Bài giảng tự động hóa sản xuất ths nguyễn minh tuấn

(Manufacturing Automation) Giảng viên:Th.s Nguyễn Minh Tuấn Bộ Môn: Cơ điện tử- Khoa cơ khí Đại học bách khoa Tp.HCM Email: minhtuandavi@yahoo.com Chương 6: tự động hóa các quá trình lắp ráp Kẹp chặt cơ khí Kẹp chặt bằng ốc, vít: Đinh vít, bu lông, đai ốc v.v Phương pháp này rất phổ biến trong công nghiệp Tiện lợi của nó là dễ dàng tháo rời ra từng chi tiết khi cần thiết như: Sửa chữa, bảo dưỡng, điều chỉnh Cách ghép chi tiết bằng ren vít như vậy thường được thực hiện bởi người công nhân còn đối với người máy hoặc hệ thống tự động thì khó thực hiện hơn Kẹp chặt bằng đinh tán Lắp rắp bộ đôi bằng cách ép Ví dụ: Như mối ghép giữa trục vàø lỗ mà trục có đường kính lớn hơn đường kính lỗ một ít, khi lắp chúng ta phải dùng lực ép Do vậy với lần lắp đầu tiên, thì việc tháo mối ghép ra là rất khó Kẹp chặt cơ khí (tt) Lắp ráp bằng cách bắt vừa khít Vd: Lắp ghép bằng khâu vá Chi tiết thường mềm, mỏng… Kẹp chặt cơ khí (tt) Lắp ráp bằng cách hàn Các phương pháp này là hàn bằng que hàn, hàn đồng, hàn gió đá (bằng khí axêtilen) Kỹ thuật hàn thường rất đa dạng Trong một số trường hợp, người ta thêm các kim loại phụ vào nhằm tăng thêm tính dính kết của mối hàn Một số phương pháp hàn được dùng trong công nghiệp như hàn dùng điện trở, hàn hồ quang, hàn bằng ma sát, hàn bằng tia laser, hàn bằng tia điện tử Kẹp chặt cơ khí (tt) Phương pháp ghép chi tiết bằng chất dính kết là dùng chất dính kết để nối các chi tiết với nhau Ngày nay phương pháp này khá phổ biến trong công nghiệp Những phương pháp mới về hàn dùng chất dính kết đang được phát triển và ứng dụng trong công nghiệp Chất kết dính có thể được chia làm 2 loại: nhiệt dẻo và chất dẻo phản ứng nhiệt Chất nhiệt dẻo được dùng rất đơn giản nhưng không chịu được ở nhiệt độ cao Chất dẻo phản ứng nhiệt (ví dụ như nhựa epoxi) thì có phản ứng với nhiệt độ Tuy vậy qúa trình hàn dùng chất dẻo phản ứng nhiệt phức tạp hơn so với hàn bằng chất nhiệt dẻo, nhưng mối ghép được chắc hơn và khả năng chịu nhiệt cao hơn 6.2 CÁC HỆ THỐNG LẮP RẮP Các phương pháp tổ chức qúa trình lắp ráp được phân loại như sau: 1 Lắp ráp bằng tay chỉ có một vị trí 2 Dây chuyền lắp ráp tay 3 Hệ thống lắp ráp tự động Lắp ráp bằng tay tại một vị trí là phương pháp trong đó chỉ có một vị trí làm việc mà tại đó công việc lắp ráp được hoàn tất, cho cả chi tiết hoặc hoàn tất một cụm nào đó của sản phẩm PP này áp dụng đối với các sản phẩm phức tạp, số lượng ít Vị trí làm cần 1 hay nhiều công nhân… Dây chuyền lắp ráp bằng tay gồm nhiều vị trí làm việc, trong đó toàn bộ sản phẩm hoặc các cụm chính được hoàn tất theo dây chuyền từ vị trí này đến vị trí kia trong hệ thống Tại mỗi vị trí làm việc một hoặc nhiều công nhân cùng tham gia lắp ráp để hoàn thành sản phẩm Khi sản phẩm tới vị trí làm việc cuối cùng thì nó được hoàn chỉnh Các hệ thống lắp ráp tự động sử dụng các phương pháp lắp ráp tự động ở các vị trí làm việc thay vì lắp ráp bằng tay 6.3 DÂY CHUYỀN LẮP RÁP BẰNG TAY Dây chuyền sản xuất bằng tay thường được dùng trong sản xuất hàng khối Chuyên môn hóa công nhân cao, năng saất cao b/ Phương pháp Kilbridge - Wester: Phương pháp này tạo được sự chú ý lớn kể từ khi nó được giới thiệu vào năm 1961, cho đến nay vẫn được dùng trong nhiều nước và có sự thành công rõ rệt Đó là thủ tục phát hiện và chọn các phần tử công việc để phân bố vào các vị trí tùy theo Vị trí 2 0,11 6 Vị trí 4 Vị trí 1 0,32 0,7 0,27 Vị trí 5 0,2 7 3 9 0,5 1 0,12 0,1 Vị trí 3 0,6 0,4 4 11 12 0,39 8 2 10 0,3 5 Dòng sản phẩm Vị trí 1 Vị trí 2 Vị trí 3 Vị trí 4 Vị trí 5 Phần tử 2, 5, 1, 4 Phần (a) tử 3, 6 Phần tử 8, 10 Phần tử 7, 9 Phần tử 11, 12 (b) Ví dụ 6.3 I II III IV V VI 0,11 6 0.7 0,32 0,2 7 3 0,27 9 0,5 1 0,12 0,1 0,6 0,4 4 8 2 0,38 10 0,3 5 5 11 12 Bước 1: Xây dựng biểu đồ theo thứ tự ưu tiên Công việc nhằm xác định các nút đại diện cho nguyên công có cùng ưu tiên và xếp vào cùng cột dọc, Ví dụ như hình 6.5 thành phần 1 và 2 được xếp cùng cột I, thành phần 3, 4 và 5 cùng cột II chú ý rằng 5 có thể xếp vào cột II hoặc III mà không ảnh hưởng đến thứ tự công việc Bước 2: Liệt kê các thành phần theo thứ tự cột của chúng Cột I là cột đầu của bảng Nếu có một thành phần nào đó có thể xếp vào nhiều cột thì phải liệt kê nó trong tất cả các cột có thể để chỉ ra khả năng có thể thay đổi của thành phần đó Bước này được trình bày ở bảng 6.4 Bảng cho biết Te của từng thành phần và thời gian Tes cho mỗi cột Bước 3:phân bố các phần tử công việc vào các vị trí làm việc, bắt đầu bằng cách thành lập cột I, tiếp tục theo thứ tự cột cho đến khi chu kỳ thời gian đạt mức chuẩn Phân bố nguyên công theo phương pháp Kilbridge - Werter Thaønh phaàn coâng vieäc coät e T (phuùt) Toång eT cuûa coät 1 I 0 2 2 I 0 4 3 II 0 7 4 II 0 1 5 II, III 0 3 6 III 0 1 7 III 0 32 8 III 0 6 9 IV 0 27 10 IV 0 38 0 65 1 V 0 5 0 5 12 VI 0 12 0 12 0 6 1 1 1 03 Phân bố nguyên công theo phương pháp Kilbridge - Werter Vị trí 1 2 3 4 5 Tc phút Thành phần 1 0.2 2 0.4 4 0.1 5 0.3 3 0.7 6 0.11 7 0.32 8 0.6 9 0.27 10 0.38 11 0.5 12 0.12 Tc tại vị trí 1.00 0.81 0.92 0.65 0.62 c/ Phương pháp xếp hạng vị trí theo trọng lượng (Ranked positional weights method - RPW) Phương pháp này được helgenson và birnie giới thiệu vào năm 1961 Nó kết hợp thuật giải của quy tắc so sánh cực đại và phương pháp Kilbridge - Werter Phương pháp này còn gọi là RPW Nó tính toán từng thành phần một, RPW tính cả giá trị Te của từng thành phần và vị trí của thành phần trong biểu đồ ưu tiên Sau đó các thành phần được phân bố vào vị trí làm việc theo thứ tự tổng quát về giá trị RPW của chúng Bước 1: tính toán RPW cho từng thành phần bằng cách lấy tổng Te của thành phần đó và tất cả các thành phần Te tiếp theo trên một chuỗi tiếp theo sơ đồ ưu tiên Bước 2: liệt kê các thành phần ttheo thứ tự RPW, giá trị RPW lớn nhất đầu bảng liệt kê Để thuận tiện ghi thêm các giá trị Te của các thành phần vào cột bên cạnh và một cột ghi nguyên công sát trước c/ Phương pháp xếp hạng vị trí theo trọng lượng (Ranked positional weights method – RPW (TT)) Bước 3: phân bố các thành phần vào vị trí tùy theo RPW Nhớ dừng quy phạm điều “ưu tiên bắc buột”, và thời gian chu kỳ c/ Phương pháp xếp hạng vị trí theo trọng lượng (Ranked positional weights method – RPW (TT)) Thành phần RPW Te (phút) Công việc đi trước 1 3,30 0,2 - 3 3,00 0,7 1 2 2,67 0,4 - 4 1,97 0,1 1, 2 8 1,87 0,6 3, 4 5 1,30 0,3 2 7 1,21 0,32 3 6 1,00 0,11 3 10 1,00 0,38 5, 8 9 0,89 0,27 6, 7, 8 11 0,62 0,5 9, 10 12 0,12 0,12 11 c/ Phương pháp xếp hạng vị trí theo trọng lượng (Ranked positional weights method – RPW (TT)) Vò trí Phaàn töû Te (h P uùt) 1 1 0 2 3 0 7 2 0 4 4 0 1 5 0 3 6 0 1 8 0 6 7 0 32 10 0 38 9 0 27 1 0 5 12 0 12 2 3 4 5 ∑Te taïi vò trí 0 9 0 91 0 92 0 65 0 62 6.6 Các phương pháp cân đối dây chuyền nhờ máy tính Ví trí 1 2 3 4 5 Phần tử công việc Te (Phút) 1 0,2 2 0,4 5 0,3 4 0,1 3 0,7 6 0,11 8 0,6 10 0,38 7 0,32 9 0,27 11 0,5 12 0,12 Tổng thời gian tại một vị trí Ts 1,0 0,81 0,98 0,59 0,62 6.6 Các phương pháp cân đối dây chuyền nhờ máy tính Phần tử công việc Ví trí 1 2 3 4 5 Te (Phút) 1 0,2 2 0,4 5 0,3 4 0,1 3 0,7 6 0,11 8 0,6 10 0,38 7 0,32 9 0,27 11 0,5 12 0,12 Tổng thời gian tại một vị trí Ts 1,0 0,81 0,98 0,59 0,62 6.7 CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC CẢI THIỆN CÂN ĐỐI DÂY CHUYỀN a/ Phân chia nguyên công b/ Thay đổi tốc độ làm việc c/ Phân tích phương pháp lao động d/ Lắp ráp trước các cấu thành e/ Bộ phận trữ phôi trung gian giữa các vị trí f/ Các vị trí song song 6.7 CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC CẢI THIỆN CÂN ĐỐI DÂY CHUYỀN a/ Phân chia nguyên công b/ Thay đổi tốc độ làm việc c/ Phân tích phương pháp lao động d/ Lắp ráp trước các cấu thành e/ Bộ phận trữ phôi trung gian giữa các vị trí f/ Các vị trí song song ... lắp ráp tự động sử dụng phương pháp lắp ráp tự động vị trí làm việc thay lắp ráp tay 6.3 DÂY CHUYỀN LẮP RÁP BẰNG TAY Dây chuyền sản xuất tay thường dùng sản xuất hàng khối Chun mơn hóa cơng... DÂY CHUYỀN LẮP RÁP TỰ ĐỘNG Dây chuyền lắp ráp tự động: dây chuyền lắp khơng có tham gia cách trực tiếp người Tại vị trí lắp ráp ta bố trí một, hay nhiều tay máy lắp ráp tự động chuyên dùng hay... lắp ráp tay Hệ thống lắp ráp tự động Lắp ráp tay vị trí phương pháp có vị trí làm việc mà cơng việc lắp ráp hoàn tất, cho chi tiết hoàn tất cụm sản phẩm PP áp dụng sản phẩm phức tạp, số lượng