Poloautomatický stroj na výrobu desek na výkresy

Bc. Jakub Novák

Master's thesis

Semi-automatic Drawing Plate Making Machine

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá automatizací ruční výroby kartonových desek na výkresy. V první části práce je popsán hotový produkt se všemi jeho součástmi, způsoby jejich výroby, a k tomu potřebné výrobní technologie. Na základě provedené analýzy je nejprve hledán vhodný koncept automatizace a jsou diskutovány různé odlišné přístupy včetně jejich efektivity, přesnosti výroby, a energetické účinnosti. Po výběru nejlepšího řešení je navržena samotná mechanická konstrukce stroje a jsou detailně představeny jeho klíčové prvky. Dále jsou zvoleny vhodné elektrické pohony, pneumatické členy a je zpracováno schéma pneumatického zapojení. Další část práce se věnuje elektrickému zapojení stroje, výběru vhodných elektrických komponent, senzorů, ovládacích prvků a řídící jednotky. Přičemž je kladen důraz na dodržení norem a zajištění elektrické bezpečnosti. Součástí práce je i návrh řídícího algoritmu pro PLC a ukázka části zdrojového kódu. Jsou vysvětleny jednotlivé stavy stroje, rozepsána výrobní sekvence programu a nastíněny principy jako programové řízení motoru nebo zpětnovazební regulace teploty. V závěrečné části je opět diskutována bezpečnost celého zařízení a je provedena analýza možných rizik. Nakonec je vyhodnoceno splnění stanovených požadavků na stroj a výrobu, jsou popsány další kroky k realizaci a naznačeny možné budoucí úpravy či zlepšení.

Abstract:

This thesis focuses on the automation of manual production of cardboard art portfolio cases. The first part describes the final product, including all its components, their manufacturing methods, and the necessary production technologies. Based on this analysis, a suitable automation concept is first sought, and various different approaches are discussed, considering their efficiency, production accuracy, and energy efficiency. After selecting the optimal solution, the mechanical design of the machine is proposed, with its key components presented in detail. Furthermore, appropriate electric drives and pneumatic components are chosen, and a pneumatic circuit diagram is created. The next part of the thesis is devoted to the machine's electrical wiring, the selection of suitable electrical components, sensors, control elements, and the control unit, with a strong emphasis on compliance with safety standards and ensuring electrical safety. The work also includes the design of a control algorithm for the PLC, along with a demonstration of a part of the source code. The individual machine states are explained, the production sequence of the program is detailed, and principles such as programmatic motor control and temperature feedback control are outlined. In the final section, the overall safety of the device is reviewed, and a risk analysis is conducted. Lastly, the fulfillment of the specified requirements for the machine and production process is evaluated, followed by a discussion of the next steps toward implementation and potential future modifications or improvements.

Keywords

automatizace výroby, mechanická konstrukce stroje, pneumatické systémy, elektrické pohony, senzorika, PLC, logické řízení, bezpečnost strojů

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 5. 2025

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Lukáš Hubka, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Master programme / field:
Mechatronics / Mechatronika