Nghiên cứu, xây dựng thuật toán điều khiển mô hình một công đoạn linh hoạt sản xuất trong công nghiệp

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (13.76 MB, 92 trang )

Nhiệm vụ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG
KHOA ĐIỆN - CƠ
====o0o====

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN
MÔ HÌNH MỘT CÔNG ĐOẠN SẢN XUẤT LINH HOẠT
TRONG CÔNG NGHIỆP

Giáo viên hướng dẫn : ThS. Vũ Văn Quang
Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Quốc Nhất

Lớp

: Điện Công nghiệp và Dân dụng

Khóa

: K16

MSSV

: 143151307019

HẢI PHÒNG, NĂM 2019

Nguyễn Quốc Nhất

i

Nhiệm vụ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

UBND THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Quốc Nhất

Số hiệu sinh viên: 143151307019

Khóa: K16.

Ngành: Điện Công nghiệp và Dân dụng

Khoa/Viện: Điện – Cơ

1. Đầu đề thiết kế:
“Nghiên cứu, xây dựng thuật toán điều khiển
mô hình một công đoạn sản xuất linh hoạt trong công nghiệp”
2. Các số liệu ban đầu:

...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
Nguyễn Quốc Nhất

ii

Nhiệm vụ

4. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
5. Họ tên cán bộ hướng dẫn:

khiển mô hình một công đoạn sản xuất linh hoạt trong công nghiệp” do em tự thiết kế
dưới sự hướng dẫn của thầy giáo ThS. Vũ Văn Quang. Các số liệu và kết quả là hoàn
toàn đúng với thực tế.
Để hoàn thành đồ án này em chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh mục
tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác. Nếu phát hiện
có sự sao chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Hải Phòng, ngày tháng 12 năm 2019
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Quốc Nhất

Nguyễn Quốc Nhất

i

Phạn biện nhận xét tóm tắt của cán bộ hướng dẫn

PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1. Tinh thần, thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp.

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
2. Đánh giá chất lượng của Đ.T.T.N. (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ
Đ.T.T.N trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất lượng các bản vẽ ...)

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
3. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn:
(Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày .... tháng ...... năm 2019
Cán bộ hướng dẫn chính
(Họ tên và chữ kí)

Nguyễn Quốc Nhất

ii

Nhận xét đánh giá của người chấm phản biện đề tài tốt nghiệp

NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
1. Đánh giá chất lượng của đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số
liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng thuyết
minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài.
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
2. Cho điểm cán bộ chấm phản biện
(Điểm ghi bằng số và chữ)

Ngày ..... tháng ..... năm 2019
Người chấm phản biện

Nguyễn Quốc Nhất

iii

Mục lục

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN...............................................................................................................i
PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN.......................................ii
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP. .iii
MỤC LỤC........................................................................................................................ iv
DANH MỤC HÌNH VẼ...................................................................................................vii
DANH MỤC BẢNG.........................................................................................................ix
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................... 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT LINH HOẠT VÀ DÂY CHUYỀN TỰ
ĐỘNG TRONG CÔNG NGHIỆP......................................................................................2

1.1. Lịch sử phát triển hệ thống sản xuất linh hoạt.............................................................2
1.2. Những khái niệm cơ bản.............................................................................................4
1.2.1. Tự động hóa sản xuất...............................................................................................4
1.2.2. Tự động hóa từng phần............................................................................................4
1.2.3. Tự động hóa toàn phần.............................................................................................4
1.2.4. Máy tự động công nghệ............................................................................................4
1.2.5. Tính linh hoạt của hệ thống sản xuất........................................................................5
1.2.6. Tự động hoá sản xuất linh hoạt................................................................................5
1.2.7. Hệ thống sản xuất tích hợp CIM..............................................................................5
1.2.8. Modul sản xuất linh hoạt..........................................................................................7
1.2.9. Robot công nghiệp...................................................................................................7
1.2.10. Tổ hợp robot công nghệ.........................................................................................7
1.2.11. Dây chuyền tự động linh hoạt................................................................................7
1.2.12. Công đoạn tự động hoá linh hoạt...........................................................................7
1.2.13. Phân xưởng tự động hoá linh hoạt..........................................................................7
1.2.14. Nhà máy tự động linh hoạt.....................................................................................8
1.3. Cấu trúc của FMS.......................................................................................................8
1.4. Sự tích hợp của FMS với các hệ thống tự động hoá....................................................8
1.5. Nguyên tắc thiết lập FMS...........................................................................................8
1.6. Phân loại FMS........................................................................................................... 10
1.7. Ý nghĩa của FMS......................................................................................................11
Nguyễn Quốc Nhất

iv

Mục lục

1.8. Hiệu quả của tập hợp các máy CNC thành hệ thống FMS........................................11
1.8.1. Tăng thời gian máy (thời gian cơ bản) của các máy...............................................11

1.8.2. Tăng hệ số sản xuất theo ca...................................................................................12
1.8.3. Giảm vốn lưu thông nhờ giảm được chu kỳ sản xuất.............................................12
1.8.4.Giảm số công nhân trong sản xuất..........................................................................14
1.9. Kho chứa tự động trong hệ thống FMS.....................................................................14
1.9.1. Chức năng của kho chứa tự động...........................................................................14
1.9.2. Thành phần của kho chứa tự động.........................................................................14
1.10. Tổng quan về hệ thống CIM...................................................................................14
1.11. Lập trình gia công trong hệ thống CIM...................................................................17
1.12. Hệ thống Lắp Ráp tự động......................................................................................19
1.13. Ứng dụng của FMS và CIM....................................................................................19
1.14. Kết luận chương 1...................................................................................................20
Chương 2: MÔ HÌNH VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH CƠ CẤU
SẢN XUẤT.....................................................................................................................22
2.1. Tổng quan về cơ cấu sản xuất công nghiệp...............................................................22
2.1.1. Đặt vấn đề..............................................................................................................22
2.1.2. Tìm hiểu một số công đoạn sản xuất linh hoạt.......................................................23
2.1.3. Yêu cầu công nghệ của hệ thống đề xuất................................................................27
2.1.4. Nguyên lý hoạt động của mô hình sản xuất............................................................28
2.2. Giới thiệu thiết bị sử dụng trong mô hình.................................................................29
2.2.1. Băng tải..................................................................................................................29
2.2.2. Xilanh khí nén........................................................................................................32
2.2.3. Van điện từ điều khiển xilanh khí nén....................................................................35
2.2.4. Hệ thống đèn báo...................................................................................................37
2.2.5. Nút nhấn................................................................................................................. 37
2.2.6. Contactor................................................................................................................ 39
2.2.7. Động cơ một chiều................................................................................................41
2.2.8. Cảm biến từ tính.....................................................................................................41
2.2.9. Cảm biến quang điện (Photoelectric Sensor)..........................................................45
2.2.10. Bộ điều khiển PLC...............................................................................................49
Nguyễn Quốc Nhất

v

Mục lục

4.1.2 . Các bước nạp chương trình vào PLC....................................................................52
2.3. Thống kế các thiết bị sử dụng trong hệ thống............................................................58
Chương 3: GHÉP NỐI PHẦN CỨNG VÀ QUY HOẠCH ĐỊA CHỈ VÀO RA...............58
3.1. Phương pháp ghép nối các thiết bị phần cứng.............................................................58
3.1.1. Mạch nguồn cho hệ thống......................................................................................58
3.1.2. Sơ đồ mạch cấp nguồn sensor................................................................................60
3.1.3. Sơ mạch ghép nối đầu vào của PLC.......................................................................61
3.1.4. Sơ mạch ghép nối đầu ra của PLC.........................................................................62
3.2. Lưu đồ thuật giải quá trình điều khiển......................................................................63
3.3. Chương trình điều khiển cho PLC.............................................................................66
3.4. Các bước nạp chương trình vào PLC........................................................................70
KẾT LUẬN...................................................................................................................... 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................76

Nguyễn Quốc Nhất

vi

Danh mục hình vẽ

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Mô phỏng hệ thống sản xuất linh hoạt................................................................ 2
Hình 1.2. Hệ thống sản xuất CIM.................................................................................... 15

Hình 1.3. Tế bào gia công CNC....................................................................................... 17
Hình 1.4. Dây truyền kiểm tra tự động............................................................................. 17
Hình 2.1. Mô hình phân loại sản phẩm theo chiều dài.................................................... 24
Hình 2.2. Mô hình phân loại sản phẩm theo chiều cao..................................................... 25
Hình 2.3. Sơ đồ khối của hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dáng...........................25
Hình 2.4. Sơ đồ khối hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc..................................... 26
Hình 2.5. Sơ đồ khối hệ thống sản xuất linh hoạt............................................................. 28
Hình 2.6. Băng tải sử dụng trong mô hình....................................................................... 32
Hình 2.7. Mặt cắt nguyên lý xilanh tác dụng đơn............................................................. 32
Hình 2.8. Mặt cắt nguyên lý xilanh tác dụng kép............................................................. 33
Hình 2.9. Xilanh khí nén dùng trong hệ thống................................................................. 35
Hình 2.10. Ký hiệu và mặt cắt nguyên lý......................................................................... 35
Hình 2.11. Ký hiệu và mặt cắt nguyên lý......................................................................... 36
Hình 2.12. van điện từ dùng trong hệ thống..................................................................... 37
Hình 2.13. Đèn báo trạng thái.......................................................................................... 38
Hình 2.14. Cấu tạo nút nhấn............................................................................................. 39
Hình 2.15. Nút nhấn......................................................................................................... 39
Hình 2.16. Nút dừng khẩn cấp(sự cố).............................................................................. 40
Hình 2.17: Contactor sử dụng trong mô hình................................................................... 42
Hình 2.18. Động cơ bang tải một chiều 24 VDC.............................................................. 42
Hình 2.19. Cảm biến tiệm cận phát hiện kim loại............................................................ 43
Hình 2.20. Sơ đồ mô tả nguyên lý của cảm biến tiệm cận loại từ cảm............................. 43
Hình 2.21. Sơ đồ chi tiết bên trong của cảm biến tiệm cận loại từ cảm............................44
Hình 2.22. Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận.................................................. 45
Hình 2.23. Trình bày một photodiode làm việc trong chế độ quang dẫn..........................48
Hình 2.24. Cảm biến photodiode trong mạch cảm biến với dòng ngắn mạch..................48
Hình 2.25. Cảm biến photodiode trong mạch logarit....................................................... 49
Hình 2.26. Cảm biến phototransistor trong mạch sử dụng rơle........................................ 50
Hình 2. 27. Cảm biến quang sử dụng trong mô hình........................................................ 50
Nguyễn Quốc Nhất

vii

Danh mục hình vẽ

Hình 2.28. PLC Mitsubishi FX1s-30MT.......................................................................... 51
Hình 2.29. Phần mềm điều khiển.................................................................................... 52
Hình 2.30.Chọn dòng PLC............................................................................................... 52
Hình 2.31. Giải thích một số ký hiệu GX Works 2........................................................... 53
Hình 2.32. Hướng dẫn sử dụng GX Works 2.................................................................... 53
Hình 2.33. Một số chương trình điều khiển..................................................................... 54
Hình 2.34. Mở chương trình............................................................................................. 54
Hình 2.35. Chọn cổng kết nối.......................................................................................... 55
Hình 2.36. Mở kết nối...................................................................................................... 55
Hình 2.37. Chọn các dòng CPU....................................................................................... 56
Hình 2.38. Tốc độ truyền đạt........................................................................................... 57
Hình 2.39. Chọn cổng vào................................................................................................ 57
Hình 2.40. Hướng dẫn tải chương trình............................................................................ 58
Hình 2.41. Tải chương trình............................................................................................. 58
Hình 2.42. Chọn Execute để upload chương trình lên máy tính....................................... 59
Hình 3.1. Mạch cấp nguồn cho hệ thống (bản vẽ 02)....................................................... 58
Hình 3.2. Sơ đồ mạch sensor (bản vẽ 03)......................................................................... 60
Hình 3.3. Sơ đồ ghép nối đầu vào của PLC (bản vẽ 04)................................................... 61
Hình 3.4. Sơ đồ ghép nối đầu ra của PLC (bản vẽ 05)..................................................... 62
Hình 3.5. Lưu đồ thuật giải chương trình cấp phôi đầu vào............................................. 64
Hình 3.6. Lưu đồ thuật giải chương trình cấp phôi.......................................................... 65
Hình 3.7. Lưu đồ thuật giải chương trình phân loại......................................................... 66
Hình 3.8. Mô hình hệ thống sau khi thiết kế xong........................................................... 71
Hình 3.9. Mở chương trình............................................................................................... 71

Hình 3.10. Chọn cổng kết nối.......................................................................................... 72
Hình 3.11. Mở kết nối...................................................................................................... 72
Hình 3.12. Chọn các dòng CPU....................................................................................... 73
Hình 3.13. Tốc độ truyền đạt............................................................................................ 73
Hình 3.14. Chọn cổng vào................................................................................................ 74
Hình 3.15. Hướng dẫn tải chương trình............................................................................ 74
Hình 3.16. Tải chương trình............................................................................................. 75
Hình 3.17. Chọn Execute để upload chương trình lên máy tính....................................... 75

Nguyễn Quốc Nhất

viii

Danh mục bảng

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Đặc tính của độ phức tạp gia công................................................................... 12
Bảng 1.2. Các chỉ tiêu Km, Kc, Ktc, Kgv, Ktgt............................................................... 13
Bảng 2.2. Thống kê các thiết bị........................................................................................ 60

Nguyễn Quốc Nhất

ix

Lời nói đầu

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay dây chuyền lắp ráp tự động đang dần thay thế các dây chuyền truyền

thống và đóng vai trò không thể thiếu trong hoạt động sản xuất. Với rất nhiều chủng loại,
kích thước khác nhau, dây chuyền lắp ráp tự động được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
như công nghiệp ô tô, các khu công nghiệp cao..v.v. Vì thế chúng em vận dụng kiến thức
đã học chúng em đã quyết định lựa chọn đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu, xây dựng thuật
toán điều khiển mô hình một công đoạn sản xuất linh hoạt trong công nghiệp”, để
chúng em có thêm hiểu biết, có nền tảng kiến thức theo đuổi làm về các hệ thống sản
xuất hay các khu công nghiệp sau khi ra trường.
Trong đề tài đồ án tốt nghiệp, mục tiêu trước tiên mà chúng em hướng tới là chế
tạo được mô hình một công đoạn sản xuất linh hoạt trong công nghiệp hoạt động ổn định
và hoạt động với sai số nhỏ. Tuy nhiên do kinh nghiệm còn hạn chế và thời gian thực
hiện có hạn, nên đồ án của chúng em không tránh khỏi những thiếu xót. Em mong nhận
được những ý kiến đóng góp của các thầy cô chuyên môn và các bạn sinh viên cùng khóa
để hoàn thiện hơn đề tài. Bản đồ án bao gồm các nội dung sau:
Chương 1: Tổng quan về sản xuất linh hoạt và dây chuyền tự động trong công
nghiệp
Chương 2: Mô hình và nguyên lý hoạt động của mô hình cơ cấu sản xuất
Chương 3: Ghép nối phần cứng và quy hoạch địa chỉ vào ra
Chương 4: Lập trình phần mềm điều khiển và chạy thử mô hình
Để hoàn thành bản đồ án em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong
khoa Điện – Cơ trường Đại học Hải Phòng, các thầy cô trong bộ môn điện, các thầy trong
trong trung tâm thực hành kỹ thuật đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để em
hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Hải Phòng, ngày

Nguyễn Quốc Nhất

1

tháng 12 năm 2019

Chương 1: Tổng quan về sản xuất linh hoạt và dây chuyền tự động trong công nghiệp

Chương 1:
TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT LINH HOẠT VÀ DÂY CHUYỀN
TỰ ĐỘNG TRONG CÔNG NGHIỆP
1.1. Lịch sử phát triển hệ thống sản xuất linh hoạt.
Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS (Flexible Manufacturing Systems) là một loạt
các hệ thống khác nhau ở mức độ cơ giới hoá, di chuyển tự động, và điều khiển
bằng máy. Một FMS là một hệ thống được thể hiện với sự gia tăng máy móc và sự tự
động: Modul sản xuất linh hoạt, theo ụ, nhúm, hệ thống sản xuất, và dây chuyền.

Hình 1.1. Mô phỏng hệ thống sản xuất linh hoạt
- Nhìn chung, chủng loại sản phẩm sẽ tăng lên từ sản xuất theo modul đến hệ
thống sản xuất linh hoạt. Hệ thống sản xuất linh hoạt là sự chọn lựa tốt nhất cho loại
hình sản xuất đa chủng loại nhưng sản lượng thấp.
Hệ thống sản xuất tích hợp có trợ giúp của máy tính 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 được gắn kết với nhau,
cho phép tạo ra những sản phẩm nhanh chóng bằng các quy trình sản xuất linh hoạt và
hiệu quả.
Một trong những hướng phát triển của nền công nghiệp là thiết lập các hệ thống
sản xuất, nối kết năng suất của dây chuyền tự động hóa cứng với tính linh hoạt mà trước
Nguyễn Quốc Nhất

2

Chương 1: Tổng quan về sản xuất linh hoạt và dây chuyền tự động trong công nghiệp

đây chỉ được tạo ra bởi lao động của con người. Một trong những nguyên nhân của vấn
đề nêu trên là sản xuất đơn chiếc và sản xuất loạt nhỏ chiếm tới 80% khối lượng của sản
xuất công nghiệp. Khi nói về dự báo, thì tỉ lệ này cũng được giữ trong tương lai. Một
nguyên nhân khác mà tại hội nghị quốc tế “Prolamat- 82” (Lờningrad, Nga, tháng 51982) cũng đã thừa nhận đó là sự thuyên chuyển cán bộ từ khu vực sản xuất công
nghiệp (đặc biệt là công nghiệp chế tạo máy vạn năng) sang khu vực dịch vụ. Tuy nhiên,
nguyên nhân “linh hoạt” chủ yếu là: Thiết lập hệ thống sản xuất linh hoạt FMS để tạo ra
lực lượng sản xuất mới, có khả năng làm thay đổi bối cảnh xã hội, tạo ra một yếu tố
chiến lược trong cạnh tranh kinh tế và quốc phòng giữa các nước.
Các cơ cấu chính của FMS cũng đã được thiết kế từ lâu. Một số cơ cấu này cũng
đã được chế tạo và sử dụng vào đầu những năm 1970 (đương nhiên là trình độ phát
triển công nghiệp thời kì đó). Tuy nhiên, chỉ vào tháng 11 năm 1978 trong tạp chí “IRON
AGE” đã đăng bài báo đầu tiên về “tính linh hoạt cuả sản xuất”. Người ta mới có ý
tưởng về triển vọng của gia công cơ khí.
Chỉ sau khi công nhận kết quả nghiên cứu của hãng “Koman” (Italia) về ba trung
tâm gia công được sử dụng ở nhà máy “General Motos” để chế tạo bánh răng với hàng
loạt hệ thống do các hãng của Nhật bản chế tạo thì hệ thống sản xuất linh hoạt FMS
mới được sử dụng rộng rãi.
Tháng 10 năm 1982 tại hội nghị quốc tế về hệ thống sản xuất linh hoạt còn đề cập
đến sản xuất tích hợp có trợ giúp của máy tính CIM. CIM cũng có thể được gọi là hệ thống
sản xuất tích hợp CAD/CAM (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing).
Trong CIM chức năng thiết kế và chế tạo được gắn kết với 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 nối kết với các thiết bị truyền tải thông tin tạo thành một
hệ thống nhất, cho phép khép kín chu trình chế tạo sản phẩm.
Hội nghị quốc tế lần thứ hai về FMS và CIM được tổ chức vào tháng 10 năm
1983 tại Luân Đôn (Anh). Tại hội nghị này đã có nhiều báo cáo về vốn đầu tư là một vấn
đề chiến lược đối với các hãng sản xuất trong cuộc đấu tranh giành thị trường. Các báo
cáo này đều kết luận: Thiết lập một hệ thống sản xuất linh hoạt và hệ thống sản xuất tích
hợp có trợ giúp của máy tính là một vấn đề không đơn giản. Tuy nhiên, cho đến ngày

Nguyễn Quốc Nhất

3

Chương 1: Tổng quan về sản xuất linh hoạt và dây chuyền tự động trong công nghiệp

nay hệ thống sản xuất tự động hóa linh hoạt FMS và sản xuất tích hợp CIM đã và đang
được phát triển ở trình độ cao.
Khái niệm về CIM tuy chưa xuất hiện lâu (vào đầu những năm 70) nhưng ngày
nay đã trở thành quen thuộc trong sản xuất hiện đại, cùng với sự phát triển của sản xuất,
khoa học công nghệ đặc biệt là trong lĩnh vực tự động hoá và phần mềm máy tính thì một
hệ thống CIM được triển khai ở một cơ sở sản xuất công nghiệp ngày càng trở nên quen
thuộc và trở thành chiến lược nền tảng của tích hợp các thiết bị và hệ thống sản xuất
thông qua các máy tính hoặc các bộ vi xử lí.
1.2. Những khái niệm cơ bản
1.2.1. Tự động hóa sản xuất
Tự động hóa sản xuất là một hướng phát triển của sản xuất chế tạo máy mà trong
đó có con người được giải phóng không chỉ từ lao động cơ bắp mà còn được giải phóng
từ quá trình điều khiển sản xuất. Ở đây trách nhiệm của con người là theo dõi quá trình
sản xuất. Con người thực hiện việc chuẩn bị công nghệ và cấp - theo phụi (chi tiết) theo
chu kỳ cho máy (tùy thuộc vào mức độ tự động hóa).
1.2.2. Tự động hóa từng phần
Tự động hóa từng phần có nghĩa là tự động hóa từng nguồn công riêng biệt.
Nó kết hợp lao động cơ khí hóa với tư động hóa và nó được ứng dụng ở những nơi
mà sự tham gia trực tiếp của con người không thể thực hiện được (nguy hiểm đối với con
người) hoặc đối với những công việc quá nặng nhọc và đơn điệu.
1.2.3. Tự động hóa toàn phần
Trong tự động hóa toàn phần thì công đoạn sản xuất, phân xưởng sản xuất và
nhà máy sản xuất hoạt động như một khối thống nhất. Tự động hóa toàn phần có tính

ưu việt trong điều kiện sản xuất phát triển ở trình độ cao trên cơ sở của các phương pháp
công nghệ tiên tiến và các phương pháp điều khiển có sự trợ giúp của máy tính.
1.2.4. Máy tự động công nghệ
Máy tự động công nghệ là máy mà chu trình hoạt động của nó được thực hiện
không có sự tham gia của con người, ví dụ như nhà máy tự động dùng để thiết lập sơ đồ
tổng thể trả lương cho người lao động.

Nguyễn Quốc Nhất

4

Chương 1: Tổng quan về sản xuất linh hoạt và dây chuyền tự động trong công nghiệp

1.2.5. Tính linh hoạt của hệ thống sản xuất
Tính linh hoạt của hệ thống sản xuất là mức độ và khả năng thích ứng với chế tạo
nhiều loại sản phẩm khác nhau một cách nối tiếp hoặc song song.
Mức độ linh hoạt ML của hệ thống được xác định theo công thức sau:
ML = Ld/Ly

(1.1)

Ở đây: Ld – tính linh hoạt đạt đạt được.
Ly – tính linh hoạt yêu cầu.
Nếu ML = 1 thì tính yêu cầu về tính linh hoạt được hoàn toàn thỏa mãn.
Nếu ML > 1 thì hệ thống sản xuất có thừa tính linh hoạt (có tính linh hoạt dư
thừa), có nghĩa là đối với các nhiệm vụ cụ thể, tính linh hoạt được sử dụng không hết.
Nếu ML < 1 thì không phải tất cả các sản phẩm được chế tạo trong những điều
kiện tối ưu hoặc là chỉ có một số sản phẩm được chế tạo.
Giá thành để chế tạo ra tính linh hoạt của hệ thống sản xuất phụ thuộc vào hai yếu

tố đó là yếu tố kỹ thuật và yếu tố tổ chức.
1.2.6. Tự động hoá sản xuất linh hoạt
Tự động hoá sản xuất linh hoạt được dùng trong sản xuất hàng loạt vừa và hàng
loạt nhỏ (nhiều chủng loại chi tiết), nó dựa trên công nghệ nhóm và công nghệ điển hình
với sử dụng các máy CNC, các modul sản xuất linh hoạt, các hệ thống kho chứa và vận
chuyển tự động và các tổ hợp thiết bị với điều khiển bằng máy vi tính (ở mức độ thấp
dựng các bộ vi xử lý, còn ở mức độ cao dùng các thiết bị máy tính lớn). Tự động hoá sản
xuất linh hoạt được thể hiện ở việc điều chỉnh nhanh quy trớnh sản xuất để chế tạo sản
phẩm mới trong phạm vi thiết bị kỹ thuật cũng như trong phạm vi điều khiển (trong giới
hạn khả năng của thiết bị công nghệ).
1.2.7. Hệ thống sản xuất tích hợp CIM
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 được công nhận
rộng rãi trên thế giới:
Hiệp hội các nhà sản xuất SME (Society of Manufacturing Engineers) định nghĩa về
CIM như sau: CIM là một hệ thống tích hợp có khả năng công cấp sự trợ giúp của máy tính
cho tất cả các chức năng thương 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.
Nguyễn Quốc Nhất

5

Chương 1: Tổng quan về sản xuất linh hoạt và dây chuyền tự động trong công nghiệp

Từ điển về các công nghệ sản xuất tiên tiến AMT (Advanced Manufacturing
Technologies) định nghĩa về CIM như sau: CIM là một nhà máy sản xuất tự động hoá toàn
phần, nơi mà tất cả các quá trình sản xuất được tích hợp và được 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 nguồn công trong toàn bộ quá trình sản xuất.
Một hệ thống CIM có thể được 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.
Các chức năng hệ thống CIM
- Thiết kế và chế tạo được 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.
- Công cấp sự trợ giúp máy tính cho tất cả các chức năng thương mại, bao gồm
các hoạt động từ khâu tiếp nhận đơn đặt hàng cho đến công cấp, phân phối sản phẩm của
một nhà máy.
- CIM tham gia vào môi trường sản xuất công nghiệp: Điều khiển robot, lắp ráp,
gia công, sơn phủ đánh bóng, gia công hàn, kiểm soát chất lượng 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, lưu 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
lượng, các kỹ thuật và phương pháp thanh tra giám sát như lập kế hoạch và quản lý
Nguyễn Quốc Nhất

6

Chương 1: Tổng quan về sản xuất linh hoạt và dây chuyền tự động trong công nghiệp

nguồn lực sản xuất, lập kế hoạch và quản lý nguồn lực công ty, kiểm tra chất lượng toàn
bộ và phương thức sản xuất đáp ứng kịp thời sự thay đổi nhanh chóng của các chủng
loại sản phẩm
1.2.8. Modul sản xuất linh hoạt
Module sản xuất linh hoạt là một đơn vị thiết bị có điều khiển theo chương trình
để chế tạo các sản phẩm bất kỳ trong một giới hạn nào đó. Thiết bị này thực hiện một
cách tự động tất cả các chức năng có liên quan đến chế tạo sản phẩm và nó có khả năng
hoạt động trong FMS.
1.2.9. Robot công nghiệp
Robot công nghiệp là một máy tự động đứng yên hoặc di động, nó gồm một cơ
cấu chấp hành dưới dạng tay máy, có một số bậc tự do và một cơ cấu điều khiển để thực
hiện các chức năng di chuyển trong quá trình sản xuất.
1.2.10. Tổ hợp robot công nghệ
Tổ hợp robot công nghệ là toàn bộ một thiết bị công nghệ, một robot công nghiệp
và các thiết bị khác để thực hiện các chu kỳ lặp lại một cách tự động.
Các tổ hợp robot công nghệ trong FMS phải có khả năng thích ứng trong hệ thống
(FMS). Ở đây robot công nghiệp có thể là robot cấp phôi (chi tiết), robot vận chuyển
hoặc robot được dùng như một thiết bị công nghệ (Ví dụ, để khoan, để tẩy bavia trên chi
tiết gia công…). Các thiết bị khác được trang bị cho tổ hợp robot công nghệ thường là
các cơ cấu tích trữ phôi (chi tiết), cơ cấu định hướng phôi (chi tiết), các cơ cấu vận
chuyển và lắp ráp nhỏ…
1.2.11. Dây chuyền tự động linh hoạt
Dây truyền tự động linh hoạt là FMS mà trong đó các thiết bị công nghệ được lắp
đặt theo trình tự các nguồn công đó được xác định.
1.2.12. Công đoạn tự động hoá linh hoạt
Công đoạn tự động hoá linh hoạt là FMS hoạt động theo tiến trình công nghệ
mà trong đó có khả năng thay đổi trình tự sử dụng thiết bị công nghệ.

1.2.13. Phân xưởng tự động hoá linh hoạt
Phân xưởng tự động hoá linh hoạt là FMS bao gồm dây chuyền tự động hoá linh
hoạt, công đoạn tự động hoá linh hoạt và tổ hợp robot công nghệ được kết nối với nhau
theo phương án để chế tạo các sản phẩm của một chủng loại xác định.
Nguyễn Quốc Nhất

7

Chương 1: Tổng quan về sản xuất linh hoạt và dây chuyền tự động trong công nghiệp

1.2.14. Nhà máy tự động linh hoạt
Nhà máy tự động linh hoạt là FMS bao gồm dây chuyền tự động hoá linh hoạt, tổ
hợp robot công nghệ và phân xưởng tự động hoá linh hoạt được kết nối với nhau theo
nhiều phương án để chế tạo các sản phẩm của nhiều chủng loại sản phẩm
1.3. Cấu trúc của FMS
Thành phần của FMS bao gồm:
- Các thiết bị công nghệ và các thiết bị kiểm tra được trang bị các tay máy tự
động và các máy tính để tính toán và điều khiển.
- Các bộ chương trình để điều khiển FMS.
- Các tế bào gia công tự động (Cả modul sản xuất linh hoạt), thông thường là các
máy CNC có mối liên kết với các máy tính và hệ thống vận chuyển – tích trữ phôi (chi
tiết) tự động.
Theo cấu trúc thì FMS là một tổ hợp của tế bào gia công tự động và tế bào kiểm tra tự
động liên kết với nhau thành một hệ thống nhất theo dòng vật liệu với sự giúp đỡ của hệ
thống vận chuyển - tích trữ phôi (chi tiết) tự động và điều khiển nhờ mạng máy tính.
1.4. Sự tích hợp của FMS với các hệ thống tự động hoá
Sự tích hợp của hệ thống thiết kế tự động và hệ thống chuẩn bị công nghệ sản xuất
tự động với FMS là rất cần thiết, bởi vì hệ thống tích hợp cho phép giải phóng con người
khỏi sự tham gia trực tiếp trong quy trình công nghệ và như vậy, con người chỉ có chức

năng kiểm tra và giám sát.
Tích hợp chỉ có thể tạo ra hiệu quả sử dụng FMS trong sản xuất dơn chiếc và
hàng loạt nhỏ, ví dụ gia công 100.000 chi tiết với 2 - 3 lần cần xử lý 30.000 50.000 chương trình cho máy CNC và robot. Chỉ có máy tính mới tạo ra được
khối lượng thông tin điều khiển khổng lồ như vậy.
Như vậy, FMS cần phải làm việc trong thành phần hệ thống tích hợp toàn phần
(hệ thống điều khiển tự động, hệ thống thiết kế tự động, hệ thống chuẩn bị công nghệ sản
xuất tự động, hệ thống FMS).
1.5. Nguyên tắc thiết lập FMS
Thiết lập hệ thống FMS được bắt đầu từ việc xác định cho họ chi tiết được chế
tạo trong FMS. Kết quả của công việc này (nhận được nhờ máy tính) được dùng để
xác định thiết bị công nghệ của FMS (các tế bào gia công tự động hay các modul sản
xuất linh hoạt), các loại kho chứa, các cơ cấu vận chuyển…
Nguyễn Quốc Nhất

8

Chương 1: Tổng quan về sản xuất linh hoạt và dây chuyền tự động trong công nghiệp

Tiếp theo đó là thiết lập các cấu trúc chức năng, cấu trúc công nghệ và cấu trúc
thông tin của FMS, đồng thời thiết lập mạng máy tính nội bộ. Sau giai đoạn này có thể
giải quyết vấn đề thuật toán và lập trình có tính đến tác động qua lại của các hệ thống
điều khiển của FMS với các hệ thống tự động khác trong hệ thống tích hợp toàn phần.
Song song với hệ thống này cần thiết lập các hệ thống công cấp điện, nước, khí nén,
thông tin…
Vấn đề tiêu chuẩn hoá của FMS phải được chú ý ngay từ đầu và phải được đặt
trên cơ sở sử dụng rộng rãi nguyên tắc modul. Ví dụ, có thể chọn các mẫu tiêu chuẩn của
kho chứa tự động, các thiết bị công nghệ tiêu chuẩn và các robot…
Sau đây là ví dụ về nguyên tắc hình thành hệ thống sản xuất linh hoạt FMS
từ các máy CNC

Nguyên tắc 1: Trang bị cho máy ổ tích dụng cụ (magazin dụng cụ)
Ổ dụng cụ với cơ cấu thay dao tự động cho phép gia công nhiều bề mặt của chi
tiết trong một hoặc một số lần gá và do đó giảm được thời gian gia công, giảm được
khối lượng công việc của con người. Đây là một bước phát triển trong công nghệ điều
chỉnh hàng loạt.
Nguyên tắc 2: Trang bị cho máy cơ cấu vệ tinh thay đổi
Cơ cấu vệ tinh thay đổi là cơ cấu cấp phôi tự động và đẩy chi tiết đã gia công
ra vị trí xác định. Cơ cấu vệ tinh cho phép làm trùng thời gian phụ (thời gian tháo chi tiết
gia công và thời gian gá đặt phôi trong đồ gá). Thực tế cho thấy số lượng cơ cấu vệ tinh
thay đổi từ 2 - 3 là kinh tế nhất
Nguyên tắc 3: Chế tạo máy nhiều trục chính
Máy nhiều trục chính thông dụng là các máy phay chuyên dùng, máy này được
sử dụng để gia công đồng thời nhiều chi tiết giống nhau hoặc gia công đồng thời nhiều
bề mặt của một chi tiết bằng nhiều dao nhằm tăng năng suất gia công. Thực tế cho thấy
số lượng trục chính thay đổi từ 2-4 trong điều kiện gia công nghệ và trung bình.
Nguyên tắc 4: Gia công đồng thời bằng nhiều dao
Tức là chi tiết trong cùng một thời gian được gia công bằng nhiều dao khác nhau
(mỗi trục chính dịch chuyển theo một chương trình riêng) cho phép nâng cấp

năng suất

của máy và cho phép thực hiện công nghệ điều chỉnh linh hoạt giống như các máy
CNC một trục chính.
Nguyễn Quốc Nhất

9

Chương 1: Tổng quan về sản xuất linh hoạt và dây chuyền tự động trong công nghiệp

Nguyên tắc 5: Điều khiển các máy CNC bằng máy tính
Điều khiển các máy CNC bằng máy tính cho phép thực hiện công nghệ điều chỉnh
linh hoạt (nhờ khả năng kết nối với máy tính bậc cao, khả năng điều khiển thích nghi và
khả năng điều khiển di chuyển của các vệ tinh thay đổi) và giảm được kích cỡ máy,
đồng thời nâng cao được năng suất và chất lượng gia công
Nguyên tắc 6: Tập hợp các máy CNC thành từng nhóm và điều khiển chúng bằng
máy tính
Điều khiển cả nhóm bằng máy tính cho phép hiệu chỉnh chương trình trực tiếp
trên máy tính và điều chỉnh công việc của các máy.
Hiệu quả kinh tế- kỹ thuật của phương pháp điều khiển nhóm này bằng máy tính
được thể hiện qua các ưu điểm sau: Giảm chu kỳ lập trình, loại bỏ các băng từ
- Giảm số dụng cụ sử dụng, nâng cao năng suất và chất lượng gia công.
Nguyên tắc 7: Tập hợp các máy CNC thành hệ thống FMS
Hệ thống FMS bao gồm cả hệ thống vận chuyển tự động và điều khiển trung
tâm bằng máy tính, nhằm mục đích tự động hóa các nguồn công chính và phụ trong sản
xuất hàng loạt nhỏ và hàng loạt vừa. Thành lập các hệ thống như vậy được tiến hành theo
các hướng sau đây: Dây truyền tự động điều chỉnh, hệ thống FMS với kho chứa phôi và
dụng cụ, hệ thống FMS có kho chứa cơ cấu vệ tinh với phôi, hệ thống FMS có kho chứa
cơ cấu vệ tinh với chi tiết và cơ cấu vệ tinh với magazin dụng cụ, hệ thống FMS có kho
chứa cơ cấu vệ tinh với phôi và dụng cụ để cấp phát riêng biệt cho các máy
1.6. Phân loại FMS
Dựa vào kinh nghiệm ứng dụng FMS ở các nước trên thế giới người ta phân
FMS ra các loại chính sau đây:
Loại 1: Không phụ thuộc vào dòng vật liệu của tế bào gia công tự động (đồng
nghĩa với modul sản xất linh hoạt). Loại này được cấu tạo từ máy vạn năng với điều
khiển theo chương trình số, cho phép liên kết với máy tính bậc cao để điều khiển.
FMS loại này được sử dụng trong những trường hợp mà chi tiết có thời gian gia công lớn
(quá trình gia công được tập trung trên một máy).
Loại 2: Gồm các tế bào gia công tự động vạn năng được điều khiển từ mạng máy
tính và hệ thống vận chuyển - tích trữ phôi (chi tiết) tự động linh hoạt. Trong FMS loại

này các chi tiết cùng loại có thể được gia công theo nhiều tiến trình công nghệ khác nhau
Nguyễn Quốc Nhất

10

Chương 1: Tổng quan về sản xuất linh hoạt và dây chuyền tự động trong công nghiệp

trên một số tế bào gia công tự động (modul sản xuất linh hoạt). FMS loại 2 này được sử
dụng rộng rãi trong những trường hợp khi chi tiết có thời gian gia công không lớn.
Loại 3: Là dây chuyền tự động linh hoạt, trong FMS loại này mỗi nguồn công
được thực hiện chỉ trên một máy. Hệ thống vận chuyển - tích trữ phôi (chi tiết) đảm
bảo tiến trình cứng cho mỗi chi tiết và thông thường nó được thực hiện dưới dạng băng
tải hay máy quay vòng.
1.7. Ý nghĩa của FMS
Ứng dụng FMS trong các xí nghiệp công nghiệp cho phép nâng cao hiệu quả
kinh tế, giải phóng sức lao động của con người và tăng khả năng thay đổi công việc của
các thiết bị công nghệ.
Ở Nhật Bản và các nước Tây Âu, ứng dụng FMS cho phép tăng khả năng hoàn vốn
của các máy lên tới 80 đến 200%, giảm thời gian phục vụ máy tới 60 đến 70% và như vậy
giảm được thời gian sản xuất và giá thành lao động sống tới 80 %. Khi tích hợp FMS
với các hệ thống thiết kế tự động, kiểm tra tự động và điều khiển tự động thì các chỉ
tiêu trên cũng tăng cao hơn nữa.
1.8. Hiệu quả của tập hợp các máy CNC thành hệ thống FMS
Ứng dụng các hệ thống FMS cho phép:
- Tăng thời gian máy (thời gian cơ bản) của các máy.
- Tăng hệ số sản xuất theo ca.
- Giảm vốn lưu thông nhờ giảm được chu kỳ sản xuất.
- Giảm số công nhân trong sản xuất.
Dưới đây chúng ta sẽ nghiên cứu từng vấn đề trên.

1.8.1. Tăng thời gian máy (thời gian cơ bản) của các máy
Thời gian máy (thời gian cơ bản) của các máy phụ thuộc vào mức độ tự động
hóa của hệ thống FMS và độ phức tạp của chi tiết gia công. Để tăng thời gian máy còn
phải giảm thời gian gá và tháo chi tiết gia công, giảm thời gian thay dao bị mòn v.v….
Bảng 1.1 cho ta thấy sự khác nhau giữa chi tiết gia công đơn giản và chi tiết gia công
phức tạp.

Nguyễn Quốc Nhất

11

Chương 1: Tổng quan về sản xuất linh hoạt và dây chuyền tự động trong công nghiệp

Bảng 1.1: Đặc tính của độ phức tạp gia công
Dạng chi tiết

Thời gian gia

Số lần

gia công

công (giờ)

gá đặt

Đơn giản

1

Phức tạp

6

Số dụng cụ

Dao phức tạp

1

10

Không

4

60

Có

Chi tiết đơn giản được hiểu là chi tiết được gia công trong một lần gá đặt với
thời gian gia công trong một lần gá đặt với thời gian gia công là 1 giờ và sử dụng 10 dao
đơn giản, còn chi tiết phức tạp là chi tiết được gia công trong 4 lần gá đặt với thời gian
gia công là 6 giờ và sử dụng 60 dao (ba lần gá với mỗi lần gá có 10 dao và một lần gá
có 30 dao, trong đó có 2 lần gá dùng dao phức tạp)
Tập hợp các máy CNC thành hệ thống FMS cho phép tăng hệ số tăng thời gian
cơ bản lên 50 đến 70%
1.8.2. Tăng hệ số sản xuất theo ca
Tăng hệ số sản xuất theo ca khi tập hợp các máy CNC thành hệ thống FMS đạt

được nhờ tăng khả năng phục vụ nhiều máy, đồng thời nhờ vào việc thực hiện các công
việc chuẩn bị chính ở ca thứ nhất và khả năng làm việc hai, ba ca với số ít công nhân.
Cần lưu ý rằng, sử dụng hệ thống thay dao tự động có thể tăng hệ số sản xuất theo ca lên
hai lần, còn khi sử dụng thêm cả hệ thống cấp phụi và vận chuyển tự động thì hệ số sản
xuất theo ca tăng lên 3 lần.
1.8.3. Giảm vốn lưu thông nhờ giảm được chu ky sản xuất
Vốn lưu thông khi tập hợp các máy CNC thành hệ thông FMS giảm là nhờ rút
ngắn được chu kỳ sản xuất.
Bảng 1.2 cho thṍy quan hệ giữa các chỉ tiêu: Km (hệ số thời gian máy), Kc (hệ số
sản xuất theo ca), Ktc (hệ số tăng ca), Kgv (hệ số giảm vốn lưu thông), Ktgt (hệ số
tăng giá thành cho phép) của các máy CNC độc lập và máy CNC trong hệ thống FMS

Nguyễn Quốc Nhất

12

Chương 1: Tổng quan về sản xuất linh hoạt và dây chuyền tự động trong công nghiệp

Bảng 1.2. Các chi tiêu Km, Kc, Ktc, Kgv, Ktgt

Hệ số

Các máy CNC
độc lập

Các máy CNC trong FMS
Cấp phôi và
Cấp phôi
Thay dao

thay dao tự
tự động
tự động
động

Km khi gia công chi tiết
Đơn giản

0,39/0,70

0,44/0,73

0,70/0,74

0,84/0,82

1,6
1
1

2-3
1,3 – 1,9
0,95

2
1,3
0,9

2-3
1,3 – 1,9

0,85

Phức tạp
Kc
Ktc
Kgv
Ktgt khi gia công chi

tiết
Đơn giản
1/1
1,8/1,6
2,2/1,4
3,3/2,2
Phức tạp
1/1
1,7/1,5
2,5/1,5
3,5/2,2
Tử số là trường hợp gia công loạt nhỏ còn mẫu số là trường hợp gia công loat lớn.
Bằng cách tăng hệ số thời gian máy (Km) , tăng hệ số sản xuất theo ca (Ktc ) và
giảm hệ số vốn lưu thông (K gv) có thể đạt được giá trị cao của hệ số tăng giá thành
cho phép (Ktgt) của hệ thống FMS so với các máy CNC độc lập:

K tgt 

Km.Ktc
Kgv

(1.2)

Khi gia công loạt nhỏ các chi tiết cho phép tăng giá thành của hệ thống FMS lên
tới 3 lần so với các máy CNC độc lập (khi sản xuát 2 ca) và lên tới 4 đến 5 lần (khi sản
xuất 3 ca). Khi gia công loạt lớn chi tiết hiệu quả tập hợp các máy CNC thành hệ thống
FMS giảm xuống gần 2 lần .
Kinh nghiệm thành lập hệ thống FMS cho thấy giá thành của nó tăng 30 đến
40% (do phải trang bị máy tính và cơ cấu vận chuyển tự động) so với các máy CNC
độc lập.
1.8.4.Giảm số công nhân trong sản xuất
Giảm số công nhân trong sản xuất là yếu tố kích thích để tập hợp các máy CNC
thanh hệ thống FMS. Tự động hóa toàn phần các khâu vận chuyển và điều khiển các

Nguyễn Quốc Nhất

13

Nghiên cứu, xây dựng thuật toán điều khiển mô hình một công đoạn linh hoạt sản xuất trong công nghiệp

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về