2.1 Khái niệm.
Ý tưởng về FMS được đề xuất tại Anh trong những năm 1960 với 24 hệ thống có thể hoạt động không cần người vận hành 24h/ngày dưới sự kiểm soát máy tính. FMS là hệ thống máy linh hoạt, có thể được sử dụng rộng rãi trong công nghệ sản xuất linh hoạt nghĩa là ta có thể gia công nhiều loại sản phẩm khác nhau dưới sự điều khiển của máy tính tại các trạm làm việc khác nhau.
2.2Đặc điểm
Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS cho phép tự động hóa ở mức độ tự động hóa cao đối với sản xuất hàng loạt nhỏ và vừa trên cơ sở áp dụng các máy CNC, các robot công nghiệp để điều khiển, các đồ gá và các dụng cụ, các hệ thống vận chuyển - tích trữ phôi với mục đích tối ưu hóa quá trình công nghệ và quá trình sản xuất. Đặc điểm của hệ thống sản xuất FMS là khả năng điều chỉnh nhanh các thiết bị để chế tạo sản phẩm mới. Như vậy nó không những thích hợp cho sản xuất hàng loạt, khối lớn mà còn cho sản xuất hàng các lô vừa, nhỏ thậm chí cả sản xuất đơn chiếc. Hệ thống sản xuất FMS được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy và xí nghiệp.
Nhóm 1 Trang 37
Thành phần FMS:
- Thiết bị gia công như: Máy CNC, máy điều khiển số, trung tâm gia công, thiết bị gá lắp, tháo dỡ chi tiết và dụng cụ tự động, hệ thống cơ cấu định hướng chi tiết tự động trong quá trình gia công, cơ cấu kiểm tra tự động, cơ cấu vận chuyển tự động, cơ cấu cấp phát dụng cụ tự động, hệ thống điều khiển…
- Các bộ chương trình điều khiển FMS, các phần mềm phức tạp: Máy tính kiểm soát FMS vận hành hệ thống xử lý nguyên vật liệu, tải và lưu trữ các chương trình CNC. Các bảng liệt kê FMS được lưu giữ để theo dõi, sử dụng, bảo trì và báo cáo về việc thực hiện các hệ thống.
Các thiết bị công nghệ và các thiết bị kiểm tra được trang bị các hệ thống tự động và các máy tính để tính toán và điều khiển.
Nó được thiết kế để làm đầy khoảng trống giữa đường dây tự động dùng trong sản xuất hàng khối và nhóm máy CNC. Nó cho phép chuyển đổi nhanh sản xuất khi thay đổi sản phẩm với chi phí thời gian và tiền bạc nhỏ nhất. Hình 1-4 mô tả một dây chuyền tự động linh hoạt hóa nhờ ROBOT tháo chi tiết và cấp phôi cho từng máy.
2.3 Bốn loại hình bố trí cơ bản của hệ thống sản xuất linh hoạt:
Bố trí tiến bộ : Sản phẩm sẽ đi qua từng máy gia công theo 1 trình tự nhất
định. Bố trí này thích hợp cho việc xử lý một họ chi tiết và đưa chúng vào một nhóm tế bào công nghệ tự động hóa.
Nhóm 1 Trang 38 Hình 14a: FMS bố trí tiến bộ
Bố trí vòng khép kín: Các máy gia công sắp xếp theo 1 vòng khép kín,
tuân theo thứ tự chung của quá trình xử lý cho các chi tiết lớn hơn. Các chi tiết có thể dễ dàng bỏ qua trạm gia công hoặc di chuyển theo vòng khép kín để tới các trạm gia công theo 1 thứ tự luân phiên. Kiểu thiết kế này được sử dụng để xử lý chi tiết có kích thước lớn, có yêu cầu nhiều thời gian xử lí hơn.
Hình 14b: FMS được bố trí theo vòng khép kín
Bố trí bậc thang: Các máy gia công được đặt giống hình dạng cái thang,
cho phép sản phẩm có thể vận chuyển đến bất cứ máy nào trong chuỗi để gia công.
Hình 14c: FMS bố trí theo bậc thang
Nhóm 1 Trang 39
Bố trí trường mở : Kiểu bố trí này phức tạp và linh động nhất, nó cho
phép vật liệu di chuyển qua các máy gia công với bất kỳ thứ tự nào và bao gồm đặc trưng một vài trạm hỗ trợ như: Trạm công cụ trao đổi, băng chuyền hoặc trạm xây dựng cố định, trạm kiểm tra, hệ thống thu thập cắt gọt hoặc làm nguội
Hình 15: Bố trí trường mở.
Hiện nay, xu hướng trong sản xuất linh hoạt là hướng về các phiên bản nhỏ hơn của FMS truyền thống, đôi khi còn được gọi là các tế bào sản phẩm linh hoạt. Nó phù hợp với loại hình sản xuất theo lô nhỏ và trung bình nhờ có các máy CN độc lập, những máy này có khả năng sản xuất nhiều dạng sản phẩm khác nhau trong lô nên sản lượng sản xuất cao hơn.
Nhóm 1 Trang 40
Lợi ích:
- Tận dụng máy móc thiết bị: FMS tận dụng được máy móc thiết bị hơn so với sản xuất theo lô. Tạo hiệu quả lớn trong công việc, chuẩn bị hệ thống, kế hoạch điều độ.
Tận dụng được 80% máy móc thiết bị, trong khi sản xuất theo lô chỉ đạt 50%.
- Giảm số lượng bán thành phẩm: Do có nhiều chi tiết khác nhau được gia công cùng lúc, nên số lượng thành phẩm được tạo ra nhiều hơn.
Giảm bán thành phẩm.
- Thời gian sản xuất ngắn hơn: Do bán thành phẩm giảm nên thời gian gia công chi tiết được rút ngắn, đồng thời thời gian giao hàng sẽ nhanh hơn. - Linh hoạt hơn trong điều độ sản xuất: Nếu khách hàng có những đòi hỏi
đặc biệt, tăng nhanh tiến độ... FMS có thể điều độ quá trình sản xuất linh hoạt hơn để đáp ứng nhu cầu khách hàng.
- Năng suất lao động cao: Do hệ thống máy móc được sử dụng nhiều trong quá trình sản xuất, lực lượng lao động trực tiếp ít hơn nên tạo ra năng suất cao hơn.
Nhóm 1 Trang 41 Thao tác bằng tay duy nhất của FMS được thực hiện tại các trạm có tải và trạm không tải tại trung tâm của hình. Những kiện rỗng được trữ vào bằng máy cận cảnh. Sự thay đổi luân phiên của vật phẩm trong vòng này là những thiết bị phân loại cái mà công nhân lắp ráp và tháo rời ra để giữ những kiện rỗng đa dạng được sắp vào chỗ cho máy. Những tải tự động thu thập vận chuyển hàng tới từ những trung tâm máy và load/unload trạm. Chú ý tại mỗi trung tâm máy và những phòng điều khiển chính tại phía sau. Gần 1200 chương trình part CNC và 900 chương trình phân loại cho có hệ thống.