Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS và vai trò của máy tính trong sản xuất
MỤC LỤC
Ý nghĩa của FMS và CIM
Thiết lập được hệ thống FMS hay CIM là một vấn để không đơn giản, nhưng lại có một ý nghĩa lớn đối với sản xuất, Để phát triển nhanh các hệ thống này, các nước tư bản đã có cộng tác chặt chờ với nhau, Vào năm {972 để tiến hành nghiên cứu và thiết kế thử nghiệm các hệ thống sản xuất tích hợp có trợ giúp của máy tính (CIM) đã ra đời mot 16 chức quốc lế CAM - 1. Ở Mỹ các biện pháp chủ yếu để thiết lập các hệ thống sản xuất tích hợp - nhà máy tự động hóa được phối hợp trong khuôn khổ đự án sản xuất tự động hóa toàn phần có trợ giúp của máy tính (AM) trị giá hàng trăm triệu USD.
Vai trò của máy tính trong sản xuất,
- Hoàn thiện được phương pháp thiết kế sản phẩm, ví dụ, sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn cùng với máy tính cho phép thực hiện phép tính nhanh hơn 30 lấn so với các phương pháp thông thường khác cho nhiều phương án thiết kế khác nhau. Các công ty Nhật Bản suy nghĩ về sản xuất lớn, vì vậy tự động hoá có liên quan với công nhân ở nhà máy nơi mà người ta sử đụng các máy điều khiển theo chương trình, các trung tâm giá công linh hoạt và các hệ thống lắp ráp thích nghi.
Định nghĩa các thuật ngữ máy tính trong sản xuất
CÁP bao gồm hai công cụ sản xuất quan trọng là MRP (Manufacturing Resource Planning - lip ké hoach tiém nang san xuidt) vi CAPP (Computer Aided Process Planning - lập quy trình có trợ giúp của máy tính). CAM thực hiện tất cả các công đoạn của quá trình sản xuất như thiết kế quy trình công nghệ gia công, quản lý, điều hành toàn bộ quá trình chế tạo và kiểm tra chất lượng sản phẩm.
HE THONG SAN XUAT LINH HOAT FMS
Điều khiển các máy CNC bằng máy tính
- Gia công đồng thời bằng nhiều dao
Do tất cả các dụng cụ của ụ trục chính được di chuyển theo một chương trình và máy có khả năng chuyên môn hóa hẹp cùng với nhiều công việc điều chỉnh chưa được tự động hóa, cho nên máy này được dùng để gia công các chỉ tiết loạt vừa và loạt lớn. Điều khiển các máy CNC bằng máy tính cho phép thực hiện công nghệ điều chỉnh linh hoạt (nhờ khả năng nối kết với máy tính bậc cao, khả năng điều khiển thích nghỉ và khả năng điều khiển đi chuyển của các vệ tỉnh thay đổi) và giảm được kích cỡ của máy , đồng thời nâng cao được năng suất và chất lượng gia công.
ROBOT CONG NGHIEP TRONG FMS,
Đặc tính công nghệ của rôbôt công nghiệp
Phương pháp lập trình cho rôbôt được hiểu là viết và nạp chương trình điều khiển với mục đích để điều khiển rôbôt, Khi lập trình nhất thiết phải viết dưới đạng chương trình các dạng thông tin sau đây: tuần tự thực hiện các thành phần của chuyển động, vị trí các cơ cấu của cánh tay rôbôt và của cơ cấu địch chuyển thân rôbôI, thời gian thực hiện các thành phần chuyển động. Trong hệ thống FMS: người ta ứng dụng nhiều loại rôbôt khác nhau: rôbôt cố định, (rbot tinh), rôbôt di động trên nền xưởng và đi động trên giá treo, rôbôt với trọng tải và hệ thống truyền động khác nhau, rôbôt có một hoặc hai cánh tay, rôbôt chuyên dùng và rôbôt vạn năng, rôbôt có bốn đến sáu bậc tự do (với các hệ tọa độ hình chữ nhật, hình trụ, hình cầu và tổ hợp), rôbôt với bước di chuyển của tay máy trong khoảng.
HỆ THỐNG KIỂM TRA TU DONG CUA FMS
- Nguyên tắc xây dựng hệ thống kiểm tra tự động,
Hệ thống kiểm tra tự động của FMS, một mặt phải dam bao chat lượng sản phẩm bằng cách kiểm tra vật liệu, phỏi, dụng cụ, đồ gá, chế dộ cất, thử sản phẩm, các thống số của thiết bị công nghệ và sản phẩm trên tất cả các giai đoạn của các quá trình chế tạo, còn mặt khác phải đám bảo hiệu quả cao nhất của FMS bằng cách kiểm tra và chuẩn đoán cdc robot công nghiệp, các thiết bị gia công tự động, kỹ thuật tính toán và kỹ thuật lập trình. Chế độ khởi động được bắt đầu từ việc hỏi (kiểm tra) tất cả phần tử và các hệ thống của FMS. Trong trường hợp này, hệ thống kiểm tra tự động thực hiện việc chuẩn đoán trạng thái kỹ thuật của các phần tử và các hệ thống trong EMS, phát lệnh đầu ra của tất cả các hệ thống ở vị trí ban đầu, kiểm tra hoạt động của lệnh này, iém tra sự tồn tại và mã số của các phôi và dụng cụ. Trong quá trình kiểm tra, các khuyết tật sẽ được loại bó. Tất cả các mức kiểm tra đều hoạt cộng với chế dộ khởi động. Chế độ làm việc. Ở chế độ làm việc, hệ thống kiểm tra tự động cho phép kiểm tra chất lượng chế tạo sán phẩm, kiểm tra đồng sản phẩm, kiểm tra dụng cụ, năng lượng, thông tỉn, kiểm tra hoạt động của các hệ thống phụ trợ sạch phoi, rửa chỉ tiết, làm lạnh, vận chuyển phoi. hút bụi, cấp dung dịch trơn nguội, điều hoà không khí v.. v), kiểm tra trạng thái kỹ thuật của tất cả các phần tử và các hê thống trong FMS.
AS YVYV
Các máy đo kiểm tự động
Tuy nhiên, khả năng đưa chỉ tiết vào vùng làm việc (để đo) lại giảm theo thứ tự kể trên, vì vậy phải đặc biệt chú ý khi thiết kế các máy đo kiểm. Kiểu cấu tạo nằm ngang cla robot cho phép đưa chỉ tiết vào rất thuận lợi để kiểm tra từ nhiều phía khác nhau bằng một đầu đo cùng loại.
HE THONG VAN CHUYEN - TICH TRU TU DONG CUA FMS
Nhóm thiết bị phụ
Các cơ cấu điều khiển của mức 1 có những yêu cầu sau đây: tự động hóa hoàn toàn quá trình vận chuyển, tích hợp với hệ thống điều khiến ở mức 2 (hệ thống điều khiển của FMS), có tính linh hoạt đối với sự thay đổi luỏng hàng vận chuyển, có thể được thiết kế theo môđun có độ ổn định cao, có tín hiệu được chuẩn hóa ở đầu ra, có thể kiểm tra tích cực độ chính xác hoạt động của các thiết bị. Hệ thống kiểm tra tự động và chuẩn đoán hoạt động của hệ thống vận chuyển - tích trữ tập hợp thông tin về trạng thái của hệ thống và của các phần tử điều khiến, xử lý thông tin này theo thuật toán đã định, ra quyết định về khá năng hoạt động tiếp tục của các phần tử trong hệ thống vận chuyển - tích trữ và truyền thòng tín về sai số cho công nhân ở trạm điều khiển.
XÁC ĐỊNH THÀNH PHAN THIET BI CUA HE THONG FMS
Xác định các thành phần của máy trong FMS
Từ đó có thể lấy quỹ thời gian làm việc của các máy CNC trong một năm bằng 3360 giờ (có tính đến hệ số sử đụng máy bằng 0,9) và tính sơ bộ số máy cần thiết để gia công tất cả các nhóm chỉ tiết. Khi lập quy trình công nghệ gia công cho các chỉ tiết điển hình cẩn xác định mức độ và hướng chuyên môn hóa thiết bị, xác định số trục tọa độ cần thiết của các máy và xác định thời gian gia công chỉ tiết trên các máy CNC.
KHO CHUA TU BONG TRONG HE THONG FMS
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN FMS
Tổ chức điều khiển FMS
Thông tin vào - ra hay chương trình và dữ liệu được thực hiện qua kênh đầu vào - đầu ra để đảm bảo truyền thông tin giữa các cơ cấu bên ngoài (đối với máy tính) và bộ nhớ cũng như bộ xử lý của máy tính. Để chuyển đổi các giá trị số và mã số người ta đùng các cơ cấu nối kết với đối tượng mà ở đầu ra của các cơ cấu này hình thành các tín hiệu y¡..y„ dưới dạng thích ứng với đặc thù của đối tượng điều khiển như máy công cụ, thiết bị gá đặt, thiết bị vận chuyển.
ĐKKC
Tác động qua lại giữa các máy tính (điều khiển các tế bào) chỉ được đảm bao thông qua máy tính trung tâm (máy tính điều khiển FMS), mà trong bộ nhớ của nó tập trung tất cả đất liệu về trạng thái của FMS. Trên cơ sở của các dữ liệu chương trình điều khiển hệ thống FMS (được thực hiện bằng máy tính trung tâm) tạo thành các lệnh và chuyển các lệnh đó tới các may tinh khác để điều khiến các phần tử của EMS.
Hệ thống điều khiển FMS có thể dược nối kết với hệ thống chuẩn
- Tốc độ của máy tính
Thời gian thực hiện các phép tính khác nhau trong máy tính cũng khác nhau.Do đó, tốc độ của máy tính được đặc trưng hoặc là bằng số các phép tính đơn giản trong một giây hoặc là bằng số các phép tính trung bình trong một giây có tính đến tần suất xuất hiện các phép tính khác nhau khi thực hiện một loại chương trình đã dịnh. Trong mạng vòng với liên kết chéo (hình 8.4b) mỗi một bộ xử lý được nối kết với tất cả các bộ xử lý khác. Thông tin có thể được truyền trực tiếp bằng đường nối giữa các bộ xử lý mà không cần cơ cấu trung gian. máy tính) với máy tính trung tâm và tất cả các nhánh của mạng đều đi qua nút trung tâm (máy tính trung tâm).
PIPETTE AYP PCL J/
Trong một tế bào của PVS 400 (gồm một trung tâm gia công CNC, magazin dung cu, co cau thay đổi vệ tỉnh, vị trí rửa sạch và tháo chỉ tiết) được lắp đặt hệ thống điều khiển theo ba tọa độ vuông góc để thực hiện các chuyên động cấp phát và theo một tọa độ cực để điều chính tốc độ và vị trí. Hé thong FMS IVU 400 hai hàng máy được bố trí dọc theo hệ thống vận chuyển - tích trữ chỉ tiết gia cong. cae chỉ tiết phẳng với. 1- Hệ thống uận chuyến - tích trữ chỉ tiết. Hệ thống FMS_IVU 400 cho phép gia công gần 650 chủng loại chỉ tiết dạng hộp. magazin), hai máy nhiều nguyên công (15) với cơ cấu thay dạo tu dong cua hang Kearney và Trêker (USA). Sự khác nhau giữa cung ứng dụng cụ trong hệ thống FMS và cung ứng dụng cụ trên các máy tự động độc lập ở chỗ là điểu chỉnh dụng cụ trong hệ thống FMS phải được giữ một cách thường xuyên đối với tất cả các chủng loại của chỉ tiết gia công nhằm đảm bảo đạt được chỉ tiết chính phẩm khi mỗi lần chuyển đối tượng gia công.
Dụng cụ cắt có chuôi côn phải được kiểm tra đó tiếp xúc bảng
Hướng phát triển của hé thong FMS
Đối với hệ thống FMS, các dụng cụ phải được kiểm tra rất thận để đảm báo độ ổn định của các thông số hình học và chất lượng làm việc. Ngày nay, sản xuất công nghiệp đã đạt được mức độ tự động hóa tất cao, đó là tự động từ khâu thiết kế cho đến gia công, kiểm tra, lắp rip và đóng gói.
C,- chi phí cho chế tạo sản phẩm hàng năm trước và sau khi ứng dụng hệ thống FMS (USD/năm)
Nhà máy này báo gồm nhiều loại thiết bị khác nhau và tất cả các nguyên công đều được thực hiện một cách tự động. Tất cả các quá trình này đều được thực hiện có sự trợ giúp của máy tính (CIM).
KHÁI NIỆM VE CIM
Các công nghệ sản xuất tiên tiến đó là: tự động hóa văn phòng (Office Automation), CAD, CAM, lập quy trình công nghệ có trợ giúp của máy tính CAPP (Computer Aided Process Planning), kiểm tra chất lượng có trợ giúp của máy tinh CAQC (Computer Aided Quality Control), hé théng bao quan và tìm kiém AS/RS (Strage and Retrieval Systems), các rôbôt, công nghệ nhóm T(Group Technology) tế bào gia công CM (Cellula Manufacturing), hệ thống sản xuất lính hoạt FMS (Flexible Manufacturing System), kỹ nghệ (kỹ thuật) có trợ giúp của máy tính CAE (Computer Aided Engineering), hệ thống dẫn truyền tự động AGVS (Automated Guided Vehiele System), hệ thống lấp rấp tự động AAS (Automated Assembly System), hệ số xử lý vật liệu tự động AMHS (Automated Material Handling System), kiểm soát tự động AI (Automatic Inspection), phương pháp kiểm tra thống kê SPC (Statical Process Control), tiéu chuẩn trình độ chuyên môn SQS (Supplier Qualification Standard), hé théng quy trình tự động có thứ bậc AOPS (Automatic Order Processing Control), hệ thống lập trình sản xuất tích hep IPSS (Integrated Production Scheduling System), hé théng thu thap dữ liệu mặt bằng tự dong ASFDCS (Automated Shop Floor Data Collection System) và máy kiểm tra có trợ giúp của may tinh CCM (Computer Controlled Machine). Với sự toàn cầu hóa của thị trường và của thiết bị sản xuất, CIM sẽ phát triển hơn nữa và sẽ tạo thành CIM áo. Đặc điểm của CIM ảo là các mang CIM phân bố trên toàn cầu được nối kết với nhau nhờ thông tin và đỡ liệu có trong các mạng nhằm mục đích nhóm lại tất cả các nhà máy nằm rải rác theo địa lý để thực hiện mot muc dich chung của mội công 1y thương mại. Lich sử phát triển của công nghệ sản xuất theo thời gian có thể được mỡ ta trén bang 11.1. Sự phát triển của công nghệ sản xuết. CAM, khái niệm vẻ CHM. oss | Đất đâu phít triển CAD trong NC: như CNC, DNC Loa) | Đất đâu phát tiến N€ đề tự dong hoa. Công ty các hệ thống tự động và máy tính CASA (The Computer and Automated Systems Association) cha hdi nhiing nha sản xuất SME (Society of Manufacturing Engineers) dinh nghĩa CIM như sau: CIM là một hệ thống tích hợp có khả năng cung cấp sự trợ giúp của máy tính cho tất cả các chức năng thương mại, bao gồm các hoạt động từ khâu tiếp nhận đơn đặt hàng cho đến cung cấp sản phẩm của một nhà máy sản xuất.
TÍCH HỢP CÁC MẠNG LIÊN KẾT,
Công nghệ nhóm ỐT trong quy trình sản xuất đã tạo ra CM, Hệ thống sản xuất của một công ty được tổ chức thành các tế bào gia công, Các tế bào gia cong báo gồm: máy gia công và các quy trình để chế tạo một loại chí tiết nào đó, Theo phương pháp cổ điển thì các máy sản xuất của một công ty được lắp đặt theo từng loại (các máy cùng loại được lấp đặt cạnh nhau), Cách lắp đặt theo loại làm cho thời gian vận chuyến chỉ tiết giữa các nguyên công tăng lên và do đó nàng suất gia công giảm. Ví dụ, một thiết bị nào đó có thể sử dụng mã số là EBCDIC và khi có một tín hiệu được truyền từ thiết bị này tới thiết bị có mã số ASCH thì tín hiệu này được dịch (cho thích ứng với thiết bị ASCH) bởi lớp giới thiệu. Lớp ứng dụng. Lớp ứng dụng đảm bảo cho các đữ liệu có thể hiểu được khi chúng được truyền qua lại giữa các ứng dụng. Quan hệ chức năng. Hiệu quả của CIM phụ thuộc vào khả năng liên kết giữa các công nghệ khác nhau bằng phương pháp tiên tiến nhất. Nhà máy tích hợp đóng góp một phần quan trọng trong việc dỡ bỏ hàng rào ngăn cách giữa các đơn vị chức nâng về mật tố chức, Khi đánh giá các dự án đầu tư thì sự lợp. giữua các đơn vị chức nẵng tdựa trên sự tíc dong giữ. các phương pháp. vòng nghệ) đóng một vú trò quan trọng.
HOP LY HOA VA TOLUU HOA CIM
Tiếp cận họp lý hóa chiến lược
Tiếp cận hợp lý hóa chiến lược không mang tính kỹ thuật cao như các tiếp cận hợp lý hóa khác. Nó rất cần thiết cho thành công của công nghệ tiên tiến, đặc biệt đối với CIM.
Tối ưu hóa CIM
Mô hình Ma côp mô tả mức đô tối ưu của tự động hóa linh hoạt so với quy trình sản xuất thông thường. Lập trình điểm là công cụ tối ưu hữu hiệu để giải quyết vấn đẻ phức tạp của cạnh tranh và của các mục tiêu khác nhau.
HỆ THỐNG TRỢ GIÚP RA QUYẾT ĐỊNH ĐẦU TỰ
Sự cần thiết cua hệ thống trợ giúp ra quyết định
Hệ thống quá trình quản lý kinh doanh TPS — (Tranaction Processing System) duge str dung chi: yéu dé thu thập dữ liệu, để lập báo cáo cho hoạt động cá nhân và để tạo ra đầu vào cho các hệ thống thòng tìn khác (như hệ thống thu thập dữ liệu mặt bằng sản xuất, hệ thong tién tương). Hệ thống trợ giúp ra quyết định DSS (Decision Support System) bao gồm các hệ thống phân tích và mô hình hóa, các hệ thống kỹ thuật dự báo và kỹ thuật thống kê, hệ thống dữ liệu quản lý, hệ thống liên kết, hệ thống báo cáo, hệ thống đề họa và hệ thống quản lý môi trường.
HUGNG PHAT TRIEN CUA CIM
Các hướng nghiên cứu để phát triển CIM
Trong phạm vì nghiên cứu về hợp lý hóa CIM và chiến lược quản ly CIM, sự phát triển của hệ thống thông tỉn quản lý đã thức đẩy việc ứng dụng hệ thống trợ giúp ra quyết dinh DSS trong môi trường ra quyết định theo nhóm. Vì vậy, để hợp lý hóa và tối ưu hóa đầu tư cho nhà máy ảo cần có hệ thống trợ giúp ra quyết dinh theo nhhém GDSS (Group Decision Support Systems).
Kết luận
Hệ thống GDSS cho phép tính hiệu quả của các công nghệ tiên tiến AMT trong cơ cấu tổ chức toàn cầu. Đồng thời hệ thống GDSS giúp các nhà ra quyết định phân tích hiệu quả đầu tr cha mot cong ty hay xi nghiệp nào đó.
MUC LUC
- Sư tích họp cua EMS với các hệ thống tự động hoá 10
- Đặc diểm vận hành hệ thông FMS
He mong FMS voi kho chưa phối và dung cu. He thong FMS co Kho chita co cau vé tinh voi phái. Hệ thông FMS có kho chữa cơ cán ve tứ nh với chỉ tiệt và CƠ GẮN Về HH VểI HdNGTIH CHUNG Cực.. phôi và dụng cụ để cấp phát riêng biệt cho các máy. Thành phần của các máy trong PMS 3.3. Hiện quả của tập hợp các máy CNC. thành hé thong FMS,. Tìng thời gian Hây thốt gian cơ bản) eta cee GY. 0Ÿ, Xúc định thành phản của tiết bị vẫn Chuyến dùng cụ 0Ÿ / dil dde tink cnc magacur dung cy trunyg tan 6.3.2,.