Bài giảng Hệ thống CAM

CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CAM 3.1. Khái niệm, định nghĩa và phân loại CAM là ngành khoa học dùng máy tính để lập kế hoạch, điều hành, điều khiển các thao tác của một giai đoạn, một công nghệ trực tiếp hay gián tiếp thông qua máy tính CAM (Computer aided manufacturing): Sản xuất với sự trợ giúp của máy tính. Căn cứ vào ứng dụng của CAM đối với hệ thống sản xuất có thể chia CAM thành hai loại: CAM được định nghĩa là: "Sử dụng hệ thống máy tính cùng với phần mềm thích hợp để lập kế hoạch, quản lý và điều khiển các hoạt động của một nhà máy thông qua giao diện trực tiếp hoặc gián tiếp giữa máy tính với các tài nguyên sản xuất của nhà máy đó" Phân loại CAM theo dõi và điều khiển: Đây là những ứng dụng trực tiếp của CAM. Máy tính được ghép nối trực tiếp với đối tượngcủa hệ thống sản xuất để theo dõi và điều khiển các quá trình. Chức năng điều khiển là dựa vμo những số liệu thu thập được từ quá trình sản xuất để sử lý và đưa ra những tín hiệu điều khiển trực tiếp tới các quá trình trên cơ sở thuật toán điều khiển của phần mềm. Chức năng theo dõi được thể hiện qua việc thu thập số liệu từ quá trình sản xuất. Đây là những ứng dụng gián tiếp của CAM. Trong đó máy tính được dùng để lập kế hoạch, tiến độ, dự báo, cung cấp thông tin, đưa ra các chỉ thị để quản lý và điều hμnh công việc sản xuất, còn con người thì thường xuyên phải có mặt để thực hiện công việc theo dõi và điều khiển quá trình. CAM trợ giúp sản xuất: Chu trình sản phẩm nếu xét trong lĩnh vực thiết kế và chế tạo sản phẩm là quá trình xuất phát từ nhu cầu của khách hàng và thị trường mà xây dựng một khái niệm về sản phẩm phù hợp. Việc thực hiện các bước trong chu trình sản phẩm được quyết định bởi khách hàng. Trong thực tế có hai cách sau 3.2. Chu kỳ sản phẩm của hệ thống CAD/CAM Chu kỳ sản phẩm Sản xuất theo yêu cầu thiết kế của khách hàng. Như vậy giai đoạn thiết kế do khách hμng đảm nhiệm. Giai đoạn chế tạo và hoàn thiện sản phẩm sẽ do một hoặc một nhóm xí nghiệp, công ty thực hiện. Khái niệm sản phẩm chỉ được hình thành khi đã nghiên cứu kỹ về khách hàng và thị trường. Có nghĩa là sản phẩm phải đáp ứng tốt nhất các yêu cầu của thị trường và khách hàng. Sau đó những khái niệm về sản phẩm phải được xem xét, sàng lọc, phân tích, cải tiến đe trở thành một đề án thiết kế. Đây là bước thiết kế kỹ thuật. Tiếp theo đề án được tư liệu hóa bằng các bản vẽ kỹ thuật. Các bản thiết kế kỹ thuật chỉ ra công nghệ chế tạo, kèm theo các bản thuyết minh làm rõ các đặc tính kỹ thuật và hoạt động của sản phẩm và các tác động của chúng trong tương lai Cả giai đoạn thiết kế và chế tạo đều được thực hiện tại một nhà máy, công ty. Lĩnh vực chế tạo là giai đoạn tiếp theo sau giai đoạn thiết kế, bao gồm: Lập quy trình công nghệ: Trang thiết bị phục vụ cho quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm. Tiến độ thực hiện. Tùy theo mức độ tiên tiến và qui mô sản xuất của mỗi nhà sản xuất mà CAD/CAM được ứng dụng vào những khâu nào trong quá trình sản xuất và kinh doanh. Chu kỳ sản phẩm 3.3. Hệ thống sản xuất tự động linh hoạt Hệ thống sản xuất linh hoạt là tổ hợp bao gồm các máy CNC, các thiết bị tự động, các môdul sản xuất linh hoạt, các thiết bị công nghệ riêng lẻ và các hệ thống đảm bảo chức năng hoạt động với chế độ tự động trong khoảng thời gian đã định , cho phép tự động điều chỉnh để chế tạo các sản phẩm bất kỳ trong một giới hạn nào đó 3.3.1. Đặc điểm của hệ thống sản xuất linh hoạt 3.3.2. Cấu trúc hệ thống sản xuất linh hoạt Các thiết bị công nghệ và các thiết bị kiểm tra được trang bị các tay máy tự động và các máy tính để tính toán và điều khiển Các bộ chương trình điều khiển FMS Các tế bào gia công tự động (các môdun sản xuất linh hoạt), thông thường là các máy CNC có liên kết với các máy tính và hệ thống vận chuyển tích trữ phôi (chi tiết) tự động Theo cấu trúc thì FMS là tổ hợp của tế bào gia công tự động và tế bào kiểm tra tự động liên kết với nhau thành một hệ thống nhất theo dòng vật liệu với sự trợ giúp của hệ thống vận chuyển – Tích trữ phôi (chi tiết ) tự động và điều khiển nhờ mạng máy tính Tiếp nhận dụng cụ cắt và dụng cụ phụ Sắp xếp theo bộ và điều chỉnh kích thước trong cụm lắp ráp với dụng cụ phụ Đưa các dụng cụ tới các máy của FMS Theo dõi trạng thái của dụng cụ khi gia công chi tiết và thay đổi dụng cụ kịp thời Giữ gìn và bảo quản dụng cụ một cách có hệ thống 3.3.3. Hệ thống quản lý dụng cụ Vận chuyển các chi tiết gia công (phôi) trong thùng chứa hoặc trên các vệ tinh tới vị trí tiếp nhận để bổ sung vào ổ tích có dung lượng nhỏ đặt cạnh các máy. Lưu trữ trong các ổ tích có dung lượng lớn các chi tiết dự trữ giữa các nguyên công trên các vệ tinh trong thùng chứa và theo lệnh của máy tính vận chuyển chúng tới vị trí tiếp nhận để tiếp tục gia công. 3.3.4. Hệ thống điều khiển phôi Vận chuyển các chi tiết đã được gia công trên các máy tới vị trí tháo chi tiết và chuyển các vệ tinh tự do về vị trí cấp phôi hoặc về ổ tích trữ. Vận chuyển các chi tiết đã được gia công tới vị trí kiểm tra và chuyển chúng về vị trí tiếp nhận gia công tiếp. Hệ thống vận chuyển - tích trữ chi tiết được thiết kế chủ yếu theo ba phương án: Loại gia tích trữ với máy xếp đống, loại băng tải tích trữ và Phương án tổ hợp. Đặc tính của đối tượng sản xuất Thành phần của thiết bị Thành phần tổ hợp máy tính điều khiển Tổ chức sản xuất Dữ liệu ban đầu để thiết kế hệ thống điều khiển máy. Dữ liệu ban đầu để thiết kế hệ thống điều khiển vận chuyển chi tiết. Dữ liệu ban đầu để thiết kế hệ thống điều khiển vận chuyển dụng cụ. 3.3.5. Điều khiển FMS