thiết kế dây chuyền tự động lắp ráp bút bi, chương 2 potx

Chương 2:

Khái niệm về tự động hoá sản
xuất
1.2.1 Đònh nghóa tự động hoá:
Là dùng năng lượng phi sinh vật ( cơ, điện, điện tử …) để
thực hiện một phần hay toàn bộ quá trình công nghệ mà ít nhiều
không cần sự can thiệp của con người.
Tự động hoá là một quá trình liên quan tới việc áp dụng các
hệ thống cơ khí, điện tử, máy tính để hoạt động, điều khiển sản
xuất. Công nghệ này bao gồm:
 Những công cụ máy móc tự động.
 Máy móc lắp ráp tự động.
 Người Máy công nghiệp.
 Hệ thống vận chuyển và điều khiển vật liệu tự động.
 Điều khiển có hồi tiếp và điều khiển quá trình bằng máy
tính.
 Hệ thống máy tính cho việc thảo kế hoạch, thu nhập dữ
liệu và ra quyết đònh để hỗ trợ các hoạt động sản xuất.
1.2.2 Các hình thức tự động hoá
- Tự động hoá cứng:
Là một hệ thống trong đó một chuỗi các hoạt động (xử lý
hay lắp ráp ) cố đònh trên một cấu hình thiết bò. Các nguyên
công trong dây chuyền này thường đơn giản. Chính sự hợp nhất
và phối hợp các nguyên công như vậy vào một thiết bò làm cho
hệ thống trở nên phức tạp. Những đặc trưng chính của tự động
hoá cứng là:
 Đầu tư ban đầu cao cho những thiết bò thiết kế theo đơn đặt
hàng.
 Năng suất máy cao.
 Tương đối không linh hoạt trong việc thích nghi với các

thay đổi sản phẩm.
- Tự động hoá lập trình:
Thiết bò sản xuất được thiết kế với khả năng có thể thay đổi
trình tự các nguyên công để thích ứng với những cấu hình sản
phẩm khác nhau.
Chuỗi các hoạt động có thể điều khiển bởi một chương
trình, tức là một tập lệnh được mã hoá để hệ thống có thể đọc
và diễn dòch chúng.
Những chương trình mới có thể được chuẩn bò và nhập vào
thiết bò để tạo ra sản phẩm mới. Một vài đặc trưng của tự động
hoá lập trình là:
+ Đầu tư cao cho những thiết bò có mục đích tổng quát
+ Năng suất tương đối thấp so với tự động hoá cứng.
+ Sự linh hoạt khi có sự thay đổi trong cấu hình sản phẩm.
+ Thích hợp nhất là cho sản xuất hàng loạt.
Tự động hoá linh hoạt là sự mở rộng của tự động hoá lập
trình được. Khái niệm của tự động hoá linh hoạt đã được phát
triển trong khoảng 25 đến 30 năm vừa qua. Và những nguyên lý
vẫn còn đang phát triển.
- Tự động hoá linh hoạt:
Là hệ thống tự động hoá có khả năng sản xuất rất nhiều
sản phẩm ( hay bộ phận ) khác nhau mà hầu như không mất thời
gian cho việc chuyển đổi từ sản phẩm này sang sản phẩm khác.
Không mất thời gian cho sản xuất cho việc lập trình lại và thay
thế các cài đặt vật lý ( công cụ đồ gá, máy móc ). Hậu quả là hệ
thống có thể lên kế hoạch kết hợp sản xuất nhiều loại sản xuất
khác nhau thay vì theo từng loại riêng biệt. Đặc trưng của tự
động hoá linh hoạt có thể tóm tắt như sau:
+ Đầu tư cao cho thiết bò.
+ Sản xuất liên tục những sản phẩm hỗn hợp khác nhau.

+ Tốc độ sản xuất trung bình.
+ Tính linh hoạt khi sản phẩm thay đổi thiết kế.
1.2 Sự phát triển của tự động hoá
Tự động hoá theo tiếng Hy Lạp có nghóa là: “ Tự chuyển
động “ Ở đây chúng ta hiểu thuật ngữ tự động hoá là thực hiện
quá trình sản xuất mà trong đó tất cả các tác động cần thiết để
thực hiện nó, kể cả việc điều khiển quá trình được tiến hành
không có sự tham gia của con người.
Hiện nay tự động hoá được áp dụng rộng rãi trong nhiều
ngành kinh tế quốc dân, vì thế mà người ta gọi thế kỹ 20 này là
thế kỹ của tự hoá và điều khiển tự động. Nhưng nếu rà theo lòch
sử phát triển thì chúng ta thấy nó có nguồn góc từ thời cổ xưa.
 Vào thế kỹ thứ nhất sau công nguyên. Heron ở Ai Cập đã
làm những màn múa rối với nhiều loại con rối tự động.
 Đến thế kỹ 17-18 nhiều loại đồ chơi tự động và đồng hồ tự
động đã xuất hiện.
 Sau đó đến thế kỷ 18 đầu thế kỷ 19 trong giai đoạn cách
mạng công nghiệp ở châu âu tự động hoá mới xâm nhập
vào thực tế sản xuất.
 Năm 1765 xuất hiện bộ điều chỉnh tự động mức nước trong
nồi hơi của Pondunóp
 Năm 784 bộ điều chỉnh tốc độ trong nồi hơi của Johnoát đã
xuất hiện.
 Giai đoạn phát triển này của tự động hoá đã đóng vai trò
quan trọng trong khoa học kỹ thuật, thúc đẩy việc tự động
hoá quá trình sản xuất trong chế tạo máy. Trong quá trình
lao động con người đã bắt đầu cải tiến công cụ thô sơ
thành những máy đơn giản chẳng hạn máy tiện gỗ đặc
trưng. Dần dần người ta tiến hành cơ khí hoá, thay lực đặc
trưng bằng động cơ, thay tay người cầm dao tiện bằng bàn

dao chạy theo sống trượt của máy. Tiếp tục bổ sung các bộ
phận cơ khí hoá khác, thêm và cải tiến dần các cơ cấu điều
khiển, càng ngày máy càng thay đổi và càng tiến bộ và trở
thành máy bán tự động, rồi tự động.
 Năm 1712 thợ cơ khí người Nga NARTOP đã thiết kế máy
tiện chép hình để tiện các chi tiết đònh hình. Việc chép
hình theo mẫu được tiến hành tự động, chuyển động dọc
của bàn dao là do bánh răng – thanh răng thực hiện. Và
đến năm 1798 Henry Nandsley ở nước Anh mới dùng vít –
Đai óc để dòch bàn máy.
 Năm 1873 Spender đã chế tạo máy tiện tự động có ổ cấp
phôi và trục phân phối với cam đóa và cam thùng.
 Đến năm 1880 thì nhiều hãng trên thế giới như: Pittler,
ludwig, lowe( đức ), RSA( Anh ) … Đã chế tạo máy tiện tự
động Rơvonve dùng phôi thép thanh. Sau đó xuất hiện
máy tiện tự động tiên dọc đònh hình.
 Vào đầu thế kỉ 20 bắt đầu có máy tự động nhiều trục
chính, máy tự động tổ hợp và đường dây tự động.
Ngày nay nhiều nước tiên tiến trên thế giới đã có nhiều
đường dây tự động phân xưởng tự động và cả nhà máy tự động
gia công các sản phẩm hàng loạt lớn, hàng khối như vòng bi,
pittong, chốt ắc …
Để áp dụng tự động hoá vào điều kiện sản xuất hàng loạt
nhỏ và sản xuất đơn chiếc khi mà số lượng chi tiết trong loạt ít
mà chủng loại lại nhiều, người ta đã dùng máy điều khiển theo
chương trình số. Máy này cho phép điều chỉnh máy nhanh khi
chuyển sang gia công loạt chi tiết khác. Bước phát triển tiếp
theo là sự xuất hiện của trung tâm gia công mà đặc điểm của nó
là có ổ trữ dụng cụ để thay thế theo trình tự gia công.
Những năm gần đây trên thế giới đặc biệt là các nước tư

bản có khuynh hướng mạnh hệ thống sản xuất linh hoạt. Ưu
điểm nổi bật của nó là hệ số sử dụng thiết bò cao ( 85%), năng
suất cao và tính linh hoạt rất cao. Nó được áp dụng rộng rãi
trong các ngành công nghiệp máy công cụ, máy ô tô, máy kéo
và công nghiệp hàng không… Trong hệ thống sản xuất linh hoạt
có thể áp dụng tự động hoá toàn bộ quá trình sản xuất từ công
đoạn thiết kế tự động chi tiết, thiết kế tự động qui trình công
nghệ, thiết kế tự động chương trình gia công, tự động điều khiển
quá trình sản xuất, tự động kiểm tra chất lượng sản phẩm …Đây
là hình thức tự động hoá tiến bộ nhất đưa lại hiệu quả kinh tế rất
lớn.
Sau khi đã tìm hiểu nó một cách kỹ lưỡng kết hợp để thiết
kế sản phẩm cho rắp ráp đó cũng là vấn đề cũng quan trọng vì
trước khi thiết kế một dây chuyền sản xuất nào đó người thiết
kế phải nắm rõ sản phẩm và các thuộc tính của nó, ưu điểm như
thế nào, kết cấu ra làm sao để việc tự động hoá sản phẩm được
dễ dàng. Do đó ta đi xem xét vấn đề thiết kế sản phẩm cho rắp
ráp tự động.