývoj, historie

Co je automatizace? Strojní inženýr: nový stupeň v rozvoji techniky Technolog: mění zastaralé výrobní metody v moderní technologii, umožňuje použít výrobních procesů, o nichž dříve nebylo možno ani hovořit Ekonom: ohromná úspora společensky nutné práce, nová etapa rozvoje výrobních sil společnosti Historik se sociologem: ulehčení a odstranění těžké a únavné monotónní práce člověka, nově se vytvářející vztahy mezi lidmi a výrobou

Co je automatizace? Definice: Automatizace je proces vývoje techniky, kde se využívá automaticky pracujících zařízení k osvobození člověka jak od fyzické, ale zejména od duševní řídící práce.

Ruční práce – mechanizace - automatizace

Historie automatizace

Od ručního nástroje k prvním strojům první pracovní nástroj - hrubě opracovaný pazourek či křemen trvalo půl milionu let, než se objevily nástroje v podobě bodců a škrabek několik tisíc let před naším letopočtem - dokonalejší a specializovanější nástroje (luky, šípy, dýky, sekery, kladiva, dláta a motyky) později místo kamene bronz a železo

Od ručního nástroje k prvním strojům díky nástrojům se zvýšila výkonnost člověka, ovšem síla lidských svalů je příliš malá (navíc musí člověk spát, odpočívat, jíst a pít) časem se lidé naučili spojovat několik nástrojů dohromady ve stroj - pomohl člověku překonat omezenou sílu svalů první stroje již ve starověkém Egyptu i v říši římské – např. vodní kolo 17. století - začaly se rozrůstat výrobní dílny, tzv. manufaktury - používaly dokonalejší nástroje a jednoduché ručně poháněné stroje

Od ručního nástroje k prvním strojům kolem roku 1800 - v dílnách a továrnách vznikajících z velkých manufaktur se objevily první soustruhy na obrábění kovů - strojírenství získalo svůj základní stroj 18. století - první průmyslová revoluce - odstranila řemeslný způsob práce, zvýšila produktivitu lidské svaly, zvířata či vodní kola nahrazeny parním strojem - začaly pohánět továrny, lokomotivy další zdokonalování strojů brzděno převody - hledaly se stroje pracující bez nich

Od ručního nástroje k prvním strojům 19. století - člověku se podařilo prakticky využít elektřinu - elektrický motor - vytlačil páru elektrická energie - „čistší“, dala se dobře ovládat, dělit, rozvádět i na větší vzdálenosti elektřina též pracovním nástrojem – elektrická jiskra řeže, taví, vrtá nebo zpracovává materiály člověk stále musí stroje ovládat, zásobovat surovinou a odebírat hotové výrobky, provádět údržbu, seřizovat, opravovat nastala potřeba vytvořit zařízení, jež by dokázala řídit stroje místo člověka

Od automatických hříček k prvním automatům slovo „automat“ známo dávno předtím, než do továren nastoupily pracovní stroje vzniklo ze starořeckého „automaton“ – označení pro vše, co se hýbe v tomto slova smyslu automatem každý stroj, který se hýbe – např. i hodiny, moto či elektrický ventilátor - dnes neplatí! první automaty v počátcích našeho letopočtu – např. automaty samočinně zažehující obětní ohně, zpívající ptáci, hudební skříně, tančící figurky, samočinně se otevírající dveře a okna – vše uváděno v činnost ohřátým vzduchem nebo závažími

Od automatických hříček k prvním automatům Leonardo da Vinci k uvítání krále Ludvíka XII. sestrojil mechanického lva, jenž samočinně kráčel až k trůnu a tlapou pozdravil panovníka našla se také zmínka o stroji na vysekávání pilníků 17. a 18. století mechanické hodiny s regulátorem chodu (tzv. nepokojem - kyvadlo v podobě malého, kolem své osy se vratně otáčejícího kolečka) zvonkohra pohyblivé figurky u orlojů bezpočet automatických hraček, postavených především pro potěchu tehdejší vládnoucí třídy

Od automatických hříček k prvním automatům postaveno i několik automatických hříček využívajících např. vytékání vody maličkým otvorem: tento způsob velmi připomíná princip činnosti vodních hodin problémem regulování rychlosti výtoku vody z otvoru se zabývali i Galileo Galilei a Isaac Newton francouzská Akademie vypsala na vyřešení tohoto problému konkurs - vyhrál slavný Daniel Bernoulli tyto hříčky přinesly cenné zkušenosti s páčkami, kolíčky a kolečky, s vodní tryskou a plovákem - později se uplatnily jako „stavební kostky“ výrobních automatů

Od automatických hříček k prvním automatům první výrobní „automat“ - vibrační podavač obilí popisovaný italským technikem Ramellim roku 1588

Od automatických hříček k prvním automatům prvními automatickými stroji, jež do výroby nastoupily ve velkém počtu, byly dopřádací stroje sestrojené roku 1801 Francouzem Ch. Jacquardem umožňovaly tkát vzory podle programu předem připraveného v podobě děrných papírových karet každá karta děrována v pořadí barevných nití, poté do těchto děr zapadaly jehly, které se podle toho buď zvedaly, nebo spouštěly nití osnovy zařízení po vynálezci pojmenováno „žakár“

Od automatických hříček k prvním automatům v dalších desetiletích se objevily: poloautomatické revolverové soustruhy papírenský stroj zemědělská mlátička místo rozptýlených manufaktur vznikaly továrny se stroji rozdělenými podle druhu práce – začala strojová velkovýroba

Začátky automatizace a pásové výroby moderní stroje a automaty nejdříve nastoupily do výroby zbraní, především pušek a revolverů hromadná výroba zbraní přenesena do Ameriky zpočátku vyráběny ručně ve zvláštních přípravcích - zmizelo „pasování“ dílů do sebe kolem roku 1860 – spojily se přípravky s obráběcími stroji v obráběcí automaty - principu se používá dodnes

Začátky automatizace a pásové výroby 1855 - závod na výrobu mosazných hodin vyrábějící ročně přes půl milionu „budíčků“ - cena klesla na pakatel šedesátá léta 19. století - hromadná výroba šicích strojů a strojů pro zemědělství osmdesátá léta - zahájena hromadná výroba psacích strojů devadesátá léta - trh zásobován jízdními koly

Začátky automatizace a pásové výroby v tomto období měly továrny stroje seřazeny podle postupu výroby, spojení mezi stroji zajišťovaly vozíky nebo dopravní pásy takto pracovala jatka a mlýny, od devadesátých let i továrny na kočáry a na železniční vagony později přichází automobil- problém - mnohem složitější než puška, budíky nebo velocipéd 1910 - automobilka Ford vyrábí 10 tisíc automobilů ročně - po bok soustruhů a fréz nastoupily přesné vyvrtávací stroje a stroje na hoblování a frézování ozubených kol, drážkovačky na hřídele či brusky na přesně uložené části motoru a převodovky

Začátky automatizace a pásové výroby před r. 1914 – Ford ve snaze vydělat co nejvíce přišel s montážním pásem - vznikla montážní linka doba montáže na pásu se zkrátila ze 14 na 6 hodin nebyly to v dnešním slova smyslu automaty – pomocní dělníci upínali, vyjímali a přenášeli součásti ručně dělníci kvůli montážním pásům vysilováni prudkým tempem práce - zavádění úplně automatických strojů a zařízení

Začátky automatizace a pásové výroby 1928 - automaty se poprvé uplatnily v automatické montáži - Smithova továrna v Milwauke výroba rámu automobilu - celkem jen 16 minut lidské práce - dělníci stroje pouze ošetřovali a kontrolovali začátek druhé světové války - v Sovětském svazu postavena automatická linka současnost - základem prudkého růstu společenské produktivity práce je automatizace spojená s novými vědecky podloženými technologickými způsoby výroby vpád nové techniky a automatizace do výroby ovlivňuje nejen samu výrobu, nýbrž i její organizaci a přináší s sebou nevyhnutelné změny stavějící člověka do nového vztahu jak k přírodě a k technice, tak i ke společnosti

Vývojové stupně mechanizace a automatizace

Vývojové stupně mechanizace a automatizace Nultý: konvenční obráběcí stroje, pracovní prostředky a řízení vlastního výrobního procesu př. doprava obrobků jeřábem, upínání obrobků na obráběcím stroji, upínání nářadí ručně, řízení výrobního střediska mistrem a dispečery

Vývojové stupně mechanizace a automatizace První: komplexní mechanizace technologického procesu konvenční obráběcí stroje mechanizovaná výměna nástrojů přímé řízení vlastního výrobního procesu provádí řídící technik vychystávání nástrojů, výrobních linek i obrobků pro vlastní obrábění se uskutečňuje na zvláštním pracovišti mimo stroj

Vývojové stupně mechanizace a automatizace Druhý: vybavení i číslicově řízenými stroji dílčí automatizace se týká hlavně přípravy programů pro NC obráběcí stroje přímé řízení výrobního procesu řídící technik na základě informací výpočetní techniky ve výrobním procesu

Vývojové stupně mechanizace a automatizace Třetí: výrobní středisko složeno pouze z NC obráběcích strojů a NC obráběcích center technologický proces zcela automatizováno ostatní stejné jako u výrobního střediska druhého stupně

Vývojové stupně mechanizace a automatizace Čtvrtý: výrobní středisko s úplnou automatizací procesu obrábění, manipulace a skladování ostatní znaky shodné s 3. stupněm integrované výrobní úseky nižšího stupně

Vývojové stupně mechanizace a automatizace Pátý: skladba NC obráběcích strojů umožňuje aplikovat různé formy přímého řízení technologických procesů počítačem, což umožňuje vyloučit nezbytnost přítomnosti operátorů u obráběcích strojů mezioperační doprava zajištěna automatickým zařízením s číslicovým řízením podle lhůtového rozvrhu, který je uložen v paměti řídícího počítače výrobního procesu výrobní soustavy s vysokým stupněm automatizace výrobního procesu charakterizované rychlým přechodem od výroby jedné skupiny součástí ke druhé náleží sem pružné výrobní systémy (PVS)

Vývojové stupně mechanizace a automatizace Šestý znaky v podstatě shodné s výrobním střediskem pátého stupně navíc propojení řídícího počítače výrobního a technologického procesu do jednoho funkčního celku vyšší výrobní soustavy tvořené několika středisky 5. stupně s určitým hierarchickým uspořádáním liší se velikosti a složitosti vnitřní struktury (např. PVS TOS Olomouc, TOS Hostivař aj.)

Vývojové stupně mechanizace a automatizace Sedmý: výrobní středisko 6. stupně s vyšším stupněm řízení výroby centrálními počítači přes hierarchii dílčích počítačů (CAM, CAD, CAPP) automatizované výrobní závody, kde lidé vykonávají pouze dohlížecí funkci - výroba je tak nezávislá na pracovním fondu společnosti, tj. na lidském činiteli