Bài tập có lời giải môn tự động hóa

BÀI TẬP: Câu 1:X¸c ®Þnh tÇn sè dao ®éng cña m¸ng trong c¬ cÊu cÊp ph«i rung ®iÖn tõ(H×nh vÏ). BiÕt Q = 50ph«iphót; Lph«i= 40mm,; =0,8; =30o Bài giải • Nguyên lý làm việc: Trong số các thiết bị cấp phôi dạng phễu, nhóm các thiết bị cấp phôi rung động có một vị trí rất quan trọng. Dịch chuyển của phôi trogn các thiết bị này được thực hiện nhờ lực quán tính và ma sát xuất hiện khi máng dẫn phôi có chuyển động rung. Dẫn động của các thiết bị cấp phôi này có thể là các đầu rung điện từ, bánh lệch tâm, khí nén hoặc thủy lực. Thông dụng nhất là các đầu rung điện từ. Chúng cho phép diều chỉnh vô cấp năng suất cấp phôi. • Xác định tần số dao động của máng trong cơ cấu cấp phôi rung điện từ. Áp dụng công thức. Vyc = Q.lph.  Trong đó: Q : năng suất của cơ cấu. Lph : chiều dài ( hoặc đường kính phôi ).  : hệ số an toàn tính đến độ ổn định khi di chuyển.  Vyc= 60.45.0,8=2160 Góc nghiên tối ưu tg=206(fmd.vyc) fmd : hệ số giao động của máng dẫn fmd= 206( tg. vyc)= 206(tg30. 2160) = 0,17

BÀI TẬP:

Cõu 1: Xác định tần số dao động của máng trong cơ cấu cấp phôi rung điện từ(Hình

vẽ) Biết Q = 50phôi/phút; Lphôi= 40mm,; =0,8; =30o

Bài giải

 Nguyờn lý làm việc:

Trong số cỏc thiết bị cấp phụi dạng phễu, nhúm cỏc thiết bị cấp phụi rung động

cú một vị trớ rất quan trọng Dịch chuyển của phụi trogn cỏc thiết bị này được thực hiện nhờ lực quỏn tớnh và ma sỏt xuất hiện khi mỏng dẫn phụi cú chuyển động rung Dẫn động của cỏc thiết bị cấp phụi này cú thể là cỏc đầu rung điện

từ, bỏnh lệch tõm, khớ nộn hoặc thủy lực Thụng dụng nhất là cỏc đầu rung điện

từ Chỳng cho phộp diều chỉnh vụ cấp năng suất cấp phụi

 Xỏc định tần số dao động của mỏng trong cơ cấu cấp phụi rung điện từ

Áp dụng cụng thức

Vyc = Q.lph 

Trong đú:

Q : năng suất của cơ cấu

Lph : chiều dài ( hoặc đường kớnh phụi )

 : hệ số an toàn tớnh đến độ ổn định khi di chuyển

 Vyc= 60.45.0,8=2160

Gúc nghiờn tối ưu

tg=206/(fmd.vyc)

fmd : hệ số giao động của mỏng dẫn

fmd= 206/( tg vyc)= 206/(tg30 2160) = 0,17

Cõu 3:

Một máy xoay vòng thực hiện 8 công việc lắp ráp trên 10 vị trí riêng biệt Tổng thời gian chu kỳ kể cả thời gian vận chuyển giữa các vị trí là 10 giây Xác suất dừng vị trí là 0,007 và coi như bằng nhau cho cả 10 vị trí Mỗi khi dừng cần 2 phút để sửa chữa, không lấy phôi ra khỏi vị trí khi dừng máy.

Tính: a) Hệ số hiệu quả của máy

b) Hệ số dừng máy D:

c) Năng suất của máy Rp:

Giải a/ Hệ số hiệu quả:

-Tần suất dừng của dây chuyền: F = n*p = 10*0,007 = 0,07

-Thời gian SX trung bình: Tp = Tc + F*Td = 10 + 0,07*120 = 18,4 (giây)

Hệ số hiệu quả E:

E = Tc/Tp = 10/18,4 = 0,544

b/ Hệ số dừng máy D:

D = 1 – E = 1 – 0,544 = 0,456

c/ năng suất của máy Rp:

Rp = 1/Tp = 1/18,4 = 0,054(ch/ giây)

= 0,054*3600 = 195,6 (ch/giờ)

Câu 4: Một dây chuyền tự động gồm 10 máy để gia công chi tiết trục Chu kỳ được

xác định là Tc = 1 phút, xác suất dừng máy để sửa chữa bảo dưỡng là F = 0,1 lần/ chu

kỳ Thời gian dừng máy trung bình là 6phút, tỷ lệ phế phẩm là 5% Chi phí sản xuất phôi 1,5$/chi tiết, chi phí vận hành dây chuyền 60$/giờ, dụng cụ cắt 0.15$/ chi tiết Hãy xác định các số đo hiệu quả của dây chuyền

a) Năng suất

b) Thời gian gia công 1500 chi tiết

a) Hiệu suất của dây chuyền

b) Giá thành của một chi tiết?

a, năng suất :

Thời gian sản xuất trung bình

Tp= Tc + F.Td= 1 + 0,1 6 = 1,6 phút

Tốc độ sản xuất trung bình Rp

Rp= 1/Tp = 1/1,6 = 0,625 (ch/ph)

b, Thời gian gia công 1500 chi tiết :

S=Rp.TR => TR = S/ RP = 1500/0,625 = 2400 (ph)

Vì tỷ lệ phế phẩm là 5% vậy thời gian gia công thực tế là

S= 2520 ( ph)

c, Hiệu suất của dây truyền

(2400/2520).100% = 95 %

d, giá thành của một chi tiết

Cpc = Cm + CLTp + Ct

- Chi phí cho phi liệu: 1,5 USD/ch = Cm

- Chi phí cho vận hành máy: 60/60 USD/ph = CL

- Chi phí dụng cụ hư mòn: 0,15USD/ch = Ct

CPC = 1,5+1,6.1 +0,15=3,25USD/ ch

Câu 5: Từ sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống cấp phôi hình vẽ Hãy:

a.Trình bày nguyên lý làm việc của hệ thống cấp phôi dạng đĩa quay

b.Tính năng suất của hệ thống cấp phôi

c.Tính công suất động cơ truyền động trực tiếp vào trục làm việc của đĩa quay

Câu 6: Từ sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ

thống cấp phôi hình vẽ Hãy:

a.Trình bày nguyên lý làm việc của hệ thống

cấp phôi và định hướng chi tiết phôi rời kết cấu có hình dạng bạc cốc

b.Tính thể tích cần thiết của phễu chứa phôi

Câu 7: Từ sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống cấp phôi hình vẽ Hãy:

a.Trình bày nguyên lý làm việc của hệ thống cấp phôi và định hướng chi tiết phôi rời kết cấu có hình dạng chữ T

b.Xác định năng suất của của phễu

quay biết số vấu trên đĩa quay là Z ,

tốc độ vòng quay của đĩa là n

vòng/phút góc nghiêng của phễu

=30o , hệ số điền đầy K = 0,8 Tính

đường kính làm việc D của đĩa

quay( tính từ tâm của chi tiết)

Câu 8: Cho sơ đồ kẹp chặt phôi và khoan lỗ tự động như hình vẽ 1 Hãy mô tả

nguyên lý làm việc và lập biểu đồ trạng thái của máy công tác

Câu 9: Trong hình vẽ là cơ cấu đếm Geneva Hãy trình bày công dụng và nguyên lý

làm việc của cơ cấu MAN

Để điều khiển vị trí xoay của bàn máy phân độ từ vị trí 2 sang vị trì 3 thì bánh cam dẫn động phải quay bao nhiêu vòng, góc độ làm việc của từng vị trí?

sau

Câu 10:

Trình bày nguyên lý làm việc của máy khoan tự động sau

Cảm biến tiệm cận nhận biết phôi có trong cơ cấu cấp phôi Lúc này pittong 1 đẩy phôi vào vị trí định vị và kẹp chặt phôi (vị trí khoan phôi) Lúc này cảm biến tiệm cận nhận được tín hiệu thì mũi khoan tiến hành đi xuống và tiến hành khoan phôi Khi khoan xong, mũi khoan tự động đi lên thì pittong 1 lúc cung cấp phôi lùi ra Khi đó nhờ lực kẹp phôi và pittong 2 đẩy phôi ra Lúc này cảm biến nhận được tín hiệu và cơ cấu cấp phôi tự động sẽ tiếp tục đẩy phôi vào vị trí kẹp chặt và định vị(vị trí khoan) nhờ pittong 1 Chu kì hoạt động lặp lại như trên

Câu 11:

Dây chuyền tự động gia công các bề mặt của trục bậc Biết lượng chạy dao S(28) = 0,8; S(50) = 0,67; S(36) = 0,55; S(20) = 0,38; n(28) = 880 v/p; n(50) = 700 v/p; n(36) = 800 v/p; n(20) = 980 v/p; Xác định năng suất thực tế của dây chuyền tự động trong trường hợp:

a) Hiệu suất tối ưu của dây chuyền  = 0,95

b) Nếu biết tổng thời gian gá đặt và di chuyển

sản phẩm là t X = 32(s) và thời gian bảo dưỡng

máy định kỳ là t sp = 28(s);

Bài giải Thời gian gia công của từng loại nguyên công là:

tp= n s l

tp (28) = 32/900.0,7=0,051 (ph)

tp (50) = 50/900.0,6=0,093 (ph)

tp (36) = 42/630.0,47=0,142 (ph)

tp (20) = 27/520.0,37=0,156 (ph)

vậy nguyên công có thời gian gia công lớn nhất là nguyên công tiện bề mặt với đường kính Ø20

có tp= 0,156 (ph)

năng suất dây truyền tự động

k=1/tp = 1/0,156 = 6,41 (ch/ph)

thời gian chạy không tải tx=35 s = 0,58 (ph)

T= tx + tp = 0,156 + 0,58 = 0,736 ( ph)

Năng suât chu kỳ của dây truyền

Qck= 1/T = 1/ 0,736 = 1,36 (ch/ph)

a, năng suất thực tế khi  = 0,9

Q=1,46  = 0,9.1,36 = 1,224 (ch/ph)

b, Năng suất thực tế của dây truyền

Q= 1/ (tx + tp + tsp) = 1/ (T+ tsp ) = 1/ ( 0,736 + 0,5 ) = 0,81 (ch/p

Câu 12:

Trình bày nguyên lý làm việc của hệ thống tự động, chức năng của từng vị trí trong (hình 1)?

Câu 14:

Trình bày nguyên lý làm việc của hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao sau

Câu 15:

Tính hiệu quả kinh tế khi tự động máy mài tròn ngoài biết: Trước khi tự động hóa một công nhân (có mức lương trung bình 800 USD) đứng được 2 máy, một thợ điều chỉnh (có mức lương trung bình 1000 USD) đứng được 6 máy Chi phí cho dụng cụ, điện, các vật liệu phụ và sữa chữa là 1700 USD hàng năm Giá thành của máy là 30.000 USD máy bắt đầu làm việc từ năm 1986 cho đến hết năm 2002 Thời gian làm việc là 3 ca Sau khi tự động hóa, máy trở thành máy tự động và được lắp vào dây truyền tự động, 1 công nhân có thể đứng được 4 máy, một thợ điều chỉnh đứng được 5 máy Giá thành tự động hóa là 10.000 USD Quá trình tự động hóa bắt đầu từ năm 1992, và năng suất gia công của máy tăng lên 25%.(Biết tiền đóng bảo hiểm là 7% và lương bổ xung 5%).

Giải Quỹ lương tính cho 1 máy trước khi tự động hóa ( tính cho 1 năm ) S0:

S0=(S1

P1+

S2

P2).Z.12

Trong đó :

S1 : lương chi phí cho công nhân đứng máy

S2 : Lương chi phí cho thợ điều chỉnh phục vụ máy

P1 : số máy công nhân có thể đứng được

P2 : số máy mà thợ có thể phục vụ được

Z: số ca làm việc ( 3 ca) 12 : số tháng làm việc trong một năm

Vậy ta có

S0=¿).3.12 = 20400 USD

Số tiền phải công thêm 5% lương bổ xung và 7% tiền đóng bảo hiểm Nên S0 = 22848 USD

Hệ số trang bị kỹ thuật cho dây truyền k : K=C0/S0

Trong đó :

C0 : là giá thành của máy

S0 : là quỹ tiền lương chi cho 1 máy trươc khi tự động hóa:

 K= 30000/22848 = 1,31

Hệ số chi phí vận hành dây truyền m : m=P0/S0

Trong đó P0 : chi phí chi vật liệu, vật liệu phụ , sửa chữa

S0 : quỹ lương chi cho 1 máy trước tự động hóa

 m= 1700/22848 = 0,07

Thời gian phục vụ N: N= R + V

Trong đó R: thời gian phục vụ của máy trước khi tự động hóa

V : thời gian phục vụ máy sau khi tự động hóa

Do đó N = 6+11 = 17 năm

Hệ số ψ = 1 – R/N = 1 – 6/17 = 0,65

Bây giờ xác định chỉ tiêu so sánh của máy trước và sau khi tự động

1, hệ số tăng năng suất : φ = 25 %

2, tỷ lệ giá thành các máy sau khi tự động hóa :

Σ = C0C+X

0 = 30000+1000030000 = 1,33 X= 10.000 USD là chi phí tăng cho tự động hóa

3, tỷ lệ chi phí cho lao động sống:

Ԑ =

S0

S '1

P1 +

S '2

P2 = 20400❑

❑

BÀI TẬP 4.1

Một máy xoay vòng thực hiện 8 công việc lắp ráp trên 10 vị trí riêng biệt Tổng thời gian chu kỳ kể cả thời gian vận chuyển giữa các vị trí là 10 giây Xác suất dừng

vị trí là 0,007 và coi như bằng nhau cho cả 10 vị trí Mỗi khi dừng cần 2 phút để sửa chữa, không lấy phôi ra khỏi vị trí khi dừng máy

a/ Hệ số hiệu quả:

-Tần suất dừng của dây chuyền: F = n*p = 10*0,007 = 0,07

-Thời gian SX trung bình: Tp = Tc + F*Td = 10 + 0,07*120 = 18,4 (giây)

Hệ số hiệu quả E:

E = Tc/Tp = 10/18,4 = 0,544

b/ Hệ số dừng máy D:

D = 1 – E = 1 – 0,544 = 0,456

c/ năng suất của máy Rp:

Rp = 1/Tp = 1/18,4 = 0,054(ch/ giây)

= 0,054*3600 = 195,6 (ch/giờ)

BÀI T ẬP 3.1

Một máy xoay vòng 8 vị trí hoạt động với chu kỳ lý tưởng là 20s, tần suất dừng máy là

0,06 lần dừng trên một chu kỳ Mỗi khi máy dừng cần 3 phút để sửa chữa

a/ Thời gian sản xuất trung bình Tp :

Tp = Tc + F*Td = 20 + 0,06*180 = 30,8(gy) = 0,513(ph)

b/ Tốc độ sản xuất trung bình Rp :

Rp = 1/Tp = 1/0,513 = 1,949ch/ph = 117ch/giờ

c/ Hiệu quả của máy E :

E = Tc/Tp = 20/30,8 = 0,649

d/ Phần không hiệu quả do dừng máy D :

D = 1 – E = 1 – 0,649 = 0,351

BÀI T ẬP 3.4

Một đường dây tự động 15 vị trí có chu kỳ làm việc lý tưởng là 0,58 ph Cứ 15 chu kỳ thì có một lần dừng máy Thời gian mỗi lần dừng máy vào khoảng từ 2 đến 9 phút, trung bình là 4,2 phút Nhà máy có dây chuyền này làm việc mỗi ngày 8 giờ, 5 ngày một tuần Mỗi tuần dây chuyền có khả năng sản xuất số lượng chi tiết là bao nhiêu ?

Tần suất dừng máy của dây chuyền là:

F = 1/15 = 0,067

- Thời gian SX trung bình Tp:

Tp = Tc + F*Td = 0,58 + 0,067*4,2 = 0,86 (ph)

Tốc độ SX trung bình Rp:

Rp = 1/Tp = 1/0,86 = 1,163ch/ph

Nhà máy làm việc 8 giờ/ngày và 5 ngày/tuần, như vậy trong một tuần dây chuyền làm việc tổng thời gian TR

TR = 8*60*5 = 2400 (ph)

Vậy trong một tuần dây chuyền có khả năng sản xuất số lương chi tiết là:

S = Rp*TR = 1,163*2400 = 2790 ( ch)

BÀI T Ậ P 3.2

Cho rằng tần suất dừng máy trong bài 5.1 là ngẫu nhiên do phần điện và cơ Giả sử rằng

ngoài nguyên nhân dừng máy trên còn có thên sự dừng máy do để thay và điều chỉnh dụng cụ Thời gian dừng máy để thay hoặc điều chỉnh dụng cụ là hết 4 phút cho tất cả các

vị trí Thủ tục này cứ 200 chu kỳ gia công thì lặp lại một lần Tính lại

a/ Thời gian SX trung bình Tp :

- Tần suất dừng máy để thay hoặc điều chỉnh dụng cụ là:

Ft = 1/200 = 0,005

- Thời gian dừng máy cho thay hoặc điều chỉnh dụng cụ là:

Tdt = 4ph = 4*60 = 240(gy)

- Thời gian SX trung bình Tp là:

Tp = Tc + F*Td + Ft*Tdt = 20 + 0,06*180 + 0,005*240 = 32(gy) = 0,533(ph)

b/ Tốc độ SX trung bình:

Rp = 1/Tp = 1/0,533 = 1,876ch/ph = 113ch/giờ

c/ Hiệu quả của máy E :

E = Tc/Tp = 20/32 = 0,625

d/ Phần không hiệu quả do dừng máy:

D = 1 – E = 1 – 0,625 = 0,375

Lý thuyết :

Câu 1 : nêu vai trò của hệ điều khiển trong các hệ thống sản xuất tự động ? , vẽ và trình bày sự khác nhau giữa diều khiển mạch kín và điều khiển mạch hở ?

Câu 2 : Thế nào là hệ thống điều khiển tự động ? trình bày ngyên lý hoạt động, ưu nhược điểm của hệ thống điều khiển NC

Câu 3: Trình bày vai trò của cảm biến trong các hệ thống sản xuất tự động ? cho ví dụ minh họa