Hệ Thống Sản Xuất Linh Hoạt FMSCIM (Trần Văn Địch)

bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học bách khoa hà nội

Nghiên cứu công nghệ sản xuất tích hợp có
trợ giúp của máy tính ( cim )
( Đề tài khoa học cấp Bộ )
Chủ nhiệm đề tài : GS.TS Trần Văn Địch
Hà Nội: 2004

Lời nói đầu
Khoa học máy tính ra đời từ những năm 70 của thế kỷ trớc. Cho đến ngày
nay, công nghệ khoa học máy tính phát triển nh vũ bão đã kéo theo sự đổi thay
đáng kể của rất nhiều lĩnh vực trong xã hội loài ngời. Máy vi tính đợc ứng dụng
vào mọi mặt của đời sống xã hội, từ công sở, trờng học, bệnh viện, sân bay đến nhà
hát, sân vận động . Nền kinh tế thế giới cũng nhờ đó mà phát triển nhanh chóng.
Các nhà máy sản xuất theo phơng pháp truyền thống trớc đây cũng đợc nâng cấp
phát triển dần dần thành hệ thống sản xuất tự động hoá từng phần, toàn phần, rồi
phát triển thành các dây chuyền sản xuất tiên tiến, thành hệ thống sản xuất linh hoạt
FMS và cuối cùng là hệ thống sản xuất tích hợp có trợ giúp của máy tính CIM.
Những nhà máy CIM ra đời đã tạo ra năng suất, chất lợng sản phẩm rất cao. Trong
quá trình hoạt động của nhà máy, máy vi tính tham gia vào quản lý từ khâu ban đầu
là thiết kế sản phẩm, cho tới gia công, kiểm tra chất lợng và cuối cùng là tính giá
thành sản phẩm, năng suất sản xuất và phân phối sản phẩm chất lợng ra thị trờng
hàng hoá một cách hiệu quả và kinh tế nhất.
Trên thế giới hệ thống sản xuất CIM đang dần đợc triển khai tại một số nớc.
Việt Nam là nớc đang phát triển, công nghệ sản xuất truyền thống còn nhiều. Vậy
nên để thúc đẩy nền kinh tế Việt Nam đi lên, dần ngang bằng với các nớc trên thế
giới thì việc ứng dụng các hệ thống sản xuất CIM trong công nghiệp là một xu hớng
tất yếu trong những năm tới và trong tơng lai sau này. Chính vì vậy chúng toi chọn
đề tài: Nghiên cứu công nghệ sản xuất tích hợp có trợ giúp của máy tính CIM là

đúng hớng.

Ch+ơng 1
Tổng quan về sản xuất tích hợp
có trợ giúp của máy tính CIM
Định nghĩa về CIM
CIM (Computer Integrated Manufacturing) là hệ thống sản xuất tự động hoàn
chỉnh có sự trợ giúp của máy tính. Trong hệ thống CIM các chức năng thiết kế và
chế tạo đợc gắn kết với nhau, cho phép tạo ra những sản phẩm nhanh chóng
bằng các quy trình sản xuất linh hoạt và hiệu quả. Khái niệm về CIM tuy cha
xuất hiện lâu (vào đầu những năm 70) nhng ngày nay đã trở thành quen thuộc
trong sản xuất hiện đại, cùng với sự phát triển của sản xuất, sự phát triển của
khoa học công nghệ đặc biệt là trong lĩnh vực tự động hoá và phần mềm máy tính
thì một hệ thống CIM đợc triển khai ở một cơ sở sản xuất công nghiệp ngày
càng trở nên quen thuộc và trở thành chiến lợc nền tảng của tích hợp các thiết bị
và hệ thống sản xuất thông qua các máy tính hoặc các bộ vi xử lí.
Có rất nhiều định nghĩa khác nhau về CIM tuỳ thuộc vào mục đích ứng dụng của
nó, sau đây là một số các định nghĩa về CIM tiêu biểu và ngày càng đợc công
nhận rộng rãi trên thế giới :
Hiệp hội các nhà sản xuất SME (Society of Manufacturing Engineers) định nghĩa
về CIM nh sau: CIM là một hệ thống tích hợp có khả năng cung cấp sự trợ giúp
của máy tính cho tất các các chức năng thơng mại của một nhà máy sản xuất, từ
khâu tiếp nhận đơn đặt hàng, thiết kế, sản xuất, cho đến khâu phân phối sản
phẩm đến tay khách hàng.

Từ điển về các công nghệ sản xuất tiên tiến AMT (Advanced Manufacturing Technologies) định
nghĩa về CIM nh sau: CIM là một nhà máy sản xuất tự động hoá toàn phần, nơi mà tất cả các
quá trình sản xuất đợc tích hợp và đợc điều khiển bởi máy tính.
Công ty máy tính IBM của Mỹ định nghĩa: CIM là một ứng dụng, có khả năng tích hợp các nguồn
thông tin về thiết kế sản phẩm, kế hoạch sản xuất, thiết lập và điều khiển các nguyên công trong

toàn bộ quá trình sản xuất.
Một hệ thống CIM có thể đợc xem tạo thành từ các phân hệ sau:
CAD, CAM, CAP, CAPP.
Các tế bào gia công.
Hệ thống cấp liệu.
Hệ thống lắp ráp linh hoạt.
Hệ thống mạng LAN nội bộ liên kết các thành phần trong hệ thống.
Hệ thống kiểm tra và các thành phần khác.

Hệ thống MiniCim ở phòng thí nghiệm của trờng đại học Bách Khoa Hà Nội với mục
tiêu phục vụ giảng dạy bao gồm các phần tử sau:
- Hai máy gia công CNC (1 máy phay - khoan và 1 máy tiện).
- Hai robot thực hiện các chức năng lắp ráp và cấp phôi.
- Máy tính chủ đợc nối mạng Ethernet và phần mềm CIMSoft cùng với các máy tính cá
nhân khác cho phép điều khiển và quản lí toàn bộ hệ thống.
- Băng tải dùng cho các Pallet.
- Hệ thống chứa và lấy phôi tự động.
- Bộ điều khiển logic khả lập trình PLC.
1.2 ứng dụng của CIM
Thiết lập một hệ thống sản xuất tích hợp có sự trợ giúp của máy tính CIM là một vấn đề
không đơn giản nó không chỉ phụ thuộc vào khả năng tài chính của công ty mà còn phụ
thuộc vào đội ngũ nhân lực của công ty do đó việc ứng dụng một hệ thống CIM vào sản xuất
của một công ty phải đợc xem xét một cách cẩn thận. Thực tế khi mà sản xuất phát triển,
nhu cầu của khách hàng thay đổi thờng xuyên và không ngừng nâng cao, sự cạnh tranh
mạnh của nhiều công ty

cần thiết. Trong hệ thống CIM chức năng thiết kế và chế tạo đợc gắn kết với
nhau cho phép khép kín chu trình chế tạo sản phẩm và tạo ra sản phẩm một
cách nhanh chóng bằng các quy trình sản xuất linh hoạt và hiệu quả. Với hệ
thống CIM, nó có khả năng cung cấp sự trợ giúp máy tính cho tất cả các chức

năng thơng mại, bao gồm các hoạt động từ khâu tiếp nhận đơn đặt hàng cho
đến cung cấp, phân phối sản phẩm của một nhà máy.
CIM tham gia vào môi trờng sản xuất công nghiệp: điều khiển robot, lắp ráp,
gia công, sơn phủ đánh bóng, gia công hàn, kiểm soát chất lợng sản phẩm,
đóng gói, vận chuyển và phân phát hàng hoá.
CIM tham gia vào các quá trình công nghệ: thiết kế và sản xuất có trợ giúp
máy tính (CAD/CAM). Lập kế hoạch sản xuất và quy trình công nghệ có trợ
giúp của máy tính (Computer Aided Process Planning/ Computer Aided
Engineering (CAPP/CAE).
CIM bao gồm mạng và các hệ thống: các phần cứng và phần mềm truyền
thông trong nhà máy, quản lý thông tin dữ liệu bao gồm cả việc thu thập, lu
trữ và truy xuất dữ liệu.
CIM tham gia vào việc cải thiện không ngừng các quá trình sản xuất: lập kế
hoạch và kiểm soát nguyên liệu đầu vào, các hệ thống theo dõi

và kiểm soát chất lợng, các kỹ thuật và phơng pháp thanh tra
giám sát nh lập kế hoạch và quản lý nguồn lực sản xuất, lập kế
hoạch và quản lý nguồn lực công ty, kiểm tra chất lợng toàn bộ và
phơng thức sản xuất đáp ứng kịp thời sự thay đổi nhanh chóng của
các chủng loại sản phẩm.
Hiệu quả của CIM
Hệ thống CIM có thể tạo ra lợi nhuận vững chắc cho ngời sử
dụng hơn là các hệ thống sản xuất thông thờng khác. CIM cho phép
một nhà máy sản xuất thích ứng nhanh chóng với sự thay đổi của thị
trờng và cung cấp các hớng phát triển cơ bản của sản phẩm trong
tơng lai. Với sự trợ giúp của các máy tính trong CIM, các hoạt động
phân đoạn của quá trình sản xuất đợc tích hợp thành một hệ thống
sản xuất thống nhất, hoạt động trôi chảy với sự giảm thiểu thời gian
và chi phí sản xuất đồng thời nâng cao chất lợng sản phẩm. Trong
hệ thống CIM cho phép sử dụng tối u các thiết bị, nâng cao năng

xuất lao động, luôn ứng dụng các công nghệ tiên tiến và giảm thiểu
sai số gây ra bởi con ngời, kinh nghiệm sử dụng CIM cho thấy
những lợi ích điển hình sau đây:

Nhanh chóng cho ra đời sản phẩm mới kể từ lúc nhận đơn đặt hàng:
Giảm 15-30% giá thành thiết kế.
Giảm 30-60% thời gian chế tạo chi tiết.
Tăng năng suất lao động lên tới 40-70%.
Nâng cao chất lợng sản phẩm, giảm đợc 20-50% phế phẩm.
Quản lý vật t hàng hoá sát thực tế hơn.
Tăng khả năng cạnh tranh của sản phẩm và đáp ứng nhu cầu thị trờng.
Hoàn thiện đợc phơng pháp thiết kế sản phẩm, ví dụ: sử dụng phơng pháp
phần tử hữu hạn cùng với máy tính cho phép thực hiện phép tính nhanh hơn 30
lần so với các phơng pháp thông thờng khác cho nhiều phơng án thiết kế khác
nhau.
H+ớng phát triển của CIM
Ngày càng nhiều, trên thế giới ngời ta đã đạt đợc những thành tựu to lớn
trong việc ứng dụng hệ thống CIM vào sản xuất công nghiệp. Cùng với sự phát
triển mạnh của các ngành khoa học liên quan phục vụ cho sự phát triển hoàn
thiện của CIM các nhà khoa học và các nhà sản xuất vẫn luôn nghiên cứu để
nâng cao hiệu quả, kĩ thuật và sự hoàn thiện của CIM, trong đó một trong những
hớng phát triển khá mới mẻ của CIM là khái niệm về sản xuất thực sự
(Virtual Manufactring) hay CIM thực sự (Virtual CIM).

Khái niệm sản xuất thực sự xuất hiện khi các đơn vị sản xuất đ
ợc liên kết với nhau trên phạm vi toàn cầu để giải quyết tất cả các vấn
đề của quá trình sản xuất từ hoạch định sản xuất đến phân phối sản
phẩm. Trên thế giới hiện nay ngày càng xuất hiện nhiều sự liên kết giữa
các nhà sản xuất trong rất nhiều lĩnh vực công nghiệp. ở đây nhà máy
thực sự (Virtual Firm) đợc định nghĩa nh một mạng liên kết toàn

cầu để phục vụ cho toàn bộ quá trình sản xuất một số sản phẩm nhất
định và khi sản xuất phát triển chỉ có nhà máy thực sự mới đáp ứng
đợc sự cạnh tranh và thị trờng toàn cầu. Với khái niệm nhà máy thực
sự này ngời ta đa ra khái niệm CIM thực sự và việc nghiên cứu,
ứng dụng CIM thực sự trong phạm vi toàn cầu ngày càng trở nên cần
thiết.
Hình vẽ dới đây minh hoạ khái niệm về một hệ thống CIM thực
sự thông qua vòng tròn CIM thực sự do trung tâm nghiên cứu công
nghệ sản xuất tiên tiến của trờng đại học tổng hợp Nam Australia đa
ra nh một khái niệm mô tả các điều kiện thị trờng toàn cầu.
Để thúc đẩy sự phát triển của CIM cũng nh thúc đẩy sự phát triển
của sản xuất một số hớng nghiên cứu về CIM đang đợc nhiều nhà
khoa học tiến hành nh sau:

Hợp lí hoá CIM và chiến lợc quản lí CIM: Đảm bảo cho các nhà quản lý nắm
vững các nguyên tắc ứng dụng CIM trong môi trờng sản xuất của mình.

Nhà máy tích hợp CIM với các ranh giới địa lí trên phạm vi toàn cầu: Cấu trúc
và mô hình hoá các nhà máy tích hợp đợc nghiên cứu trên cơ sở hợp tác và liên
kết toàn cầu về quản lí và chia sẻ dữ liệu.

Mạng liên kết của CIM: Nghiên cứu các ứng dụng mạng trên phạm vi rộng và
Internet cho CIM, tăng cờng sự trao đổi thông tin bằng dữ liệu tích hợp, mối
quan hệ giữa khách hàng và nhà cung cấp, các dữ liệu về quản lí trong hệ thống
CIM.

Công cụ và công nghệ tiên tiến cho việc ứng dụng CIM: Nghiên cứu về ứng
dụng robot trong sản xuất, nâng cao tính tự động hoá trong sản xuất, ứng dụng
trí tuệ nhân tạo.

Mô hình hệ thống sản xuất: Tích hợp các mô hình thông tin với các mô hình
chức năng của CIM, mô hình mô phỏng tích hợp của CIM và các hệ thống thiết
kế của CIM.
ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI-Artificial Intelligence) nh Logic mờ, mạng
Noron tích hợp vào trong các hệ thống sản xuất.

Ch+ơng 2
Cấu trúc của hệ thống CIM
Máy công cụ CNC trong hệ thống CIM
Chúng ta đã biết trớc thế hệ máy CNC đã có máy công cụ thông th
ờng và máy công cụ NC. Máy công cụ thờng đợc điều khiển trực tiếp bởi
tay ngời công nhân nên chất lợng và năng suất gia công phụ thuộc rất
nhiều vào tay nghề của công nhân. Với máy điều khiển số NC thì việc điều
khiển máy đợc quyết định bởi các chơng trình đã lập sẵn. Máy CNC là
mức phát triển cao từ các máy NC. Máy CNC có 1 máy tính để thiết lập
phần mềm điều khiển các chức năng máy. Các chơng trình gia công đợc
đọc và lu vào bộ nhớ để sử dụng cho việc điều khiển quá trình gia công.
Máy CNC có thể thực hiện các chức năng: nội suy đờng thẳng, cung tròn,
mặt xoắn, mặt parabol và bất kỳ mặt bậc 3 nào. Máy CNC có thể bù chiều
dài và đờng kính của dụng cụ.

Hệ trục toạ độ của máy CNC
Các trục toạ độ của máy CNC cho phép xác định
chiều chuyển động của cơ cấu máy và dụng cụ cắt.
(hỡnh vẽ). Các trục X, Y, Z đợc xác định theo quy
tắc bàn tay phải. Các trục quay tơng ứng của các
trục X, Y, Z là A, B, C; chiều quay là theo quy tắc
vặn đinh ốc (hỡnh 1.1).
Hỡnh 2.1. Các trục toạ độ của máy
Trục Z

Nhỡn chung trục Z luôn song song với trục chính của
máy.
-
Máy tiện: trục Z song song với trục chính của máy
và có chiều dơng chạy từ mâm cặp tới dụng cụ
(chạy xa khỏi chi tiết gia công đợc cặp trên mâm
cặp).
-
Máy khoan đứng, máy phay đứng, máy khoan cầu:
trục Z song song với các trục chính và có chiều d
ơng hớng từ bàn máy lên phía trục chính.

Các máy phay có nhiều trục chính: trục Z song song với đờng tâm trục chính
vuông góc với bàn máy (chọn trục chính có đờng tâm vuông góc với bàn máy
làm trục Z), chiều dơng của nó hớng từ bàn máy đến trục chính.
Trục X
Trục X là trục nằm trên mặt bàn máy và thờng đợc xác định theo phơng nằm
ngang. Chiều của trục X đợc xác định theo quy tắc bàn tay phải.
Máy phay đứng, máy khoan đứng: nếu đứng ngoài nhìn vào trục chính thì chiều
dơng của trục X hớng về bên phải.
Máy khoan cầu: nếu đứng ở vị trí điều khiển máy ta có chiều dơng của trục X h
ớng vào trụ máy.
Máy phay ngang: nếu đứng ngoài nhìn thẳng vào trục chính thì ta có chiều dơng
của trục X hớng về bên trái, còn nếu đứng ở phía trục chính để nhìn vào chi tiết
thì ta có chiều dơng của trục X hớng về bên phải.

Máy tiện: trục X vuông góc với trục máy và có chiều dơng h
ớng về phía bàn kẹp dao (hớng về phía dụng cụ cắt). Nh vậy nếu bàn
kẹp dao ở phía trớc trục chính thì chiều dơng của trục X hớng vào
ngời thợ, còn nếu bàn kẹp dao ở phía sau trục chính thì chiều dơng đi

xa khỏi ngời thợ.
Máy bào: trục X nằm song song với mặt định vị chi tiết trên bàn
máy và chiều dơng hớng từ bàn máy đến thân máy.
Trục Y
Trục Y đợc xác định sau khi đã xác định 2 trục X, Z theo quy tắc
bàn tay phải. Ngón trỏ chỉ chiều dơng của trục Y.
Các dạng điều khiển của máy công cụ CNC
Do máy CNC có khả năng gia công đợc các bề mặt khác nhau
nh: các lỗ, mặt phẳng, các mặt định hình Vì vậy có các dạng điều
khiển máy nh: điều khiển điểm-điểm, điều khiển theo đờng thẳng và
theo đờng biên dạng (đờng contour).

iều khiển điểm -
điểm
iều khiển điểm - điểm (theo vị
trí) đợc dùng để gia công các lỗ
bằng các phơng pháp khoan, khoét,
doa và cắt ren lỗ. Chi tiết gia công
đợc gá cố định trên bàn máy, dụng
cụ cắt thực hiện chạy dao nhanh đến
các vị trí đã lập trỡnh (hoặc chạy bàn
máy). Khi đạt tới các điểm đích thi
dao bắt đầu cắt (hỡnh vẽ).
Vị trí của các lỗ có thể đợc điều khiển
đồng thời hoặc kế tiếp theo 2 trục
toạ độ (hỡnh vẽ).
Hỡnh 2.2. Các dạng chạy dao trong điều
khiển điểm-điểm.
a) iều khiển đồng thời theo 2 trục
b) iều khiển kế tiếp.

ẹiều khiển đ+ờng
thẳng
Là điều khiển mà khi gia công dụng cụ cắt
thực hiện lợng chạy dao theo 1 đờng thẳng
nào đó. Trên máy tiện dụng cụ cắt chuyển động
song song hoặc vuông góc với trục của chi tiết
(trục Z) (hỡnh vẽ). Trên máy phay dụng cụ cắt
chuyển động song song với trục Y hoặc trục X
(hỡnh vẽ). Dụng cụ cắt chuyển động độc lập theo
từng trục.
ẹiều khiển theo biên dạng (contour)
Hỡnh2.3. ẹiều khiển contour trên máy tiện
(a) và máy phay (b).
ẹiều khiển theo biên dạng cho phép thực
hiện chạy dao trên nhiều trục cùng lúc. Các
chuyển động theo các trục có sự quan hệ hàm số
ràng buộc với nhau. Dạng điều khiển này đợc
áp dụng trên máy tiện, máy phay và các trung
tâm gia công.
Có 3 dạng điều khiển: điều khiển contour
2D, 2
1
/
2
D và điều khiển 3D (D là kích thớc).

ẹiều khiển contour 2D: Cho phép thực
hiện chạy dao theo 2 trục đồng thời trong 1 mặt
phẳng gia công (ví dụ mặt phẳng XZ, XY).

Trục thứ 3 đợc điều khiển hoàn toàn độc lập
với các trục kia.
ẹiều khiển contour 2
1
/
2
D: điều khiển contour
2
1
/
2
D cho phép aờn dao đồng thời theo 2 trục nào đó
để gia công bề mặt trong 1 mặt phẳng nhất định.
Trên máy CNC có 3 trục X, Y, Z ta sẽ điều khiển
đợc đồng thời X và Y, X và Z, hoặc Y và Z. Trên
các máy phay thỡ điều này có nghĩa là chiều sâu
cắt có thể đợc thực hiện bất kỳ 1 trục nào đó trong
3 trục, còn 2 trục kia để phay contour (hỡnh vẽ).
-
ẹiều khiển contour 3D: điều khiển contour 3D
cho phép đồng thời chạy dao theo cả 3 trục X, Y, Z
(hỡnh vẽ).ẹiều khiển contour 3D đợc áp dụng để
gia công các khuôn mẫu, gia công các chi tiết có
bề mặt không gian phức tạp.
Hình 2.4. ẹiều khiển contour 3D

Các chỉ tiêu gia công của máy CNC
Thông số hình học
Thông số hình học của máy CNC hay của vùng gia công là thông số của không
gian mà trong đó dụng cụ cắt và chi tiết gia công có thể tác động qua lại ở bất kỳ vị

trí nào. Nh vậy trên các máy gia công chi tiết quay thì vùng gia công là 1 khối lăng
trụ đợc xác định bằng bán kính và chiều dài dịch chuyển của các toạ độ (hình vẽ) .
Trên các máy gia công chi tiết hình hộp chữ nhật thì vùng gia công là 1 khối hộp
đợc xác định bằng các chiều dài dịch chuyển của các toạ độ (hình vẽ). Các điểm
giới hạn của vùng làm việc đợc đánh số tơng tự ký hiệu số của ma trận. Để thuận
tiện và dễ nhớ ngời ta đánh thứ tự các số theo quy tắc sau: số thứ nhất của các chữ
số ký hiệu các điểm theo trục thẳng đứng, số thứ 2 của các chữ số ký hiệu các điểm
theo trục dọc (trục Z), còn số thứ 3 của các chữ số ký hiệu các điểm theo trục nằm
ngang (trục X) (hình vẽ).

Thông số gia công
Là tốc độ chuyển động của các cơ cấu chấp
hành và công suất động cơ. Ngời ta dựa vào
thông số hỡnh học nh kích thớc bàn máy phay
hay chiều cao của tâm máy tiện để chọn công suất
động cơ, tốc độ quay của trục chính và lợng chạy
dao. Ví dụ, đối với các máy nhiều dao để gia công
các chi tiết hỡnh hộp chửừ nhật ngời ta chọn các
thông số gia công nh sau:
-
Bề rộng của bàn máy
(mm)
-Công suất động cơ
(KW)
-
Tốc độ chạy dao (m/ph)
-Tốc độ chạy dao nhanh
(m/ph)
-
Thời gian thay dao tự

động (s)
400 - 630
5 - 11
3150 - 4000
1 - 10
6 - 10
3 - 7
630 - 1000
9 - 15
3150 - 4000
2.4 - 8
5 - 10
3 - 10

Naờng suất gia công
Là số lợng chi tiết gia công trong 1 đơn vị thời gian. Công thức tính naờng suất gia
công nh sau:
1
k
1
kt
1i
1
tdctcbkt
0
ttttt
n
m
T
1

Q








++++






==

T
0
_thời gian cơ bản trung bình(ph)
m_số loạt chi tiết đợc sản xuất trong 1 năm
n_số lợng chi tiết đợc sản xuất trong 1 năm
i_số lợng nguyên công cần thiết để gia công 1 chi
tiết
k_số lợng các nguyên công kiểm tra
t
ct
_thời gian thay đổi chi tiết gia công
t

td
_thời gian thay dao
t
0
_thời gian cơ bản
t
kt
_thời gian kiểm tra
t
cbkt
-thời gian chuẩn bị - kết thúc

Để tăng năng suất ta phải giảm thời gian tcbkt , ttd , tct , t0 , thời gian phụ.
Muốn giảm tcbkt ta phải dùng đồ gá vệ tinh và giảm số lợng các loạt chi tiết
gia công trên máy (trên 1 máy CNC không nên gia công quá 30 - 50 loại chi
tiết trong 1 năm). Muốn giảm ttd thì dùng hệ thống thay dao tự động. Trên
các máy thay dao bằng tay nên sử dụng cơ cấu kẹp nhanh. Muốn giảm tct
dùng các cơ cấu nhiều vị trí (để thay chi tiết gia công tự động) và đồ gá vệ
tinh. Muốn giảm t0 thì: tăng tốc độ cắt (tăng công suất động cơ), sử dụng dao
có khả năng cắt với tốc độ cao, gia công với chế độ cắt tối u và gia công
đồng thời bằng nhiều dao. Muốn giảm thời gian phụ thì tăng tốc độ chạy
nhanh của các cơ cấu chấp hành hoặc của dao (cố gắng tăng tốc độ chạy dao
nhanh tới 1015 m/ph).

ẹộ chính xác của
máy CNC
Sai số gia công tổng cộng trên các máy CNC xuất hiện trong các hệ thống truyền động của máy, trong các hệ
thống điều khiển và kiểm tra và trong bản thân chi tiết gia công (hỡnh vẽ) .
Các sai số gia công đợc ký hiệu và giải thích nh sau:

1
,
2
,
3
,
4
- các sai số lập trỡnh, nội suy, hiệu chỉnh nội suy và sai số của lệnh trở về
điểm O.
Máy

5

4

5

2
Hệ điều
khiển
Truyền taỷi
Kiểm tra và
đo lờng
ẹiều khiển
Kết cấu
ẹộng cơ
Chi tiết
Sai
số
gia

công



3

1

6

1

2

3

4

6

7

8

9

100
0

11

12

13

14

15

17

18

19

20

21

16

5, 6 - sai số của bớc bên trong và sai số tích luỹ của đatric.
7 - sai số của cơ cấu chuyển đổi tín hiệu.
8 - sai số của dreipha đặc tính truyền động( sai số thời gian phát
xung).
9, 10, 11 - sai số của truyền động( lực, mômen, tốc độ).
12 - sai số của trục vít bi
13 - sai số hình học của máy.
14, 15 - sai số biến dạng đàn hồi của máy và đồ gá
16 - sai số của kích thớc gá đặt dao.

17 - sai số do mòn dao.
18 - sai số biến dạng đàn hồi của dao.
19 - sai số gá đặt của chi tiết gia công
20 - sai số biến dạng đàn hồi của chi tiết gia công
21 - sai số biến dạng nhiệt của chi tiết gia công
Sai số tổng cộng đợc xác theo công thức.
= 1+ 2+ 3+ 4+ 5+ 6
Trong đó :
1 = 1+ 2+ 3+ 4 ; 2 = 5+ 6+ 7; 3 = 8+ 9+ 10+
11+ 12
4 = 13+ 14+ 15 ; 5 = 16+ 17+ 18; 6 = 19+ 20+ 21

Độ tin cậy của máy CNC
Các máy CNC có giá thành rất cao nên nó chỉ mang lại hiệu quả kinh tế
khi chúng làm việc liên tục 2 hoặc 3 ca và không có hỏng hóc nào khi làm
việc. Trong quá trình làm việc các máy CNC phải đảm bảo độ chính xác gia
công và nếu có bị hỏng hóc thì máy phải có khả năng đợc sửa chữa hoặc thay
thế một số cơ cấu dễ dàng và thuận tiện.
Vậy độ tin cậy của máy CNC là tính chất thực hiện chức năng gia công
giữ đợc các chỉ tiêu công nghệ cũng nh sửa chữa theo một thời gian quy
định. Độ tin cậy của máy đợc đặc trng bởi 3 tính chất sau:
Tính làm việc không bị hỏng: Tính chất này đợc đặc trng bằng sự làm
việc liên tục của máy trong một thời gian nhất định (thời gian chạy rà và làm
việc của máy).
- Tuổi thọ của máy: Tính chất này là sự ổn định làm việc cho tới lúc
sửa chữa (1 phần tuổi thọ) và sau đó máy lại tiếp tục làm việc.
Nh vậy 2 tính chất trên đều đặc trng cho khả năng làm việc của máy
(tính chất làm việc không bị hỏng) tồn tại trong 1 khoảng thời gian nhất định,
còn tính chất tuổi thọ tồn tại trong suốt thời gian quá trình máy đợc sử dụng,
kể cả thời gian dừng để sửa chữa.

Khả năng sửa chữa: Tính chất này có nghĩa là ngời ta có khả năng phát
hiện những khuyết tật hỏng hóc của máy và có khả năng sửa chữa những
khuyết tật và hỏng hóc đó.
Đối với các máy CNC thì 2 tính chất 1 và 3 là quan trọng nhất bởi vì các
máy CNC có cấu trúc rất phức tạp và có rất nhiều cơ cấu có tác động qua lại
lẫn nhau.
Tính vạn năng của máy CNC
Tính vạn năng của máy CNC đợc xác định bằng chi phí cần thiết để
chuyển công nghệ gia công nhóm chi tiết gia công này sang công nghệ gia
công nhóm chi tiết gia công khác. Mỗi loại máy hoặc mỗi máy có tính vạn
năng riêng, nghĩa là có điều kiện tối u để sử dụng máy.
Robot công nghiệp trong hệ thống CIM
Định nghĩa: Robot công nghiệp là một loại máy tự động có thể lập trình
đợc để thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau nh: lắp ráp, cấp phôi, sử dụng
trong kĩ thuật hàn, kĩ thuật sơn, gián, máy nâng chuyển