Tính toán, thiết kế và hế tạo mô hình hệ thống ấp phôi bằng rung động

Một trong những khõu của quỏ trỡnh tự động húa là cấp phụi cho cỏc hệth ng mỏy ố gia cụng.. Vỡ thế, mặc dự tự động húa cỏc quỏ trỡnh sản xuất là một lĩnh vự ặc trưng củc đ a khoa học k t

1

B GIÁO D Ộ ỤC VÀ ĐÀO TẠ O TRƯỜNG ĐẠ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ

- PHẠM THỊ THI U THOA Ề

Đề tài:

Tính toán, thiết kế và chế tạo MÔ HìNH

hệ thống cấp phôi bằng rung động

6

Tác gi xin chân thành cả ảm ơn GS.TS Trần Văn Địch đã hướng dẫn và giúp đỡ

tận tình từ định hướng đề tài, đến quá trình làm, chế ạo mô hình và hoàn chỉnh l ận t uvăn

Tác gi bày t lòng biả ỏ ết ơn các thầy cô trong bộ môn Công nghệ ch tế ạo máy, viện Cơ khí trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Xin cám ơn Ban lãnh đạo Viện đào

t o ạ Sau đại học và Viện Cơ khí trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành bản l ận văn này Tác giả cũng xin cảm ơn Ban uGiám đốc và toàn th các anh ch ể ị Công Ty TNHH COSMOS đã giúp đỡ tìm hi u và ểphân tích s n phả ẩm cấp phôi t ự động đang ứng d ng tr c tiụ ự ếp sản xuất của công ty Tác giả cũng chân thành cảm ơn Ban lãnh đạ trường ĐHCN Hà Nộo i, Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí, các thầy cô trong khoa và các nhà khoa họ đã tạo điều kiện c giúp đỡ tác gi th c hiả ự ện đề tài

Do năng lực b n thân còn h n ch ả ạ ếnên luận văn không tránh khỏi thiếu sót, tác

gi rả ất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô giáo, các nhà khoa

học và các bạn đồng nghiệp

Tác gi ả

Phạm Thị Thi u Thoaề

5

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các tính toán ế k t quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công b trong b t k m t công trình nào kố ấ ỳ ộ hác Quá trình tính toán thi t kế ế ệ ố h th ng có sử ụ d ng m t s tài li u tham kh o c a m t s tác giộ ố ệ ả ủ ộ ố ả và

các tài li u nghiên c u khoa h c liên quan ệ ứ ọ

Tác giả

PHẠM TH THI U THOAỊ Ề

2

M Ụ C LỤ C

L ỜI CAM ĐOAN 5

L I C Ờ Ả M Ơ N 6

DANH M C CÁC B NG BI U 7 Ụ Ả Ể DANH M C CÁC KÝ HI U,CÁC CH VI T T T 7 Ụ Ệ Ữ Ế Ắ DANH M C CÁC HÌNH V Ụ Ẽ ĐỒ TH 8 Ị M Ở ĐẦ U 11

1.Lý do ch ọ n đ ề tài 11

2 L ị ch sử nghiên cứ 11 u 3 M ục đích nghiên cứu, đố ượ i t ng, ph m vi nghiên c u ạ ứ 12

4 Các lu ậ n đi ể m cơ ản và đóng góp mớ ủ b i c a lu ận văn 12

5 Ph ươ ng pháp nghiên cứ 12 u CH ƯƠ NG 1: TỔNG QUAN VỀ Ự ĐỘ T NG HOÁ QUÁ TRÌNH S N XU T14 Ả Ấ 1.1 Tình hình ngành c ơ khí Việ t Nam và tri ể n vọ ng trong t ng lai ươ 14

1.2 Tự độ ng hoá trong quá trình s n xu t 16 ả ấ 1.2.1 Định nghĩa tự độ ng hoá 16

1.2.2 Các hình thức tự độ ng hoá 17

1.2.3 S phát tri n cự ể ủa tự độ ng hoá 18

1.2.4 S c n thi t ph i có t ng hoá 19ự ầ ế ả ự độ CH ƯƠ NG 2: H TH Ệ ỐNG ĐIỀ U KHI Ể N TỰ ĐỘ NG 21

2.1.Khái niệm về các h th ng đi u khiển tự độ ệ ố ề ng 21

2.2 Phân lo ạ i các hệ thố ng đi ề u khiển tự động 22

2.2 1 H ệthống điều khi n ch ng trình không theo s 22ể ươ ố 2.2.2 H thệ ống điều khi n s 24ể ố 2.2.3 Hệ điều khiển DNC (Direct numerical control) 26

2.2.4 Điều khiển thích nghi (Adaptive control) 26

2.3 Thiết bị ề đi u khiển tự độ ng 28

CH ƯƠ NG 3: H TH NG C P PHÔI T Ệ Ố Ấ Ự ĐỘ NG 32 3.1 Các thành ph ầ n chủ ếu củ ệ thống cấp phôi tự động 32 y a h

3

3.2 Phân lo i h th ng c ạ ệ ố ấ p phôi tự động 33

3.3 Ý nghĩa củ a c p phôi t ng 36 ấ ự độ 3.4 H th ệ ố ng cấp phôi tự động 36

3.5 Ph ễ u chứ a phôi 38

3.6 Máng chuyển phôi 44

3.7 C c ơ ấ u đ ị nh hướng phôi 45

3.8 C c ơ ấ u dẫn phôi 49

3.9 C c ơ ấ u giảm chấn 50

3.10 Nam châm điệ n 51

CH ƯƠ NG 4: TÍNH TOÁN, THI Ế T KẾ Ơ Ấ C C U C ẤP PHÔI RUNG ĐỘ NG 56 4.1.Câ n bằng năng suấ ủ ơ ấu cấ t c a c c p phôi rung đ ộ ng và c a máy ủ 56

4.2 Xác đị nh thông s hình h c ph u 56 ố ọ ễ 4.3 Xác đị nh cánh xo n 57 ắ 4.4.Tính nam châm điệ n 59

4.5 C c ơ ấ u rung đi ệ n từ và các s c ơ đồ ấ p đi ệ n 61

4.5.1 C cơ ấu rung điện từ 61

4.5.2 C c u mơ ấ ạch điệ ừn t 63

4.6 Thiết kế ạ m ch đ m sản phẩm 64 ế 4.6.1 Mục đích yêu cầu 64

4.6.2 Gi i thi u linh ki n 65ớ ệ ệ 4.6.3 S nguyên lý hoơ đồ ạt động 72

CH ƯƠ NG 5: CH T O MÔ HÌNH H Ế Ạ Ệ THỐNG CÁP PHÔI RUNG ĐỘNG77 5.1 ng d ng phỨ ụ ần mềm CAD thi t k 77ế ế 5.2 M t s chi ti t chính trong h thộ ố ế ệ ống cấp phôi 78

5.2 Quy trình công ngh t o chi tiệchế ạ ết đế lò xo 81 5.2.1 Phân tích tính công ngh trong k t c u chi ti t 81ệ ế ấ ế 5.2.2 Xác định phương pháp ch t o phôi và b n v l ng phôi 82ế ạ ả ẽ ồ

4

5.2.3 Thiết kế quy trình công ngh gia công chi ti t 83ệ ế

5.3 Quy trình l ắ p ráp hệ ống cấp phôi rung động 91 th KẾT LUẬN VÀ PH ƯƠ NG H ƯỚ NG PHÁT TRI Ể N CỦ A Đ Ề TÀI 95

1 K t lu ế ậ n chung 95

2 H ng phát tri ướ ể n của đề 95 tài TÀI LI Ệ U THAM KHẢ O 96

7

8

8 2.5 Sơ đồ kh i h thố ệ ống điều khi n thích nghi ể 27

9 2.6 C u trúc chung cấ ủa hệ ống điều khiể ự độ th n t ng 28

10 3.1 Sơ đồ ổ t ng quát c a h th ng c p phôi ủ ệ ố ấ 32

12 3.3 H th ng c p phôi dùng ch u kệ ố ấ ấ ẹp đàn hồi 34

13 3.4 H th ng c p phôi cho máy tiệ ố ấ ện định hình 35

18 3.9 Sơ đồ chuy n d i trên mể ờ ặt phăng nằm ngang 41

21 3.12 Các máy đuợ ử ục s d ng đ v n chuy n phôi ể ậ ể 44

25 3.16 Định hu ng phôi b ng l nh hình ho c túi ớ ằ ỗ đị ặ 47

31 3.22 Sơ đồ độ ng l c h c đ ự ọ ể tính cơ cấu gi m ch n ả ấ 51

9

33 3.24 Phân b ố đuờng sức từ trong cu n dây solenoid ộ 52

34 4.1 M t s kộ ố ết cấu định hu ng phôi trên cánh xo n ớ ắ 58

36 4.3 Đồ th l c kéo cị ự ủa nam châm điện khi cấp dòng điện

hính sin cho cuộn dây

11

1.Lý do ch ọ n đ ề tài

Ngành công nghi p thệ ế gi i trớ đã ải qua nhi u cuề ộc cách mạng trong quá khứ,

những cuộc cách mạng v ề công nghệ làm thay đổi toàn diện về ỹ k thuật và công ngh T ệ ự động hóa là một cuộc cách mạng vĩ đại, vì mục đích của nó là giải phóng con ng i ra khườ ỏi những lao động b ng cơ bắằ p Do , có th th y con ng i mong đó ể ấ ườ

đợ ựi s xu t hi n c a h th ng t ng hóa hoàn ch nh.Vấ ệ ủ ệ ố ự độ ỉ ấn đề đặ t ra đố ới v i các h ệ

thống máy móc thiết bị bán tự động trở thành tự động hóa hoàn toàn, đặc biệt trong gia công, vấn đềnghiên c u và chứ ế ạ t o các hệ ố th ng c p phôi tấ ự động rất được quan tâm, đầu tư để các dây chuy n s n xu t t ng công ngh cao, các dây chuy n gia ề ả ấ ự độ ệ ềcông tích hợp CIM được áp ụ d ng r ng rãi ộ

Hiện nay, ở ệt Nam và ở các nước trên thế ới tự động hóa quá trình sả Vi gi n

xuất đang được quan tâm đúng mực nhằm nâng cao năng suất và chất lượng s n ả

phẩm Một trong những khâu của quá trình tự động hóa là cấp phôi cho các hệ

th ng máy ố gia công Việc cấp phôi cho các máy ố gia công có nhiều phương th ng pháp, mỗi phương pháp có ưu, nhược điểm khác nhau Cấp phôi rung động là một trong những phương pháp c p phôi tiên ti n Tuy nhiên, hiấ ế ện nay phương pháp cấp phôi này vẫn chưa được hoàn thi n triệ ệt để Để góp ph n phát tri n hầ ể ệ thống cấp phôi rung động tác gi l a chả ự ọn đề tài nghiên c u: ứ

“Tính toán, thiết kế và chế ạ t o mô hình h thệ ống cấp phôi bằng rung động”

2 L ị ch sử nghiên cứ u

Đã từ xa xưa, con người luôn mơ ước v các lo i máy có kh ề ạ ả năng thay thếcho mình trong các quá trình sản xuất và các công việc thường nhật khác Vì thế,

mặc dù tự động hóa các quá trình sản xuất là một lĩnh vự ặc trưng củc đ a khoa học

k thuỹ ật hiện đại của thế ỷ 20, nhưng những thông tin về các cơ cấu tự động, làm k

việc không cần có sự ợ giúp của con ngườ tr i đã tồn tại từ trước công nguyên Và rất nhi u s n ph m và công trình nghiên c u v t ng hóa trong sề ả ẩ ứ ề ự độ ản xuất

Năm 1873 Spender đã chế ạo đượ t c máy ti n t ng có c p phôi và tr c phân ệ ự độ ổ ấ ụ

phối mang các cam đĩa và cam thùng

Năm 1880 nhiều hãng trên th giế ới như Pittler Ludnig Lowe( Đức), RSK(Anh) đã chế ạo đượ t c máy tiện rơvônve dùng phôi thép thanh

12

Chính sự thay đổi nhanh của sản xuất đã liên kết ch t chặ ẽ công ngh thông tin v i ệ ớcông nghệ ch tế ạo máy, làm xu t hi n m t lo t các thi t b và hấ ệ ộ ạ ế ị ệ ố th ng tự động hoá hoàn toàn mới như các loại máy điều khi n s , các trung tâm gia công, các hể ố ệ ố th ng điều khiển theo chương trình logic PLC(Programmable logic control), các h th ng ệ ố

sản xuất linh hoạt FMS (Flexible Manufacturing systems), các hệ thống sản xuất tích hợp CIM(Computer Integrated Manufacturing) cho phép chuyển đổi nhanh sản

phẩm gia công với thời gian chuẩn bị ản xuất ít nhất, rút ngắn chu kỳ ản xuất sản s s

phẩm, đáp ứng tốt tính thay đổi nhanh của sản xuất hiện đại Hệ ống cấp phôi tự th

động là m t trong h th ng không th thiộ ệ ố ể ếu được trong h th ng gia công t ng ệ ố ự độhóa hoàn toàn

3 M ục đích nghiên cứu, đối tượ ng, ph m vi nghiên c u ạ ứ

Đề tài t p trung nghiên c u tính toán, thi t k và ch t o mô hình c p phôi t ậ ứ ế ế ế ạ ấ ự

động bằng rung động Tr ng tâm c a tài kh o sát, nghiên c u lý thuy t và tính ọ ủ đề ả ứ ếtoán h thông c p phôi tệ ấ ự động bằng rung động Sau đó áp dụng tính toán, thi t kế ếchế ạ t o mô hình c th áp d ng c p phôi cho máy khoan t ng ụ ể để ụ ấ ự độ

Đưa ra một phương pháp phân tích, tính toán, thiết k h th ng c p phôi ế ệ ố ấ

bằng rung động cho chi tiết hình dạng đơn giản Trên cơ sở đó, đưa ra ải pháp và gi

tư vấn cho các máy móc thi t b c n t ng hóa hoàn toàn trong gia công ế ị ầ ự độ

4 Các lu ậ n đi ểm cơ bản và đóng góp mớ i c a lu ủ ận văn

- Đánh giá được tính hiệu quả ề thời gian, năng suất, tính ổn định và tính chính v xác trong gia công

- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ ở cho các hướng nghiên cứu mở ộng, nâng s rcao trong các mô hình s n xu t cả ấ ụ ể th muốn tự động hóa hoàn toàn Từ bài toán này

có th nghiên c u vể ứ ới nhiều các hình d ng phôi, chi ti t có hình d ng khác nhau cạ ế ạ ần

áp d ng t ng hóa hoàn toàn ụ ự độ

- Các kết quả nghiên cứu của đề tài có thể ử ụng trong giảng dạ s d y, thực hành và nghiên cứu của sinh viên trong các môn học tự động hóa quá trình s n xu t, hả ấ ệ

th ng số ản xuất linh ho t FMS&CIM ạ

5 Phương pháp nghiên cứ u

- Nghiên c u tài li u, các thi t b và s n ph m ng dứ ệ ế ị ả ẩ ứ ụng liên quan đến đề tài

- Nghiên c u ứ cơ sở lý thuy t v h th ng c p phôi t ế ề ệ ố ấ ự động bằng rung động

14

XUẤT

Trước khi đi tìm hiểu về ấ ề v n đ chính trong chương này là khái niệm về ự t

động hóa và s phát tri n c a nó trong giai ự ể ủ đoạn m i, ta xem sơ lượ ềớ c v tình hình ngành cơ khí của nước nhà và s phát tri n cự ể ủa nó trong tương lai để ấ th y rõ s ự

cần thiết phải có tự động hoá như thế nào? Vi c áp dệ ụng t ng hoá cho các nhà ự độmáy, xí nghi p trong việ ệc lắp ráp các chi ti t v i nhau là c n thi t hay không ? Có ế ớ ầ ếđược cái nhìn chung như thế, ta m i n m v ng, hi u rõ và phát huy h t tác d ng ớ ắ ữ ể ế ụ

của nó và áp dụng một cách linh hoạt và phù hợp với nền sản xuất nước nhà, từng bước c i ti n k thu t, nâng cao chả ế ỹ ậ ất lượng s n ph m ả ẩ

1.1 Tình hình ngành cơ khí Việ t Nam và tri n v ể ọng trong tương lai

Những nét cơ bản v s hình thành:ề ự

Bắt đầ ừ năm 1956 có định hướu t ng mi n B ở ề ắc:

Nhà máy cơ khí trung, qui mô Hà Nội: Ch t o máy công c ế ạ ụ

Nhà máy cơ khí Cẩm Ph : Ph c v khu m Hòn Gai ả ụ ụ ỏ

Nhà máy cơ khí xe lửa Gia Lâm

Nhà máy ô tô Trần Hưng Đạo, Hoà Bình, Diesel Sông Công: Phục vụ giao thông vận tải và s c kéo cho nông lâm nghi p ứ ệ

Các nhà máy đóng tàu Bạ h Đằc ng, Phà R ng ừ

c phòng và ngành

Các nhà máy cơ khí quố

Một loạt các nhà máy qui mô 500 ệ /năm sản phẩm cơ khí phục vụ tri u công nghiệp địa phương và chiến đấ ạu t i chỗ

• Nhân l ực:

Th bợ ậc cao, từ ậc 6 trở lên: khoảng 7 ngàn nhưng tuổi bình quân trên 40 b

có h n ch ạ ế

Đáng kể có 10 ngàn từ ỹ sư trở k lên: Nhưng chưa phát huy tốt tiềm năng

T ng tài s n c nh toàn ngành kho ng 300 tri u USD là h t s c nh bé ổ ả ố đị ả ệ ế ứ ỏ

• Đặc điểm chung:

- Tiếp nhận từ ột ngành cơ khí non yếu chỉ làm dịch vụ ửa chữa m s và sản xuất

m t s ph ộ ố ụ tùng đơn giản

- Máy động lực và ph ụ tùng nông ngư nghiệp

- Phụ ùng đơn giản cho làm đấ t t

- Thi t b bi n nông lâm s n, thế ịchế ế ả ực vật

- L p ráp ô tô xe máy ắ

- Đóng xà lang và tàu nhỏ ven bi n ể

- Thi t b ế ị điện: động cơ, máy biến th ế

- Cơ khí tiêu dùng: xe đạp, quạt điện, ph ụtùng xe gắn máy …

- Giá tr t ng sị ổ ản lượng 1996, là 200 t ng ỷ đồ

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

• Qui mô và nhân l ực:

- V n còn th i k ẫ ờ ỳ cơ khí hoá

• Tổng quát:

16

- M ặc dù hết sức năng động, tự vươn lên nhưng vẫn yếu kém về năng lực sản

xu t c v qui mô và chấ ả ề ất lượng sản phẩm

- Còn khá xa trước nhiệm vụ trang thiết bị ại một phầ l n cơ bản cho các ngành kinh t ế

- Còn phân tán, tự phát thiếu đồng bộ và cần có qui hoạch chiến lược tập trung đầu tư đi vào n ữh ng trọng điểm Có cơ cấu s n phả ẩm định hướng h p lý cho ợ

m t trung tâm công nghi p phía nam ộ ệ

- Tuy đội ngũ nhân lực khá và năng động nhưng còn thiếu kh ả năng đào tạo

ti p c n m t cách khoa h c công ngh tiên ti n ế ậ ộ ọ ệ ế

Thành t u khoa h – công ngh tiên ti n c a th gi• ự ọc ệ ế ủ ế ới trong lĩnh vực cơ khí: Nhu c u v m t hình thái s n xu t linh hoầ ề ộ ả ấ ạt: Đặc điểm nhu c u thầ ời đại:

- Đa dạng v m u mã, ch ng loề ẫ ủ ại Luôn thay đổi th hi u ị ế

- “ Tuổi thọ “ của sản phẩm ngắn, có loại chỉ ất hiện vài tháng là mất hế xu t

th ị trường Nhà s n xuả ất đứng trước những biến động khó lường

• Định hướng v ềkhoa học – công ngh : ệ

Trên cơ sở công ngh tin h c t o ra m t n n “ s n xu t linh hoệ ọ ạ ộ ề ả ấ ạt” đáp ứng

s biự ến động khôn lường của nhu cầu và khả năng cạnh tranh nhờ đổi mới sản

ph m ẩ

Hiệu quả đặc trưng quan trọng nhất của công nghệ tin học là năng lực giúp cho những ý tưởng của con người – dù có đa dạng và biến động cách m y ấ – tr ởthành hiện thậ ột m t cách nhanh chóng nh t, ít t n công sấ ố ức nhất

1.2 T ng hoá trong quá trình s n xu t ự độ ả ấ

1.2.1 Định nghĩa tự độ ng hoá

T ự động hóa là dùng năng lượng phi sinh vật (cơ, điện, điệ ử …) để ực hiện t th n

một phần hay toàn bộ quá trình công nghệ mà ít nhiều không cần sự can thiệp của con người

T ng hoá là m t quá trình liên quan t i viự độ ộ ớ ệc áp dụng các h thệ ống cơ khí, điện

tử, máy tính để hoạt động, điều khi n sể ản xuất Công ngh này bao g m: ệ ồ

• Nh ng công c máy móc t ng ữ ụ ự độ

• Máy móc l p ráp t ng ắ ự độ

• Người Máy công nghi p ệ

17

• H th ng v n chuyệ ố ậ ển và điều khiển vậ ệu tự đột li ng

• Điều khi n có h i tiể ồ ếp và điều khi n quá trình b ng máy tính ể ằ

• H thệ ống máy tính cho việc thảo kế ạch, thu nhập dữ ệu và ra quyết định để ho li

h tr ỗ ợcác hoạt động s n xu t ả ấ

1.2.2 Các hình thức tự độ ng hoá

- T ự động hoá cứng: Là một hệ ống trong đó một chuỗi các hoạt động (xử th lý hay l p ráp) cắ ố định trên m t c u hình thi t b Các nguyên công trong dây chuyộ ấ ế ị ền này thường đơn giản Chính s h p nh t và ph i hự ợ ấ ố ợp các nguyên công như vậy vào m t thi t b làm cho hộ ế ị ệ ố th ng tr nên phở ức tạp Những đặc trưng chính của tự

động hoá c ng là: ứ

• Đầu tư ban đầu cao cho nh ng thi t bị ếữ ế thi t kế theo đơn đặt hàng

• Năng suất máy cao

• Tương đối không linh ho t trong vi c thích nghi vạ ệ ới các thay đổ ải s n ph m ẩ

- T ng hoá l p trình: ự độ ậ

Thiết bị ản xuất được thiết kế ới khả năng có thể thay đổi trình tự các nguyên s vcông để thích ng v i nh ng c u hình s n ph m khác nhau Chu i các ho t đ ng ứ ớ ữ ấ ả ẩ ỗ ạ ộ

có thể điều khi n b i mể ở ột chương trình, tức là mộ ậ ệnh được mã hoá để ệt t p l h

thống có thể đọc và diễn dịch chúng Những chương trình mới có thể được chuẩn

b và nh p vào thiị ậ ết bị để ạ t o ra s n phả ẩm mới Một vài đặc trưng của tự độ ng hoá

l p trình là: ậ

+ Đầu tư cao cho những thi t b có mế ị ục đích tổng quát

+ Năng suất tương đối th p so v i t ng hoá c ng ấ ớ ự độ ứ

+ Sự linh ho t khi có s ạ ự thay đổi trong c u hình s n ph m ấ ả ẩ

+ Thích h p nh t là cho s n xu t hàng lo t ợ ấ ả ấ ạ

T ự động hoá linh hoạt là sự ở ộng của tự động hoá lập trình được Khái niệm m r

của tự động hoá linh hoạt đã được phát triển trong khoảng 25 đến 30 năm vừa qua Và những nguyên lý vẫn còn đang phát triển

- T ng hoá linh ho ự độ ạt:

Là hệ ố th ng tự động hoá có khả năng sản xu t r t nhiấ ấ ều sản ph m (hay bẩ ộ ph n) ậkhác nhau mà hầu như không mất th i gian cho vi c chuyờ ệ ển đổi từ ả s n ph m này ẩsang s n phả ẩm khác Không mất th i gian cho sờ ản xuất cho việc lập trình l i và ạ

18

thay thế các cài đặt v t lý (công cậ ụ đồ gá, máy móc) H u qu là hậ ả ệ ố th ng có thểlên k ho k t hế ạch ế ợp sản xu t nhi u loấ ề ại sản xuất khác nhau thay vì theo t ng loừ ại riêng biệt Đặc trưng của tự độ ng hoá linh ho t có th tóm tạ ể ắt như sau:

+ Đầu tư cao cho thiế ịt b

tất cả các tác động cần thiết để ực hiện nó, kể ả ệc điều khiển quá trình được th c vi

ti n hành không có s tham gia cế ự ủa con người

Hiện nay tự động hoá được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành kinh tế ốc qudân, vì th ếmà người ta g i thọ ế ỷ k 20 này là thế ỹ ủ k c a tự hoá và điều khi n tể ự

động Nhưng nếu rà theo l ch s phát tri n thì chúng ta th y nó có ngu n góc t ị ử ể ấ ồ ừ

th i c ờ ổ xưa

• Vào thế ỹ ứ ất sau công nguyên Heron ở Ai Cập đã làm những màn múa k th nh

r i v i nhi u lo i con r i t ng ố ớ ề ạ ố ự độ

• n th k 17-Đế ế ỹ 18 nhiều loại đồ chơi tự động và đồng hồ ự động đã xuấ ệ t t hi n

• Sau đó đến thế ỷ 18 đầu thế ỷ 19 trong giai đoạn cách mạng công nghiệ ở k k p châu âu t ng hoá m i xâm nh p vào thự độ ớ ậ ực tế ả s n xu t ấ

• Năm 1765 xuất hiện b ộ điều chỉnh tự động mức nước trong nồi hơi của Pondunóp

• Năm 784 bộ điề u ch nh tỉ ốc độ trong nồi hơi của Johnoát đã xuất hi n ệ

• Giai đoạn phát triển này của tự động hoá đã đóng vai trò quan trọng trong khoa

học kỹ thuật, thúc đẩy việc tự động hoá quá trình sản xuất trong chế ạo máy tTrong quá trình lao động con người đã bắt đầu c i ti n công c ả ế ụ thô sơ thành

những máy đơn giản chẳng hạn máy tiện gỗ đặc trưng Dần dần người ta tiến hành

cơ khí hoá, thay lực đặc trưng bằng động cơ, thay tay ngườ ầi c m dao ti n b ng ệ ằbàn dao ch y theo sạ ống trượ ủt c a máy Tiếp tục bổ sung các bộ phận cơ khí hoá

• Năm 1873 Spender đã chế ạ t o máy tiện tự động có ổ ấp phôi và trục phân phối c

với cam đĩa và cam thùng

• Đến năm 1880 thì nhiều hãng trên thế ới như: Pittler, ludwig, lowe(đức), RSA( giAnh ) … Đã chế ạ t o máy ti n t ệ ự động Rơvonve dùng phôi thép thanh Sau đó xuất

Sau khi đã tìm hiểu nó m t cách k ộ ỹ lưỡng k t hế ợp để thi t k s n ph m cho ế ế ả ẩ

rắp ráp đó cũng là vấn đ cũng quan trọng vì trướề c khi thiết kế ột dây chuyền m

s n xuả ất nào đó người thi t k phế ế ải nắm rõ s n ph m và các thu c tính cả ẩ ộ ủa nó, ưu điểm như thế nào, k t cế ấu ra làm sao để vi c t ng hoá s n phệ ự độ ả ẩm được d ễdàng Do đó ta đi xem xét vấn đề thi t k s n ph m cho r p ráp t ng ế ế ả ẩ ắ ự độ

1.2.4 S c n thiự ầ ết phải có t ự động hoá

- Nâng cao năng su t: ấ

T ự động hoá các quá trình hoạt động sản xuất hứa hẹn việc tăng năng suất lao động Điều này có nghĩa tổng s n phả ẩm đầu ra đạt năng suất cao hơn ( đầu ra trên gi ) so vờ ới hoạt động bằng tay tương ứng

- Chi phí nhân công cao:

Xu hướng trong xã h i công nghi p c a th gi i là chi phí cho công nhân ộ ệ ủ ế ớkhông ngừng tăng lên Kết quả là đầu tư cao lên trong các thiết bị ự động hoá đã t

tr ởnên kinh tế hơn để có t ể thay đổi chân tay Chi phí cao củh a lao động đang ép các nhà lãnh đạo doanh nghi p thay th ệ ế con người b ng máy móc B i vì máy ằ ở

20

móc có thể ả s n xuấ ở ứt m c cao, việc sử ụ d ng tự động hoá đã làm cho chi phí trên

một đơn vị ả s n ph m thẩ ấp hơn

- S thiự ếu lao động:

Trong nhiều qu c gia phát triố ển, có sự thi u hụ ớ ực lượng lao độế t l n l ng Chẳng hạn như Tây Đức đã bị ép bu c ph i nh p khộ ả ậ ẩu lao động để làm tăng nguồn cung

đạo lu t s c kho và an toàn ngh nghiậ ứ ẻ ề ệp( 1970) Nó cũng là sự ự độ t ng hoá

- Giá nguyên v t li u cao: ậ ệ

Giá cao c a nguyên v t li u t o ra nhu c u sủ ậ ệ ạ ầ ử ụ d ng các nguyên vật một cách

hi u qu ệ ả hơn Việc gi m ph li u là m t trong nh ng l i ích c a t ng hoá ả ế ệ ộ ữ ợ ủ ự độ

- Nâng cao chất lượng sản ph m: ẩ

Các hoạt động tự động hoá không chỉ ả s n xu t v i tấ ớ ốc độ nhanh hơn so với làm b ng tay mà còn s n xu t v i sằ ả ấ ớ ự đồng nhất cao hơn và sự chính xác đối với các tiêu chuẩn chất lượng

- Rút ng n th i gian s n xu t: ắ ờ ả ấ

T ự động hoá cho phép nhà sản xuất rút ngắn thời gian giữa việc đặt hàng c a ủkhách hàng và th i gian giao s n phờ ả ẩm Điều này tạo cho người có ưu thế ạ c nh tranh trong việc tăng cường d ch v khách hàng tị ụ ốt hơn

- Gi m b t phôi liả ớ ệu đang sản xu t: ấ

Lượng hàng tồn kho khi đang ảs n xu t t o ra mấ ạ ột chi phí đáng kể cho nhà s n ả

xuất vì nó giữ chặ ố ạt v n l i Hàng tồn kho khi đang sản xu t không có giá tr Nó ấ ịkhông đóng vai trò như nguyên vật li u hay s n phệ ả ẩm Tương tự như nhà sản

xuất sẽ có lợi khi giảm tối thiểu lượng phôi tồn đọng trong sản xuất Tự độ ng hoá có xu hướng th c hi n mự ệ ục đích này bởi vi c rút ng n th i gian gia công ệ ắ ờtoàn b s n phộ ả ẩm phân xưởng

21

2.1.Khái niệm về các h th ng đi u khiển tự độ ệ ố ề ng

H thệ ống điều khiển là toàn bộ ững thiết bị đảm bảo cho một nhóm đối nhtượng th c hi n nhi m v t mự ệ ệ ụ để đạ ục đích và yêu cầu k thỹ ật đặt ra

:

Ví dụ Trong s n xuả ất thì đối tượng được điều khi n là các máy, còn nhi m vể ệ ụ là

thực hiện qui định công nghệ để đạt chất lượng sản phẩm Hệ ống điều khiển tự th

động là h th ng mà t t c các chệ ố ấ ả ức năng điều khi n cể ủa nó được th c hi n không ự ệ

có s tham gia tr c tiự ự ếp của con người

Dựa vào dạng thông tin người ta phân biệt hệ ống điều kh ển theo ba loại sau th iđây:

- H thệ ống điều khi n liên t ể ục

- H thệ ống điều khi n xung ể

- H thệ ống điều khi n t h p ể ổ ợ

Trong hệ ống điề th u khi n liên tể ục, thông tin được thể ện dướ hi i dạng các gia

tr ịliên tục Ví dụ, các giá trị liên tục như như tố ộc đ d chuyịch ển hoặc giá trị ịch dchuyển của cơ cấu ch p hành cấ ủa máy được bi u th bể ị ằng biên độ ho c l ch c a ặ ệ ủ

hiệu điện th ế

Nhìn chung các h ệthống điều khi n t ể ự động đều có các chức năng sau đây:1.Thực hiện các chuyển động hành trình và các chuyển động chạy không của các cơ cấu ch p hành theo m t tu n t ấ ộ ầ ự đã định trước với các tố ộc đ trong ph m vi ạcho phép

2 Đảm b o hoả ạt động c a các máy theo nh p và tu n t ủ ị ầ ự xác định

3 Đảm b o d ng máy khi có s c x y ra ả ừ ự ố ả

4 Điều khi n quá trình công ngh m b o chể ệ để đả ả ất lượng gia công

5.Ki m tra sai s ể ố kích thước và sai s hình dáng c a chi ti t ố ủ ế

6 Điều khi n dây truy n t ng khi cể ề ự độ ần điều chỉnh để chuyển đối tượng gia công

7 Tính số lượ ng s n phả ẩm được sản xu t ra ấ

8 Báo tin hi u v qui trình công ngh , tình trệ ề ệ ạng để cán bộ, công nhân có

bi n pháp x lý ệ ử

22

2.2 Phõn lo ạ i cỏc hệ thố ng đi ề u khiển tự động.

Cỏc hệ ống điề th u khi n t ể ự động được chia ra hai nhúm sau đõy:

- H thệ ống điều khiển chương trỡnh khụng theo s ố

- H thệ ống điều khiển chương trỡnh theo số

2.2 1 H ệ thống điều khiển chương trỡnh khụng theo số

a H thệ ống điều khi n hành trỡnhể

H thệ ống điều khiển hành trỡnh được dựng để ự động hoỏ chuyển động t

thẳng của dụng cụ ắt (hoặc củ c a cơ cấu khỏc của mỏy) với tố ộc đ c nhố đị Chiều dài quóng đường được xỏc địmh b ng b ng cỏch gỏ cằ ằ ữ chặn trờn cỏc tang trống, trờn cỏc thước hoăc trực tiếp trờn mỏy Cỏc cữ ặ ch n cú thể th c hiệự n chức năng

của cơ cấu gi i h n chuyớ ạ ển động (được gọi là c n c ng) ữchặ ứ

Cỏc cữ chặn tỏc động đến cỏc bộ chuyển đổi hành trỡnh Cỏc b chuy n hành ộ ểtrỡnh truyền cỏc lệnh t i cơ cớ ấu ch p hành c a mỏy b ng cỏc tớn hiấ ủ ằ ệu điện, tớn hiệu thu l c ho c tớn hiỷ ự ặ ệu hơi ộp

Trờn cỏc dõy truy n tề ự động hệ thúng điều khi n hành trỡnhể (bằng cữ chặn) được dựng để điều khi n hành trỡnh c a cỏc mỏy t hể ủ ổ ợp đứng cạnh nhau, đểtruyền lệnh từ mỏy nỏy sang mỏy khỏc, để điều khiển cỏc chu kỳ làm viẹc của cỏc

đầu dao, c a cỏc bàn mỏy Ngoài chủ ức năng giớ ại h n d ch chuy n (dựng cị ể ữ ch n ặ

14.3 14.3

V III I

IV II

7

1

Hỡnh 2.1 C u trỳc h ấ ệ thống điều khi n hành trỡnhể

1-Cơ cấu chấp hành ; 2- Bộ dẫn động 3 và 4 - Các khối điều khiển 5- Các phần tử điều khiển

6- Các cữ chặn 7-Chi tiết gia công IV-Các cổ trục cần gia công

23

cứng) các cữ chặn còn có chức năng điều khiển các dịch chuyển (dùng bộ chuyển

đổi hành trình)

Cần nhớ ằng, các cữ chặn cứng khi làm việc chịu tác dụng của lự r c va đập

với quán tính cơ cấu chấp hành Do đó, các cữ chặn cứng bị mòn nhanh và bị phá

huỷ, độ chính xác điều khiẻn không đảm bảo Đây cũng chính là nhược điểm chính của hệ ống điề th u khiển bằng cữ chặn Tuy nhiên hệ ống điề th u khiển hành trình b ng c ằ ữchặn có ưu điểm là k t cế ấu đơn giản và giá thành không cao

Với đặc tính như trên hệ ống điề th u khiển hành trình bằng cữ chặn được sử

dụng để ự độ t ng hoá các máy tiện, máy phay, máy rovonve và các máy khác trong

s n xu t hàng lo t l n ả ấ ạ ớ

b H thệ ống điều khiển bằng cam

H thệ ống điều khiển bằng cam cung cấp thông tin trên prophin của cam Cơ

s cở ủa hệ ống này là các cơ cấu cam kết hợp vớ th i các cơ cấu tay đòn (ho c không ặ

có tay đòn)

H th ng cam th c hi n hai chệ ố ự ệ ức năng đồng th i sau: ờ

- Cơ cấu sinh l ực

- Cơ cấu điều khi n ể

Hình 2.2 H thệ ống điều khi n b ng cam ể ằ

a) Cam hình tr ụ c) Cam đĩa hở d)Cam mặt đầu

b) Cam ph ng e) ẳ Cam đĩa kín

4 Vẽ profil ho c tính toán profin c a cam ặ ủ

5 Tính kích thước c a cơ c u dủ ấ ựa theo các điều ki n b n ệ ề

Dưới đây chúng ta chỉ nghiên c a quá trình hình thành prophin c a cam ứ ủPrôphin của cam hở được chế ạo đơn giản hơn, nhưng để ữ thanh đẩ t d y c n có lò ầ

xo hoặc đối trọng Do đó, hệ ố s có ích giảm và như vậy cam h nên dùng trong ởtrường h p có l c di chuy n không l n ợ ự ể ớ

Đường cong lôgarit là đường cong duy nh t có góc vuông c ấ ố định do đó nó

đảm b o chuy n đ ng cả ể ộ ủa thanh đẩy có t c đ c nh Tuy nhiên, ch t o cam ố ộ ố đị ế ạvới đường cong lôgarit rất khó vì vậy người ta dùng cam với đường cong Ácimet (Hình 2.3)

Prophin của cam với đường cong Ácimet có thể được gia công bằng phương pháp thông thường trên các máy phay và các máy ti n hệ ớt lưng

c H thệ ống điều khiển bằng dưỡng chép hình

H thệ ống được chia làm 2 lo i: ạ

- H thệ ống điều khiển bằng dưỡng chép hình tác động tr c ti p ự ế

-H thệ ống điều khi n bể ằng dưỡng chép hình tác động gián ti p ế

2.2.2 H thệ ống điều khi n sể ố

a Hệ điều khiển NC

H thệ ống Nc đầu tiên ra đời do s c n thi t ch t o các chi ti t phự ầ ế ế ạ ế ức tạ ủp c a máy bay v i s lu ng ít.Ngày nay các máy trang b h u khi n Nc v n còn thông ớ ố ợ ị ệ điề ể ẫ

dụng.Đây là hệ điề u khiển đơn giản với số lượ ng h n ch các kênh thông tin.Trong ạ ế

h u khi n NC,các thông s hình hệ điề ể ố ọc của chi ti t gia công và các lế ệnh điều khi n ểđược cho dướ ại d ng dãy các con s ố

Nguyên t c làm viắ ệc của hệ điề u khi n NC ể

Sau khi m ở máy,các lệnh th nh t và th ứ ấ ứ hai đuợc đọc Ch ỉ sau quá trình đọc k t ếthúc máy m i th c hi n l nh th nh t.Trong th i gian này thông tin cớ ự ệ ệ ứ ấ ờ ủa lệnh th hai ứ

n m trong b nh cằ ộ ớ ủa hệ ống điề th u khi n.Sau khi hoàn thành viể ệc thực hi n l nh ệ ệ

th nh t máy m i thứ ấ ớ ực hiệ ện l nh th hai l y t b nh ra.Trong khi th c hi n l nh ứ ấ ừ ộ ớ ự ệ ệ

25

th hai,h ứ ệ điều khiển đọc lệnh th ứ ba và đưa vào chỗ ủ c a bộ ớ nh mà l nh th hai ệ ứ

vừa được gi i phúng ra ả

Nhược điểm chớnh của hệ điề u khi n NC là khi gia cụng chi ti t ti p theo trong ể ế ế

l at h u khi n l i phọ ệ điề ể ạ ải đọc tấ ả cỏc lệt c nh t ừ đầu và như vậy khụng trỏnh kh i ỏ

nh ng sai sút cữ ủa bộ tớnh toỏn trong h u khiệ điề ển.Do đú chi tiết gia cụng cú th b ể ị

Điều khiển điều chỉnh

Điều khiển trục Giá trị vị trí thực

Hỡnh 2.3 C u trỳc h ấ ệ điều khi n CNCể

Cấu trúc của bộ điều khiển CNC:

Đặc điểm chính của hệ điều khiển CNC là sự tham gia của máy vi tính Các nhà chế tạo máy CNC cài đặt vào máy tính một chơng trình điều khiển cho từng loại máy

Hệ điều khiển CNC cho phép thay đổi và hiệu chỉnh các chơng trình gia công chết và cả chơng trình hoạt động của bản thân nó Trong hệ điều khiển CNC các chơng trình gia công có thể đợc ghi nhớ lại Trong hệ điều khiển CNC chơng trình có thể đợc nạp vào bộ nhớ toàn bộ một lúc hoặc từng lệnh bằng tay

từ bàn điều khiển Các lệnh điều khiển đợc viết không chỉ cho từng chuyển động riêng lẻ mà còn cho nhiều chuyển động cùng một lúc Điều này cho phép giảm số câu lệnh của chơng trình và nh vậy có thể nâng cao độ tin cậy làm việc của máy

Hệ điều khiển CNC có kích thớc nhỏ hơn và giá thành thấp hơn so với hệ điều khiển NC nhng lại có những đặc tính mới mà các hệ điều khiển trớc đó không

có

Ví dụ: Nhiều hệ điều khiển loại này có khả năng hiệu chỉnh những sai số

cố định của máy – những nguyên nhân gây ra sai số gia công

- Máy tính trung tâm có thể nhận những thông tin từ các bộ điều khiển CNC

để hiệu chỉnh hoặc để đọc những dữ liệu từ máy công cụ

- Trong một số trờng hợp máy tính đóng vai trò chỉ đạo trong việc lựa chọn những chi tiết gia công theo thứ tự u tiên để phân chia đi các máy khác nhau

- Hệ DNC có ngân hàng dữ liệu trung tâm cho biết các thông tin của chơng trình gia công trên tất cả các máy công cụ

- Có khả năng truyền dữ liệu nhanh và có khả năng nối ghép vào hệ thống gia công linh hoạt FMS

2.2.4 Điều khiển thớch nghi (Adaptive control)

Sản phẩm hệ điều khiển thích nghi là một trong những phơng pháp hoàn thiện máy công cụ CNC Các máy CNC thông thờng có chu kỳ gia công cố định (chu kỳ cứng) đã đợc xác định ở phần tử mang chơng trình và nh vậy cứ mỗi lần gia công chi tiết khác chu kỳ lặp lại đợc lặp lại nh cũ, không có sự phát triển

Hệ thống điều khiển thích nghi (Hình 2.8) là hệ thống điều khiển có tính đến những tác động bên ngoài của hệ thống công nghệ để hiệu chỉnh chu kỳ gia công (quá trình gia công) nhằm loại bỏ ảnh hởng của các yếu tố đó tới độ chính xác gia công

P Y

4

271

Hỡnh 2.5Sơ đồ khố hệ thống điều khiển thích nghi i Dao (2) gia công chi tiết (1) Các yếu tố công nghệ không ổn định có thể gây ra tăng lực cắt Py (lực hớng kính) Lực Py đợc datric (3) ghi lại Tín hiệu của datric đi qua bộ biến đổi (4) tác động đễn cơ cấu chạy dao (5-7) và làm ổn

định lực cắt Py Nếu lực cắt Py tăng thì lợng chạy dao sẽ giảm xuống và nh vậy lực Py sẽ giảm xuống Ngợc lại nếu lực cắt Py giảm thì lợng chạy dao sẽ tăng lên ổn định lực cắt thì dao động kích thớc gia công giảm (tăng độ chính xác và năng suất gia công)

Hệ thống thích nghi có thể ổn định đợc công suất cắt, mômen cắt hoặc nhiệt cắt… Nhng hệ điều khiển thích nghi chủ yếu dùng ổn định kích thớc gia công

28

2.3 Thiết bị điều khiển tự động

Thiết bị ỹ k thuật của hệ ống điều khiển tự động hoỏ quỏ trinh cụng nghệ th(ĐK TĐ QTCN ) nhằm đảm b o vả ấn đề ỹ k thu t cho h , ậ ệ ở đõy được xem là ph n ầ

c ng cứ ủa hệ Cỏc thiết bị y về ổ nà t ng quỏt cú th ể chia thành cỏc nhúm cơ bản sau : Thiết bị thu nhận thụng tin, thiết bị truyền tin truyền dữ ệu, thiết bị ử lý tin, li x thi t b ế ịra và xử lý thụng tin

Sơ đồ ấ c u trỳc chung c a thi t b k thu t h ủ ế ị ỹ ậ ở ệ ĐK TĐH QTCN (Hỡnh 2.8)

1.2.3 1.2.2 1.2.5

2.2

4.1.1 4.1.2 4.1.3 2.2

Thiết bị xử lý thông tin 2.2

2.2 2.2

4.1.4 4.2.1

Quá trình đợc điều khiển

Ngời vận hành cấp cơ

sở

Liên kết sự cố Ngời vận hành cấp cao

5.1 5.2 5.3

Hỡnh 2.6C u trỳc chung c a thiấ ủ ết bị ệ ống điề h th u khi n t ng ể ự độ

Trong đó:

29

1.- Nhóm thi t b thu nhế ị ận và đưa thông tin vào

1.1- Thi t b thu nhế ị ận và đưa thông tin vào

1.1.1- Thi t b thu nh n thông tin t ng v quá trình ế ị ậ ự độ ề

- Các bộ ến đổi đo các đại lượ bi ng v t lý (cậ ảm biến )

- Các bộ ến đổi đo cá thông số hoạt độ bi ng của các máy

- Các biến đổi đo các thông số ủ c a sản phẩm sản xu t ấ

1.1.2 -Thi t b thu nh n thông tin b ng tay v quá trình ế ị ậ ằ ề

- Các thi t b b ng tay (Nút n, bàn phím ….) ế ị ằ ấ

- Các thi t b bán t ng ( c m biế ị ự độ ả ến đo chuyên dùng…)

1.2 -Thi t b ế ị đưa thông tin vào

1.2.1- Thi t b x lý các tín hi u và thông tin ế ị ử ệ

- Các thi t b cho toán t ế ị ử

1.2.2.-Thiết bị ận thông tin đã mã hoá nh

- Thi t b c m nhế ị ả ận đồ , thông báo thị

- Thi t b c m nh n t phim (microfim) ế ị ả ậ ừ

1.2.4 - Thi t b ti p xúc tr c ti p vế ị ế ự ế ới người điều hành

- Các dạng bàn phím, bàn điều khi n ể

- Bút v n, ánh sáng ẽ điệ

- Thi t b thu nh n thông tin t l i nói ế ị ậ ừ ờ

1.2.5 - Thi t b chu n b b ng tay thông tin ế ị ẩ ị ằ

- Thi t b ế ịchuẩ ị ằn b b ng tay thông tin cho th ẻ đục lỗ, băng đục lỗ

30

- Thi t b ế ịchuẩ ị ằng tay thông tin cho băng từ ẻ ừ, đĩa từn b b , th t

- Thi t b ế ịchuẩ ị ằn b b ng tay cho phim

2 Thi t b truy n tin, truy n d li u ế ị ề ề ữ ệ

2.1- Các thông báo

- Các bảng thông báo c nh ố đị

- Các bảng thông báo di động

2.2- Thiết bị truy n tin ề

- Các bộ ến đổ bi i, thi t b mã hoá, d ch mã, chuy n m ch ghép n i ế ị ị ể ạ ố

- Các thi t b ế ịchống nhiễu

- Kênh liên l c truy n tin ạ ề

3 Nhóm thi t b x lý thông tin ế ị ử

4 Nhóm thiế ị đầt b u ra và s d ng thông tin ử ụ

4.1 Các thi t b ế ị cho thông tin đầu ra

4.1.1 Thiế ịt b cho quan h tr c ti p vệ ự ế ới ngươi điều hành

- Ch th sỉ ị ố, bảng ch ữcái

- Các thi t b ế ịchỉ báo tương tự

- Thi t b ế ịcó hình ảnh, l i nói ờ

- Thi t b ki m tra và tín hi u hoá ế ị ể ệ

4.1.2 Các thi t b thông tin dế ị ạng đồ ị th

- Máy chữ, các máy in

- Các thi t b ế ị ghi đồ ị th thông s c a quá trình, h th ng ố ủ ệ ố

- Các thi t b v ế ị ẽtheo toạ độ

- Các thi t b ghi d ng phim ế ị ạ

4.1.3- Các thi t b ghi thông tin d ng m ế ị ạ ã

- Th ẻ đục lỗ, băng đục lỗ

- Đĩa từ, băng từ

31

4.1.4.Các thi t b x lý thông tin và tín hi u ra ế ị ử ệ

- Các thi t b cho công chúng ế ị

- Các thi t b ế ị lưu trữ tin

- Các bộ ến đổi A/D, D/A bi

- Các bộ ến đổi năng lượng điệ cơ, điệ thuỷ ực, điệ bi n- n- l n- Khí nén

- Các bộ khuy ch i tín hi u ế đạ ệ

4.2 Các thi t b s dế ị ử ụng thông tin để tác động lên qúa trình

4.2.1 Thiế ị ử ụt b x d ng thông tin t ng ự độ

- Thi t b u khiế ị điề ển các aptomat

- Thi t b u khi n công su t ế ị điề ể ấ

- Các ph n t ầ ửchấp hành được điều khi n tr c ti p ể ự ế

4.2.2 Thiế ịt b tín hi u hoá giao ti p vệ ế ới người vận hành

- Các thi t b t o tín hi u quang h c ế ị ạ ệ ọ

- Các thi t b t o tín hi u thông tin b ng l i nói, âm thanh ế ị ạ ệ ằ ờ

5 Thiế ị đảt b m bảo năng lượng cho h th ng ệ ố

5.1 Các thi t b cung cế ị ấp năng lượng

- Thi t b ghép n i vế ị ố ới năng lượng chung

- Thi t b ngu n d phòng ế ị ồ ự

5.2.Các thi t b ki m tra, sế ị ể ửa chữa

5.3.Các thi t b bế ị ảo vệ môi trường làm vi c ệ

32

3.1 Các thành ph ầ n chủ ếu củ ệ thống cấp phôi tự độ y a h ng

Để đả m b o yêu c u c a m t h th ng c p phôi t ả ầ ủ ộ ệ ố ấ ự động, có nghĩa là phải

đảm bảo được vi c cung cệ ấp đủ ề ố lượng phôi cho máy công tác để ệ ố v s h th ng

hoạt động một cách liên tục có tính đến lượng dự ữ ấp phôi đúng thời điểm vớ tr , c i

độ chính xác v v ề ị trí và định hướng trong không gian với độ tin c y cao H th ng ậ ệ ố

cấp phôi đầy đủ ầ c n ph i có các thành phả ần sau đây:

- Phễu ch a phôi hoứ ặc ổ chứa phôi

- Máng d n phôi ẫ

- Cơ cấu định hướng phôi

- Cơ cấu phân chia phôi

- Cơ cấu điều ch nh tỉ ốc độ phôi

- Cơ cấu b t - nắ ắm phôi khi gá đặt và tháo chi ti t sau khi gia công xong ế

M i m t thành ph n trong h th ng có m t chỗ ộ ầ ệ ố ộ ức năng và nhiệm v ụnhất

định và phải được b ố trí đồng b v i nhau trong m t th th ng nh t v m t không ộ ớ ộ ể ố ấ ề ặgian và thời gian Tuy vậy cũng cần th y r ng không nh t thiấ ằ ấ ết lúc nào cũng phải

có mặt đầy đủ các thành ph n c a nó mà tuầ ủ ỳ thuộc vào từng trường h p cợ ụ ể th mà chỉ ầ c n m t s trong chúng Vi c phân chia h th ng thành các thành phộ ố ệ ệ ố ần như trên cũng chỉ là tương đối vì người ta có th k t h p m t s thành ph n trong chúng l i ể ế ợ ộ ố ầ ạ

với nhau theo đặc điểm về hình dáng, kích thước của phôi để giảm được kích thước khuôn kh cổ ủa hệ thố ng, làm cho vi c thiệ ết kế và chế ạ t o và lắp đặt đơn giả hơn n

Hình 3.1 Sơ đồ ổ t ng quát c a h th ng c p phôi t ng ủ ệ ố ấ ự độ

h thệ ống cấp phôi tự động Theo đó ta có thể phân ra thành 3 kiểu cấp phôi tự độ ng

cơ bản sau đây:

Hình 3.2(1)Sơ đồ ấu tạ c o nguyên lý c p phôi dây ấ

35

Hình 3.4 H th ng c p phôi cho máy tiệ ố ấ ện định hình

Hình 3.5 H th ng c p phôi cho máy tiệ ố ấ ện dọc

c H th ng c p phôi d ng r i ệ ố ấ ạ ờ

Phôi r i có 3 loờ ại chủ ế y u :

+ Chi ti t có trế ọng lượng lớn như các loạ ội h p

+ Chi ti t có trế ọng lượng lớn và quay khi gia công như các loại trục lớn + Các chi ti t nhế ỏ, hình dáng đơn giản, dùng ch tế ạo các chi tiết điển hình

36

3.3 Ý nghĩa củ a c p phôi t ng ấ ự độ

H thệ ống cấp phôi ự động trước hết phải nằm trong các hệ thống sản xuấ t t mang tính tự động t ng ph n và không th có hừ ầ ể ệ ố th ng s n xu t tả ấ ự động mà không

có quá trình c p phôi t ng Quá trình c p phôi t ng có nhấ ự độ ấ ự độ ững ưu điểm sau:

- Nâng cao năng suất do giảm thời gian phụ( là thời gian gá đặt phôi và tháo

s n ph m sau khi gia công ả ẩ

- Đảm bảo năng suất gia công theo tính toán nó đảm bảo được chu kỳ ấ c p phôi chính xác, không bị ảnh hưởng đến các yế ố ề khách quan như tình u t v

tr ng tâm sinh lý và tr ng thái s c khạ ạ ứ ỏe của con người

- Đảm bảo độ chính xác gá đặt cao vì trước khi phôi đến vị trí cấp cho các máy công tác thì nó đã được định hướng trong không gian và đúng tọa độtheo yêu cầu, đồng thờ ối t c đ ộdi chuyển của phôi đã được điều chỉnh để phù

h p v i yêu c u cợ ớ ầ ủa gá đặt

- Cải thiện được điều kiện làm việc cho công nhân: giải phóng con người trong công việc lao động phổ thông nhàm chán( như lặp đi lặp l i mạ ột động tác có tính đơn giản) Trong các công vi c n ng nhệ ặ ọc( như di chuyển và gá đặt các phôi có kích thước l n, khớ ối lượng l n) các công vi c có th gây ớ ệ ểnguy h i cho s c khạ ứ ỏe con ngườ ủa công nhân như các phôi có thểi c có cạnh sắc Ví dụ: như các bavia, rìa mép của các phôi rèn, dập, đúc … các công

việc gây ra sự ỏi mệt cho người công nhân như phải tập trung chú ý phả m i tìm, ch n, phân loọ ại, định hướng

- Đảm bảo cho người lao động và máy móc thiết bị như: có thể ại khỏi dây lochuy n s n xu t các phôi có nhi u sai s và khuy t tề ả ấ ề ố ế ật để đả m b o s ả ự ổn định cho thi t b , tránh tình tr ng máy b quá tế ị ạ ị ải do lượng dư lớn hoặc không đều, tránh được s ự rung động và các t i trả ọng động có biên độ ớ l n trong quá trình gia công do các khuyết tật trên phôi

3.4 H th ệ ố ng cấp phôi tự động

Để đảm bảo yêu cầu của hệ ống cấp phôi tự độ g có nghĩa là phải đả

bảo được việc cung cấp đủ ề ố lượng phôi cho máy công tác để ệ ống hoạ v s h th t

động m t cách liên t c có th ộ ụ ể tính đến lượng d tr , cữ ự ấp phôi đúng thời điểm với độ

+ Cơ cấu định hướng phôi

+ Cơ cấu chia phôi

+ Cơ cấu điều ch nh tỉ ốc độ phôi

+ Cơ cấu b t – n m phôi khi gá và tháo chi ti t sau khi gia công xong ắ ắ ế

Mỗi một thành phần trong hệ ống có một chức năng và nhiệm vụ ất th nh

định và phải được b ố trí đồng b v i nhau trong m t th th ng nh t v không gian ộ ớ ộ ể ố ấ ề

và th i gian Tuy v y c n thờ ậ ầ ấy rằng không nh t thiấ ết lúc nào cũng có mặt đầy đủcác thành ph n c a nó mà phù h vào tầ ủ ợp ừng trường h p cợ ụ ể th mà ch cỉ ần m t sộ ố trong chúng Vi c phân chia hệ ệ ố th ng các phần như trên cũng chỉ là tương đối vì người ta

có thể ế k t h p m t s thành ph n trong chúng l i vợ ộ ố ầ ạ ới nhau theo đặc điểm về hình dáng kích thước phôi để giảm được kích thước khuôn kh c a h th ng làm cho ổ ủ ệ ốthi t k t o lế ếchế ạ ắp đặt dễ dàng hơn

Hình 3.6 H th ng c p phôi r i cho máy khoan ệ ố ấ ờ

Do đó mục đích của ph u chễ ứa phôi đặt ra là quan tr ng và c n thiọ ầ ết như vậy

hiện nay người ta s d ng ch y u là phử ụ ủ ế ễu kép

a Phễu ch a phôi r i ứ ờ

Dạng phôi rời là phổ biến nhất trong hệ ống sản xuất cấp phôi tự động Theo thquan điểm c p phôi t ấ ự động thì đây cũng chính là vấn đề nghiên c u ch y u vì các ứ ủ ế

loại phôi rời trong gia công cơ khí rất khác nhau về hình dáng và kích thước Vì thế

phải có sự nghiên cứu và phân tích một cách tỉ ỉ đối với mỗi loại phôi cụ ể để ừ m th t

đó chọn ra m t ki u c p phôi cho phù h p và ch ộ ể ấ ợ ỉ khi làm được điều này, ph u cễ ấp phôi được thi t k mế ế ới đạt được m c tiêu theo yêu c u ụ ầ

b Phễ ấu c p phôi kiểu rung động

Nguyên t c làm viắ ệc của ki u cể ấp phôi rung động là dưới tác dụng của lực quán tính của phôi do cơ cấu rung truy n sang s làm cho phôi th c hiề ẽ ự ện các dịch chuyển cưỡng bức trên cơ cấu rung và th c hi n vi c cấp phôi ự ệ ệ

Cơ cấu c p phôi ki u phấ ể ễu rung động có r t nhi u lo i máng ph ng n m ngang, ấ ề ạ ẳ ằ

nằm nghiêng hoặc đường xoắ ố … Kiểu p ễu này có nhiều ưu điểm như kết cấn c h u đơn giản, ít x y ra hiả ện tượng t c hay k t phôi khi di chuy n T c đ di chuyắ ẹ ể ố ộ ển đều

39

đặn, năng suất cao Đặc biệt là đố ới v i các phôi có hình d ng ph c tạ ứ ạp và khó định hướng, các phôi thô sau khi đúc hoặc sau khi rèn, d p hay c t… còn có ba via và rìa ậ ắmép Có thể ấp đượ c c các loại phôi có hình dáng và kích thước khác nhau và dễdàng điều chỉnh được năng suấ ủt c a phôi nh viờ ệc điều chỉnh dòng điện hay khe h ởcủa lõi từ Tuy nhiên v i các phôi có khớ ối lượng l n thì ph u c phôi ki u rung ớ ễ ấp ể

động trong quá trình làm vi c s gây ra ti ng đ ng l n ệ ẽ ế ộ ớ

Một vật A có trọng lượng G trên thanh BC trong m t ph ng n m ngang Khi ặ ẳ ằthanh O1B quay sang ph i mả ột góc (α α– 1) v i tớ ốc độ góc là ω thì vật A cùng với thanh BC chuyển động song phẳng ống phía dướ xu i

G i gia tọ ốc chuyển động l n nh t trong hành trình này là a thì : ớ ấ

Fms=m f g a− td

Fqt = −m an

Trong đó: atd : là gia tốc theo phương thẳng đứng

an : là gia tốc theo phương nằm ngang

Hình 3.8 Phân tích động học của phôi

Xét v t A có khậ ối lượng G đặt trên thanh BC trong m t ph ng n m ngang(Hình ặ ẳ ằ3.8) Khi thanh O1B quay sang ph i mả ột góc (α α– 1) v i tớ ốc độgóc là ω thì vật A cùng v i thanh BC chuyớ ển động song phẳng xuống phía dưới Khi thanh O1B quay

Trong đó: a td : là gia t' ốc theo phương thẳng đứng

a n: gia t' ốc theo phương nằm ngang

Khi vật A chuyển động lên phía trên, n u ta coi ế ω = ω ’ thì v giá tr ề ị

atd = 'atd và an = 'an khi đó có thể ả x y ra hiện tượng sau:

Khi v t A chuyậ ển động cùng thanh xu ng th p sang phía ph i thì nố ấ ả ếu Fms < Fqt thì vật A sẽ trượt trên thanh BC, hay nói cách khác v trí cị ủa vật A so v i thanh BC ớbây giờ ẽ ở ại phía sau, có nghĩa là vậ s l t A có chuyển động tương đối so v i thanh ớ

BC v phía trái ề

Khi thanh chuyển động lên phía trên sang trái, lúc này do Fms tăng lên nên trong trường h p khi mà Fms > Fqt thì vật được bám chắc vào thanh BC, hay nói cách ợkhác không có s chuyự ển động tương đố ủi c a vật A so v i thanh BC ớ

Tổng hợp 1 chu trình chuyển động của thanh O1B ta có nhận xét sau đây: vị trí của vật A so với thanh BC đã bị ị d ch chuy n sang trái mể ột lượng S N u chu trình trên ế

lại tiếp tục thì sau mỗi một chu trình như vậy thì vật A lại cứ ịch chuyển sang trái d

so v thanh BC mới ột lượng S Quá trình hoạt động của cơ cấu trên là liên t c thì sau ụ

một thời gian vật A sẽ di chuyển tương đối với thanh BC và sẽ có xu hướng đi xa

kh i thanh BC ỏ

Trong trường h p g < atd thì Fms ợ < 0, lúc này vật A sẽ không còn tiếp xúc với thanh BC nữa mà nó có bước nhảy tương đối so v i thanh BC v phía trái ớ ề