CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ROBOT CễNG NGHIỆP
3.4. Một số ứng dụng ca robot cụng nghiệ ủp trong hệ thống FMS và CIM
3.4.4. Ứng dụng robot cụng nghiệp với cỏc thiết bị kiểm tra
Trong hệ thống FMS cỏc thiế ị ểt b ki m tra c n ho t động v i cỏc chế độ tự ầ ạ ớ động. Quỏ trỡnh kiểm tra cú tỏc dụng sau đõy: Kiểm tra đầu vào, kiểm tra trung
gian, kiểm tra đầu ra. Quỏ trỡnh kiểm tra cú thể được th c hi n trong vựng gia cụng ự ệ
hoặc vựng gia cụng với trợ giỳp cỏc robot cụng nghiệp
Phương phỏp kiểm tra và tự động húa quỏ trỡnh kiểm tra phụ thuộc vào thành phần cỏc thiết bị cụng nghiệp và thiết bị kiểm tra
Trờn cỏc mỏy tiện kiểm tra vào chủ yếu là phương phỏp ki m tra ể đưa ra
ở ngoài mỏy. C ng theo phương phỏp này, m t phương phỏp ph c t p h n, ú là ũ ộ ứ ạ ơ đ
robot gắp phụi từ thừng chứa và trước khi gỏ trờn mỏy, nú được chuyển n thiết đế
bị kiểm tra đầu vào rồi sau đú mới được đem đến vựng gia cụng hoặc bị loại trừ vỡ phế phẩm.Cũng trong nhúm mỏy tiện, kiểm tra đầu ra được thực hiện theo phương phỏp kiểm tra đưa ra ngoài, cú nghĩa là chi ti t sau khi gia cụng xong, được đưa ra ế
tới thiết bị kiểm tra đầu ra, nếu đạt yờu cầu chi tiế ẽ t s được xếp vào thựng thành
phẩm, trong trường hợp ngược lại, nú bị rơi vào thựng ph ph m.Trờn cỏc mỏy ế ẩ
phay- doa (cỏc trung tõm gia cụng) kiểm tra được thực hiện trong vựng gia cụng cũng như kiểm tra đưa ra ngoài. Trong vựng kiểm tra gia cụng đầu vào, kiểm tra
trung gian và kiểm tra đầu ra được thực hiệ ừn t cỏc đầu o, gỏ trờn trụđ c chớnh c a ủ
mỏy cú trợ giỳp c a bộ định vị tự động. Khi kiểm tra đầu vào, vị trớ thực của phụi ủ được xỏc định trước khi gia cụng u vào được hiệu chỉnh, ng thời kớch thước đầ đồ
thực của phụi cũng được xỏc định trước khi gia cụng. Dựa theo kết quả kiểm tra
trung gian và kiểm tra đầu ra cỏc chi tết gia cụng, robot thực hiện quỏ trỡnh hiệu chỉnh mỏy.
Hỡnh III.5: Robot cụng nghiệp trong hệ thống kiểm tra tự động
3.4.5. Ứng dụng robot cụng nghiệp để dọn chất thải sản xuất
Để cho dõy chuyền ho t ạ động bỡnh thường (khụng b ng ng) c n ph i liờn ị ừ ầ ả
Từ vựng gia cụng cỏc phoi (đặc biệt là phoi vụn) được dọn sạch tương đối dễ dàng. Quỏ trỡnh thu dọn phoi được thực hiện như sau: Phoi rơi xuống cơ cấu tiếp nhận và sau đú chuyển thẳng đến thựng chứa hoặc bằng h th ng b ng t i. ệ ố ă ả
Thựng ch a phoi ứ đẩy tới vị trớ xỏc đinh, nhường chỗ cho thựng chứa khỏc (thựng rỗng). Quỏ trỡnh này được thực hiện nh bộờ định v tựị động. T vịừ trớ xỏc định ú đ
thựng chứa phoi được robot chuyển tới chỗ tập trung phoi, sau ú robot đổ phoi ra đ
và chuyển thựng về ơ n i tập kết.
Vận chuyển phoi dõy ra khỏi vựng gia cụng được thực hiện bằng robot
chuyờn dựng. Từ vựng gia cụng phoi dõy phải được chuyển tới bộ phận đập góy và
sau khi đập góy phoi mới được chuyển vào thựng chứa để đưa ra ngoài.
3.5. Kinh nghiệ ứm ng dụng FMS ở ộ m t số nước trờn thế giới
3.5.1. Một số ệ h thống FMS ở ộ c ng hoà liờn bang Nga
Hỡnh III.6 là hệ thống FMS được dựng để gia cụng cơ hơn 70 chủng loại chi
tiết dạng hộp với kớch thước khuụn khổ 250x250x250 mm.
Hỡnh III.6: Sơ đồ ệ thống để gia cụng cỏc chi tiết dạ h ng h p ộ
1- Ổ tớch dụng cụ trung tõm; 2 - Cỏc mỏy CNC; 3 - Cỏc bộ định vị ụ d ng cụ tự động;
4 - Cỏc cơ ấ c u nõng hạ trục dao; 5 - Bộ phậ đ ền i u chỉnh d ng cụ ụ bờn ngoài;
6 - Băng tải thu dọn phoi; 7 - Mỏy xếp đống của hệ thống vận chuyể ự động; n t
9 - Vị trớ kiểm tra giữa cỏc nguyờn cụng; 10 - Mỏy xếp đống của kho chứa tự động;
11- Bộ phận tập trung phụi; 12 - Bộ phận gia cụng tinh bổ xung;
13 - Bộ phận rửa sạch chi tiết; 14 - Bộ phận kiểm tra lần cuối;
15 - Bộ phận dành cho cỏn bộ phục vụ.
Hệ ố th ng FMS trờn g m 8 mỏy CNC (trong ú cú 4 mỏy CNC n m to độ ồ đ ă ạ
và 4 mỏy CNC sỏu toạ độ), hệ thống vận chuyển chi tiết gia cụng, hệ thống cung cấp dụng cụ, bộ phận tập trung khụi phục trang bị bằng giỏ đỡ tự động, b ph n ộ ậ đ ềi u ch nh d ng c và ỉ ụ ụ đồ gỏ bờn ngoài, b ph n ki m tra chi ti t gia cụng, kho ộ ậ ể ế
chứa dụng cụ, hệ thống dọn phoi tự động, bộ phận gia cụng tinh bổ sung, bộ phận
dành cho thựo đ ềi u chỉnh và cỏc bộ phục vụ t hổ ợp mỏy tớnh đ ềi u khiển.
Hệ ố th ng iều khiển của FMS này thực hiện : điềđ u khi n vận chuyển chi tiết và ể
dụng cụ, kiểm tra cỏc tế bào của cỏc ổ tớch trữ bằng cỏc v tinh và cỏc dụng cụ, kiểm ệ
tra cỏc vị trớ chờ của cỏc vệ tinh và của cỏc magazin dụng c , hiệu chỉnh chương trỡnh ụ điều khi n thớch ứng với cỏc thụng số của dụể ng c và kiểm tra thời gian sử dụụ ng d ng ụ
cụ, điều khiển cỏc mỏy thớch ứng với thay đổi đối tượng gia cụng.
Chỉ tiờu cơ ả b n để l p kậ ế hoạch hoạt động của FMS là chất tải đều cho cỏc mỏy.
Gỏ đặt chi tiết trờn cỏc v tinh và ệ đ ềi u chỉnh bộ dụng cụ được th c hi n ự ệ
bằng tay thớch ứng với thụng tin hiện trờn màn hỡnh đ ều phối. Quỏ trỡnh gia cụng i và quỏ trỡnh thay đổi dụng c (khi b hỏụ ị ng ho c b mũn) được th c hi n t động ặ ị ự ệ ự
(khụng cần sự tham gia của con người).
Hỡnh III.7 là sơ đồ hệ ố th ng FMS được dựng để gia cụng cỏc chi tiết dạng
trũn xoay. Hệ thống FMS này gồm cú 2 mỏy CNC được trang bị hệ ố th ng thu và ộp thoi, bộ phận chu n bẩ ị dụng cụ, bộ ph n vậ ận chuyển thoi ra bờn ngoài và bộ
phận tiếp nhận và giao sản phẩm cho phũng kiểm tra chất lượng KCS (OTK). Hệ thống vận chuyển (dạng băng tải) đảm bảo di chuyển thựng chứa với cỏc chi tiết và dụng c cũụ ng nh thoi gia cụng ch a cỏc mỏy. S lượng chi tiết và phụi ư ữ ố
chủ yếu được l u gi trong cỏc thựng ch a treo trờn giỏ đỡ củư ữ ứ a kho ch a t động ứ ự được đặt bờn ngoài hệ th ng FMS và theo kếố hoạch cỏc chi tiết và khụi phục chuyển tới bộ phận tiếp nhận để gia cụng và kiểm tra.
Hỡnh III.7: Sơ đồ hệ thống FMS để gia cụng cỏc chi tiết dạng vật trũn xoay
1 – Bộ phận chứa đồ gỏ và cơ cấu k p; 2- Cẹ ơ ấ đ ề c u i u khi n sể ố;
3- Bộ phận vận chuyển- tớch trữ; 4- Bộ phận thu dọn phoi;
5- Bộ phận tiếp nhận và giao sản phẩm cho phũng kiểm tra (OTK);
6- Mỏy đo- kiểm; 7- Mỏy tiện 16K20; 8- Thiết bị đ ệ i n;
9- Bộ phận lắp đặt 3 mỏy phay- khoan MA2235 MфY;
10- Bộ phận vận chuyển phoi ra ngoài; 11- Bộ phận chứa dụng cụ
Hỡnh III.8 là sơ đồ phõn xưởng tự động gia cụng nhúm cỏc chi tiết phẳng.
Phõn xưởng này cú 4 cụng đ ạo n được kết nối v i nhau bằớ ng cỏc h th ng v n ệ ố ậ
chuyển và đ ềi u khiển tự động. Trong phõn xưởng tự động này cú 2 cụng đ ạo n 16 là cỏc cụng đ ạo n tự động linh hoạt. Cụng đ ạo n tự động hoỏ 15 cho phộp gia cụng cỏc mặt chuẩn, sửa nguội và gia cụng tinh cỏc chi tiết.
Ở bộ ph n b o đảm k thu t(14) người ta chuẩn bị cho tất cả cỏc: Đồ gỏ và ậ ả ỹ ậ
dụng cụ (11), kiểm tra sản phẩm (13) và rửa sạch chi tiết(12). Nguyờn cụng vận chuyển giữa cỏc giỏ đỡ của kho ch a thuộứ c h thốệ ngv n chuy n – tớch tr ậ ể ữ được
Hỡnh III.8: Phõn xưởng tự động gia cụng nhúm cỏc chi ti t ph ng ế ẳ
1- Cơ ấ c u tiếp nhận- c p phỏt của hệ thống vận chuyển- tớch trữ; ấ
2- Bàn cấp- phỏt tự động; 3- Tế bào gia cụng; 4- Mỏy xếp đống d ng cần cẩu; ạ
5- Xe rựa tự động; 6- Cơ ấ c u vận chuyển giữa cỏc giỏ đỡ; 7- Bàn nguội;
8- Cơ ấ c u tiếp nhận- c p phỏt; 9- Trạ đ ềấ m i u phối hệ thống vận chuyển- tớch tr ữ;
10- Chỗ làm việc của trưởng ca; 11- B ph n chu n b dụộ ậ ẩ ị ng c ; 12- B ph n r a ụ ộ ậ ử
sạch;13- Bộ phận kiểm tra kỹ thuật; 14- Bộ phận đảm bảo kỹ thuật;15- Cụng đ ạo n
t ự động;16- Cụng đ ạo n tự động linh hoạt; 17- Giỏ đỡ của h th ng v n chuy n- ệ ố ậ ể
tớch trữ
Hỡnh III.9 là sơ đồ của h th ng FMS đượệ ố c dựng gia cụng nhúm cỏc chi để
tiết dạng hộp trũn. Hệ th ng FMS này g m: Dõy chuy n t ố ồ ể ự động linh ho t v i 5 ạ ớ
trung tõm gia cụng (cỏc trung tõm gia cụng cú cỏc vệ tinh thay đổi) (13), tổ gia cụng (9) và cỏc mỏy CNC (8); dõy chuyền tự động hoỏ với cỏc mỏy vạn năng (7) , cỏc mỏy CNC (8) và cỏc chỗ sửa ngu i (5), b ph n r a s ch (4), b ph n ki m tra ộ ộ ậ ử ạ ộ ậ ể
kỹ thuật (2) và bộ ph n ki m tra k thuõt (III). i u khi n h th ng FMS ậ ể ỹ Đ ề ể ệ ố được
thực hiện bằng tổ hợ đ ềp i u khi n (III) (cựng được l p đặt chung v i b ph n ph c ể ắ ớ ộ ậ ụ
vụ kỹ thu t). C p và gỏ đặt chi ti t trờn cỏc trung tõm gia cụng được thực hiện trờn ậ ấ ế
cỏc đồ gỏ nhiều vị trớ, cũn cấp và gỏ chi ti t trờn cỏc mỏy tổ hợế p CNC được th c ự
Hỡnh III.9: Hệ thống FMS để gia cụng nhúm cỏc chi tiết dạng hộp trũn
I- Dõy chuyền tự động húa với cỏc mỏy vạn năng và cỏc mỏy CNC II- Dõy chuyền tự động linh hoạt với cỏc trung tõm gia cụng
III- Tổ ợ đ ề h p i u khiển và b phộ ận phục vụ ỹ k thuật
1- Cỏnh tay cõn bằng bản lề; 2- B phận kiểm tra kỹ thuật; ộ
3- Mỏy xếp đống d ng c n cạ ầ ẩu (tế bào gia cụng); 4- Bộ phận rửa sạch;
5- Bộ ph n s a ngu i; 6- Bàn ti p nh n; 7- Cỏc mỏy vạn năng; 8- Cỏc mỏy CNC; ậ ử ộ ế ậ
9- Tổ ợ h p gia cụng;10- Bàn quay tiếp nhận – cấp phỏt;
11- Bàn quay tiếp nhận với cỏc ngăn di chuyển;
12- Bàn quay tiếp nhận- cấp phỏt tự động; 13- Trung tõm gia cụng;
14- Modul gia cụng tự động;15- Giỏ kho chứa của hệ thống vận chuyển- tớch trữ;
16- Bộ phận phục vụ ỹ k thuaatjcuar cỏc mỏy CNC;
17- Chỗ làm việc của cụng nhõn đ ềi u hành hệ thống vận chuyển- tớch trữ;
18- Cơ ấ c u ti p nh n- c p phỏt c a kho ch a trong h th ng v n chuy n- tớch tr . ế ậ ấ ủ ứ ệ ố ậ ể ữ
Hỡnh III.10 là sơ đồ hệ FMS khỏc được dựng để gia cụng nhúm cỏc chi tiết
dạng hộp. Hệ thống FMS này gồm hai dõy chuyền:
Dõy chuyền tự động linh hoạt với vận chuyển và gỏ đặt chi tiết trờn cỏc mỏy
bằng robot cụng nghiệp trờn xe rựa.
- Dõy truyền tự động hoỏ với cấp phụi cho cỏc mỏy trong thựng chứa nhiều vị trớ nhờ xe rựa tự động
Hỡnh III.10: Hệ thống FMS để gia cụng nhúm cỏc chi tiết dạng hộp
I- Bộ phận kiểm tra kỹ thuật KCS (OTK); II- Bộ ph n sậ ửa nguội;
III- Bộ phận sản xuất linh hoạt;; IV- Bộ ph n ph c v kỹ thuật; ậ ụ ụ
V- Chỗ thu dọn phoi; VI- Dõy chuyền tự động húa đ ềi u chỉnh;
VII- Bộ phận đặt mỏy đo kiểm; VIII- Bộ phận dụng cụ;
IX- Bộ phậ đ ền i u phụi của hệ thống vận chuyển- tớch trữ; 1- Giỏ kho chứa;
2- Mỏy xếp đống d ng cần cẩu;3- Cơ ấạ c u tiếp nhận- cấp phỏt;
4- Bàn tiếp nhận của mỏy xếp đống d ng cầạ n cẩu;5- Bàn nguội;
6- Bàn cấp- thỏo tải;7- Xe rựa tự động;8- Bàn tiếp nhận một vị trớ; 9- Mỏy khoan;10- Mỏy cắt ren;11-Cỏnh tay cõn bằng bản lề;
12- Tấm chắn đường i của mỏy xếp đống d ng cđ ạ ần cẩ u; 13- Mỏy CNC;
14- Vị trớ kiểm tra; 15- Gỏ đặt chi tiết được làm sạch bằng khớ nộn;
16- Cơ ấ đ ề c u i u khiển số ủ c a mỏy; 17- Robot cụng nghiệp di động;
18- Đường đi củ đối tượa ng được di chuyển;19- Đường đi của robot;
20- Tấm chắn đường i của robot cụng nghiệp; đ
23- Bàn tiếp nhận 3 vị trớ;24- Cơ ấ c u vận chuyển tài liệu kỹ thuật;
25- Bàn tiếp nhận tài liệu k thu t;26- T đựng tài liệỹ ậ ủ u k thu t; ỹ ậ
27- Giỏ kho chứa d ng bạ ăng nõng; 28- Giỏ kho chứa dạng xe rựa;
29- Bàn làm việc của kỹ ư s cụng nghệ; 30- Thiết bị đ ề i u chỉnh dụng cụ;
31- Trạ đ ềm i u phối của hệ thống vận chuyển- tớch trữ.
Bộ phận d ng cụ ụ thực hiện việc lắp rỏp, điều chỉnh và cấp dụng cụ cho cỏc mỏy.
Trờn dõy truyề ựn t động linh ho t (g m 6 trung tõm gia cụng) cỏc chi tiế ạạ ồ t d ng h p ộ được gai cụng bỏn tinh và tinh (trờn cỏc đồ gỏ vệ tinh). Cỏc v tinh được kộp ch t ệ ặ
bằng cỏc đồ gỏ kẹp tự động. Cỏc vệ tinh và đồ gỏ kẹp là như nhau đối với tất cả
cỏc chi tiết trong một chủng loại (hỡnh III.11)
Cỏc nguyờn cụng như chuẩn bị phụi, gia cụng bỏn tinh và tinh sau nhiệt luyện được thực hi n trờn dõy chuy n t động hoỏ. ệ ề ự
Đặc đ ểi m n i b t c a dõy chuy n t động hoỏ linh ho t là s d ng cỏc đồ gỏ ổ ậ ủ ề ự ạ ử ụ
vệ tinh được nối kết theo tất cả cỏc mỏy, do đú nú cho phộp ứng d ng nguyờn tụ ắc
gia cụng nhúm và thiết lập cỏc h th ng linh ho t. C ng trong thành ph n c a dõy ệ ố ạ ũ ầ ủ
chuyền này, ngoài cỏc mỏy gia cụng, cũn cú cơ cấu th i s ch phoi b ng khớ nộn và ổ ạ ằ
vị trớ kiểm tra cho thợ đ ề i u chỉnh dõy chuyền thỉnh thoảng kiểm tra cỏc chi tiết gia cụng bằng mắt thường.
Hỡnh III.11: Hệ thống cỏc đồ gỏ gia cụng nhúm
a- Gỏ chi tiế ởt nhiều vị trớ khỏc nhau; b- Gỏ chi tiết trờn mỏy;
c- Gỏ nhiều loại chi tiết;1- Vệ tinh di động;2- Đồ gỏ gia cụng nhúm; 3- Đồ gỏ vệ tinh;4- Chi tiết gia cụng.
3.5.2. Hệ thống FMS ở Bungari
Năm 1981 Bungari đó chế tạo thành cụng dõy chuyền tự động trờn cơ sở cỏc
mỏy tiện và cỏc trung tõm gia cụng CNC, cỏc robot cụng nghiệp, cỏc cỏnh tay robot, cỏc bộ định v t động và cỏc c c u vệ tinh. ị ự ơ ấ
Hỡnh III.12 là sơ đ ũ dõy chuy n t ề ự động được dựng để gia cụng cỏc thang
của xe rựa đ ện. Dõy chuyền tự động này gồm: Mỏy phay – khoan tõm và mỏy tổi hợp, ba mỏy tiện CNC và hai mỏy phayCNC. Cỏc mỏy tiện CNC được trang bị hệ thống đ ềi u chỉnh dụng cụ. Dõy chuyền tự động này cú thể gia cụng được 4 ữ 8 chủng laọi chi tiết với số chi tiết trong lo t t 1000 ữ 1200 chi ti t. ạ ừ ế
Hỡnh III.12: Sơ đồ dõy chuyền tự động để gia cụng cỏc thang của xe rựa đ ệi n
1- Mỏy phay- khoan trung tõm;2-Mỏy tiện;3- Mỏy tổ ợ h p;
4- Cỏnh tay robot dạng cổng;5- Băng tải;6- Cỏc mỏy phay CNC.
Năm 1982 Bungari đó chế tạo h th ng FMS để gia cụng tỏm lo i lỏ nhụm ệ ố ạ
của động cơ iđ ện (hỡnh III.13)
Hỡnh III.13: Sơ đồ ệ thống FMS để gia cụng tỏm lỏ nhụm của h động cơ đ ệ i n
1- Giỏ của hệ thống vận chuyển- tớch trữ;2- Mỏy xếp đống của hệ thống vận