Bài giảng FMS & CIM: Chương 2 - Các thành phần cơ bản trong FMS

FMS & CIM

TS. NGUYỄN VĂN TÌNH Email: tinh.nguyenvan@hust.edu.vn

Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy

Địa chỉ: C5-112

2.1 Hướng phát triển linh hoạt của CNC

2.2 Hệ thống vận chuyển và tích trữ tự động

2.3 Kho chứa tự động

2.4 Hệ thống kiểm tra tự động

2.5 Hệ thống lắp ráp tự động

2.6 Tính toán thành phần thiết bị trong FMS

2.7 Robot công nghiệp

2.1 Hướng phát triển linh hoạt của CNC

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

2.1.2 Hệ thống cấp tháo phôi tự động

2.1.3 Chế tạo máy nhiều trục chính

2.1.4 Gia công đồng thời bằng nhiều dao

2.1.5 Tổ hợp các máy CNC thành FMS

2.1.6 Hệ thống FMS có kho chứa cơ cấu vệ tinh

với phôi và magazin dụng cụ

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

• Đặc điểm hệ dụng cụ

 Là khâu nối giữa lưỡi cắt với máy công cụ để tạo ra

phoi khi có tác động của lực cắt nhằm thu nhận các lực

cắt và đông thời thực hiện những chuyển động giữa

lưỡi cắt của dụng cụ và chi tiết gia công

 Tạo lập phù hợp với phương pháp gia công và đặc

điểm kết cấu của máy công cụ tương ứng

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

• Độ tin cậy của hệ dụng cụ

Độ tin cậy về công nghệ (đảm bảo các thông số về khả năng

 Chọn thông số cắt đảm bảo không gẫy, vỡ dao

 Khối lượng phoi ứng với tuổi bền dụng cụ

cắt)

Độ tin cậy về hình học (đảm bảo các thông số hình học của

 Hiệu chỉnh (bù) khi có sai lệch về kích thước thực của dụng

cụ và kích thước yêu cầu

 Đảm bảo chính xác vị trí của lưỡi cắt

dao)

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

• Yêu cầu của hệ dụng cụ

 Đảm bảo tính chất vạn năng và tính chất linh hoạt

 Độ cứng vững cao

 Năng suất bóc phoi cao

 Chi phí gia công chấp nhận được

 Cung ứng nhẹ nhàng cho hệ dụng cụ

 Khả năng điều chỉnh nhanh khi nhiệm vụ gia công thay

đổi

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

• Các thành phần cơ bản

Tiếp nhận dụng cụ: Lắp dụng cụ vào trục chính của máy

công cụ

Dụng cụ: Được ghép nối và đo kiểm với phần tử tiếp nhận

dụng cụ ở bên ngoài máy

Ổ tích dụng cụ: Lưu trữ các dụng cụ cần thiết trong quá

trình gia công

Trang bị/đồ gá thay đổi dụng cụ: Có chức năng thay đổi

dụng cụ

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

• Các thành phần cơ bản

Tiếp nhận dụng cụ

 Là phần tử quan trọng của một hệ dụng cụ

 Để lắp dụng cụ trên trục chính của máy công cụ

 Kết cấu chưa thực sự tạo được sự thống nhất trên phạm vi

quốc tế

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Tiếp nhận dụng cụ

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

 Yêu cầu của bộ phận tiếp nhận dụng cụ

Đảm bảo các dụng cụ có phần tiếp nhận dụng cụ chính xác

 Tương ứng với lỗ côn tiếp nhận dụng cụ ở trục chính của máy

công cụ

 Tương ứng với các rãnh khía để ngàm kẹp vào dùng cho cơ cấu

thay đổi dụng cụ tự động

 Tương ứng với hệ thống kẹp để giữ chặt dụng cụ và truyền lực

an toàn

Dùng các phần tử tiếp nhận dụng cụ có kết cấu thống nhất

để giảm chi phí

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

 Tiếp nhận dụng cụ

Lắp với dụng cụ Lắp với lỗ côn tương ứng ở trục chính

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

 Tiếp nhận dụng cụ

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Dao phay mặt bậc

Dụng cụ

Dao phay đĩa

Dao phay mặt đầu

Dao phay ngón

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

• Yêu cầu của dụng cụ

Cần phải đảm bảo độ cứng vững cao

Khả năng bóc tách lớn

Sức bền nhiệt lớn

Khả năng điều chỉnh tự động hoặc bằng tay

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Dụng cụ răng chắp

Methods of mounting inserts on toolholders: (a)Clamping (b) wing lockpins

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Dụng cụ răng chắp

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Dụng cụ răng chắp

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Dụng cụ răng chắp

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Dụng cụ răng chắp

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Dụng cụ răng chắp

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Dụng cụ răng chắp

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Dụng cụ trên máy tiện và khả năng gia công

Tiện trong Tiện ngoài

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Dụng cụ trên máy tiện và khả năng gia công

Tiện ren trong ngoài Tiện cắt đứt

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Tiện rãnh ngoài Tiện rãnh trong

NVT0

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Dụng cụ trên máy phay và khả năng gia công

Slide 25

NVT0

Den day 17.10 Nguyen Van Tinh, 2022-10-17T07:49:44.293

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Dụng cụ trên máy phay và khả năng gia công

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Dụng cụ trên máy phay và khả năng gia công

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Dụng cụ trên máy phay và khả năng gia công

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Ổ tích dụng cụ

Có chức năng lưu trữ các dụng cụ cần thiết cho quá trình

gia công

Có thể thay đổi dao trực tiếp hoặc thông qua cơ cấu thay

dao tự động

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

 Đầu rêvonve

 Dùng trên máy tiện

 Thay đổi dao nhanh trực tiếp

 Chứa ít dao (6-18 dụng cụ) để tránh va đập giữa dụng cụ và phôi

 Các loại đầu rêvonve

 Đầu rêvonve dạng ngôi sao

 Đầu rêvonve dạng chữ thập

 Đầu rêvonve dạng đĩa/phiến tròn

 Đầu rêvonve dạng tang trống

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Đầu rêvonve

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

Đầu rêvonve

Đầu rêvonve chữ thập Đầu rêvonve kiểu sao Đầu rêvonve kiểu đĩa

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

 Ổ tích dao

 Dùng trên máy phay CNC hoặc các trung tâm gia công phay/khoan

 Cần kết hợp với cơ cấu thay dao tự động khi có yêu cầu thay dao

 Chứa được nhiều dao (>=100 dao)

Phân loại ổ tích dao

Ổ tích dao dài

Ổ tích dao dạng đĩa tròn

Ổ tích dao vòng

Ổ tích dao dạng băng xích

Ổ tích dao nhiều tầng

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

• Ổ tích dao

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

• Ổ tích dao

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

• Ổ tích dao

Cơ cấu thay dao tự động: Có chức năng thay đổi dụng cụ kể cả tiếp nhận/gá đặt dụng cụ giữa vị trí làm việc và ổ tích dụng cụ.Có kết cấu phổ biến dạng tay tóm

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

• Ổ tích dao

 Cơ cấu thay dao tự động  Kết cấu ổ tích dao dạng đĩa tròn

 Vị trí của trục chính và ổ tích

dao thuận lợi cho việc thay dao

 Các chuyển động thay dao đơn

trực tiếp

giản, không cần kết cấu tay tóm

2.1.1 Hệ dụng cụ và cung ứng dụng cụ

• Ổ tích dao

Cơ cấu thay dao tự động

2.1.1 Hệ thống cấp tháo phôi tự động

Cấp phôi và đẩy phôi tự động vào và ra khỏi vị trí gia công xác định

Cho phép làm trùng thời gian phụ (thời gian tháo chi tiết gia công và

gá đặt phôi trong đồ gá) với thời gian máy khi gia công trên phôi

Là kết cấu tiêu chuẩn để có thể gá và kẹp chặt trên bàn máy

Sử dụng cơ cấu cấp tháo phôi tự động giúp cho việc điều chỉnh linh

hoạt và thuận lợi

Khi gia công các chi tiết giống nhau cần phải có số đồ gá bằng số cơ

cấu cấp tháo phôi

Các máy với cơ cấu cấp tháo phôi có kết cấu chiếm diện tích hơn so

với các máy thông thường

• Một số dạng cơ cấu cấp tháo phôi tự động

Two types of transfer mechanisms: (a)straight rails (b) circular or rotary patterns.

(a)Schematic illustration of the top view of a horizontal-spindle machining center showing the pallet pool, set-up station for a pallet, pallet carrier, and an active pallet in operation (shown directly below the spindle of the machine). (b)Schematic illustration of two machining centers with a common pallet pool. Various other pallet arrangements are possible in such systems. Source: Courtesy of Hitachi Seiki Co., Ltd.

2.1.3 Chế tạo máy nhiều trục chính

• Sử dụng để gia công đồng thời nhiều chi tiết giống nhau hoặc nhiều bề mặt của một chi tiết bằng nhiều dao

• Năng suất gia công tăng lên rõ rệt. • Yêu cầu máy có độ cứng vững cao, tăng kích thước cơ cấu máy, khối lượng vật liệu để chế tạo các cơ cấu đó (lực tác động tới các cơ cấu máy tăng lên)

• Thời gian chuẩn bị và kết thúc cho một trục cũng tăng

lên

• Thường 2-4 trục chính trong điều kiện gia công nhẹ và

trung bình

2.1.4 Gia công đồng thời bằng nhiều dao

• Chi tiết được gia công trong cùng một thời gian bằng nhiều dao

• Hiệu quả sử dụng sẽ được tăng lên

• Mỗi dao thực hiện việc gia công theo một chương trình riêng

• Dịch chuyển của các trục chính và bàn quay được điều khiển

chung bằng một cơ cấu điều khiển số

• Các dụng cụ của ụ trục chính được di chuyển theo một chương

trình và máy có khả năng chuyên môn hoá hẹp cùng với nhiều

công việc điều chỉnh chưa được tự động hoá

• Sản xuất chi tiết loạt vừa và lớn

2.1.5 Tổ hợp các máy CNC thành FMS

• Hệ thống FMS tập hợp các máy CNC, các hệ thống

vận chuyển tự động và điều khiển trung tâm bằng

máy tính nhằm mục đích tự động hoá các nguyên

công chính và phụ trong sản xuất loạt nhỏ và loạt

vừa.

2.1.5 Tổ hợp các máy CNC thành FMS

• Hiệu quả

 Tăng thời gian máy của các máy (50%-70%).

 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.

2.1.5 Tổ hợp các máy CNC thành FMS

2.1.5 Tổ hợp các máy CNC thành FMS • Trạm lưu trữ và hồi tiếp phôi liệu tự động

 Trạm lưu trữ và hồi tiếp phôi

liệu tự động

 Phôi được lưu trữ ở các tầng khác nhau. Thông qua hệ thống tay gắp 3 trục vận tới các trạm chuyển phôi tiếp theo để xử lí.

 Sau quá trình xử lí phôi được gắp trở lại vào trong kho lưu trữ. Các phôi được phân loại theo các đặc tính khác nhau.

 Vị trí lưu trữ phôi được điều khiển bởi các cảm biến.

2.1.5 Tổ hợp các máy CNC thành FMS

• Trạm lắp ráp và tay gắp

trên

đặt

 Chi tiết hình khối trụ được xắp xếp chồng lên nhau trong 3 ống chứa và được đẩy ra từ phía dưới ống đường chứa băng.

 Hệ thống cánh tay gắp sẽ lấy chi tiết đặt lên thoi đẩy để chuyển tới các trạm gia công tiếp theo.

2.1.5 Tổ hợp các máy CNC thành FMS

• Trạm lắp ráp với tay robot 5 trục

 Phôi được cung cấp từ 3 trí băng chuyền đến vị robot. Cánh tay robot lắp ráp 3 phôi lại với nhau.

 Sản phẩm cuối cùng được Robot vận chuyển đến trạm xử lí tiếp theo.

2.1.5 Tổ hợp các máy CNC thành FMS

• Hệ thống FMS có kho chứa cơ cấu vệ tinh với phôi

 Nâng cao năng suất máy  Giảm thời gian phụ  Tự động hoá dòng di chuyển  Giảm chi phí hành chính

• Tăng tính linh hoạt và tập

trung các máy trên một

công đoạn

• Xe rùa tự động được trang

bị để vận chuyển các vệ

tinh & chi tiết gia công &

được điều khiển bằng bộ

điều khiển số

• Độ chính xác theo vị trí rất

cao (1mm)

2.1.6 Hệ thống FMS dùng xe rùa tự động trên nền xưởng

2.1.6 Hệ thống FMS dùng xe rùa tự động trên nền xưởng

2.2 Hệ thống vận chuyển và tích trữ tự động

2.2.1 Hệ thống vận chuyển và tích trữ phôi/chi tiết gia

công tự động

2.2.2 Hệ thống vận chuyển và tích trữ dụng cụ tự động

2.2.3 Thiết bị kỹ thuật của hệ thống vận chuyển tích trữ

2.2.4 Điều khiển hệ thống vận chuyển –tích trữ

2.2.1 Hệ thống vận chuyển và tích trữ phôi/chi tiết gia công tự động

• Chức năng của hệ thống

Vận chuyển các chi tiết gia công tới vị trí tiếp nhận để bổ sung

vào ổ tích có dung lượng nhỏ đặt cạnh 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 trong 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 gia công trên máy tới vị trí tháo chi tiết và chuyển các vệ tinh tự do về vị trí cấp phôi hoặc về ổ tích trữ

Vận chuyển các chi tiết đã được gia công tới vị trí kiểm tra và

chuyển chúng về vị trí tiếp nhận để gia công tiếp

2.2.1 Hệ thống vận chuyển và tích trữ phôi/chi tiết gia công tự động

• Phương án thiết kế

 Loại băng tải tích trữ

 Dạng xích

 Dạng con lăn

 Loại giá tích trữ

 Máy xếp đống

 Xe tời di động

 Phương án tổ hợp (gồm băng tải và giá tích trữ với máy xếp đống được trên giá hoặc các xe tời di chuyển trên đường ray)

2.2.1 Hệ thống vận chuyển và tích trữ phôi/chi tiết gia công tự động

2.2.1 Hệ thống vận chuyển và tích trữ phôi/chi tiết gia công tự động

• Đặc điểm nổi bật của các máy CNC nhiều nguyên công là có các magazin dụng cụ (ổ tích dụng cụ) để sắp đặt dụng cụ và các cơ cấu để tự động thay đổi dụng cụ theo một trình tự đã định từ magazin tơi trục chính của máy và ngược lại.

• Nhiệm vụ của hệ dụng cụ và quản lý dụng cụ

Tiếp nhận dụng cụ cắt và dụng cụ phụ

Sắp xếp theo bộ và điều chỉnh kích thước trong cụm lắp ráp

với dụng cụ phụ

Đưa các dụng cụ tới các máy của FMS

Theo dõi trạng thái của dụng cụ khi gia công chi tiết và thay

đổi dụng cụ kịp thời

Giữ gìn và bảo quản dụng cụ một cách có hệ thống

2.2.2 Hệ thống vận chuyển và tích trữ dụng cụ tự động

• Chức năng của hệ thống

2.2.2 Hệ thống vận chuyển và tích trữ dụng cụ tự động

Tự động vận chuyển và phân phát dụng cụ cho các máy của

FMS

Thực hiện cấp và tháo dụng cụ từ các magazin của các máy

khi chuyển đổi đối tượng gia công và lưu trữ chúng ở các ổ

tích trung tâm

Đưa các dụng cụ ra ngoài từ các máy của FMS để hiệu

chỉnh và mài sắc

 Đưa vào các máy của FMS các dụng cụ mới

2.2.2 Hệ thống vận chuyển và tích trữ dụng cụ tự động

• Băng tải: Được sử dụng trong một phạm vị vận chuyển hẹp, chi tiết vận chuyển dạng khối hay đơn lẻ. Tuỳ vào yêu cầu sử dụng, trọng

tải, loại vật liệu, khoảng cách tải mà có nhiều loại băng tải khác nhau

• Băng tải đai

 Vận chuyển những vật nhẹ và trung bình giữa các khu vực, các

trạm sản xuất

 Kết cấu đơn giản, rẻ tiền

 Đai được dẫn động qua con lăn hoặc cơ cấu trượt

 Có thể điều khiển dễ dàng vị trí và hướng đặt tải

 Có thể thẳng hoặc nghiêng

2.2.2 Hệ thống vận chuyển và tích trữ dụng cụ tự động

2.2.3 Thiết bị kỹ thuật của hệ thống vận chuyển tích trữ

• Băng tải xích

Có thể dùng một hay nhiều dây xích

• Băng tải con lăn

 Kết cấu đơn giản, rẻ tiền

2.2.3 Thiết bị kỹ thuật của hệ thống vận chuyển tích trữ

• Xe rùa tự động - Xe vận chuyển được dẫn hướng tự

động (AGVs)

 AGV hoạt động một cách tự động, không yêu cầu người vận hành.

Giảm được chi phí nhân công

 Hạn chế làm việc trong những điều kiện môi trường không an toàn và

nặng nhọc

 AGV phù hợp cho khối lượng vận chuyển từ nhỏ đến trung bình và

khoảng cách vận chuyển từ trung bình đến dài

2.2.3 Thiết bị kỹ thuật của hệ thống vận chuyển tích trữ

Automatic Guided Vehicles

2.2.3 Thiết bị kỹ thuật của hệ thống vận chuyển tích trữ

2.2.3 Thiết bị kỹ thuật của hệ thống vận chuyển tích trữ

2.2.3 Thiết bị kỹ thuật của hệ thống vận chuyển tích trữ

• Các phương pháp dẫn đường

Optical – Tracks contrasting color

Wire – Embedded in floor

Inertial – Gyro with magnets in floor

Laser – Triangulation from reflective targets

2.2.3 Thiết bị kỹ thuật của hệ thống vận chuyển tích trữ

• Các phương pháp cung cấp năng lượng

Standard Charging (battery swap)

In-Vehicle (opportunity)

Charging - Inductive Charging

2.2.3 Thiết bị kỹ thuật của hệ thống vận chuyển tích trữ

• Phân loại hệ thống AGV

Đường vận chuyển cố định: Đường dẫn được gắn cố định

trên nền xưởng

• Máy xếp đống

• Các giá đỡ

• Các bàn quay

Đường vận chuyển tự do: Không có đường dẫn vì thế dễ dàng cho việc thay đổi hướng (trong phần mềm điều khiển) nhưng cần có dự đoán về vị trí phải tuyệt đối chính xác (laser)

2.2.4 Điều khiển hệ thống vận chuyển –tích trữ

• Các mức xử lý thông tin

Mức 1 (Mức cơ sở)

 Các cơ cấu tự động khu vực để điều khiển thiết bị vận

 Các vấn đề giải quyết được

- Điều khiển truyền động: của các hệ thống vận chuyển

- Định vị chính xác: cơ cấu vận chuyển tại chỗ làm việc

- Dừng cơ cấu vận chuyển: khi có tín hiệu báo hỏng hóc

- Cấp và tháo các ổ tích trữ: xử lý và truyền tín hiệu để kiểm tra và

chuẩn đoán

chuyển, các máy xếp đống, các robot vận chuyển

2.2.4 Điều khiển hệ thống vận chuyển –tích trữ

• Các mức xử lý thông tin

Mức 2 (Mức hệ thống): Điều khiển luồng hàng sản

xuất (bằng hệ điều khiển FMS)

 Hành trình chuyển động của các cơ cấu vận chuyển, kiểm

 Tính toán chuyển động của hàng hoá

tra và chuẩn đoán các sai số

NVT0

2.3 Kho chứa tự động

2.3.1 Tổng quan

2.3.2 Các loại kho chứa tự động

2.3.3 Cách bố trí các kho chứa tự động

2.3.4 Thiết kế kho chứa tự động của FMS

Slide 72

NVT0

24.10 Nguyen Van Tinh, 2022-10-24T07:50:26.872

2.3.1 Tổng quan

• Chức năng

Tiếp nhận, lưu giữ và chuyển vào sản xuất các vật liệu và các

thiết bị phụ trợ khác

Tích trữ các sản phẩm, chi tiết phế phẩm và chất thải sản xuất

nhằm đảm bảo hiệu quả hoạt động của FMS

2.3.1 Tổng quan

• Thành phần

 Khu lưu giữ hàng hoá

 Khu tiếp nhận và chuyển hàng hoá tới hệ thống vận chuyển

 Khu xếp đặt các chi tiết hoặc sản phẩm trong thùng chứa

 Khu tiếp nhận và chuyển hàng hoá từ khu lưu giữ

2.3.2 Các loại kho chứa tự động

• Kho chứa tự động dạng giá cần cẩu

Gồm 1 máy cần cẩu để nâng hạ hàng hoá từ các giá chứa tới

các ổ tích và ngược lại -> linh hoạt.

Hạn chế: dung lượng ổ chứa không lớn.

Khả năng tự động hoá cao

Diện tích nhỏ gọn

-> sử dụng phổ biến trong các hệ thống CIM FMS.

Ưu điểm: Kho chứa chiếm ít diện tích, có năng suất cao dễ

thích nghi với tự động hoá

Nhược điểm: Trọng tải của một ổ chứa không lớn

2.3.2 Các loại kho chứa tự động

• Kho chứa tự động dạng cần cẩu cầu

Với 1 máy cần cẩu dạng cầu có thể di chuyển ngang, dọc, lên

xuống và có thể quay quanh 1 trục nên rất linh hoạt khi xếp dỡ

hàng hoá.

Dạng kho chứa cần cẩu cầu khắc phục được nhược điểm của

dạng giá cần cẩu đó là dung lượng lớn hơn nhiều. Dạng cần cẩu

cầu có đến 3 giá, 4 giá hoặc 6 giá chứa hàng trong khi dạng giá

cần cẩu chỉ có 1 hoặc 2 giá chứa là cùng. Nhưng do có nhiều giá

chứa nên diện tích mặt bằng lớn, và năng suất của máy cần cẩu

cầu không cao nên chỉ sử dụng cho sản xuất hàng loạt nhỏ.

2.3.2 Các loại kho chứa tự động

• Kho chứa tự động dạng cần cẩu cầu

Ưu điểm: Dung lượng lớn hơn

Nhược điểm: Nhiều giá nên tốn mặt bằng

Trong sản xuất đơn chiếc hoặc loạt nhỏ

2.3.2 Các loại kho chứa tự động

• Kho chứa tự động giá trọng lực

 Lợi dụng trọng lực để cấp và thoát phôi từ đầu cao này

sang đầu thấp kia.

Tại 2 đầu của giá nghiêng có các bộ trượt tự động để tiếp

nhận phôi

Dùng cho 1 số loại chi tiết nhất định, do đó tính linh hoạt

không cao.

2.3.2 Các loại kho chứa tự động

• Kho chứa tự động giá trọng lực

Ưu điểm: Sử dụng hiệu quả diện tích và thể tích không gian

sản xuất vì không cần khoảng cách giữa các giá

Nhược điểm: Tính linh hoạt không cao

Kho chứa tự động dạng giá nâng: Dùng cho các chi tiết và các

sản phẩm nhỏ thời gian lưu trữ ngắn và lượng dự trữ ít

2.3.3 Cách bố trí các kho chứa tự động

• Yếu tố phụ thuộc

Dạng sản xuất

Sản lượng hàng năm

Dạng vận chuyển trong và ngoài phân xưởng

Đặc tính về phần xây dựng của xưởng sản xuất

Các loại kho chứa tự động

2.3.3 Cách bố trí các kho chứa tự động

• Cách bố trí

Nên bố trí tại các vị trí gần các thiết bị công nghệ (máy gia

công)

Chức năng xếp đặt, cấp phát vật tư, phôi và các sản phẩm

hoàn thiện

Tiết kiệm được diện tích sản xuất, nâng cao độ ổn định của hệ

thống vận chuyển, tăng năng suất

2.3.3 Cách bố trí các kho chứa tự động

• Mặt bằng kho chứa tự động có dạng giá cần cẩu

2.3.3 Cách bố trí các kho chứa tự động

• Mặt bằng kho chứa tự động có dạng cần cẩu cầu

2.3.3 Cách bố trí các kho chứa tự động

• Mặt bằng kho chứa tự động có dạng giá trọng lực

2.3.4 Thiết kế kho chứa tự động

• Xác định chức năng của kho chứa

• Chọn vị trí để lắp đặt kho chứa

• Xác định dung lượng của kho chứa

• So sánh các phương án và chọn phương án kho chứa hợp lý

• Tính toán các thông số của kho chứa

• Thiết kế các thiết bị không tiêu chuẩn, hệ thống điều khiển, thiết kế

phần xây dựng của kho chứa

• Thiết kế bản vẽ lắp

• Viết thuyết minh

• Xác định các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

2.3.4 Thiết kế kho chứa tự động

AS/RS

Tool changer

Tool changer

Tool changer

l

CNC 3

Indexing tables

CNC 1

CNC 2

Out In

1 V G A

Out In

Out In

o r t n o c r e t u p m o C

AGV 2

) e c a p s r o o l f (

L/U

L/U

e g a r o t s l a i r e t a m w a R

Temporary storage areas (33 pallet spaces)

Raw material storage (roller conveyor)

Load/unload stations

Automated storage & Retrieval system

2.4 Hệ thống kiểm tra tự động

2.4.1 Chức năng của hệ thống kiểm tra tự động

2.4.2 Yêu cầu của hệ thống kiểm tra tự động

2.4.3 Các yếu tố cần kiểm tra

2.4.4 Các thành phần cơ bản của thiết bị kiểm tra tự động

2.4.5 Cấu trúc của hệ thống kiểm tra tự động

2.4.6 Các chế độ của hệ thống kiểm tra

2.4.7 Nguyên tắc kiểm tra

2.4.8 Thiết bị của hệ thống kiểm tra

2.4.1 Chức năng

• Nhận và trình thông tin về các tính chất, trạng thái kỹ thuật

và cách bố trí không gian của các đối tượng được kiểm tra,

trạng thái của môi trường công nghệ và điều kiện sản xuất

• So sánh giá trị thực tế với giá trị danh nghĩa của các thông số

• Truyền thông tin về sự không tương thích với các mô hình

của quá trình sản xuất để kịp thời hiệu chỉnh trên các cấp

điều khiển

• Nhận và trình thông tin về thực hiện chức năng

2.4.2 Yêu cầu

• Khả năng điều chỉnh tự động các thiết bị kiểm tra trong

phạm vi một chủng loại của các đối tượng được kiểm tra

• Phối hợp các đặc tính động lực học của hệ thống kiểm

tra tự động với các tính chất động lực học của các đối

tượng cần được kiểm tra

• Độ tin cậy của kiểm tra, kể cả kiểm tra việc chuyển đổi

và truyền thông tin

• Độ ổn định của các thiết bị kiểm tra

2.4.3 Các yếu tố cần kiểm tra

• Vật liệu, phôi, dụng cụ, đồ gá,

• Chế độ cắt, thử sản phẩm

• Thông số của các thiết bị công nghệ trong QT chế tạo

• Các robot công nghiêp, các thiết bị gia công tự động

• Kỹ thuật tính toán, lập trình

• Kỹ thuật an toàn (môi trường…)

2.4.4 Các thành phần cơ bản

• Cơ cấu gá đặt và tháo chi tiết

• Cơ cấu kẹp chặt

• Cơ cấu vận chuyển

• Cơ cấu hãm

• Cơ cấu định vị chi tiết trên vị trí kiểm tra

• Cơ cấu đo (đattric)

• Cơ cấu chấp hành

2.4.5 Cấu trúc

• Mức cao

Kiểm tra tổng hợp tất cả các tế bào tự động để phối hợp hoạt động, điều chỉnh và sửa chữa, truyền tải thông tin tới trạm điều khiển

Đối tượng

Tất cả các tế bào tự động điển hình (tế bào gia công, tế bào thử

tế bào kho chứa,

tế bào vận chuyển, nghiệm…)

Chỗ làm việc của công nhân

2.4.5 Cấu trúc

Nhiệm vụ

 Tiếp nhận, xử lý và tổng hợp thông tin từ mức thấp hơn

 Kiểm tra khối lượng và chất lượng sản phẩm, cung ứng vật chất-kỹ

thuật

 Kiểm tra các nguyên công được thực hiện trên các tế bào tự động

 Tự kiểm tra và kiểm tra hoạt động của mức thấp hơn

Thiết bị: Tổ hợp máy tính điều khiển trên cơ sở các máy tính

nhỏ

2.4.5 Cấu trúc

• Mức trung bình

Kiểm tra tế bào tự động và truyền lên mức cao thông tin

tổng hợp về tính chất, trạng thái kỹ thuật và vị trí không

gian của các đối tượng được kiểm tra và của các bộ phận

của tế bào tự động

Đối tượng

 Các tế bào tự động (bao gồm tất cả các hệ thống tự động

cơ sở)

2.4.5 Cấu trúc

Nhiệm vụ

 Tiếp nhận và xử lý thông tin về các thông số được kiểm tra, về các thông số hoạt động của tế bào tự động, về các thông số của môi trường công nghệ và truyền thông tin lên mức cao

 Kiểm tra chất lượng gia công trên các tế bào tự động

 Kiểm tra các nguyên công

 Tự kiểm tra và hoạt động của mức thấp hơn

Thiết bị: Tổ hợp máy tính điều khiển trên cơ sở máy tính

nhỏ

2.4.5 Cấu trúc

• Mức thấp

Kiểm tra đối tượng gia công, trạng thái kỹ thuật và vị trí không gian của các bộ phận của máy CNC, của robot cấp phôi, của thiết bị kiểm tra tự động

Đối tượng: Thành phần của hệ thống tự động cơ sở (cơ cấu điều khiển, cơ cấu chuyển đổi, cơ cấu chấp hành, đối tượng gia công…)

2.4.5 Cấu trúc

Nhiệm vụ

 Tiếp nhận và xử lý thông tin về các thông số được kiểm tra, truyền

thông tin lên mức trung bình

 Kiểm tra các bước công nghệ

 Kiểm tra hoạt động của các bộ phận máy

 Truyền thông tin tới hệ thống phục vụ để chuẩn đoán các hỏng hóc

của dụng cụ và thiết bị

Thiết bị:

 Các đattric đo lực cắt, nhiệt độ, áp suất

 Các đattric xác định vị trí, hành trình

2.4.6 Chế độ của hệ thống kiểm tra

• Chế độ khởi động

• Chế độ làm việc

• Chế độ điều chỉnh

• Chế độ dừng để sửa chữa hỏng hóc

2.4.6 Chế độ của hệ thống kiểm tra

• Chế độ khởi động

Chuẩn đoán trạng thái kỹ thuật của các phần tử và các hệ

thống trong FMS

Phát lệnh đầu ra của tất cả các hệ thống ở vị trí ban đầu, kiểm

tra hoạt động của lệnh này

Kiểm tra sự tồn tại và mã số của phôi và dụng cụ

Các khuyết tật sẽ được loại bỏ

Áp dụng cho tất cả các mức kiểm tra

2.4.6 Chế độ của hệ thống kiểm tra

• Chế độ làm việc

Kiểm tra chất lượng chế tạo sản phẩm, dòng sản phẩm, dụng

cụ, năng lượng, thông tin

Kiểm tra hoạt động của các hệ thống phụ trợ (làm lạnh, làm

sạch phoi, hút bụi, điều hoà…)

Kiểm tra trạng thái kỹ thuật của tất cả các phần tử và các hệ

thống trong FMS

2.4.6 Chế độ của hệ thống kiểm tra

• Chế độ điều chỉnh

Điều chỉnh thông tin điều khiển được chuyển tới máy tính của

mức cao

Cho phép điều chỉnh lại các hệ thống kiểm tra ở mức trung

bình và thấp

Máy tính ở mức thấp xác định tất cả các thông số cần kiểm tra

của đối tượng gia công

2.4.6 Chế độ của hệ thống kiểm tra

• Chế độ dừng để sửa chữa hỏng hóc: Tín hiệu về tình trạng

phải dừng để sửa chữa (tới giới hạn..) từ các mức kiểm tra được

chuyển tới mức cao hơn và được xử lý ở trạm điều khiển

2.4.7 Nguyên tắc kiểm tra

• Phương pháp

Kiểm tra trực tiếp: Các thông số đo trực tiếp (độ chính xác vị

trí, độ mòn của dụng cụ cắt)

Kiểm tra gián tiếp: Trạng thái kỹ thuật của đối tượng có thể

được đánh giá theo chức năng hoạt động của nó (dựa vào sai số)

2.4.7 Nguyên tắc kiểm tra

• Hệ thống chuẩn đoán kỹ thuật

Phân tích và tối ưu hoá các thông số cần kiểm tra của FMS

Xây dựng phương pháp và lựa chọn thiết bị chuẩn đoán

Xây dựng các thí nghiệm đối với các sản phẩm phức tạp và

máy tự đông

Tổng hợp các thiết bị chuẩn đoán kỹ thuật chuyên dùng

2.4.7 Nguyên tắc kiểm tra

• Các thông số kiểm tra

Các thông số chức năng

Các thông số cung cấp năng lượng

Các thông số chế độ làm việc

Khả năng hoạt động theo kế hoạch

Các mạch điều khiển

Độ an toàn

Độ ổn định

2.4.7 Nguyên tắc kiểm tra

• Tế bào gia công tự động

Dụng cụ cắt (nhiệt độ, mũi dao, độ mòn..)

• Tế bào kho chứa

Máy (rung động máy, độ mòn sống trượt, momen trên trục)

Sự có mặt của chi tiết trong kho chứa (đattric tiếp xúc..)

2.4.7 Nguyên tắc kiểm tra

• Hệ thống vận chuyển

Chuẩn đoán bộ dẫn tiến của động cơ

Khả năng làm việc của bộ vi xử lý

Điều khiển chuyển hướng

Kiểm tra dung lượng của pin/acquy

Đánh giá tuổi bền các thành phần của pin/acquy

Kiểm tra tốc độ di chuyển của các băng tải

Kiểm tra khả năng tải của các thiết bị vận chuyển

2.4.7 Nguyên tắc kiểm tra

• Robot

Các thông số động học và động lực học

Độ chính xác vị trí theo kích thước thẳng và kích thước gốc

Tốc độ của các cơ cấu đầu vào, đầu ra

Công suất động cơ

Sự dịch chuyển của các phần tử và gia tốc

Các mômen và độ chênh lệch áp suất

2.4.8 Thiết bị của hệ thống kiểm tra

• Đattric vị trí

Gồm các đattric kiểm tra kích thước và hình dáng của phôi và

chi tiết, các đattric kiểm tra cơ cấu chấp hành của thiết bị và

của robot…

 Độ chính xác đo, tác động nhanh của thiết bị

 Kích thước khuôn khổ và khối lượng của đattric đo

 Giá thành trang bị

 Chi phí bổ sung cho việc điều chỉnh

Chỉ tiêu chọn thiết bị

2.4.8 Thiết bị của hệ thống kiểm tra

• Đattric vị trí

 Bảo vệ đattric (tránh phoi, dung dịch

Yêu cầu trong QT làm việc

 Đảm bảo vùng kiểm tra luôn sạch sẽ

trơn nguội, rung động..)

 Đảm bảo ngừng hoạt động khi cần thiết

(tránh dầu, mỡ và phoi..)

2.4.8 Thiết bị của hệ thống kiểm tra

• Đattric hình ảnh (phân biệt) và hệ thống thị giác kỹ thuật

Khả năng nhìn thấy môi trường bên ngoài để kiểm tra môi

trường sản xuất trong vùng nguy hiểm đối với con người

Điều khiển thích nghi tay máy và robot trong quá trình cấp-

tháo phôi và quá trình lắp ráp

2.4.8 Thiết bị của hệ thống kiểm tra

• Đattric hình ảnh (phân biệt) và hệ thống thị giác kỹ thuật

Đơn giản hoá quá trình kẹp chặt, cơ cấu định hướng và cơ cấu

định vị chi tiết

Ứng dụng trong kỹ thuật vi điện tử, chế tạo máy (lắp động cơ,

máy nén khí…), tự động hoá quá trình hàn điện và sơn sản

phẩm, công nghiệp dược (phân loại thuốc theo kích thước, màu

sắc và khuyết tật bề mặt…)

a) In-line inspection of parts. (b) Identification of parts with various shapes and inspection and rejection of defective parts. (c) Use of camera to provide positional input to a robot relative to the workpiece. (d) Painting parts having different shapes by means of input from a camera. The system’s memory allows the robot to identify the particular shape to be painted and to proceed with thecorrect movements of a paint spray attached to the end effector.

2.4.8 Thiết bị của hệ thống kiểm tra • Các đattric khác

Đattric áp lực

Đattric đo rung động, tiếng ồn và kiểm tra các thông số công

• Máy đo 3D

nghệ

Có cơ cấu cấp-tháo phôi tự động

Các đầu đo thay đổi tự động

Chủ yếu dùng đo các chi tiết hình lăng trụ có ba trục toạ độ và

đôi khi thêm trục quay

2.5 Hệ thống lắp ráp tự động

• Khái niệm: Hệ thống lắp ráp tự động trên cơ sở sử

dụng mạng máy tính công nghiệp và bộ điều khiển, các

rôbốt công nghiệp, hệ thống băng tải, đồ gá, mỏ vít

xoắn tự động, các dụng cụ đo kiểm, các thiết bị dầu ép,

khí ép, ... để nâng cao năng suất và chất lượng lắp ráp,

giảm nhẹ lao động thủ công.

2.5 Hệ thống lắp ráp tự động

• Chức năng

Tiếp nhận chi tiết cơ sở /lắp ráp, đưa vào vị trí công tác

Gá đặt chi tiết cơ sở, định vị sơ bộ chi tiết lắp ráp theo chi tiết cơ

sở

Định vị chính xác chi tiết cơ sở và chi tiết lắp ráp

Liên kết chi tiết lắp ráp với chi tiết cơ sở

Bảo đảm vị trí tương quan của chi tiết lắp ráp với chi tiết cơ sở

trong đơn vị lắp ráp

Giải phóng sản phẩm khỏi vị trí lắp ráp

2.5 Hệ thống lắp ráp tự động

• Khó khăn trong tự động hóa lắp ráp

Tồn tại một số nguyên công/ bước rất khó tự động hoá

Mức độ tập trung nguyên công trên một vị trí lắp ráp bị hạn

chế do diện tích làm việc yêu cầu của các cơ cấu chức năng

lớn

Một số bước lắp ráp cần các trang bị kỹ thuật chuyên dùng

đôi khi rất phức tạp, giá thành cao

2.5 Hệ thống lắp ráp tự động

• Khó khăn trong tự động hóa lắp ráp

Số lượng các chi tiết lắp ráp rất lớn và đa dạng

Yêu cầu về định hướng, vận chuyển và định vị các chi tiết

có kết cấu, vật liệu và tính chất khác nhau về vận tốc và độ

chính xác làm cho thiết bị phức tạp, đắt tiền, kém hiệu quả

Không tương thích về vật liệu, độ chính xác của các chi tiết

lắp ráp

2.5 Hệ thống lắp ráp tự động

• Giải pháp trong tự động hóa lắp ráp

Bảo đảm chất lượng chế tạo ổn định

Giảm số cụm chi tiết cấu thành trên cơ sở áp dụng nguyên

tắc thiết kế theo môđun

Nâng cao mức độ tiêu chuẩn hoá của chi tiết

Chuyên môn hoá và tập trung hoá sản xuất

Sử dụng rộng rãi các quá trình công nghệ điển hình và công

nghệ nhóm có mức độ tự động hoá cao

2.5 Hệ thống lắp ráp tự động

• Giải pháp trong tự động hóa lắp ráp

Nâng cao tính công nghệ của chi tiết khi lắp ráp tự động

Sử dụng công nghệ thông tin trong thiết kế và tổ chức các

quá trình lắp ráp tự động

Nghiên cứu chế tạo các thiết bị lắp ráp điều khiển theo

chương trình có khả năng điều chỉnh nhanh khi đối tượng

lắp ráp thay đổi

2.5 Hệ thống lắp ráp tự động

When different models are designed to be assembled in the same sequence they can be built in the same plant. This maximizes efficiency and allows the company to respond quickly to changing customer

One Design + One Assembly Process = Multiple Models

2.5 Hệ thống lắp ráp tự động

Through the use of reprogrammable tooling in the body shop, standardized equipment in the paint shop and common build sequence in final assembly, Ford can build multiple models on one or more platforms in one plant.

Body Shop

Paint Shop

Final Assembly

In the final assembly area, flexibility means the build sequence is the same among multiple models on one or more platforms allowing for efficient utilization of people and equipment.

In the body shop, where the sheet metal comes together to form the vehicle’s body, flexibility means more than 80 percent of the tooling is not specific to one model. It can be reprogrammed to weld a car or a truck or a crossover of similar size.

In the paint shop, flexibility means robotic applicators are programmed to cover various body styles – as they move through the paint booth – with equal precision. This results in minimizing waste and environmental impact while maximizing quality.

2.5 Hệ thống lắp ráp tự động

Virtual Verification

interfaces before

technology Virtual manufacturing allows Ford to quickly add various models into an existing facility – or to reconfigure an existing facility to produce a new model. In the virtual world, manufacturing engineers and plant operators evaluate tooling and product costly installations are made on the plant floor. This method of collaboration improves launch quality and enables speed of execution.

2.5 Hệ thống lắp ráp tự động

• Thành phần

Robot

Hệ thống băng tải: vận chuyển liên tục các chi tiết(sản phẩm)

mà robot đã cấp cho tới trước các trạm

Các dụng cụ đo kiểm: xác định kích thước lắp ghép, độ

chính xác các mối ghép, khe hở lắp ráp

Đồ gá trên các trạm lắp ráp: định vị và kẹp chặt chi tiết khi

rôbốt thực hiện các nguyên công lắp ráp của mình

2.5 Hệ thống lắp ráp tự động

• Thành phần

Mạng máy tính công nghiệp và bộ điều khiển: xử lý các

thông tin về chất lượng lắp ghép, điều khiển quá trình lắp

ráp

Hệ thống cấp liệu: cung cấp và chuyển các thành phần lắp

ráp vào vị trí cần lắp ráp

2.5 Hệ thống lắp ráp tự động

• Các hình thức lắp ráp

Lắp ráp cố định: Hình thức tổ chức lắp ráp mà mọi công

việc lắp được thực hiện tại một hay một số địa điểm.

Lắp ráp cố định tập trung: Hoàn thành tại 1 vị trí nhất định,

do 1 (1 nhóm) các thiết bị tay máy rôbốt thực hiện. Diện tích

mặt bằng làm việc không lớn, các rôbốt có độ chính xác cao,

tính vạn năng cao, chu kỳ lắp ráp lớn do đó năng suất không

cao

2.5 Hệ thống lắp ráp tự động

• Các hình thức lắp ráp

Lắp ráp cố định phân tán: Sản phẩm phức tạp, có thể chia

thành nhiều bộ phận lắp ráp, thực hiện ở nhiều nơi độc lập.

Năng suất cao, diện tích mặt bằng lớn, số trạm lắp ráp nhiều,

không yêu cầu cao về độ chính xác, số nguyên công ít và

Lắp ráp di động: Đối tượng lắp được di chuyển từ vị trí

đơn giản, chu kỳ lắp ráp nhỏ

này sang vị trí khác nhờ hệ băng tải và rôbốt.

2.5 Hệ thống lắp ráp tự động

• Các hình thức lắp ráp

Lắp ráp cưỡng bức gián đoạn: Đối tượng lắp được dừng lại ở các

trạm lắp ráp cố định để thực hiện 1 số nguyên công trong khoảng

thời gian xác định, rồi di chuyển tới vị trí tiếp theo ở trạm tiếp

theo. Tổng thời gian dừng và thời gian di chuyển tương ứng với

nhịp sản xuất

Lăp ráp cưỡng bức liên tục: Đối tượng lắp được di chuyển liên

tục trong quá trình lắp ráp. Năng suất cao hơn, độ chính xác thấp

so do chấn động do cơ cấu vận chuyển (băng tải).

 Số lượng máy ntính

Quy tròn

nquy tròn

- Thời gian gia công trungbình

To

T - Nhịp sản xuất

 Nhịp sản xuất

- Quỹ thời gian hàng năm = số ca * số giờ/ca * số ngày/năm

K - Hệ số sử dụng máy K=0 .9

N - Sản lượng chi tiết hàng năm

136

2.6 Tính toán thành phần thiết bị trong FMS

• Xác định đặc tính của giá đỡ

2.6 Tính toán thành phần thiết bị trong FMS

• Xác định loại giá đỡ

2.6 Tính toán thành phần thiết bị trong FMS

• Xác định số vị trí cấp tháo phôi

2.6 Tính toán thành phần thiết bị trong FMS

• Xác định số vị trí kiểm tra

2.6 Tính toán thành phần thiết bị trong FMS

• Xác định số dụng cụ trong magazin

2.6 Tính toán thành phần thiết bị trong FMS • Bài tập

4 loại chi tiết gia công 1, 2, 3, 4 và thời gian gia công trung bình của mỗi loại

chi tiết trên các máy của hệ thống FMS được ghi trong bảng dưới

Hệ thống làm việc 2 ca, mỗi ca 8 giờ, mỗi năm 12 tháng hoạt động 240 ngày. Hệ số sử dụng máy K = 0,90. Sản lượng chi tiết hàng năm 12.000 chiếc. a. Số máy trong từng loại và tổng số máy trong hệ thống FMS. b. Số chi tiết Ko thuộc nhiều chủng loại khác nhau có thể gia công trên hệ thống FMS, số chi tiết được gia công trong một tháng của loại 1, 2, 3, 4 là như nhau. Thời gian gia công trung bình chi tiết ( thuộc một chủng loại nào đó ) to = 0,85 giờ. c. Xác định số vị trí cấp phôi nvc, số vị trí tháo phôi nt, nếu biết thời gian gá phôi t1 = 12 phút, thời gian tháo phôi t2 = 12 phút. d. Vẽ sơ đồ của hệ thống FMS với các số liệu tính toán trên.

2.7 Robot công nghiệp

• Khái niệm về robot

2.7 Robot công nghiệp

• Khái niệm về robot

2.7 Robot công nghiệp

PUMA 560

2.7 Robot công nghiệp

FANUC

2.7 Robot công nghiệp

KUKA

2.7 Robot công nghiệp

Phân Loại

2.7 Robot công nghiệp

• Đặc tính của Robot

 Mỗi robot thường bao gồm nhiều khâu (links) liên kết

Hệ toạ độ

với nhau qua các khớp (joints), tạo thành một xích

động học xuất phát từ một khâu cơ bản ( base ) đứng

 Hệ tọa độ gắn với khâu cơ bản đó gọi là hệ toạ độ cơ

yên.

bản ( hay hệ toạ độ chuẩn).

2.7 Robot công nghiệp

• Đặc tính của Robot

 Các hệ toạ độ trung gian khác gắn với các khâu động gọi

Hệ toạ độ

 Trong robot ta thường dùng chữ O và chỉ số n để chỉ hệ

là hệ toạ độ suy rộng.

toạ độ gắn trên khâu thứ n.

2.7 Robot công nghiệp

• Đặc tính của Robot

Không gian làm việc: Là khoảng

không gian xung quanh robot chứa

tất cả các điểm mà khâu chấp hành

cuối của robot có thể với tới được,

không gian đó do chính đặc tính

hình học và động học của robot

quy định

2.7 Robot công nghiệp

• Đặc tính của Robot

Bậc tự do của robot: Bậc tự do là số khả năng chuyển động

 Bậc tự do di chuyển: Thực hiện các chuyển động vận

của một cơ cấu (chuyển động quay hoặc tịnh tiến)

 Bậc tự do định hướng: Thực hiện việc gá đặt đối tượng

chuyển bằng dịch chuyển của tay máy

được vận chuyển vào vị trí yêu cầu

2.7 Robot công nghiệp

• Đặc tính của Robot

Tính di động của robot: Biểu thị kiểu cấu tạo robot khi làm việc ở

trạng thái tĩnh hay di động

 Loại cố định: Sử dụng rộng rãi trong các nguyên công chính,

khả năng công nghệ bị hạn chế bởi phạm vi làm việc

 Loại di động: Di động trên nền xưởng hoặc di động trên giá treo.

Có thể phục vụ cho nhiều máy nằm dọc đường di chuyển, khả

năng công nghệ được mở rộng, điều kiện vận hành phức tạp hơn

2.7 Robot công nghiệp

• Đặc tính của Robot

Tính vạn năng của robot : Mức độ phù hợp giữa robot được

 Robot chuyên dùng: Thực hiện những nguyên công cùng loại

mà trong phạm vi của những nguyên công này có tính linh

hoạt cần thiết

 Robot vạn năng: Thực hiện nhiều nguyên công khác nhau đối

với nhiều chủng loại chi tiết. Thường có 5 bậc tự do trở lên,

có khả năng lập trình và chuyển đổi nhiệm vụ khá nhanh

hoạch định theo điều kiện với quá trình thực hiện công việc

2.7 Robot công nghiệp

• Đặc tính của Robot

Tính tác động nhanh: Thể hiện tốc độ di chuyển các đối

 Thấp: Tốc độ di chuyển <= 0.5m/s, có trọng tải vừa và lớn

phục vụ với chu kỳ lớn

 Trung bình: Tốc độ di chuyển <=1 m/s, có trọng tải nhỏ và

trung bình

 Cao: Tốc độ di chuyển > 1 m/s, sử dụng hạn chế do thiết kế,

chế tạo và vận hành phức tạp

tượng

2.7 Robot công nghiệp

• Đặc tính của Robot

Trọng tải

2.7 Robot công nghiệp

• Cấu trúc của Robot

Tay máy

Cơ cấu chấp hành

Bộ truyền động

Bộ điều khiển

2.8 Hệ thống điều khiển

• Chức năng

Nạp vào bộ nhớ các chương trình để đảm bảo hoạt động của

các hệ thống FMS thích ứng với kế hoạch sản xuất

Đồng bộ hoá hoạt động của các phần tử trong hệ thống FMS

với nhịp hoạt động của các máy theo công nghệ đã định và

kế hoạch sản xuất

2.8 Hệ thống điều khiển

• Nguyên tắc điều khiển

2.8 Hệ thống điều khiển

• Mạng máy tính cục bộ (LAN): Được dùng để truyền

thông tin giữa các thiết bị để điều khiển hệ thống FMS

2.8 Hệ thống điều khiển

• Phân loại mạng LAN

Dạng kênh - đường thẳng (Bus)

Dạng vòng tròn (Ring)

Dạng sao (Star)

2.8 Hệ thống điều khiển

• Dạng kênh - đường thẳng (Bus)

Trong dạng kênh các máy tính đều được nối vào một đường

dây truyền chính (bus).

Đường truyền chính này được giới hạn hai đầu bởi một loại

đầu nối đặc biệt gọi là terminator

Ưu điểm: ít tốn dây cáp, tốc độ truyền dữ liệu cao

Nhược điểm: Lưu lượng truyền tăng cao thì dễ gây ách tắc

và nếu có trục trặc trên hành lang chính thì khó phát hiện ra.

2.8 Hệ thống điều khiển

• Dạng vòng tròn (Ring)

Liên kết với nhau thành một vòng tròn theo phương thức "một

điểm - một điểm ”

Mỗi trạm có thể nhận/ truyền dữ liệu theo vòng một chiều. Dữ

liệu được truyền theo từng gói.

Ưu điểm: ít dây cáp, tốc độ truyền dữ liệu cao, không gây ách tắc

Nhược điểm: giao thức truyền dữ liệu phức tạp, trục trặc trên một

trạm ảnh hưởng đến toàn mạng..

2.8 Hệ thống điều khiển

• Dạng sao (Star)

 Tất cả các trạm được nối vào một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận

tín hiệu từ các trạm và chuyển tín hiệu đến trạm đích với phương thức

kết nối "một điểm - một điểm ”.

 Ưu điểm: Không đụng độ hay ách tắc trên đường truyền, lắp đặt đơn

giản, dễ dàng cấu hình lại (thêm, bớt trạm), trục trặc trên một trạm thì

cũng không gây ảnh hưởng đến toàn mạng, dễ dàng kiểm soát và khắc

phục sự cố.

 Nhược điểm: Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị

hạn chế tốn đường dây cáp nhiều, tốc độ truyền dữ liệu không cao.