Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình Hệ thống sản xuất cung cấp cho người học các kiến thức: Những khái niệm cơ bản trong tự động hóa quá trình sản xuất; Các thiết bị cơ bản và hệ thống điều khiển trong tự động hóa quá trình sản xuất; Tự động hóa quá trình cấp phôi và dụng cụ; Tự động hóa quá trình kiển tra;...Mời các bạn cùng tham khảo.
UỶ BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHIỆP HẢI PHỊNG GIÁO TRÌNH Tên mơ đul: Hệ thống sản xuất NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG Hải Phòng , năm 2019 Tuyên bố quyền Giáo trình sử dụng làm tài liệu giảng dạy nội Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hải Phịng Trường Cao đẳng nghề Cơng nghiệp Hải Phịng không sử dụng không cho phép cá nhân hay tổ chức sử dụng giáo trình với mục đích kinh doanh Mọi trích dẫn, sử dụng giáo trình với mục đích khác hay nơi khác phải đồng ý văn Trường Cao đẳng nghề Cơng nghiệp Hải Phịng MỤC LỤC Nội dung Trang *Mục lục *Đề cương chi tiết học phần CHƯƠNG I: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG TỰ ĐỘNG HÓA QTSX 11 A Phần 1: Phần lý thuyết 11 1.1 Những khái niệm 11 1.2 Định nghĩa thuật ngữ máy tính sản xuất 15 1.3 Ý nghĩa tự động hóa trình sản xuất 17 B Phần 2: Phần thảo luận, tập 17 CHƯƠNG II: CÁC THIẾT BỊ CƠ BẢN VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG TỰ ĐỘNG HÓA QTSX 18 A Phần 1: Phần lý thuyết 18 2.1 Các thiết bị hệ thống tự động 18 2.2 Các hệ thống điều khiển tự động 25 B Phần 2: Phần thảo luận, tập 29 CHƯƠNG III: TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH CẤP PHƠI VÀ DỤNG CỤ 30 A Phần 1: Phần lý thuyết 30 3.1 Tự động hóa q trình cấp phơi 30 3.2 Tự động hóa cấp phát kẹp chặt dụng cụ 35 B Phần 2: Phần thảo luận, tập 43 CHƯƠNG IV: TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KIỂM TRA 44 A Phần 1: Phần lý thuyết 44 4.1 Vai trò, chức hệ thống kiểm tra tự động 44 4.2 Phân loại thiết bị kiểm tra 45 4.3 Các loại Đattric 45 4.4 Các thiết bị kiểm tra tự động 50 4.5 Một số hình thức kiểm tra 50 B Phần 2: Phần thảo luận, tập 57 CHƯƠNG V: TỰ ĐỘNG HĨA ĐIỀU KHIỂN CÁC YẾU TỐ CƠNG NGHỆ 58 A Phần 1: Phần lý thuyết 58 5.1 Tự động điều khiển kích thước điều chỉnh tĩnh 59 5.2 Tự động điều khiển kích thước điều chỉnh động 61 5.3 Tự động điều khiển thành phần lực cắt dọc trục 62 5.4 Tự động điều khiển độ mòn dụng cụ cắt 63 5.5 Tự động điều khiển nhiều yếu tố công nghệ 64 B Phần 2: Phần thảo luận, tập 64 CHƯƠNG VI: DÂY CHUYỀN TỰ ĐỘNG 65 A Phần 1: Phần lý thuyết 65 6.1 Sự phát triển dây chuyền tự động 65 6.2 Chủng loại chi tiết dây chuyền tự động 66 6.3 Yêu cầu phôi dây chuyền tự động 66 6.4 Định vị chi tiết gia công dây chuyền tự động 67 6.5 Lập QTCN cho dây chuyền tự động 67 6.6 Các loại dây chuyền tự động 68 6.7 Cấu trúc dây chuyền 70 B Phần 2: Phần thảo luận, tập 70 CHƯƠNG VII: HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT FMS 71 A Phần 1: Phần lý thuyết 72 7.1 Cấu trúc thành phần hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 72 7.2 Các nguyên tắc hình thành hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 72 7.3 Rôbôt công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 80 7.4 Hệ thống kiểm tra tự động FMS 80 7.5 Hệ thống vận chuyển – tích trữ tự động FMS 91 7.6 Xác định thành phần thiết bị hệ thống FMS 98 7.7 Kho chứa tự động hệ thống FMS 104 7.8 Hệ thống điều khiển FMS 105 7.9 Kinh nghiệm ứng dụng FMS số nước giới 106 B Phần 2: Phần thảo luận, tập 106 CHƯƠNG VIII: HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA TỰ ĐỘNG HÓA QTSX 107 A Phần 1: Phần lý thuyết 8.1 Sử dụng máy với hệ thống điều khiển linh hoạt 107 8.2 Sản xuất hàng loạt theo dây chuyền 108 8.3 Sản xuất tự động hóa linh hoạt 108 8.4 Môđun sản xuất linh hoạt 109 8.5 Hệ thống sản xuất linh hoạt toàn phần 109 8.6 Hệ thống sản xuất linh hoạt toàn phần bậc cao 110 8.7 Ứng dụng kỹ thuật CIM 110 8.8 Ứng dụng rôbôt công nghiệp 110 8.9 Ứng dụng trí tuệ nhân tạo 111 B Phần 2: Phần thảo luận, tập 111 * Tài liệu tham khảo 112 ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN Tên học phần: Tự động hóa QTSX 1a – Mã số: 110711 Số tín chỉ: 02 Trình độ cho sinh viên năm thứ Phân bổ thời gian giảng dạy học kỳ: (2,1,4)/12 Số tiết thực lên lớp: tiết/tuần x 12 tuần = 36 tiết - Lý thuyết: tiết/tuần x tuần = 24 tiết chuẩn - Bài tập, thảo luận: tiết/tuần x tuần = tiết chuẩn - Kiểm tra kỳ: tiết - Thí nghiệm, thực hành: Tổng số: 24 tiết chuẩn + tiết chuẩn + 03 tiết = 36 tiết chuẩn Các học phần học trước: Các môn chuyên ngành: Máy, Công nghệ CTM, Đồ gá, Dụng cụ cắt Học phần thay thế, học phần tương đương: không Mục tiêu học phần: Trang bị cho sinh viên kiến thức phương pháp sản xuất đạt hiệu kinh tế, suất cao Đủ kiến thức để thiết kế hệ thống cấp phôi tự động, hệ thống kiểm tra tự động, hệ thống điều khiển tự động dây chuyền tự động gia công khí, phương hướng để nghiên cứu nhằm hồn thiện q trình sản xuất đạt hiệu tối ưu Mô tả vắn tắt nội dung học phần: Học phần trình bày nhiệm vụ, ý nghĩa tự động hố q trình sản xuất khí Những tính tốn cần thiết phận hệ thống cấp phôi tự động trình khác như: kiểm tra, điều khiển yếu tố công nghệ công việc cần giải dây chuyền tự động Nhiệm vụ sinh viên Dự lớp 80 % tổng số thời lượng học phần Chuẩn bị thảo luận.: SV chuẩn bị nhà Khác: Thực hành dây chuyền Open CIM TTTN Trường ĐH KTCN 10 Tài liệu học tập - Sách, giáo trình chính: [1] KS Hồng Văn Quyết, Bộ môn Chế tạo máy - Bài giảng tự động hóa QTSX 1a – 2009 - Sách tham khảo: [1] – PGS.TS Trần Văn Địch - Tự động hóa q trình sản xuất – NXB KHKT, 2001 PDF by http://www.ebook.edu.vn [2] - PGS.TS Trần Văn Địch – Sản xuất linh hoạt FMS tích hoạt CIM – NXB KHKT, 2007 [3] – TS Trương Hữu Trí, TS Võ Thị Ry – Cơ điện tử - Các thành phần – NXB KHKT, 2005 [4] – TS Trương Hữu Trí, TS Võ Thị Ry – Cơ điện tử - Hệ thống chế tạo máy – NXB KHKT, 2005 [5] – Robert H Bishop - The Mechatronics Handbook – NXB CrcPness, 2002 Bản dịch: Cơ điện tử Tập – Biên dịch: Phạm Anh Tuấn – NXB ĐHQG Hà Nội, 2006 [6] – Mechatronics – Principles, Concepts and Applications – NXB McGraw – Hill, 2005 [7] – Phan Quốc Phô, Nguyễn Đức Chiến – Cảm biến – NXB KHKT, 2000 11 Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên thang điểm * Tiêu chuẩn đánh giá Chuyên cần; Thảo luận, tập; Kiểm tra học phần; Thi kết thúc học phần; Thực hành; * Thang điểm + Điểm đánh giá phận chấm theo thang điểm 10 với trọng số sau: - Chuyên cần: 10% - Thảo luận, tập: 10% - Thí nghiệm: 10% - Kiểm tra học phần: 20% - Thi kết thúc học phần: 50% 12 Nội dung chi tiết học phần Tuần thứ Nội dung Chương I: Những khái niệm tự động hóa QTSX 1.1 Những khái niệm 1.1.1 Cơ khí hóa Tài liệu học Hình tập, tham thức học khảo 1,2,3,4,5,6,7 Giảng 1.1.2 Tự động hóa sản xuất 1.1.3 Tính linh hoạt hệ thống sản xuất 1.1.4 Tự động hóa sản xuất linh hoạt 1.1.5 Hệ thống sản xuất linh hoạt PDF by http://www.ebook.edu.vn 1.1.6 Môđun sản xuất linh hoạt 1.1.7 Rôbôt công nghiệp 1.1.8 Tổ hợp Rôbôt công nghệ 1.1.9 Dây chuyền tự động linh hoạt 1.1.10 Cơng đoạn tự động hóa linh hoạt 1.1.11 Phân xưởng tự động hóa linh hoạt 1.1.12 Nhà máy tự động hóa linh hoạt 1.2 Định nghĩa thuật ngữ máy tính sản xuất 1.2.1 CAD 1.2.2 CAP 1.2.3 CAM 1.2.4 CAQ 1.2.5 CAD/CAM 1.2.6 PP & C 1.2.7 CIM 1.3 Ý nghĩa tự động hóa q trình sản xuất Chương II: Các thiết bị hệ thống điều khiển tự động hóa QTSX 2.1 Các thiết bị hệ thống tự động 2.1.1 Cơ cấu chấp hành 2.1.2 Cảm biến 2.1.3 Các thiết bị điều khiển 2.2 Các hệ thống điều khiển tự động 2.2.1 Khái niệm chức 1,2,3,4,5,6 Giảng 2.2.2 Phân loại Chương III: Tự động hóa trình cấp phơi dụng cụ 3.1 Tự động hóa q trình cấp phơi 3.1.1 Tự động hóa cấp phơi rời 3.1.2 Cấp kẹp phôi máy tự động 3.2 Tự động hóa cấp phát kẹp chặt dụng cụ 3.2.1 Phân loại cấu cấp phát kẹp chặt dụng cụ tự động 3.2.2 Yêu cầu đặc tính dụng cụ trình sản xuất tự động hóa 3.2.3 Điều chỉnh vị trí dụng cụ cắt trục gá đế dao PDF by http://www.ebook.edu.vn 3.2.4 Cơ cấu chứa, thay vận chuyển dụng cụ tự động vị trí cơng tác Thảo luận chương 1,2,3 Chương IV: Tự động hóa q trình kiển tra 4.1 Vai trò, chức hệ thống kiểm tra tự động 4.2 Phân loại thiết bị kiểm tra 4.3 Các loại Đattric 4.3.1 Đattric tiếp xúc điện: 1,2,3,4,5,6 Thảo luận Giảng 1,2,3,4,5,6 Giảng 1,2,3,4,5,6 4.3.2 Đattric cảm ứng 4.3.3 Đattric dung lượng điện 4.3.4 Đattric rung tiếp xúc 4.3.5 Đattric quang điện 4.3.6 Yêu cầu sử dụng bảo quản đattric 4.4 Các thiết bị kiểm tra tự động 4.4.1 Kiểm tra tự động phương pháp trực tiếp 4.4.2 Kiểm tra tự động đường kính ngồi phương pháp không tiếp xúc trực tiếp 4.4.3 Kiểm tra tự động đường kính lỗ 4.4.4 Kiểm tra tự động sai số hình dáng sai số vị trí tương quan 4.4.5 Máy kiểm tra phân loại tự động 4.4.6 Đồ gá kiểm tra tự động nhiều thông số 4.5 Một số hình thức kiểm tra 4.5.1 Kiểm tra tích cực mài 4.5.2 Kiểm tra tích cực mài khơn 4.5.3 Thiết bị kiểm tra tích cực mài Chương V:Tự động hoá điều khiển yếu tố cơng nghệ 5.1 Tự động điều khiển kích thước điều chỉnh tĩnh 5.1.1 Gia công máy phay Giảng 5.1.2 Gia công máy tiện 5.1.3 Ưu nhược điểm phương pháp điều khiển kích thước điều chỉnh tĩnh 5.2 Tự động điều khiển kích thước điều chỉnh động 5.3 Tự động điều khiển thành phần lực cắt dọc trục 5.4 Tự động điều khiển độ mòn dụng cụ cắt PDF by http://www.ebook.edu.vn 5.4.1 Tầm quan trọng, sở tự động điều khiển độ mòn dụng cụ cắt 5.4.2 Phương pháp tự động điều khiển độ mòn dụng cụ cắt 5.5 Tự động điều khiển nhiều yếu tố công nghệ Chương VI: Dây chuyền tự động 6.1 Sự phát triển dây chuyền tự động 6.2 Chủng loại chi tiết dây chuyền tự động 6.3 Yêu cầu phôi dây chuyền tự động 6.4 Định vị chi tiết gia công dây chuyền tự động 6.5 Lập QTCN cho dây chuyền tự động 6.6 Các loại dây chuyền tự động 6.6.1 Dây chuyền gồm máy tổ hợp 6.6.2 Dây chuyền gồm máy xoay tròn 6.6.3 Dây chuyền gồm máy CNC 6.6.4 Dây chuyền tự động điều chỉnh 6.6.5 Độ ổn định dây chuyền tự động 6.7 Cấu trúc dây chuyền Thảo luận chương 4,5,6 KIỂM TRA GIỮA KỲ Chương VII: Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 7.1 Cấu trúc thành phần hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 7.2 Các nguyên tắc hình thành hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 7.2.1 Từ máy CNC tới FMS 1,2,3,4,5,6 Thảo luận 1,2,3,4,5,6 Giảng 7.2.2 Hiệu tập hợp máy CNC thành hệ thống FMS 7.3 Rôbôt công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 7.3.1 Rôbôt công nghiệp FMS có đặc tính cơng nghệ sau 7.3.2 Ứng dụng rôbôt công nghiệp FMS 7.4 Hệ thống kiểm tra tự động FMS 7.4.1 Chức hệ thống kiểm tra tự động 7.4.2 Cấu trúc hệ thống kiểm tra tự động 7.4.3 Chế độ hoạt động hệ thống kiểm tra tự PDF by http://www.ebook.edu.vn động 7.4.4 Nguyên tắc kiểm tra trạng thái kỹ thuật phần tử môđun FMS 7.4.5 Cơ sở vật chất - kỹ thuật hệ thống kiểm tra tự động 10 7.5 Hệ thống vận chuyển – tích trữ tự động FMS 7.5.1 Hệ thống vận chuyển – tích trữ chi tiết gia công 1,2,3,4,5,6 Giảng 7.5.2 Hệ thống vận chuyển – tích trữ dụng cụ FMS 7.6 Xác định thành phần thiết bị hệ thống FMS 7.6.1 Xác định thành phần máy FMS 7.6.2 Xác định thành phần thiết bị vận chuyển chi tiết 7.6.3 Xác định thành phần thiết bị vận chuyển dụng cụ 7.7 Kho chứa tự động hệ thống FMS 7.7.1 Chức thành phần kho chứa tự động 7.7.2 Các loại kho chứa tự động 7.7.3 Bố trí kho chứa tự động hệ thống FMS 7.7.4 Thiết kế kho chứa tự động hệ thống FMS 7.8 Hệ thống điều khiển FMS 7.8.1 Đặc tính máy tính hệ thống điều khiển FMS 7.8.2 Con người hệ thống điều khiển FMS 7.8.3 Thiết kế hệ thống điều khiển FMS 7.9 Kinh nghiệm ứng dụng FMS số nước giới 7.9.1 Một số hệ thống FMS CHLB Nga 7.9.2 Hệ thống FMS Bun-ga-ri 7.9.3 Hệ thống FMS Cộng hòa Séc 7.9.4 Hệ thống FMS Ba Lan 7.9.5 Hệ thống FMS Nhật Bản 7.9.6 Hệ thống FMS CHLB Đức PDF by http://www.ebook.edu.vn 7.9.7 Hệ thống FMS Mỹ 7.9.8 Hệ thống FMS Pháp 7.9.9 Hệ thống FMS Anh 11 Chương VIII: Hướng phát triển TĐH QTSX 8.1 Sử dụng máy với hệ thống điều khiển linh hoạt 8.2 Sản xuất hàng loạt theo dây chuyền 8.3 Sản xuất tự động hoá linh hoạt 8.3.1 Môđun sản xuất linh hoạt 1,2,3,4,5,6 Giảng 1,2,3,4,5,6 Thảo luận 8.3.2 Hệ thống sản xuất linh hoạt toàn phần 8.3.3 Hệ thống sản xuất linh hoạt toàn phần bậc cao 8.4 Ứng dụng kỹ thuật CIM 8.5 Ứng dụng Robot cơng nghiệp 8.6 Ứng dụng trí tuệ nhân tạo 12 Thảo luận chương 7,8 PDF by http://www.ebook.edu.vn 10 CHƯƠNG I : NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT I.1 Mục tiêu, nhiệm vụ Mục đích: - Sinh viên cung cấp khái niệm về: Cơ khí hóa, tự động hóa q trình sản xuất, rơ-bốt cơng nghiệp, dây truyền tự động, thuật ngữ thường dùng lĩnh vực tự động hóa như: CAD, CAM, CIM, FMS, NC, CNC, DNC, - Được cung cấp thông tin phát triển khoa học tự động hóa hướng phát triển tương lai - Sinh viên hiểu rõ ý nghĩa mà tự động hóa q trình sản xuất đem lại Nhiệm vụ sinh viên: - Hiểu thuộc khái niệm: Cơ khí hóa, tự động hóa q trình sản xuất, mức độ linh hoạt hệ thống tự động, dây chuyền sản xuất linh hoạt, rô-bốt công nghiệp - Hiểu thuật ngữ thường dùng lĩnh vực tự động hóa: CAD, CAM, CIM, FMS, CAD/CAM, CAP, CAQ - Nắm vai trị tự động hóa q trình sản xuất - Tìm ví dụ sinh động cho nội dung I.2 Quy định hình thức học cho nội dung nhỏ Nội dung Hình thức học 1.1 Những khái niệm Giảng 1.2 Định nghĩa thuật ngữ máy tính sản xuất Giảng 1.3 Ý nghĩa tự động hóa q trình sản xuất Giảng I.3 Các nội dung cụ thể A NỘI DUNG LÝ THUYẾT 1.1 Những khái niệm 1.1.1 Cơ khí hóa (Mechanicalize) Để tạo sản phẩm, q trình sản xuất thực việc biến đổi vật chất, lượng thông tin từ dạng sang dạng khác Các trình bao gồm dạng sau: q trình (các chuyển động chính) q trình phụ (các chuyển động phụ) - Các trình q trình trực tiếp làm thay đổi tính chất lý hóa, hình dáng hình học ban đầu phôi liệu để tạo sản phẩm yêu cầu - Các trình phụ trình không làm thay đổi trạng thái đối tượng, cần thiết kế cho q trình thực PDF by http://www.ebook.edu.vn 11 Cơ khí hóa q trình thay tác động bắp người thực q trình cơng nghệ chuyển động máy Đặc điểm: nâng cao suất lao động, số trường hợp không thay người (điều khiển, theo dõi ) Với trình sản xuất cơng nghệ phức tạp mà số lượng thơng số tham gia vào q trình lớn có giá trị thay đổi liên tục theo thời gian khả hồn thành nhiệm vụ người thợ thực nhiệm vụ điều khiển bị suy giảm 1.1.2 Tự động hóa sản xuất (Manufacturing Automation) Tự động hóa sản xuất hướng phát triển sản xuất chế tạo máy mà người giải phóng khơng từ lao động bắp mà cịn giải phóng từ q trình điều khiển sản xuất Ở trách nhiệm người theo dõi trình sản xuất Con người thực việc chuẩn bị công nghệ cấp – tháo phôi theo chu kỳ cho máy (tùy thuộc vào mức độ tự động hóa) Như vậy, tự động hóa QTSX tổng hợp biện pháp sử dụng thiết kế q trình sản xuất cơng nghệ mới, tiên tiến Trên sở trình sản xuất cơng nghệ đó, tiến hành lập hệ thống thiết bị có suất cao, tự động thực q trình phụ cấu thiết bị tự động, mà không cần tham gia người Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống tự động - Hệ thống cảm biến: có chức tiếp nhận biến đổi thông tin loại, làm sở cho định điều khiển - Hệ thống điều khiển: có chức đưa định điều khiển trình tác động tương ứng tới cấu điều khiển sở thông tin nhận từ hệ thống cảm biến - Hệ thống phản hồi: có chức theo dõi thơng tin, so sánh tín hiệu nhận từ hệ thống cảm biến điều khiển để tiến hành tín hiệu bù tương ứng * QTSX khí gồm: chuẩn bị sản xuất → tạo phôi → gia công → lắp ráp Hầu hết thiết bị tham gia vào trình như: cấp phơi, gá đặt, định hướng chi tiết, vận chuyển, gia công, lắp ráp kiểm tra Có thể tự động hóa số tồn bộ, từ đơn giản đến phức tạp Thực tế QTSX thường thực theo phương pháp tự động hóa phần Tự động hóa phần tự động hóa số ngun cơng riêng biệt q trình, ngun cơng cịn lại thực máy vạn bán tự động thông thường Nó kết hợp lao động khí hóa với tự động hóa ứng dụng PDF by http://www.ebook.edu.vn 12 nơi mà tham gia trực tiếp người thực (nguy hiểm người) công việc nặng nhọc đơn điệu Bảng 1.1: Các giai đoạn phát triển tự động hóa q trình sản xuất Các giai đoạn Cơ khí hóa Tự động hóa phần Tự động hóa mức độ cao Sản xuất tích hợp Đặc điểm Ví dụ Xuất Thay lao động bắp người máy Động máy tiện, băng tải Thay công việc điều khiển thiết bị công nhân máy Sản xuất tự động tích hợp có tính đến mơi trường thành NC, CNC, MRP 1956-1960 FMS,CAD/CAM 1970-1975 CIM, nhà máy tương lai 1985-1990 1775 phần riêng biệt Trên sở tự động hóa với trợ giúp hệ thống máy tính để thực QTSX tích hợp 1.1.3 Tính linh hoạt hệ thống sản xuất Tính linh hoạt hệ thống sản xuất mức độ khả thích ứng với chế tạo nhiều loại sản phẩm khác chách nối tiếp song song Mức độ linh hoạt ML hệ thống xác định theo công thức sau: Ld M L Ly (1.1) Trong đó: Ld – tính linh hoạt đạt Ly – tính linh hoạt u cầu Nếu ML = u cầu tính linh hoạt hồn tồn thỏa mãn Khi ML > hệ thống sản xuất có thừa tính linh hoạt, có nghĩa nhiệm vụ cụ thể tính linh hoạt sử dụng khơng hết Nếu ML < khơng phải tất sản phẩm chế tạo điều kiện tối ưu có số sản phẩm chế tạo Giá thành để tạo tính linh hoạt hệ thống sản xuất phụ thuộc vào hai yếu tố: yếu tố kỹ thuật yếu tố tổ chức - Yếu tố kỹ thuật: bao gồm công suất hệ thống, vùng tốc độ lượng chạy dao, số lượng đầu mang dụng cụ cắt dụng cụ phụ, cấu vận chuyển kho chứa, thiết bị điều khiển, dung lượng ổ tích phơi, ổ tích dụng cụ đồ gá, mức độ tiêu chuẩn hóa bề mặt kích thước thiết bị công nghệ kỹ thuật, khả lập trình mức độ thích ứng thiết bị điều khiển - Yếu tố tổ chức: bao gồm chu kỳ (thời gian) chế tạo sản phẩm, chủng loại sản phẩm, chu kỳ thay đổi sản phẩm, độ ổn định hệ thống sản xuất PDF by http://www.ebook.edu.vn 13 Tính linh hoạt hợp lý cho phép giảm chi phí chế tạo sản phẩm thời gian dài Tính linh hoạt chừng mực xác định hình thể hệ thống sản xuất, xác định công nghệ, tổ chức điều khiển chức nó, đồng thời tính linh hoạt ảnh hưởng lớn đến chi phí chế tạo sản phẩm 1.1.4 Tự động hóa sản xuất linh hoạt Tự động hóa sản xuất linh hoạt dùng sản xuất loạt vừa nhỏ (sản lượng ít, chủng loại nhiều), dựa cơng nghệ nhóm cơng nghệ điển hình với sử dụng máy CNC, môđun sản xuất linh hoạt, hệ thống khoa chứa vận chuyển tự động tổ hợp thiết bị với điều khiển máy tính Tự động hóa sản xuất linh hoạt thể việc điều chỉnh nhanh trình sản xuất để chế tạo sản phẩm phạm vi thiết bị kỹ thuật phạm vi điều khiển (trong giới hạn khả thiết bị công nghệ) 1.1.5 Hệ thống sản xuất linh hoạt (Flexible manufacturing system - FMS) Hệ thống sản xuất linh hoạt tổ hợp bao gồm máy CNC, thiết bị tự động, môđun sản xuất linh hoạt, thiết bị công nghệ riêng lẻ hệ thống đảm bảo chức hoạt động với chế độ tự động khoảng thời gian định, cho phép tự động điều chỉnh để chế tạo sản phẩm giới hạn 1.1.6 Mơđun sản xuất linh hoạt Môđun sản xuất linh hoạt đơn vị thiết bị có điều khiển theo chương trình để chế tạo sản phẩm giới hạn Thiết bị thực cách tự động tất chức có liên quan đến chế tạo sản phẩm có khả hoạt động FMS 1.1.7 Rôbôt công nghiệp Rôbôt công nghiệp máy tự động đứng yên di động, gồm cấu chấp hành dạng tay máy, có số bậc tự cấu điều khiển để thực chức di chuyển q trình sản xuất Nó sử dụng thiết bị độc lập, có khả thay đổi nhanh, dễ hiệu chỉnh Các Rôbốt thường trang bị hệ thống điều khiển thích nghi, vịng kín (P,PI, PD, PID – Proprotional Integral Derivative), hệ thống điều khiển theo chương trình lơgic (PLC – Programmable Logic Controllers), hệ thống cảm biến thực chức nghe, nhìn, sờ, ngửi, nói chúng sử dụng hầu hết lĩnh vực y tế, dịch vụ, gia công, lắp ráp PDF by http://www.ebook.edu.vn 14 Hình 1.2 Rơbơt cơng nghiệp 1.1.8 Tổ hợp Rôbôt công nghệ Tổ hợp rôbôt công nghệ tồn thiết bị cơng nghệ, rôbôt công nghiệp thiết bị khác để thực chu kỳ lặp lại cách tự động 1.1.9 Dây chuyền tự động linh hoạt Dây chuyền tự động linh hoạt FMS mà thiết bị cơng nghệ lắp đặt theo trình tự nguyên công xác định 1.1.10 Công đoạn tự động hóa linh hoạt Cơng đoạn tự động hóa linh hoạt FMS hoạt động theo tiến trình cơng nghệ mà có khả thay đổi trình tự sử dụng thiết bị công nghệ 1.1.11 Phân xưởng tự động hóa linh hoạt Phân xưởng tự động hóa linh hoạt FMS bao gồm dây chuyền tự động hóa linh hoạt, cơng đoạn tự động hóa linh hoạt tổ hợp rôbôt công nghệ nối kết với theo phương án để chế tạo sản phẩm chủng loại xác định 1.1.12 Nhà máy tự động hóa linh hoạt Nhà máy tự động hóa linh hoạt FMS bao gồm dây chuyền tự động hóa linh hoạt, tổ hợp rôbôt công nghệ phân xưởng tự động hóa linh hoạt nối kết với theo nhiều phương án để chế tạo sản phẩm nhiều chủng loại sản phẩm 1.2 Định nghĩa thuật ngữ máy tính sản xuất 1.2.1 CAD (Computers Aided Design – thiết kế có trợ giúp máy tính) Nhờ trang thiết bị tính tốn thiết kế máy tính, phần mềm chuyên dụng (autoCAD, Matlab, Catia ) cho phép tạo mơ hình sản phẩm không gian 3D, thuận lợi cho việc khảo sát, đánh giá, sửa đổi hình, lưu giữ, nhân Cho phép tiết kiệm thời gian, vật liệu chi phí khác giai đoạn thiết kế 1.2.2 CAP (Computers Aided Planning – lập kế hoạch có trợ giúp máy tính) Nhờ máy tính mà hoạt động cần thiết để chế tạo sản phẩm thiết lập cách nhanh chóng, xác tối ưu CAP đảm bảo kế hoạch sản xuất tối ưu PDF by http://www.ebook.edu.vn 15 nhà máy CAP bao gồm hai công cụ sản xuất quan trọng MRP (Manufacturing Resource Planning – lập kế hoạch tiềm sản xuất) CAPP (Computers Aided Process Planning – lập quy trình có trợ giúp máy tính) CAPP giúp người lạp quy trình chọn thứ tự ngun cơng tối ưu để chế tạo sản phẩm 1.2.3 CAM (Computers Aided Manufacturing – sản xuất có trợ giúp máy tính) Khâu điều hành trình chế tạo sản phẩm tự động hóa nhờ hệ thống điều hành q trình chế tạo tự động có trợ giúp máy tính CAM cho phép thực việc lập kế hoạch, điều khiển, hiệu chỉnh kiểm tra nguyên công tồn q trình gia cơng chế tạo sản phẩm 1.2.4 CAQ (Computers Aided Quality Control – kiểm tra chất lượng có trợ giúp máy tính) CAQ cho phép kiểm tra chất lượng sản phẩm chất lượng công việc toàn hệ thống sản xuất 1.2.5 CAD/CAM (Computers Aided Design/Computers Aided Manufacturing – thiết kế/sản xuất có trợ giúp máy tính) CAD/CAM hệ thống kết hợp, bao gồm kỹ thuật sản xuất CAD, CAP, CAM CAQ 1.2.6 PP & C (Production Planning and Control) Chức PP & C hoạt động tổ chức CIM Nó liên quan đến kế hoạch tiềm sản xuất, lập kế hoạch nhu cầu vật tư, nhu cầu thời gian kiểm tra hệ thống sản xuất 1.2.7 CIM (Computer Integrated Manufacturing – sản xuất tích hợp có trợ giúp máy tính) CIM bao gồm tất hệ thống kỹ thuật: CAD, CAP, CAM, CAQ PP & C Ví dụ: Hệ thống Open CIM - ASRS: kho hàng tự động - Trạm gia công: CNC Lathe, CNC Mill - Băng tải (conveyor) - Robot - Máy chủ + phần mềm (Server + software) PDF by http://www.ebook.edu.vn 16 Hình 1.3 CIM – 4a station (Intelitek) 1.3 Ý nghĩa tự động hóa trình sản xuất - Cho phép giảm giá thành nâng cao suất lao động - Cho phép cải thiện điều kiện sản xuất - Cho phép đáp ứng cường độ cao sản xuất đại - Cho phép cạnh tranh đáp ứng điều kiện sản xuất B NỘI DUNG THẢO LUẬN C NGÂN HÀNG CÂU HỎI, BÀI TẬP PDF by http://www.ebook.edu.vn 17 CHƯƠNG II : CÁC THIẾT BỊ CƠ BẢN VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT II.1 Mục tiêu, nhiệm vụ Mục đích: - Cung cấp khái niệm thiết bị hệ thống điều khiển tự động hóa q trình sản xuất - Giúp sinh viên hiểu rõ vai trò cấu chấp hành, cảm biến hệ thống điều khiển hệ thống tự động - Cung cấp cho sinh viên đặc điểm số cấu chấp hành thủy lực, khí nén, cấu chấp hành điện, số loại cảm biến, hệ thống điều khiển Nhiệm vụ sinh viên: - Hiểu thuộc khái niệm cấu chấp hành, cảm biến, hệ thống điều khiển - Hiểu nguyên lý hoạt động cấu chấp hành giới thiệu giáo trình - Nắm nguyên tắc hoạt động số loại cảm biến thông dụng - Hiểu rõ hệ thống điều khiển dùng tự động hóa sản xuất - Phân biệt vai trị cụm thiết bị: hệ thống điều khiển, cấu chấp hành, cảm biến hệ thống tự động hóa q trình sản xuất II.2 Quy định hình thức học cho nội dung nhỏ Nội dung 2.1 Các thiết bị hệ thống tự động 2.2 Các hệ thống điều khiển tự động Hình thức học Giảng Thảo luận II.3 Các nội dung cụ thể A NỘI DUNG LÝ THUYẾT 2.1 Các thiết bị hệ thống tự động 2.1.1 Cơ cấu chấp hành – Actuators Khái niệm: Cơ cấu chấp hành phận máy móc, thiết bị có khả thực cơng việc tác động tín hiệu điều khiển phát từ thiết bị điều khiển PDF by http://www.ebook.edu.vn 18 ... trúc thành phần hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 72 7.2 Các nguyên tắc hình thành hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 72 7.3 Rôbôt công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 80 7.4 Hệ thống kiểm tra... máy CNC thành hệ thống FMS 7.3 Rôbôt công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 7.3.1 Rơbơt cơng nghiệp FMS có đặc tính công nghệ sau 7.3.2 Ứng dụng rôbôt công nghiệp FMS 7.4 Hệ thống kiểm tra... Tự động hóa sản xuất 1.1.3 Tính linh hoạt hệ thống sản xuất 1.1.4 Tự động hóa sản xuất linh hoạt 1.1.5 Hệ thống sản xuất linh hoạt PDF by http://www.ebook.edu.vn 1.1.6 Môđun sản xuất linh hoạt