khái niệm về sản xuất và quá trình sản xuất:

Ch 1 khái niệm sản xuất trình sản xuất: Sản xuất (tiếng Anh: production) hay sản xuất cải vật chất hoạt động chủ yếu hoạt động kinh tế người Sản xuất trình làm sản phẩm để sử dụng, hay để trao đổi thương mại Quá trình sản xuất nói chung q trình người tác động vào tài nguyên thiên nhiên để biến chúng thành sản phẩm có ích cho xã hội loại q trình chế tạo sp khí: Q trình sản xuất sản phẩm chia thành trình lắp ráp, trình chế biến trình hỗn hợp - Quá trình lắp ráp: Trong trình sản xuất này, vật tư, thiết bị, chi tiết phận kết hợp với để tạo sản phẩm hồn chỉnh - Q trình chế tạo: Q trình sản xuất bắt nguồn từ nguyên liệu phân chia, chế tạo thành nhiều loại sản phẩm khác - Quá trình sản xuất hỗn hợp: Đây kết hợp đồng hai loại trình lắp ráp trình chế tạo vào doanh nghiệp đơn vị sản xuất Nếu vào số lượng sản phẩm trình sản xuất tính chất lặp lại có q trình sản xuất đơn trình sản xuất hàng loạt + Quá trình sản xuất đơn chiếc: Sản phẩm sản xuất theo đơn đặt hàng, theo sản phẩm riêng biệt Sản phẩm thường có cấu tạo phức tạp, thể tích lớn, cồng kềnh, khó vận chuyển, giá trị lớn chu kỳ sản xuất kéo dài + Quá trình sản xuất hàng loạt: Loại trình sản xuất hàng loạt lớn tùy thuộc vào đặc điểm sản phẩm Chúng thường sản xuất theo dây chuyền, suất cao, giá thành đơn vị sản phẩm nhỏ Ngoài vào khả tự chủ sản xuất doanh nghiệp, q trình sản xuất cịn chia thành doanh nghiệp có q trình thiết kế- sản xuất, nhận thầu gia công Ch cơng đoạn (qúa trình cơng nghệ) Q trình chuẩn bị cơng nghệ chế tạo sản phẩm liên quan tới nhiều chức thông tin khác nhau, thực chất q trình điều phối, thiết kế thử nghiệm q trình cơng nghệ, dây chuyên công nghệ để hệ thống sản xuất đạt kết tối ưu đủ độ tin sở thực tế nhà máy CÁC QUÁ TRÌNH PHỤ TRỢ, NĂNG LƯỢNG, MƠI TRƯỜNG, AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ BẢO DƯỠNG QT chế tạo: Đầu vào đơn hàng Q trình thiết kế Qúa trình hoạch định cơng nghệ * Chế tạo phôi * Gia công CT (Cơ, nhiệt, xử lý bề mặt) * Lắp ráp Quá trình kiểm sốt chất lượng Đầu sản phẩm Q TRÌNH HOẠCH ĐỊNH, QUẢN LÝ VÀ KIỂM SỐT SX Hình 2.2: Các chức nhà máy chế tạo cấu trúc hệ thống dây chuyền công nghệ -về mặt cấu trúc DCCN hệ thống đa dạng, phụ thuộc vào điều kiện quy nơ sản xuất cụ thể Khi nói đến DCCN hệ thống chế tạo có nghĩa đề cập đén hệ thống máy móc, cơng cụ thiết bị đượccấu trúc hố theo quy trình nhằm thực hay nhiều chức chế tạo Theo quan điểm cấu trúc hệ thống, ta xây dựng cấu trúc QTCN theo hệ phân cấp từ lớn đến nhỏ sau: 1, Quá trình cơng nghệ, 2, Ngun cơng, 3, Bước cơng nghệ, 4, Thao tác, 5, Động tác Nguyên công: phần q trình cơng nghệ, bao gồm cơng việc tiến hành liên tục, đối tượng sản xuất chỗ làm việc, hay nhóm cơng nhân phụ trách Nếu thay đổi điều kiện tính làm việc liên tục chỗ làm việc ta chuyển sang nguyên công khác Nguyên công thành phần QTCN để ta hoạch định tổ chức sản xuất Bước công nghệ: phần nguyên công, công việc thực với công cụ lao động (máy móc hay dụng cụ) điều kiện công nghệ định (cùng nlần gá, chế độ cắt) Thao tác: phần bước công nghệ gồm công việc (hay động tác) tiến hành liên tục đồng thời Thao tác chia thành thao tác thao tác phụ Thao tác thao tác làm biến đổi trực tiếp đối tượng sản xuất Thao tác phụ thao tác hỗ trợ cho tác Động tác: phần thao tác, phần nhỏ QTCN, sở xác để định mức lao động tự động hoá sản xuất quy luật với qúa trình gia cơng khí  Thứ tự biến đổi tính chất hình học: hình dạng, kích thước, vị trí độ nhám bề mặt Qui luật lơgic thể lưu đồ sau: Gia công thô  Gia công bán tinh Gia công tinh Gia công tinh xác Thứ tự biến đổi tính chất hình học lý: độ bền cứng học Gia công tạo hình(thơ, bán tinh) Nhiệt luyện Gia cơng tạo hình(tinh, tinh xác)   Thứ tự hình thành bề mặt: nguyên tắc chọn chuẩn gia công, chẳng hạn như: bề mặt chọn làm chuẩn định vị phải gia cơng trước Thứ tự gia cơng: trình tự gia công phụ thuộc vào phương án phôi khác Trình tự bố trí địa vận chuyển: Các trình tự gia cơng phải thiết lập cho chi phí vận chuyển cực tiểt sở ràng buộc điều kiện sản xuất thực tế phạm vị mặt sản xuất có sẵn  2.3.2 Tiến trình tổng quát trình chế tạo chi tiết khí:       1, Chế tạo phôi 2, Xử lý nhiệt để cải thiện điều kiện cắt gọt 3, Gia công cắt gọt tạo hình (gia cơng thơ) 4, Xử lý nhiệt để cải thiện điều kiện cắt gọt 5, Gia cơng cắt gọt tạo hình phụ (gia cơng tinh) 6, Nhiệt luyện để đạt điều kiện kỹ thuật yêu cầu cho chi tiết (độ cứng bề mặt, khả chống mài mịn) 7, Gia cơng cắt gọt lần cuối (gia công tinh tinh xác)   tiêu chuẩn hóa qúa trình cơng nghệ để làm gì? Q trình cơng nghệ tiêu chuẩn q trình cơng nghệ mẫu mực kiểm nghiệm tốt, sử dụng thống đối tượng sản xuất tương ứng Xây dựng, phổ biến áp dụng rộng rãi q trình cơng nghệ tiêu chuẩn ngành chế tạo máy tạo điều kiện:  Giải phóng cán cơng nghệ khỏi cơng việc tính tốn vụn vặt, xây dựng tài liệu công nghệ trùng lặp nhiều lần  Giảm trang bị công nghệ trùng lặp  Đơn giản khâu tính tốn định mức lao động vật liệu  Giảm thời lượng bố trí sản xuất  Sản phẩm khí thường phức tạp đa dạng, nên chế tạo chi tiết theo cơng nghệ cá biệt số lượng tài liệu công nghệ ứng với loại sản phẩm lớn phức tạp Mỗi thay đổi đối tượng sản xuất lại phải xây dựng lại tồn tài liệu này, có tới 50% số lượng tài liệu công nghệ có nội dung trùng lặp với tài liệu cũ lập Tình trạng làm cho trình chuẩn bị công nghệ cho sản phẩm chậm, thiếu khoa học, q trình sản xuất q trình cơng nghệ cải tiến, chu kỳ sản xuất kéo dài ảnh hưởng lớn đến chất lượng, suất lao động giá thành sản phẩm; mặt khác khoa học kỹ thuật ngày phát triển nhanh chóng, sản phẩm khí thường xuyên thay đổi cấu trúc phận cải tiến nhiều sản phẩm thiết kế theo nguyên lý làm việc Tuy vậy, kết cấu chi tiết, phận sản phẩm khí lại tương đối ổn định Các chi tiết có thơng số kết cấu công nghệ không thay đổi Điều  cho phép tiến hành khâu chuẩn bị công nghệ hợp lý chủ động sản phẩm khí Biện pháp nhằm rút ngắn thời gian chuẩn bị cơng nghệ, góp phần nâng cao hiệu sản xuất ngành chế tạo máy thống hoá, tiến tới tiêu chuẩn hoá q trình cơng nghệ cơng nghệ nhóm , điển hình , tổ hợp 2.5 CƠNG NGHỆ ĐIỂN HÌNH Mục tiêu cơng nghệ điển hình xây dựng qui trình cơng nghệ chung cho đối tượng sản xuất (chi tiết, phận, sản phẩm) có kết cấu giống Cơ sở cơng nghệ điển hình dựa vào việc phân lọai chi tiết mặt kết cấu công nghệ, xác định lập nên đối tượng điển hình có đầy đủ đặc trưng tiêu biểu kiểu; nhờ trình gia công chi tiết lắp ráp phận thuộc kiểu định, tiến hành theo quy trình cơng nghệ điển hình xây dựng từ trước Cơng nghệ điển hình cịn tạo điều kiện: - Thống hoá, tiêu chuẩn hoá nguyên công thông dụng, - Hạn chế đa dạng đối tượng kết cấu công nghệ kiểu, giảm bớt khối lượng lao động việc chuẩn bị sản xuất, - Thực chun mơn hố sản xuất, Các nội dung áp dụng công nghệ điển hình: Phân loại chi tiết, phận sản phẩm thành kiểu Trong kiểu đối tượng phải giống hoàn toàn kết cấu Phân tích, lựa chọn kiểu đối tượng điển hình Lập quy trình cơng nghệ điển hình cho kiểu đối tượng ứng với đối tượng điển hình chọn Xác định trang thiết bị, dụng cụ, chế độ công nghệ cho kiểu ứng với tiến trình cơng nghệ điển hình Nhờ mà đối tượng sản xuất kiểu có dạng kết cấu giống cỡ, kích thước định, cho phép gia cơng lắp ráp theo tiến trình cơng nghệ giống Quy trình phải xây dựng sở thống hoá tiêu chuẩn trang thiết bị, dụng cụ, chế độ công nghệ, định mức kinh tế kỹ thuật nhằm đảm bảo cho trình sản xuất đồng hồn thiện dần trình độ sản xuất, đạt hiệu kinh tế kỹ thuật tổng hợp ngày cao Cơng nghệ điển hình áp dụng theo hai mức độ khác nhau: Điển hình hố tồn q trình cơng nghệ cho kiểu, Điển hình hố ngun cơng riêng biệt, ứng với đối tượng kiểu Hai mức độ có liên hệ chặt chẽ với nhau, bổ sung cho nhằm nâng cao tính loạt sản xuất, đồng thời ổn định tính loạt sản xuất, tạo điều kiện áp dụng dây chuyền sản xuất linh hoạt cho nhiều đối tượng kiểu   Ở mức độ điển hình hố đầu tiên, chi tiết gia cơng phân loại sở giống hoàn toàn kết cấu; tức vật liệu, vị trí kích thước tất bề mặt gia công quan trọng chi tiết gia công phải giống mức độ cao, để gia cơng với tiến trình cơng nghệ ngun cơng, sử dụng chung loại thiết bị cơng nghệ Thơng thường đối tượng sản xuất thuộc kiểu chi tiết Đối với trình lắp ráp, sản phẩm loại phải có sơ đồ lắp ráp giống để lắp ráp với tiến trình cơng nghệ lắp ráp ngun cơng lắp ráp dùng chung trang thiết bị lắp ráp Nói chung đối tượng sản xuất khác mặt kết cấu Cơng nghệ điển hình tạo điều kiện hợp lý hố q trình chuẩn bị cơng nghệ, tạo điều kiện để tiêu chuẩn hố ngun cơng q trình cơng nghệ, sở để thiết kế xây dựng dây chuyền tự động sử dụngtrong sản xuất 2.6 CƠNG NGHỆ NHĨM Cơ sở cơng nghệ nhóm phân nhóm đối tượng sản phẩm theo giống phần kết cấu với mức độ giống tập hợp vài bề mặt gia công Điều cho phép gia cơng chi tiết nhóm với trang thiết bị, dụng cụ trình tự cơng nghệ, tức với nguyên công Đối với chi tiết cụ thể cho phép khác biệt so với đặc trưng công nghệ chung nhóm chi tiết Thực tế cho thấy cơng nghệ nhóm nên áp dụng giới hạn vài ngun cơng chính, ngun cơng có khối lượng lao động tính theo thời gian gia cơng nhiều Lý chủ yếu q trình ghép nhóm chi tiết gia công phức tạp chi tiết gia cơng cụ thể q trình cơng nghệ phải ghép nhóm nhiều lần Trong điều kiện sản xuất đơn loạt nhỏ, loạt vừa với số lượng loại chi tiết không nhiều mà chủng loại chi tiết đa dạng, phức tạp việc phân nhóm khơng thể thực tốn kém; mặt khác việc điều hành quản lý q trình gia cơng séât khó khăn tốn Cơng nghệ nhóm thường ứng với vài nguyên công chung đối tượng gia cơng có kết cấu khác nhau; cịn cơng nghệ điển hình lại ứng với tồn q trình cơng nghệ, mà ngun cơng mang tính chất chung cho đối tượng gia cơng có kết cấu giống thuộc kiểu Cơng nghệ nhóm thường thực nguyên công , cụ thể máy gia cơng nhóm máy tiện, máy khoan, máy phay Việc phân chia chi tiết thành nhóm gia cơng loại máy cụ thể gọn Nhóm đơn vị chính, nhóm, chi tiết có q trình gia công ngắn bề mặt Nói chung cơng nghệ nhóm nhóm chi tiết có chu kỳ gia cơng hai máy kiểu Nếu chi tiết có chu kỳ gia công nhiều máy với kiểu loại máy khác lại phải xếp vào cơng nghệ điển hình Phạm vị cơng nghệ nhóm hẹp cơng nghệ điển hình cơng nghệ nhóm bao gồm số nguyên công chung ứng với số bề mặt gia công giống chi tiết, cơng nghệ nhóm lại cụ thể, cho phép ứng dụng nhanh đưa lại hiệu kinh tế tốt điều kiện sản xuất linh hoạt nhỏ đơn Điều nhờ số lượng chi tiết thuộc nhóm nhiều, kết cấu chung chi tiết có khác Muốn đạt hiệu kinh tế tốt áp dụng công nghệ nhóm cần ý vấn đề sau đây:    Nâng cao tính cơng nghệ kết cấu, thống hoá, tiêu chuẩn hoá kết cấu chi tiết, phận, sản phẩm khí nói chung Sử dụng đồ gá tiên tiến, có khả điều chỉnh nhanh ứng với đối tượng nhóm Phải tạo điều kiện để tự động hố q trình gia công, hướng tới việc xây dựng sử dụng dây chuyền gia công linh hoạt tự động Để thực gia cơng nhóm cần tiến hành bước chủ yếu theo thứ tự sau: 1, Phân nhóm chi tiết gia cơng, 2, Lập qui trình cơng nghệ cho nhóm, 3, Thiết kế trang bị cơng nghệ nhóm Phân nhóm chi tiết gia cơng: Đây bước quan trọng tạo điều kiện thuận lợi cho bước tiếp sau Trong cơng nghệ nhóm việc phân nhóm không dựa vào đặc điểm kết cấu cơng nghệ mà cịn phải dựa vào đặc điểm kiểu, loại thiết bị công nghệ nhằm đảm bảo trình gia cơng hợp lý, tức cần dựa vào loại TB công nghệ cụ thể Sau phân nhóm ta xây dựng chi tiết đại diện cho nhóm cách chọn chi tiết có nhiều bề mặt gia công chung bổ sung thêm bề mặt khác mà chi tiết khác có Lập quy trình cơng nghệ cho nhóm Những nguyên tăc cần đảm bảo lập QTCN nhóm là: - Thứ tự bước nguyên công phải phù hợp cho nhóm - Đồ gá, dụng cụ v.v dùng nhóm phải dùng chi tiết nhóm - Đảm bảo tổn hao điều chỉnh ngun cơng thay đổi chi tiết gia cơng nhóm Cơng việc trước tiên dựa vào chi tiết đại diện chi tiết tổng hợp nhóm để lập quy trình cơng nghệ tổng quát Căn vào đặc điểm cụ thể kết cấu công nghệ chi tiết khác nhóm tiến hành việc hồn thiện, bổ sung quy trình biểu diễn dạng sơ đồ, theo theo thứ tự bước, ngun cơng, xếp bố trí dụng cụ gia công, thứ tự làm việc dụng cụ, lập phiếu điều chỉnh thiết bị dụng cụ, tính tổng thời gian cần thiết để gia cơng chi tiết loạt chi tiết nhằm xác định tải trọng thiết bị công nghệ Thiết kế trang bị cơng nghệ nhóm Do có đặc trưng công nghệ giống gá đặt gia công, tiết nhóm phải có bề mặtdùng làm chuẩn định vị sơ đồ gá đặt gia cơng gần nhau, khác kích thước hay hình dạng Đồ gá phải có phận điều chỉnh kích thước phận vạn năng, nhờ giảm bớt thời gian chi phí điều chỉnh, giảm thành phần chi phí đồ gá nhóm, rút ngắn thời gian chuẩn bị sản xuất khơng cần thời gian để thiết kế chế tạo đồ gá Một cách tổng quát, đồ gá gia cơng nhóm có đặc điểm sau:      Có khả gá đặt xác, nhanh chóng chi tiết nhóm Đảm bảo độ xác độ cứng vững cần thiết, không làm biến dạng chi tiết gia công Tháo lắp nhanh chóng máy gia cơng Thao tác thuận tiện nhẹ nhàng So với đồ gá chuyên dùng riêng biệt đồ gá gia cơng nhóm thường cứng vững 2.7 CƠNG NGHỆ TỔ HỢP Cơng nghệ điển hình cơng nghệ nhóm có ưu điểm hạn chế riêng phạm vi ứng dụng Công nghệ tổ hợp dựa việc kết hợp phương pháp thống hoá, tiêu chuẩn hoá kết cấu đối tượng sản xuất, cơng nghệ điển hình cơng nghệ nhóm nhằm khai thác tận dụng ưu điểm, hạn chế nhược điểm phương pháp riêng biệt Để đảm bảo tính linh hoạt tồn q trình cơng nghệ, phải xác định đối tượng sản xuất theo luận điểm riêng cơng nghệ điển hình Mặt khác để đảm bảo tính linh hoạt nguyên công lại phải theo quan điểm công nghệ nhóm Trong phương pháp cơng nghệ tổ hợp, xác định đối tượng sản xuất, phải kết hợp luận điểm cơng nghệ điển hình cơng nghệ nhóm, mà xuất phát điểm loại kiểu chi tiết Để đảm bảo khả thích ứng cơng nghệ, tuỳ theo điều kiện sản xuất ứng với đối tượng gia cơng cụ thể, nghiên cứu áp dụng phương án công nghệ sau: Phương án tập trung nguyên công, sản xuất phát triển: NC, CNC hay trung tâm gia công  Phương án phân tán nguyên công, sản xuất phát triển: máy vạn có gá lắp linh hoạt, máy chuyên dùng linh hoạt có kết cấu đơn giản Để áp dụng công nghệ tổ hợp cần phải thực bước quan trọng sau:  1, Phân loại ghép nhóm đối tượng gia cơng chương trình sản xuất dựa vào việc xác định chi tiết phổ biến, loại chi tiết phổ biến, xác định thông số phổ biến đối tượng gia công loại chi tiết phổ biến, sau so sánh đối tượng loại phổ biến theo thông số phổ biến để xác định số kiểu chi tiết loại chi tiết phổ biến gia cơng theo qui trình cơng nghệ tổ hợp 2, Xác định đối tượng điển hình: Xác định kiểu chi tiết điển hình số kiểu chi tiết gia công theo công nghệ tổ hợp sở độ phức tạp cao kết cấu công nghệ 3, Xác định số lượng qui đổi kiểu chi tiết khác kiểu điển hình hệ số qui đổi, hệ số xét đến khác kết cấu công nghệ kiểu xét kiểu điển hình Sau tính tổng số lượng qui đổi kiểu điển hình tất kiểu chi tiết gia công tổ hợp 4, Xác định phương án tổ hợp tối ưu công nghệ sở so sánh phương án theo đại lượng chủ yếu hệ số tải trọng trung bình, chu kỳ gia cơng, số lượng máy cần thiết, tổn hao thời gian điều chỉnh 5, Thiết kế, xây dựng q trình cơng nghệ, nguyên công dây chuyền gia công theo phương án tổ hợp tối ưu công nghệ, kể thiết kế đồ gá điều chỉnh cho nguyên công Ch vai trị vị trí quản lý sx theo dõi sx: mục tiêu, kỹ thuật pp 10 kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm dựa yếu tố nào? Để đánh giá chất lượng sản phẩm sản xuất cần phải tiến hành trình kiểm tra sản phẩm qua tiêu chất lượng trình sản xuất sản phẩm Đo lường xác định yếu tố đặc điểm sản phẩm hoạt động cần thiết Đo lường đề cập nghệ thuật đo đại lượng hình học, thơng thường khoảng cách, nhờ dụng cụ đo Mục đích việc đo đạc nầy kiểm tra hữu xác thực chi tiết từ đánh giá tính tương thích so với vẽ thiết kế Khái niệm tương thích quan trọng trọng tâm vấn đề nghiên cứu Thật vậy, trình dịch đặc điểm 2D chuỗi phép đo tính tốn chi tiết thực từ tạo thành vật thể 3D 11 kỹ thuật đo đạc thông số cần đo Vấn đề đặt đo gì? đo gì? Nếu ta mong muốn đặc điểm nêu vẽ thiết kế (được tiêu chuẩn hoá), người kiểm tra phải đo thông số sau:  Các kích thước (dimensions)  Các sai lệch hình dáng  Các sai lệch vị trí Các sai lệch hình dáng đặc trưng thuộc chất bề mặt khảo sát, sai lệch vị trí liên quan đến vị trí tương đối bề mặt, khí kích thước khoảng cách bề mặt Nếu dễ dàng vẽ 2D kích thước (cote), thí khó chuyển đặt chi tiết (3D) Sai lệch hình dáng Trong thực tế mặt ta có vẽ thiết kế với đặc trưng tiêu chuẩn hố bề mặt lý thuyết mặt khác chi tiết với bề mặt thực chế tạo Để đặc trưng hoá bề mặt thực (bề mặt chế tạo), đo đạc cần phải xác định số điểm hệ toạ độ cho trước Đám mây điểm đo hình ảnh đo bề mặt Với đám mây ta dựng thực thể hình học bề mặt thiết lập Do thực thể hình học (bề mặt thiết lập) ta dùng để so sánh với bề mặt lý thuyết Quá trình giai đoạn nguyên tắc phép đo máy đo đặc biệt bàn máp Sai lệch vị trí Một sai lệch vị trí ln đặc trưng vị trí bề mặt so với bề mặt khác (đồng trục, thẳng góc, song song ) Thật vậy, theo tiêu chuẩn, mặt phẳng đo phải gồm mặt phẳng song song với mặt phẳng chuẩn cách giá trị dung sai 3 Kích thước ghi (cote) Trước tiên, ta phân biệt hai khái niệm: Ta gọi kích thước ghi (cote) đặc trưng có vẽ, ngược lại, kích thước (dimension) đại lượng đo Vậy ta khơng đo kích thước ghi đo đại lượng mà sau ta so sánh với kích thước ghi vẽ Từ quan điểm thể người thiết kế, vẽ, kích thước ghi cho phép liên kết hai bề mặt mà ta mong muốn có khoảng cách với giá trị cho trước Từ quan người kiểm tra, vấn đề lại hồn tồn khác, trước mặt họ chi tiết thực, khối vật thể Như kích thước ghi thành kích thước người kiểm tra đối diện với bề mặt chế tạo 12 định dạng hình dáng hình học bề mặt trường hợp mặt phẳng Đo với bàn chuẩn  Phương pháp Zé ro: Đây phương pháp để đo khoảng cách Ở ta bỏ qua sai lệch hình dáng vị trí bề mặt khảo sát (vì độ lớn sai lệch thường nhỏ dung sai kích thước ghi) Để tiến hành đo đạc ta đặt mẫu có độ cao với kích thước ghi Đó chuẩn đo  Đo sai lệch hình dáng: Theo cách thức sau Đặt bề mặt thẳng góc với hướng đo Để làm điều ta phải cân chi tiết cách làm cho điểm bề mặt có độ cao,  Tiếp theo xác định sai lệch điểm khác so với điểm theo hướng đo Phương pháp đơn giản nhanh chóng điểm lựa chọn ngẫu nhiên khơng thể đảm bảo sai lệch tìm nhỏ Về mặt lý thuyết cần phải thử với tổ hợp điểm nêu để tìm sai lêch nhỏ Trong thực tế, ta thực loạt phép đo Giả thiết hướng đo thay đổi, nhờ tính tốn ta xếp nhiều loạt điểm Zé ro, điểm lựa chọn nghiêm ngặt  Đo máy đo chiều (MMT) với máy tính Trong trường hợp đo sai lệch hình dáng, ta dùng phương pháp trước có sử dụng cơng cụ tự động xử lý Phương pháp sau: Giai đoạn đầu tiên: Chọn điểm số N điểm, tính tốn mặt phẳng thiết lập qua vectơ pháp tuyến Giai đoạn 2: Tính sai lệch điểm P mặt phẳng thiết lập điểm M i đo Giai đoạn 3: Tính sai lệch hình dáng Ta thực với tất tổ hợp điểm N điểm Nhược điểm phương pháp tốn nhiều thời gian tính tốn với số lượng lớn điểm đo Nhưng có thuận lợi lớn thực tính tốn cân Do ý tưởng khơng cịn khảo sát điểm tồn đám mây điểm tính tốn mặt phẳng tối ưu nhờ sử dụng phương pháp bình phương bé chẳng hạn Ta nhận lần xác với sai số nhỏ Ch 13 pp SMED Phương pháp SMED nhằm cải thiện thời gian thay đổi loạt sản xuất SMED chữ viết tắt Single Minute Exchange of Die dịch thay đổi dụng cụ 10 phút Phương pháp có mục đích giảm thời gian thay đổi loạt sản xuất áp dụng suy nghĩ tiên tiến để tổ chức công việc với q trình tự động hố Như việc áp dụng phương pháp gắn liền trực tiếp với nhiệm vụ sản xuất Do vậy, để dễ dàng hoá việc thay đổi loạt sản xuất, thay đổi chi tiết phải đề cập Nhiệm vụ thiết kế phải tham gia vào trình Phương pháp Phương pháp SMED Shigeo Shingo đề chia thành loại công việc thay đổi loạt:   Các cơng việc bên (IDE) thực máy dừng làm việc Các công việc bên ngồi (ODE) phải thực máy hoạt động Để thực phương pháp SMED cần phải theo điểm sau Phân chia IED OED Quan sát trình xác định rõ thao tác thuộc IED OED, cần phải tác động bên ngồi thời gian thay đổi loạt Nếu IED khơng đáng kể giải Chuyển đổi IED thành OED Đây nguyên tắc hiệu phương pháp SMED Nhờ chuẩn bị tốt công việc, ta chuyển đổi thao tác thành thao tác Thích nghi theo tiêu chuẩn hố nhiệm vụ Để thay đổi nhanh loạt sản xuất, cần phải bỏ khả điều chỉnh máy cách tiêu chuẩn hoá nhiệm vụ cần phải thay đổi máy 4 Thích nghi chức kẹp chặt Cần tìm kỹ thuật để tối ưu hoá thời gian máy dừng; tiếp cận nhiều khái niệm tự động để lắp đặt dụng cụ đồ gá Thích nghi theo phân chia công việc Việc phân chia công việc không hợp lý thường dẫn đến di chuyển vơ ích làm thời gian Việc phân chia công việc hợp lý dẫn đến làm cho người đứng máy tự tiết kiệm khoản thời gian để tránh thực nhiều lần vòng quanh máy Dự đoán điều chỉnh Việc điều chỉnh máy phải tính đến thực tế cần thiết Tối ưu nhờ khí hố Điều phải diễn cuối đắc khơng phải ln có hiệu Khi giá việc giảm thời gian thay đổi loạt lớn, cần phải làm phép tính hiệu 14 thiết kế cơng nghệ khí linh hoạt ứng dụng CAD/CAM 2.1 Xác định họ ( nhóm) chi tiết Họ (nhóm) tập hợp chi tiết gia cơng có giống định hình dáng kích thước kỹ thuật Việc phân tích tiến trình gia cơng với chi tiết gia cơng tạo tiến trình chung gia cơng hợp lý cho họ nhóm chi tiết Trong việc thiết lập sản phẩm áp dụng cơng nghệ nhóm giúp chuẩn hoá chi tiết liên quan đến việc nhận biết đặc tính tương tự với hệ thống mã hố Đặc tính tương tự nằm hai loại:  Đặc tính thiết kế hình dạng kích thước hình học  Đặc tính chế tạo là: trình tự bước gia cơng địi hỏi để chế tạo chi tiết Cơng nghệ nhóm, phân loại chi tiết mã hoá liên quan chặt chẽ với Trong cơng nghệ nhóm, người ta thường cố gắng tìm trình chế tạo chung, lịch trình xếp, chi tiết thông qua phương tiện chế tạo nhằm cực đại hoá hiệu sử dụng nguồn lực sẵn có, tiết kiệm nguồn lực, thời gian nỗ lực thông qua việc đánh giá phân tích chi tiết đại diện từ đưa giải pháp tổng quát phân tích cho tất chi tiết/ cụm nhóm Cản trở việc thay đổi từ phân xưởng sản xuất truyền thống tới cơng nghệ nhóm vấn đề phân nhóm chi tiết thành họ chi tiết Cả ba phương pháp sau đòi hỏi nhiều thời gian liên quan tới việc phân tích liệu - Kiểm tra thị giác - Phân loại mã hoá kiểm tra liệu sản xuất từ liệu thiết kế - Phân tích dịng (chu trình) sản xuất Phương pháp kiểm tra thị giác phương pháp phức tạp dễ Nó liên quan tới việc phân loại chi tiết thành họ chi tiết cách nhìn chi tiết thực nhìn qua vẽ xếp chúng thành nhóm tương tự Phương pháp thứ hai liên quan đến việc phân loại chi tiết thành họ chi tiết kiểm tra đặc tính chế tạo đặc tính thiết kế riêng biệt chi tiết Sự phân loại cho ta số mã hoá mà cho phép nhận biết cách đặc tính chi tiết Phương pháp phân loại mã hố sử dụng nhiều Phương pháp thứ ba sử dụng thơng tin chứa đựng bảng chu trình sử dụng vẽ chi tiết Các chi tiết với tuyến ( chu trình) gia cơng tương tự giống nhóm lại với thành họ chi tiết Phương pháp phân tích dịng sản xuất phương pháp sử dụng cho công việc nhận biết họ chi tiết ghép nhóm máy cơng cụ Nó khơng sử dụng hệ thống phân loại mã hố khơng sử dụng vẽ chi tiết để nhận biết họ chi tiết Dòng sản xuất sử dụng để phân tích thứ tự ngun cơng thực chu trình máy cho chi tiết chế tạo phân xưởng cho biết, nhằm nhóm chi tiết có nhóm hay chu trình gia cơng tương tự giống Các nhóm sau sử dụng để thiết lập phân xưởng máy lơgíc theo sơ đồ mặt cơng nghệ nhóm Khi sử dụng liệu chế tạo thay sử dụng liệu thiết kế để nhận biết họ chi tiết, hai trường hợp xảy ra: Trường hợp 1: Các chi tiết hình học khác địi hỏi tuyến gia công tương tự giống Trường hợp 2: Các chi tiết có hình học tương tự địi hỏi có tuyến gia công khác Tuy nhiên, bất lợi việc sử dụng dịng sản xuất chỗ khơng cung cấp cho ta cấu đánh giá hợp lý hoá tuyến chế tạo không xem xét đưa để nhận định tuyến (chu trình) gia công tối ưu, quán hay logic Các thủ tục phân tích dịng sản xuất tổ chức thành bốn bước: a Thu thập kiện b Sắp xếp thành nhóm sở tính tương tự tuyến (chu trình) gia cơng c Lập biểu đồ d Phân tích 2.2 Xác định tiến trình gia cơng họ ( nhóm) chi tiết Khi pha thiết kế sản phẩm hồn chỉnh, ta tiến hành triển khai hoạch định q trình cơng nghệ gia cơng chi tiết thiết kế Với việc xây dựng công nghệ theo phương pháp biến thể ngun cơng chế tạo chi tiết phải biết lưu trữ máy tính biến phi thơng số Trong trình thiết kế, người thiết kế phân loại biến tìm kiếm biến mà tương tự với chi tiết cần gia công Khi biến tìm thấy, thơng tin thơng số cho chi tiét đưa chèn vào trang mơ hình q trình Với thơng tin này, máy tính tự động tạo sơ đồ quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết Người hoạch định quy trình thêm bớt sửa đổi sơ đồ chuẩn đưa máy tính để có sơ đồ quy trình cơng nghệ mong muốn Phương pháp hoạch định biến thể, gọi phương pháp lai tạo hay phương pháp pha trộn, bộc lộ nhiều ưu điểm gia cơng chi tiết điển hình ( mỏng, trịn xoay, trụ ), có kết hợp cơng nghệ nhóm hoạch định với quy mơ sản xuất loại vừa nhỏ Đó nhược điểm phương pháp biến thể, điều thể hiển rõ ràng chỗ phương pháp biến thể địi hỏi phải sẵn có biến ngun công chế tạo sở liệu lưu trữ máy tính mà điều phụ thuộc vào ràng buộc điều kiện sản xuất phương pháp hoạch định thông thường Với cách tiếp cận này, nghiên cứu nội dung đề tài tập trung chủ yếu vào xây dựng phương pháp thiết kế công nghệ cho dạng chi tiết bản: gồm có trục/bạc, càng/biên, hộp/gối dỡ, với hai mục tiêu Mục tiêu 1: Trợ giúp cho việc xây dựng QTCN máy gia công thông thường Mục tiêu 2: Trợ giúp cho việc xây dựng QTCN theo hướng linh hoạt hoá ứng dụng kỹ thuật CAD/CAM, tạo điều kiện tích hợp module trợ giúp thiết kế vào hệ thống FMS sẵn có sở ràng buộc có điều kiện sản xuất thực tế Module trợ giúp hoạch định hoạt động hệ chuyên gia trợ giúp Q trình hoạch định quy trình gia cơng chi tiết khí theo định hướng linh hoạt hố thực phạm vi nghiên cứu sau: Xác định đối tượng gia công (ghép nhóm chi tiết khí) Xác định đối tượng đại diện cho nhóm chi tiết ghép Xác định phương pháp gia công cho bề mặt đối tượng đại điện Xác định thứ tự gia công cho bề mặt ( phần tử hình dạng) đối tượng đại diện theo quy luật lôgic kỹ thuật công nghệ 5 Thiết kế nguyên công ứng với loại máy công cụ ( máy thường, máy NC/CNC), gồm có: chọn máy, phân chia bước công nghệ, xác định dụng cụ trang thiết bị công nghệ, xác định chế độ cắt tối ưu, tính tốn định mức thời gian Xây dựng văn cơng nghệ ( tiến trình cơng nghệ, sơ đồ nguyên công, phiếu dụng cụ & trang thiết bị công nghệ, định mức thời gian, hoạch định nhu cầu ngun vật liệu chương trình gia cơng NC/CNC (Đối với máy công cụ điều khiển số NC CNC) Nhờ có q trình hoạch định dây chuyền công nghệ theo cách tiếp cận nêu trên, làm cho công việc chuẩn bị sản xuất mềm dẻo dễ thích nghi, giảm bớt chi phí khâu thiết kế công nghệ 2.3 Xác định chu kỳ gia công tối ưu Nói đến chu kỳ gia cơng tối ưu tức quy hoạch mặt thời gian sở trình độ gia cơng tối ưu để có chu kỳ gia công ngắn Chu kỳ gia công tối ưu ( ngắn nhất) dây chuyền công nghệ linh hoạt ứng với thứ tự gia công tối ưu kiểu (cỡ, loại) chi tiết khí khác nhau, cho thời gian chờ đợi ( thời gian trống) cặp trạm công nghệ ( máy) nối tiếp Trình tự tính tốn để xác định thứ tự gia công tối ưu (kiểu/cỡ/loại) gọi tắt kiểu chi tiết dây chuyền công nghệ linh hoạt, nhằm đạt chu kỳ gia công nhắn nhất( ), gồm bước sau: Xác định kiểu chi tiết gia công nguyên cơng tiến trình cơng nghệ chung Đưa vào gia cơng trước tiên kiểu chi tiết có số lượng nguyên công không tham nhiều Tiếp đưa vào kiểu chi tiết khác có số lượng cac ngun cơng đầu cơng đầy khơng tham gia ( giảm dần) Xác định kiểu chi tiết tham gia vào nguyên công đầu cuối tiết trình cơng nghệ chung Xác định kiểu chi tiết không tham gia nguyên công cuối q trình cơng nghệ chung, đưa vào gia cơng kiểu chi tiết có số lượng ngun cơng cuối khơng tham gia tăng dần 2.4 Cách bố trí mặt sản xuất (Quy hoạch không gian cho FMS) tối ưu: - Để giải tốn dùng cơng cụ tốn học như, quy hoạch tuyến tính, phi tuyến, lý thuyết graph, mơ hình khác như: Mơ hình hố mô Lý thuyết hàng đợi - Petri Net Ứng dụng AGV (Autonomous Ground Vehicles 15 hệ thống máy tự động linh hoạt, robot hóa 3.1 KHUYNH HƯỚNG TỰ ĐỘNG HỐ DỊNG LƯU THƠNG CHI TIẾT TRONG SẢN XUẤT LOẠT VỪA VÀ NHỎ 3.1.1 Phát triển trung tâm gia cơng điều khiển NC Để xác định vai trị cơng nghệ trung tâm gia cơng NC, xuất phát từ hai đặc trưng chủ yếu sau a Đặc trưng làm việc tự động b Đặc trưng linh hoạt tính “ mềm” Các trung tâm gia cơng NC có khả thực q trình làm việc hồn tồn tự dộng quy trình gia công chi tiết khác theo trình tự lựa chọn tự mà khơng có chi phí cho việc trang bị lại thiết bị gia công Gia công đơn gia công hàng loạt, việc sử dụng trung tâm gia công NC đạt hiệu cao so với hệ thiết bị thông thường Tuy nhiên hiệu sử dụng trung tâm gia công NC chưa khai thác triệt để Nên mặt kỹ thuật điều khiển kỹ thuật máy, trung tâm gia cơng NC cịn cần phải khơng ngừng nghiên cứu hoàn thiện Sự phát triển tiếp tục chúng theo khuynh hướng tăng cường khả ghép nối để hình thành hệ thống máy tự động linh hoạt, thực chu trình gia cơng nhiều cấp 3.1.2 Phát triển hệ thống máy tự động linh hoạt So với trung tâm gia công NC, hệ thống máy tự động linh hoạt chứng tỏ tiềm kỹ thuật lớn nhiều Đặc tính linh hoạt (flexibility) đặt móng cho kỹ thuật gia công tự động lọat sản phẩm vừa nhỏ, họ chi tiết gộp thành từ khoảng kích thước rộng từ hình dáng kết cấu có mức khác biệt lớn Tính linh hoạt thể ưu việt chi tiết có thời gian gia cơng dài trạm cơng nghệ riêng lẻ Có thể nói: trung tâm gia cơng NC có tính linh hoạt cao tay máy, người máy điều khiển theo chương trình nhiều trục chuyển động hai sở kỹ thuật trình thiết lập hệ thống máy tự động linh hoạt 3.2 NHỮNG NGUYÊN TẮC CĂN BẢN KHI THIẾT LẬP MỘT HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG LINH HOẠT ROBOT HOÁ: Cấu trúc hệ thống máy linh hoạt chịu ảnh hưởng trực tiếp định cách tổ chức dịng lưu thơng chi tiết Khi tổ chức dịng lưu thơng chi tiết, phải đảm bảo yêu cầu 3.2.1 Đường vận chuyển ngắn Đường vận chuyển chi tiết cần ngắn Độ dài đường vận chuyển yếu tố định mức độ đơn giản hay phức tạp, theo giá đầu tư vào thiết bị vận chuyển thời gian để vận chuyển, trao đổi chi tiết 3.2.2 Tính linh hoạt thứ tự gia công trạm công nghệ Về mặt ngun tắc, tính linh hoạt ln ln đặt hệ thống Tuy nhiên chúng hạn định cho trường hợp gia công ưu tiên Bởi nghiên cứu kỹ lưỡng phân loại chủng họ chi tiết gia công để định hướng cơng nghệ ưu tiên, có giới hạn nội dung bỏ qua trước lên dự án thiết lập hệ thông máy 3.2.3 Chất tải tối ưu trạm công nghệ Mức chất tải hệ thông máy bao gồm nhiều trạm gia công xác định mức chất tải trạm công nghệ riêng lẻ: Ở rõ ràng hoạt động robot vận chuyển trao đổi chi tiết có ảnh hưởng định Hoạt động thiết bị tổ chức dòng chi tiết phải đảm bảo cho trạm công nghệ liên tục chất tải, có khoảng thời gian dừng máy ngắn 3.2.4 Thời gian lưu thông chi tiết ngắn Thời gian lưu thơng chi tiết khơng có ý nghĩa nội hệ thống mà đẩy nhanh lưu thơng dịng vật chất hoạt động tồn xí nghiệp 3.2.5 Điều hành nhiều máy lúc Điều hành nhiều máy lúc phạm vi hệ thống máy mơ hình tổ chức kỹ thuật – cơng nghệ q trình phục vụ ( trao đổi chi tiết – phôi liệu) nhiều trạm công nghệ thực tự động, đồng thời không phụ thuộc thông qua thiết bị tổ chức dịng lưu thơng chi tiết ( robot cơng nghiệp) Nhờ mơ hình điều hành nhiều máy lúc mà nâng cao đáng kể hiệu suất, mà thành phần lao động sống đơn vị sản phẩm giảm tới mức tối thiểu với việc tăng thành phần lao động khứ đơn vị sản phẩm 3.2.6 Gía thành tối thiểu cho thiết bị vận chuyển trao đổi Nhằm chọn giải pháp có giá thành hợp lý, tay máy, người máy thiết bị huy động vào hệ thống vận chuyển trao đổi thường thiết kế chế tạo theo ngun tắc mơđun hố cụm kết cấu 3.3 YÊU CẦU ĐẶT RA VỚI CÁC TRUNG TÂM GIA CÔNG NC ĐƯỢC HUY ĐỘNG VÀO HỆ THỐNG MÁY Để phát huy hết tiềm kỹ thuật trung tâm gia công huy động vào hệ thống máy linh hoạt, trung tâm phải có điều kiện mức kỹ thuật điều khiển hình dáng kết cấu cho việc tổ chức dòng chi tiết dịng thơng tin tự động thuận lợi 3.4 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG MÁY TỰ ĐỘNG LINH HOẠT Phân loại hệ thống máy tự động linh hoạt dựa sở khác 3.4.1 Phân loại theo chủng loại chi tiết 3.4.2 Phân loại theo tiêu chuẩn kỹ thuật chi tiết gia công Khi phân loại hệ thống máy theo chủng loại chi tiết, việc nghiên cứu phân tích cơng nghệ chế tạo chủng loại họ chi tiết phải thực triệt để 3.5 ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT PHỤC VỤ HỆ THỐNG TRONG ĐIỀU HÀNH NHIỀU MÁY CÙNG LÚC Mơ hình phục vụ đưa hình ảnh cách thức tác dụng hoạt động lý thuyết hệ thống điều hành đó, đồng thời đưa số tiêu so sánh đánh giá hiệu hoạt động lý thuyết hệ thống xử lý 3.5.1 Đặc trưng hệ thống tự động linh hoạt nhỏ đứng mặt tổ chức dịng lưu thơng chi tiết Ta thấy rằng, thực tế khơng có hệ thống phục vụ khép kín lại khơng bị chờ đợi chờ đợi có điều kiện.Vậy “hồn cảnh đặc trưng” hệ thống khép kín là: Xuất tín hiệu “gọi” Tín hiệu chuyển đến trung tâm điều hành, phương tiện phục vụ “bận” Tín hiệu khơng thể bị bỏ qua nên phải đứng vào “hàng chờ” chờ yêu cầu phục vụ xuất trước giải Ta chia ba thành phần thời gian phục vụ sau: Thời gian lưu chi tiết trung tâm gia công để xử lý công nghệ: Thời gian chuyển đổi chi tiết gia công tWS : Thời gian chờ phục vụ tW (là thời gian dừng máy cho điều kiện tổ chức phục vụ) Mục tiêu thiết lập hệ thống máy tính linh hoạt dùng robot làm phương tiện phục vụ là: * Tăng cường thời gian lưu chi tiết để tận dụng tiềm kỹ thuật trạm công nghệ * Giảm bớt thời gian phục vụ (thời gian chuyển đổi ) để cao hiệu suất kênh phục vụ Đó mục tiêu tối ưu hóa hệ thống điều hành nhiều máy lúc hệ thống chờ khép kín 3.5.2 Thử lại điều kiện ứng dụng mơ hình phục vụ dạng giải tích Điều kiện ổn định Điều kiện khơng có tác dụng kéo theo Điều kiện trình tự đơn lẻ 3.5.3 Bộ thơng số hệ thống a Thời gian lưu chi tiết trung tâm gia công để xử lý công nghệ tv b Cường độ trung bình dịng u cầu phục vụ đơn vị thời gian : c Số lượng trạm công nghệ, tiềm chứa yêu cầu phục vụ hệ thống phục vụ khép kín, ký hiệu : m d Thời gian phục vụ tws tính từ lúc bắt đầu đến lúc kết thúc trình đổi chi tiết e Cường độ phục vụ số lượng trung bình phương tiện phục vụ (robot) làm việc liên tục đơn vị thời gian: f Từ thông số dẫn hệ số bận rộn đặc trưng cho mức chất tải phương tiện phục vụ trạm công nghệ yêu cầu : g Các thông số hệ thống khác đại lượng ngẫu nhiên không âm chẵn : 3.5.4 Các đại lượng đặc trưng hệ thống chờ khép kín, nhiều kênh phục vụ M/M/n a b c d e f g h i Chiều dài trung bình hàng chờ: Thời gian trung bình hàng chờ: Số lượng trung bình kênh phục vụ bị chiếm: Mức chất tải kênh phục vụ: Số lượng trung bình kênh phục vụ cịn rỗi: Hệ số lãng phí khơng sử dụng kênh phục vụ: Số lượng trung bình trạm cơng nghệ trạng thái dừng: Số lượng trung bình trạm cơng nghệ trạng thái làm việc: Mức chất tải trạm cơng nghệ: 3.6 MƠ HÌNH TỐN HỌC CỦA HỆ THỐNG CHỜ, KHÉP KÍN, NHIỀU KÊNH PHỤC VỤ “M/M/n” Giá trị n (số lượng kênh phục vụ) m (số lượng đối tượng phục vụ): n