Đang tải... (xem toàn văn)
Tự động hóa nhà máy sản xuất cơ khí bài giảng dành cho sinh viên Đại học và cao đẳng là bộ tài liệu hay và rất hữu ích cho các bạn sinh viên và quý bạn đọc quan tâm. Đây là tài liệu hay trong Bộ tài liệu sưu tập gồm nhiều Bài tập THCS, THPT, luyện thi THPT Quốc gia, Giáo án, Luận văn, Khoá luận, Tiểu luận…và nhiều Giáo trình Đại học, cao đẳng của nhiều lĩnh vực: Toán, Lý, Hoá, Sinh…. Đây là nguồn tài liệu quý giá đầy đủ và rất cần thiết đối với các bạn sinh viên, học sinh, quý phụ huynh, quý đồng nghiệp và các giáo sinh tham khảo học tập. Xuất phát từ quá trình tìm tòi, trao đổi tài liệu, chúng tôi nhận thấy rằng để có được tài liệu mình cần và đủ là một điều không dễ, tốn nhiều thời gian, vì vậy, với mong muốn giúp bạn, giúp mình tôi tổng hợp và chuyển tải lên để quý vị tham khảo. Qua đây cũng gởi lời cảm ơn đến tác giả các bài viết liên quan đã tạo điều kiện cho chúng tôi có bộ sưu tập này. Trên tinh thần tôn trọng tác giả, chúng tôi vẫn giữ nguyên bản gốc. Trân trọng. ĐỊA CHỈ DANH MỤC TẠI LIỆU CẦN THAM KHẢO http:123doc.vntrangcanhan348169nguyenductrung.htm hoặc Đường dẫn: google > 123doc > Nguyễn Đức Trung > Tất cả (chọn mục Thành viên)
TR UBND T NH QU NG NGÃI NG I H C PH M V N - NG BÀI GI NG T NG HÓA QUÁ TRÌNH S N XU T DÀNH CHO B C I H C TÍN CH (30 ti t) Biên so n: ThS.Tr n Thanh Tùng Qu ng Ngãi, tháng n m 2014 L I NÓI U T đ ng hóa trình s n xu t xu h ng phát tri n t t y u giai đo n hi n nay, t t c c i ti n, phát minh sáng ch k thu t đ u nh m m c đích gi i phóng ng i kh i s tham gia tr c ti p vào trình s n xu t V i s phát tri n ngày m nh m c a ngành khoa h c v u n, công ngh thông tin, t đ ng hóa, vi c áp d ng thành t u c a ngành vào vi c c i ti n máy móc, dây chuy n s n xu t đ t ng kh n ng t đ ng hóa yêu c u c p thi t hi n đ i v i n n s n xu t n c c ng nh th gi i Bên c nh đó, vi c áp d ng t đ ng hóa trình s n xu t s đem l i nh ng l i ích to l n cho ng i nh : t ng n ng su t lao đ ng, c i thi n ch t l ng s n ph m, h giá thành s n ph m… T đ ng hóa trình s n xu t môn h c khí tr ng đ i h c k thu t, môn h ki n th c c b n v c c u t đ ng hóa, h xu t t đ ng, h th ng s n xu t t đ ng hi c n m ch ng trình đào t o k s c nh m cung c p cho ng i h c nh ng th ng thi t b c a dây chuy n s n n đ i ngày đ c s d ng Bài gi ng đ c biên so n c s tham kh o tài li u chuyên ngành t đ ng hóa n c qu c t , c p nh t nh ng ki n th c m i v l nh v c t đ ng hóa đ c áp d ng th c t Ngoài ra, gi ng d a nh ng hi u ch nh thi u sót tr c trình gi ng d y môn h c gi ng tr c Bài gi ng tài li u tham kh o cho sinh viên, giáo viên gi ng d y môn T đ ng hóa trình s n xu t Trong trình biên so n gi ng không th tránh kh i nh ng thi u sót M i ph n h i góp ý cho tác gi xin g i v B môn c khí - Khoa K Thu t Công Ngh i H c Ph m V n ng Tác gi Ch CH T NG QUAN V T Sau h c xong ch ng NG NG HÓA QUÁ TRÌNH S N XU T ng sinh viên c n n m đ c nh ng n i dung sau: + L ch s s đ i c a t đ ng hóa trình s n xu t + Các khái ni m c b n v t đ ng hóa cách phân bi t d ng t đ ng hóa, hi u đ c t i c n ph i t đ ng hóa s n xu t trình ngành s n xu t, hi u qu mang l i c a vi c t đ ng hóa trình s n xu t + C u trúc c b n c a m t h th ng s n xu t t đ ng g m nh ng thành ph n 1.1 L ch s phát tri n c a t đ ng hóa trình s n xu t T đ ng hóa theo ti ng Hy l p có ngh a ắ t chuy n đ ng ” hi u thu t ng t đ ng hóa th c hi n trình s n xu t mà t t c tác đ ng c n thi t đ th c hi n nó, k c vi c u n trình đ s tham gia c a ng Hi n t đ ng hóa đ công nghi p ng c ti n hành i c áp d ng r ng rãi nhi u ngành s n xu t i ta nói th k 21 th k c a t đ ng hóa u n t đ ng Nh ng n u nhìn nh n k ngu n g c ta th y T H có ngu n g c t c x a + Vào th k th nh t sau công nguyên, Heerron Ai C p làm nh ng múa r i v i nhi u lo i r i t đ ng + n th k 17-18 nhi u lo i đ ch i t đ ng đ ng h t đ ng xu t hi n + Sau đ n th k 18 đ u th k 19 giai đo n cách m ng công nghi p Châu Ểu t đ ng hóa m i thâm nh p vào th c t s n xu t + N m 1765 xu t hi n b u ch nh t đ ng m c n i h i c a Pôndunnop + N m 1784 b u ch nh t c đ n i h i c a Giôn Oát xu t hi n + N m 1798 Henry Nandsley n c Anh m i dùng vít-đai c đ d ch bàn máy + N m 1873 Spender ch t o máy ti n t đ ng có c p phôi tr c phân ph i v i cam đ a cam thùng n n m 1880 nhi u hãng th gi i nh Pittler Ludwig Lowe ( c), RSA (Anh) …đã ch t o máy ti n t đ ng Rowvonve dùng phôi thép Sau xu t hi n máy ti n t đ ng ti n d c đ nh hình T đ ng hóa trình s n xu t Ch ng Vào đ u th k 20 b t đ u có máy t đ ng nhi u tr c máy t đ ng t h pđ ng dây t đ ng liên k t m m liên k t c ng dùng s n xu t hàng lo t hàng kh i Cùng v i s phát tri n m nh m c a u n h c quy lu t chung c a trình u n truy n tin h th ng có t ch c góp ph n đ y m nh s phát tri n ng d ng c a t đ ng hóa trình s n xu t vào công nghi p Trong nh ng n m g n đây, n c có n n công nghi p phát tri n ti n hành r ng rãi t đ ng hóa s n xu t lo t nh i u ph n ánh xu th chung c a m t n n kinh t th gi i chuy n t s n xu t lo t l n hàng kh i sang s n xu t lo t nh hàng kh i thay đ i Nh nh ng thành t u to l n c a công ngh thông tin l nh v c khoa h c khác, ngành công nghi p gia công c c a th gi i nh ng n m cu i c a th k 20 đ u th k 21 có nh ng thay đ i sâu s c 1.2 Các khái ni m t đ ng hóa T đ ng hóa trình s n xu t m t công ngh s n xu t s d ng h th ng c khí, n t , máy tính đ ho t đ ng u n trình s n xu t T đ ng hóa trình s n xu t chia làm hai m c: 1.2.1 T đ ng hóa t ng ph n T đ ng hóa t ng ph n t đ ng hóa t ng nguyên công riêng bi t, ví d nguyên công máy có u n t đ ng máy CNC 1.2.2 T đ ng hóa toàn ph n T đ ng hóa toàn ph n t đ ng hóa trình gia công, ki m tra l p ráp nh h th ng s n xu t linh ho t FMS (Flexible Manufacturing systems) Máy t đ ng m t c c u tác đ ng đ c l p ho c t h p c c u có kh n ng th c hi n t t c trình nh ti p nh n, truy n t i s d ng n ng l mà s tham gia tr c ti p c a ng ng i Các thi t b công ngh t đ ng hi n đ i đ c dùng đ hình thành kích th c, hình dáng tính ch t c a chi ti t đ ng th i c ng có kh n ng hình thành thông tin (ch ng trình gia công, k t qu ki m tra kích th c c a chi ti t v…v) V i s t ng lên c a m c đ t đ ng hóa vai trò c a trình thông tin s n xu t c ng T đ ng hóa trình s n xu t Ch ng t ng theo nguyên nhân t ng m c đ s d ng máy tính đ thi t k u n s n xu t Trong t đ ng hóa hoàn toàn công đo n s n xu t, phân x ng s n xu t nhà máy s n xu t ho t đ ng nh m t kh i th ng nh t T đ ng hóa hoàn toàn có tính u vi t u ki n s n xu t phát tri n pháp công ngh tiên ti n ph trình đ cao c s ph ng ng pháp u n có s tr giúp c a máy tính Hình 1.1: Mô hình h th ng s n xu t linh ho t 1.2.3 Dây chuy n s n xu t: Dây truy n h th ng máy móc đ c nh ho t đ ng đ c l p v i nhau, chi ti t gia công đ cl pđ t c chuy n t máy sang máy khác đ th c hi n t t c nguyên công Máy c a dây chuy n v nguyên t c th ng máy bán t đ ng, vi c c p tháo phôi, v n chuy n phôi gi a máy ki m tra chi ti t đ c th c hi n b ng tay Hình 1.2: Mô hình m t dây chuy n t đ ng T đ ng hóa trình s n xu t Ch ng 1.3 Các d ng t đ ng hóa ( T H c ng, linh ho t, l p trình,v v ) H th ng s n xu t t đ ng có th phân lo i thành hình th c c b n sau: + T đ ng hóa c ng + T đ ng hóa l p trình đ c + T đ ng hóa linh ho t 1.3.1 T đ ng hóa c ng: m t h th ng m t chu i ho t đ ng x lý (hay l p ráp) c đ nh theo m t c u hình thi t b Các nguyên công dây chuy n th ng đ n gi n Chính s h p nh t ph i h p nguyên công nh v y vào m t thi t b làm cho h th ng tr nên ph c t p Nh ng đ c tr ng c a t đ ng hóa c ng là: u t ban đ u cao cho nh ng thi t k theo đ n đ t hàng + + N ng su t máy cao +T ng đ i không linh ho t vi c thích nghi v i thay đ i s n ph m S bi n h kinh t cho t đ ng hóa c ng c ng đ ph m v i s l đ c tìm th y nh ng s n ng t c đ tiêu th cao Chi phí ban đ u cao c a thi t b có th c tr i r ng m t s l ng l n s n ph m so v i ph 1.3.2 T đ ng hóa l p trình: thi t b s n xu t đ ng pháp khác c thi t k v i kh n ng có th thay đ i trình t nguyên công đ thích ng v i nh ng c u hình s n ph m khác Chu i ho t đ ng đ l nh đ c u n b i m t ch ng trình, t c m t t p c mã hóa đ h th ng có th đ c di n d ch chúng Nh ng ch ng trình m i có th đ c chu n b nh p vào thi t b đ t o s n ph m m i M t vài đ c tr ng c a t đ ng hóa trình l p trình là: + u t cao cho nh ng thi t b có m c đích t ng quát + N ng su t t ng đ i th p so v i t đ ng hóa c ng + S linh ho t có s thay đ i c u hình s n ph m + Thích h p nh t s n xu t hàng lo t Nh ng h th ng s n xu t t đ ng mà có th l p trình đ xu t v i s n l c s d ng s n ng th p trung bình Các b ph n ho c s n ph m đ ch y u hàng lo t c s n xu t s n xu t m t lo t s n ph m khác, h th ng ph i đ trình ng v i s n ph m m i S thi t l p v t lý c a máy móc c ng ph i đ T đ ng hóa trình s n xu t cl p c thay Ch đ i, công c ph i đ c n p vào, đ gá ph i đ nh ng cài đ t máy móc c n thi t c n ph i đ ng c g n vào bàn làm vi c c n p vào Th t c thay đ i t n nhi u th i gian H u qu chu k th c c a m t s n ph m cho tr c bao g m nhi u giai đo n vi c cài đ t l p trình theo sau m t giai đo n lo t đ c s n xu t 1.3.3 T đ ng hóa linh ho t: s m r ng c a t đ ng hóa l p trình đ Khái ni m c a t đ ng hóa linh ho t đ c c phát tri n kho ng 25 hay 30 n m v a qua, nh ng nguyên lý v n phát tri n H th ng t đ ng linh ho t m t h th ng có kh n ng s n xu t r t nhi u s n ph m hay b ph n khác mà h u nh không m t th i gian cho vi c chuy n đ i t s n ph m sang s n ph m khác Không m t th i gian s n xu t cho vi c l p trình l i thay th cài đ t v t lý (công c , đ gá, cài đ t máy móc) K t qu h th ng có th lên k ho ch k t h p s n xu t nhi u lo i s n ph m khác thay theo t ng lo t riêng bi t c tr ng c a t đ ng hóa linh ho t có th tóm t t nh sau: + u t cao cho thi t b + S n xu t liên t c nh ng s n ph m h n h p khác + T c đ s n xu t trung bình + Tính linh ho t s n ph m thay đ i thi t k Nh ng đ c tr ng c n phân bi t t đ ng hóa linh ho t v i t đ ng hóa l p trình đ c là: + Kh n ng thay th ch ng trình gia công mà không t n th i gian s n xu t + Kh n ng thay đ i cài đ t v t lý mà c ng không m t th i gian s n xu t Nh ng đ c tr ng cho phép h th ng s n xu t t đ ng ti p t c s n xu t mà không t n th i gian nh so v i vi c s n xu t lo t khác t đ ng hóa l p trình đ c Thay đ i m t ch b ch ng trình gia công th ng đ c hoàn thành b i vi c chu n ng trình h th ng máy tính truy n ch ng trình vào h th ng s n xu t t đ ng Vì v y, th i gian c n thi t đ l p trình cho công vi c k ti p không c n tr vi c s n xu t hi n t i Nh ng ti n b công ngh h th ng máy tính cho kh n ng l p trình m t cách linh ho t Thay đ i cài đ t v t lý gi a công T đ ng hóa trình s n xu t Ch vi c đ c hoàn thành b ng cách l p ch ng ng trình ngo i n (bên máy) sau th c hi n đ ng th i v i vi c cho chi ti t m i vào gia công Vi c s d ng đ gá v tinh mang chi ti t di chuy n chi ti t v trí gia công c ng m t ph ng ng th c đ th c hi n vi c ph ng pháp có hi u qu , i ta ph i h n ch tính đa d ng c a nh ng s n ph m đ c ch t o h th ng s n xu t linh ho t 1.4 Hi u qu kinh t c a t đ ng hóa 1.4.1 Các u m c a t đ ng hóa trình s n xu t Nâng cao n ng su t lao đ ng Gi m chi phí v t li u n ng l m b o ch t l ng ng s n ph m n đ nh Gi m th i gian t khâu thi t k đ n ch t o hoàn ch nh s n ph m Có kh n ng m r ng s n xu t mà không c n t ng ngu n l c lao đ ng T ng n ng su t lao đ ng t đ ng hóa s n xu t có th đ t đ c nh : S d ng toàn b th i gian làm vi c c a thi t b t đ ng hóa T ng t c đ th c hi n trình s n xu t mà không b gi i h n b i kh n ng c a ng i Gi i phóng đ cs l ng l n công nhân ph c v s n xu t V ý ngh a xã h i, u m c a t đ ng hóa s n xu t bao g m: Nâng cao m c s ng c a toàn dân nh t ng n ng su t lao đ ng T ng s n ph m có ch t l nguyên v t li u n ng l Gi i phóng ng ng cao mà v n gi m đ c kh i l ng lao đ ng, ng i kh i lao đ ng c b p n ng nh c, đ n u, đ c h i nguy hi m Có kh n ng gi m th i gian làm vi c nh t ng n ng su t lao đ ng Nâng cao trách nhi m c a ng i lao đ ng Vai trò c a t đ ng hóa v i n n kinh t n c ta: T đ ng hoá đóng vai trò quan tr ng s nghi p công nghi p hóa n n kinh t ây ngành tích h p b môn khoa h c r t phát tri n nh c khí, c n t , robot, công ngh u n, công ngh thông tin, Phát tri n T đ ng hóa T đ ng hóa trình s n xu t Ch ng t c phát tri n h th ng lo i công ngh cao, t o n n t ng c b n đ đ y m nh trình công nghi p hóa - hi n đ i hóa 1.4.2 Ph m vi áp d ng c a t đ ng hóa Các ngành công nghi p c s Khai thác ch bi n (d u h a, khoáng ch t, ) nh ng bán thành ph m c n thi t b i ngành công nghi p nh : Luy n kim đen công nghi p ch bi n s t kim lo i, hóa ch t gi y, ciment Chúng nh ng ngành công nghi p c s cho s phát tri n kinh t Công nghi p ch t o máy Các ngành công nghi p ch t o s n ph m cu i c n thi t b i xí nghi p đ ch t o máy móc bán cho khách hàng Các ngành thu c lo i công nhi p n ng nh : ch bi n s t, máy công c , l p ráp ch t o máy móc cho công nghi p Các công nghi p d ch v T t c ho t đ ng liên quan đ n s n xu t phân ph i s n ph m:Th ng m i, ngh t do…… B ng 1.1: Các ngành s n xu t ng d ng t đ ng hóa D ch v s c p D ch v cao c p Th M t s ngành th ng m i v n t i ng m i hi m V tinh Vi n thông Hành s nghi p Giáo d c trung h c đ i h c D Các d ch v trung tâm c a b ph n, c, y t c ng đ ng ngân hàng D ch v gia đình D ch v y t , b nh vi n, phòng thí nghi m D ch v b o d ng, thu gom rác Sân kh u, du l ch Nghiên c u m i l nh v c M t s d ch v c n cho xí nghi p: lu t s , thông tin, th ng kê Giáo d c ti u h c T đ ng hóa trình s n xu t Ch ng Các công nghi p m i nh n Là ngành công nghi p s d ng t t c nh ng sáng ch g n nh t nh thông tin công ngh sinh h c, ng i máy, v t li u m i, laser… Các ho t đ ng công nghi p đ c cho b ng d i B ng 1.2: Các ngành công nghi p ng d ng t đ ng hóa C khí / D t Xây d ng Hóa ch t Luy n Kim L c hóa Luy n kim Xi m ng v t đen,luy n li u xây d ng S n xu t s i nhân d u, khoáng t o,S i Bông ch t kim màu, ( acid ) đúc n Các ngành khác Máy c t kim Bi n th Th y tinh lo i, xe t i, n,mô t d ng c đo, máy kéo, tàu n gi y,carton,da h a Qu n áo, Nh a ch t Xe ô tô, Thi t b ch n màn, d o, s n n gia nghe nhìn, gia gi b o d ng, đ thi t b dùng, xe n ph m trì, d c… máy, thi t b gia d ng Công M ts Công nghi p Thông tin nghi p ngành hàng không, u n robot t xa, m i nh n d c,công ngh sinh robot h c 1.5 C u trúc chung c a m t h th ng s n xu t t đ ng M i m t h th ng s n xu t t đ ng c n ph i bao hàm kh i u n kh i ch p hành Ch c n ng công ngh v i ch đ c chuy n đ n cho kh i u n d T đ ng hóa trình s n xu t i d ng ch ng trình ho t đ ng ng trình c ng hay m m thông Ch ng thu t toán l p trình có tính đ n tác đ ng qua l i c a h th ng u n c a FMS v i h th ng t đ ng khác h th ng tích h p toàn ph n Song song v i h th ng c n thi t l p h th ng cung c p n, n c, khí nén, thông tin v….v V n đ tiêu chu n hóa c a FMS ph i đ c ý t đ u ph i đ c đ t c s s d ng r ng rãi nguyên t c môdun ví d : có th ch n m u tiêu chu n c a kho ch a t đ ng, m u c a c c u v n chuy n t đ ng , thi t b công ngh tiêu chu n robot v v 6.1.4 Phân lo i FMS D a vào kinh nghi m ng d ng FMS n c th gi i ng i ta phân lo i sau đây: Lo i không ph thu c vào dòng v t li u c a t bào gia công t đ ng (đ ng ngh a v i môdun s n xu t linh ho t) Lo i đ ch c c u t o t máy v n n ng v i u n theo ng trình s , cho phép liên k t v i máy tính b c cao đ u n FMS lo i đ d ng nh ng tr cs ng h p mà chi ti t có th i gian gia công l n (quá trình gia công đ c t p trung m t máy) Lo i g m t bào gia công t đ ng v n n ng đ c u n t m ng máy tính h th ng v n chuy n – tích tr phôi (chi ti t) t đ ng linh ho t Trong FMS lo i chi ti t lo i có th đ c gia công theo nhi u ti n trình công ngh khác m t s t bào gia công t đ ng (môđun s n xu t linh ho t) FMS lo i đ nh ng tr c s d ng r ng rãi ng h p chi ti t có th i gian gia công không l n Lo i dây chuy n t đ ng linh ho t Trong FMS lo i m i nguyên công đ c th c hi n ch m t máy H th ng v n chuy n – tích tr phôi (chi ti t) đ m b o ti n trình ng d ng cho m i chi ti t thông th ng đ c th c hi n d i d ng b ng t i hay máy quay vòng T đ ng hóa trình s n xu t 102 Ch ng Hình 6.1: M t s h th ng s n xu t linh ho t (FMS) 6.1.5 Thành ph n máy FMS Thành ph n máy h th ng FMS th FMS có 4-10 máy v i 2-4 ki u máy đ ng kho ng 2-24 máy Tuy nhiên ph n l n c ch n theo nguyên t c gia công nhóm chi ti t C n l u ý r ng s máy FMS < 3-4 máy không nên s d ng máy tính trung tâm đ u n s máy FMS > 20 máy trình u n l i r t ph c t p đ mb o cho FMS ho t đ ng liên t c có m t máy b h ng ho c ph i s a ch a theo đ nh k FMS có th l p đ t thêm máy d phòng V nguyên t c máy FMS đ u ph i máy CNC đ đ m b o trình u n đ ng nh t u ch nh công ngh linh ho t 6.1.6 ng d ng robot h th ng FMS Robot công nghi p thi t b v n n ng đ t đ ng hóa trình s n xu t nhi u ch ng lo i chi ti t th ng xuyên thay đ i đ i t T đ ng hóa trình s n xu t ng gia công Robot công nghi p có th th c hi n 103 Ch ng nguyên công c ng nh nguyên công ph , chúng r t c n thi t h th ng FMS Hình 6.2: Robot đ c s d ng h th ng FMS 6.1.7 H th ng u n: H th ng u n h th ng FMS bao g m m t máy tính u n trung tâm, máy tính u n tr m, máy tính trung tâm có nhi m v ph i h p t t c ho t đ ng c a thành ph n h th ng đ đ m b o h th ng ho t đ ng nh p nhàng n đ nh Ch c n ng c a h th ng u n h th ng FMS bao g m: i u n tr m: Trong m t h th ng s n xu t t đ ng t t c ti n trình s n xu t ho c l p ráp đ u đ c u n b i máy tính (ho c thi t b u n s ) Cung c p nh ng ch th c n thi t đ n tr m: nh ng tr m thông minh c n ph i ph i h p t ng ti n trình c a máy t i tr m, nh ng ch t ng máy ng i ta th ng dùng ph ng trình ph i đ c n p vào ng pháp u n DNC i u n qúa trình v n chuy n phôi li u h th ng Theo dõi tr ng thái c a t ng phôi li u h th ng Theo dõi thông báo tình tr ng ho t đ ng c a h th ng Máy tính u n trung tâm ph i đ c l p trình đ thu th p d li u v qúa trình ho t đ ng c a toàn h th ng theo đ ng k t ng k t, l p thành b ng báo cáo đ chu n b cho qúa trình qu n lý s v n hành h th ng T đ ng hóa trình s n xu t 104 Ch ng Chu n đoán: ch c n ng s cho bi t xác v trí b l i h th ng tr ng h p h th ng x y s c ho c ho t đ ng sai ch c n ng 6.2 H th ng s n xu t tích h p CIM H th ng s n xu t tích h p – CIM (Computer Intergrated Manufacturing) h th ng s n xu t t đ ng hoàn ch nh có s tr giúp c a máy tính H th ng CIM đ ph bi n n c ng d ng ngày c phát tri n hi u qu c a đem l i Hình 6.3: S đ t ng quát h th ng CIM 6.2.1 H th ng s n xu t tích h p gì? (CIM system) CIM m t nhà máy s n xu t t đ ng hóa toàn ph n, n i mà t t c trình s n xu t đ c tích h p đ c u n b i máy tính CIM qu n lý t đ ng thông qua s tích h p phân h : CAD, CAM, CAP, CAPP; Các t bào gia công (CN, CNC, DNC); H th ng c p li u; H th ng l p ráp linh ho t; H th ng m ng LAN n i b liên k t cácthành ph n h th ng m ng Internet; H th ng ki m tra thành ph n khác… Hình 6.4 m t mô hình h th ng s n xu t CIM c a hãng Seiky – Nh t B n T đ ng hóa trình s n xu t 105 Ch ng Hình 6.4: H th ng s n xu t CIM 6.2.2 Hi u qu ng d ng CIM s n xu t H th ng s n xu t CIM t o l i nhu n v ng ch c cho ng i s d ng h n h th ng khác nh tính m m d o c a h th ng tích h p thông tin CIM cho phép m t nhà máy s n xu t thích ng nhanh chóng v i s thay đ i c a th tr c b n c a s n ph m t c a trình s n xu t đ ng cung c p h ng phát tri n ng lai V i s tr giúp c a máy tính, h at đ ng phân đo n c tích h p thành m t h th ng s n xu t th ng nh t, ho t đ ng trôi ch y v i s gi m thi u th i gian chi phí s n xu t, đ ng th i nâng cao ch t l ng s n ph m H th ng CIM cho phép s d ng t i u thi t b , nâng cao n ng su t lao đ ng, ng d ng công ngh tiên ti n gi m thi u sai s gây b i ng i, kinh nghi m s d ng CIM b i hãng s n xu t th gi i cho th y nh ng l i ích n hình: - Nhanh chóng cho đ i s n ph m m i k t lúc nh n đ n đ t hàng - Gi m 15 – 30% giá thành thi t k - Gi m 30 – 60% th i gian ch t o chi ti t - T ng n ng su t lao đ ng lên t i 40 – 70% - Nâng cao ch t l ng s n ph m, gi m đ c 20 – 50% ph ph m - Qu n lý v t t hàng hóa sát th c t h n - T ng kh n ng c nh tranh c a s n ph m đáp ng nhu c u c a th tr - Hoàn thi n đ c ph ng pháp thi t k s n ph m nh ng ng d ng gói ph n m m CAD, CAM, Cimastron, Cata, Unigraphic, Proengineer, MEC, CAPP, CAE… phân h cho phép tính toán r t nhanh nhi u v n đ c th : gi i toán thi t k , th m đ nh… T đ ng hóa trình s n xu t 106 Ch ph n t h u h n cho phép tính toán nhanh g p 30 l n so v i tính toán thông th ng ng đ xác đ nh ng xu t t i t ng m nh v y mà hoàn thi n k t c u cho s n ph m nhanh h n 6.2.3 Các thành ph n h th ng CIM Các thành ph n m t h th ng CIM bao g m modul: - L p k ho ch s n xu t - Thi t k s n ph m - L p qui trình s n xu t - L p trình cho tr m gia công - Thi t b s n xu t - V n chuy n, tích tr - Ki m tra - Ti p th , phân ph i s n ph m - Tài chính, v n đ khác L p k ho ch s n xu t: Khi nh n đ giao ti p (internet) v i chi n l chuyên bi t (CIMSOFT) liên t c đ c đ n đ t hàng tr c ti p hay qua ph ng ti n c phát tri n s n ph m, CIM qu n lý b ng ph n m m c truy n t i phân h qu n lý, u n h th ng D a k ho ch phân h t đ ng c p nh t, x lý thông tin đ đ m b o s ho t đ ng nh p nhàng, l u loát cho toàn h th ng Vì v y, vi c l p k ho ch có ý ngh a r t quan tr ng, qu n lý toàn b h th ng t ng v mô Thi t k s n ph m: Thi t k s n ph m modul nh m t o thông s v đ i t ng c n s n xu t Khi nh n s n ph m m i modul qu n lý t đ ng dò tìm th vi n d li u s n ph m v s t n t i c a s n ph m, n u có chuy n đ n phân h gia công, n u ch a có đ a d ng s n ph m t n t i v i m c đ gi ng nh t chuy n đ n cho h th ng thi t k - Phân h CAD/CAM: Thi t k CAD (Computer Aided Design) đ a đ c h th ng s hình h c v th c th v i đ y đ d li u c n thi t đ chuy n giao cho phân h CAM Phân h CAM (Computer Aided Manufacturing) b n ch t ph n m m tr giúp gia công, nh n thông s hình h c t phân h CAD thông s công ngh sau chuy n th thành d li u đ u vào cho t bào gia công - Phân h RP (Rapid Prototyping): Là m t phân h t o m u nhanh cho d li u CAD ho c CAD/CAM Khi mô hình CAD đ c t o l p RP s t o v t th th c c ng thông tin đ hoàn thi n mô hình v t th CAD Phân h RP giúp cho trình thi t k gi m đ T đ ng hóa trình s n xu t c 107 Ch nhi u th i gian đ đ n k t qu cu i cho d li u CAD tr công ngh ng ng c s n xu t Ngoài c c a RP RE (Revert Engineering) cho phép l y thông tin CAD v t th có, c ng gi i pháp r t hi u qu cho trình thi t k L p qui trình s n xu t: Là phân h m t nhi u th i gian tài CIM x d ng modul l p quy trình công ngh t đ ng b ng gi i pháp ph n m m l p trình Phân h CAPP (Computer Aided Process Planning) m t gi i pháp h u hi u V i thông tin đ y đ phân h CAPP s quy t đ nh đ a m t qui trình công ngh h p lý nh t đ gia công chi ti t L p trình cho tr m gia công: Các tr m gia công bao g m trang thi t b tham gia trình ch t o s n ph m: Các máy CNC, Robot… L p trình cho t bào gia công CNC bao g m thông tin v hình h c (CAD) thông tin công ngh Quá trình đ mô ph ng phân h CAD/CAM L p trình c ng hoàn toàn t c ng t v i robot thi t b khác g i lên m c x lý thông tin cao h n đ ph i h p Thi t b s n xu t: Quá trình s n xu t đ t ch c đ c thi t l p y u t chu n b v k thu t c th c hi n Trong trình chi ti t d n d n đ c hình thành ây c ng trình tr c ti p làm bi n đ i phôi li u thông thành chi ti t Trên t bào gia công chi ti t tr c ti p b bi n đ i v m t hình h c c tính Các t bào gia công mà ch y u máy u n s CNC, DNC… Và thi t b khác Hình 6.5: T bào gia công máy CNC H th ng v n chuy n-tích tr : V n chuy n chi ti t gia công (phôi) kho ho c v tinh t i v trí ti p nh n hay chuy n tích tr d ng c H th ng ki m tra: Ki m tra thông s v đ i t ng s n xu t h th ng CIM s d ng nhi u máy ki m tra t đ ng kh l p trình T đ ng hóa trình s n xu t 108 Ch ng Hình 6.6: Dây chuy n ki m tra t đ ng ây c ng m t modun quan tr ng đ phát tri n chi n Ti p th , phân ph i s n ph m: l c s n xu t Doanh nghi p ph i có ph đáp ng tiêu chu n th tr 6.2.4 H ng th c marketing phân ph i s n ph m phù h p ng ng phát tri n CIM thúc đ y s phát tri n c a CIM c ng nh phát tri n s n xu t m t s h c u v CIM đ ng nghiên c ti n hành: - H p lý hóa CIM chi n l c qu n lý CIM - Nhà máy tích h p CIM v i ranh gi i đ a lý ph m vi toàn c u: C u trúc mô hình hóa nhà máy tích h p đ c nghiên c u c s h p tác liên k t nh m n m v ng nguyên t c ng d ng CIM s n xu t toàn c u v qu n lý chia s d li u - Mang liên k t c a CIM: Nghiên c u ng d ng m ng ph m vi r ng Internet cho CIM, t ng c ng s trao đ i thông tin b ng d li u tích h p, m i quan h gi a khách hàng nhà cung c p, d li u v qu n lí h th ng CIM - Công c công ngh tiên ti n cho vi c ng d ng CIM: Nghiên c u v ng d ng robot, nâng cao tính t đ ng hóa s n xu t, ng d ng trí tu nhân t o Mô hình h th ng s n xu t: Tích h p mô hình thông tin v i mô hình ch c n ng c a CIM h th ng thi t k c a CIM - ng d ng trí tu nhân t o nh logic m , m ng n ron tích h p h th ng s n xu t D i vòng tròn CIM o v i mô t : + Vòng mô t tình hình th tr ng toàn c u + Vòng th hai mô t h th ng toàn c u đ đáp ng v i yêu c u c a th tr ng toàn c u + Vòng th ba gi i thích khái ni m, cách th c h th ng th c hi n T đ ng hóa trình s n xu t 109 Ch ng + Vòng th t mô t s liên k t thông tin giao ti p toàn c u, chia s d li u liên k t s n xu t + Vòng trung tâm th hi n k t qu c a h th ng CIM nh m t nhà máy tích h p v thông tin c ng nh k t c u h t ng ph m vi toàn c u hay khu v c Hình 6.7: Vòng tròn CIM o 6.2.5 K t lu n Qua nh ng phân tích đ th y r ng công ngh s n xu t tích h p (CIM) trình ng d ng phát tri n t t y u Vi c nghiên c u ng d ng CIM ngày đ r ng rãi H th ng s n xu t CIM s nh ng nhà máy s n xu t t u vi t c a nó, ngày CIM đ hoàn h o nh t Trong môi tr c th c hi n ng lai V i nh ng tính c hoàn thi n đ đ n m t h th ng s n xu t t đ ng ng c nh tranh toàn c u, h th ng CIM gi i pháp tháo g khó kh n mà nh ng n n kinh t ch a phát tri n Các t p đoàn kinh t l n ch a phát tri n Các t p đoàn kinh t l n th gi i tham gia vào n n kinh t Vi t Nam r t m nh m , dây truy n s n xu t mang tính ch t c a FMS (Flexible Manufacturing System) & CIM T đ ng hóa trình s n xu t 110 Ch đ ng c chuy n giao doanh nghi p Vi t Nam c ng nên quan tâm nghiên c u, ng d ng h th ng s n xu t nh m t h ng phát tri n m i 6.3 H th ng s n xu t bi n hình RMS (Reconfigurable Manufacturing System ) 6.3.1 nh ngh a RMS: H th ng s n xu t bi n hình RMS h th ng có kh n ng thay đ i c ph n c ng ph n m m đ nhanh chóng có th u ch nh công su t ch c n ng c a ph m vi c a h th ng đ đáp ng v i th tr ng thay đ i đ t ng t ho c thay đ i c a h th ng n i t i Hình 6.8 : S đ c a m t h th ng RMS 6.3.2 C s đ i c a RMS: Toàn c u hóa t o m t c nh quan m i cho ngành công nghi p, m t nh ng c nh tranh kh c li t, c h i th tr ng b thu h p, th ng xuyên thay đ i nhu c u s n ph m S thay đ i th hi n c m t m i đe d a c h i t n d ng v c h i, công nghi p c n ph i có h th ng s n xu t có th s n xu t m t lo t s n ph m m t gia đình s n ph m Ph m vi s n ph m ph i đáp ng yêu c u c a nhi u qu c gia n n v n hóa khác nhau, không ch m t nh ng khu v c th tr M t thi t k có kh n ng s n xu t đ ng c th c nhi u s n ph m ph i đ c k t h p v i kh n ng k thu t mà cho phép chuy n đ i nhanh chóng s n ph m s l ng mà có th thay đ i đáng k , th m chí c s hàng tháng Do s đ i c a h th ng RMS nh m đáp ng nhu c u 6.3.3 Các nguyên t c RMS a) Các RMS đ c thi t k cho ngu n l c s n xu t có th u ch nh đ đáp ng nhu c u s p x y Các công su t RMS nhanh chóng m r ng nh , gia s t i u Các ch c n ng RMS b) đ nhanh chóng thích nghi v i vi c s n xu t s n ph m m i nâng cao t c đ ph n ng c a m t h th ng s n xu t, đ c m c t lõi RMS nên c nhúng vào toàn b h th ng c ng nh thành ph n c a (c khí, truy n thông u n) T đ ng hóa trình s n xu t 111 Ch c) Các RMS đ ng c thi t k xung quanh m t t p h p chi ti t, v i s linh ho t, đ tùy ch nh ch c n thi t đ s n xu t t t c ph n t p h p c) RMS ch a m t h n h p thi t b linh ho t nh linh đ ng tùy bi n, ch ng h n nh máy CNC, máy bi n hình v i s máy công c bi n hình (Reconfigurable Machine Tools) , máy ki m tra bi n hình (Reconfigurable Inspection Machine) , máy l p ráp bi n hình (Reconfigurable Assembly Machine) d) RMS s h u ph n c ng ph n m m ho t đ ng có hi u qu vi c đáp ng v i s ki n không th đoán tr c - c bên (thay đ i th tr ng) s ki n n i t i (máy h ng) Hình 6.9: C u hình c b n c a m t RMS T đ ng hóa trình s n xu t 112 Ch Câu h i ôn t p ch ng ng Phân bi t s khác gi a h th ng s n xu t CIM FMS Hi u qu c a vi c ng d ng h th ng CIM s n xu t K tên nêu rõ thành ph n c a h th ng CIM g m nh ng H th ng s n xu t bi n hình gì? T đ ng hóa trình s n xu t 113 M CL C L i nói đ u Ch ng T ng quan t đ ng hóa trình s n xu t 1.1 L ch s phát tri n t đ ng hóa trình s n xu t…….………………… .… 1.2 Các khái ni m t đ ng hóa………………………………………………………2 1.3 Các d ng t đ ng hóa…………………………………………………….………4 1.4 Hi u qu kinh t c a t đ ng hóa …………………………………….…………6 1.5 C u trúc chung c a h th ng t đ ng hóa ………………………………………8 Ch ng Các thi t b c b n c a h th ng t đ ng hóa 2.1 C m bi n.………………………………………………………….…………………….12 2.2 C c u ch p hành………………………………………………………………20 2.3.Các h th ng u n t đ ng…………………………………………… …32 Ch ng H th ng v n chuy n l u kho t đ ng 3.1 Ch c n ng nguyên t c thi t k h th ng v n chuy n t đ ng………………37 3.2 Các ph ng pháp v n chuy n………………………………………………….38 3.3 Các h th ng v n chuy n………………………………………………………41 3.4 L u kho t đ ng trình s n xu t…………………………………… 48 Ch ng C p phôi t đ ng 4.1 Ý ngh a phân lo i h th ng c p phôi t đ ng……………………………… 58 4.2 C c u đ nh h ng phôi d ng ph u……………………………………………60 4.3 C c u đ nh h ng phôi d ng tích………………………………………… 66 4.4 C c u c p phôi rung đ ng…………………………………………………… 70 4.5.Thi t k h th ng c p phôi t đ ng…………………………………………… 74 Ch ng 5: Ki m tra l p ráp t đ ng 5.1 Phân lo i ph ng pháp ki m tra t đ ng………………………………… 83 5.2 Ki m tra tích c c trình s n xu t t đ ng……………………… 84 5.3 Ki m tra t đ ng gia công m t s b m t c b n………………………… 87 5.4 Các ph ng pháp nâng cao đ tin c y c a h th ng ki m tra t đ ng…… … 89 5.5 Các v n đ chung c a l p ráp t đ ng………………………………………… 90 5.6 nh v liên k t chi ti t l p ráp t đ ng ……………………………… 94 5.7 Thi t k trình công ngh l p ráp t đ ng………………………………… 96 5.8 Ch ng d ng robot l p r p t đ ng………………………………………….98 ng 6: H th ng s n xu t hi n đ i 6.1 H th ng s n xu t linh ho t (FMS)………………………………………… 101 6.2 H th ng s n xu t tích h p (CIM)…………………………………………….105 6.3 H th ng s n xu t bi n hình (RMS)………………………………………… 111 Tài li u tham kh o TÀI LI U THAM KH O [1] GS.TS Tr n V n thu t, 2006 ch, T ng Hóa S n Xu t, Nhà xu t b n khoa h c k [2] GS.TS Tr n V n ch, H th ng s n xu t linh ho t FMS tích h p CIM, Nhà xu t b n khoa h c k thu t, 2001 [3] Geoffrey Boothroyd, Assembly Automation And Product Design [4] Christopher Killian, Moder Control Technology Components and Systems ... tham kh o cho sinh viên, giáo viên gi ng d y môn T đ ng hóa trình s n xu t Trong trình biên so n gi ng không th tránh kh i nh ng thi u sót M i ph n h i góp ý cho tác gi xin g i v B môn c khí - Khoa... hóa t ng ph n T đ ng hóa t ng ph n t đ ng hóa t ng nguyên công riêng bi t, ví d nguyên công máy có u n t đ ng máy CNC 1.2.2 T đ ng hóa toàn ph n T đ ng hóa toàn ph n t đ ng hóa trình gia công,... nguyên công nh v y vào m t thi t b làm cho h th ng tr nên ph c t p Nh ng đ c tr ng c a t đ ng hóa c ng là: u t ban đ u cao cho nh ng thi t k theo đ n đ t hàng + + N ng su t máy cao +T ng đ i không