Phễu rung và các hệ thống cấp phôi tự động

Chương 2: CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 2.1 Khái niệm về các hệ thống điều khiển tự động Yêu cầu: Hiểu được các khái niệm: - Hệ thống điều khiển tự động - Máy tự động, máy vạn năng

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Những khái niệm cơ bản

Yêu cầu:

1 Hiểu và phân biệt được các khái niệm

+ Cơ khí hoá quá trình sản xuất + Tự động hoá quá trình sản xuât + Tự động hoá từng phần

+ Tự động hoá hoàn toàn

2 Phân tích được ưu nhược điểm của việc ứng dụng các thiết bị tự động trong sản xuất

3 Lý giải được nguyên nhân tăng năng suất lao động khi tự động hoá quá trình sản xuất

4 Ý nghĩa xã hội của, ưu điểm của tự động hoá sản xuất

1.2 Đặc tính cơ bản của quá trình sản xuât

- Hiệu quả của quá trình sản xuất

1.3 Mối quan hệ giữa kích thước, thời gian và thông tin trong sản xuất tích hợp Yêu cầu:

1 Biết các yêu cầu để tổ chức và điều khiển được các dòng lưu thông trong sản xuất

2 Lý giải được tại sao kích thước, thời gian và thông tin lại liên quan với nhau

Chương 2: CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

2.1 Khái niệm về các hệ thống điều khiển tự động

Yêu cầu: Hiểu được các khái niệm:

- Hệ thống điều khiển tự động

- Máy tự động, máy vạn năng

- Hệ thống điều khiển

- Các chức năng chung của hệ thống điều khiển tự động

2.2 Phân loại các hệ thống điều khiển tự động

- Hệ thống điều khiển chương trình không theo số

+ Hệ thống điều khiển hành trình + Hệ thống điều khiển bằng Cam + Hệ thống điều khiển bằng dưỡng chép hình

- Hệ thống điều khiển chương trình theo số

+ Hệ thống điều khiển NC + Hệ thống điều khiển CNC + Hệ thống điều khiển thích nghi

Chương 3: CƠ CẤU TIẾP LIỆU

3.1 Những khái niệm cơ bản

Yêu cầu: Nắm được các nội dung sau:

1 Khái niệm cơ cấu tiếp liệu cho máy?

2 Những yêu cầu chủ yếu đối với cơ cấu tiếp liệu phôi dời

3 Phân loại được phôi rời từng chiếc theo mức độ tự động hoá

+ Nhóm 1: Phôi có khả năng định hướng tự động + Nhóm 2:Các loai phôi định hướng bằng tay + Nhóm 3: Các phôi có kích thước rất lớn

4 Cấu trúc chung của các cơ cấu tiếp liệu

Bao gồm: + Cơ cấu vận chuyển

+ Cơ cấu định hướng phôi + Cơ cấu cấp phôi

+ Các cơ cấu khác được lắp trên máy

3.2 Cơ cấu định hướng phôi dạng phễu

Yêu cầu:

1 Hình dung được cấu trúc chung của cơ cấu định hướng phôi dạng phễu

1 Máng

2 Cơ cấu gạt phôi thừa

3 Cơ cấu định hướng phôi

4 Phễu

5 Tay tóm dạng đĩa

6 Bộ truyền động

Hình 3.1 Cơ cấp định hướng phôi dạng phễu

2 Hiểu được vai trò của hình dạng phễu trong định hướng phôi

Định hướng bên trong phễu của phôi chịu ảnh hưởng của tỷ lệ giữa chiều dài l và đường kính phôi; vị trí của tâm độ cứng vững; số lượng phôi trong phễu và hình dạng của phần đáy phễu

Hình 3.2 Các hình dạng của phễu có khả năng định hướng phôi

3 Một số biện pháp phá vỡ chỗ vòm cuốn trong quá trình cấp phôi

Bao gồm:

+ Dùng thành sắt chọc bằng tay + Dùng các thanh đảo cơ khí

+ Dùng bộ ngắt

+ Dùng cơ cấu rung động

+ Chọn hình dạng phễu

Hình 3.3 Các phương pháp phá vỡ chỗ vòm cuốn

4 Cơ cấu định hướng phôi

Quá trình định hướng phôi là cơ sở để thiết kế cơ cấu cấp phát tự động Vì vậy lựa chọn phương án thiết kế và chế tạo cơ cấu định hướng phôi là một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của quá trình thiết kế chế tạo các cơ cấu cấp phôi tự động

Dưới đây giới thiệu một số phương pháp định hướng phôi được dùng rộng rãi trong sản xuất

Hình 3.4 Định hướng phôi bằng cách lồng phôi vào móc vào chốt

Hình 3.5 Cơ cấu định hướng phôi móc 1 bước

Hoạt động gây va đập, nên dễ hý hỏng Dùng cấp phôi dạng nắp

Hình 3.6 Các cơ cấu định hướng phôi hai bước

(a) Định hướng bằng ống quay (b) Định hướng bằng ống chuyển động tịnh tiến

Hình 3.9 Định hướng phôi bằng ống xẻ và ống rung động

5 Các phương pháp tách phôi thừa

Dưới đây giới thiệu một số phương pháp tách phôi thừa

3.5 Cơ cấu cấp phôi dạng ổ tích

Yêu cầu:

1 Nắm được khái niệm cơ cấu cấp phôi dạng ổ tích

Cơ cấu cấp phôi dạng ổ tích là tổ hợp các cơ cấu chấp hành để thực hiện việc cấp phôi rời từng chiếc từ ổ tích tới vị trí gia công Trong trường hợp này định hướng phôi và cấp phôi vào ổ tích được thực hiện bằng tay

2 Nắm được khái niệm ổ tích và các phương pháp dịch chuyển phôi trong ổ tích

Hình 3.11 Các loại ổ tích nhờ tác dụng của trọng lực để di chuyển

Hình 3.12 Các loại ổ tích dạng ống, dạng phễu, dạng phễu rung động

Hình 3.13 Ổ tích sử dụng phương pháp dịch chuyển cưỡng bức

4 Hiểu được cơ cấu cấp phôi dạng ổ tích

Kết cấu của cơ cáu tiếp liệu dạng ổ tích rất đa dạng, nó phụ thuộc vào kết cấu của máy, hình dạng và kích thước của chi tiết Tuỳ thuộc vào dạng chuyển động của khâu tiếp liệu, cơ cấu tiếp liệu được chia làm nhóm chuyển động tịnh tiến khứ hồi, nhóm chuyển động dao động khứ hồi, chuyển động quay và chuyển động phức tạp

Hình 3.14 Các cơ cấu tiếp liệu dạng ổ tích

Hình 3.15 Các cơ cấu tiếp liệu dạng đĩa(a,b), dạng xích(c), dạng xoắn vit (d,e)

5 Hiểu được cơ cấu ngắt liệu cho ổ tích

Cơ cấu ngắt liệu là cơ cấu điều chỉnh số lượng phôi được cấp từ ổ tích tới cơ cấu tiếp liệu Tuỳ thuộc vào đặc tính của chuyển động, các cơ cấu ngắt liệu được chia làm 4 nhóm: chuyển động tịnh tiến khứ hồi, chuyển động dao động, chuyển động xoay và chuyển động phức tạp

Hình 3.16 Cơ cấu ngắt liệu dạng chuyển động khứ hồi

Hình 3.18 Cơ cấu ngắt liệu dạng tang trống, dạng cam và dạng xoắn vít

6 Hiểu được cơ cấu tháo phôi và một số cơ cấu tháo phôi điển hình

Cơ cấu tháo phôi được dùng để tháo các chi tiết đã gia công và chuyển tới máng tháo, tới

thùng chứa và tới băng tải Tháo phôi thường được thực hiện sau khi gia công xong chi tiết

và thời gian tháo phôi là 1 phần của thời gian chu kỳ Vì vậy, khi thiết kế cơ cấu thao phôi

phải nghĩ cách giảm thời gian hoạt động của cơ cấu

Hình 3.19 Cơ cấu tháo phôi bằng Hình 3.20 Tháo phôi bằng thanh tay tóm máng gạt chặn và máng gạt

Hình 3.21 Tháo phôi bằng thanh đẩy Hình 3.22 Tháo phôi bằng cơ cấu

và máng dao động chuyên dụng

3.6 Cơ cấu cấp phôi rung động

Yêu cầu:

1 Nắm được cấu trúc của cơ cấu cấp phôi rung động và một số nhóm phôi có thể dùng cơ cấu tiếp liệu bằng phễu rung có máng xoắn vít

V1 Hướng tác dụng của lực ly tâm

V2 Hướng dịch chuyển của phôi

Hình 3.23 Sơ đồ cơ cấu cấp phôi rung động

Hình 3.24 Cơ cấu cấp phôi rung động Hình 3.25 Cơ cấu cấp phôi rung động

có phếu phụ có nam châm điện

2 Các loại phễu tròn điển hình

Hình 3.26 Các loại phễu tròn điển hình

Phễu tròn là phần cơ bản của cơ cấu cấp phôi rung động Kết cấu của phễu tròn có ảnh hưởng lớn đến khả năng làm việc của cơ cấu cáp phôi rung động

3 Hiểu được cách định hướng phôi trong phễu tròn

Hình 3.27 Cơ cấu định hướng phôi trong phễu tròn

Chương 4: DÂY TRUYỀN TỰ ĐỘNG

Yêu cầu: Nắm vững được các nội dung sau

1 Lịch sử phát triển của dây truyền tự động?

2 Thế nào dây truyền, đặc điểm của dây truyền

Dây truyền là hệ thống các máy móc được lắp đặt cạnh nhau hoạt động độc lập với nhau, còn chi tiết gia công được chuyển từ máy này sang máy khác để thực hiện tất cả các nguyên công Máy của dây truyền về nguyên tắc thường là máy bán tự động, do đó việc cấp tháo phôi, vận chuyển phôi giữa các máy và kiểm tra chi tiết được thực hiện bằng tay

Hình 4.1 Mô hình một dây truyền sản xuất Đặc điểm:

- Giá thành hạ

- Năng suất cao

- Chi phí về lao động còn nhiều

3 Thế nào là dây truyền tự động có liên kết cứng, đặc điểm của chúng

- Liên kết vận chuyển cứng giữa các máy

- Dây truyền tự động có kết cấu đơn giản

- Giá thành hạ, chi phí lao động sống nhỏ hơn so với dây truyền

- Chi phí thời gian ngoài chu kỳ vẫn còn nhiều

- Năng suất vẫn chưa cao

4 Thế nào là dây truyền tự động có liên kết mềm, đặc điểm của chúng

- Có ổ tích phôi giữa các máy

- Kết cấu phức tạp, giá thành cao

- Năng suất cao hơn so với dây truyền tự động có liên kết cứng

5 Thế nào là dây truyền tự động được chia làm nhiều công đoạn,, đặc điểm của chúng

Là một hệ thống mà giữa các máy trong một công đoạn có liên kết vận chuyển tự động cứng, giữa các công đoạn có ổ tích trữ phôi (liên kết mềm)

6 Chủng loại chi tiết gia công trên dây truyền?

7 Yêu cầu đối với phôi gia công trên dây truyền tự động?

8 Định vị chi tiết gia công trên dây truyền tự động?

9 Lập qui trình công nghệ cho dây truyền tự động?

10 Vận hành dây truyền tự động?

+ Yêu cầu đối với người vận hành dây truyền

+ Cách bảo quản dự phòng và điều kiện làm việc bình thường cho dây truyền tự động + Những sai sót khi điều chỉnh dây truyền tự động

+ Những nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng gia công trên dây truyền tự động

Video clip Dây truyền tự động hàn khung ô tô

Chương 5: ROBOT CÔNG NGHIỆP

Yêu cầu: Hiểu và nắm bắt được các nội dung sau

1 Khái niệm về robot công nghiệp (RI)

RI là một máy tự động linh hoạt thay thế từng phần hoặc toàn bộ các hoạt động cơ bắp và hoạt động trí tuệ của con người trong nhiều khả năng thích nghi khác nhau

Hình 5.1 Robot lắp ráp động cơ ô tô

2 Bậc tự do của Robot (Dof - Degree of Freedom)

Là số khả năng chuyển động của một cơ cấu trong không gian

Hình 5.2 Tay m

Hình 5.4 Tay máy có 5 bậc tự do

bậc tự d

áy có 4 bậc tự do Hình 5.3 Tay máy có 3 bậc tự do

ó 1 khâu có chiều dài nhất định, đôi

o trong cùng một vị trí

Hình 5.5 Bậc tự do nếu tính theo công thức sẽ bằng 0

3 Hệ toạ độ (coordinate frames)

hâu (links) các khâu liên kết với nhau bằng khớp (joints) tạo thàn

ắc bàn tay phả

công tác của robot (workspace or Range of Motion)

i khi robot thực hiện tất cả các chu

Mỗi robot thường nhiều k

h một xích động học xuất phát từ khâu cơ bản (base) đứng yên Hệ toạ độ gắn với khâu cơ bản gọi là hệ toạ đội cơ bản (hệ toạ độ chuẩn) Các hệ toạ độ trung gian khác gắn với khâu động gọi là hệ toạ suy rộng Trong từng thời điểm hoạt động, các hệ toạ độ suy rộng xác định cấu hình của robot bằng các chuyển dịch dài hoặc chuyển dịch góc của các khớp tịnh tiến hoặc khớp xoay

Hình 5.6 Các hệ toạ độ suy rộng của robot Hình 5.7 Qui tắc bàn tay phải

Các hệ toạ độ gắn trên các khâu của robot phải được xác định tuân theo qui t

5 Các thành phần chính của một robot công nghiệp

Hình 5.9 Các thành phần chính của một robot công nghiệp

- Tịnh tiến theo phương x, y

hiệu chuyển động này là T (Translation) hoặc P (Prismatic)

- Xoay quanh các trục x, y, z Ký hiệu R (Rotation) Các thông số cần quan tâm trong thiết kế và sử dụng:

- Tầm với (trường công tác)

Hình 5.11 Robot kiểu toạ độ tr

Hình 5.12 Robot kiểu toạ độ cầu

7 Kết cấu tay tóm

ình 5.16 Tay tóm có các m Hình 5.17 Cơ cấu tay tóm dạng ngón tay

Video clip Robot lăp ráp đồ chơi

Hình 5.15 Các cơ cấu tay tóm của robot

8 Ứng dụng của robot công nghiệp

(a) Lắp ráp

(b) Nâng hạ, di chuyển

Video Clip Robto sơn ô tô Video clip robot vận chuyển bơ sữa trong xưởng lạnh, tiệt trùng (c) Sơn

Chương 6 TỰ KIỂM TRA

và nắm bắt được những nội dung sau:

i bằng phương pháp trực tiếp xúc trực tiếp?

Hình 6.1 Các ơ đồ kiểm tra kích thước ngoài bằng phương pháp trực tiếp

3 Kiểm

Hình 6.2 Các sơ đồ kiểm tra tự động đường kính ngoài bằng ph ng pháp không tiếp

ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH

Yêu cầu: Hiểu

1 Phân loại các thiết bị kiểm tra?

2 Kiểm tra tự động kích thước ngoà

1

tra tự động đường kính ngoài bằng phương pháp không tiếp xúc trực tiêp

,2 Chi tiết kiểm tra

tra g

ươ xúc trực tiếp

4 Kiểm tra tự động đường kính lỗ

ỗ

5 Kiểm tra tự độn

ố vị trí tương quan

Hình 6.5 Thiết bị kiểm tra tích cực

Hình 6.3 Các sơ đồ kiểm tra tự động đường kính l

g sai số hình dáng và sai số vị trí tương quan

Hình 6.4 Các sơ đồ kiểm tra tự động sai số hình dáng và sai s

Kiểm tra tích cực khi mài mòn ngoài bao gồm thiết bị kiểm tra tích cực tiếp xúc m

1 Đường kính lỗ

éo

ng tra

tiếp xúc một điểm

3,6 Vít

4 Lò xo lá

Hình 6.6 Thiết bị kiểm tra tích cực tiếp xúc hai điểm

Hình 6.7 Thiết bị kiểm tra tích cực tiếp xúc ba điểm

c khi mài tròn trong

Hình 6.7 Các sơ đồ kiểm tra tích cự

6,9,11 Lò xo 7,14 Cán tỳ

o

8 Đồng hồ s 10,11,12 Công 13,16,18 Tay đòn

8 Máy kiểm tra phân loại tự động bi cầu

Video Clip thiết bị kiểm tra độ phẳng b ặt bằng laser

Roll diameter measurement Thickness & width Loop measurement

measurement

Chương 7: TỰ ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH LẮP RÁP

Yêu cầu: Hiểu và nắm bắt được các nội dung sau:

+ Cơ cấu tiếp liệu để đưa ch

+ Cơ cấi nhận chi tiết từ cơ cấu tiếp liệu và định vị chi tiết ở vị trí xác định

ông)

2 Định

ược định vị, có nghĩa là phải có vị trí ổn định và phải

trí lắp ráp cũng được thực hiện như trong đồ gá để gia công

ựa th

Hình 7.1 Định vị chi tiết có hình dạng khác nhau

+ Cơ cấu thao tác công việc lắp ráp (vặn bulông, hàn mỗi ghép )

+ Cơ cấu chuyên dùng để tháo sản phẩm lắp ráp (có thể có hoặc kh

vị chi tiết trên vị trí lắp ráp

Chi tiết ở vị trí lắp ráp phải đ

được hạn chế cả 6 bậc tự do

Định vị chi tiết trên vị

(d eo nguyên tắc 6 điểm) và có thêm yêu cầu bổ sung là đảm bảo vị trí ổn định của bề mặt lắp ráp khi kích thước của chi tiết dao động trong phạm vi dung sai

3 Định hướng tương đối của các chi tiết lắp ráp, xác định lượng dịch chuyển của độ đồng tâm cho phép, góc t

Hình 7.2 Sơ đồ xác định lượng dịch chuyển cho phép lớn nhất (a,b) và góc xoay của

tâm trục trước khi lắp ráp

L

Trường h có giá trị giới hạn

vát mép

Trường hợp lắp ghép có độ dôi

Yêu cầu đối với kết cấu của sản phẩm lắp ráp tự động?

ối với đơn vị lắp ráp

các Modun

n vị lắp ráp phải được thiết kế sao cho khi lắp ráp không phải chia

ra nữa

t nhất

giảm số chi tiết trong đơn vị lắp

rong của tâm trục so với tâm lỗ

ượng dịch chuyển của độ đồng tâm cho phép

2

m m

Δ = D − d

Trường hợp trục và lỗ có thêm

min ax ax

+ Kêt cấu của sản phẩm phức tạp cần được chia làm

+ Kết cấu của đơ

+ Gá đặt chi tiết khi lắp ráp phải được thực hiện với số lượng chuyển động theo các trục là í

+ khi lắp ráp cần phải đảm bảo cho dụng cụ tiến vào vị trí lắp ráp được thuận lợi + Cần

Đối vớ

+ Các chi tiết và các yếu tố kết cấu phải được tiêu chuẩn hoá

ng được dính vào nhau khi lưu giữ, vận chuyển và cấp phát cho vị trí lắp r

thể bổ sung kết cấu, nhưng không làm ảnh hưởng đến chức năng của chúng

5 Phân

đảm bảo chất lượng sản phẩm

c giai đoạn của quá trình lắp ráp tự động, chọn phương pháp

tự thiết kế qui trình công nghệ lắp ráp tự động?

+ Chi tiết phải vát mép mặt đầu để khi lắp ráp được thuận lợi

+ Chi tiết phải có bề mặt thuận lợi cho robot tóm nó

áp

4 Cõ cấu 5,7,9 Cõ cấu 6,8 Các đầu lắp r

10 Chốt

11 Băng tải

Hình 7.4 Sơ đồ lắp ráp tự độ

1 Đế 2,6 Tay máy

3 Cõ cấu truyền động

ứa

nhiều vị trí

nh vị dụng cụ lắp ráp

4 Phễu ch 5,11 Ổ tích

Chương 8: HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA TỰ ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

ỹ thuật, do ảnh hưởng ngày càng tăng của công nghệ thông tin và kỹ thuật điện tử

oạt (chủng loại chi tiết nhiều và số lượng chi tiết

ợc điểm chính của sản xuất và lắp ráp là tính gián

Sản

linh hoạt là hệ thống tự động hoá phát triển được

ản xuất này bao gồm các máy gia công được liên kết

Trong những thập niên qua, thế giới đã có những thay đổi nhanh chóng trong lĩnh vực khoa học k

Ngày nay, các phương pháp kỹ thuật cổ điển với cách thức tiếp cận truyền thống không còn đáp ứng được thực tiễn của phát triển công nghiệp nữa Theo đó, sản phẩm của công nghệ tiên tiến của công nghiệp không còn là sản phẩm của các ngành riêng biệt mà là

sự tích hợp thành tựu của nhiều ngành, đặc biệt từ nhiều ngành kỹ thuật hiện đại

Dưới đây là hướng phát triển của tự động hoá trong quá trình sản xuất:

1 Sử dụng máy với hệ thống điều khiển linh hoạt

Một trong những hướng tự động hoá trong sản xuất hàng hoá là sử dụng m

khiển chương trình theo số (CNC) với hệ điều khiể

ểm:

+ Giảm nhẹ sức lao động của công nhân

+ Gi

+ Giảm nhẹ quá trình điều khiển máy

+ Nâng cao năng xuất lao động

xuất hàng loạt theo dây chuyền

Trong điều kiện sản xuất hàng l

trong từng loại lại ít) Để loại trừ như

đoạn, người ta xây dựng các máy theo dây truyền

Đặc điểm: Ngoài các ưu điểm của hệ thống tự động hoá

+ Giảm được chu kỳ gia công

+ Nâng cao nâng suất lao động

3 xuất tự động hoá linh hoạt

Hệ thống sản xuất tự động hoá

điều khiển bằng máy tính Hệ thống s

với nhau bằng hệ thống vận chuyển phôi tự động, tách phôi tự động, thay dao tự động, kiểm tra tự động, đồng thời bao hàm cả quá trình thiết kế sản phẩm tự động, chuẩn bị công nghệ tự động, và điều khiển tự động