Integrale industriële automatisering
We staan aan het begin van wat wel de vierde industriële revolutie wordt genoemd, waarin digitalisering steeds vaker de boventoon voert. Dankzij digitalisering kunnen we productieprocessen steeds specifieker en ook flexibeler inrichten en kan uiteindelijk de volledig automatische fabriek ontstaan. Het is een onmisbare kennisbron voor vooral studenten Werktuigbouwkunde en Technische Bedrijfskunde.
Inhoud
Deze nieuwe uitgave behandelt de industriële automatisering over de hele breedte van massaproductie tot aan enkelstuks productie. Uitgangspunt zijn de bedrijfskundige doelstellingen van een onderneming aan de hand waarvan de diverse industriële automatiseringsoplossingen worden besproken, evenals de automatiseringscomponenten die daarbij kunnen worden ingezet, waaronder actuatoren, sensoren en besturingssystemen. Daarnaast komen nieuwe technieken en begrippen zoals het 'Industrial Internet of Things', Big Data, VR/A, kunstmatige intelligentie en hun raakvlakken met industriële automatisering uitgebreid aan bod. Dankzij deze brede aanpak leert de student automatiseringsconcepten te ontwikkelen, de haalbaarheid ervan te onderzoeken en de beste automatiseringsoplossingen in te zetten.
Inclusief online leeromgeving met o.a. het online boek
Dit product bestaat uit een boek en een bijbehorende online leeromgeving. Op de online leeromgeving kunnen studenten en docenten aanvullend en praktisch materiaal vinden waaronder:
- meerkeuze- en/of open vragen, gekoppeld aan de casuïstiek;
- een begrippentrainer;
- filmmateriaal van de diverse toepassingen;
- PowerPoint-presentaties voor docenten en
- het online boek.
Door de toevoeging van het online boek is het complete leermiddel digitaal beschikbaar. Daarom is het ook mogelijk om alleen een online licentie aan te schaffen. Deze online licentie is voordeliger dan het boek en heeft een eigen productnummer dat op een boekenlijst opgenomen kan worden.
Kenmerken
- Deze uitgave bespreekt niet alleen de techniek, maar kijkt, aan de hand van bedrijfskundige doelstellingen, ook naar het algehele belang van industriële automatisering voor het bedrijf.
- Het biedt een integrale benadering met betrekking tot automatisering binnen ondernemingen. Zo is er naast de focus op de industriële automatisering, ook aandacht voor de verstrengeling ervan met de kantoorautomatisering. Hiermee behandelt het boek integraal alle automatisering.
Doelgroep
Deze uitgave is in eerste instantie bedoeld voor hbo-studenten Technische Bedrijfskunde, Werktuigbouwkunde en Elektromechanica, vanaf het tweede jaar. Daarnaast is het, ook vanaf het tweede jaar, interessant voor studenten Industrieel Productontwerpen en Mechatronica.
Inhoud
Inleiding 13
Leeswijzer 15
1 Integrale industriële automatisering 19
1.1 Inleiding 19
1.2 Het doel van industriële automatisering 20
1.3 Integrale aanpak 21
1.4 Fundament voor automatisering 22
1.5 Randvoorwaarden voor de automatiseringsoplossing 23
1.6 Wat is haalbaar om te automatiseren? 27
1.7 Evolutie automatiseringsbehoef te bij bedrijven 28
1.8 Vragen en opgaven 30
2 Introductie industriële automatisering 33
2.1 Inleiding 33
2.2 Bewegen 35
2.3 Waarnemen 37
2.4 Communiceren 38
2.5 Interpreteren 39
2.6 Aanpassen 40
2.7 Vragen en opgaven 42
3 Besturingslogica 45
3.1 Inleiding 45
3.2 Logische functies 45
3.3 Geheugenfuncties 50
3.4 Tijd- en telfuncties 52
3.5 Schakelelementen 52
3.6 Opstellen van een besturingsschema 54
3.7 Vragen en opgaven 59
4 Besturingssystemen 63
4.1 Inleiding 63
4.2 Nokbesturing 64
4.3 Stangen- en tandwielbesturingen 67
4.4 PLC-besturing 79
4.5 Robotprogrammering 86
4.6 Kunstmatige intelligentie 91
4.7 Samenwerking mens en machine 99
4.8 Vragen en opgaven 101
5 Geleiden en aandrijvingen 103
5.1 Inleiding 103
5.2 Dynamica bij automatiseringsoplossingen 104
5.3 Geleidingen 111
5.4 Mechanisch aandrijven 122
5.5 Pneumatische aandrijvingen 124
5.6 Hydraulische aandrijvingen 128
5.7 Elektrische aandrijvingen 129
5.8 Afremmen van bewegingen 135
5.9 Vragen en opgaven 139
6 Pneumatiek 141
6.1 Inleiding 141
6.2 Perslucht 142
6.3 Lucht als energiedrager 144
6.4 Luchtdruk in besturingen 145
6.5 Lucht als gereedschap 156
6.6 Vragen en opgaven 158
7 Hydrauliek 161
7.1 Inleiding 161
7.2 Hydrostatica 162
7.3 Opzet van een hydraulisch systeem 164
7.4 Hydraulische olie 168
7.5 Hydrauliek in besturingen 171
7.6 Hydraulische symbolen 171
7.7 Vragen en opgaven 174
8 Sensoren 177
8.1 Inleiding 177
8.2 Toepassingsgebieden van sensoren in de industrie 178
8.3 Waarnemingsgebieden van sensoren 183
8.4 Drukknoppen en keuzeschakelaars 185
8.5 Eindschakelaars 186
8.6 Naderingsschakelaars 186
8.7 Optische en ultrasone sensoren 190
8.8 Encoders 194
8.9 Vision-systeem 195
8.10 Coderen en volgen van producten 201
8.11 Vragen en opgaven 207
9 Standaardautomatiseringsmodules 209
9.1 Inleiding 209
9.2 Transportbanden en rollerbanen 209
9.3 Trilvullers 211
9.4 Automatisch verbinden met schroefsystemen 212
9.5 Geautomatiseerde positioneer- en fixeersystemen 215
9.6 Nulpuntopspansystemen 219
9.7 Automatische magazijnen 220
9.8 Automatische machines 221
9.9 Industriële robots 222
9.10 AGV’s en drones 235
9.11 Coderen en etiketteren 238
9.12 Manipulatoren 239
9.13 Vragen en opgaven 241
10 Communicatie 245
10.1 Inleiding 245
10.2 Bussystemen 246
10.3 Bluetooth en wifi 248
10.4 Netwerken 249
10.5 Big data 250
10.6 Vragen en opgaven 252
11 Haalbaarheid van automatiseringsoplossingen 255
11.1 Inleiding 255
11.2 Technische haalbaarheid 256
11.3 Organisatorische haalbaarheid 259
11.4 Financiële haalbaarheid 260
11.5 Case 261
11.6 Vragen en opgaven 268
12 Optimaliseren van automatiseringsoplossingen 271
12.1 Inleiding 271
12.2 Simogram 272
12.3 Machinecyclusanalyse 275
12.4 Functiediagram 278
12.5 Overall Equipment Ef fectiveness (OEE) 284
12.6 Starre versus flexibele automatisering 287
12.7 Samenwerking van mens en machine 291
12.8 Productieoptimalisatie tijdens uitvoering van het proces 293
12.9 Meten in het proces en geautomatiseerd afhandelen 294
12.10 Simulatie en digital twin 297
12.11 Vragen en opgaven 299
13 Veiligheid van automatiseringsoplossingen 301
13.1 Inleiding 301
13.2 Machinerichtlijn 302
13.3 Elektromagnetische compatibiliteit (EMC) 309
13.4 Cybersecurity 311
13.5 Vragen en opgaven 314
14 Vervlechting van kantoor- en industriële automatisering 317
14.1 Inleiding 317
14.2 Enterprise Resource Planning (ERP) 318
14.3 Manufacturing Executing System (MES) en SCADA 320
14.4 Automatisering bij het engineeringproces 322
14.5 Automatiseren van de planning 324
14.6 Automatiseren van het programmeren van machines 325
14.7 Automatisch calculeren en offreren 327
14.8 Automatisch bestellen van materialen en onderdelen bij toeleveranciers 328
14.9 Automatische kwaliteitscontrole 329
14.10 Automatisch initiëren van volgende bewerkingen en van de opslag en handling van materialen en producten 331
14.11 Vragen en opgaven 334
15 Productconfigurator 337
15.1 Inleiding 337
15.2 Geautomatiseerde verkoop 338
15.3 Geautomatiseerde werkvoorbereiding 340
15.4 Automatiseren van de productie 341
15.5 Implementatie van een productconfigurator 341
15.6 Vragen en opgaven 342
16 Uitvoeren van een automatiseringsproject
16.1 Inleiding 345
16.2 Werkingsprincipes 346
16.3 Automatiseren van een proces 348
16.4 Automatiseren van een product 350
16.5 Vragen en opgaven 351
17 Onderhoud 353
17.1 Inleiding 353
17.2 Onderhoudsbehoef te 354
17.3 Waarnemen van de onderhoudsbehoef te 356
17.4 Soorten onderhoud 357
17.5 Vragen en opgaven 360
18 Enkele praktische cases van integrale industriële automatisering 363
18.1 Case 1: Werkingsprincipe van een inpaklijn voor blikken 363
18.2 Case 2: Gerobotiseerd lassen 367
18.3 Case 3: Automatiseren van productie van precisieonderdelen 376
18.4 Case 4: AR-systemen bij assemblage en onderhoud 385
19 Praktische cases om zelf mee aan de slag te gaan 391
19.1 Automatiseren van het verpakken van kunststofonderdelen 391
19.2 Geautomatiseerde kwaliteitscontrole 393
19.3 Geautomatiseerde assemblage 393
19.4 Programmeerbaar samenvoegen van vloeistoffen 394
19.5 Sorteren van erwten 395
20 Kansen en valkuilen voor machinebouwers 397
20.1 Inleiding 397
20.2 Ontwikkelen van klantspecifieke machines 397
20.3 Ontwikkelen voor lage initiële kosten of voor lage lifecycle kosten 399
20.4 Interactie tussen machine en zijn gebruiker 399
20.5 Constructie technische keuzes 400
20.6 Constructie technische keuze bij te automatiseren product 401
20.7 Machineveiligheid 402
20.8 Vragen en opgaven 403
Begrippenlijst 405
Illustratieverantwoording 421
Register 425
Online kennissessie
