Bài giảng tự động hóa quá trình sản xuất FMS CIM chương 3 ths phạm thế minh

BỘ MƠN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thơng Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt 3.1 Thiết bị hỗ trợ cung cấp phơi liệu 3.2 Hệ thống dịng vật liệu 3.3 Thành phần dòng vật liệu hệ thống dòng vật liệu Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt Tiến trình biến đổi dịng nguyên liệu BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thơng Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Thiết bị cung cấp nguyên liệu, thiết bị cung cấp thông tin, thiết bị sản xuất, sở hạ tầng, người, lượng Đối tượng Hàng hóa, lượng, thơng tin, người (Đối tượng sinh học) Quá trình biến đổi Đối tượng Sự thay đổi thời gian, địa điểm, khối lượng, chất lượng hệ thống vận tải, cung cấp ngun liệu Hàng hóa, lượng, thơng tin, người (Đối tượng sinh học) Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt Phân loại phôi liệu kho chứa phơi liệu BỘ MƠN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Phơi liệu Dạng Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM Cỡ to Cỡ nhỏ Kích thước hình học xác định Kích thước hình học khơng xác định Bằng Không Chịu áp lực Khơng chịu áp lực Giá chứa Dạng đống Đóng gói Để tự Khay chứa Dạng lỏng Đóng gói Để tự Thùng kín chứa Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Ví dụ thiết bị hỗ trợ chứa phôi liệu Thiết bị hỗ trợ mang phôi liệu dạng bàn đỡ Thiết bị hỗ trợ mang phơi liệu dạng khay chứa BỘ MƠN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Thiết bị hỗ trợ mang phôi liệu dạng thùng lưới bao kín Container lớn dạng đóng kín Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tiêu chuẩn Tính linh hoạt theo loại phơi khác Chi phí cải tạo, phù hợp theo kích thước trọng lượng phơi Linh hoạt loại phơi Chi phí trang bị, phù hợp theo kích thước trọng lượng phôi Linh hoạt mức độ xử lý Khả xếp Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Đánh giá Khả lấy tay Tính phù hợp với thay đổi kích thước Tận dụng kết cấu Trong trạm xử lý gia cơng khơng tự động, với mục đích đảm bảo chất lượng Độ tin cậy Vị trí xác, an tồn, chống mài mịn… Bảo vệ phơi Bảo vệ bề mặt phôi, tránh hư hỏng tác động từ ảnh hưởng bên ngồi Tương thích với hệ thống vận tải bên Khả phối hợp với thiết bị chứa khác bên lớn Làm kho chứa Có thể làm kho chứa Làm thiết bị xử lý Khả sử dụng ví dụ làm Tiêu chuẩn đánh giá khả lựa chọn thiết bị lưu chứa phôi liệu Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Cấp liên tục Cấp khơng liên tục Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM Đường ray lăn Bộ chứa rung Bộ trượt Bộ chứa dạng xích tải Bộ chứa dạng băng tải >>1000 kg >500 tới 1000kg Tới 500kg 25 tới 50kg Tới 25kg Dễ uốn ngang dọc Trọng lượng Đặc tính Cứng uốn Kho chứa Kho chứa Phơi liệu Kho chứa có chân Kho chứa có phẳng Kho chứa có phân luồng Dạng Khả cấp chứa khác theo yêu cầu Giá đỡ Bộ chất xếp Hợp lý Ray điện mang Trung bình Ray điện treo Khơng hợp lý Cần trục Khơng thể Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt BỘ MƠN KỸ THUẬT MÁY Ví dụ cung cấp liên tục Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Cung cấp dạng băng tải mắt xích -Hệ thống băng chuyền dạng mắt xích theo chế đồn tàu -Thích hợp với q trình vận chuyển thẳng đường cong vật phẳng, nhẹ Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Dạng ống lăn -Các lăn nối tiếp quay tự gắn chặt hai giá -Thích hợp với việc vận chuyển phôi Bộ cung cấp dạng quay -Cung cấp liên tục dao động quay -Động cân tạo rung điện từ gây dao động dạng xung -Thích hợp với chi tiết nhỏ phơi liệu dạng đống Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt BỘ MƠN KỸ THUẬT MÁY Ví dụ cung cấp không liên tục Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Hệ thống giá đỡ -Dùng lưu chứa phơi liệu -Có thể di chuyển ray Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM Dạng ống lăn -Di chuyển hệ thống mạng lưới ray -Được phối hợp với hệ thống cung cấp lưu hàng hóa treo Cần trục -Di chuyển phôi liệu theo trục -Được dùng xưởng gia công, lắp ráp hay xếp dỡ toa hàng hay xe tải Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt Một số cách thức công nghệ chuẩn bị chi tiết nhỏ cho việc gia công, lắp ráp kiểm tra BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Chuẩn bị chi tiết Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM Dạng ổ tích đơn Chuẩn bị Phân phối Chi tiết dạng đống Sắp xếp Lưu chứa Dạng ổ tích xếp chồng Dạng cuộn Tích hợp làm sẵn Chuẩn bị Dỡ theo lớp Chuẩn bị Phân phối Sản xuất Phân phối Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt Cung cấp chi tiết nhỏ (1) BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM Sắp xếp theo hướng Sắp xếp theo lựa chọn Phôi Giá rung Bộ rung Chi tiết xếp Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Hệ thống dịng vật liệu Trường ĐH Giao thơng Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Lắp ráp Trạm vào Lắp ráp liên tục Đặc điểm nhận dạng Công đoạn kết thúc Cơng đoạn Chi tiết đầu •Trạm lắp ráp: chuỗi cố định hay tách rời Trạm Chi tiết Tuyến phụ 1…n Chi tiết ghép •Có chi tiết giống Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM Tuyến Chi tiết ghép Lắp ráp xưởng Đặc điểm nhận dạng •Trạm lắp ráp : Trạm vào Vị trí làm việc Tổng hợp từ vị trí lắp ráp đến cơng nghệ (cuốn, hàn…) • Nhiều phần khác Vị trí làm việc Trạm Trạm trung chuyển Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Hệ thống dịng vật liệu Trường ĐH Giao thơng Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Lắp ráp Chi tiết ghép A Lắp ráp linh hoạt Trạm vào Trạm chuẩn bị đặt gần máy Chi tiết ghép B Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Cơng đoạn đầu Cơng đoạn cuối Chi tiết Trạm Hệ thống vận tải chung Trạm trung chuyển Lắp ráp cố định Nhận dạng • Nơi lắp ráp cố định Trạm vào Chi tiết ghép Chi tiết Vị trí làm việc Vị trí làm việc Vị trí làm việc n • Sản phẩm lớn cồng kềnh Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Hệ thống dòng vật liệu Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Kiểm tra, đóng gói gửi Kiểm tra Trạm vào Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM Phế phẩm Đóng gói Cụm tổng thành sản phẩm từ kho nơi gia công Gửi hàng Sản phẩm từ kho, nơi gia cơng đóng gói Tới kho Kẹp Kiểm tra Tháo Trạm vào Xử lý lại Đóng gói Tới phận gửi hàng Trạm vào Trạm vào Tháo Nhận dạng Trả kho lưu lượng không cần thiết Triển khai nhiệm vụ chuyển hàng đóng kiện Kho Tới khách hàng Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thơng Vận tải Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Mặt vận chuyển Ngồi cơng ty Vận tải cơng ty, VD Nhà cung cấp, sản xuất khác Trong công ty Vận tải phân xưởng, công ty công ty Trong phân xưởng Vận tải đơn vị kho, đơn vị sản xuất, đơn vị tháo lắp Trong đơn vị Vận tải tế bào đơn vị Phương tiện vận chuyển Th.s Phạm Thế Minh Xe tải, tàu hỏa, tàu thủy… Xe tải, tàu hỏa, tàu thủy… Ray treo, xe nâng, hệ thống vận chuyển linh hoạt… Robot cần trục, ray ống lăn, hệ thống vận chuyển linh hoạt… Trong tế bào Robot, ray ống lăn, Kết nối máy, trung tâm Robot cần trục, hệ thống gia công phạm vi tế bào vận chuyển linh hoạt… Trong máy Bàn xoay, giá phôi, Di chuyển phạm vi cấp phơi liệu máy gia cơng Hệ thống dịng vật liệu Vận chuyển Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thơng Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt 3.1 Thiết bị hỗ trợ cung cấp phôi liệu 3.2 Hệ thống dòng vật liệu 3.3 Thành phần dòng vật liệu hệ thống dòng vật liệu Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Phát triển hệ thống dòng vật liệu tự động linh hoạt Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM Hệ thống vận chuyển phôi cổ điển Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Hệ thống dòng vật liệu tự động linh hoạt Đặc điểm Đặc điểm •Chuỗi cố định hay tách rời •Dịng phơi liệu điều khiển linh hoạt •Trình tự xử lý cho trước •Trình tự xử lý khơng cho trước •Sử dụng trạm •Các trạm giao nhận tự động •Sử dụng Robot Nhược điểm Ưu điểm •Khơng có tính linh hoạt •Khai thác khả tải máy tốt •Vận chuyển xếp dỡ hồn thành đơn vị máy •Rút ngắn thời gian •Khơng cần thiết trạm Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt Các thành phần hệ thống dịng vật liệu Thành phần cơng nghệ BỘ MƠN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Chuẩn bị, lấy bàn đỡ cấp liệu Bàn đỡ Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM Hệ thống vận chuyển bàn đỡ Hệ thống chuyển góc Trạm xử lý Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt Các thành phần hệ thống dịng vật liệu BỘ MƠN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Nhiệm vụ hệ thống dịng vật liệu cung cấp liên tục cho máy gia cơng Có nhiều cơng đoạn thực hiện: • Đổi bàn đỡ Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM • Lưu bàn đỡ • Trạm xử lý với đợt tự động Bộ đổi bàn đỡ xe vận chuyển thiết bị đổi xoay Lưu bàn đỡ Trạm xử lý Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt Các hệ thống bàn đỡ BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM Để cung cấp phôi dạng khối hệ thống gia công linh hoạt người ta sử dụng bàn đỡ Có nhiều loại bàn đỡ khác Bàn đỡ vận chuyển Bao gồm đĩa kẹp với thiết bị kẹp phơi Cả nhóm thiết bị cấp Robot hay thiết bị tháo lắp vào không gian làm việc máy Giá đỡ vận chuyển Nhiều phôi loại đặt theo ngăn Robot lấy chi tiết đặt vào thiết bị kẹp Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Các hệ thống bàn đỡ Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Bàn đỡ thay đổi Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM Bàn đỡ thay đổi Bộ hoàn chỉnh gồm bàn đỡ (có thể xoay dọc, trịn gia công nhiều mặt), thiết bị kẹp đỡ, phôi Bộ cung cấp vào khơng gian làm việc cho máy gia cơng Thiết bị kẹp lập trình điều chỉnh lực kẹp Đĩa chỉnh tâm Hốc kẹp Bộ đỡ Hệ thống bàn đỡ Bàn đỡ có kích thước tiêu chuẩn đặt thay đổi cho q trình gia cơng linh hoạt Khung đổi giá dùng cho họ chi tiết Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt BỘ MƠN KỸ THUẬT MÁY Ví dụ hệ thống dịng vật liệu (Băng tải dạng mắt xích) Trường ĐH Giao thơng Vận tải Th.s Phạm Thế Minh •Hệ thống cung cấp có ray dẫn vật liệu nhân tạo •Kết cấu kiểu modul Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM •Chịu điều kiện khắc nghiệt mơi trường (VD Yêu cầu sẽ) •Lưu vận chuyển phơi linh hoạt xác Ưu điểm Thơng số kỹ thuật • Vận chuyển chắn với phơi lớn băng tải rộng • Khoảng cách hai trục truyền động 40m • Mơi trường làm việc • Tốc độ tối đa 50m/phút • Hệ thống bàn đỡ chắn • Kích thước bàn đỡ 200x150mm, 250x225mm 300x300mm • Tiêu chuẩn thích hợp linh hoạt tuyến cao tốc tới trạm vệ tinh, điều chỉnh, chi phí vận hành thấp • Có thiết bị hỗ trợ đảm bảo tải • Trọng lượng bàn đỡ tới 30kg • Độ xác vị trí +/-0,1mm Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Ví dụ hệ thống dịng vật liệu (Băng tải dạng mắt xích- Thành phần) Trường ĐH Giao thơng Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Kết hợp dừng cách ly •Cần thiết dừng, cách ly tháo dứt khốt chuỗi Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM •Có thể chứa bàn đỡ phôi vận chuyển phôi trực tiếp Kết hợp cố định tháo •Tiếp nhận phơi trực tiếp từ bàn đỡ •Đặt vào đường dẫn cho thiết bị tháo Hệ thống kết hợp chuyển luồng dẫn hướng •Thực chạy thẳng cao tốc •Dẫn bàn từ đường thẳng cao tốc vào trạm vệ tinh •Có thể xoay hướng 45 độ 90 độ, trái phải Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt Ví dụ hệ thống dòng vật liệu (Dạng ray nẹp đơn) BỘ MƠN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thơng Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Dạng ray đơn với xe nẹp tự chạy • Các thành phần tiêu chuẩn hóa • Có thể vận chuyển dạng đường kết nối trạm xử lý, máy gia công nơi phân cấp nhiệm vụ … Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM • Được ứng dụng hệ thống vận tải vật liệu song song nhiều mặt khác nhau, phân chia, xử lý theo công đoạn vật liệu từ nhiều nguồn cung cấp khác Thông số kỹ thuật Bàn đỡ xe chạy lớn max 300x400mm Độ xác vị trí trục x y 0,02mm Độ xác dừng xe 0,4mm Tốc độ chạy xe 30m/phút Trọng lượng xe tồn 17kg Ưu điểm •Vận chuyển êm khơng va chạm rung động •Tích hợp Sensor quang nhận dạng vật cản, phanh êm nhẹ •Điều khiển tự động lên xuống dốc (phanh) Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt Ví dụ hệ thống dòng vật liệu (Dạng ray nẹp đơn -Thành phần 1) BỘ MƠN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thơng Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Xe trượt • Dẫn động nhờ động điện chiều (24V) • Tự điều khiển cho xe trượt • Sensor khoảng quang học xe • Nhận biết chướng ngại vật, tránh va chạm Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM • Vận tải êm khơng rung Thay đổi hướng di chuyển đến 90 độ • Hệ thống di chuyển thực đường cong Ray • Làm từ nhơm định hình • Có thành phần vật liệu nhân tạo có dẫn điện phía nút chữ T • Phía cịn lại nút chữ T có gắn chặt với cam điều khiển • Cam điều khiển để điều khiển tốc độ xe trượt Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt Ví dụ hệ thống dịng vật liệu (Dạng ray nẹp đơn -Thành phần 2) BỘ MƠN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thơng Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Bộ chuyển hướng • Tách từ luồng đường cho xe trượt thành hai • Gộp từ hai luồng đường thành Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM • Kết cấu đơn giản Thiết bị định vị Định vị bàn đỡ với độ xác +0,02mm theo hướng x y Đỡ bàn đỡ cân từ phía Bộ nối chữ thập Cắt hai luồng quay góc 90 độ Thực việc nối dẫn đường Giảm tải cho đường Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt ... Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa q trình sản xuất FMS & CIM Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt 3. 1 Thiết bị hỗ trợ cung cấp phôi liệu 3. 2 Hệ thống dòng vật liệu 3. 3 Thành phần dòng... thơng Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt 3. 1 Thiết bị hỗ trợ cung cấp phôi liệu 3. 2 Hệ thống dòng vật liệu 3. 3 Thành phần dòng... phối Sản xuất Phân phối Chương Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt Cung cấp chi tiết nhỏ (1) BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa q trình sản xuất FMS