Nghiên cứu ứng dụng công nghệ nhóm trong tự động hoá thiết kế quy trình công nghệ chế tạo có trợ giúp máy tính

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ nhóm trong tự động hoá thiết kế quy trình công nghệ chế tạo có trợ giúp máy tính Nghiên cứu ứng dụng công nghệ nhóm trong tự động hoá thiết kế quy trình công nghệ chế tạo có trợ giúp máy tính Nghiên cứu ứng dụng công nghệ nhóm trong tự động hoá thiết kế quy trình công nghệ chế tạo có trợ giúp máy tính

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ NHĨM TRONG TỰ ĐỘNG HỐ THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO CĨ TRỢ GIÚP MÁY TÍNH NGÀNH : CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ MÃ SỐ : CHU ĐỨC HOÀ Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS TRẦN XUÂN VIỆT HÀ NỘI 10/2006 Lời cam đoan Tơi : Chu Đức Hịa Nơi cơng tác : Trường Cao Đẳng Cộng Đồng Hải Phòng Tên đề tài : “ Ứng dụng cơng nghệ nhóm tự động hố thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo có trợ giúp máy tính” Chun ngành : Cơng nghệ chế tạo máy Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các kết số liệu luận văn trung thực, xác Hà Nội, ngày 05 tháng 10 năm 2006 Người viết Chu Đức Hịa Lời cảm ơn Tơi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Trần Xuân Việt thầy cô giáo môn công nghệ chế tạo máyKhoa Cơ khí, Trung tâm đào tạo sau đại học Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nhiệt tình hướng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Mục lục Lời cam đoan T 16T Lời cảm ơn T 16T Mục lục T 16T Chương : MỞ ĐẦU T 16T 1.1 Lý chọn đề tài T 16T 1.2 Mục đích đề tài T 16T 1.2.1 Cơ sở liệu T 16T 1.2.2 Chương trình máy tính T T 1.3 Phạm vi nghiên cứu đề tài T T 1.4 Ý nghĩa thực tiễn đề tài T T Chương : TỔNG QUAN 10 T T 2.1 Phân tích, đánh giá cơng trình nghiên cứu có 10 T T 2.1.1 Cơ sở liệu cho chương trình 10 T T 2.1.2 Chương trình máy tính 10 T T 2.2 Những vấn đề tồn 11 T T 2.2.1 Cơ sở liệu 11 T 16T 2.2.2 Chương trình máy tính 11 T T 2.3 Những vấn đề luận văn tập trung giải 12 T T Chương : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14 T T 3.1 Cơ sở lý thuyết 14 T 16T 3.1.1 Cơ sở lý thuyết thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết khí 14 T T 3.1.2 Cơ sở lý thuyết thiết kế cơng nghệ máy tính 27 T T 3.1.3 Cơ sở lý thuyết tiêu chuẩn hố q trình công nghệ 37 T T 3.1.4 Cơ sở lý thuyết cơng nghệ nhóm 39 T T 3.1.5 Cơ sở ngôn ngữ lập trình hệ quản lý sở liệu 46 T T 3.2 Lý luận, giả thuyết khoa học 49 T T 3.2.1 Phương pháp xây dựng sở liệu 49 T T 3.2.2 Phân tích toán, thiết kế hệ thống sở liệu 53 T T 3.2.3 Xây dựng thuật tốn cho chương trình 59 T T Chương : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 68 T T 4.1 Các kết nghiên cứu 68 T T 4.1.1 Hệ quản lý sở liệu 68 T T 4.1.2 Chương trình máy tính 81 T T 4.2 Đánh giá kết nghiên cứu 85 T T 4.2.1 Hệ quản lý sở liệu 85 T T 4.2.2 Chương trình máy tính 87 T T Chương : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 T T 5.1 Kết luận 90 T 16T 5.1.1 Hệ quản lý sở liệu 90 T T 5.1.2 Thiết kế quy trình cơng nghệ chi tiết nhóm chi tiết 90 T T 5.2 Kiến nghị 91 T 16T 5.2.1 Hoàn thiện sở liệu 91 T T 5.2.2 Nâng cao hoàn thiện kết chương trình 92 T T TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 T 16T PHỤ LỤC 95 T 16T Phụ lục : Các lược đồ quan hệ sở liệu 95 T T Phụ lục : Các giao diện làm việc chương trình với sở liệu 98 T T Phụ lục : Các giao diện làm việc chương trình thiết kế 101 T T TÓM TẮT LUẬN VĂN 111 T 16T Chương : MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Trong sản xuất đại, việc thành lập hệ thống sản xuất linh hoạt đóng vai trị quan trọng, cho phép tự động hóa sản xuất mức độ cao sản xuất loạt nhỏ vừa sở phối hợp sử dụng máy đại (CNC, Rôbốt công nghiệp) máy cơng cụ thơng thường nhằm mục đích tối ưu hố q trình cơng nghệ q trình sản xuất Thực tế theo thống kê có khoảng 75% sản phẩm khí chế tạo theo quy mơ sản xuất hàng loạt vừa hàng loạt nhỏ Vì giải pháp linh hoạt hóa tự động hóa sản xuất quan tâm nghiên cứu, xây dựng ứng dụng để nâng cao hiệu sản xuất quy mơ Để giải nhu cầu linh hoạt hoá dây chuyền sản xuất, hay hệ thống tự động riêng lẻ thành hệ thống nhất, yêu cầu thiếu trợ giúp máy tính điện tử (Computer), mạng máy tính nội (LAN) mạng Internet Hiện nay, giới phát triển nhiều hệ thống sản suất tích hợp có trợ giúp máy tính (CIM) bao gồm: thiết kế, lập quy trình có trợ giúp máy tính (CAP), lập kế hoạch sản xuất kiểm tra (PP&C), kiểm tra chất lượng có trợ giúp máy tính (CAQ) sản xuất có trợ giúp máy tính Mỗi hãng sản suất lại ứng dụng phần mềm hệ thống phần cứng khác Để đáp ứng nhu cầu ngày cao người, mặt hàng cơng nghiệp có u cầu thay đổi cải tiến liên tục kỹ thuật mỹ thuật Điều dẫn đến việc phải rút ngắn giai đoạn chuẩn bị sản xuất, đặc biệt chuẩn bị công nghệ cho sản xuất khí Trong năm gần đây, người ta sử dụng hệ thống tự động việc chuẩn bị cơng nghệ sản xuất Đó hệ thống mà 60% khối lượng cơng việc kỹ thuật hồn thành cách tự động máy tính Đầu vào hệ thống tài liệu kết cấu, đầu số liệu phục vụ cho hoạt động bình thường hệ thống tự động điều khiển trình sản xuất Các phân tích cho thấy nhu cầu nghiên cứu, thiết kế ứng dụng máy tính vào việc thiết kế, lập kế hoạch, tổ chức sản xuất quản lí sở liệu nhu cầu tất yếu, cần thiết sản xuất khí vào thời điểm Hiện nước ta, việc nghiên cứu ứng dụng trợ giúp máy tính vào việc thiết kế, lập quy trình cơng nghệ, lập kế hoạch sản xuất tiến tới xây dựng hệ thống FMS&CIM bắt đầu Các phần mềm ứng dụng, đặc biệt phần mềm tiếng Việt, chưa có Thêm vào đó, việc chưa có hệ quản trị sở liệu thống máy tính làm cho việc thiết kế tự động trở nên khó khăn, việc hệ thống sử dụng lại liệu gần thực Cùng với tiến vượt bậc khoa học máy tính, ngơn ngữ lập trình hỗ trợ ngày nhiều tính trội hơn, khả kết nối đến tất mặt sống sản xuất làm cho phần mềm ứng dụng trước đây, đặc biệt phần mềm tiếng Việt, nhanh chóng trở nên lạc hậu khơng giao thức làm việc, tính sử dụng mà khả xử lý, kết nối, điều khiển trình sản xuất Do lý trên, đề tài : Ứng dụng công nghệ nhóm tự động hố thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo có trợ giúp máy tính nhằm góp phần vào việc nghiên cứu, tìm hiểu tiến tới ứng dụng tính máy tính vào tổ chức, quản lý, thiết kế trình sản xuất khí thực tiễn nước ta 1.2 Mục đích đề tài Nằm mục đích chung nghiên cứu ứng dụng máy tính vào thiết kế, lập kế hoạch, tổ chức sản xuất quản lí hệ sở liệu cơng nghệ, đề tài nghiên cứu đặt hai mục đích sau : xây dựng hệ quản lý sở liệu chương trình máy tính tự động hố thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết khí 1.2.1 Cơ sở liệu Việc tổ chức, xây dựng hệ quản lý sở liệu cho việc thiết kế quy trình cơng nghệ nhằm mục đích sau : - Đưa liệu trước lưu trữ nhiều dạng khác thành liệu mà máy tính hiểu sử dụng - Thành lập hệ quản lý chung, tiến tới xây dựng ngân hàng liệu dùng chung cho việc thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo nói riêng ứng dụng khác lĩnh vực khí nói chung - Từng bước hệ thống, phân loại dạng liệu trang thiết bị, liệu công nghệ - Đáp ứng nhu cầu sử dụng nhiều người lúc với hệ sở liệu thống thất Trong phạm vi nghiên cứu, đề tài đưa mục đích cụ thể sau : - Xây dựng hệ quản lí sở liệu trang thiết bị máy móc, dụng cụ cắt, vật liệu - Xây dựng hệ quản lí sở liệu cơng nghệ : sơ đồ định vị, sơ đồ gá đặt, cấu kẹp, đồ định vị, đồ gá - Xây dựng hệ quản lí sở liệu phần tử định dạng cho chi tiết gia cơng, phương pháp gia cơng 1.2.2 Chương trình máy tính Dựa cơng cụ lập trình, thuật tốn cơng nghệ, sở ứng dụng cơng nghệ nhóm, lơgíc tạo hình chi tiết, lơgíc thiết kế quy trình cơng nghệ đề tài xây dựng phần mềm đạt mục đích sau : - Phân nhóm chi tiết gia cơng - Thiết kế sơ quy trình cơng nghệ cho chi tiết khí, cho nhóm chi tiết khí - Đưa kết phiếu cơng nghệ, tối ưu hố sản xuất 1.3 Phạm vi nghiên cứu đề tài Nghiên cứu ứng dụng máy tính vào tự động hố sản xuất trình nghiên cứu sâu rộng nhiều phương diện lĩnh vực khác Đề tài nghiên cứu đặt phạm vi nghiên cứu sau : - Hệ thống xây dựng hệ quản lý liệu thông số kỹ thuật cho trang thiết bị, máy móc phổ biến - Xây dựng chương trình thiết kế quy trình cơng nghệ cho chi tiết khí, nhóm sản phẩm khí sở cơng nghệ nhóm, lý thuyết cơng nghệ lơgíc tạo hình - Ứng dụng phần mềm cho chi tiết gia công dạng trục, bạc 1.4 Ý nghĩa thực tiễn đề tài Trong phạm vi nghiên cứu mục đích đề tài, hồn thiện đề tài có ý nghĩa thực tiễn sau : - Bước đầu hệ thống hố thơng số liệu trang thiết bị bản, qua thành lập hệ quản lí sở liệu tiến đến xây dựng ngân hàng liệu dùng chung cho thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết khí, quy hoạch mặt phân xưởng tổ chức trình sản xuất - Đưa quan điểm mở việc tiêu chuẩn hoá trình cơng nghệ thơng qua việc mã hố phần tử hình dạng sản phẩm khí, phương pháp gia cơng tương ứng cho phần tử hình dạng tuỳ theo người sử dụng đối tượng áp dụng - Chương trình bước đầu đưa quy trình cơng nghệ sơ cho chi tiết khí, cho phép phân nhóm, lập quy trình nhóm sản phẩm khí Trên sở quy trình sơ đó, người dùng tiếp tục hồn thiện quy trình cơng nghệ kết xuất phiếu cơng nghệ - Tối ưu hố phân xưởng sản xuất, tối ưu hoá thứ tự gia cơng chi tiết nhóm sở phép tốn tối ưu - Bước đầu áp dụng vào việc thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo, gia cơng nhóm, tổ chức sản xuất 97 1.3 Lược đồ quan hệ thể liệu kết toán: 98 Phụ lục : Các giao diện làm việc chương trình với sở liệu 2.1 Vật liệu 99 2.2 Phương pháp gia công: 100 2.3 Lựa chọn phương pháp gia công cho phần tử hình dạng: 101 Phụ lục : Các giao diện làm việc chương trình thiết kế 3.1 Thơng in tổng quan nhóm gia cơng: 102 3.2 Nhà xưởng máy cho nhà xưởng: 103 3.3 Sơ đồ nhà xưởng: 104 3.4 Nhập chi tiết nhóm: 105 3.5 Quy trình cơng nghệ sơ cho chi tiết: 106 3.6 Chọn thông số phân nhóm: 107 3.7 Chi tiết đại diện quy trình công nghệ cho chi tiết đại diện: 108 3.8 Quy trình cơng nghệ chi tiết nhóm: 109 3.9 Thứ tự gia cơng chi tiết nhóm : 110 3.10 Quy trình cơng nghệ trạm cơng nghệ (máy) : 111 TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài luận văn : Ứng dụng cơng nghệ nhóm tự động hố thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo có trợ giúp máy tính trình bày chương phụ lục với nội dung sau : - Chương : phân tích, trình bày lý chọn đề tài, mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài - Chương : phân tích, đánh giá cơng trình nghiên cứu liên quan đến đề tài, nêu vấn đề tồn đưa vấn đề luận văn tập trung giải - Chương : phân tích, trình bày sở lý thuyết, giả thuyết khoa học đưa phương pháp nghiên cứu sử dụng luận văn - Chương : phân tích, trình bày, đánh giá bàn luận kết quả, số liệu nghiên cứu đề tài - Chương : trình bày kết luận văn kiến nghị hướng nghiên cứu - Phụ lục : lược đồ quan hệ sở liệu, hình ảnh chương trình máy tính thực thi ... Ứng dụng cơng nghệ nhóm tự động hố thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo có trợ giúp máy tính nhằm góp phần vào việc nghiên cứu, tìm hiểu tiến tới ứng dụng tính máy tính vào tổ chức, quản lý, thiết. .. Nơi công tác : Trường Cao Đẳng Cộng Đồng Hải Phịng Tên đề tài : “ Ứng dụng cơng nghệ nhóm tự động hố thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo có trợ giúp máy tính? ?? Chun ngành : Công nghệ chế tạo máy. .. có trợ giúp máy tính (CIM) bao gồm: thiết kế, lập quy trình có trợ giúp máy tính (CAP), lập kế hoạch sản xuất kiểm tra (PP&C), kiểm tra chất lượng có trợ giúp máy tính (CAQ) sản xuất có trợ giúp