4..3 .1 Khaùi nieäm
5.2 Heä thoáng saûn xuaát linh hoaït
5.2.3 Heä thoáng maùy töï ñoäng linh hoaït ñieàu
Hệ thống máy tự động linh hoạt điều khiển số là một tập hợp nhiều máy NC, CNC hoặc nhiều trung tâm gia công NC, CNC liên kết với nhau thông qua dòng lưu thông chi tiết và lưu thông dao cụ được điều khiển bởi máy tính điện tử.
Hình 5.2 Trung tâm Tiện -Phay của Cộng hòa Liên bang Đức
Hình 5.3 Gia công trục khuỷu
Ban quy en © Tr u ong DH Su pham K y t huat TP. HCM
Ngoài hai dòng lưu thông chính kể trên, tùy thuộc vào mức độ tự động hóa khác nhau, tùy thuộc mục đích kinh tế kỹ thuật khác nhau mà hệ thống tự động linh hoạt điều khiển CNC có thể huy động thêm các cụm chức năng khác nữa. Ví dụ: các thiết bị vận chuyển và trao đổi chi tiết, các cụm điều khiển gia công, kiểm tra và thử nghiệm, các cụm thiết bị điều hành dòng lưu thông vật liệu phụ, khai thác phôi và vật liệu phế thải cũng như các cụm thiết bị liên quan đến dòng lưu thông thông tin.
Ưu điểm cơ bản của hệ thống tự động linh hoạt điều khiển CNC là giảm bớt tối đa thời gian vận chuyển, thời gian chờ, thời gian nằm đọng của chi tiết trước và giữa các quá trình gia công và kiểm nghiệm. Ưu điểm này đạt được là nhờ sử dụng hệ thống điện toán điều khiển gia công trong hệ thống tự động linh hoạt. Toàn bộ quá trình chế tạo các chi tiết trong loạt sản xuất nhờ được thực hiện ở mức độ tự động hóa rất cao và rất chất lượng. Để thiết lập một hệ thống máy tự động linh hoạt phải thực hiện những công việc cơ bản sau:
- Lựa chọn trước một phạm vi các chi tiết gia công . - Phân tích thời gian gia công.
- Tổng hợp các dữ liệu chi tiết và đánh giá nó. - Xác định hợp lý các nguyên công gia công. - Lựa chọn hệ thống điều khiển thích hợp. - Tính toán mức độ tự động hóa cần thiết. - Tính toán tiềm năng các yêu cầu cần thiết. - Xác định, chọn lựa các hệ thống máy khác nhau.
- Ghép nối các hệ thống kho lưu trữ và vận chuyển như: các loại thiết bị lưu thông dòng chi tiết, dòng dao cụ và các khu vực dự trữ.
- Xác định trước các chi tiết điển hình có tính đại diện. - Phân tích và phân chia các nhiệm vụ công nghệ. - Mô phỏng quá trình gia công.
- Tính toán kinh tế.
- Lựa chọn lần cuối một hệ thống máy xác định.
Ngày nay, với sự thúc bách của thị trường hàng hóa, các mẫu mã ngày càng đa dạng, phong phú, trong một thời gian ngắn đã phải thay đổi hình dáng kích thước, vật liệu... Trước thực tế đó, ngành chế tạo cơ khí phải ứng dụng tự động vào khu vực sản xuất loạt vừa và nhỏ, bảo đảm một quá trình gia công tự động tối ưu để sản xuất ra những họ chi tiết có yêu cầu kỹ thuật, vật liệu đa dạng.
Mục tiêu đó chỉ có thể đạt được nhờ các hệ thống tự động linh hoạt mà trong đó, ngoài một quá trình gia công tự động ở từng trạm công nghệ riêng lẻ, còn có một dòng lưu
Ban quy en © Tr u ong DH Su pham K y t huat TP. HCM
thông chi tiết giữa các trạm công nghệ và một dòng lưu thông thông tin tổng hợp điều hành.
So với các trung tâm gia công CNC, các hệ thống máy tự động linh hoạt chứng tỏ một tiềm năng kỹ thuật lớn hơn nhiều. Đặc tính linh hoạt đặt nền móng cho kỹ thuật gia công tự động các loạt sản phẩm vừa và nhỏ trong đó họ chi tiết có thể gộp thành từ những khoảng kích thước khá rộng hoặc từ những hình dáng kết cấu có mức khác biệt khá lớn. Tính năng linh hoạt càng thể hiện ưu việt hơn đối với các chi tiết có thời gian gia công dài trên từng trạm công nghệ riêng lẻ.
Sau đây là một vài ví dụ về hệ thống linh hoạt hóa FMS:
1 - Hệ thống FMS có kho chứa cơ cấu vệ tinh và ổ chứa dụng cụ
Hình 5.4 là hệ thống FMS có kho chứa cơ cấu vệ tinh và ổ chứa dụng cụ của hãng Jamazaki (Nhật bản) được dùng để gia công các chi tiết dạng hộp.
Hệ thống gồm ba đường dây song song : đường dây cơ cấu vệ tinh 3 để gá đặt chi tiết; đường dây các máy 2 và đường dây các ổ dụng cụ 1. Trong đường dây cơ cấu vệ tinh được lắp đặt các đồ gá ứng với chủng loại chi tiết gia công. Các ụ trục chính trên các máy được di chuyển tương đối so với các cơ cấu vệ tinh nhờ các lệnh phát ra từ hệ thống điều khiển. Các ổ dụng cụ trong đường dây 1 được thiết kế theo dạng đĩa, ở đây có bố trí một tay máy để di chuyển dụng cụ theo lệnh của máy tính điều khiển.
Hình 5.4 Hệ thống FMS của hãng Jamazaki để gia công các chi tiết dạng hộp
1-Các ổ chứa dụng cụ ; 2-Các máy gia công ; 3-Các cơ cấu vệ tinh
Ban quy en © Tr u ong DH Su pham K y t huat TP. HCM
Hệ thống FMS trên đây cho phép thực hiện công nghệ điều chỉnh linh hoạt với nhiều chủng loại chi tiết.
Ban quy en © Tr u ong DH Su pham K y t huat TP. HCM
2 - Hệ thống FMS có kho chứa cơ cấu vệ tinh với phôi và dụng cụ để cấp phát riêng biệt cho các máy
Hình 5.5 là một hệ thống FMS có kho chứa cơ cấu vệ tinh với phôi và dụng cụ để cấp phát riêng cho từng máy được dùng gia công nhiều chủng loại chi tiết dạng hộp vừa.
Hệ thống này gia công được khoảng 70 loại chi tiết khác nhau với các kích thước trong khuôn khổ 250 x 250 x250 mm. Hệ thống gồm tám máy trong đó có bốn máy CNC 3 với năm tọa độ, có ba máy CNC 4 với sáu tọa độ và một máy CNC 5 với năm tọa độ để khoan lỗ sâu.
Cấp phôi cho các máy được thực hiện tự động như sau:
-Tại vị trí 11, phôi được lắp vào đồ gá vệ tinh.
-Máy xếp 12 đưa đồ gá vệ tinh đã có chi tiết lên băng chuyền 13.
-Máy xếp tải 7 có nhiệm vụ đưa đồ gá vệ tinh vào cơ cấu xếp tải 8 trước mỗi máy. -Bộ định vị tự động của máy sẽ gá đặt đồ gá vệ tinh lên máy khi có lệnh.
Tháo chi tiết : quá trình sẽ ngược lại và đưa đồ gá vệ tinh về vị trí 10, sau đó chi tiết sẽ được đưa qua máy kiểm tra tổng hợp 9.
Cấp dao tự động như sau : Dao được tích trữ ở kho chứa tĩnh 1, bộ định vị tự động 2 sẽ thay thế các dao mòn, gãy và thay dao mới theo chương trình.
Máy 6 có nhiệm vụ điều chỉnh dụng cụ và kiểm tra một vài thông số của chi tiết.
Hình 5.5 Sơ đồ hệ thống FMS để gia công nhiều chủng loại chi tiết dạng hộp
1-Kho chứa tĩnh; 2-Bộ định vị tự động; 3-Máy CNC năm tọa độ; 4-Máy CNC sáu tọa độ; 5-Máy CNC khoan lỗ sâu; 6-Máy điều chỉnh dụng cụ; 7,12-Máy xếp đống; 8-Cơ cấu xếp tải; 9-Vị trí kiểm tra; 10-Vị trí tháo dỡ; 11-Vị trí cung
cấp phôi; 13-Băng chuyền tích trữ các cơ cấu vệ tinh
Ban quy en © Tr u ong DH Su pham K y t huat TP. HCM