Tài liệu Bài giảng tự động hóa quá trình sản xuất fms&cim chương 1 - ths phạm thế minh

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Th.s Phạm Thế Minh Bài giảng Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Mục đích môn học BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh • Sinh viên tiếp cận với các hệ thống sản xuất tự động linh hoạt với máy gia công CNC và Robot công nghiệp. • Hệ thống điển hình của sản xuất linh hoạt là các tế bào sản xuất linh hoạt, hệ thống sản xuất linh hoạt và các tuyến sản xuất linh hoạt. • Sinh viên biết đến việc xây dựng lập trình điều khiển và giám sát các hệ thống đó. • Tiếp đó là việc lập kế hoạch với sự trợ giúp của máy tính cho các hệ thống đó (Xí nghiệp số, Sản xuất ảo) Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Nội dung môn học BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Th.s Phạm Thế Minh Chương 1 Sản xuất tự động linh hoạt từng phần 1.1 Nguyên tắc 1.2 Công nghệ và lập trình CNC 1.3 Các hệ thống tế bào sản xuất linh hoạt Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt 2.1 Các loại Robot công nghiệp 2.2 Lập trình Robot công nghiệp 2.3 Tổ chức hệ thống lắp ráp Chương 3 Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt 3.1 Thiết bị hỗ trợ và cung cấp phôi 3.2 Hệ thống cung cấp vật liệu 3.3 Thành phần hệ thống cung cấp vật liệu Chương 4 Hệ thống dẫn hướng quá trình sản xuất 4.1 Cấu trúc xử lý thông tin trong công nghiệp sản xuất 4.2 Thâu tóm dữ liệu vận hành (BDE) 4.3 Phương pháp điều khiển sản xuất 4.4 Hệ thống dẫn hướng sản xuất 4.5 Lập trình điều khiển (SPS) 4.6 Lập trình hệ thống sản xuất linh hoạt Chương 5 Kế hoạch sản xuất 5.1 Hệ thống kế hoạch sản xuất 5.2 Kế hoạch quá trình làm việc Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Giới thiệu khái niệm BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh FMS: Flexible Manufacturing System Hệ thống sản xuất linh hoạt CIM: Computer Integrated Manufacturing Sản xuất tích hợp trợ giúp máy tính CAD: Computer Aided Design Thiết kế có trợ giúp máy tính CAM: Computer Aided Manufacturing Sản xuất có trợ giúp máy tính CAP: Computer Aided Planning Lập kế hoạch có trợ giúp máy tính CAQ: Computer Aided Quality Control Kiểm tra chất lượng có trợ giúp máy tính PP&C: Production Planning and Control Lập kế hoạch sản xuất, vật tư, thời gian và kiểm tra hệ thống sản xuất Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Nội dung BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Chương 1 Sản xuất tự động linh hoạt từng phần 1.1 Nguyên tắc 1.2 Công nghệ và lập trình CNC 1.3 Các hệ thống tế bào sản xuất linh hoạt Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Mục đích của quá trình tự BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM động hóa linh hoạt Mục đích tổ chức Mục đích về giá cả Mục tiêu về kỹ thuật • Phản ứng một cách nhanh chóng khi có sự thay đổi hợp đồng • Tung ra thị trường những sản phẩm mới một cách nhanh chóng hơn • Kiểm soát được nhanh chóng những sự thay đổi về kết cấu sản phẩm • Nắm bắt một cách nhanh chóng hiệu quả sự thay đổi • Giữ được khung giá như kế hoạch • Nâng cao được chất lượng sản phẩm • Giảm được tỉ lệ phế phẩm • Giảm được số lượng công cụ • Giảm chi phí cho nhân sự đồng thời tăng ca làm việc cho máy • Chẩn đoán nhanh chóng lỗi khi có sự cố • Sản xuất hàng loạt lớn mà không có sự gián đoạn • Có khả năng phân cấp chức năng mà không làm gián đoạn quá trình gia công • Tiếp nhận và xử lý tự động các dữ liệu từ hệ thống CAD trong hệ thống lập trình NC • Được tích hợp trong hệ thống chỉ đạo gia công Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Nguyên tắc tự động hóa Ví dụ Đặc điểm -Một phương pháp gia công (Ví dụ: Khoan, phay…) BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Máy NC/CNC -Gia công tự động N guyên tắc m ột m áy Trung tâm xử lý N guên tắc nhiều m áy Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Tế bào gia công linh hoạt Hệ thống gia công linh hoạt Dây chuyền gia công linh hoạt -Nhiều phương pháp gia công (Ví dụ: Khoan và phay…) -Lưu trữ dụng cụ -Đổi dụng cụ tự động -Trung tâm xử lý có lưu phôi -Điều khiển quá trình thay dụng cụ -Quan sát thời gian sử dụng dụng cụ -Máy NC -Dây chuyền vận chuyển -Có khả năng tùy chọn phương pháp gia công -Có máy chủ sắp xếp Nguyên tắc gia công số NC: Nguyên tắc một máy và nhiều máy -Máy NC -Dây chuyền vận chuyển -Trạm gia công cố định -Ít yêu cầu máy chủ Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Cách ký hiệu trục trong máy công cụ BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh • Các hướng chính của trục X, Y và Z tương ứng vuông góc nhau được xác định theo sự trợ giúp của quy tắc bàn tay phải như hình vẽ. • Tất cả các trục khác hướng cơ bản theo ba trục chính này. • A, B và C là các trục trung gian quay xung quanh trục X, Y và Z. • Chiều dương của các trục trung gian được xác định theo quy tắc cái đinh ốc. • Ngoài ra các trục song song với trục X, Y và Z được ký hiệu là U, V và W. • Các trục tiếp theo P, Q và R là các trục không song song với các trục chính. Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Một số ví dụ về máy gia công số NC BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Máy phay đa năng • Thay thế trong khi lắp dụng cụ và trong khi sản xuất từng phần đơn chiếc hay loạt nhỏ • Có thế xử lý 3, 4 hay 5 trục • Có thể thực hiện với các khối thô, lớn Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Máy phay năm trục BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Th.s Phạm Thế Minh Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Máy tiện đứng BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Chức năng của máy tiện đứng BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Máy tiện đứng một trục BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Th.s Phạm Thế Minh Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Máy tiện đứng một trục BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh • Hành trình ngắn, thời gian phụ tối thiểu, giá thành hạ • Không gian làm việc rất tốt, có khả năng trang bị nhanh chóng • Độ chính xác và chất lượng bề mặt cao với chế độ gia công an toàn cao • Kết cấu đối xứng, dẫn lực ngắn • Bệ, thân máy bằng bê tông polyme cứng vững và ổn định • Vỏ tiện rơi tự do Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Máy tiện đứng nhiều trục BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Máy tiện đứng nhiều trục BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh •Năng suất cao và rất kinh tế, khi xử lý những phần nhỏ và trung bình. Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM •Trong quá trình thực hiện khác nhau có thể có hai hoặc ba phôi được xử lý đồng thời cùng một chế độ gia công giống nhau. •Vì vậy tang quay được trang bị mỗi ổ dụng cụ giống nhau một trục quay. •Cứ hai không gian làm việc độc lập có một tang quay, tang quay này có thể tiếp nhận dụng cụ khoan và tiện đang hoạt động. Cách xây dựng này phù hợp khi với cùng một phôi gia công, sau khi gia công ở vị trí lắp đặt thứ nhất có thể được xử lý ngay mặt sau của phôi ở vị trí lắp đặt thứ hai. Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Trung tâm gia công BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Trung tâm gia công BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Trung tâm gia công HEC 500 • Phạm vi làm việc 630 x 500 mm • Trọng lượng phôi : 1000 Kg • Tốc độ: 7m/s • Tốc độ quay trục gia công: 10.000 vòng/phút • Mô men xoắn: 1190 Nm • 4 trục gia công • Số lượng dụng cụ: tới 240 Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Trung tâm gia công CNC nbh 110 BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Trung tâm gia công Hüller Hille Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần