THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG VÀ GIA CÔNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

BỘ CÔNG THƯƠNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ

**********

Phê chuẩn

Số:.........................

Ngày.....tháng......năm 2011

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG
VÀ GIA CÔNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG
PLC

SVTH:

Phạm Đình Công
Phạm Thành Duy
Đỗ Ngọc Dũng

Đoàn Bá Dũng

Lớp LTCĐ ĐH CK4-K3, Khoa Cơ Khí,
Trường Đại học Công Nghiệp HN
GVHD: Nguyễn Tiến Sỹ
Khoa Cơ Khí, Trường Đại học Công Nghiệp HN

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

1

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp
I. Nội dung bản thuyết minh:
Tổng quan về hệ thống cấp phôi tự động và gia công tự động .
Thiết kế hệ thống
- Yêu cầu thiết kế (sản phẩm gia công, yêu cầu sau gia công, năng suất ,cấp
chính xác)
- Tính toán, thiết kế hệ thống cấp phôi tự động.
- Tính toán, thiết kế hệ thống gia công tự động.
Lập trình, vận hành, đánh giá kết quả.
Kết luận.
II. Số lượng, nội dung các bản vẽ (ghi rõ loại, kích thước và cách thực hiện các bản
vẽ) và các sản phẩm cụ thể (nếu có):
- Bản vẽ thiết kế hệ thống cấp phôi và gia công tự động(Bản vẽ 3D inA0)
- Bản vẽ sơ đồ thuật toán điều khiển( Bản vẽ 2D in A0)

- Bản vẽ một số chi tiết thiết kế.
III. Cán bộ hướng dẫn (ghi rõ họ tên, cấp bậc, chức vụ, đơn vị, hướng dẫn toàn bộ
hay từng phần):
- Thạc sỹ : Nguyễn Tiến Sỹ
Giáo viên bộ môn : Khoa Cơ Khí
Hướng dẫn nội dung: Thiết kế hệ thống cấp phôi và gia công tự động.
Ngày giao: 15/04/2011
Ngày hoàn thành: .../5/2011
Hà Nội, ngày ….tháng 5 năm 2011.
Giáo viên hướng dẫn :
Nguyễn Tiến Sỹ
Sinh viên thực hiện:
Phạm Đình Công
Phạm Thành Duy
Đỗ Ngọc Dũng,
Đoàn Bá Dũng

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

2

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đã hoàn thành và nộp đồ án ngày ... tháng 5 năm 2011.
BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
0 TÊN ĐỀ TÀI : Thiết kế hệ thống cấp phôi và gia công tự động điều

khiển bằng PLC

II. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
..........

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

3

TRƯỜNG ĐHCNHN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, dây chuyền cấp phôi tự động kết hợp với gia công tích hợp nhiều
nguyên công để chế tạo chi tiết máy được sử dụng ngày càng nhiều, đặc biệt là ở
các nước có nền công nghiệp phát triển tiên tiến và hiện đại.
Với các máy tiện cổ điển ,chuyển động quay của chi tiết là chuyển động chính và
được thực hiện bằng lực đạp chân của công nhân .Khi thực hiện cơ khí hóa ,người ta
tiến hành thay lực đạp chân bằng động cơ điện .Các chuyển động còn lại của dao
vẫn do công nhân thực hiện bằng tay .
Như vậy, cơ khí hóa chính là quá trình thay thế tác động cơ bắp của con người
khi thực hiện các quá trình công nghệ chính hoặc các chuyển động chính bằng máy.
Sử dụng cơ khí hóa cho phép nâng cao năng suất lao động, nhưng không thay thế
được con người trong các chức năng điều khiển, theo dõi diễn tiến của quá trình
cũng như thực hiện một loạt các chuyển động phụ trợ khác.
Với các thiết bị vạn năng và bán tự động,các chuyển động phụ (tác động điều
khiển) do người thợ thực hiện, còn trên các thiết bị tự động hoá và máy tự động,
toàn bộ quá trình làm việc(kể cả các tác động điều khiển) đều được thực hiện tự
động nhờ các cơ cấu và hệ thống điều khiển tự động,không cần đến sự tham gia
trực tiếp của con người.
Như vậy, hệ thống dây truyền cấp phôi tự động và gia công tự động là tổng hợp các
biện pháp được sử dụng khi thiết kế quá trình sản xuất và công nghệ mới, tiến hành
các hệ thống có năng suất cao, tự động thực hiện các quá trình chính và phụ bằng
các cơ cấu và thiết bị tự động, mà không cần đến sự tham gia của con người. Việc tự
động hóa các quá trình sản xuất luôn gắn liền với việc ứng dụng các cơ cấu tự động
vào các quá trình công nghệ cụ thể. Chỉ có trên cơ sở của quá trình công nghệ cụ thể
mới có thể thiết lập và ứng các cơ cấu hệ thống điều khiển tự động.
Trong giai đoạn đầu tiên của nền sản xuất tự động hóa ,do nhu cầu và điều kiện
sản xuất, khả năng của thiết bị, thường được thực hiện theo phương pháp tự động

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

4

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
hóa từng phần. Tự động hóa từng phần các quá trình sản xuất là tự động hóa chỉ một
số nguyên công đặc biệt của quá trình, các nguyên công còn lại vẫn thực hiện trên
các máy vạn năng và bán tự động thông thường. Đặc điểm chung của các thiết bị tự
động hóa trong giai đoạn này là chúng có hệ thống điều khiển cứng (cam, mẫu, trục
phân phối, v… v) với dung lượng thông tin chương trình bé và các hệ thống điều
khiển mềm (như plc,các loại máy điều khiển tự động như NC, CNC, hay các MRP
(Manufacturing Resourees Planning)
Như vậy hệ thống cấp phôi tự động và gia công tự động là một hệ thống hiện
đại, nó làm tăng độ chính xác cao cho chi tiết gia công và hoàn thiện sản phẩm
một cách nhanh nhất, và đảm bảo an toàn cho người vận hành.
Báo cáo của chúng em được đưa ra mô hình thiết kế hệ thốngcấp phôi và gia
công tự động điều khiển bằng PLC S7 – 200.
Trong quá trình hoàn thành thiết kế, chúng em còn nhiều hạn chế mong nhận
được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để đồ án hoàn thiện hơn .
Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Tiến Sỹ đã tận tình hướng dẫn
và giúp đỡ chúng em hoàn thành tốt đề tài này. Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến
các thầy cô trong khoa Cơ Khí đã giúp đỡ tạo điều kiện tốt nhất cho chúng em hoàn
thành đề tài.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày ... tháng 5 năm 2011
Nhóm sinh viên thực hiện :
Phạm Đình Công

Phạm Thành Duy
Đỗ NgọcDũng,
Đoàn Bá Dũng

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

5

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Lịch sử hình thành và phát triển :
Tự động hoá là một lĩnh vực đặc trưng của khoa học kỹ thuật hiện đại nhưng từ xa
xưa con người luôn mơ ước về các loại máy có khả năng thay thế cho mình trong các
quá trình sản xuất và các công việc thường nhật khác Những thông tin về các cơ cấu
tự động làm việc không cần có sự trợ giúp của con người đã tồn tại từ trước công
nguyên .Các máy tự động cơ học đã được sử dụng ở Ai Cập cổ và Hy Lạp , trong
thời trung cổ người ta đã biết đến các máy tự động cơ khí thực hiện choc năng của
người gác cổng ở Albetr. Một đặc điểm chung của các náy tự động kể trên là chúng
không có ảnh hưởng gì tới các quá trình sản xuất của xã hội thời đó .
Chiếc máy tự động đầu tiên được sử dụng trong công nghiệp do một thợ cơ khí
người Nga ông Pônzunôp chế tạo năm 1765. Đầu thế kỷ 19, nhiều công trình có mục
đích hoàn thiện các cơ cấu điều chỉnh tự động của máy hơi nước đã được thực hiện .
Cuối thế kỷ 19 các cơ cấu điều chỉnh tự động cho tuabin hơI nước bắt đầu xuất
hiện .Năm 1712 ông Nartôp một thợ cơ khí người Nga đã chế tạo được máy tiện chép
hình để tiện các chi tiết định hình .Việc chép hình theo mẫu được thực hiện tự
động.Chuyển động dọc của bàn dao do bánh răng thanh răng thực hiện .Cho đến năm
1798 ông Henry Nanđsley người Anh mới thay thế chuyển động này bằng chuyển

động của vít me - đai ốc .Năm 1873 Spender đã chế tạo được máy tiện tự động có ổ
cấp phôi và trục phân phối mang các cam đĩa và cam thùng .Năm 1880 nhiều hãng
trên thế giới như Pittler Ludnig lowe Đức , RSK (Anh) đã chế tạo máy tiện rơvônve
ding phôi thép thanh . Năm 1887 ĐG .Xtôleoôp đã chế tạo dược phần tử cảm quang
đầu tiên ,một trong những phần tử hiện đại nhất của kỹ thuật tự động hoá . Cũng
trong giai đoạn này,các cơ sở của lý thuyết điều khiển và điều chỉnh hệ thống bắt đầu
được nghiên cứu phát triển .Một trong những công trình đầu tiên về lĩnh vực này
thuộc về nhà toán học nổi tiếng PM.Chebưsep.Có thể nói ông tổ của các phương
pháp tính toán kỹ thuật của lý thuyết điều chỉnh tự động là I.A.Vưsnhegratxki, giáo

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

6

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
sư toán học nổi tiếng của trường đại học công nghệ thực nghiệm Xanh Pêtecbua
.Năm 1876 và 1877 ông đã cho đăng các công trình Lý thuyết cơ sở của cơ cấu điều
chỉnh và Các cơ cấu điều chỉnh tác động trực tiếp .
Trong những năm gần đây các nước có nền công nghiệp phát triển tiến hành rộng
rãi trong sản xuất loại nhỏ .Điều này phản ánh xu thế chung của nền kinh tế thế giới
chuyển từ sản xuất loạt lớn và hàng khối sang sản xuất loạt nhỏ hàng khối thay
đổi.Nhờ các thành tựu to lớn của công nghệ thông tin và các lĩnh vực khoa học khác
ngành công nghiệp gia công cơ của thế giới trong những năm cuối của thế kỷ XX đã
có sự thay đổi sâu sắc .Sự xuất hiện của một loạt các công nghệ mũi nhọn như kỹ
thuật linh hoạt (Agile engineering) hệ thống điều hành sản xuất qua màn hình, kỹ
thuật tạo mẫu nhanh (rapid Prototying) và công nghệ Nanô đã cho phép thực hiện tự
động hoá toàn phần không chỉ trong sản xuất hàng khối mà cả trong sản xuất loạt nhỏ

đơn chiếc .Chính sự thay đổi nhanh của sản xuất đã liên kết chặt chẽ công nghệ
thông tin với công nghệ chế tạo máy, làm xuất hiện một loạt các thiết bị và hệ thống
tự động hoá hoàn toàn mới như các máy điều khiển số ,các trung tâm gia công , các
hệ thống điều khiển theo chương trình lôgic PLC, các hệ thống sản xuất tích hợp
CIM cho phép chuyển đổi nhanh sản phẩm gia công với thời gian chuẩn bị sản xuất ít
nhất, rút ngắn chu kỳ sản xuất sản phẩm, đáp ứng tốt tính thay đổi nhanh của sản
xuất hiện đại.
Những thành công ban đầu của quá trình liên kiết một số công nghệ hiện đại
trong khoảng 10,15 năm vừa qua đã khẳng định xu thế phát triển của nền sản xuất trí
tuệ trong thế kỉ XXI trên cơ sở của các thiết bị thông minh. Để có thể tiếp cận và ứng
dụng dạng sản xuất tiên tiến này,ngay từ hôm nay,chúng ta dã phải bắt đầu nghiên
cứu ,học hỏi và chuẩn bị cơ sở vật chất củng như đội ngũ cán bộ kĩ thuật cho nó.
Việc bổ sung,cải tiến nội dung và chương trình đào tạo trong các trường đại học và
trung tâm nghiên cứu theo hướng phát triển sản xuất trí tuệ là cần thiết

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

7

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
.Tự động hoá quá trình sản xuất là giai đoạn phát triển tiếp theo của nền sản xuất cơ
khí hoá .Nó sẽ thực hiện phần công việc mà cơ khí hoá không thể đảm đương được
đó là điều khiển quá trình . Với các thiết bị vạn năng và bán tự động các chuyển động
phụ do người thợ thực hiện ,còn trên các thiết bị tự động hoá và máy tự động ,toàn bộ
quá trình làm việc kể cả các tác động điều khiển đều được thực hiện tự động nhờ các
cơ cấu và hệ thống điều khiển tự động ,không cần đến sự tham gia trực tiếp của con
người .Ví dụ trên máy tiện điều khiển số các chuyển động chính và phụ được máy

thực hiện tự động theo một chương trình định sẵn .Con người lúc này chỉ còn nhiệm
vụ chuẩn bị các cơ cấu và theo dõi quá trình làm việc của chúng .Vì vậy để có thể
thực hiện tự động hoá các quá trình sản xuất cần có các cơ cấu và thiết bị tự động
phù hợp Nói như vậy không phải tự động hoá các quá trình sản xuất chỉ là một quá
trình ứng dụng các thành phần ,cơ cấu hoặc sơ đồ tự động riêng biệt vào các quy
trình ứng dụng các thành phần ,cơ cấu hoặc sơ đồ tự động riêng biệt vào các quy
trình công nghệ có sẵn , hoặc các máy đã có hoặc sẽ được thiết kế.Tự động hoá các
quá trình sản xuất luôn gắn liền với quá trình hoàn thiện và đổi mới công nghệ .Nó là
một bài toán thiết kế công nghệ tổng hợp ,có nhiệm vụ tạo ra kỹ thuật hoàn toàn mới
dựa trên cơ sở của các quá trình công nghệ gia công cơ kiểm tra và lắp ráp tiên tiến
(kể cả các phương pháp và thiết bị gia công mới ).
Tự động hoá quá trình sản xuất là tổng hợp các biện pháp được sủ dụng khi thiết
kế các quá sản xuất và công nghệ mới tiên tiến .Trên cơ sở của các quá trình sản xuất
và công nghệ đó ,tiến hành thiết lập các hệ thống thiết bị có năng suất cao không cần
đến sự tham gia của con người .

1.2. Vai trò và ý nghĩa của máy gia công tự động :
Tự động hoá quá trình sản xuất cho phép giảm giá thành và nâng cao năng suất lao
động .Trong mọi thời đại các quá trình sản xuất luôn được điều khiển theo các quy
luật kinh tế ,có thể nói giá thành là một trong những yếu tố quan trọng xác định nhu
cầu phát triển của tự động hoá .

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

8

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tự động hoá quá trình sản xuất cho phép cải thiện điều kiện sản xuất . Các quá
trình sản xuất sử dụng quá nhiều lao động rất dễ mất ổn định về chất lượng gia công
và nâng cao năng suất lao động , gây khó khăn cho việc điều hành và quản lý sản
suất . Các quá trình sản xuất tự động hoá cho phép loại bỏ các nhược điểm trên ,đồng
thời tự động hoá đã thay đổi hẳn tính chất lao động ,cải thiện điều kiện làm việc của
công nhân , nhất là trong các khâu độc hại ,nặng nhọc ,có tính lặp đi lặp lại và nhàm
chán, khắc phục dần sự khác nhau giữa lao động trí óc và chân tay .
Tự động hoá quá trình sản xuất cho phép đáp ứng cường độ cao của sản xuất hiện
đại .Với các loại sản phẩm có số lượng rất lớn thì không thể sử dụng các quá trình
sản xuất thủ công để đáp ứng sản lượng yêu cầu với giá thành nhỏ nhất Tự động hoá
quá trình sản xuất cho phép thực hiện chuyên môn hoá và hoán đổi sản xuất .Chỉ có
một số ít sản phẩm phức tạp là được chế tạo hoàn toàn bởi một nhà sản xuất.Thông
thường một hãng sẽ sử dụng nhiều nhà thầu đề cung cấp các bộ phận riêng lẻ cho
mình sau đó tiến hành liên kết lắp ráp thành sản phẩm tổng thể vì thế khả năng tiêu
chuẩn hoá là rất cao .Điều này cho phép áp dụng nguyên tắc hoán đổi một trong
những điều kiện cơ bản dẫn tới sự hình thành sản xuất hàng khối khi chế tạo các sản
phẩm phức tạp .Có thể nói tự động hoá giữ vai trò quan trọng trong việc thực hiện
tiêu chuẩn hoá bởi chỉ có nền sản xuất tự động hoá mới cho phép chế tạo các sản
phẩm có kích cỡ và đặc tính ít thay đổi với số lượng lớn một cách hiệu quả. Các vấn
đề chung về thiết kế hệ thống :
Các giai đoạn chính của quá trình thiết kế máy: Toàn bộ quá trình thiết kế máy cú
thể phân chia thành các giai đoạn sau (H1)

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

9

TRƯỜNG ĐHCNHN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

H1: Các giai đoạn thiết kế máy
- Đầu tiên cần xác định rõ công dụng của hệ thống thiết kế và các tham số có liên
quan đến các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật bằng cách dựa vào các số liệu ban đầu về yêu
cầu đối với các chi tiết gia công được trên máy hay năng suất yêu cầu như :
+ Kích thước, hình dáng, tập hợp các bề mặt gia công, vật liệu và chất
lượng bề mặt gia công
+ Tính đa dạng của các chi tiết gia công được trên máy
Các yêu cầu về chi tiết gia công là cơ sở lựa chọn phương pháp gia công và dụng cụ
cắt cần thiết. Ngoài ra, các số liệu đầy đủ của chúng giúp ta xác định được đặc tính
kỹ thuật máy thiết kế, gồm phạm vi tốc độ công tác, tốc độ chuyển động phụ của các
cơ cấu chấp hành máy, công suất truyền dẫn phương pháp điều chỉnh cũng như mức
độ cung cấp cho máy móc trang bị phụ cần thiết.
- Xác định đặc tính kỹ thuật máy thiết kế: Nhiệm vụ kỹ thuật ở giai đoạn này là lập
luận có cơ sở tính chất hợp lý của việc chế tạo máy mới đồng thời cho các số liệu ban
đầu để thiết kế máy. Máy mới phải có các ưu điểm nổi bật so với các máy hiện có,

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

10

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
nói chung phải nâng cao được các chỉ tiêu về chất lượng trong điều kiện đảm bảo
hiệu quả kinh tế. Khi xác định đặc tính kỹ thuật cho máy thiết kế, nên tiến hành lập
bảng đặc tính kỹ thuật của các máy cùng kiểu. Việc phân tích bảng giúp ta nhận xét,
vạch ra được các ưu nhược điểm của chúng một cách dễ dàng.

Đặc tính kỹ thuật máy thiết kế cung cấp các số liệu ban đầu để nghiên cứu,
phân tích, lựa chọn sơ đồ nguyên lý toàn máy: sơ đồ động, sơ đồ điện, sơ đồ thủy lực
hay khí nén…Các giai đoạn thiết kế nêu trên là nội dung của bản kiến nghị kỹ thuật,
cũng chính là luận chứng kinh tế-kỹ thuật cho máy thiết kế. Sau khi đó được sự thoả
thuận của phía đặt hàng, bản kiến nghị này dựng làm cơ sở thực hiện các công việc
thiết kế tiếp theo. Bản kiến nghị kỹ thuật cùng với giai đoạn thiết kế cụm máy gọi
chung là quá trình thiết kế kỹ thuật. Cuối quá trình này, toàn bộ kết cấu máy bao gồm
bản vẽ lắp tất cả các cụm kể cả thuyết minh chỉ trừ đặc tính kỹ thuật, các chi tiết tiêu
chuẩn, các phân tích tính toán cụm và chi tiết máy đó được hoàn tất, bố cục máy và
lắp ráp chung đó được kiểm tra. Quá trình thiết kế chế tạo được tiến hành ngay khi
hồ sơ thiết kế kỹ thuật được cấp trên duyệt và hiệu chỉnh. Công việc chính của quá
trình này là nghiên cứu thiết kế chế tạo các cụm và các chi tiết chủ yếu, các điều kiện
kỹ thuật cần thiết. Đây chính là các văn kiện kỹ thuật để chế tạo, lắp ráp và điều
chỉnh máy. Sau quá trình thiết kế chế tạo, thường thực hiện chế tạo 1 hay 2 mẫu thử
nhằm kiểm tra, thử nghiệm và đưa vào những hiệu chỉnh thích hợp cho các bản vẽ
chế tạo chi tiết, các cụm máy. Mẫu thử nghiệm cần kiểm tra về độ chính xác, độ cứng
vững, tính chịu rung..., tiếng ồn, sự toả nhiệt cũng như các tham số đặc trưng cho hệ
thống chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật khác. H.2 giới thiệu các bước thiết kế cụm máy. Khi
đó xác định được các đặc tính kỹ thuật chính của máy thiết kế, bước tiếp theo là lựa
chọn các phương án khác nhau về kết cấu có kèm theo tính toán, thiết kế sơ bộ để so
sánh, phân tích theo điều kiện cụ thể và là cơ sở chọn phương án kết cấu tối ưu.
Kiểm tra lại lần cuối phương án đó chọn so với nhiệm vụ thiết kế đặt ra trước khi tiến
hành xây dựng bản vẽ lắp ráp cụm máy.

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

11

TRƯỜNG ĐHCNHN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

H.2: Các bước thiết kế cụm máy
Dựa trên các số liệu ban đầu như độ chính xác và số vòng quay của trục, có thể có
nhiều phương án lựa chọn kết cấu ổ trục khác nhau. Tính toán phân tích sơ bộ cho
phép trừ những phương áp và chọn được 1 hay 2 phương án tốt nhất.
Quyết định phương án cuối cùng phải căn cứ vào các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật, sau đú
lập các văn kiện kỹ thuật và toàn bộ bản vẽ thiết kế.Mẫu thử cũng phải được thử
nghiệm gia công các loại chi tiết thông thường, và theo chế độ gia công nâng cao. Một
lần nữa, có thể cần hiệu chỉnh các bản vẽ chế tạo do thay đổi điều kiện kỹ thuật, vật
liệu hay kết cấu...
Chỉ sau khi hoàn tất thử nghiệm, hệ thống thiết kế mới được tiến hành sản xuất
hàng loạt. Tuy nhiên công việc của người thiết kế vẫn chưa kết thúc và phải theo dõi
thường xuyên hệ thống cơ cấu làm việc trong điều kiện sản xuất thực tế, thường xuất

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

12

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
hiện những khả năng mới yêu cầu cải tiến kết cấu sau này. Rõ ràng là quá trình thiết
kế hệ thống nhu thế đòi hỏi nhiều thời gian và công sức.
Để đẩy mạnh và ứng dụng nhanh chúng những kiểu máy hoàn thiện hơn, phải có
các phương pháp thiết kế tiên tiến. Triển vọng mới hiện nay là khả năng tự động hóa
thiết kế nhờ các phương tiện kỹ thuật, qua đó có thể cải thiện năng suất lao động cho
người thiết kế .

Những phần việc thiết kế đó được tự động hóa:
- Thu thập và xử lý các thông tin ban đầu về số lượng, chủng loại chi tiết gia
công, số liệu thống kê về miền sử dụng máy...
- Tính toán phân tích thiết kế kỹ thuật, mô phỏng cơ cấu, chế tạo mẫu thử...
- Xử lý các văn kiện kỹ thuật.

1.3. Hướng phát triển của hệ thống cấp phôi tự động và máy gia công
tự động :
Trong những thập niên qua, thế giới đó cú những thay đổi nhanh chóng trong lĩnh
vực khoa học kỹ thuật ,do ảnh hưởng ngày càng lớn của công nghệ thông tin và kỹ
thuật điện tử . Ngày nay, các phương pháp kỹ thuật cổ điển với cách thức tiếp cận
truyền thống không cũn đáp ứng được thực tiễn của phát triển công nghiệp nữa. Theo
đó, sản phẩm của công nghệ tiên tiến của cụng nghiệp khụng cũn là sản phẩm của
cỏc ngành riờng biệt mà là sự tớch hợp thành tựu của nhiều ngành, đặc biệt từ nhiều
ngành kỹ thuật hiện đại.
Dưới đây là hướng phát triển của tự động hoá trong quá trỡnh sản xuất:

1.3.1.Sử dụng máy với hệ thống điều khiển linh hoạt :
Một trong những hướng tự động hoá trong sản xuất hàng hoá là sử dụng máy
điều khiển chương trình theo số (CNC) với hệ điều khiển linh hoạt .Hiệu quả kinh tế
khi sử dụng máy CNC có thể they rõ khi gia công loạt với 20 ÷ 40 chi tiết .Trong
điều kiện sản xuất đơn chiếc thì hiệu quả kinh tế do sử dụng máy CNC cũng có tuy

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

13

TRƯỜNG ĐHCNHN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
không cao lắm. Ưu điểm chính của máy với hệ điều khiển linh hoạt là khả năng hiệu
chỉnh chương trình ngay tại chỗ làm việc . Trong điều kiện sản xuất đơn chiếc, sản
xuất hàng loạt vừa và nhỏ máy CNC đảm bảo thay dao nhanh nâng cao năng suất lao
động , thay thế một cách có hiệu quả các máy điều khiển bằng tay .
Đặc điểm: + Giảm nhẹ sức lao động của công nhân.
+ Giảm nhẹ quá trình điều khiển máy
+ Nâng cao năng xuất lao động

1.3.2. Sản xuất hàng loạt theo dây chuyền :
Dây truyền là hệ thống các máy móc được lắp đặt cạnh nhau. hoạt động độc lập
với nhau, cũn chi tiết gia cụng được chuyển từ máy này sang máy khác để thực hiện
tất cả các nguyên công. Máy của dây truyền về nguyên tắc thường là máy bán tự
động, do đó việc cấp tháo phôi, vận chuyển phôi giữa các máy và kiểm tra chi tiết
được thực hiện bằng tay.

Hình 3. Mô hình một dây truyền sản xuất

Đặc điểm: Ngoài các ưu điểm của hệ thống tự động hoá
- Giá thành hạ
- Năng suất cao

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

14

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Chi phí về lao động còn nhiều
- Giảm được chu kỳ gia công
- Nâng cao nâng suất lao động.

1.3.3. Sản xuất tự động hoá linh hoạt :
Hệ thống sản xuất tự động hoá linh hoạt là hệ thống tự động hóa phát triển được điều
khiển bằng máy tính. Hệ thống sản xuất này bao gồm các máy gia công được liên kết
với nhau bằng hệ thống vận chuyển phôi tự động, tách phôi tự động, thay dao tự
động, kiểm tra tự động, đồng thời bao hàm cả quá trình thiết kế sản phẩm tự động,
chuẩn bị công nghệ tự động, và điều khiển tự động. Đặc điểm chính của hệ thống sản
xuất linh hoạt (hệ thống sản xuất mềm) là tính linh hoạt rất cao nó cho phép :
+ Trong điều kiện sản xuất hàng loạt nhỏ và hàng loạt vừa ở bất kỳ thời điểm nào
có thể dừng công việc gia công chi tiết trên dây truyền để điều chỉnh dây truyền cho
việc gia cụng chi tiết khác.
+ Trên các máy công cụ nhau có thể gia công các chi tiết có hình dạng khác nhau
với số lượng tuỳ ý. Trong điều kiện sản xuất bình thường thì việc điều chính các máy
gia công các loạt chi tiết như trên có thể giảm 30% năng suất gia công của các máy.
+ Có thể thay thế các máy bị hỏng bằng các máy của hệ thống linh hoạt mà không
làm dây chuyền sản xuất ngừng trệ.
+ Có thể di chuyển chi tiết gia công theo những quĩ đạo tuỳ ý. Như vậy, hệ thống
sảt xuất mềm có thể giảm được số lượng máy và tăng hệ số sử dụng máy.

1.3.4. Sản xuất linh hoạt toàn phần :
Hệ thống sản xuất linh hoạt toàn phần là hệ thống sản xuất gồm nhiều môđun sản
xuất linh hoạt được kết nối với nhau bằng hệ thống điều khiển tự động .Trong hệ
thống sản xuất linh hoạt toàn phần tất cả công việc từ cấp phôi, gia công ,vận chuyển,
thay dao và kiểm tra chi tiết đều được tự động hoá. Nói cách khác, Hệ thống sản xuất
linh hoạt là một hệ thống bao gồm các thiết bị gia công như máy điều khiển só, trung
tâm gia công,thiết bị gá lắp,tháo dỡ chi tiết và dụng cụ tự đông,hệ thống cơ cấu định

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

15

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
hiướng chi tiết tự động trong quá trình gia công,cơ cấu kiểm tra tự động.v.v.được
thiết kế theo nguyên tắc môđun và được điều khiển bằng máy tính hoặc một hệ thống
máy tính.
Trong một chừng mực nào đó FMS có thể coi như một CIM nhỏ.Nó được thiết
kế để điền đầy khoảng trống giữa đường dây tự động dùng trong sản xuất hàng khối
và nhóm máy CNC.Nó cho phép chuyển đổi nhanh sản xuất khi thay đổi sản phẩm
với chi phí về thời gian và tiền bạc nhỏ nhất.
Theo cấu trúc,hệ thống sản xuất kinh hoạt có thể chia thành các cấp độ như:máy linh
hoạt,môđun sản xuất linh hoạt,đường dây sản xuất linh hoạt,phân xưởng sản xuất
linh hoạt và nhà máy sản xuất linh hoạt.

1.3.5. Ứng dụng kỹ thuật CIM (Center for intelligent Machines)
Với các dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối cần tiến hành hoàn thiện các quá
trình công nghệ trên cơ sở sử dụng các thiết bị ,dây truyền tự động có năng suất cao
độ ổn định tốt ứng dụng hiệu quả kỹ thuật nối kết hai quá trình thiết kế và chế tạo
thành một khối thống nhất .
Hai công nghệ tiên tiến CAD/CAM có sự kiên quan chặt chẽ tới sự hình thành của
hệ thống thiết kế chế tạo tự động có sự trợ giúp của máy tính(CAD/CAM)khi nối kết
hệ CAD với hệ CAM.Hệ thống kết hợp cad cam còn được gọi là hệ thống sản xuất
tích hợp có sự trợ giúp của máy tính(CIM).Các quá trình sản xuất được thực hiện
bằng hệ thống này được gọi là các quá trình sản xuất tích hợp.Trong các hệ thống sản
xuất tích hợp ,chức năng thiết kế và chế tạo được gắn kết với nhau, hỗ trợ nhau,cho

phép tạo ra sản phẩm nhanh chóng bằng các quy trình sản xuất linh hoạt và hiệu
quả.Các thiết bị sản xuất tự động và các máy riêng biệt được kết nhập với các máy
truyền tải thông tin tạo thành một hệ thống thồng nhất. cho phép khép kín chu trình
gia công, chế tạo sản phẩm.

1.3.6. Ứng dụng robot công nghiệp

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

16

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Rô bốt cụng nghiệp là một máy tự động linh hoạt thay thế từng phần hoặc toàn bộ
các hoạt động cơ bắp và hoạt động trí tuệ của con người trong nhiều khả năng thích
nghi khác nhau.
Các thành phần chính của rô bốt công nghiệp :

Ứng dụng của robot cụng nghiệp :

Hình4: Robot công nghiệp

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

17

TRƯỜNG ĐHCNHN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hinh 5 : Nguyên lý điều khiển robot Laser với ưu điểm khoảng cách từ nguồn tới
phôi cắt là cố định và luôn bảo đảm bậc tự do của chuyển động cắt.
Rô bốt là một thiết bị tự động đa chức năng được lập trình cho một hoặc nhiều
công việc và được điều khiển bằng máy tính.Chúng có thể sử dụng như một thiết bị
độc lập,có khả năng thay đổi nhanh dễ hiệu chỉnh.Một trong những bộ phận chức
năng chính cảu robot là hệ thống điều khiển.Nó có nhiệm vụ xử lý các thông tin nhận
được để tạo ra các chuỗi lệnh cần thiết.Hệ thống điều khiển cũng được coi như một
kho chứa và trung chuyển dữ liệu khi sử dụng cho các công việc khác nhau.Các rôbốt
thường được trang bị các hệ thống điều khiển thích nghi, các hệ thống điều khiển
theo chương trình logic-PLC, các hệ thống cảm biến thực hiện các chức năng như
nghe, nhìn, sờ, ngửi, nói.v.v. Vì vậy chúng có thể sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực
như y tế ,dịch vụ,gia công,lắp ráp và các lĩnh vực khác mà các máy tự động thông
thường không thể thực hiện được.Trong các trường hợp khi yêu cầu xử lý tình huống
nhanh,chính xác, khi lựa chọn tìm kiếm các giải pháp nhiều phương án,khi yêu cầu
khả năng suy nghĩ logic và phán đoán tình huống theo bối cảnh, khi sử dụng rôbốt sẽ
cho hiệu quả cao. Rôbốt là thiết bị duy nhất có thể đáp ứng được đặc tính thay đổi
của nền sản xuất hiện đại, mở rộng đáng kể khả năng của các thiết bị và quá trình sản
xuất với hiệu quả cao nhất.

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

18

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Nghiên cứu,phát triển và ứng dụng các hệ thống trí tuệ nhân tạo trong thiết kế chế
tạo rôbốt thông minh là một xu hương phát triển rất triển vọng cảu công nghệ rôbốt.
Các rôbốt thông minh có khả năng mô phỏng lại các đặc tính thường thấy trong cách
ứng xử của con người như học tập, suy luận và giải quyết vấn đề.v.v. Rôbốt thông
minh đang được ứng dụng rộng rãi trong những lĩnh vực mà chỉ các chuyên gia giỏi
mới thực hiện được như khám bệnh,đóng phim, chơi nhạc, huấn luyện vận động
viên, bóng bàn, bóng đá.v.v. Sử dụng các rôbốt được điều khiển qua vệ tinh và nối
mạng cho phép thu hẹp và hoà nhập không gian làm việc, tiến tới thiết lập một nền
sản xuất toàn cầu .Để đáp ứng nhu cầu của nền sản xuất trí tuệ như tính linh hoạt,
tính tối ưu, vận tốc xử lý tình huống công nghệ rôbốt trong tương lai phải giải quyết
một loạt vấn đề có lien quan đến cấu trúc của những dẫn động chính,độ tin cậy, khả
năng tiếp nhận và xử lý thông tin của hệ thống cảm biến,tính vạn năng của các ngôn
ngữ lập trình kiểu mới,tính linh hoạt của kết cấu và nhiều vấn đề khác.

1.3.7. Ứng dụng trí tuệ nhân tạo :
Nghiên cứu phát triển và ứng dụng trí tuệ nhân tạo trên cơ sở kỹ thuật liên kết
nơton nhân tạo và lôgic ảo trong các quá trình sản xuất phức tạp có nhiều thông số
ảnh hưởng trong thiết kế chế tạo các thế hệ rôbôt thông minh . Trí tuệ nhân tạo chính
là một xu hướng phát triển của công nghệ máy tính, liên quan đến các hệ thống có
khả năng mô tả lại các đặc tính thường thấy trong cách ứng xử của con người như
học tập suy luận ,giải quyết vấn đề .Các hệ thống trí tuệ có mục đích mô phỏng lại
ứng xử của con người trên máy tính .
Việc áp dụng và phát triển trong sản xuất các công nghệ tiên tiến và các thiết bị
thông minh những năm gần đây đã cho phép dự đoán sự xuất hiện của một hình thức
sản xuất hoàn toàn mới trong tương lai-Sản xuất trí tuệ.Sản xuất trí tuệ không chỏ đòi
hỏi mô tả các kiến thức bằng những phương pháp mới như mô hình ngôn ngữ
logic ,mô hình logic trí tuệ,nó còn yêu cầu chúng ta phải xem xét lại một số luận
điểm và thói quen sẵn có khi hình thành kỹ thuật mới.

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

19

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.3.8.Hệ thống thiết kế và chế tạo cósự trợ giúp của máy tính
(CAD-CAM)
Với sự xuất hiện của máy điều khiển số, sự phát triển cao của công nghệ thông
tin và công nghệ máy tinh, việc chuẩn bị và điều hành sản xuất trong thời gian gần
đây đã có những thay đổi cơ bản. Khâu chuẩn bị thiết kế đã được tự động hoá nhờ hệ
thống thiết kế tự động có sự trợ giúp của máy tính. Nhờ các trang thiết bị tính tián
thiết kế như máy tính,màn hình đồ hoạ, bút vẽ, máy vẽ, cùng các phần mềm chuyên
dụng(Matlab,Catia),CAD cho phép tạo ra các mô hình sản phẩm trong không gian ba
chiều, rất thuận lợi cho việc khảo sát, đánh giá, sửa đổi nhanh chóng trực tiếp ngay
trên màn hình.Các bản vẽ trong Cad có thể lưu giữ,nhân bản hoặc gọi ra bất kỳ lúc
nào. Điều này cho phép tiết kiệm nhiều thời gian, vật liệu và các chi phí khác của
giai đoạn thiết kế ban đầu trước khi đưa vào sản xuất.
Khâu điều hành qua trình chế tạo sản phẩm cũng được tự động hoá nhờ hệ thống
điều hành quá trình chế tạo tự động có sự trợ giúp của máy tính CAM và được thiết
lập trên cơ sở sử dụng máy tính và công nghệ máy tính để thực hiên tất cả công đoạn
của quá trình sản xuất,chế tạo sản phẩm như lập kế hoạch sản xuất, thiêt kế quy trình
công nghệ gia công, quản lý điều hành quy trình chế tạo và kiểm tra chất lượng sản
phẩm.v.v.Cam là một lĩnh vực cần sự bổ trợ của rất nhiều công nghệ và kỹ thuậtliên
quan như kỹ thuật CAPP , công nghệ nhóm GT, kỹ thuật gia công lien lết LAN.v.v.
Do CAM cho phép thực hiện tự động việc lập kế hoạch điền khiển, hiệu chỉnh và
kiểm tra các nguyên công cùng toàn bộ quá trình gia công chế tạo sản phẩm, nên nó
rất dễ dàng kết hợp với hệ thông CAD, tạo ra một phương thức sản xuất mới tiên
tiến, đó là hệ thống thíêt kế và chế tao tự động có sự trợ giúp của của máy tính CIM.

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

20

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 2 : TÌM HIỂU ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA MỘT
SỐ HỆ THỐNG CẤP PHÔI VÀ GIA CÔNG TỰ ĐỘNG
Nội dung của chương này là xuất phát từ đối tượng gia công, phương pháp gia
công, dụng cụ gia công và tham khảo một số máy tự động để xây dựng, nghiên cứu
sơ đồ nguyên lý làm việc và sơ đồ cấu trúc động học máy và hệ thống cấp phôi tự
động cho quá trình gia công.
Hệ thống cấp phôi và gia công tự động là một hệ thống có thể giúp con người có
thể hạn chế được rất nhiều các thao tác trong quá trình cấp phôi hay gia công. Chi tiết
gia công được là nhờ các chuyển động quay của phôi và chuyển động tịnh tiến của
dao.Các chuyển động của hệ thống bao gồm:
- Chuyển động quay của đĩa quay mang phôi chuyển động lên máng chứa phôi.
- Chuyển động của băng tải nhờ bộ truyền đai đưa phôi di chuyển trên máng
- Chuyển động tịnh tiến của cần đẩy piston mang phôi đến mâm cặp thực hiện quá
trình cắt gọt.
- Chuyển động quay của mâm cặp đưa phôi quay tròn thực hiện gia công chi tiết.

2.1 Hệ thống máy tiện tự động được điều khiển bằng cơ khí
Hiện nay , cơ cấu máy trong công nghiệp đã có rất nhiều cải thiện.Với các máy tiện
cơ thông thường thì khó có thể đáp ứng được nhu cầu sản xuất . Vì vậy đã có rất
nhiều cải tiến trong máy móc và đặc biệt với hệ thống gia công được sử dụng cơ cấu

cam để gia công tự động với nhiều dao sẽ cho năng suất cao và hiệu quả tốt. Chẳng
hạn như điều khiển bằng cơ cấu cam như hình 2.1

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

21

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hinh 2.1 Hệ thống máy tiện sử dụng cơ cấu cam

2.2 Hệ thống điều khiển NC
Ngày nay các máy công cụ trang bị hệ thống điều khiển NC vẫn còn thông dụng.
Đây là hệ điều khiển đơn giản với số lượng hạn chế các kênh thông tin. Trong hệ
thống NC này các thông số hình học của chi tiết, các lệnh điều khiển máy được cho
dưới dạng dãy các con số.
Nguyên tắc làm việc của hệ thống điều khiển NC như sau: sau khi mở máy, các
lệnh thứ nhất, thứ hai được đọc. Chỉ sau khi kết thúc quá trình đọc máy mới thực
hiện lệnh thứ nhất, trong khi đó thông tin của lệnh thứ hai vẫn nằm trong bộ nhớ của
hệ điều khiển. Sau khi hoàn thành xong lệnh thứ nhất, máy bắt đầu thực hiện lệnh
thứ hai (lấy ra từ bộ nhớ). Trong khi thực hiện lệnh thứ hai thì hệ điều khiển sẽ đọc
lệnh thứ ba (đưa vào chỗ của bộ nhớ mà lệnh thứ hai vừa giải phóng ra).
Nhược điểm chính của hệ thống điều khiển NC:

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

22

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

Khi gia công chi tiết tiếp theo trong loạt, hệ điều khiển phải đọc lại tất

cả các lệnh từ đầu, do vậy có thể gặp phải sai số của bộ tính toán dẫn đến chất lượng
gia công không đạt yêu cầu.
-

Do có nhiều câu lệnh được chứa trong băng đục lỗ hay băng từ mà khả

năng chương trình bị dừng lại (không chạy) có thể xảy ra thường xuyên.
-

Do làm việc trong chế độ như vây mà băng đục lỗ hay băng từ sẽ nhanh

chóng bị bẩn và mòn, gây lỗi chương trình.

2.3 Hệ thống điều khiển DNC
DNC (Direct Numerical Control) biểu thị một hệ thống trong đó nhiều máy NC
được nối với 1 máy vi tính gia công thông qua đường dẫn dữ liệu.
Đặc điểm cơ bản của các hệ thống DNC hiện nay là cung cấp cho các máy NC
riêng biệt các thông tin điều khiển (hay các chương trình). Tất cả các chương trình
NC sẽ được sử dụng được lưu giữ trên các đĩa cứng của máy vi tính gia công (bố trí
trên hệ thống DNC) và có thể được gọi ra trực tiếp tùy theo nhu cầu của từng máy
NC.

1
CNC
M¸y tÝnh
trung t©m

M¸y c«ng cô
CNC

CNC

CNC
2

Hình 3.3.3. Hệ thống điều khiển CNC
Trong sơ đồ trên, mỗi máy công cụ có hệ điều khiển CNC mà bộ tính toán của nó
có nhiệm vụ chọn lọc, phân phối các thông tin (chiều mũi tên 1)- nghĩa là bộ tính
toán đóng vai trò là cầu nối giữa các máy công cụ và máy tính trung tâm. Đồng thời

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

23

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
máy tính trung tâm có thể nhận được những thông tin từ các bộ điều khiển CNC
(chiều mũi tên 2) để hiệu chỉnh chương trình hoặc để đọc dữ liệu từ máy công cụ.
Trong các phân xưởng có hệ thống DNC, các chương trình NC do phòng lập
trình làm và đưa thẳng vào trong máy tính. Phần lớn các hệ điều khiển NC có các

ngôn ngữ lập trình khác nhau, do vậy khi lập trình bằng tay cần phải có phần mềm
tương ứng cho việc biên dịch NC. Ngược lại, đối với lập trình bằng máy thì ứng với
từng kiểu điều khiển đòi hỏi phải có chương trình dịch riêng (bộ hậu xử lýpostprocessor).
Ngoài ra, nếu phân xưởng có nhiều máy NC thì việc chuẩn bị tốt đồ gá và các
dụng cụ phụ chiếm vai trò hết sức quan trọng. Thông tin về các trang bị công nghệ
này được lưu giữ và điều hành trong một ngân hàng dữ liệu trung tâm của máy tính,
nên khi cần chúng có thể được gọi ra trên màn hình và được sử dụng để hiệu chỉnh
kích thước dụng cụ cắt khi chạy chương trình.
Các ưu điểm chính của hệ thống DNC:
-

Có 1 ngân hàng dữ liệu trung tâm cho biết các thông tin về chương

trình chi tiết gia công và dụng cụ.
-

Truyền dữ liệu nhanh, tin cậy và phát huy tốt hiệu quả của các máy NC.

-

Điều khiển và lập kế hoạch gia công.

Có khả năng ghép nối vào các hệ thống gia công linh hoạt FMS.

2.4 Điều khiển thích nghi AC (Adaptive Control)
Điều khiển thích nghi là điều khiển tự động quá trình gia công không có sự tác
động của người vận hành máy. Mục đích chính của nó là nhằm tự động thay đổi các
thông số gia công theo ảnh hưởng không thể dự kiến trước trong quá trình gia công.
Ví dụ khi kích thước các phôi đúc, rèn thay đổi hoặc lượng dư gia công cơ không
đều thì có thể gây biến dạng đàn hồi cho hệ thống công nghệ, sinh ra sai số gia công.

Muốn khắc phục điều này thì thiết bị điều khiển thích nghi phải thay đổi tốc độ chạy
dao cho phù hợp.

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

24

TRƯỜNG ĐHCNHN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tuỳ theo mục đích sử dụng, người ta phân chia các hệ thống điều khiển thích nghi
thành 2 loại:
- Điều khiển thích nghi cưỡng bức ACC (Adaptive Control Constrain): dùng để
điều khiển giới hạn của các thông số cắt gọt.
Ví dụ: khi tiện côn hay phay bề mặt hình chêm thì chiều sâu cắt thay đổi, do vậy
lượng chạy dao và số vòng quay của dao phải được điều khiển sao cho đảm bảo
công suất cắt tối đa cho phép.
- Điều khiển thích nghi tối ưu ACO (Adaptive Control Optimation): dùng cho
việc tối ưu hóa các quá trình gia công nhằm giảm thời gian gia công và giảm chi phí
gia công nhưng có chú ý đến nhiều yếu tố ảnh hưởng ngược nhau (như công suất cắt
cao sẽ làm giảm tuổi bền của dụng cụ cắt).
Hệ thống điều khiển thích nghi được ứng dụng rộng rãi cho các chức năng bổ sung
thêm của hệ điều khiển CNC như tự động theo dõi dụng cụ cắt và đo chi tiết trong
quá trình gia công.
Chi tiÕt

Py

Dao c¾t

§Çu ®o

C¬ cÊu
ch¹y dao

Bé biÕn ®æi

Hình 3.3.4. Ứng dụng điều khiển thích nghi

LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3

25

TRƯỜNG ĐHCNHN