Tiểu luận cao học FMS CIM, ĐHBK HN

Tiểu luận FMS & CIM
------------------------------------------------

TIỂU LUẬN

FMS & CIM
Câu 1. Hướng phát triển và hiệu quả kinh tế của FMS.
Hướng phát triển của FMS.
Mục đích của các nhà thiết kế hệ thống FMS là thành lập các phân xưởng tự động,
nhà máy tự động rồi sau đó tiến tới mức độ tự động hóa cao hơn, đó là sản xuất tích hợp
có trợ giúp của máy tính (CIM), sau đây là các mức độ tự động hóa được phát triển từ
thấp đến cao.
Mức một: Moodun sản xuất lịnh hoạt. Moodun sản xuất linh hoạt là một máy CNC
nhiều nguyên công được trang bị cơ cấu thay dao tự động.
Mức hai: Tế bào sản xuất linh hoạt. Tế bào sản xuất linh hoạt bao gồm hai – ba
máy CNC nhiều nguyên công và được kết nối với nhau bằng hệ thống vận chuyển.
Mức ba: Hệ thống sản xuất linh hoạt. Hệ thống sản xuất linh hoạt bao gồm một số
máy CNC nhiều nguyên công và được nối kết với nhau bằng hệ thống vận chuyển tự
động.
Mức bốn: Nhà máy sản xuất tự động hóa linh hoạt. Nhà máy này bao gồm nhiều
loại thiết bị khác nhau và tất cả các nguyên công đều thực hiện một cách tự động.
Ngày nay sản xuất công nghiệp đã đạt được mức độ tự động hóa rất cao, đó là sự
tự động từ khâu thiết kế cho đến gia công, kiểm tra, lắp ráp và đóng gói. Tất cả các quá
trình này đều được thực hiện có sự trợ giúp của máy tính (CIM)
Hiệu quả kinh tế của FMS
Hiệu quả kinh tế khi sử dụng hệ thống FMS được xác định theo công thức sau:
E = (C1 + ε.V1) – (C2 + ε.V2).
Trong đó:
E: Hiệu quả kinh tế khi sử dụng hệ thống FMS (USD/năm).
C1, C2: Chi phí cho chế tạo sản phẩm hàng năm trước và sau khi ứng dụng
hệ thống FMS (USD/năm).

V1 , V2: Vốn đầu tư của phương án chuẩn (phương pháp không ứng dụng
hệ thống FMS) và phương án ứng dụng hệ thống FMS (USD).
Nếu E > 0 thì phương án sử dụng hệ thống FMS có hiệu quả, còn nếu E < 0 thì
không nên sử dụng hệ thống FMS do không có hiệu quả.


Tiểu luận FMS & CIM
-----------------------------------------------Câu 2. Đặc tính công nghệ của Robot công nghiệp trong FMS.
Các robot công nghiệp có kết cấu và đặc tính kỹ thuật khác nhau. Từ đó xác định
khả năng công nghệ và phạm vi sử dụng của robot. Để hệ thống hóa các dữ liệu cần thiết
khi lựa chọn robot công nghiệp cho hệ thống người ta đưa ra phương pháp phân loại
robot công nghiệp theo dấu hiệu công nghệ. Cơ sở của sự phân loại đó là chia các robot
công nghiệp ra các loại theo chức năng, theo đặc điểm của các bộ phận và theo nhóm
robot.
Đặc điểm phân loại được xác định kết cấu, tính di động và điều khiển robot. Kết
cấu chung được xác định dựa theo sự di động của thân robot, tải trọng của robot, số lượng
tay máy, hệ tọa độ, dạng truyền động, kiểu cấu tạo, độ chính xác định vị và tính vạn năng.
Tính di động của robot công nghiệp được đặc trưng bằng mức độ di động, bước di
chuyển của tay máy và tính tác động nhanh. Điều khiển robot công nghiệp được đặc
trưng bằng dạng điều khiển, phương pháp lập trình, khối lượng bộ nhớ của bộ điều khiển
robot.
Tính di động của thân robot: Robot công nghiệp được chia làm hai loại là loại cố định
và loại di động.
+ Loại cố định: Loại này được sử dụng cho các máy để thực hiện các nguyên công
chính. Chúng được lắp trên nền xưởng gần máy mà nó phục vụ. Các robot và các máy
móc được phối hợp với nhau rất nhịp nhàng, chính xác nhưng khả năng công nghệ của
chúng bị hạn chế bới phạm vi vùng làm việc.
+ Loại di động: Robot di động trong quá trình làm việc, di chuyển dọc theo máy trên
các thanh ray hoặc các giá treo tự động. Như vậy robot di động có thể phục vụ nhiều máy
dọc đường di chuyển. Do đó khả năng công nghệ được mở rộng, tuy nhiên điều kiện vận

hành phức tạp hơn.
Trọng tải của robot: Là khả năng cầm, giữ, vận chuyển đối tượng với một khối lượng
quy định. Đối với các robot có nhiều tay máy thì đặc tính trọng tải của robot được xác
định bằng trọng tải của tay máy lớn nhất.
+ Các robot siêu nhẹ có trọng tải nhỏ hơn 1Kg, được dùng nhiều trong nguyên công
dập và lắp ghép.
+ Các robot nhẹ với trọng tải nhỏ hơn 10Kg thường có tốc độ trung bình, được trang
bị nhiều loại truyền động và cơ cấu điều khiển khác nhau.
+ Các robot trung bình có trọng tải nhỏ hơn 100Kg là các robot chuyên dùng. Cơ cấu
trong đó được truyền lực bằng thủy lực. Robot này tác động chậm.
Số lượng tay máy: Thông số này ảnh hưởng đến năng suất của robot.
+ Các robot một tay máy được sử dụng rộng rãi như vận chuyển và gá đặt các chi tiết
có khối lướng nhỏ hơn 0,5Kg. Các robot này yêu cầu di chuyển nhanh và đủ độ cứng
vứng trong điều kiện làm việc với tải trọng quán tính lớn.
Ưu điêm của robot một tay: Kết cấu của hệ thống điều khiển đơn giản.
Nhược điểm: Khả năng công nghệ bị hạn chế trong điều kiện thời gian máy nhỏ,
cấp gá phôi có thời gian ngắn do đó không sử dụng hết công suất của robot.
+ Các robot hai tay máy với truyền động dùng để cầm, vận chuyển, cấp và tháo phôi
có khối lượng từ 0,1 đến 5Kg.
Ưu điểm: Chu kỳ làm việc ngắn, hai cánh tay robot phối hợp nhịp nhàng để cấp và
tháo phôi do đó giảm được thời gian của quy trình công nghệ.
Các robot loại này hai tay máy có thể có cơ cấu truyền động chung hoặc riêng.
Truyền động và điều khiển chung có kết cấu đơn giản nhưng lại hạn chế khả năng công


Tiểu luận FMS & CIM
-----------------------------------------------nghệ của robot. Các robot như vậy có thể thay thế bằng robot một tay có bộ phận tóm.
Các robot hai tay máy với truyền động và điều khiển riêng biệt cho phép phục vụ các
thiết bị công nghệ một cách linh hoạt hơn. Nhược điểm của các loại này là sơ đồ động và
cơ cấu điều khiển phức tạp, do đó lập trình phức tạp.

Các robot hai tay máy thường là các robot chuyên dùng vì nó thích hợp với biện
pháp công nghệ tập trung nguyên công cao vì nó có khả năng phục vụ nhiều máy.
Hệ tọa độ của robot: Hệ tọa độ của robot có ảnh hưởng rất nhiều đến khả năng công
nghệ. Các loại hệ tọa độ trong robot:
+ Hệ tọa độ hình chữ nhật.
+ Hệ tọa độ trụ.
+ Hệ tọa độ cầu.
Dạng truyền động của robot: Cơ cấu truyền động đảm bảo cho tay máy của robot di
chuyển theo hướng xác định. Các hệ thống truyền động ảnh hưởng rất lớn đến khả năng
công nghệ của robot.
+ Hệ truyền động khí nén được sử dụng rộng rãi trong các robot chuyên dụng và đôi
khi trong robot vạn năng có trọng tải nhỏ hơn 10Kg. Với hệ thống truyền động khí nén
thì kết cấu đơn giản, an toàn, vệ sinh và giá thành chế tạo thấp. Tuy nhiên khả năng công
nghệ bị hạn chế vì hệ này chỉ di chuyển cơ cấu chấp hành từ cữ chặn đến cữ chặn. Vị trí
dừng trung gian chỉ có thể thực hiện được nhờ các cơ cấu phức tạp. Ngoài ra nó không
điều khiển được tốc độ khi di chuyển.
+ Hệ truyền động thủy lực: Trên cơ sở xy lanh thủy lực được sử dụng rộng rãi trong
các robot có trọng tải trên 5Kg.
Ưu điểm: Kết cấu nhỏ gọn, tạo ra áp lớn, cho phép điều chỉnh lực và tốc độ di
chuyển của cơ cấu chấp hành. Khả năng công nghệ của robot dùng thủy lực cao hơn so
với robot dùng khí nén.
Nhược điểm: Di chuyển chậm, độ nhớt của dầu phụ thuộc vào nhiệt độ. Áp suất,
áp lực dầu không ổn đinh vì có sự thất thoát.
+ Hệ truyền động điện: Trong các robot công nghiệp chưa được sử dụng rộng rãi lắm
vì còn thiếu những động cơ có những đặc tính yêu cầu kỹ thuật cao. Nếu được thì hệ
thống này có rất nhiều ưu điểm. Trong các hệ thống truyền động điện người ta sử dụng
các động cơ điện một chiều, xoay chiều và động cơ bước. Hệ truyền động điện được sử
dụng trong các robot vạn năng có tải trọng khác nhau với các loại điều khiển theo vị trí,
theo đường viền và theo chu kỳ.
Ưu điểm: Các robot trong truyền điện có tính linh hoạt cao, đơn giản cho sử dụng

và an toàn cho hệ thống sản xuất.Các robot này tiếp xúc rất nhẹ nhàng với các thiết bị
công nghệ.
Nhược điểm: Phạm vi khối lượng chưa cao vì còn thiều các hệ truyền động chuyên
dùng.
Kiểu cấu tạo của robot: Phụ thuộc vào điều kiện sản xuất và vận hành robot như môi
trường nhiều bụi, thừa khí nén, nhiệt độ, độ ẩm, nguy cơ cháy nổ, các tác động điện từ,
cơ khí… Các robot có kiểu cấu tạo chuẩn được sử dụng trong điều kiện bình thường. Khi
điều kiện khác nhau thì dùng các kiểu robot khác nhau như robot chịu được bụi… Khi
dùng trong trường hợp dễ cháy nổ thì vận tốc robot bị hạn chế, thường không vượt quá
0,5m/s.
Độ chính xác định vị của robot: Là độ chính xác khi cánh tay robot di chuyển đến một
điểm nào đó và độ chính xác lặp lại quỹ đạo đã định. Độ chính xác vị trí phải rất cao để
robot có thể cầm chi tiết từ ổ tích trữ và chuyển nó đến vùng gia công. Độ chính xác định


Tiểu luận FMS & CIM
-----------------------------------------------vị của robot phải phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật khi gia công hoặc lắp ráp sản phẩm.
Để nâng cao độ chính xác cần giảm tốc độ, điều này sẽ làm giảm năng suất:
+ Các robot có độ chính xác thấp với độ chính xác định vị lớn hơn 1mm được sử dụng
để vận chuyển trong các nguyên công sơn, hàn.
+ Các robot có độ chính xác trung bình, độ chính xác định vị từ 0,1 đến 1mm được sử
dụng rộng rãi hơn. Có thể đạt được độ chính xác này bằng hệ thống điều khiển theo chu
kỳ, theo vị trí và theo đường viền với tốc độ di chuyển trong phạm vi từ 0,1 đến 1m/s.
Các robot này đáp ứng được nhiều yêu cầu phục vụ khác nhau.
+ Các robot có độ chính xác định vị cao với sai số định vị nhỏ hơn 0,1mnm được sử
dụng trong lắp ráp với hệ thống điều khiển theo vị trí.
Tính vạn năng của robot: Thông số này được xác đinh theo độ phù hợp giữa robot công
nghiệp với quá trình thực hiện gia công. Các robot chuyên dùng đêu đáp ứng được yêu
cầu đó, vì vậy chúng đơn giản hơn, kinh tế hơn và thuận tiện hơn trong quá trình sử dụng.
Các robot công nghiệp chuyên dùng có khả năng thực hiện các nguyên công cùng loại và

trong phạm vi của nguyên công này có tính linh hoạt cần thiết. Khả năng công nghệ của
các robot chuyên dùng được mở rộng nhờ thay đổi kết cấu của robot cho phù hợp với
điều kiện sản xuất. Các robot vạn năng có khả năng thực hiện nhiều nguyên công khác
nhau đối với nhiều chủng loại chi tiết. Các robot này từ năm bậc tự do trở lên, chúng có
khả năng được chuyển đổi sang công việc khác và có khả năng lập trình lại nhanh chóng
tuy nhiên giá thành các loại robot này cao hơn các robot công nghiệp chuyên dùng và sử
dụng cũng phức tạp hơn.
Bậc tự do của robot. Đặc tính này để thực hiện các chuyển động phức tạp. Bậc tự do
được chia ra bậc tự do di chuyển và bậc tự do định hướng. Bậc tự do di chuyển thực hiện
các chuyển động vận chuyển bằng tay máy còn bậc tự do định hướng thực hiện gá đặt
phôi. Tính vạn năng của robot công nghiệp được xác định bằng số bậc tự do của nó. Số
bậc tự do ≤ 3 đặc trưng cho robot chuyên dùng, số bậc tự do trung bình ≤ 6 được dùng
cho các robot vạn năng và chuyên dùng. Số bậc tự do >6 được dùng rất ít vì nó làm cho
kết cấu và việc lập trình rất phức tạp. Từ đó ta thấy robot 5 ÷ 6 bậc tự do cho phép phối
hợp tối ưu các dịnh chuyển cần thiết cho các thiết bị công nghệ.
Bước di chuyển của cánh tay robot: là đại lượng dịch chuyển của nó khi phục vụ thiết bị
công nghệ hoặc khi thực hiện các nguyên công chính. Bước di chuyển xác định khả năng
chuyển đối tượng vào vùng gia công hoặc lắp ráp và nó là thông số chính khi chọn robot
để phục vụ thiết bị công nghệ.
Các tay máy có bước di chuyển ≤ 300mm được dùng cho các robot chuyên dùng cỡ
nhỏ. Bước di chuyển trung bình <1000mm được dùng cho các robot trọng tải và tính vạn
năng khác nhau với các hệ tọa độ chữ nhật, hình trụ đôi khi cả hình cầu. Bước di chuyển
>1000mm được dùng cho các robot chuyên dùng và vạn năng tải trọng trung bình và lớn
với hệ tọa độ cầu. Nếu bước di chuyển của robot tăng thì tính công nghệ của robot cũng
tăng.
Tính tác động nhanh của robot: là tốc độ di chuyển trung bình của các đối tượng khi
được vận chuyển. Một robot muốn hoạt động nhanh phải có tính tác động nhanh. Tính tác
động nhanh được xác định bằng tốc độ di chuyển theo các bậc tự do khác nhau, tốc độ
này phụ thuộc vào khối lượng di chuyển, bước di chuyển, độ phức tạp của quỹ đạo di
chuyển…Tính tác động nhanh của robot chia ra các loại sau:

+ Thấp: Tốc độ di chuyển nhỏ hơn 0,5m/s. Các robot thuộc nhóm này có trọng tải vừa
và lớn, phục vụ thiết bị với chu kỳ lớn.


Tiểu luận FMS & CIM
-----------------------------------------------+ Trung bình: Tốc độ di chuyển nhỏ hơn 1m/s. Các robot này có trọng tải nhỏ và
trung bình với các hệ truyền động và mức độ vạn năng hóa khác nhau. Tốc độ di chuyển
này tương ứng với tốc độ chuyển động của cánh tay con người. Loại robot này được sử
dụng rộng rãi.
+ Cao: Tốc độ di chuyển >1m/s. Các robot này hiện nay còn sử dụng hạn chế do thiết
kết, chế tạo, vận hành phức tạp.
Dạng điều khiển:
+ Điều khiển theo chương trình đơn giản nhất là điều khiển theo chu kỳ. Nó đảm bảo
vị trí hai điểm theo các bậc tự do riêng biệt. Lập trình thông thường bằng các cữ chặn cơ
khí. Hệ thống điều khiển theo chu kỳ là hệ thống đơn giản, rẻ tiền. Các hệ thống này chủ
yếu dùng trong các robot chuyên dùng để thực hiện các nguyên công với số vị trí điểm
nhỏ nhất theo từng bậc tự do. Tuy nhiên điều khiển theo loại này tính vạn năng kém. Khi
thay đổi công việc rất khó điều chỉnh robot do tính linh hoạt thấp.
+ Điều khiển theo vị trí có thể có từ 10 đến 100 điểm lập trình theo từng bậc tự do.
Điều khiển theo vị trí tính vạn năng được tăng lên nhưng loại này không điều chỉnh được
quỹ đạo chuyển động giữa các điểm cho trước và rất khó đạt được độ đồng đều của quỹ
đạo chuyển động.
+ Điều khiển theo contour đảm bảo dịch chuyển của tay máy theo những quỹ đạo liên
tục với một tốc độ chuyển động được lập trình liên tục. Hệ thống điều khiển được thiết
lập trên nguyên tắc điều khiển liên tục và điều khiển số. Điều khiển cho phép nâng cao độ
chính xác định vị và rất thuận tiện cho việc nối kết với các thiết bị công nghệ và máy
tính. Tính vạn năng của điều khiển contour cao nhưng giá thành cũng cao.
+ Điều khiển theo tổ hợp là sự kết hợp các ưu điểm của các loại điều khiển theo chu
kỳ, vị trí và contour.
+ Điều khiển thích nghi cho phép xác định vị trí, hình dạng và các đặc điểm khác của

đối tượng thao tác. Hệ thống này cho phép tự động thay đổi chương trình điều khiển
tương ứng với các tín hiệu nhận được. Điều khiển thích nghi cho phép hạn chế các đồ gá
phức tạp để dịnh hướng và định vị chi tiết, do đó giảm được thời gian điều chỉnh robot
khi chuyển sang nguyên công mới.
Phương pháp lập trình: là viết và nạp chương trình điều khiển với mục đích điều khiển
robot. Khi lập trình nhất thiết phải viết dưới dạng chương trình các dạng thông tin sau
đây:
+ Thứ tự thực hiện các thành phần của chuyển động.
+ Vị trí các cơ cấu của cánh tay robot.
+ Cơ cấu dịch chuyển thân robot.
+ Thời gian thực hiện các thành phần chuyển động.
Ngoài ra có lúc cần phải ghi cả tốc độ dịch chuyển của các cơ cấu của cánh tay
robot, lực tác động, các lệnh điều khiển công việc. Tất cả các lệnh và thông tin được
chuyển đến máy tính để điều khiển robot. Tùy thuộc vào phương pháp nạp thông tin vào
cơ cấu điều khiển của robot người ta phân biệt các phương pháp lập trình sau:
+ Lập trình bằng tay là phương pháp lập trình đơn giản nhất, nó được sử dụng nhiều,
thực hiện bằng sự tham gia trực tiếp của cán bộ phục vụ. Phương pháp này sử dụng cho
các robot với hệ thống điều khiển theo chu kỳ, vị trí và contour.
+ Lập trình tự động là phương pháp lập trình có sự trợ giúp của các hệ thống tự động
hóa và được sử dụng cho các robot với hệ thống điều khiển theo vị trí và contour.
+ Tự lập trình được ứng dụng trong các robot công nghiệp với các cơ cấu cảm biến
hiện đại và điều khiển thích nghi.


Tiểu luận FMS & CIM
-----------------------------------------------Khối lượng bộ nhớ của cơ cấu điều khiển robot: Đặc trưng cho cơ cấu điều khiển của
robot là khối lượng bộ nhớ xác định lượng thông tin này thường được nạp dưới dạng các
lệnh. Lệnh mà phần tử riêng biệt của chương trình được cấu tạo từ nhóm lệnh xác định
địa chỉ mà trong đó các lệnh được thực hiện và đảm bảo quá trình kiểm tra và việc thực
hiện các lệnh. Khối lượng bộ nhớ nhỏ từ 10 đến 100 lệnh được đặc trưng cho các robot

với hệ điều khiển theo chu kỳ, vị trí, contour. Khối lượng bộ nhớ lớn hơn 600 lệnh đặc
trưng cho các robot điều khiển theo contour và điều khiển thích nghi.


Tiểu luận FMS & CIM
-----------------------------------------------Câu 3: Hệ thống vận chuyển – tích trữ chi tiết gia công.
Chức năng của hệ thống vận chuyển - tích trữ chi tiết gia công
Hệ thống vận chuyển-tích trữ chi tiết gia công của CIM thực hiện các chức năng
sau:
- Vận chuyển các chi tiết gia công (phôi) trong thùng chứa hoặc trên các vệ tinh
tới các vị trí tiếp nhận để bổ xung vào ổ tích có dung lượng nhỏ đặt cạnh các máy.
- Lưu trữ trong các ổ tích có dung lượng lớn các chi tiết dự trữ giữa các nguyên
công trên các vệ tinh hoặc trên thùng chứa và theo lệnh của máy tính vận chuyển chúng
tới vị trí tiếp nhận để tiếp tục gia công.
- Vận chuyển các chi tiết đã được gia công trên các máy tới vị trí tháo chi tiết và
chuyển các vệ tinh tự do về vị trí cấp phôi hoặc ổ tích trữ.
- Vận chuyển các chi tiết đã được gia công tới vị trí kiểm tra (kiểm tra giữa các
nguyên công) và chuyển chúng về vị trí tiếp nhận để gia công tiếp.
Phân loại hệ thống vận chuyển - tích trữ chi tiết
Hệ thống vận chuyển - tích trữ chi tiết được thiết kế chủ yếu theo 3 phương án: loại
giá tích trữ với máy xếp đống, loại băng tải tích trữ và phương án tổ hợp (gồm băng tải
tích trữ và giá tích trữ với máy xếp đống được treo thêm giá hoặc các xe tời di chuyển
trên đường ray).
Dưới đây chúng ta sẽ nghiên cứu một số hệ thống vận chuyển - tích trữ có dung lượng
vừa và nhỏ dùng cho các vệ tinh của Nhật Bản và Hoa Kỳ được lắp đặt cạnh các máy
CNC nhiều nguyên công trong hệ thống CIM.

Hình 1. Ổ tích vệ tinh với xe tời di động của hãng Hitachi Seiki(Nhật Bản)
1: Các vệ tinh ; 2: ổ tích ; 3: Đường ray ; 4: Xe tời di động ; 5: Máy nhiều nguyên công ;
6: Cơ cơ cấu quay ; 7: Bàn quay.

Hình 1là hệ thống vận chuyển - tích trữ (magazin) với xe tời di động của hãng
Hitachi Seiki (Nhật Bản). Di chuyển các vệ tinh 1 từ các vị trí của ổ tích 2 tới cơ cấu


Tiểu luận FMS & CIM
-----------------------------------------------quay 6 để tự động thay đổi các vệ tinh trên máy nhiều nguyên công 5 và ngược lại được
thực hiện bằng xe tời di động 4 với truyền động bằng xích hoặc dây cáp. Xe tời được
trang bị cơ cấu tiếp nhận – cấp phát các vệ tinh và được di chuyển trên đường ray 3.
Trong ổ tích có vị trí với bàn quay 7 được dùng để gá và tháo các chi tiết gia công và để
nối kết với cơ cấu vận chuyển bên ngoài hệ thống CIM.
Xe tời di động khác băng tải tích trữ ở chỗ là trên băng tải tích trữ tất cả các vệ
tinh được di chuyển cùng lúc, còn xe tời di động có thể chọn một vệ tinh bất kỳ để cấp
cho máy gia công. Kết cấu của xe tời di động không phức tạp, đơn giản khi vạn hành và
được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống vận chuyển - tích trữ như một cơ cấu vận
chuyển, đảm bảo mối liên kết giữa ổ tích (magazin) vệ tinh và các chỗ làm việc của công
nhân.
Hệ thống vận chuyển - tích trữ với xe tời di động cho phép phục vụ một số máy
nhiều nguyên công và có thể được sử dụng để vận chuyển nhiều loại chi tiết gia công
khác nhau.
Hình 2là hệ thống vận chuyển - tích trữ với băng tải tích trữ trong CIM của hãng
Cincinnati Milacron (Hoa Kỳ). Hệ thống CIM này có 4 máy CNC nhiều nguyên công 4
và hệ thống vận chuyển - tích trữ các vệ tinh với băng tải tích trữ con lăn 1 khép kín và
các ổ tích con lăn phụ trợ giảm xung 6 đặt cạnh mỗi máy của CIM. Ngoài ra mỗi máy còn
có trên bàn một vị trí chờ bổ xung 3 cho vệ tinh, nó cho phép giảm thời gian dừng của
máy khi thay đổi vệ tinh.

Hình 2.Hệ thống vận chuyển-tích trữ vệ tinh trong CIM của hãng Cincinnati Milacron
(Mỹ). 1: Băng tải tích trữ con lăn; 2: Cơ cấu quay; 3: Vị trí bàn bổ xung; 4: Các máy
nhiều nguyên công; 5: Cơ cấu tiếp nhận-cấp phát; 6: ổ tích con lăn phụ trợ; 7: Vị trí cấp
chi tiết; 8: Vị trí tháo chi tiết.

Tiểu luận FMS & CIM
-----------------------------------------------Di chuyển vệ tinh từ các nhánh dọc của băng tải sang các nhánh ngang và từ các
nhánh ngang sang các nhánh dọc được thực hiện bằng các cơ cấu quay 2. Di chuyển của
vệ tinh từ các ổ tích giảm xung sang vị trí chờ của máy và ngược lại được thực hiện nhờ
các cơ cấu tiếp nhận - cấp phát 5 đựpc đặt đối diện các vị trí chờ của các máy. Băng tải
tích trữ trung tâm có các nhánh tạo thành một bộ phận với các vị trí cấp chi tiết 7 và tháo
chi tiết 8.


Tiểu luận FMS & CIM
-----------------------------------------------Câu 4.
Số liệu ban đầu:
Sản lượng: 12000 chiếc.
Quỹ thời gian năm: 2*8*240 = 3840 (giờ)
Hệ số sử dụng máy: 0,85
Bảng thời gian gia công.
Máy

Thời gian gia công (phút)

(Trung tâm gia công)

1

2

3

4

3 tọa độ

36

51

53

54

4 tọa độ

45

42

51

35

5 tọa độ

24

54

45

28

Xác định số máy trong từng loại và tổng số máy trong hệ thống FMS.
- Nhịp sản xuất:
Trong đó:

T=

Φ 0 .K
N

Φ 0 : Quỹ thời gian hàng năm: 3840 (giờ)
K: Hệ số sử dụng máy: K = 0,85
N: sản lượng chi tiết hàng năm: N = 12000 (chiếc)
3840.0,85
Vậy:
T=
.60 = 16,32( ph)
12000
- Số máy ở nguyên công thứ i được tính theo công thức.
t
ni = tbi
T
Trong đó ttbi là thời gian trung bình tại nguyên công thứ i.
36 + 51 + 53 + 54
ttb1 =
= 48,5( ph)
4
45 + 42 + 51 + 35
ttb 2 =

= 43,25( ph)
4
24 + 54 + 45 + 28
ttb3 =
= 37,75( ph)
4
- Số máy ở mỗi nguyên công:
48,5
n1 =
= 2,97 → n1 = 3 (máy)
16,32
43,25
n2 =
= 2,65 → n2 = 3 (máy)
16,32
37,75
n3 =
= 2,31 → n3 = 3 (máy)
16,32
- Tổng số máy là:
nΣ = n1 + n2 + n3 = 3 + 3 + 3 = 9 (máy)


Tiểu luận FMS & CIM
-----------------------------------------------Số chi tiết K0 thuộc nhiều chủng loại khác nhau có thể được gia công trên hệ thống
FMS. Số chi tiết được gia công trong mộ tháng của các loại 1,2,3,4 là như nhau. Thời
gian gia công trung bình một chi tiết (thuộc một chủng loại nào đó) t0 = 0,75 giờ.
K0 =

Φ t .nΣ

t 0tb .N t

Trong đó:
Φ t : Quỹ thời gian một tháng: Φ t = 3840 / 12 = 320 (giờ)
nΣ : Tổng số máy CNC trong hệ thống: 9
Nt: Sản lượng hàng tháng của mỗi chủng loại: Nt = 12000/12*4 = 250(chiếc)
totb: Thời gian gia công trung bình một chi tiết.
totb = 0,75 * 60 = 45( ph)
Vậy:

K0 =

320.9
.60 = 15,36 → K 0 = 15
45.250

Xác định số vị trí cấp, tháo phôi với thời gian gá phôi là t1 = 6,5 phút, thời gian tháo
phôi t2 = 6,8 phút.
- Số vị trí cấp và tháo phôi được xác định theo công thức:
nc ,t =

t c ,t .K c
Φ t .60.

Trong đó:
tc,t là thời gian cấp và tháo phôi. Ta có tc = 6,5(ph); tt = 6,8(ph)
Kc: Số chi tiết đi qua vị trí cấp trong một tháng của một chủng loại:
Kc = K0.Nt = 15.12000/12.4 = 3750
Vậy ta có:
6,5.3750

= 1,26 → nc = 2
320.60
6,8.3750
nt =
= 1,33 → nt = 2
320.60

nc =

Số vị trí cấp phôi là 2, số vị trí tháo phôi là 2.


Tiểu luận FMS & CIM
-----------------------------------------------Sơ đồ hệ thống FMS.

1

2

4
5
6

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Vị trí cấp phôi
Vị trí tháo phôi
Vị trí kiểm tra
Kho chứa phôi và chi tiết
Robot
Máy CNC

Trong hệ thống có 5 robot phục vụ 9 máy CNC. Trong đó có 4 robot phục vụ hai máy
CNC và một robot phục vụ 1 máy CNC