Hệ thống s?n xuất linh hoạt thường gồm một số thiết bị khả
trình, để sản xuất một số loại sản phẩm nhất định.
Các thiết bị trên được liên kết với nhau (liên kết thông tin) thành
một đơn vị sản xuất với sự hỗ trợ của các chương trìnhđiều
khiển.
Các thiết bị gia công và lắp ráp, cùng với các thiếtbị vận
chuyển và xử lý thông tin hình thành hệ thiết bị cơ sở của sản
xuất tích hợp.
Ngày nay, các thiết bị sản xuất có đặc điểm chung là được điều
khiển bằng kỹ thuật số.
57 trang |
Chia sẻ: nyanko | Lượt xem: 1224 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng môn học hệ thống sản xuất linh hoạt (tiếp), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ
KHOA HÀNG KHễNG VŨ TRỤ
BÀI GiẢNG MễN HỌC
HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT
TS. Trần ðức Tăng
Bộ mụn CNTB & HKVT
ðiện thoại: 0973 991486
Email: tranductang@yahoo.com
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
5. Hệ thống lắp rỏp linh hoạt
2. Mỏy ủo tọa ủộ (CMM)
3. Robot trong hệ thống SXLH
Nội dung 4. Tế bào SXLH (FMC), hệ thống FMS
1. Cỏc mỏy và trung tõm gia cụng CNC
Chương 2: Thiết bị trong hệ thống FMS
6. Hệ thống kiểm tra tự ủộng của FMS
7. Hệ thống vận chuyển, kho chứa của FMS
2TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
1. Giới thiệu
Hệ thống sản xuất linh hoạt th−ờng gồm một số thiết bị khả
trình, để sản xuất một số loại sản phẩm nhất định.
Các thiết bị trên đ−ợc liên kết với nhau (liên kết thông tin) thành
một đơn vị sản xuất với sự hỗ trợ của các ch−ơng trình điều
khiển.
Các thiết bị gia công và lắp ráp, cùng với các thiết bị vận
chuyển và xử lý thông tin hình thành hệ thiết bị cơ sở của sản
xuất tích hợp.
Ngày nay, các thiết bị sản xuất có đặc điểm chung là đ−ợc điều
khiển bằng kỹ thuật số.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
2. Cỏc mỏy và trung tõm gia cụng CNC
2.1 Điều khiển số và cấu trúc của máy NC
- Máy NC là thiết bị cơ bản trong hệ thống sản xuất linh hoạt. Thuật
ngữ điều khiển số (numerical control-NC) nghĩa là máy NC đ−ợc điều
khiển bằng kỹ thuật số từ ch−ơng trình lập sẵn. Nó cho phép thích
ứng linh hoạt với những thay đổi trong sản xuất loạt vừa và loạt nhỏ.
- Ngày nay tất cả các bộ điều khiển NC đều sử dụng máy tính, nên
thuật ngữ CNC (computer numerical control) đã thay thế cho thuật
ngữ NC.
- Quá trình tạo dữ liệu để gia công tự động một chi tiết đ−ợc gọi là lập
trình NC. Ch−ơng trình NC là một file dạng văng bản, đ−ợc viết theo
một hệ mã chuẩn mà bộ điều khiển có thể hiểu đ−ợc, để h−ớng dẫn
cho máy thực hiện quá trình gia công một cách tự động.
- Các thông tin đ−ợc truyền cho bộ điều khiển NC đ−ợc chia thành
thông tin hình học (G, X, Y, Z,) và thông tin công nghệ (F, S, T, M)
3TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
- Về hình học, có 3 kiểu điều khiển:
- Điều khiển điểm - điểm
- Điều khiển đ−ờng thẳng
- Điều khiển contour
Điều khiển điểm-điểm cho phép
dịch chuyển nhanh từ một điểm tới
một điểm. Đ−ờng dịch chuyển đ−ợc
xác định bởi bộ điều khiển
Điều khiển đ−ờng thẳng cho phép sự dịch chuyển dọc theo một trục
ở một tốc độ xác định.
Điều khiển contour đ−ợc sử dụng để điều khiển qua một số đ−ờng
(các đ−ơng thẳng và đ−ờng tròn) ở một tốc độ xác định. Việc phối hợp
các đ−ờng thẳng và đ−ờng tạo thành các đ−ờng cong bất kỳ.
Điều khiển về công nghệ tác động tới các tham số công nghệ nh− tắt
trục chính, điều khiển tốc độ chạy dao, thay dao, cấp dung dịch làm
mát
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
-Quá trình tạo, xử lý dữ
liệu, và điều khiển thiết bị
đ−ợc phân thành 3 cấp:
- Cấp nhập/xuất dữ liệu:
có chức năng nhận
ch−ơng trình
- Cấp xử lý: đọc và xử lý
các thông tin công nghệ
và hình học trong ch−ơng
trình, xuất ra các tín hiệu
điều khiển các hệ thống
trên máy
-Cấp điều khiển, tạo tín
hiệu điều khiển các thiết
bị chấp hành qua các
giao diện vào/ra t−ơng
ứng.
Các chức năng của một bộ điều khiển NC
4TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Nguyờn lý của mỏy gia cụng cơ khớ cú ủiều khiển CNC
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Đặc điểm cấu trúc của máy CNC
Các thành phần cơ bản của một máy NC gồm:
Phần máy công cụ, gồm: các hệ thống công tác và chấp hành (cơ
khí, điện, thuỷ khí) để thực hiện chức năng gia công. Phần máy công
cụ về cơ bản có cấu trúc nh− các máy thông th−ờng.
Phần điều khiển, gồm:
- Bộ điều khiển (controller), th−ờng gọi là bộ CNC, gồm phần cứng và
phần mềm thực hiện các chức năng điều khiển.
- Hệ đo l−ờng và điều khiển vị trí.
- Hệ điều khiển phần công tác (nh− trục chính của máy công cụ).
So với máy thông th−ờng, chế độ làm việc của các máy CNC nặng
nề hơn, nh−: tốc độ trục chính cao gáp 5-10 lần (4000 – 15000 v/ph),
tốc độ chạy dao cao gấp hàng trăm lần (đến 10000 mm/ph). Vì vậy
yêu cầu kỹ thuật đối với máy CNC khắt khe hơn so với máy thông
th−ờng.
5TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Các yêu cầu đối với máy CNC
Độ cững vững tĩnh và động của hệ thống cơ khí cao, đảm bảo độ
chính xác kích th−ớc và chất l−ợng bề mặt gia công cao cả khi gia
công thô (công suất lớn) lẫn khi gia công tinh (tốc độ trục chính cao).
Độ cứng vững cao còn là yếu tố đảm bảo cho máy làm việc ổn định
khi gia tốc lớn, tốc độ trục chính cao. Sử dụng vật liệu có khả năng
giảm chấn, hấp thụ dao động cũng cho phép tăng tính ổn định cơ
học.
Tính ổn định nhiệt của hệ thống cao. Biện pháp để đạt đ−ợc điều này
không chỉ là giảm ma sát truyền động mà còn là phân bố nhiệt độ
hợp lý, dùng vật liệu và kết cấu tản nhiệt nhanh.
Momen quán tính của các cơ cấu chuyển động nhỏ, cho phép chúng
làm việc với gia tốc lớn.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Một số đặc điểm khác của máy CNC so với máy thông th−ờng
- Thân máy th−ờng có kết cấu đúc hoặc hàn từ vật liệu có cơ tính cao,
có nhiều gân, hốc, chia khoang,... vừa nhẹ, vừa cứng vững; truyền
nhiệt và hấp thụ dao động tốt.
- Trong các hệ truyền động quan trọng đ−ợc dùng các cơ cấu và vật
liệu giảm ma sát, chịu mòn, không khe hở (vít me - đai ốc bi; đ−ờng
dẫn h−ớng lăn hoặc tr−ợt nh−ng đ−ợc dán hoặc phủ vật liệu ít ma
sát, chịu mòn; bánh răng không khe hở).
- Giảm tối đa truyền động cơ khí: dùng truyền động điện, thuỷ lực điều
khiển tốc độ vô cấp thay cho hộp số; nối trực tiếp trục động cơ lên
trục công tác; dùng hộp giảm tốc hành tinh, thuỷ lực hoặc bánh răng
sóng - con lăn có tỷ số truyền lớn).
- Các trục đ−ợc truyền động trực tiếp, dùng hệ truyền động servo.
6TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
- Do toàn bộ hoạt động của máy đ−ợc điều khiển tự động, không cần
sự can thiệp th−ờng xuyên của con ng−ời, nên vùng làm việc th−ờng
đ−ợc bao kín, đảm bảo an toàn và mỹ quan. Các kho chứa dao và
đài dao th−ờng đ−ợc đ−a về phía sau để dễ quan sát vùng gia công.
Băng máy (tiện) đặt nghiêng để dễ thoát phoi và dung dịch.
- Ngoài các hệ thống chính, các máy và trung tâm gia công CNC còn
có các cơ cấu tự động khác, nh− thay dao tự động, cấp và kẹp phôi
tự động, tải phoi tự động, đóng mở cửa tự động,... Chính các hệ
thống phụ trợ này lại đóng vai trò quan trọng trong việc ghép nối các
máy CNC đơn lẻ với nhau và với các thiết bị sản xuất khác: robot,
băng tải, máy đo 3 chiều,... thành các tế bào và các hệ thống sản
xuất linh hoạt.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
2.2 Các trung tâm gia công CNC
Trung tâm gia công (Machining Center) CNC có khả năng thực hiện
nhiều nguyên công công nghệ khác nhau, nh− tiện, phay, doa, gia
công ren, mài,... mà bình th−ờng phải dùng một số máy CNC thông
th−ờng. Do yêu cầu về tập trung nguyên công mà các TTGC có
những đặc điểm kết cấu sau:
- Có nhiều trục điều khiển (4 đến 5 trục hoặc hơn).
- Có hệ thống thay dao tự động.
- Có cơ cấu cấp phôi, kẹp phôi tự động.
- Có khả năng giao tiếp với các thiết bị sản xuất khác, nh− robot, băng
tải,...
- Nhờ có khả năng tập trung nguyên công cao mà các TTGC cho
phép tăng năng suất, tăng độ chính xác gia công.
- Có 2 loại TTGC, là TTGC ngang và TTGC đứng. TTGC ngang dựa
trên cơ sở máy tiện, còn TTGC đứng dựa trên máy phay.
7TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Trung tâm gia công đứng
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Trung tâm gia công ngang
8TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
2.3 Hiệu quả của tập hợp cỏc mỏy CNC thành hệ thống FMS
Tăng thời gian mỏy
- Thời gian mỏy của cỏc mỏy phụ thuộc vào mức ủộ tự ủộng húa của
hệ thống FMS và ủộ phức tạp của chi tiết gia cụng. ðể tăng thời
gian mỏy cần giảm thời gian gỏ và thỏo chi tiết gia cụng, giảm thời
gian thay dao
- Tập hợp cỏc mỏy CNC thành hệ thống FMS cho phộp tăng hệ số
thời gian mỏy lờn tới 50-70%
Tăng hệ số sản xuất theo ca
- ðạt ủược nhờ tăng khả năng phục vụ nhiều mỏy, ủồng thời nhờ vào
việc chuẩn bị cỏc cụng việc chớnh ở ca thứ nhất và khả năng làm
việc 2, 3 ca với số ớt cụng nhõn.
- Sử dụng hệ thống thay dao tự ủộng cú thể tăng hệ số sx theo ca lờn
2 lần. Khi sử dụng thờm cả hệ thống cấp phụi và vận chuyển tự
ủộng thỡ hệ số sx theo ca tăng lờn 3 lần.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Giảm vốn lưu thụng nhờ giảm ủược chu kỳ sản xuất
- Vốn lưu thụng khi tập hợp cỏc mỏy CNC thành hệ thống FMS giảm
là nhờ rỳt ngắn ủược chu kỳ sx.
- Bằng cỏch tăng hệ số thời gian mỏy (ktm), tăng hệ số sx theo ca (ktc)
và giảm hệ số vốn lưu thụng (kgv) cho phộp ủạt ủược giỏ trị cao của
hệ số tăng giỏ thành cho phộp (ktgt) của hệ thống FMS so với mỏy
CNC ủộc lập.
Ktgt = ktm/ktc
Giảm số cụng nhõn trong sx
- Tự ủộng húa toàn phần cỏc khõu vận chuyển và ủiều khiển thiết bị
cho phộp cụng nhõn cú thể phục vụ nhiều mỏy
- Trong FMS số thiết bị giảm, khả năng phục vụ nhiều mỏy tăng do ủú
cú thể giải phúng ủược nhiều cụng nhõn sx trực tiếp)
9TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
3. Mỏy ủo tọa ủộ
Máy đo toạ độ (Coordinate Measuring Machine - CMM) là một máy
đo vạn năng tự động, có khả năng kiểm tra đ−ợc rất nhiều dạng hình
học với độ chính xác cao.
CMM đ−ợc dùng nh− một thiết bị đi kèm với các máy CNC để giúp
hiệu chỉnh các sai số khi gá đặt hay giám sát tích cực trong quá trình
gia công, giám sát và bù mòn dao.
Trong công nghệ ng−ợc (Reverse Engineering), CMM đ−ợc dùng
nh− thiết bị số hoá các bề mặt 3D, cho phép phỏng tạo lại các chi
tiết phức tạp khi thiết kế hoặc tự động xuất ch−ơng trình cho máy
CNC.
Với những khả năng nói trên, CMM vốn là một thiết bị đo kiểm vạn
năng đã nhanh chóng trở thành bộ phận không thể thiếu đ−ợc trong
các hệ SXLH.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
3.1 Kết cấu của CMM
Giống nh− máy CNC, các CMM có thể có kiểu đứng, ngang. Về kích
th−ớc thì có loại để bàn, cũng có loại lớn, phải đặt trên nền.
CMM có kết cấu chung t−ơng tự máy CNC: có bàn máy, đầu dò, các
đ−ờng tr−ợt và các động cơ dẫn động đầu dò theo các trục X. Y, Z.
Tuy nhiên, do yêu cầu làm việc: chuyển động nhẹ nhàng, chính xác
và không sinh lực lớn, CMM có những điểm khác:
- Thân máy rất vững chắc, th−ờng đ−ợc đúc từ vật liệu đặc biệt có khả
năng ổn định tr−ớc sự rung xóc và thay đổi nhiệt độ, mang mặt bàn
gá rất chính xác. Trong một số tr−ờng hợp, trên thân máy có gắn hệ
thống tự ổn định, chống rung xóc dùng khí nén.
- Các đ−ờng tr−ợt đ−ợc chế tạo chính xác, làm bằng hoặc phủ hợp kim
gốm chống mòn và giảm ma sát. Một số máy đ−ợc trang bị các
đ−ờng tr−ợt trên đệm khí nén hoặc thuỷ tĩnh.
10
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
- Hệ thống điều khiển rất tinh xác, có khả năng di chuyển đầu dò theo
3 trục với độ chính xác tới phầm trăm àm.
- Phần mềm của CMM tạo ra giao diện ng−ời dùng (menu, giao diện
đồ hoạ, công cụ lập trình), đảm bảo chức năng nhận, phân tích
(phân tích hình học, phân tích thống kê, đánh giá kết quả đo,...), l−u
trữ dữ liệu đo, điều khiển các hoạt động của máy và giao diện với
các thiết bị khác trong hệ thống sản xuất.
- Phần lớn CMM đ−ợc trang bị hệ CAD/CAM chuyên dùng và có khả
năng kết nối, trao đổi dữ liệu với các hệ CAD/CAM th−ơng mại khác,
cho phép ng−ời dùng tái tạo mô hình vật thể, hiệu chỉnh mô hình và
lập trình cho máy CNC.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
3.2 Chức năng của CMM
CMM vốn là thiết bị đo vạn năng, cho phép đo chính xác các thông
số hình học: kích th−ớc thẳng, kích th−ớc góc, bán kính cung hoặc
vòng tròn; kiểm tra các thông số không gian: độ thẳng của cạnh, độ
phẳng của bề mặt, độ tròn, độ song song, độ vuông góc giữa các
đ−ờng và bề mặt.
Tuỳ khả năng tính toán của các phần mềm, CMM có thể cho các
thông số thứ cấp, nh− tổng chiều dài, tổng các góc, diện tích bề
mặt,... Đó là các chức năng th−ờng thấy ở các CMM độc lập.
Kiểm tra kích
th−ớc nhờ CMM
11
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
CMM cho phép quét và ghi lại tọa độ các điểm của bề mặt 3D. Dữ
liệu này, sau đó có thể đ−ợc dùng để dựng lại mô hình, chỉnh sửa
thiết kế hoặc tính toán quỹ đạo dao cho máy CNC
Khi làm việc trong một hệ thống sản xuất tự động, trong các tế bào
hay hệ thống sản xuất linh hoạt, CMM hoạt động theo ch−ơng trình
lập sẵn, quy định thủ tục làm việc của CMM.
Các ch−ơng trình điều khiển CMM đ−ợc l−u trong máy tính trung tâm.
Ch−ơng trình này chứa các lệnh điều khiển máy lần l−ợt đo các
thông số hình học cần thiết. Mỗi chủng loại chi tiết đ−a vào kiểm tra
trên CMM cần một ch−ơng trình riêng. Sau khi chi tiết đ−ợc gá lên
máy thì ch−ơng trình kiểm tra t−ơng ứng đ−ợc gọi và thực hiện. Kết
quả đo đ−ợc phân tích, so sánh với dung sai trong dữ liệu và máy
tính đ−a kết luận có đạt hay không. Nếu chi tiết không đạt, nó sẽ bị
trả về hoặc trên màn hình sẽ xuất hiện cảnh báo.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Vớ dụ về mỏy CMM
CMM kiểu ủứng CMM kiểu ngang
12
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
CMM kiểu ủứng
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
13
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
4. Robot cụng nghiệp trong hệ thống SXLH
Robot công nghiệp (Industrial Robotics - IR) là tay máy vạn năng,
hoạt động theo ch−ơng trình và có thể lập trình lại để hoàn thành và
nâng cao hiệu quả hoàn thành các nhiệm vụ khác nhau trong công
nghiệp, nh− vận chuyển nguyên vật liệu, chi tiết, dụng cụ hoặc các
thiết bị chuyên dùng khác.
IR có 2 đặc tr−ng cơ bản:
- Là thiết bị vạn năng, đ−ợc TĐH theo ch−ơng trình và có thể lập trình
lại để đáp ứng một cách linh hoạt, khéo léo các nhiệm vụ khác nhau.
- Đ−ợc ứng dụng trong những tr−ờng hợp mang tính công nghiệp đặc
tr−ng, nh− vận chuyển và xếp dỡ nguyên vật liệu, lắp ráp, đo
l−ờng,...
Bản thân IR là một thiết bị khả trình nên nó đặc biệt thích hợp với
SXLH, nó là thành phần không thể thiếu đ−ợc trong các hệ thống
sản xuất tự động.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Một số vớ dụ về robot
Robot cố ủịnh trờn nền Robot di ủộng trờn ray
14
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Robot gắn trờn tường Robot ủược dựng như
một mỏy CNC 6 trục
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
15
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
4.1 Yờu cầu ủối với robot cụng nghiệp
Do tớnh chất làm việc trong FMS, cỏc IR cần ủỏp ứng những yờu
cầu:
- Thực hiện cụng việc một cỏch tự ủộng trong cỏc nguyờn cụng chớnh
cũng như cỏc nguyờn cụng phụ
- Tự ủộng thay ủổi khi thay ủổi ủối tượng sx
- Tiếp xỳc nhẹ nhàng và chớnh xỏc với cỏc thiết bị của FMS
- Cú khả thực hiện cỏc tỏc ủộng ủiều khiển tới cỏc thiết bị cụng nghệ
chớnh của FMS ủể thực hiện cỏc nguyờn cụng theo tuần tự ủó ủược
lập trỡnh.
- ðảm bảo ủộ ổn ủịnh làm việc trong FMS
- Cú khả năng trang bị thiết bị kiểm tra tự ủộng chất lượng gia cụng
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
4.2 Ứng dụng IR trong tự ủộng húa sx
Ứng dụng của IR trong tự ủộng húa sx rất ủa dạng, ủặc biệt là vai
trũ của chỳng trong cỏc hệ thống FMS.
Robot húa cỏc thiết bị cụng nghệ
- Thiết bị cụng nghệ ủược phục vụ bởi một hay một số robot ủể tự
ủộng húa cỏc cụng việc phục vụ. Vớ dụ:
Trong gia cụng cắt gọt cỏc cụng việc thường ủược phục vụ bởi
robot là vận chuyển phụi và sản phẩm, ủưa phụi vào thiết bị gỏ kẹp
và thỏo sản phẩm sau gia cụng, ủảo phụi khi gia cụng.
Trong sx ủỳc, robot thường ủược giao nhiệm vụ lắp, dỡ khuụn, rút
vật liệu, làm sạch vật ủỳc
Trong gia cụng ỏp lực, robot cú thể ủảm nhận việc ủưa phụi vào
vựng gia cụng và lấy sản phẩm, ủảo phụi khi rốn.
Trong một số trường hợp, như khi hàn, sơn, robot ủồng thời là
thiết bị cụng nghệ, nú trực tiếp ủiều khiển mỏ hàn hay ủầu phun ủể
hoàn thành nguyờn cụng cụng nghệ.
16
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
17
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Robot phun sơn mang ủầu
phun sơn và cú ủồ gỏ ủể xoay
vật cần sơn
Robot phục vụ mỏy dập tấm cú
2 cỏnh tay, một tay mang kỡm
gắp, tay kia mang 2 buồng hỳt
chõn khụng
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
18
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Robot húa cỏc tế bào sản xuất
- Tế bào sx là tổ hợp gồm cỏc thiết bị cụng nghệ, robot và cỏc thiết bị
phục vụ khỏc, ủể hoàn thành một nhiệm vụ sx ủộc lập. Cỏc thiết bị
phục vụ cú thể là cỏc thiết bị xếp dỡ, ủịnh hướng
- Mỗi tế bào sx cú thể hoạt ủộng ủộc lập hoặc liờn kết với cỏc thiết bị
hay tế bào sx khỏc ủể hỡnh thành một hệ thống sx.
- Tế bào sx cú robot phục vụ ủược gọi là tế bào sản xuất robot húa.
Robot húa hệ thống sản xuất
- Dõy chuyền sx robot húa: là tổ hợp cỏc tế bào sx robot húa, ủược
liờn kết với nhau bằng cỏc thiết bị vận chuyển hoặc gồm một số thiết
bị cụng nghệ, ủược phục vụ bởi một hay một số robot và cỏc thiết bị
vận chuyển,ủể hoàn thành cỏc nguyờn cụng cụng nghệ gia cụng
sản phẩm.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Trạm gia cụng với rụbốt
19
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
- Về mặt khụng gian, cỏc thiết bị cụng nghệ ủược sắp xếp theo trỡnh
tự cụng nghệ
- Về mặt thời gian, nhịp sx ở từng nguyờn cụng phải bằng nhau hoặc
bằng bội số của nhau ủể ủảm bảo nhịp chung của dõy chuyền.
- ðối với dõy chuyền sx, phương tiện vận chuyển khụng chỉ cú nhiệm
vụ vận chuyển ủơn thuần mà cũn duy trỡ nhịp sx.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
5. Tế bào sản xuất linh hoạt (FMC)
Hệ thống SXLH đ−ợc hình thành từ các tế bào sản xuất linh hoạt
(Flexible Manufacturing Cell - FMC)
FMC là đơn vị tổ chức sản xuất cơ sở, là tổ hợp của một hoặc một
số thiết bị công nghệ cùng với các thiết phụ trợ cần thiết khác
(robot, băng tải, thiết bị kiểm tra, giám sát,...), có nhiệm vụ sản
xuất tự động một nhóm các sản phẩm t−ơng tự nhau.
FMC phải có khả năng tự thích ứng với sự thay đổi của đối t−ợng
sản xuất
20
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Phần thiết bị của
FMC này gồm có:
- Các thiết bị công
nghệ (một trung tâm
gia công và 1 máy
tiện).
- Các thiết bị vận
chuyển (xe tự hành
và robot) phục vụ và
liên kết về tổ chức
các thiết bị công
nghệ.
- Kho chứa vật liệu, dụng cụ
- Phần điều khiển đ−ợc phân thành 2 cấp: cấp thiết bị có các bộ điều
khiển CNC và robot. Cấp điều hành tế bào: dùng máy tính, thông qua
mạng cục bộ (LAN).
Ví dụ về một MFC:
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
6. Hệ thống SXLH (FMS)
Hệ thống SXLH (FMS) đ−ợc hình thành bằng cách ghép các FMC để
sản xuất các nhóm sản phẩm hoàn chỉnh hơn. Các tế bào và các
thiết bị sản xuất đ−ợc sắp xếp theo dây chuyền sản xuất, thực hiện
sản xuất theo nhịp. Các đối t−ợng trong nhóm có thể đ−ợc đ−a vào
dây chuyền một cách ngẫu nhiên.
Cấu trúc
chức năng
của một
FMS
21
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Ví dụ về bố trí của một FMS
Bên phải hệ thống gồm trung tâm gia công 10, TT tiện 8, máy đo 3 chiều 9,
kho chứa thành phẩm 7, trạm gá lắp chi tiết 14. Bên trái là hệ thống lắp ráp với
robot chính 12 và các robot lắp ráp 3, 4, 5, 13. Hai hệ thống đ−ợc liên kết với
nhau nhờ hệ thống vận chuyển với xe tự hành15.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
7. Hệ thống lắp rỏp linh hoạt
Về nguyên tắc thì hệ thống lắp ráp linh hoạt có kết cấu tổ chức nh−
FMS gia công, trong đó:
- Các thiết bị lắp ráp thay cho vị trí các trung tâm gia công.
- Các robot th−ờng đ−ợc dùng làm nhiệm vụ lắp ráp.
22
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Cỏc hệ thống lắp rỏp
MAST: trạm lắp rỏp bằng tay
AAST: trạm lắp rỏp tự ủộng
FAST: trạm lắp rỏp linh hoạt
ACT: trung tõm lắp rỏp
-Robot
lắp rỏp
- Cú khả
năng lập
trỡnh
-Mỏy lắp
rỏp tự
ủộng
- Khụng
cú khả
năng lập
trỡnh
- Thợ
lắp rỏp
- Tớnh
linh hoạt
tựy ý
FASTAASTMAST - Mỏy tớnh trung tõm, PLC
- Cỏc trung tõm lắp rỏp (gồm
1 – 5 robot lắp rỏp)
- Cú thể bao gồm: MAST,
AAST tớch hợp với dũng thụng
tin và vật liệu
- Tớch hợp với hệ thống cấp
phụi và dao tự ủộng ủược
quản lý và ủiều khiển bằng
mỏy tớnh
Trạm lắp ráp (AST) Tế bào lắp ráp (AC) Hệ thống lắp rỏp (AS)
- Mỏy tớnh trung tõm lập kế
hoạch và ủiều khiển ở mọi
cấp ủộ
- Mỏy tớnh trung tõm ủiều
khiển cỏc mỏy tớnh của cỏc
trạm lắp rỏp ủơn lẻ và ủiều ủộ
cụng việc
- AS bao gồm AAST, MAST,
FAST, ACT và AC
23
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Vớ dụ 1 hệ thống lắp rỏp bỏn tự ủộng
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Ví dụ 1 hệ thống lắp ráp linh hoạt
- Bên cạnh các trạm lắp
ráp dùng robot còn có
cả trạm lắp ráp bằng
tay.
- Hệ thống cho phép lắp
ráp đồng thời