Hệ thống sản xuất linh hoạt và sản xuất tích hợp ppsx

M«n häc
HÖ thèng s¶n xuÊt linh ho¹t & s¶n
xuÊt tÝch hîp
HÖ thèng s¶n xuÊt linh ho¹t: Flexible Manufacturing System (FMS)
S¶n xuÊt tÝch hîp: Computer Integrated Manufacturing (CIM)
Nội dung môn học:
- Trình bày các ph-ơng pháp sản xuất cơ khí tiên tiến đang
đ-ợc áp dụng trong các n-ớc phát triển .
- Ph-ơng pháp tìm hiểu và tiếp cận các ph-ơng pháp sản
xuất tiên tiến đó: Thiết bị, kiến thức chuyên môn, thái độ
công việc v.v.
Mục tiêu của môn học:
- Sinh viên nắm đ-ợc các ph-ơng pháp sản xuất cơ khí tiên
tiến trên thế giới và xu h-ớng của sản xuất cơ khí.
- Nắm đ-ợc ph-ơng pháp tìm hiểu các hệ thống sản xuất
tiên tiến.
Tài liệu cần thiết cho môn học
Giáo trình:
Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS và sản xuất tích hợp CIM
Tác giả: Trần Văn Địch, NXB KHKT
Tài liệu tham khảo:
1. Tài liệu h-ớng dẫn sử dụng hệ thống CIM (tiếng Anh).
2. Sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính (Computer Aided Manufacturing:
CAM).
3. Rô bốt và Sản xuất tự động: Robot and Manufacturing Automation
(tiếng Anh).
4. Các tài liệu liên quan đến PLC (Programmable Logic Control)

Kế hoạch làm việc:
- Số buổi học lý thuyết: 11 buổi (Mỗi buổi 3 tiết)
- Thực hành: 1 buổi (3 tiết)

- Bài tập lớn. 1 bài
- Đánh giá kết quả: Thi viết (Thời gian thi: 60 phút)
Điều kiện để đ-ợc tham dự thi lần 1:
- Đảm bảo thời gian lên lớp theo qui định của nhà tr-ờng
- Hoàn thành Bài tập lớn
Giới thiệu về giáo viên
Họ và tên: Tr-ơng Hoành Sơn
Năm sinh: 02-10-1969
Quê quán: Thạch Kim-Thạch Hà-Hà Tĩnh
Đơn vị công tác:
1. Bộ môn Công nghệ Chế tạo Máy-Khoa Cơ khí ĐHBK Hà Nội
Chức danh: Cán bộ giảng dạy
Điện thoại: 04-8692440; 0904241165
Quá trình công tác:
-1986-1991: Học tại khoa CTM-ĐHBK Hà Nội
-1991-1993: Học Cao học tại Khoa Cơ khí, ĐHBK Hà Nội
-1994-1996: Công tác tại bộ môn CNCTM-Khoa Cơ khí
-1996-2000: Nghiên cứu sinh tại Kyoto-Nhật Bản
-2000-Nay: Giảng dạy tại bộ môn Công nghệ CTM-Khoa Cơ khí
Ch-¬ng 1
Qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña
s¶n xuÊt c¬ khÝ
Sự phát triển của con ng-ời và kỹ thuật sản xuất
Sản xuất cơ khí có hệ thống
1. Phân loại các ph-ơng pháp sản xuất
Theo tính chất:
- Sản xuất cổ điển: Các ph-ơng pháp gia công truyền thống nh- Tiện,
Phay Bào v.v đ-ợc thực hiện trên các máy vạn năng hay chuyên dùng.
Đặc điểm: Quá trình sản xuất đ-ợc lập kế hoạch và điều khiển d-ới
dạng các văn bản, phiếu công nghệ Mất nhiều thời gian, tốc độ phản

hồi, trao đổi thông tin chậm và nhiều khi sai lệch.
Ví dụ: Truyền nội dung của một bản vẽ từ Phòng kỹ thuật xuống phân
x-ởng sản xuất (hoặc máy công cụ), từ phân x-ởng này sang phân x-ởng
khác
- Sản xuất hiện đại có sự hỗ trợ của kỹ thuật thông tin và kỹ thuật điều
khiển tự động d-ới dạng số (CAD/CAM/CNC/CAE ).
Đặc điểm: Quá trình sản xuất đ-ợc lập kế hoạch và điều khiển d-ới
dạng các ch-ơng trình điều khiển số Tiết kiệm thời gian, nhanh và
chính xác
Theo c«ng cô s¶n xuÊt (M¸y c«ng cô):
- M¸y cæ ®iÓn: C¸c m¸y c«ng cô v¹n n¨ng, chuyªn dïng, tù ®éng
ho¸ lo¹i 1, 2, 3 (c¸c m¸y ®-îc ®iÒu khiÓn b»ng Cam).
- M¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè (M¸y CNC)
M¸y phay cæ ®iÓn
M¸y phay CNC
Các giai đoạn phát triển của sản xuất hiện đại
Máy NC hai trục (1952)
Máy NC nhiều trục Máy CNC
(Hiện nay đã có các máy CNC 5 trục)
Máy CNC có trang bị nhiều Pallet và thay
Pallet tự động (APC)
Máy CNC có trang bị cơ cấu thay dao tự động
ATC
Máy CNC có trang bị thêm Robot
Liên kết các máy CNC thành hệ thống (FMS)
2. Xu h-ớng sản xuất hiện nay trên thế giới
Xu h-ớng sản xuất: Sản xuất loạt nhỏ và đơn chiếc
Nguyên nhân: Có các nguyên nhân sau:
- Từ phía ng-ời tiêu dùng: (Điều kiện xã hội)
- Điều kiện kinh tế: (Điều kiện kinh tế)

- Năng lực sản xuất: (Điều kiện kỹ thuật)
3. HÖ thèng s¶n xuÊt linh ho¹t (FMS)
Tæng quan vÒ sù ra ®êi cña HÖ thèng s¶n
xuÊt linh ho¹t (FMS)
Lean production -since 1970?
(Sản xuất theo khuynh h-ớng: Bắt đầu từ 1970?)
(Ford thiết kế khách hàng

Thiết kế xe)
Sự phát triển của các quá trình sản xuất
Batch production -since the Egyptians?
(Sản xuất đơn lẻ- Phải chăng từ thời kỳ Ai cập cổ đại?)
Mass production: 1880-1960
(Sản xuất hàng loạt lớn, khối: Từ 1880-1960)
Flexible production -?
(Sản xuất linh hoạt- ?)
Quá trình phát triển của sản xuất công nghiệp
Manually operated machine tools since 1700s
(Roger Woodbury History of the Milling Machine, 1960)
(Máy công cụ thao tác bằng tay bắt đầu từ những năm 1700)
Steam and electric powered machines since 1820s
(Máy công cụ chạy bằng hơi n-ớc và điện năng bắt đầu từ những
năm 1820)
Computer-controlled machines since 1960s
(Máy điều khiển bằng máy tính bắt đầu từ những năm 1960)
Manufacturing systems awareness since Henry Ford or
arguably much earlier
(Hệ thống sản xuất đ-ợc tranh cãi là đến bắt đầu từ Heny Ford
hay sớm hơn)
Computers and Manufacturing

(Mỏy tớnh v sn xut)
Numerical control of machine tools R&D at MIT, 1950s -see photo gallery
along corridor From WW II gun servos Early 1950s Air Force SAGE
system Computer-aided design R&D at MIT in the 1960s
If the computer can guide the tool, then it can hold part shape in its memory
Bộ điều khiển số cho máy công cụ đ-ợc nghiên cứu và phát triển tại
MIT vào đầu những năm 1950. Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính đ-ợc
nghiên cứu và phát triển tại MIT vào những năm 1960.
Nếu máy tính có thể h-ớng dẫn cho dụng cụ cắt, thì nó có thể giữ
biên dạng của chi tiết trong bộ nhớ của nó
Numerical Control Technology
(Công nghệ điều khiển số)
Initially one computer for each machine
(Một máy tính điều khiển một máy công cụ)
Computer programmed in APT (Automatically Programmed
Tool), a language like LOGO
(Lập trình máy tính trong APT (Công cụ lập trình tự động)
By the 1970s, a central computer controlled many machines -
DNC (direct numerical control)
(Một máy tính trung tâm điều khiển nhiều máy công cụ-DNC)
By the 1980s each machine had its own computer, possibly
loaded with instructions from a central computer -CNC
(Những năm 1980, mỗi máy công cụ có máy tính riêng có khả
năng tải các h-ớng dẫn từ máy tính trung tâm)
Job Shops and Flow Lines
(X-ởng và dây chuyền sản xuất)
Ford style flow lines utilize equipment at a high level but are
inflexible and costly
(Các dây chuyền sản xuất kiểu Ford khai thác các thiết bị một cách hiệu
quả nh-ng khôg linh hoạt và giá thành cao)

Big initial investment requires years to pay back
(Vốn đầu t- ban đầu lớn đòi hỏi nhiều năm để hoàn vốn)
Dedicated to one part or a very limited family
(Đ-ợc thiết kế cho một chi tiết hoặc một nhóm rất hạn chế)
At risk if the part is no longer needed
(Chịu rủi ro nếu số l-ợg chi tiết ít hơn cần thiêt)
One failure stops the whole line
(Một máy hỏng sẽ làm dừng toàn dây chuyền)
Job shops are flexible but utilization is low
(X-ởng sản xuất linh hoạt hơn nh-ng hiệu quả sử dụng thấp)
Some asserted that utilization is as low as 5%
(Một số xác nhận hiệu quả thấp hơn 5%)
Machines time is lost due to setups made on the machine
(Thời gian gia công tăng do việc sắp xếp công việc trên máy)
Parts time is lost due to complex routing and queuingBig WIP
(Thời gian từng chi tiết tăng do dẫn h-ớng ph-c tạp)
Flexibility can be defined several ways, including
(Tính linh hoạt có thể đ-ợc xác định theo một vài cách, bao gồm)
Different part mix
(Sự khác nhau về chủng loại chi tiết)
Different production rate of existing parts
(Sự khác nhau về năng suất gia công các chi tiết)
Different machines or routing if one breaks
(Sự khác nhau về gia công hay sự làm việc bình th-ờng nếu một máy bị
hỏng)
The Flexible Manufacturing System Idea
(ý t-ởng về FMS)
This idea sprang up in several places at once in the mid 1960s
(ý t-ởng này xuất hiện ở lần đầu vào những năm giữa 1960 tại một số
nơi)

The basic idea was a computer-controlled job shop with flow line
characteristics
(ý t-ởng cơ bản là một x-ởng sản xuất điều khiển bằng máy tính có các
đặc tính của dây chuyền sản xuất)
Group technology still important -system aimed at one kind of
part, such as prismatic < 2 ft sq, or rotational < 6 diameter
(Công nghệ nhóm vẫ quan trong, hệ thống nhắm vào một loại chi tiết, bí
dụ nh- hình lăng trụ <2ft sq, hay hình trụ đ-ờng kính < 6inc)
Computers perform scheduling, routing, and detailed cutter path
control
(Các máy tính thực hiện kế hoạch SX, dòng sản phẩm và điều khiển
đ-ờng chạy dao chi tiết)
• Pioneering developments by Molins (UK), Cincinnati Milacron and
Kearney&Trecker (US), Gildemeister in W. Germany, Fritz Heckert
Werkzeugmachinenkombinat in E. Germany
(C¸c hÖ FMS ®Çu tiªn ®-îc ph¸t triÓn bëi Molins (UK), vvv
• Dueling patents between Molins and Milacron (Molins won)
(Sù tranh chÊp b»ng s¸ng chÕ gi÷a Molins vµ Milacron (Molins th¾ng)
Approach Flexibility meaning
Manufacturing
The capability of producing different parts without major
retooling (hiệu chỉnh lại máy công cụ)
A measure of how fast the company converts (thay đổi) its process
(es) from making an old line of products to produce a new product
The ability to change a production schedule, to modify a part, or to
handle (quản lý, điều khiển) multiple parts
Operational
(hành động) The ability to efficiently produce highly customized (theo yêu cầu
khách hàng) and unique products
Customer The ability to exploit (khai thác, lợi dụng) various dimension of

speed of delivery (sự phân phối hàng hoá)
Strategic
(tính chiến lược) The ability of a company to offer a wide variety of products to its
customers
Capacity
(Khả năng) The ability to rapidly increase or decrease production levels or to
shift capacity quickly from one product or service to another
C¸c h×nh thøc tiÕp cËn kh¸c nhau vÒ FMS
1. C¸c thiÕt bÞ chÝnh trong FMS
Bao gåm M¸y c«ng cô, thiÕt bÞ cÊp ph«i vµ thiÕt bÞ vËn chuyÓn
Trung t©m gia c«ng (MC) M¸y tiÖn CNC
1.1 M¸y c«ng cô: Lµ c¸c m¸y NC, CNC
1.2 Các thiết bị vận chuyển và tháo lắp chi tiết: Băng tải+ Rô bốt+ Xe
rùa
Băng tải
Rô bốt
1.3 Đồ gá: Các đồ gá tự động. Lực kẹp đ-ợc tạo ra bởi thuỷ lực hay khí
nén. Hoạt động của đồ gá đ-ợc điều khiển bởi hệ thống điều khiển của
FMS.
Đồ gá dùng trong FMS