Thiết kế dây chuyền tự động lắp ráp bút bi

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Thiết kế dây chuyền tự động lắp ráp bút bi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI

HỌC

THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN TỰ ĐỘNG LẮP

RÁP BÚT BI (TL 034)

SVTH : VƯƠNG QUỐC MSSV : 20001882

SVTH :PHAN ĐÌNH QUANG MSSV : 20001834

CBHD : Thầy TRẦN ĐẠI NGUYÊN

Thầy HUỲNH HỮU NGHỊ

BỘ MÔN : CAD/CAM/CNC

TP Hồ Chí Minh, 1 / 2005

TP HCM

BK

MỤC LỤC

Trang

LỜI NÓI ĐẦU ……….……… Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HOÁ , SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG GIAI ĐOẠN HIỆN NAY

1.1 Tình hình ngành cơ khí Việt Nam và triển vọng trong tương lai 1.1.1 Những nét cơ bản 1.2 Khái niệm về tự động hoá sản xuất

1.2.1 Định nghĩa về tự động hoá

1.2.2 Các hình thức của tự động hoá

1.3 Sự phát triển của tự động hoá

1.4 Thiết kế sản phẩm cho lắp ráp tự động

1.4.1 Tìm hiểu về quá trình lắp ráp sản phẩm

1.4.2 Nguyên tắc ứng dụng trong thiết kế sản phẩm

1.5 Sự cần thiết phải có tự động hoá

Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ SƠ LƯỢC VỀ CÁC LOẠI BÚT BI TRÊN THỊ TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ LẮP RÁP CHÚNG

2.1 Nhu cầu sử dụng bút bi

2.2 Sự tiện lợi của bút bi so với bút máy

2.2.1 Bút máy

2.2.2 Bút bi

2.3 Thực trạng,xu hướng lắp ráp bút bi của các công ty hiện nay

2.4 Hệ thống lắp ráp

2.4.1 Lắp ráp bằng tay tại một vị trí

2.4.2 Dây chuyền lắp ráp bằng tay

2.4.3 Dây chuyền lắp ráp tự động

2.5 Sản phẩm

2.5.1 Giới thiệu sản phẩm trên thị trường

2.5.2 Hình ảnh sản phẩm có thể thực hiện quá trình lắp ráp

2.6 Qui trình chung để sản xuất bút bi

2.6.1 Công đoạn lắp ráp bút bi(TL-034)

Chương 3: PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

3.1 Đưa ra phương án

3.1.1 Phướng án thứ 1

3.1.2 Phương án thứ 2

3.2 Kết luận nên chọn phương án

3.3 Yêu cầu kỹ thuật

Chương 4: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐỘNG , MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA DÂY CHUYỀN

4.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý

4.1.1 Sơ đồ khối

4.1.2 Sơ đồ nguyên lý

4.2 Thiết kế sơ đồ động

4.3 Mô tả hoạt động của dây chuyền

Chương 5: PHÂN TÍCH KHÁI QUÁT DÂY CHUYỀN

5.1 Các phương pháp vận chuyển phôi

5.2 Cơ cấu cấp phôi

5.3 Cảm biến kiểm tra

5.4 Cơ cấu điều khiển

5.5 Bộ phận công tác

Chương 6: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN TRONG DÂY CHUYỀN

6.1 Hệ thống dẫn động

6.1.1 Cơ cấu di chuyển 6.1.1.1 Thiết kế bộ truyền xích từ trục cam đến đầu cơ cấu di chuyển 6.1.1.2 Thiết kế bộ truyền xích từ đầu đến cuối cơ cấu di chuyển 6.2 Tính toán thiết kế phễu rung động

Chương 7: TÍNH TOÁN ,THIẾT KẾ CÁC CỤM CHI TIẾT KHÁC TRONG DÂY CHUYỀN

7.1 Cụm cấp cán

7.2 Cụm cấp ruột

7.3 Cụm cấp tảm

7.4 Cụm vặn tảm

Chương 8: HỆ THỐNG ĐIỂU KHIỂN

8.1 Mô tả hoạt động của dây chuyền

8.2 Tính toán hệ thống cam

Chương 9: HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ DÂY CHUYỀN

9.1 Hướng dẫn vận hành 9.2 Bảo trì

LỜI MỞ ĐẦUNước ta hiện nay đang trong quá trình phát triển, nhu cầu về tự động hoá trong hệ thống điều khiển là rất cần thiết Mức độ tự động hoá ở nước ta vẫn ở trình độ thấp chưa phát huy hết thế mạnh của nó Chính vì lẽ đó mà các sản phẩm làm ra đạt chất lượng kém và năng suất thấp, nhìn chung trình độ tự động còn phụ thuộc nhiều vào sức người, chưa thấy được kết quả mà nó đem lại Đồng thời chúng ta cũng tìm hiểu nó một cách đúng đắn Do đó ở phần này ta sẽ biết được cách hoạt động, cách điều khiển, cách hoạt động một cách khái quát mà cụ thể là dây chuyền lắp ráp bút bi tự động.

LỜI CẢM ƠNChúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn chế tạo máy, bộ môn kỹ thuật đo lường đã tận tình dạy dỗ chúng em trong thời gian qua, nhằm giúp chúng em có được kiến thức để có thể hoàn thành luận văn.

Đồng thời chúng em cũng gửi lời cảm ơn đến thầy TRẦN ĐẠI NGUYÊN và thầy HUỲNH HỮU NGHỊ đã tận tình giúp đỡ chúng em để hoàn thành luận

văn này Nhưng do kiến thức còn hạn chế nên trong luận văn này có nhiều thiếu xót, rất mong sự thông cảm của các thầy cô Chúng em xin chân thành cảm ơn

bi, đáp ứng được nhu cầu thị trường trong nước và hướng ra xuất khẩu.

Nội dung của đề tài là : THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN LẮP RÁP TỰ ĐỘNG

BÚT BI (TL034) NĂNG SUẤT 50 SẢN PHẨM/ PHÚT Bao tất cả các công đoạn

của qui trình sản xuất Do đó, đòi hỏi phải đảm bảo được nhiều vấn đề trong tính hợp lí từ công đoạn bắt đầu đến vấn đề đảm bảo vệ sinh môi trường Từ đó, mang lại sự hiệu quả trong sản xuất và mang tính kinh tế cao

Phần nội dung của đề tài tập trung chủ yếu vào việc đưa ra phương án thiếtkế, từ đó lựa chọn, tính toán để đưa ra phương án thiết kế hợp lí nhất, hiệu quả nhất

Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót trong thiết kế cũng như trong cách trình bày Rất mong sự chỉ bảo, hướng dẩn thêm của quý thầy cô

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Lê Trung Thực, Tự động hoá sản xuất, Khoa Cơ Khí-Bộ môn Chế Tạo

Máy-Trường ĐH Bách Khoa TPHCM

2 PTS Đặng Văn Nghìn, Tự động hoá quá trình sản xuất, Trường ĐH Bách

Khoa TP Hồ Chí Minh, 1991

3 Đặng Thế Huy-Nguyễn Khắc Thường, Giáo trình nguyên lý máy, Nhà

xuất bản Nông Nghiệp, Hà Nội, 1982

4 PGS Trần Hữu Quế, Vẽ kĩ thuật cơ khí, Nhà xuất bản Giáo Dục, 2002.

5 Trịnh Chất-Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế Hệ dẫn động cơ khí [1, 2],

Nhà xuất bản Giáo Dục, Hà Nội, 2001

6 Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy (Phần 1), Trường Đại học Bách

Khoa TP HCM, 2001

7 KS Lê Ngọc Cương, Hướng dẫn lắp ráp điện dân dụng-Sơ đồ đấu dây,

Nhà xuất bản thống kê 2003

8 CODIFOR, người dịch TS Phan Đình Huấn, Kỹ thuật khí nén [1,2,3],

Trung tâm Bảo Dưỡng Công Nghiệp, 2000

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HOÁ ,SỰ PHÁT TRIỂN CỦA

TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG GIAI ĐOẠN HIỆN NAY

Trước khi đi tìm hiểu về vấn đề chính trong chương này là khái niệmvề tự động hóa và sự phát triển của nó trong giai đoạn mới, ta xem sơ lượcvề tình hình ngành cơ khí của nước nhà và sự phát triển của nó trong tươnglai để thấy rõ sự cần thiết phải có tự động hoá như thế nào? Việc áp dụng tựđộng hoá cho các nhà máy, xí nghiệp trong việc lắp ráp các chi tiết với nhaulà cần thiết hay không ? Có được cái nhìn chung như thế,ta mới nắm vững,hiểu rõ và phát huy hết tác dụng của nó và áp dụng một cách linh hoạt vàphù hợp với nền sản xuất nước nhà,từng bước cải tiến kỹ thuật, nâng caochất lượng sản phẩm

1.1 Tình hình ngành cơ khí Việt Nam và triển vọng trong tương lai: 1.1.1 Những nét cơ bản về sự hình thành:

Bắt đầu từ năm 1956 có định hướng ở miền Bắc:

Nhà máy cơ khí trung, qui mô Hà Nội: Chế tạo máy công cụ

Nhà máy cơ khí Cẩm Phả: Phục vụ khu mỏ Hòn Gai

Nhà máy cơ khí xe lửa Gia Lâm Nhà máy ô tô Trần Hưng Đạo, HoàBình, Diesel Sông Công: Phục vụ giao thông vận tải và sức kéo cho nônglâm nghiệp

Các nhà máy đóng tàu Bạch Đằng, Phà Rừng

Một loạt các nhà máy qui mô 500tr/năm sản phẩm cơ khí phục vụ côngnghiệp địa phương và chiến đấu tại chỗ

Một loạt các nhà máy cơ khí quốc phòng và ngành

 Những đặc điểm:

Qui mô nhỏ, và nhà máy có qui mô vừa, phục vụ nhu cầu bức thiếttrước mắt trong nước

Sản xuất sản phẩm có yêu cầu kỹ thuật không cao

Công nghệ và tổ chức khép kín từ tạo phôi đến lắp ráp thành phẩm.Công nghệ và thiết bị lạc hậu, hơn 30 năm nay ít được đổi mới

Hiên nay đang ở trình độ khoa học – công nghệ những năm 40 của thếkỹ này

 Nhân lực:

Thợ bậc cao, từ bậc 6 trở lên: khoảng 7ngàn nhưng tuổi bình quân trên

40, có hạn chế

Đáng kể có 10 ngàn từ kỹ sư trở lên: Nhưng chưa phát huy tốt tiềmnăng Tổng tài sản cố định toàn ngành khoảng 300 triệu USD là hết sức nhỏbé

Hiện trạng ngành cơ khí thành phố Hồ Chí Minh

 Đặc điểm chung:

- Tiếp nhận từ một ngành cơ khí non yếu chỉ làm dịch vụ sửachữa và sản xuất một số phụ tùng đơn giản

- Từ sau năm 1975 chưa có một nhà máy cơ khí nào được đầu tưthiết bị – công nghệ đồng bộ với một hướng sản xuất rõ rệtban đầu

- Vốn đầu tư thấp, thiết bị đầu tư lẻ tẻ nhưng lại cố tạo ra mộtkhả năng khép kín công nghệ nên lại càng non yếu về nănglực sản xuất về trình độ công nghệ

- Một vài năm gần đây một số xí nghiệp đã cố đổi mới côngnghệ- thiết bị nhưng rất chật vật trên nền cũ của mình

- Năng lực sản xuất

- Máy động lực và phụ tùng nông ngư nghiệp

- Phụ tùng đơn giản cho làm đất

- Thiết bị chế biến nông lâm sản, thực vật

- Lắp ráp ô tô xe máy

- Đóng xà lang và tàu nhỏ ven biển

- Thiết bị điện: động cơ, máy biến thế

- Cơ khí tiêu dùng: xe đạp, quạt điện, phụ tùng x e gắn máy …

- Giá trị tổng sản lượng 1996, là 200 tỷ đồng

- Năng suất lao động trung bình 40triệu /người /năm

 Qui mô và nhân lực:

- Nhỏ, chủ yếu là sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ

- Tổng tài sản cố định: trên 70tỷ rất bé

- Tổng số công nhân sản xuất trên 3000 Trong đó có hơn 13000công nhân bậc 4 trở lên

- Trên 400 cán bộ kỹ thuật có trình độ kỹ sư trở lên, nhưng ít có

cơ hội được đào tạo lại thường xuyên theo sự phát triển củakhoa học – công nghệ

 Về khoa học và công nghệ

- Trong bối cảnh chung của cả nước: lạc hậu khoảng 50năm

- Đặc biệt yếu về các công nghệ vật liệu và tạo phôi

- Đáng chú ý la ømột số xí nghiệp quốc doanh và tư doanh đầu tưnhập công nghệ thiết bị hiện đại trong khuôn mẫu Tỷ trọngthiết bị tiên tiến chỉ khoảng 15%

- Vẫn còn thời kỳ cơ khí hoá

- Tuy đội ngũ nhân lực khá và năng động nhưng còn thiếu khảnăng đào tạo tiếp cân một cách khoa học công nghệ tiên tiến Thành tựu khoa học – công nghệ tiên tiến của thế giới trong lĩnh vực

cơ khí:

Nhu cầu về một hình thái sản xuất linh hoạt:

Đặc điểm về thời đại về nhu cầu:

Đa dạng về mẫu mả, chủng loại

Luôn thay đổi thị hiếu

“ tuồi thọ “ của sản phẩm ngắn, có loại chỉ xuất hiện vài tháng là mấthết thị trường Nhà sản xuất đứng trước những biến động khó lường

Định hướng về khoa học – công nghệ:

Trên cơ sở công nghệ tin học tạo ra một nền “ sản xuất linh hoạt” đápứng sự biến động khôn lường của nhu cầu và khả năng cạnh tranh nhờ đổimới sản phẩm

Hiệu quả đặc trưng quan trọng nhất của công nghê tin học là năng lựcgiúp cho những ý tưởng của con người – dù có đa dạng và biến động cáchmấy – trở thành hiện thật một cách nhanh chóng nhất, ít tốn công sức nhất Tự động hoá nhờ kỹ thuật – công nghệ tin học:

Dùng công cụ CAD: Giúp phân tích thiết kế, tính toán và thể hiệnnhanh, chính xác ; lưu trữ và thay đổi dễ dàng trong khi thiết kế các sảnphẩm Khi dùng CAD cần hiểu đúng:

Yù tường và những vấn đề thuộc về tư duy linh hoạt thì do người thựchiện Những công việc phân tích, so sánh, chọn lựa, tính toán theo một quiluật xác định do máy tính thực hiện tự động

Máy tính thực hiện nhanh việc thể hiện thành bản vẽ 2 hoặc 3 chiều Mỗi lĩnh vực có từng loại CAD chuyên dùng thích hợp mới có sứcmạnh thực thụ cho người dùng

Dùng công cụ CAM

Trên cơ sơ về dữ liệu về sản phẩm đã thiết kế nhờ CAD

Với sự quyết định cách thức và qui trình gia công của nhà công nghệ Tạo ra các máy tính từ máy gia công CNC tự động thực hiện một cáchchính xác quá trình gia công

Dùng công cụ CIM Tích hợp các bộ phận của quá trình sản xuất từCAD, CAM kiềm tra chất lượng CAQC, kế hoạch sản xuất … Thành một hệthống được điều chỉnh nhờ máy tính.

Định hướng và khả năng ứng dụng khoa học – công nghệ tiên tiến và

cơ khí tại nước ta:

Định hướng về mục tiêu qui hoạch phát triển

Sở công nghiệp thành phố đã đưa ra “ Định hướng quy hoạch phát triểnngành công nghiệp cơ khí Thành Phố thời kỳ 1996 –2000 và 2001 “

 Nội dung cơ bản:

Làm xương sống cho nền kinh tế: Sản xuất lại và trang bị lại cho mìnhvà các ngành kinh tế

Đầu tư chiều sâu vào những khâu quyết định khả năng cạnh tranh củasản phẩm

Đi thẳng vào công nghệ tiên tiến một số lĩnh vực tạo ra sản phẩm cóchất lượng cao

Chú trọng xây dựng trung tâm nghiên cứu – phát triển

Qui hoạch và tổ chức lại ngành thành 4 khối lớn

Định hướng các sản phẩm cơ bản

Đầu tư chiều sâu cho 4 nhà máy

Định hướng ứng dụng công nghệ tiên tiến

Ưùng dụng CAD trong thiết kế cơ khí

Hiện tại chúng ta vẫn dùng phương pháp cổ truyền trong thiết kế Chưasử dụng sự hỗ trở của máy tính và các phần mềm thích hợp Vì vậy tiềmnăng sáng tạo của người thiết kế chưa phát huy hết tiềm năng về vẽ, tracứu, tính toán về thiết kế, ngay cả lúc thành phố HCM đã có nhiều nhu cầuvề thiết kế như: các thiết bị chế biến nông sản, hải sản, thiết bị phục vụ làmđất thu hoạch trong nông nghiệp; các khuôn mẫu vừa đa dạng vừa luôn luônđổi mới, các sản phẩm cơ khí dân dụng

Người Việt Nam hoàn toàn có khả năng tiếp thu và dùng các phầnmềm thích hợp ở nước ngoài phục vụ mục tiêu của mình Người Việt Namcòn có khả năng tận dụng những phần mềm thích hợp của nước ngoài kếthợp với phần mềm tự xây dựng để phục vụ cho thiết kế cơ khí – chẳng hạnphần mềm cơ khí BK –CAD của cán bộ khoa học cơ khí trường đại họcBách Khoa TP.HCM ; Me CAD của trung tâm tin học IDEA của Hà Nội Tránh ngộ nhận cần hiểu rõ chức năng của các phần mềm CAD trênthị trường để dùng khi thiết kế Không phải CAD nào cũng dùng được chothiết kế

Ưùng dụng CAD trong công nghệ gia công cơ khí

Hiện cần thiết cho gia công các loại khuôn phức tạp trên các máy côngcụ điều khiển số NC

Hiện có phần mềm CAD/CAM /CIMATRON 90 chuyên dùng, kết hợpgiữa mô hình hoá, tạo bản vẽ cần gia công với việc mô hình hoá, tạo bản vẽsản phẩm cần gia công với việc mô hình hoá quá trình gia công lập trìnhđiều khiển máy CNC và CIMATRON-90 có thể điều khiển quá trình củacông nghệ khoan, phay 2, 5 –5 toạ độ, công nghệ tiện, đột, dập theo đườngvà công nghệ cắt bằng dây

Chú ý đầu tư các công cụ thiết bị dùng trong công nghệ tạo mẫu đểnăng cao hiệu quả của hệ thống CAD/CAM Đầu tư máy công cụ điều khiểnsố nhờ máy tính CNC

Cần phân biệt máy công cụ NC và CNC Năng lực của 2 loại khácnhau rất nhiều Chỉ có máy CNC mới dùng công nghệ CAD được và mớithực sự hiệu quả

Hiện tại có một cơ sở đã dùng máy này, đáng chú ý là doanh nghiệp tưnhân lại đầu tư mạnh hơn doanh nghiệp nhà nước

Cần lựa chọn công nghệ thích hợp của máy cho mặt hàng cụ thể của cơsở sản xuất

Không quên đầu tư cho công việc tạo phôi và xử lý vật liệu, xử lý bềmặt là khâu kém hiện nay ở TP_HCM

Muốn chất lượng sản phẩm cơ khí được năng cao, không thể thiếu sựđóng góp đồng bộ các công nghệ truyền thống như gia công các dậng bánhrăng, các bề mặt có dạng có độ chính xác và độ bóng cao bằng công nghệmài, nghiền, đánh bóng …

Đào tạo nhân lực cho các công nghệ tiên tiến

 Đào tạo nhân công:

Đủ năng lực vận hành thiết bị tiên tiến, biết phát hiện những bấtthường để kịp xem xét

 Đào tạo kỹ sư:

Hiểu nguyên lý hoạt động, chọn công nghệ thích hợp, nắm chắc cácphần mềm và thiết bị

Làm chủ, sử dụng các phần mềm và thiết bị để điều khiền và lập trìnhmột cách hiệu quả

Có năng lực và công nghệ tốt để quyết định qui trình và thông số côngnghệ khi sử dụng CAM

Khả năng bảo dưỡng thiết bị hiệu quả

 Khả năng đào tạo trong nước

Ngoài việc gửi tu nghiệp nước ngoài, hiện nay ở trong nước cũng cómột số cơ sở có năng lực đào tạo:

Viện máy công cụ tại Hà Nội, trường đại học BK HN

Trường đại học BKTP_HCM khoa Cơ Khí

Trung tâm Việt Đức trường đại học BKTp- HCM

Đang đầu tư trường Lý Tự Trọng

Có thể đào tạo công nhân

Kỹ thuật viên kỹ sư

Cần chú ý đào tạo nhân lực thực hành, dạng Kỹ Sư thực hành mà hiệntại chúng ta rất cần nhưng các cơ sở đào tạo trong nước lại rất yếu trong việcnày

 Quan tâm hơn nửa việc đào tạo nhân lực:

Không có con người đủ năng lực thì không tiếp thu và phát huy đượccác công nghệ tiên tiên của thế giới dù có tiếp cận về

Đầu tư trang thiết bị và công nghệ hiện đại, gửi đi đào tạo đội ngũ kỹthuật viên và giảng viên ( cho các cơ sở có chức năng đào tạo )

Nhà nước cũng nối tiếp các doanh nghiệp cùng góp cho việc đào tạonhân lực cho mình

Các cơ sở đào tạo trong nước, trong thành phố nên liên kết để bổ sungcho nhau trong đào tạo, đồng thời hợp tác với nước ngoài trên cơ sơ hai bêncùng có lợi Đó là một hiện thực ở một số cơ sở đào tạotrong nước đã làmđược

Nhận xét: Nhìn chung với xu hướng chung của thế giới, ngành cơ khí nước

nhà cũng đã có sự phát triển vượt bậc trong việc áp dụng tự động hoá ở mộtsố bộ phận Xong nó chỉ mang tính chất riêng lẽ, cục bộ chưa phát huy hếtkhả năng của nó và sự phát triển thiếu đồng bộ đó cũng do nhiều nguyênnhân khác gây ra Do đó để nắm vững và áp dụng nó một cách đúng mức talần lượt đi tìm hiểu về các vần đề sau để có cái nhìn chung về nó và pháthuy một cách hiệu quả nhất để đáp ứng nhu cầu xã hội ngày nay

1.2 Khái niệm về tự động hoá sản xuất:

1.2.1 Định nghĩa tự động hoá:

Là dùng năng lượng phi sinh vật ( cơ, điện, điện tử …) để thực hiện mộtphần hay toàn bộ quá trình công nghệ mà ít nhiều không cần sự can thiệpcủa con người

Tự động hoá là một quá trình liên quan tới việc áp dụng các hệ thống

cơ khí, điện tử, máy tính để hoạt động, điều khiển sản xuất Công nghệ nàybao gồm:

 Những công cụ máy móc tự động

 Máy móc lắp ráp tự động

 Người Máy công nghiệp

 Hệ thống vận chuyển và điều khiển vật liệu tự động

 Điều khiển có hồi tiếp và điều khiển quá trình bằng máy tính.

 Hệ thống máy tính cho việc thảo kế hoạch, thu nhập dữ liệu và raquyết định để hỗ trợ các hoạt động sản xuất

1.2.2 Các hình thức tự động hoá

- Tự động hoá cứng:

Là một hệ thống trong đó một chuỗi các hoạt động (xử lý hay lắp ráp )cố định trên một cấu hình thiết bị Các nguyên công trong dây chuyền nàythường đơn giản Chính sự hợp nhất và phối hợp các nguyên công như vậyvào một thiết bị làm cho hệ thống trở nên phức tạp Những đặc trưng chínhcủa tự động hoá cứng là:

 Đầu tư ban đầu cao cho những thiết bị thiết kế theo đơn đặt hàng

 Năng suất máy cao

 Tương đối không linh hoạt trong việc thích nghi với các thay đổi sảnphẩm

- Tự động hoá lập trình:

Thiết bị sản xuất được thiết kế với khả năng có thể thay đổi trình tựcác nguyên công để thích ứng với những cấu hình sản phẩm khác nhau Chuỗi các hoạt động có thể điều khiển bởi một chương trình, tức là mộttập lệnh được mã hoá để hệ thống có thể đọc và diễn dịch chúng

Những chương trình mới có thể được chuẩn bị và nhập vào thiết bị đểtạo ra sản phẩm mới Một vài đặc trưng của tự động hoá lập trình là:

+ Đầu tư cao cho những thiết bị có mục đích tổng quát

+ Năng suất tương đối thấp so với tự động hoá cứng

+ Sự linh hoạt khi có sự thay đổi trong cấu hình sản phẩm

+ Thích hợp nhất là cho sản xuất hàng loạt

Tự động hoá linh hoạt là sự mở rộng của tự động hoá lập trình được.Khái niệm của tự động hoá linh hoạt đã được phát triển trong khoảng 25đến 30 năm vừa qua Và những nguyên lý vẫn còn đang phát triển

- Tự động hoá linh hoạt:

Là hệ thống tự động hoá có khả năng sản xuất rất nhiều sản phẩm( hay bộ phận ) khác nhau mà hầu như không mất thời gian cho việc chuyểnđổi từ sản phẩm này sang sản phẩm khác Không mất thời gian cho sản xuấtcho việc lập trình lại và thay thế các cài đặt vật lý ( công cụ đồ gá, máymóc ) Hậu quả là hệ thống có thể lên kế hoạch kết hợp sản xuất nhiều loạisản xuất khác nhau thay vì theo từng loại riêng biệt Đặc trưng của tự độnghoá linh hoạt có thể tóm tắt như sau:

+ Đầu tư cao cho thiết bị

+ Sản xuất liên tục những sản phẩm hỗn hợp khác nhau

+ Tốc độ sản xuất trung bình

+ Tính linh hoạt khi sản phẩm thay đổi thiết kế

1.3 Sự phát triển của tự động hoá

Tự động hoá theo tiếng Hy Lạp có nghĩa là: “ Tự chuyển động “ Ở đâychúng ta hiểu thuật ngữ tự động hoá là thực hiện quá trình sản xuất mà trongđó tất cả các tác động cần thiết để thực hiện nó, kể cả việc điều khiển quátrình được tiến hành không có sự tham gia của con người

Hiện nay tự động hoá được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành kinh tếquốc dân, vì thế mà người ta gọi thế kỹ 20 này là thế kỹ của tự hoá và điềukhiển tự động Nhưng nếu rà theo lịch sử phát triển thì chúng ta thấy nó cónguồn góc từ thời cổ xưa

 Vào thế kỹ thứ nhất sau công nguyên Heron ở Ai Cập đã làm nhữngmàn múa rối với nhiều loại con rối tự động

 Đến thế kỹ 17-18 nhiều loại đồ chơi tự động và đồng hồ tự động đãxuất hiện

 Sau đó đến thế kỷ 18 đầu thế kỷ 19 trong giai đoạn cách mạng côngnghiệp ở châu âu tự động hoá mới xâm nhập vào thực tế sản xuất

 Năm 1765 xuất hiện bộ điều chỉnh tự động mức nước trong nồi hơicủa Pondunóp

 Năm 784 bộ điều chỉnh tốc độ trong nồi hơi của Johnoát đã xuất hiện

 Giai đoạn phát triển này của tự động hoá đã đóng vai trò quan trọngtrong khoa học kỹ thuật, thúc đẩy việc tự động hoá quá trình sản xuấttrong chế tạo máy Trong quá trình lao động con người đã bắt đầu cảitiến công cụ thô sơ thành những máy đơn giản chẳng hạn máy tiện gỗđặc trưng Dần dần người ta tiến hành cơ khí hoá, thay lực đặc trưngbằng động cơ, thay tay người cầm dao tiện bằng bàn dao chạy theosống trượt của máy Tiếp tục bổ sung các bộ phận cơ khí hoá khác,thêm và cải tiến dần các cơ cấu điều khiển, càng ngày máy càng thayđổi và càng tiến bộ và trở thành máy bán tự động, rồi tự động

 Năm 1712 thợ cơ khí người Nga NARTOP đã thiết kế máy tiện chéphình để tiện các chi tiết định hình Việc chép hình theo mẫu được tiếnhành tự động, chuyển động dọc của bàn dao là do bánh răng – thanhrăng thực hiện Và đến năm 1798 Henry Nandsley ở nước Anh mớidùng vít – Đai óc để dịch bàn máy

 Năm 1873 Spender đã chế tạo máy tiện tự động có ổ cấp phôi và trụcphân phối với cam đĩa và cam thùng

 Đến năm 1880 thì nhiều hãng trên thế giới như: Pittler, ludwig,lowe( đức ), RSA( Anh ) … Đã chế tạo máy tiện tự động Rơvonvedùng phôi thép thanh Sau đó xuất hiện máy tiện tự động tiên dọcđịnh hình

 Vào đầu thế kỉ 20 bắt đầu có máy tự động nhiều trục chính, máy tựđộng tổ hợp và đường dây tự động

Ngày nay nhiều nước tiên tiến trên thế giới đã có nhiều đường dây tựđộng phân xưởng tự động và cả nhà máy tự động gia công các sản phẩmhàng loạt lớn, hàng khối như vòng bi, pittong, chốt ắc …

Để áp dụng tự động hoá vào điều kiện sản xuất hàng loạt nhỏ và sảnxuất đơn chiếc khi mà số lượng chi tiết trong loạt ít mà chủng loại lại nhiều,người ta đã dùng máy điều khiển theo chương trình số Máy này cho phépđiều chỉnh máy nhanh khi chuyển sang gia công loạt chi tiết khác Bướcphát triển tiếp theo là sự xuất hiện của trung tâm gia công mà đặc điểm củanó là có ổ trữ dụng cụ để thay thế theo trình tự gia công

Những năm gần đây trên thế giới đặc biệt là các nước tư bản cókhuynh hướng mạnh hệ thống sản xuất linh hoạt Ưu điểm nổi bật của nó làhệ số sử dụng thiết bị cao ( 85%), năng suất cao và tính linh hoạt rất cao Nóđược áp dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp máy công cụ, máy ô tô,máy kéo và công nghiệp hàng không… Trong hệ thống sản xuất linh hoạt cóthể áp dụng tự động hoá toàn bộ quá trình sản xuất từ công đoạn thiết kế tựđộng chi tiết, thiết kế tự động qui trình công nghệ, thiết kế tự động chươngtrình gia công, tự động điều khiển quá trình sản xuất, tự động kiểm tra chấtlượng sản phẩm …Đây là hình thức tự động hoá tiến bộ nhất đưa lại hiệu quảkinh tế rất lớn

Sau khi đã tìm hiểu nó một cách kỹ lưỡng kết hợp để thiết kế sản phẩmcho rắp ráp đó cũng là vấn đề cũng quan trọng vì trước khi thiết kế một dâychuyền sản xuất nào đó người thiết kế phải nắm rõ sản phẩm và các thuộctính của nó, ưu điểm như thế nào, kết cấu ra làm sao để việc tự động hoásản phẩm được dễ dàng Do đó ta đi xem xét vấn đề thiết kế sản phẩm chorắp ráp tự động

1.4 Thiết kế sản phẩm cho lắp ráp tự động

Lắp ráp là nối hai hoặc nhiều bộ phận với nhau để tạo nên một đốitượng mới

Đối tượng mới này gọi là cụm lắp ráp, đơn vị lắp ráp hay một tên nàođó tương tự

1.4.1 Tìm hiểu về quá trình lắp ráp sản phẩm

Một trong những trở ngại trong lắp ráp tự động là đã có nhiều phươngpháp lắp ráp truyền thống mô tả ở trên được phát triển khi mà con người làphương tiện duy nhất để lắp ráp một sản phẩm Nhiều phương pháp kẹpchặt cơ khí thường dùng trong công nghiệp ngày nay yêu cầu phài có nhữngkhả năng cảm nhận và hoạt động như con người Ví dụ, chúng ta hãy xemxét việc sử dụng một đinh vít, một vòng đệm và một đai ốc để siết chặt haimiếng kim loại trên phần lắp ráp vỏ máy Thao tác kiểu này thường đượclàm bằng tay trong một tế bào lắp ráp hoặc dây chuyền lắp ráp

Việc lắp các phần tử trên và việc vặn bằng tay có thể dễ dàng thựchiện bằng tay, vì con người là một cái máy cực kỳ khéo léo và thông minh.Tuy nhiên nếu việc này mà tự động hoá thì thật không đơn giản chút nào

Cái khó nhất là cho đinh ốc vào lỗ ghép hai phần tử, mà đôi khi các lỗ trênmỗi phần tử chưa chắc đã trùng nhau Khi lắp bằng tay người lắp có thểtrông thấy được và canh lại vị trí cho khớp, còn khi lắp bằng máy thì việcnày không thể làm được Khó khăn nữa là sau khi lắp được đinh vít vào lỗrồi thì phải lắp vòng đệm và đai ốc.

Người thợ một tay giữ đinh ốc, một tay giữ con tán xoay nhẹ cho contán ăn khớp với đinh ốc Còn đối với máy tự động thì việc này rất khó thựchiện Việc vặn chặt ren là việc cuối cùng thì máy có thể làm việc khôngkhó khăn gì Chính vì những khó khăn trên khâu lắp ráp các mối lắp ren làkhó tự động hoá nhất Khâu này thường phải dùng đến con người để lắp sơbộ trước sau đó máy sẽ thực hiện việc kẹp chặt Giá cao của lao động chântay dẫn đến phải việc tìm kiếm các công nghệ thích hợp và thiết kế các thiết

bị tự động lắp ráp hoàn hảo

Sau đây là những chỉ dẫn và những nguyên tắc có thể ứng dụng trongthiết kế sản phẩm để việc lắp ráp tự động thực hiện dễ dàng

1.4.2 Nguyên tắc ứng dụng trong thiết kế sản phẩm

 Giảm số lượng khâu lắp ráp:

Nguyên tắc này có thể triển khai trong quá trình thiết kế bằng cáchkết hợp nhiều chức năng trong cùng một chi tiết nào đó mà trước đây phải

do nhiều chi tiết ghép lại Việc sử dụng các chi tiết từ chất dẽo là một ví dụvề nguyên tắc này Những hình dạng khá phức tạp của một miếng Plastic cóthể thay thế cho một vài chi tiết kim loại, mặc dù vật liệu Plastic có thể đắthơn nhưng thời gian tiết kiệm được trong quá trình lắp ráp đã chứngminh nócó thể thay thế được trong nhiều trường hợp

 Sử dụng kết cấu tổ hợp:

Trong lắp ráp tự động, sự gia tăng số lượng của những bước lắp rápriêng lẻ đưa đến kết quả là gia tăng thời gian ngừng máy trong hệ thống.Reley cho rằng một thiết kế sản phẩm phải có tính tổ hợp, mỗi tổ hợp chỉgồm cỡ 11, 12 chi tiết được lắp với nhau trên một hệ thống lắp ráp đơn.Tương tự, các cụm lắp phải được bố trí chi tiết xung quanh cơ sở để lắpnhững chi tiết khác vào

 Giảm mối ghép ren cần thiết

Thay vì sử dụng những đinh vít và vòng đệm, đai ốc riêng lẻ, và nhữngmối ghép tương tự, thiết kế những cơ cấu kẹp chặt ngay trên chi tiết, vàkhông chỉ kẹp từng cái một mà đồng thời nhiều cái

 Giảm sự cần thiết phải xử lý đồng thời nhiều linh kiện

Thực tế sử dụng các máy lắp ráp tự động cho thấy là phân chia cácnguyên công tại nhiều vị trí khác nhau thì tốt hơn là lắp chung tại một chỗ

 Hạn chế số phương lắp ráp cần thiết

Nguyên lý đơn giản này có nghĩa là số phương lắp linh kiện mới phảigiảm tới mức tối thiểu

Nếu tất cả những linh kiện mà được lắp ráp theo phương thẳng đứng từtrên xuống thì tuyệt vời nhất Đương nhiên việc này chỉ có thể giải quyếtkhi thiết kế sản phẩm

 Đòi hỏi linh kiện có chất lượng tốt.

Chất lương cao của hệ thống lăp ráp tự động đòi hỏi những linh kiện

lắp ráp tại mỗi vị trí phải có chất lương tốt Những linh kiện có chất lươngkém là nguyên nhân gâyra ách tắc trong cơ cấu nạp phôi dẫn đến việc máyngừng hoạt động trong hệ thống tự động

 Sử dụng các cụm cấp phôi

Đây là một thuật ngữ để gọi những thiết bị có khả năng định ví chi tiết,tách phôi và nạp phôi vào vị trí lắp ráp Một trong những chi phí chủ yếu khiphát triển các hệ thống lắp ráp tự động là mất thời gian cho việc thiết kếcác cụm cấp phôi tự động Người thiết kế sản phẩm chịu trách nhiệm đảmhình dáng hình học và những phần tử của các phần tử lắp ráp để việc lắpráp được dễ dàng hơn

Dây chuyền lắp ráp theo đường thẳng gồm một loạt những vị trí tựđộng được đặt dọc theo hệ thống vận chuyển theo đường thẳng Đó là mộtbiến thể tự động hoá của những dây chuyền lắp ráp bằng tay Hệ thống vậnchuyển gián đoạn, không đồng bộ

Nhận xét do đó nhu cầu tự động hoá là rất lớn Nó góp phần năng cao nângsuất, giảm tải công việc cho người công nhân.

1.5 Sự cần thiết phải có tự động hoá

Các công ty hỡ trợ các dự án về vấn đề tự động hoá và CIM vì nhiềulý do khác nhau Một số lý do quan trọng gồm:

 Năng cao nâng suất:

Tự động hoá các quá trình hoạt động sản xuất hứa hẹn việc tăng năngsuất lao động Điều này có nghĩa tổng sản phẩm đầu ra đạt năng suất caohơn ( đầu ra trên giờ ) so với hoạt động bằng tay tương ứng

 Chi phí nhân công cao:

Xu hướng trong xã hội công nghiệp của thế giới là chi phí cho côngnhân không ngừng tăng lên Kết quả là đầu tư cao lên trong các thiết bị tựđộng hoá đã trở nên kinh tế hơn để có thể thay đổi chân tay Chi phí caocủa lao động đang ép các nhà lãnh đạo doanh nghiệp thay thế con ngườibằng máy móc Bởi vì máy móc có thể sản xuất ở mức cao, việc sử dụng tựđộng hoá đã làm cho chi phí trên một đơn vị sản phẩm thấp hơn

 Sự thiếu lao động:

Trong nhiều quốc gia phát triển, có sự thiếu hụt lớn lực lượng laođộng Chẳng hạn như Tây Đức đã bị ép buộc phải nhập khẩu lao động đểlàm tăng nguồn cung cấp lao động của mình

Việc thiếu hụt lao động cũng kích thích sự phát triển của tự động hoá

 Xu hướng dịch chuyển của lao động về thành phần dịch vụ:

Xu hướng này đặc biệt thịnh hành ở Mỹ vào lúc 1986, tỷ lệ lao độngđược thuê trong sản xuất 20% Năm 1947, nó vào khoảng 30% Trước năm

2000, ước lượng làđạt con số khoảng 2% Chắc chắn là tự động hoá sảnxuất đã tạo ra sự dịch chuyển này Tuy nhiên còn có nhiều sức ép xã hội,đoàn thể chịu trách nhiệm cho xu hướng này Sự phát triển của lực lượnglao động văn phòng được thuê được chính phủ liên bang, tiểu bang và địaphương đã tiêu thụ một phần lao động mà đáng lẽ đã phải tiêu thụ ở khu

vực sản xuất Ngoài ra, còn có xu hướng xem công việc là tẻ nhạt, khôngcó ý nghĩa là bẩn thỉu Quan điểm này đã khiến cho mọi người tìm kiếmviệc làm trong thành phần dịch vụ của nền kinh tế ( Chính phủ, bảo hiểm,dịch vụ cá nhân, pháp luật bán hàng …)

 Sự an toàn:

Bằng việc tự động hoá các hoạt động và chuyển người vận hành máytừ vị trí tham gia tích cực sang vai trò đốc công, công việc trở nên an toànhơn Sư an toàn và thoải mái của công nhân đã trở thành mục tiêu quốc giavới sự ban hành đạo luật sức khoẻ và an toàn nghề nghiệp ( 1970) Nó cũnglà sự tự động hoá

 Giá nguyên vật liệu cao:

Giá cao của nguyên vật liệu tạo ra nhu cầu sử dụng các nguyên vậtmột cách hiệu quả hơn Việc giảm phế liệu là một trong những lợi ích củatự động hoá

 Nâng cao chất lượng sản phẩm:

Các hoạt động tự động hoá không chỉ sản xuất với tốc độ nhanh hơn sovới làm bằng tay mà còn sản xuất với sự đồng nhất cao hơn và sự chính xácđối với các tiêu chuẩn chất lượng

 Rút ngắn thời gian sản xuất:

Tự động hoá cho phép nhà sản xuất rút ngắn thời gian giữa việc đặthàng của khách hàng và thời gian giao sản phẩm Điều này tạo cho ngườicó ưu thế cạnh tranh trong việc tăng cường dịch vụ khách hàng tốt hơn

 Giảm bớt phôi liệu đang sản xuất:

Lượng hàng tồn kho khi đang sản xuất tạo ra một chi phí đáng kể chonhà sản xuất vì nó giữ chặt vốn lại Hàng tồn kho khi đang sản xuất khôngcó giá trị Nó không đóng vai trò như nguyên vật liệu hay sản phẩm Tươngtự như nhà sản xuất sẽ có lợi khi giảm tối thiểu lượng phôi tồn đọng trongsản xuất Tự động hoá có xu hướng thực hiện mục đích này bởi việc rútngắn thời gian gia công toàn bộ sản phẩm phân xưởng

 Nếu không tự động hoá sẽ phải trả giá đắt:

Tự động hoá nhà máy sản xuất sẽ có một ưu thế cạnh tranh quantrọng Thuận lợi này không thể phơi bày được dưới hình thức uỷ thác củacông ty Ưu điểm của tự động hoá thường được thấy một cách bất ngờ vàkhông lường trứơc, thí dụ như hàng chất lượng cao, bán hàng nhiều hơnquan hệ lao động tốt hơn Công ty mà không tự động dễ thấy mình bị bất lợivới khách hàng, nhân viên của họ và xã hội công cộng

Tất cả những nhân tố trên hợp thành một bản đồng ca biến việc tựđộng hoá sản xuất thành một công cụ hấp dẫn thay cho phươngpháp sảnxuất bằng tay

Nhận xét: ta thấy để đảm bảo chất lượng của sản phẩm, đồng thời

tăng năng suất ta chọn hệ thống lắp ráp tự động đó là một quy luật tất yếuphải xảy ra

Chương 2: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÁC LOẠI BÚT BI TRÊN THỊ TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ LẮP RÁP NÓ HIỆN NAY

2.1 Nhu cầu sử dụng bút bi hiện nay:

Xã hội ngày càng phát triển thì giáo dục càng được quan tâm, giáo dụcvững thì kinh tế mới mạnh và xã hội mới phát triển Do đó, vấn đề giáo dụcluôn được đặt lên hàng đầu Đối vơí nước ta, đào tạo, bồi dưỡng giáo dụcluôn được nhà nước và Đảng quan tâm, thể hiện ở các hội nghị trung ươngcác khoá gần đây

Vấn đề giáo dục được các đại biểu đề nghị cần có bổ sung và chỉnhsửa về chương trình đào tạo, cải cách giáo dục, chú trọng phát triền giáo dụcmột cách toàn diện nhất quán Nhà nước thực sự quan tâm và đầu tư nhiềutiền và công sức để phát triển giáo dục nước nhà, quan tâm và đầu tư đểgiải quyết dụng cụ học tập cho học sinh, sinh viên mà những dụng cụ nàytrước đây là thiếu, cùng với những chính sách mở cửa, thu hút thị trường, tạođiều kiện thuận lợi cho các nhà máy, công ty này tiếp xúc thị trường, giớithiệu sản phẩm ủng hộ họ để họ mạnh dạng đầu tư trang thiết bị và các dâychuyền lắp ráp hiện đại để từng bước cải thiện chất lượng, mẫu mã để cóthể đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng đặc biệt là học sinh, sinh viên, vàtừng bước tạo được vị thế cho mình …

Chính vì vậy mà nhiều năm gần đây dụng cụ học tập ( thước kẻ, bút bi,giấy tập…) cho học sinh, sinh viên rất đa dạng và được bán rộng khắp trêncả nước tạo điều kiện thuận lợi cho người tiêu dùng trong việc chọn lựa Đadạng cả về mẫu mã lẫn chất lượng( thượng vàng hạ cám )nhiều năm gầnđây nhiều công ty như: công ty giấy tập Vĩnh Tiến, công ty Bút Bi ThiênLong, công ty bút bi HanSon, công ty bút bi Bến Nghe…đã tạo chỗ đứng chomình Một trong những sản phẩm được quan tâm đó là bút bi, hầu hết mọingười đều sử dụng nó từ học sinh tiểu học, đến sinh viên đại học, từngườitrẻ em đến người ngưới già, với sự phát triển dân trí như hiện naynguời người nhà nhà đều sử dụng, nói chung nó rất cần thiết cho chúng ta Nếu như trước đây bút bi chỉ có mặt tại các nhà sách, các cửa hiệuvănphòng phẩm thì giờ đây nó đã có mặt ở mọi nơi từ siêu thị, tiệm bách hoáhay nói đúng hơn chỉ cần vài ba bước là có thể mua được Từ đó, có thể thấy

bút bi cần thiết như thế nào đối với chúng ta Nước ta có khoảng 80 triệungười chỉ cần tính mỗi người sử dụng một cây, thì con số bút bi đã lên tới 80triệu cây do đó nhu cầu sử dụng nó là rất lớn.

Chính vì thế, nhiều cơ sở, nhiều xí nghiệp, công ty sản xuất bút bi đãthành lập, đó là nhu cầu tất yếu

2.2 Sự tiện lợi của bút bi so với bút máy:

- Dễ lem khi viết

- Cần có bình mực để bơm

- Tốn thời gian bơm mực

- Tránh va chạm ở đầu bút

Ngoài ra sử dụng bút máy còn cần thiết cho học sinh tiểu học vì chúng

ta thường cho rằng đối với trẻ em mới bắt đầu tập viết nên cho viết bút máyđể rèn chữ và tập cho nó không hư chữ Dần dần quan niệm này bị thay đổi,bút máy được thay thế bởi bút bi do những ưu điểm của nó và thuận lợi sovới bút máy khi sử dụng

2.2.2 Bút bi

Bút bi dần dần thay thế bút máy do có những ưu điểm:

- Sử dụng dễ dàng, thuận tiện

- Không bị lem mực

- Bảo quản dễ

- Nét chữ có thể lựa chọn tuỳ ý

- Đa dạng về mẫu mã

Dần dần sử dụng bút bi người ta thấy nó khắc phục được các khuyếtđiểm của bút máy do đó nó càng được ưa chuộng và được sử dụng rộng rãi

2.3 Thực trạng, xu hướng lắp ráp bút bi của các công ty hiện nay:

Hầu hết các công ty bút bi trong nước hiện nay thực hiện công đoạnlắp ráp là bằng tay

Các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ hoàn toàn lắp ráp bằng tay, chỉ có mộtsố công ty lớn như Thiên Long, HanSon thì có trang bị dây chuyền lắp ráptự động (nhưng rất hạn chế)

Ơû hình thức lắp ráp bằng tay, do người công nhân trực tiếp lắp ráp từngbộ phận, năng suất thấp, chất lượng không cao (do phải cầm nắm nhiều nênsản phẩm dễ ố, dơ không còn vẻ bóng loáng cần thiết cho sản phẩm)

Do đó để tăng năng suất, tăng chất lượng sản phẩm, giảm khối lượngcông việc cho công nhân phải có một dây chuyền lắp ráp linh hoạt đáp ứngnhu cầu đó

2.4 Hệ thống lắp ráp:

Để thấy rõ công việc lắp ráp được thực hiện như thế nào ta đi tìm hiểucác hệ thống lắp ráp và xem xét nó để lựa chọn hệ thống lắp ráp cho hợp lý Các phương pháp tổ chức quá trình lắp ráp được phân loại như sau:

2.4.1 Lắp ráp bằng tay tại một vị trí là:

Phương pháp lắp ráp trong đó chỉ cómột vị trí làm việc mà tại đó côngviệc lắp ráp được hoàn tất, cho cả chi tiết hoặc hoàn tất một cụm nào đó cuảsản phẩm

Phương pháp này thường được áp dụng với sản phẩm phức tạp số lượng

ít đôi khi sản phẩm chỉ là một loại Ví dụ làm việc cần một hay nhiều côngnhân phụ thuộc vào kích cở sản phầm và năng suất yêu cầu Các sản phẩmđược thiết kế theo đơn đặt hàng như máy công cụ, trang thiết bị côngnghiệp, máy bay, tàu thuyền hoặc các vật mẫu khá phức tạp ( ví dụ nhưthiết bị chuyên dùng, xe hơi …) thường sử dụng phương pháp này

Dây chuyền lắp ráp bằng taygồm nhiều vị trí làm việc, trong đó toànbộ sản phẩmhoặc các cụm chính đựơc hoàn tất theo dây chuyền từ vị trí này

sang vị trí kia trong hệ thống Tại mỗi vị trí làm việc một hoặc nhiều côngnhân cùng tham gia lắp ráp để hoàn thành sản phẩm Khi sản phẩm tới vị trílàm việc cuối cùng thì nó được hoàn chỉnh.

Các hệ thống lắp ráp tự động sử dụng các phương pháp lắp ráp tự động

ở các vị trí làm việc thay vì lắp ráp bằng tay

2.4.2 Dây chuyền lắp ráp bằng tay

Dây chuyền lắp ráp bằng tay thường được dùng trong sản xuất hàngkhối, trong đó công việc được chia thành những nhiệm vụ nhỏ Các côngviệc nhỏ này được giao cho từng vị trí làm việc trong dây chuyền Một trongnhững thuận lợi phương pháp này là sự chuyên môn hoá lao động bằng cáchgiao cho mỗi công nhân một số nhiệm vụ có tính lặp lại, nhờ vậy họ làmviệc nhanh hơn

2.4.3 Dây chuyền lắp ráp tự động

Thuật ngữ lắp ráp tự động nghĩa là sử dụng các thiết bị cơ khí hoá vàtự động hoá để thực hiện những chức năng khác nhau trong dây chuyền haytế bào lắp ráp Đã có nhiều thành tựu đạt được về lĩnh vực lắp ráp tự độngtrong những năm gần đây

Một số những tiến bộ đã thúc đẩy nhờ những tiến bộ trong lĩnh vựcngười máy Những robót công nghiệp thỉnh thoảngđược sử dụng như nhữngthành phần trong hệ thống lắp ráp Mặc dù những phương pháp lắp ráp bằngtay được mô tả ở trên chắc chắn sẽ được sử dụng nhiều năm trong tương lai,nhưng những cơ hội để đạt tốt để đạt hiệu suất cao là nhờ sử dụng nhữngphương pháp tự động

2.5 Sản phẩm

2.5.1 Giới thiệu một số sản phẩm có mặt trên thị trường

Tự động hóa quá trình công nghệ là phương hướng phát triển chungcủa các nước trên toàn thế giới Nhất là đối với những nước công nghiệpđang phát triển như đất nước ta hiện nay thì yêu cầu đó càng cấp bách vàkhông thể thiếu

Quá trình tự động hóa tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm vàđiều quan trọng là giải phóng sức lao động của con người Tại công ty bút biThiên Long bao gồm nhiều phân xưởng sản xuất, sản xuất nhiều loại bút bikhác nhau như: bút chì sáp, bút lông kim, bút dạ quan, bút bi thường với sảnlượng hằng năm hàng triệu cây.

Quá trình sản xuất bút bi hiện nay chủ yếu theo dây chuyền bán tựđộng, ở một số khâu phức tạp vẫn phải thực hiện bằng tay mặc dù công việc

ở đây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ của người công nhân Vì vậy mục tiêuhiện nay của công ty là từng bước thay thế dây chuyền lắp ráp, thay thế sứcngười để đảm bảo an toàn lao động, sản phẩm tạo ra đáp ứng đúng yêu cầuchất lượng.Tuy vậy để thực hiện kế hoạch như trên công ty cần phải có

nguồn đầu tư lớn về vốn.Tại các xí nghiệp hầu hết các dây chuyền sản xuấttự động được nhập từ nước ngoài như Trung Quốc, Đài Loan đã sản xuất từnhiều năm nay tuy sản phẩm làm ra có chất lượng nhưng do dây chuyền sữdụng quá lâu cần thiết kế lại một số cum khác để phù hợp với nhu cầu củacông ty Phương hướng hiện nay của công ty là sản xuất lại các dây chuyềnnhập từ nước ngoài để giảm giá thành, nhưng vẫn đảm bảo năng suất yêucầu

Giới thiệu sản phẩm

Hình 1 là một sản phẩm điển hình có thể áp dụng hình thức lắp ráp tựđộng Sản phẩm này là một loại bút bi của công ty bút bi Thiên Long với mãsản phẩm TL-034(Jollee).

Các bộ phận của TL-034 bao gồm:ruột, cán, tảm, nắp

Hình 1

2.5.2 Hình ảnh sản phẩm có thể lắp ráp bằng dây chuyền tự động

2.6 Giới thiệu qui trình sản xuất bút bi (TL 034)

Việc sản xuất một loại bút bi nào đó đòi hỏi qua nhiều công đoạn như:thiết kế bản vẽ, tạo khuôn, bộ phận kiểm tra … sản xuất thử, sản xuất hàngloạt

Bộ phận thiết kế:

Phải phù hợp thị hiếu người tiêu dùng, mẫu mã phải đa dạng, gọn nhẹ,đẹp mắt

Bộ phận kỹ thuật ( bộ phận khuôn ): ở đây sẽ chế tạo bộ khuôn theođúng yêu cầu của bản vẽ, sau khi có khuôn cho sản xuất thử

Bộ phận sản phẩm và máy móc: kiểm tra, nếu có sai xót báo cáo chobộ phận tạo khuôn để kịp sửa chữa, nếu không có gì thì cho sản suất hàngloạt

2.6.1 Công đoạn lắp ráp bút bi ( TL_034):

2.6.1.1 Trình tự lắp như sau:

- Lắp ruột vào cán

Dừng máy Công nhân xử lý

Bắt đầu

Cấp cán

Di chuyển cán

Kiểm traĐẩy ruột vào

Di chuyển

Cấp tảm

Vặn tảm

Kiểm tra toàn diện

Rơi vào thùng chứa

Khởi động lại

Đẩy vào thùng phế phẩm

- Lắp tảm vào cán đã chứa ruột

- Cuối cùng là vặn ren kết thúc công việc lắp ráp,

Ta thấy trình tự lắp ráp như trên khá đơn giản nhưng chỉ đơn giản khi talắp ráp bàng tay Tuy nhiên để thiết kế một dây chuyền lắp ráp tự động thìkhông đơn giản chút nào Sau đây ta sẽ đi sâu tìm hiểu các công đoạn lắpráp bằng tay và bằng máy

2.6.1.2 Hình thức lắp ráp bằng tay:

Mỗi công đoạn đều có một công nhân đứng tại đó, sau khi phân tíchmột cây bút có bao nhiêu bộ phận thì có bấy nhiêu khâu lắp ráp và đồngthời cũng có bấy nhiêu người công nhân ( mỗi người thực hiện một côngviệc lắp ráp riêng biệt ) Cụ thể khi lắp bút bi TL-034:chia làm 2 vị trí lắp,

vị trí A các công nhân chỉ làm nhiệm vụ lắp ruột vào cán Sau đó, bán thànhphẩm được chuyển tới vị trí B tại đây nhóm công nhân khác lắp tảm vào cánvà vặn chặt tảm

 Ưu điểm:

- Độ tin cậy cao

- Ít phế phẩm

 Nhược điểm:

- Năng suất thấp

- Tốn nhiều công lao động

- Cần công nhân có kinh nghiệm

- Công việc đơn điệu gây nhàm chán và mệt mõi cho công nhân

2.6.1.3 Hình thức lắp ráp bằng dây chuyền tự động:

Các nhiệm vụ trên được thực hiện bằng dây chuyền lắp ráp một cáchtự động thay thế toàn bộ các công việc bằng tay, người công nhân chỉ cầncấp liệu( cán, ruột, tảm …)

 Ưu điểm:

- Năng suất cao

- Giảm công lao động

- Không cần công nhân lành nghề.

 Nhược điểm:

- Đầu tư thiết bị

- Có phế phẩm.(nhưng không đáng kể)

Tuy nhiên các nhược điểm trên đều có thể khắc phục

Do đó, ý tưởng thiết kế dây chuyền lắp ráp tự động là phù hợp vói nhucầu hiện nay

Thực tế hiện nay trên thị trường, nhiều hãng sản xuất bút bi lớn đã cóđầu tư các dây chuyền lắp ráp, nhằm tự động hoá quá trình lắp ráp, nhằmnâng cao năng suất, giảm giá thành sản phẩm, tăng sức cạnh tranh Tuynhiên đa số các dây chuyền này đều được nhập từ nước ngoài với giá khácao, do đó thời gian thu hồi vốn chậm

Xuất phát từ thực tế ấy, ý tưởng về một dây chuyền lắp ráp tự động vớinăng suất cao và được nội địa hoá ra đời

Chương 3: PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

3.1 Đưa ra phương án

Sau khi tham khảo một số các dây chuyền lắp ráp đã có hiện nay ở cáccông ty, nhìn chung các dây chuyền này có hai dạng: một dạng sử dụngthuần tuý về cơ khí, dạng khác có xen vào một số cơ cấu sử dụng khí nén.Từ đó chúng em xem xét hai phương án sau

3.1.1 Phương án 1:

Cam + Bánh răng +cơ cấu tay quay con trượt ( cơ )

 Nguyên lý hoạt động

Động cơ qua hộp giảm tốc làm trục cam quay, trục cam điều khiển các

cơ cấu tay quay con trượt thông qua bộ truyền xích và các bánh răng Cơ cấunày sẽ điều khiển các con trượt tại các vị trí như: cấp cán, cấp ruột, cấp tảm

…Đồng thời cơ cấu di chuyển sẽ đưa phôi liệu đến các con trượt và tại đâynó sẽ thực hiện chuyển động khứ hồi để lắp ráp các chi tiết với nhau Saukhi qua các vị trí lắp ráp đó cơ cấu di chuyển đưa chi tiết (hoàn chỉnh) đếnthùng chứa bên dưới

 Ưu điểm:

- Tạo lực mạnh giúp vặn tảm nhanh và chặt

- Di chuyển của các con trượt êm

- Tuổi thọ cao

 Nhược điểm:

- Khó chế tạo bánh răng chính xác

- Các con trượt mau mòn

- Cơ cấu phức tạp, nặng nề

- Bảo dưỡng và sửa chữa khó khăn

- Dụng cụ thay thế ít, tốn kém và mất thời gian để thay thế thiết

bị

3.1.2 Phương án 2:

Cam + nam châm + xy lanh khí nén

 Nguyên lý hoạt động:

Mômen xoắn từ động cơ qua hộp giảm tốc làm trục cam quay, bộ camđiều khiển các xy lanh cấp cán, cấp ruột … thông qua các công tắc kích hoạtcác nam châm điện của các van phân phối Khi nam châm có điện thì tại các

vị trí của cụm các xy lanh thực hiện chuyển động lắp ráp các chi tiết vàcuối cùng, cơ cấu di chuyển sẽ đưa chi tiết xuống thùng chứa, kết thúc mộtchu trình hoạt động

 Ưu điểm:

- Dễ sử dụng và phổ biến, đa dạng trên thị trường

- Nguồn thay thế và dữ trự lớn

- Dễ bão dưỡng và sửa chữa

 Nhược điểm:

- Cần có nguồn khí bên ngoài cung cấp

- Phát sinh tiếng ồn

Kết luận: Sau khi phân tích 2 phương án trên, chúng em chọn phương

án 2 vì nó có nhiều ưu điểm hơn phương án 1 hơn nữa những nhược điểmcủa nó có thể khắc phục dễ dàng

(Về nguồn khí nén thì dùng chung nguồn với các thiết bị khác có sửdụng khí nén bởi vì trong một công ty lớn thì có rất nhiều thiết bị sử dụngkhí nén.Để giảm tiếng ồn thì ta dùng bộ phận giảm thanh ở các cửa xả)

3.2 Yêu cầu kĩ thuật:

- Năng suất lắp ráp của dây chuyền 50 (sp/phút)

- Độ tin cậy cao, phế phẩm ít

- Dễ vận hành, bảo dưỡng

Chương 4: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐỘNG, MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA DÂY CHUYỀN

Với phương án đã lựa chọn ta tiến hành thiết kế nguyên lý và sơ đồđộng

4.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý:

Dòng vật liệu được bố trí theo đường thẳng, chi tiết cơ sở (cán) được dichuyển lần lược qua các vị trí: cấp ruột, cấp tảm, Các cơ cấu lắp được bốtrí dọc theo dòng vật liệu

4.1.1 Sơ đồ khối:

4.1.2 Sơ đồ nguyên lý

Từ sơ đồ khối như trên ta có sơ đồ nguyên lý như sau: