Bài tập có lời giải môn tự động hóa

BI TP:
Cõu 1: Xác định tần số dao động của máng trong cơ cấu cấp phôi rung điện từ(Hình
vẽ). Biết Q = 50phôi/phút; Lphôi= 40mm,; =0,8; =30o

Bi gii




Nguyờn lý lm vic:
Trong s cỏc thit b cp phụi dng phu, nhúm cỏc thit b cp phụi rung ng
cú mt v trớ rt quan trng. Dch chuyn ca phụi trogn cỏc thit b ny c
thc hin nh lc quỏn tớnh v ma sỏt xut hin khi mỏng dn phụi cú chuyn
ng rung. Dn ng ca cỏc thit b cp phụi ny cú th l cỏc u rung in
t, bỏnh lch tõm, khớ nộn hoc thy lc. Thụng dng nht l cỏc u rung in
t. Chỳng cho phộp diu chnh vụ cp nng sut cp phụi.
Xỏc nh tn s dao ng ca mỏng trong c cu cp phụi rung in t.
p dng cụng thc.
Vyc = Q.lph.
Trong ú:
Q : nng sut ca c cu.
Lph : chiu di ( hoc ng kớnh phụi ).
: h s an ton tớnh n n nh khi di chuyn.
Vyc= 60.45.0,8=2160
Gúc nghiờn ti u

tg=206/(fmd.vyc)
fmd : h s giao ng ca mỏng dn
fmd= 206/(

Cõu 3:

tg. vyc)= 206/(tg30. 2160) = 0,17


Một máy xoay vòng thực hiện 8 công việc lắp ráp trên 10 vị trí riêng biệt. Tổng thời
gian chu kỳ kể cả thời gian vận chuyển giữa các vị trí là 10 giây. Xác suất dừng vị trí là
0,007 và coi như bằng nhau cho cả 10 vị trí. Mỗi khi dừng cần 2 phút để sửa chữa, không lấy
phôi ra khỏi vị trí khi dừng máy.
Tính: a) Hệ số hiệu quả của máy
b) Hệ số dừng máy D:
c) Năng suất của máy Rp:

Giải
a/ Hệ số hiệu quả:
-Tần suất dừng của dây chuyền: F = n*p = 10*0,007 = 0,07
-Thời gian SX trung bình: Tp = Tc + F*Td = 10 + 0,07*120 = 18,4 (giây)
Hệ số hiệu quả E:
E = Tc/Tp = 10/18,4 = 0,544
b/ Hệ số dừng máy D:
D = 1 – E = 1 – 0,544 = 0,456
c/ năng suất của máy Rp:
Rp = 1/Tp = 1/18,4 = 0,054(ch/ giây)
= 0,054*3600 = 195,6 (ch/giờ)
Câu 4: Một dây chuyền tự động gồm 10 máy để gia công chi tiết trục. Chu kỳ được
xác định là Tc = 1 phút, xác suất dừng máy để sửa chữa bảo dưỡng là F = 0,1 lần/ chu
kỳ. Thời gian dừng máy trung bình là 6phút, tỷ lệ phế phẩm là 5%. Chi phí sản xuất
phôi 1,5$/chi tiết, chi phí vận hành dây chuyền 60$/giờ, dụng cụ cắt 0.15$/ chi tiết.
Hãy xác định các số đo hiệu quả của dây chuyền
a) Năng suất.
b) Thời gian gia công 1500 chi tiết.

a) Hiệu suất của dây chuyền.
b) Giá thành của một chi tiết?

a, năng suất :
Thời gian sản xuất trung bình
Tp= Tc + F.Td= 1 + 0,1 . 6 = 1,6 phút
Tốc độ sản xuất trung bình Rp
Rp= 1/Tp = 1/1,6 = 0,625 (ch/ph)
b, Thời gian gia công 1500 chi tiết :
S=Rp.TR => TR = S/ RP = 1500/0,625 = 2400 (ph)
Vì tỷ lệ phế phẩm là 5% vậy thời gian gia công thực tế là
S= 2520 ( ph)
c, Hiệu suất của dây truyền.


(2400/2520).100% = 95 %
d, giá thành của một chi tiết
Cpc = Cm + CLTp + Ct
- Chi phí cho phi liệu: 1,5 USD/ch = Cm
- Chi phí cho vận hành máy: 60/60 USD/ph = CL
- Chi phí dụng cụ hư mòn: 0,15USD/ch = Ct
CPC = 1,5+1,6.1 +0,15=3,25USD/ ch
Câu 5: Từ sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống cấp phôi hình vẽ . Hãy:
a. Trình bày nguyên lý làm việc của hệ thống cấp phôi dạng đĩa quay.
b.Tính năng suất của hệ thống cấp phôi
c.Tính công suất động cơ truyền động trực tiếp vào trục làm việc của đĩa quay.



Câu 6: Từ sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ

thống cấp phôi hình vẽ. Hãy:
a.Trình bày nguyên lý làm việc của hệ thống
cấp phôi và định hướng chi tiết phôi rời kết
cấu có hình dạng bạc cốc.
b.Tính thể tích cần thiết của phễu chứa phôi


Câu 7: Từ sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống cấp phôi hình vẽ. Hãy:
a.Trình bày nguyên lý làm việc của hệ thống cấp phôi và định hướng chi tiết phôi rời
kết cấu có hình dạng chữ T.
b.Xác định năng suất của của phễu
quay biết số vấu trên đĩa quay là Z ,
tốc độ vòng quay của đĩa là n
vòng/phút góc nghiêng của phễu
α=30o , hệ số điền đầy K = 0,8. Tính
đường kính làm việc D của đĩa
quay( tính từ tâm của chi tiết).


Câu 8: Cho sơ đồ kẹp chặt phôi và khoan lỗ tự động như hình vẽ 1. Hãy mô tả
nguyên lý làm việc và lập biểu đồ trạng thái của máy công tác .

Câu 9: Trong hình vẽ là cơ cấu đếm Geneva. Hãy trình bày công dụng và nguyên lý
làm việc của cơ cấu MAN.

Để điều khiển vị trí xoay của bàn máy phân độ từ vị trí 2 sang vị trì 3 thì bánh cam
dẫn động phải quay bao nhiêu vòng, góc độ làm việc của từng vị trí?
sau.

Câu 10:
Trình bày nguyên lý làm việc của máy khoan tự động sau.


Cảm biến tiệm cận nhận biết phôi có trong cơ cấu cấp phôi. Lúc này pittong 1 đẩy
phôi vào vị trí định vị và kẹp chặt phôi (vị trí khoan phôi). Lúc này cảm biến tiệm cận
nhận được tín hiệu thì mũi khoan tiến hành đi xuống và tiến hành khoan phôi. Khi
khoan xong, mũi khoan tự động đi lên thì pittong 1 lúc cung cấp phôi lùi ra. Khi đó
nhờ lực kẹp phôi và pittong 2 đẩy phôi ra. Lúc này cảm biến nhận được tín hiệu và cơ
cấu cấp phôi tự động sẽ tiếp tục đẩy phôi vào vị trí kẹp chặt và định vị(vị trí khoan)
nhờ pittong 1. Chu kì hoạt động lặp lại như trên

Câu 11:
Dây chuyền tự động gia công các bề mặt của trục bậc. Biết lượng chạy dao S(Φ28) =
0,8; S(Φ50) = 0,67; S(Φ36) = 0,55; S(Φ20) = 0,38; n(Φ28) = 880 v/p; n(Φ50) = 700 v/p;
n(Φ36) = 800 v/p; n(Φ20) = 980 v/p; Xác định năng suất thực tế của dây chuyền tự động
trong trường hợp:
a) Hiệu suất tối ưu của dây chuyền η = 0,95.
b) Nếu biết tổng thời gian gá đặt và di chuyển
sản phẩm là tX = 32(s) và thời gian bảo dưỡng
máy định kỳ là tsp = 28(s);

Bài giải
Thời gian gia công của từng loại nguyên công là:
tp =
tp (28) = 32/900.0,7=0,051 (ph)

tp (50) = 50/900.0,6=0,093 (ph)
tp (36) = 42/630.0,47=0,142 (ph)
tp (20) = 27/520.0,37=0,156 (ph)

vậy nguyên công có thời gian gia công lớn nhất là nguyên công tiện bề mặt
với đường kính Ø20
có tp= 0,156 (ph)
năng suất dây truyền tự động
k=1/tp = 1/0,156 = 6,41 (ch/ph)
thời gian chạy không tải tx=35 s = 0,58 (ph)
T= tx + tp = 0,156 + 0,58 = 0,736 ( ph)
Năng suât chu kỳ của dây truyền
Qck= 1/T = 1/ 0,736 = 1,36 (ch/ph)


a, năng suất thực tế khi η = 0,9

Q=1,46. η = 0,9.1,36 = 1,224 (ch/ph)

b, Năng suất thực tế của dây truyền.
Q= 1/ (tx + tp + tsp) = 1/ (T+ tsp ) = 1/ ( 0,736 + 0,5 ) = 0,81 (ch/p

Câu 12:
Trình bày nguyên lý làm việc của hệ thống tự động, chức năng của từng vị trí trong (hình
1)?

Câu 14:
Trình
bày
nguyên
lý
làm
việc của

hệ thống
phân loại
sản phẩm
theo
chiều cao
sau.


Câu 15:
Tính hiệu quả kinh tế khi tự động máy mài tròn ngoài biết: Trước khi tự động hóa
một công nhân (có mức lương trung bình 800 USD) đứng được 2 máy, một thợ điều chỉnh
(có mức lương trung bình 1000 USD) đứng được 6 máy. Chi phí cho dụng cụ, điện, các vật
liệu phụ và sữa chữa là 1700 USD hàng năm. Giá thành của máy là 30.000 USD máy bắt
đầu làm việc từ năm 1986 cho đến hết năm 2002. Thời gian làm việc là 3 ca. Sau khi tự động
hóa, máy trở thành máy tự động và được lắp vào dây truyền tự động, 1 công nhân có thể
đứng được 4 máy, một thợ điều chỉnh đứng được 5 máy. Giá thành tự động hóa là 10.000
USD. Quá trình tự động hóa bắt đầu từ năm 1992, và năng suất gia công của máy tăng lên
25%.(Biết tiền đóng bảo hiểm là 7% và lương bổ xung 5%).
Giải

Quỹ lương tính cho 1 máy trước khi tự động hóa ( tính cho 1 năm ) S0:
S0=.Z.12
Trong đó :
S1 : lương chi phí cho công nhân đứng máy
S2 : Lương chi phí cho thợ điều chỉnh phục vụ máy
P1 : số máy công nhân có thể đứng được
P2 : số máy mà thợ có thể phục vụ được.
Z: số ca làm việc ( 3 ca) 12 : số tháng làm việc trong một năm
Vậy ta có
S0=).3.12 = 20400 USD

Số tiền phải công thêm 5% lương bổ xung và 7% tiền đóng bảo hiểm
Nên S0 = 22848 USD
Hệ số trang bị kỹ thuật cho dây truyền k : K=C0/S0
Trong đó :


C0 : là giá thành của máy
S0 : là quỹ tiền lương chi cho 1 máy trươc khi tự động hóa:
 K= 30000/22848 = 1,31
Hệ số chi phí vận hành dây truyền m : m=P0/S0
Trong đó P0 : chi phí chi vật liệu, vật liệu phụ , sửa chữa.
S0 : quỹ lương chi cho 1 máy trước tự động hóa.
 m= 1700/22848 = 0,07
Thời gian phục vụ N: N= R + V
Trong đó R: thời gian phục vụ của máy trước khi tự động hóa.
V : thời gian phục vụ máy sau khi tự động hóa.
Do đó N = 6+11 = 17 năm
Hệ số ψ = 1 – R/N = 1 – 6/17 = 0,65
Bây giờ xác định chỉ tiêu so sánh của máy trước và sau khi tự động
1, hệ số tăng năng suất : φ = 25 %
2, tỷ lệ giá thành các máy sau khi tự động hóa :

Σ = = = 1,33

X= 10.000 USD là chi phí tăng cho tự động hóa
3, tỷ lệ chi phí cho lao động sống:
Ԑ= =

BÀI TẬP 4.1
Một máy xoay vòng thực hiện 8 công việc lắp ráp trên 10 vị trí riêng biệt. Tổng
thời gian chu kỳ kể cả thời gian vận chuyển giữa các vị trí là 10 giây. Xác suất dừng
vị trí là 0,007 và coi như bằng nhau cho cả 10 vị trí. Mỗi khi dừng cần 2 phút để sửa
chữa, không lấy phôi ra khỏi vị trí khi dừng máy.
a/ Hệ số hiệu quả:
-Tần suất dừng của dây chuyền: F = n*p = 10*0,007 = 0,07
-Thời gian SX trung bình: Tp = Tc + F*Td = 10 + 0,07*120 = 18,4 (giây)
Hệ số hiệu quả E:
E = Tc/Tp = 10/18,4 = 0,544
b/ Hệ số dừng máy D:
D = 1 – E = 1 – 0,544 = 0,456
c/ năng suất của máy Rp:
Rp = 1/Tp = 1/18,4 = 0,054(ch/ giây)
= 0,054*3600 = 195,6 (ch/giờ)
BÀI TẬP 3.1
Một máy xoay vòng 8 vị trí hoạt động với chu kỳ lý tưởng là 20s, tần suất dừng máy
là
0,06 lần dừng trên một chu kỳ. Mỗi khi máy dừng cần 3 phút để sửa chữa.
a/ Thời gian sản xuất trung bình Tp :
Tp = Tc + F*Td = 20 + 0,06*180 = 30,8(gy) = 0,513(ph)
b/ Tốc độ sản xuất trung bình Rp :
Rp = 1/Tp = 1/0,513 = 1,949ch/ph = 117ch/giờ
c/ Hiệu quả của máy E :
E = Tc/Tp = 20/30,8 = 0,649
d/ Phần không hiệu quả do dừng máy D :
D = 1 – E = 1 – 0,649 = 0,351
BÀI TẬP 3.4
Một đường dây tự động 15 vị trí có chu kỳ làm việc lý tưởng là 0,58 ph. Cứ 15 chu kỳ

thì có một lần dừng máy. Thời gian mỗi lần dừng máy vào khoảng từ 2 đến 9 phút,
trung bình là 4,2 phút. Nhà máy có dây chuyền này làm việc mỗi ngày 8 giờ, 5 ngày
một tuần. Mỗi tuần dây chuyền có khả năng sản xuất số lượng chi tiết là bao nhiêu ?


Tần suất dừng máy của dây chuyền là:
F = 1/15 = 0,067
- Thời gian SX trung bình Tp:
Tp = Tc + F*Td = 0,58 + 0,067*4,2 = 0,86 (ph)
Tốc độ SX trung bình Rp:
Rp = 1/Tp = 1/0,86 = 1,163ch/ph
Nhà máy làm việc 8 giờ/ngày và 5 ngày/tuần, như vậy trong một tuần dây chuyền làm
việc tổng thời gian TR
TR = 8*60*5 = 2400 (ph)
Vậy trong một tuần dây chuyền có khả năng sản xuất số lương chi tiết là:
S = Rp*TR = 1,163*2400 = 2790 ( ch)
BÀI TẬP 3.2
Cho rằng tần suất dừng máy trong bài 5.1 là ngẫu nhiên do phần điện và cơ. Giả sử
rằng
ngoài nguyên nhân dừng máy trên còn có thên sự dừng máy do để thay và điều chỉnh
dụng cụ. Thời gian dừng máy để thay hoặc điều chỉnh dụng cụ là hết 4 phút cho tất cả
các
vị trí. Thủ tục này cứ 200 chu kỳ gia công thì lặp lại một lần. Tính lại
a/ Thời gian SX trung bình Tp :
- Tần suất dừng máy để thay hoặc điều chỉnh dụng cụ là:
Ft = 1/200 = 0,005
- Thời gian dừng máy cho thay hoặc điều chỉnh dụng cụ là:
Tdt = 4ph = 4*60 = 240(gy)
- Thời gian SX trung bình Tp là:
Tp = Tc + F*Td + Ft*Tdt = 20 + 0,06*180 + 0,005*240 = 32(gy) = 0,533(ph)

b/ Tốc độ SX trung bình:
Rp = 1/Tp = 1/0,533 = 1,876ch/ph = 113ch/giờ
c/ Hiệu quả của máy E :
E = Tc/Tp = 20/32 = 0,625
d/ Phần không hiệu quả do dừng máy:
D = 1 – E = 1 – 0,625 = 0,375
Lý thuyết :
Câu 1 : nêu vai trò của hệ điều khiển trong các hệ thống sản xuất tự động ? , vẽ và
trình bày sự khác nhau giữa diều khiển mạch kín và điều khiển mạch hở ?
Câu 2 : Thế nào là hệ thống điều khiển tự động ? trình bày ngyên lý hoạt động, ưu
nhược điểm của hệ thống điều khiển NC.
Câu 3: Trình bày vai trò của cảm biến trong các hệ thống sản xuất tự động ? cho ví dụ
minh họa