- Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS là một hệ thống sản xuất được điều khiển tự động bằng máy tính, có khả năng thay đổi chương trình điều khiển và sản phẩm một cách linh hoạt trong quá tr
Trang 1Câu 1:Khái niệm cơ bản về hệ thống sản xuất linh hoạt FMS?
1 Giới thiệu chung.
- Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS là một hệ thống sản xuất được điều khiển tự động bằng máy tính, có khả năng thay đổi chương trình điều khiển và sản phẩm một cách linh hoạt trong quá trình sản xuất
- Một hệ thống sản xuất linh hoạt nói chung gồm có các phần sau:
+Thiết bị xử lý như các trung tâm gia công, các trạm lắp ráp, và robot
+Thiết bị vận chuyển nguyên vật liệu ví dụ như robot, băng truyền,…
+Một hệ thống truyền thông
+Một hệ thống điều khiển bằng máy tính
2 Khái niệm cơ bản về quá trình sản xuất.
- Tự động hóa sản xuất:
Tự động hóa sản xuất là một hướng phát triển của sản xuất chế tạo máy trong
đó con người được giải phóng không chỉ từ lao động cơ bắp mà còn được giải phóng từ quá trình điều khiển sản xuất
+ Tự động hóa từng phần:Tự động hóa từng phần có nghĩa là tự động hóa
từng nguyên công riêng biệt
+ Tự đông hóa toàn phần:Trong tự động hóa toàn phần thì công đoạn sản
xuất, phân xưởng sản xuất và nhà máy sản xuất hoạt động như một khối thống nhất
- Máy tự động công nghệ:
Máy tự động công nghệ là máy mà chu trình hoạt động của nó được thực hiện không có sự tham gia trực tiếp của con người
- Tính linh hoạt của hệ thông sản xuất:là mức độ và khả năng thích ứng với
chế tạo nhiều loại sản phẩm khác nhau một cách nối tiếp hoặc song song
- Tự động hóa sản xuất linh hoạt:
Tự động hóa sản xuất linh hoạt được dùng trong sản xuất hàng loạt nhỏ và vừa, dựa trên công nghệ nhóm và công nghệ điển hình với việc sử dụng các máy CNC, các mô đun sản xuất linh hoạt, các hệ thống kho chứa và vận
chuyển tự động và các tổ hợp thiết bị được điều khiển bằng máy tinh
- Hệ thống sản xuất linh hoạt:
Trang 2là tổ hợp bao gồm các máy CNC, các thiết bị tự động, các mô đun sản xuất linh hoạt, các thiết bị công nghệ riêng lẻ và các hệ thống đảm bảo chức năng với chế độ tự động trong một khoảng thời gian xác định, cho phép tự động điều chỉnh để chế tạo các sản phẩm bất kì trong một giới hạn nào đó.
- Môdun sản xuất linh hoạt:
Là một đơn vị của thiết bị có điều khiển theo chương trình để chế tạo ra các sản phẩm bất kì trong một khoảng thời gian giới hạn
- Robot công nghiệp:
Là một máy tự động đứng yên hoặc di động gồm một cơ cấu chấp hành dưới dạng tay máy có một số bậc tự do và một cơ cấu điều khiển thực hiện tất cả các chức năng di chuyển trong quá trình sản xuất
- Tổ hợp rô bôt công nghệ:
Là toàn bộ thiết bị công nghệ, một robot công nghiệp và các thiết bị khác để thực hiện các chu kỳ lặp lại một cách tự động
- Dây truyền tự động linh hoạt:
Là FMS mà trong đó các thiết bị công nghệ được lắp đặt theo trình tự các
nguyên công đã được xác định
- Công đoạn tự động hóa linh hoạt:
Là FMS hoạt động theo tiến trình công nghệ
- Phân xưởng tự động hóa linh hoạt:
Là FMS bao gồm tổ hợp rô bốt công nghệ, dây truyền tự động linh hoạt, công đoạn tự động linh hoạt được nối kết với nhau theo phương án để chế tạo ra sản phẩm của một chủng loại xác định
- Nhà máy tự động hóa linh hoạt:
Là FMS bao gồm tổ hợp roobot công nghiệp, dây truyền tự động linh hoạt, phân xưởng tự đông hóa linh hoạt nó kết với nhau theo nhiều phương án tao ra các sản phẩm theo nhiều chủng loại
3.Cấu trúc của FMS.
FMS được tạo bởi các phần tử phần cứng và phần mềm:
- Các phần tử phần cứng là xác thực và có thể nhìn thấy được, như máy CNC, thiết bị vận chuyển vật liệu(robot hay xe tự hành) …
- Các phần tử phần mềm không hiện hữu sờ được, như các chương trình NC, phần mềm quản lý về sự lưu thông…
4 Sự tích hợp FMS với hệ thống tự động hóa.
Trang 3Sự tích hợp của hệ thống thiết kế tự động và hệ thống chuẩn bị công nghệ sản xuất
tự động với FMS là rất cần thiết, bởi vì hệ thống tích hợp cho phép giải phóng con người khỏi sự tham gia trực tiếp trong quy trình công nghệ, con người chỉ có chức năng kiểm tra và giám sát
5.Nguyên tắc thiết lập FMS.
- Thiết lập hệ thống FMS được bắt đầu từ việc xác định họ chi tiết được chế tạo trong FMS Kết quả của công việc này được dùng để xác định thiết bị công nghệ của FMS
- tiếp theo là thiết lập các cấu trúc chức năng, cấu trúc công nghệ và cấu trúc thông tin cuả FMS, đồng thời thiết lập mạng máy tính nội bộ
- Vấn đề tiêu chuẩn hóa của FMS phải được chú ý ngay từ đầu và phải được đặt trên cơ sở sử dụng rộng rãi nguyên tắc modun
6.Phân loại FMS.
- loại 1: không phụ thuộc vào dòng vật liệu của tế bào gia công tự động(đồng
nghĩa với moodun tự động)
- loại 2: gồm các tế bào gia công tự động vạn năng và được điều khiển t ừ mạng
máy tính và hệ thống vận chuyển phôi tự động
- loại 3: là dây truyền tự động linh hoạt Trong FMS loại này mỗi nguyên công
được thực hiện trên một máy
Ngoài ra người ta còn phân loại FMS ra:
- FMS tuần tự: sản xuất từng loạt chi tiết sau đó lập kế hoạch và chuẩn bị cho
sx loạt tiếp theo (giống như dây truyền sản xuất linh hoạt nhỏ)
- FMS ngẫu nhiên: sản xuất bất kì một chi tiết nào ở một thời gian
- FMS modun: cho phép người sử dụng mở rông ra các loại trên
Trang 4+ giảm số thay đổi khó kiểm soát.
+ trang bị các phương tiện để nhận biết và sử lý nhanh với những sai lệch trong kế hoạch sx
+ giảm sự phụ thuộc vào con người
- Giảm lao động trực tiếp qua:
+ giảm sự vận hành của công nhân
+ loại bỏ sự phụ thuộc vào kỹ năng của thợ máy
- Nâng cao việc xử lý với:
+ những thay đổi về kỹ thuật
+ thời gian dừng máy
8.Vai trò của máy tính trong sản xuất.
- So với công nghệ truyền thống CIM có thể:
+ Giảm 15-30%giá thành thiết kế
+ Giảm 30-60%thời gian chế tạo chi tiết
+Tăng năng xuất 40-70%
+Nâng cao chất lượng thiết kế ,chất lượng sản phẩm,giảm phế liệu 20-25%
9 Định nghĩa các thuật ngữ máy tính trong sản xuất
- CAD (Computers Aided Design- thiết kế có sự trợ giúp của máy tính)
- CAP ( Computers Aided Planning – lập kế hoạch có trợ giúp của máy tính)
- CAM (Computers Aided Manufacturing – sản xuất có trợ giúp của máy tính)
- CAQ (Computers Aided Quality Control – kiểm tra chất lượng có trợ giúp của máy tính)
- CAD/CAM(Computers Aided Design/ Computers Aided thiết kế/sản xuất có trợ giúp của máy tính) là hệ thống kết hợp, nó bao gồm các kỹ thuật sản xuất CAD, CAP, CAM và CAQ
Trang 5Manufacturing PP&C (Production Planning anh Control) chức năng là hoạt động tổ chức của CIM CIM (Computer Integrated Manufacturing – sản xuất tích hợp có trợ giúp của máy tính)
CIM bao gồm tất cả các hệ thống kỹ thuật: CAD, CAP, CAM, CAQ, và
PP&C
Câu2 Trình bày những nguyên tắc hình thành hệ thống sản xuất linh hoạt FMS.
1.Từ các máy CNC tới FMS.
a Trang bị cho máy ổ tích dụng cụ cho máy.
Ổ tích dụng cụ với cơ cấu thay dao tự động cho phép gia công nhiều bề mặt chi tiết trong một hoặc một số lần gá và do đó giảm được thời gian gia công
b Trang bị cho cơ cấu vệ tinh thay đổi.
Cơ cấu vệ tinh thay đổi là cơ cấu cấp phôi tự động và đẩy chi tiêt đã gia công ra
vị trí xác định Cơ cấu vệ tinh cho phép làm trùng thời gian phụ ( thời gian tháo chi tiết gia công và thời gian gá đặt phôi trong đồ gá) với thời gian máy khi gia công phôi trên máy
c Chế tạo máy nhiều trục chính.
Máy nhiều trục chính thông dụng là các máy phay chuyên dùng Các máy này được sử dụng để gia công đồng thời nhiều chi tiết giống nhau hoặc gia công đồng thời nhiều bề mặt cùng một lúc năng suất gia công tăng lên rõ rệt
d Gia công đồng thời bằng nhiều dao.
Gia công đồng thời bằng nhiều dao (mỗi trục chính dịch chuyển theo một chương trình riêng) cho phép nâng cao năng suất của máy và cho phép thực hiện công nghệ điều chỉnh linh hoạt giống như các máy CNC một trục chính
Trang 6e Điều khiển các máy CNC bằng máy tính.
Điều khiển các máy CNC bằng máy tính cho phép thực hiện công nghệ điều chỉnh linh hoạt (nhờ khả năng điều khiển thích nghi và khả năng điều khiển di chuyển của các vệ tinh thay đổi) và giảm được kích cỡ của máy , đồng thời nâng cao được năng suất và chất lượng gia công
f Tập hợp các máy CNC thành nhóm và điều khiển chúng bằng máy tính.
Điều khiển cả nhóm bằng máy tính cho phép hiệu chỉnh chương trình trực tiếp trên máy và điều chỉnh công việc của các máy
Hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của phương pháp điều khiển nhóm này bằng máy tính được thể hiện qua những ưu điểm sau:
- Dây chuyền tự động điều chỉnh
- Hệ thống FMS với kho chứa phôi và dụng cụ
- Hệ thống FMS có kho chứa cơ cấu vệ tinh với phôi
- Hệ thống FMS có kho chứa cơ cấu vệ tinh với chi tiết và cơ cấu vệ tinh với
Trang 7lớn FMS có 4÷10 máy với 2÷4 kiểu máy được chọn theo nguyên tắc gia công nhóm chi tiết Khi số máy trong FMS < 3÷4 máy thì không nên sử dụng máy tính trung tâm để điều khiển và khi số máy >20 máy thì quá trình điều khiển lại rất phức tạp Để đảm bảo cho FMS hoạt động liên tục khi có một máy nào đó bị hỏng hoặc phải sửa chữa thao định kì thì trong FMS có thể lắp đặt thêm các máy dự phòng.
3 Hiệu quả của tập hợp các máy CNC thành hệ thống FMS.
a.Thời gian máy của các máy phụ thuộc vào mức độ tự động hóa của hệ thống
FMS và độ phức tạp của chi tiết gia công Để tăng thời gian máy còn phải giảm thời gian gá và tháo chi tiết gia công, giảm thời gian thay dao bị mòn…
b.Tăng hệ số sản xuất theo ca.
Đạt được nhờ khả năng phục vụ nhiều máy, đồng thời nhờ vào việc thực hiện các công việc chuẩn bị ở ca thứ nhất và khả năng làm việc 2,3 ca với số công nhân ít
c.Giảm vốn lưu thông nhờ giảm được chu kỳ sản xuất.
Bằng cách tăng hệ số thời gian máy (Km) , tăng hệ số sản xuất theo ca (Ktc) và giảm hệ số vốn lưu thông (Kgv) cho phép đạt được giá trị cao của hệ số tăng giá thành cho phéo (Ktgt) của hệ thống FMS so với các máy CNC độc lập:
Ktgt = Km.Ktc/Kgv
d.Giảm số công nhân trong sản xuất
Trong hệ thống FMS số thiêt bị giảm, khả năng phục vụ nhiều máy tăng ,do đó
có thể giải phóng được nhiều công nhân sản xuất trực tiếp
Trang 8Câu 3 Hệ thống kiểm tra tự động của FMS?
1.Chức năng.
-Nhận và trình thông tin về thực hiện chức năng,các tính chất,trạng thái kĩ thuật và cách bố trí không gian của các đối tượng được kiểm tra,đồng thời cả về trạng thái của môi trường công nghệ và điều kiện sản xuất
-So sánh giá trị thực và danh nghĩa của các thông số
-Truyền thông tin về sự không tương thích với các mô hình của quá trình sản xuất
để kịp thời hiệu chỉnh trên các cấp điều khiển khác nhau của hệ thống FMS
*Hệ thống kiểm tra tự động cần đảm bảo:
-Khả năng điều chỉnh tự động các thiết bị kiểm tra.
-Độ tin cậy của kiểm tra,kể cả việc chuyển đổi truyền thông tin
-Độ ổn định của thiết bị kiểm tra
*Các dạng kiểm tra:
+Chất lượng sản phẩm
+Kiểm tra đảm bảo hiệu quả
+Kiểm tra điều kiện sản xuất gắn liền với kĩ thuật an toàn
*Yêu cầu khi thiết kế:
-Xác định các nguyên tắc cơ bản của hệ thống kiểm tra tự động
-Tối ưu hóa chủng loại và đặc tính của các thông số cần kiểm tra,chế độ phần tử trong FMS
-Xác định các loại thông tin,hình thức trình và truyền thông tin trong hệ thống kiểm tra tự động,đồng thời trình và truyền thông tin từ hệ thống kiểm tra tự động tới hệ thống điều khiển FMS
-Chọn thiết bị đo,đảm bảo đọ chính xác yêu cầu và độ ổn định hoạt động của FMS
Trang 9-Xác định mối liên kết chức năng của hệ thống kiểm tra tự động trong hệ thống kiểm tra chung của FMS.
+Tiếp nhận,xử lí và tổng hợ thông tin từ mức thấp hơn
+Kiểm tra khối lượng và chất lượng sản phẩm
+Tự kiểm tra và kiểm tra hoạt động của mức thấp hơn
-Mức trung bình:
+Tiếp nhận và xử lí thông tin về các thông số được kiểm tra,về các thông số hoạt động của tế bào tự động,về các thông số công nghệ và truyền thông tin lên mức cao
+Kiểm tra chất lượng gia công trên các tế bào tự động
+Kiểm tra các nguyên công
+Tự kiểm tra và kiểm tra hoạt động của mức thấp hơn
-Mức thấp:
+Tiếp nhận và xử lí thông tin về các thông số được kiểm tra và truyền thông tin lên mức trung bình
+Kiểm tra các bước công nghệ
+Kiểm tra các bộ phận hoạt động của máy
+Truyền thông tin tới hệ thống phục vụ để chuẩn đoán các hỏng hóc của dụng cụ và thiết bị
3.Nguyên tắc xây dựng.
Trang 10-Nguyên tắc không tin cậy :
+Kiểm tra đầu vào của các nguyên công tiếp theo tất cả các yếu tố của
nguyên công trước đó
+ Kiểm tra đầu vào của các nguyên công tiếp theo và 1 phần các thông số ở nguyên công trước có ảnh hưởng đến chất lượng của nguyên công tiếp theo
+Kiểm tra phân phối:các thông số kiểm tra được chia làm 2 phần cho các thiết bị kiểm tra đặt ở đầu ra của nguyên công trước và đầu vào của nguyên công tiếp theo
-Nguyên tắc kiểm tra tin cậy: không cần kiểm tra ở đầu vào nguyên công tiếp
theo
4.Nguyên tắc kiểm tra.
*Có 2 phương pháp:
+Kiểm tra trực tiếp
+Kiểm tra gián tiêp
*Thành lập hệ thống chuẩn đoán bao gồm:
-Phân tích và tối ưu hóa các thông số cần kiểm tra của FMS
-Xây dựng phương pháp và chọn thiết bị chuẩn đoán
-Xây dựng các thí nghiệm đối với các sản phẩm phức tạp và máy tự động.-Tổng hợp các thí nghiệm đối với sản phẩm phức tạp và máy tự động
5 Chế độ hoạt động.
* Chế độ khởi động:
-Được bắt đầu từ việc hỏi(kiểm tra)tất cả các phần tử và các hệ thống của
FMS.Trong trường hợp này
-Hệ thống kiểm tra tự động thực hiện việc chuẩn đoán trạng thái kĩ thuật của các hệ thống trong FMS,phát lệnh đầu ra của tất cả các hệ thóngở vị trí ban đầu,kiểm tra
Trang 11hoạt động của lệnh này,kiểm soát sự tồn tại và mã số của các phôi và dụng cụ.trong quá trình kiểm tra các khuyết tật sẽ được loại bỏ.
-Tất cả các mức kiểm tra đều hoạt động với chế độ khởi động
* Chế độ làm việc:
- Kiểm tra chất lượng chế tạo sản phẩm,dòng sản phẩm,kiểm tra dụng cụ,năng lượng,thông tin,kiểm tra hoạt động của các hệ thống phụ trợ.Kiểm tra trạng thía kĩ thuật của tất cả các phần tử và các hệ thống trong FMS
* Chế độ điều chỉnh:
- Thông tin được truyền tới máy tính ở mức cao
thông tin điều khiển này cho phép điều chỉnh lại các hệ thống kiểm tra ở mức trung bình và thấp
- Máy tính của mức thấp xác định tất cả các thông số cần kiểm tra của đối tượng gia công
* Chế độ dừng theo kế hoạch:
- Đây là chế độ hoạt động đặc biệt của FMS,nó cho phép khởi động từ thời điểm
nó được dừng theo kế hoạch
- Ở chế độ này ,quá tình gia công trên các máy được kết thúc,hệ thống tự động thực hiệnviệc tháo và gá chi tiết,đưa các bộ định vị tự động về vị trí ban đầu,ghi lại các trạng thái của FMS trên bang từ,ngắt tất cả các trạm cấp năng lượng
- Nhiệm vụ:kiểm tra quá trình xử lí tín hiệu điều khiển
- Hệ thống của FMS ngừng hoạt động,cho nên có thể tiến hành việc chuẩn đoán các hệ thống và điều phối thông tin cho các thợ điều chỉnh và các thợ sửa chữa
* Chế độ dừng để sửa chữa hỏng hóc:
- Thực hiện với tất cả các mức kiểm tra của hệ thống kiểm tra tự động
- Ở mức thấp,chế độ này xuất hiện bằng giới hạn của phế phẩm cho phép và bằng sai số của các thông số của hệ thống tự động cơ sở
Trang 12- Tín hiệu về tình trạng phải dừng để sửa chữa từ các mức kiểm tra được chuyển tới mức cao hơn và được xử lí ở chạm điều khiển FMS.
- Các robot đo kiểm
Câu 4:Hệ thống kho chứa tự động?
I.Khái niệm và thành phần.
1.Khái niệm kho chứa tự động:
- Là một hệ thống có nhiệm vụ lưu trữ, vận chuyển và phân phối vật liệu cần thiết đến đúng vị trí, đúng thời điểm đảm bảo thời gian vận chuyển là ngắn nhất
- Hệ thống bao gồm các giá chứa, các máy vận chuyển và hệ thống máy tính điều khiển
Trang 132.Thành phần:
a Các giá chứa, giá đỡ.
- Đây là nơi tiếp nhận, lưu chứa hàng hóa hay các chi tiết Đó là các cơ cấu khung giàn chắc chắn phụ thuộc vào từng quy mô và chủng loại sản phẩm
b Hệ thống máy vận chuyển.
- Bao gồm các máy có nhiệm vụ vận chuyển các chi tiết hay sản phẩm từ nơi gia công về nơi cần chứa hoặc ngược lại; các máy có nhiệm vụ xếp đặt các chi tiết, sản phẩm khi được chuyển đến để chuẩn bị cho các máy
có nhiệm vụ đặt chúng vào đúng vị trí trên giá chứa
- Cụm hệ thống này có thể là các thùng chứa, xe vận chuyển, hệ thống băng truyền, các hệ thống khí nén hay thủy lực hỗ trợ trong qua trình vận chuyển góp phần định hướng chi tiết hay sản phẩm vào đúng vị trí của nó…
c Hệ thống máy tính điều khiển.
- Hệ thống máy tính được trang bị để điều khiển chương trình các máy trong hệ thống FMS Chúng đóng vai trò điều khiển các máy vận chuyển hoặc các trung tâm CNC, các máy công cụ…
II.Phân loại.
1 Dạng giá cần cẩu.
Với kết cấu gồm 1 máy cần cẩu để nâng hạ hàng hóa từ các giá chứa đến ổ tích và ngược lại rất linh hoạt Tuy nhiên có hạn chế là dung lượng ổ chứa không lớn song do có khả năng tự động hóa cao, với lại diện tích nhỏ gọn nên được sử dụng phổ biến trong các hệ thống CIM cũng như trong hệ thống FMS
2 Dạng giá cần cẩu cầu.
Với 1 máy cần cẩu dạng cầu có thể di chuyển ngang, dọc, lên, xuống
và có thể quay quanh 1 trục nên rất linh hoạt khi xếp dỡ hàng hóa Dạng kho chứa cần cẩu cầu khắc phục được nhược điểm của dạng giá cần cẩu đó là dung lượng lớn hơn nhiều, có nhiều giá chứa Loại này nên sử dụng cho sản xuất hàng loạt nhỏ vì nó chiếm diện tích mặt bằng lớn và năng suất không cao
Trang 14III Bố trí kho chứa tự động trong hệ thống.
Các kho chứa tự động được đặt gần các thiết bị công nghệ( các máy CNC) Khi ấy các máy cần cẩu tự động (của kho chứa tự động) không chỉ thực hiện việc sắp xếp đặt mà còn cấp phát vật t, phôi và sản phẩm hoàn thiện Do đó tiết kiệm được diện tích sản xuất, nâng cao độ ổn định của
cả hệ thống vận chuyển – kho chứa, tăng năng suất và hạ giá thành sản phẩm
Hình 4 – Mặt bằng kho chứa tự động có dạng giá cần cẩu
1 – Phần diện tích bố trí các máy; 2 – Các cơ cấu cấp phát và ổ tích; 3 –
Bộ phận kiểm tra đầu vào; 4 – Kho chứa tự động; 5 – Kho chứa tổ hợp(chứa vật liệu, phôi, dụng cụ, thùng chứa, sản phẩm); 6 – Hướng di chuyển của vật liệu, phôi, thùng chứa rỗng, dụng cụ; 7 – Lối ra của thành
phẩm và phế phẩm; 8 – Bộ phận kiểm tra đầu ra
Trang 15IV Phương án thiết kế.
3 phương án:
- Loại giá tích trữ với máy xếp đống
- Loại băng tải tích trữ
- Phương án tổ hợp gồm băng tải tích trữ và giá tích trữ với máy xếp đống được treo thêm giá hoặc các xe tời di chuyển trên đường ray.Dưới đây là một hệ thống vận chuyển – tích trữ có dung lượng vừa và nhỏ dùng cho các vệ tinh của Nhật bản và Hoa Kỳ được lắp đặt cạnh các máy CNC nhiều nguyên công trong hệ thống CIM
Hình 5 - Ổ tích vệ tinh với xe tời di động của hãng Hitachi Seiki(Nhật
Bản)
1 – Các vệ tinh; 2 - Ổ tích; 3 – Đường ray; 4 – Xe tời di động; 5 – Máy
nhiều nguyên công; 6 – Cơ cấu quay; 7 – Bàn quay
Câu 5 KHÁI NIỆM VÀ NỘI DUNG VỀ CIM
Phần I: Tổng quan về HTSX có sự trợ giúp của máy tính CIM
I Định nghĩa về CIM.
Trang 16
Hiệp hội các nhà sản xuất SME định nghĩa về CIM như sau: CIM là một hệ
thống tích hợp có khả năng cung cấp sự trợ giúp của máy tính cho tất cả các chức năng thương mại của một nhà máy sản xuất, từ khâu tiếp nhận đơn đặt hàng, thiết kế, sản xuất, cho đến khaau phân phối sản phẩm
Từ điển về công nghệ công nghệ sản xuất tiên tiến AMT định nghĩa về CIM như sau: CIM là một nhà máy sản xuất tự động hóa toàn phần nơi mà tất cả
các quá trình sản xuất được tích hợp và được điều khiển bởi máy tính
Công ty máy tính IBM của Mỹ định nghĩa: CIM là một ứng dụng, có khả
năng tích hợp các nguồn thông tin về thiết kế sản phẩm, kế hoạch sản xuất, thiết lập và điều khiển nguyên công trong toàn bộ quá trình sản xuất
Một hệ thống CIM được xem tạo thành từ các phân hệ sau:
CAD, CAM, CAP, CAPP
Các tế bào gia công
Hệ thống cấp liệu
Hệ thống lắp giáp linh hoạt
Hệ thống mạng LAN nội bộ liên kết các thành phần trong hệ thống
Hệ thống kiểm tra và các thành phần khác
II Ứng dụng của CIM
CIM tham gia vào môi trường sản xuất công nghiệp: điều khiển rô bốt, lắp ráp, gia công, sơ phủ bóng, gia công hàn, kiểm tra chất lượng sản phẩm, đóng gói, vận chuyển, phân phát hàng hóa
CIMtham gia vào các quá trình công nghệ: thiết kế và sản xuất có sự trợ giúp cảu máy tính (CAD/CAM) Lập kế hoạch sản xuất và quy trình công nghệ có trợ giúp của máy tính
Trang 17 CIM bao gồm mạng và các hệ thống: Các phần cứng và phần mềm truyền thông trong nhà máy, quản lý thông tin dữ liệu bao gồm cả việc thu thập, lưu trữ và truy xuất dữ liệu.
III Hiệu quả của CIM.
Mục đích của CIM là tăng lợi nhuận của nhà sản xuất Để tăng lợi nhuận của các nhà sản xuất phải không ngừng nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, đồng thời phải tăng tính linh hoạt của HTSX nhờ công nghệ tiên tiến của CIM
Ưu điểm của CIM:
Tính linh hoạt của sản phẩm và của sản lượng
Nâng cao năng suất và chất lượng gia công
Hoàn thiện giao diện giữa thiết kế và sản xuất
Giảm lao động trực tiếp và lao động gián tiếp
Thiết kế có năng suất và độ chính xác cao
Tiêu chuẩn hóa cao
Tiết kiệm thời gian và mặt bằng sản xuất
Tạo cơ sở dữ liệu chung để loại trừ các bộ phận chứa dữ liệu độc lập
Loại trừ các công việc lặp lại không cần thiết
Giảm thời gian giám sát sản xuất và số cán bộ thực hiện công việc này
IV Hướng phát triển của CIM
1) Tiếp cận trên xuống (top – down)
Ưu điểm:
Cấu trúc hệ thống có thể được xác định 1 cách chặt chẽ
Sử dụng tốt hơn các phần mềm tiêu chuẩn
Trang 18 Việc thiết lập các mô đun theo thứ bậc từ trên xuống làm cho việc kiểm tra từng cấp một cách dễ dàng trước khi chuyển xuống cấp sau.
Nhược điểm:
Các mô đun được mua từ bên ngoài nên có thể không hoàn toàn phù hợp với trình độ quản lí và sản xuất hiện tại
Gây khó khăn cho việc nâng cấp trong tương lai
2) Tiếp cận dưới lên(bottom – up)
Phần II: Cấu trúc của hệ thống CIM
I Máy công cụ CNC trong hệ thống CIM.
Với máy điều khiển số NC thì việc điều khiển máy đọc quyết định các
chương trình đã lập sẵn
Trang 19 Máy CNC là mức phát triển cao từ máy NC Máy CNC có một máy tính để thiết lập phần mềm điều khiển các chức năng này
Các chương trình gia công được đọc và lưu vào bộ nhớ để sử dụng cho việc điều khiển quá trình gia công này
Máy CNC có thể thực hiện các chức năng: nội suy đường thẳng, cung tròn, mặt xoắn…Máy CNC có thể bù chiều dài và đường kính của dụng cụ
Robot công nghiệp trong hệ thống CIM
Định nghĩa :Robot công nghiệp là một loại máy tự động có thể lập trình được để
thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau như: lắp ráp, cấp phôi, sử dụng trong kỹ thuật hàn, kỹ thuật sơn, gián, máy nâng chuyển…
Các bộ phận cấu thành robot công nghiệp
II Kho chứa tự động trong hệ thống CIM
Chức năng của kho chứa tự động: Kho chứa tự động là nơi tiếp nhận, lưu trữ các vật liệu đầu vào (phôi), các thiết bị phụ trợ, các chi tiết thành phẩm, phế phẩm và phế thải của quá trình sản xuất
Thành phần của kho chứa tự động:
Khu lưu trữ hàng hóa
Khu tiếp nhận và chuyển hàng hóa tới hệ thống vận chuyển
Khu xếp đặt các chi tiết hoặc sản phẩm trong thùng chứa
Khu tiếp nhận và chuyển hàng hóa từ khu lưu trữ
III Hệ thống điểu khiển của CIM
Hoạt động của bộ điều khiển logic khả lập trình PLC trong các hệ thống CIM
PLC là cụm từ viết tắt tiếng anh ( Programmable Logic Controller) tức là bộ điều khiển logic có khả năng lập trình được hay bộ điều khiển logic khả trình
Trang 20 Trong PLC các chương trình được thực hiện theo chu trình lặp Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét, mối vòng quét có 4 giai đoạn:
Đọc dữ liệu từ cổng vào tới bọ đệm
Thực hiện chương trình
Truyền thông nội bộ và kiển tra lỗi
Đa nội dung của bộ đệm tới các cổng ra
Phần III: Lập trình gia công trong hệ thống CIM
I Lập trình cho máy CNC trong hệ thống CIM
1 Giới thiệu về máy CNC sử dụng trong hệ thống CIM
Các máy CNC được sử dụng tại các trạm gia công
Nhiệm vụ là thực hiện một hay một số nguyên công trong dây chuyền sản xuất của CIM
2 Lập trình cho máy CNC trong hệ thống CIM
Ngôn ngữ lập trình cho máy CNC chủ yếu dùng hệ lệnh M và hệ lệnh G