Chương 2: Khái niệm về tự động hoá sản xuất 1.2.1 Đònh nghóa tự động hoá: Là dùng năng lượng phi sinh vật ( cơ, điện, điện tử …) để thực hiện một phần hay toàn bộ quá trình công nghệ mà ít nhiều không cần sự can thiệp của 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 này bao 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 ra quyết đònh 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 đònh trên một cấu hình thiết bò. Các nguyên công trong dây chuyền này thường đơn giản. Chính sự hợp nhất và phối hợp các nguyên công như vậy vào một thiết bò làm cho hệ thống trở nên phức tạp. Những đặc trưng chính của tự động hoá cứng là: Đầu tư ban đầu cao cho những thiết bò thiết kế theo đơn đặt hàng. Năng suất máy cao. Tương đối không linh hoạt trong việc thích nghi với các thay đổi sản phẩm. - Tự động hoá lập trình: Thiết bò sản xuất được thiết kế với khả năng có thể thay đổi trình tự các 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 một tập lệnh được mã hoá để hệ thống có thể đọc và diễn dòch chúng. Những chương trình mới có thể được chuẩn bò và nhập vào thiết bò để tạo ra sản phẩm mới. Một vài đặc trưng của tự động hoá lập trình là: + Đầu tư cao cho những thiết bò 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 25 đến 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 chuyển đổi từ sản phẩm này sang sản phẩm khác. Không mất thời gian cho sản xuất cho việc lập trình lại và thay thế các cài đặt vật lý ( công cụ đồ gá, máy móc ). Hậu quả là hệ thống có thể lên kế hoạch kết hợp sản xuất nhiều loại sản xuất khác nhau thay vì theo từng loại riêng biệt. Đặc trưng của tự động hoá linh hoạt có thể tóm tắt như sau: + Đầu tư cao cho thiết bò. + 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. 1.2 Sự phát triển của tự động hoá Tự động hoá theo tiếng Hy Lạp có nghóa là: “ Tự chuyển động “ Ở đây chúng ta hiểu thuật ngữ tự động hoá là thực hiện quá trình sản xuất mà trong đó tất cả các tác động cần thiết để thực hiện nó, kể cả việc điều khiển quá trình 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 tế quốc dân, vì thế mà người ta gọi thế kỹ 20 này là thế kỹ của tự hoá và điều khiển tự động. Nhưng nếu rà theo lòch sử phát triển thì chúng ta thấy nó có nguồn góc từ thời cổ xưa. Vào thế kỹ thứ nhất sau công nguyên. Heron ở Ai Cập đã làm những màn 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 đã xuất hiện. Sau đó đến thế kỷ 18 đầu thế kỷ 19 trong giai đoạn cách mạng công nghiệp 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 hơi của 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 trọng trong khoa học kỹ thuật, thúc đẩy việc tự động hoá quá trình sản xuất trong chế tạo máy. Trong quá trình lao động con người đã bắt đầu cải tiến công cụ 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 người cầm dao tiện bằng bàn dao chạy theo sống 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 thay đổi 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 chép hình để tiện các chi tiết đònh hình. Việc chép hình theo mẫu được tiến hành tự động, chuyển động dọc của bàn dao là do bánh răng – thanh răng thực hiện. Và đến năm 1798 Henry Nandsley ở nước Anh mới dùng vít – Đai óc để dòch bàn máy. Năm 1873 Spender đã chế tạo máy tiện tự động có ổ cấp phôi và trục phân phối với cam đóa 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 Rơvonve dùng phôi thép thanh. Sau đó xuất hiện máy tiện tự động tiên dọc đònh hình. Vào đầu thế kỉ 20 bắt đầu có máy tự động nhiều trục chính, máy tự động tổ hợp và đường dây tự động. Ngày nay nhiều nước tiên tiến trên thế giới đã có nhiều đường dây tự động phân xưởng tự động và cả nhà máy tự động gia công các sản phẩm hàng 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 sản xuất 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 phép điều chỉnh máy nhanh khi chuyển sang gia công loạt chi tiết khác. Bước phát triển tiếp theo là sự xuất hiện của trung tâm gia công mà đặc điểm của nó 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 có khuynh hướng mạnh hệ thống sản xuất linh hoạt. Ưu điểm nổi bật của nó là hệ số sử dụng thiết bò cao ( 85%), năng suất cao và tính linh hoạt rất cao. Nó được 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 có thể áp dụng tự động hoá toàn bộ quá trình sản xuất từ công đoạn thiết kế tự động chi tiết, thiết kế tự động qui trình công nghệ, thiết kế tự động chương trình gia công, tự động điều khiển quá trình sản xuất, tự động kiểm tra chất lượng sản phẩm …Đây là hình thức tự động hoá tiến bộ nhất đưa lại hiệu quả kinh tế rất lớn. Sau khi đã tìm hiểu nó một cách kỹ lưỡng kết hợp để thiết kế sản phẩm cho rắp ráp đó cũng là vấn đề cũng quan trọng vì trước khi thiết kế một dây chuyền sản xuất nào đó người thiết kế phải nắm rõ sản phẩm và các thuộc tính của nó, ưu điểm như thế nào, kết cấu ra làm sao để việc tự động hoá sản phẩm được dễ dàng. Do đó ta đi xem xét vấn đề thiết kế sản phẩm cho rắp ráp tự động. . có thể áp dụng tự động hoá toàn bộ quá trình sản xuất từ công đoạn thiết kế tự động chi tiết, thiết kế tự động qui trình công nghệ, thiết kế tự động chương trình gia công, tự động điều khiển. hoạt khi sản phẩm thay đổi thiết kế. 1 .2 Sự phát triển của tự động hoá Tự động hoá theo tiếng Hy Lạp có nghóa là: “ Tự chuyển động “ Ở đây chúng ta hiểu thuật ngữ tự động hoá là thực hiện quá. thanh. Sau đó xuất hiện máy tiện tự động tiên dọc đònh hình. Vào đầu thế kỉ 20 bắt đầu có máy tự động nhiều trục chính, máy tự động tổ hợp và đường dây tự động. Ngày nay nhiều nước tiên tiến