Đề tài khoa học cấp bộ: Nghiên cứu công nghệ sản xuất tích hợp có trợ giúp máy tính (CIM)

bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi

Nghiªn cøu c«ng nghÖ s¶n xuÊt tÝch hîp cã

trî gióp cña m¸y tÝnh ( cim )

( §Ò tµi khoa häc cÊp Bé )

Chñ nhiÖm ®Ò tµi : GS.TS TrÇn V¨n §Þch

Hµ Néi: 2004

Lêi nãi ®Çu

Khoa häc m¸y tÝnh ra ®êi tõ nh÷ng n¨m 70 cña thÕ kû tr íc. Cho ®Õn ngµy nay, c«ng nghÖ khoa häc m¸y tÝnh ph¸t triÓn nh vò b·o ®· kÐo theo sù ®æi thay ®¸ng kÓ cña rÊt nhiÒu lÜnh vùc trong x· héi loµi ng êi. M¸y vi tÝnh ® îc øng dông vµo mäi mÆt cña ®êi sèng x· héi, tõ c«ng së, tr êng häc, bÖnh viÖn, s©n bay ®Õn nhµ h¸t, s©n vËn ®éng…. NÒn kinh tÕ thÕ giíi còng nhê ®ã mµ ph¸t triÓn nhanh chãng. C¸c nhµ m¸y s¶n xuÊt theo ph ¬ng ph¸p truyÒn thèng tr íc ®©y còng ® îc n©ng cÊp ph¸t triÓn dÇn dÇn thµnh hÖ thèng s¶n xuÊt tù ®éng ho¸ tõng phÇn, toµn phÇn, råi ph¸t triÓn thµnh c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt tiªn tiÕn, thµnh hÖ thèng s¶n xuÊt linh ho¹t FMS vµ cuèi cïng lµ hÖ thèng s¶n xuÊt tÝch hîp cã trî gióp cña m¸y tÝnh CIM. Nh÷ng nhµ m¸y CIM ra ®êi ®· t¹o ra n¨ng suÊt, chÊt l îng s¶n phÈm rÊt cao. Trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña nhµ m¸y, m¸y vi tÝnh tham gia vµo qu¶n lý tõ kh©u ban ®Çu lµ thiÕt kÕ s¶n phÈm, cho tíi gia c«ng, kiÓm tra chÊt l îng vµ cuèi cïng lµ tÝnh gi¸ thµnh s¶n phÈm, n¨ng suÊt s¶n xuÊt vµ ph©n phèi s¶n phÈm chÊt l îng ra thÞ tr êng hµng ho¸ mét c¸ch hiÖu qu¶ vµ kinh tÕ nhÊt.

Trªn thÕ giíi hÖ thèng s¶n xuÊt CIM ®ang dÇn ® îc triÓn khai t¹i mét sè n íc. ViÖt Nam lµ n íc ®ang ph¸t triÓn, c«ng nghÖ s¶n xuÊt truyÒn thèng cßn nhiÒu. VËy nªn ®Ó thóc ®Èy nÒn kinh tÕ ViÖt Nam ®i lªn, dÇn ngang b»ng víi c¸c n íc trªn thÕ giíi th× viÖc øng dông c¸c hÖ thèng s¶n xuÊt CIM trong c«ng nghiÖp lµ mét xu h íng tÊt yÕu trong nh÷ng n¨m tíi vµ trong t ¬ng lai sau nµy. ChÝnh v× vËy chóng toi chän ®Ò t¯i: ‚Nghiªn cøu c«ng nghÖ s°n xuÊt tÝch hîp cã trî gióp cña m¸y tÝnh CIM‛ l¯ ®óng h íng.

Ch ¬ng 1 Tæng quan vÒ s¶n xuÊt tÝch hîp cã trî gióp cña m¸y tÝnh CIM

CIM (Computer Integrated Manufacturing) lµ hÖ thèng s¶n xuÊt tù ®éng hoµn chØnh cã sù trî gióp cña m¸y tÝnh. Trong hÖ thèng CIM c¸c chøc n¨ng thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o ® îc g¾n kÕt víi nhau, cho phÐp t¹o ra nh÷ng s¶n phÈm nhanh chãng b»ng c¸c quy tr×nh s¶n xuÊt linh ho¹t vµ hiÖu qu¶. Kh¸i niÖm vÒ CIM tuy ch a xuÊt hiÖn l©u (vµo ®Çu nh÷ng n¨m 70) nh ng ngµy nay ®· trë thµnh quen thuéc trong s¶n xuÊt hiÖn ®¹i, cïng víi sù ph¸t triÓn cña s¶n xuÊt, sù ph¸t triÓn cña khoa häc c«ng nghÖ ®Æc biÖt lµ trong lÜnh vùc tù ®éng ho¸ vµ phÇn mÒm m¸y tÝnh th× mét hÖ thèng CIM ® îc triÓn khai ë mét c¬ së s¶n xuÊt c«ng nghiÖp ngµy cµng trë nªn quen thuéc vµ trë thµnh chiÕn l îc nÒn t¶ng cña tÝch hîp c¸c thiÕt bÞ vµ hÖ thèng s¶n xuÊt th«ng qua c¸c m¸y tÝnh hoÆc c¸c bé vi xö lÝ. Cã rÊt nhiÒu ®Þnh nghÜa kh¸c nhau vÒ CIM tuú thuéc vµo môc ®Ých øng dông cña nã, sau ®©y lµ mét sè c¸c ®Þnh nghÜa vÒ CIM tiªu biÓu vµ ngµy cµng ® îc c«ng nhËn réng r·i trªn thÕ giíi : HiÖp héi c¸c nhµ s¶n xuÊt SME (Society of Manufacturing Engineers) ®Þnh nghÜa vÒ CIM nh sau: CIM lµ mét hÖ thèng tÝch hîp cã kh¶ n¨ng cung cÊp sù trî gióp cña m¸y tÝnh cho tÊt c¸c c¸c chøc n¨ng th ¬ng m¹i cña mét nhµ m¸y s¶n xuÊt, tõ kh©u tiÕp nhËn ®¬n ®Æt hµng, thiÕt kÕ, s¶n xuÊt, cho ®Õn kh©u ph©n phèi s¶n phÈm ®Õn tay kh¸ch hµng.

§Þnh nghÜa vÒ CIM

Tõ ®iÓn vÒ c¸c c«ng nghÖ s¶n xuÊt tiªn tiÕn AMT (Advanced Manufacturing Technologies) ®Þnh nghÜa vÒ CIM nh sau: CIM lµ mét nhµ m¸y s¶n xuÊt tù ®éng ho¸ toµn phÇn, n¬i mµ tÊt c¶ c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ® îc tÝch hîp vµ ® îc ®iÒu khiÓn bëi m¸y tÝnh. C«ng ty m¸y tÝnh IBM cña Mü ®Þnh nghÜa: CIM lµ mét øng dông, cã kh¶ n¨ng tÝch hîp c¸c nguån th«ng tin vÒ thiÕt kÕ s¶n phÈm, kÕ ho¹ch s¶n xuÊt, thiÕt lËp vµ ®iÒu khiÓn c¸c nguyªn c«ng trong toµn bé qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Mét hÖ thèng CIM cã thÓ ® îc xem t¹o thµnh tõ c¸c ph©n hÖ sau: CAD, CAM, CAP, CAPP. C¸c tÕ bµo gia c«ng. HÖ thèng cÊp liÖu. HÖ thèng l¾p r¸p linh ho¹t. HÖ thèng m¹ng LAN néi bé liªn kÕt c¸c thµnh phÇn trong hÖ thèng. HÖ thèng kiÓm tra vµ c¸c thµnh phÇn kh¸c.

tiªu phôc vô gi¶ng d¹y bao gåm c¸c phÇn tö sau: - Hai m¸y gia c«ng CNC (1 m¸y phay - khoan vµ 1 m¸y tiÖn). - Hai robot thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng l¾p r¸p vµ cÊp ph«i. - M¸y tÝnh chñ ® îc nèi m¹ng Ethernet vµ phÇn mÒm CIMSoft cïng víi c¸c m¸y tÝnh c¸ nh©n kh¸c cho phÐp ®iÒu khiÓn vµ qu¶n lÝ toµn bé hÖ thèng. - B¨ng t¶i dïng cho c¸c Pallet. - HÖ thèng chøa vµ lÊy ph«i tù ®éng. -

HÖ thèng MiniCim ë phßng thÝ nghiÖm cña tr êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi víi môc

Bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ lËp tr×nh PLC. 1.2 øng dông cña CIM

ThiÕt lËp mét hÖ thèng s¶n xuÊt tÝch hîp cã sù trî gióp cña m¸y tÝnh CIM lµ mét vÊn ®Ò kh«ng ®¬n gi¶n nã kh«ng chØ phô thuéc vµo kh¶ n¨ng tµi chÝnh cña c«ng ty mµ cßn phô thuéc vµo ®éi ngò nh©n lùc cña c«ng ty do ®ã viÖc øng dông mét hÖ thèng CIM vµo s¶n xuÊt cña mét c«ng ty ph¶i ® îc xem xÐt mét c¸ch cÈn thËn. Thùc tÕ khi mµ s¶n xuÊt ph¸t triÓn, nhu cÇu cña kh¸ch hµng thay ®æi th êng xuyªn vµ kh«ng ngõng n©ng cao, sù c¹nh tranh m¹nh cña nhiÒu c«ng ty

cÇn thiÕt. Trong hÖ thèng CIM chøc n¨ng thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o ® îc g¾n kÕt víi nhau cho phÐp khÐp kÝn chu tr×nh chÕ t¹o s¶n phÈm vµ t¹o ra s¶n phÈm mét c¸ch nhanh chãng b»ng c¸c quy tr×nh s¶n xuÊt linh ho¹t vµ hiÖu qu¶. Víi hÖ thèng CIM, nã cã kh¶ n¨ng cung cÊp sù trî gióp m¸y tÝnh cho tÊt c¶ c¸c chøc n¨ng th ¬ng m¹i, bao gåm c¸c ho¹t ®éng tõ kh©u tiÕp nhËn ®¬n ®Æt hµng cho ®Õn cung cÊp, ph©n phèi s¶n phÈm cña mét nhµ m¸y. CIM tham gia vµo m«i tr êng s¶n xuÊt c«ng nghiÖp: ®iÒu khiÓn robot, l¾p r¸p, gia c«ng, s¬n phñ ®¸nh bãng, gia c«ng hµn, kiÓm so¸t chÊt l îng s¶n phÈm, ®ãng gãi, vËn chuyÓn vµ ph©n ph¸t hµng ho¸. CIM tham gia vµo c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ: thiÕt kÕ vµ s¶n xuÊt cã trî gióp m¸y tÝnh (CAD/CAM). LËp kÕ ho¹ch s¶n xuÊt vµ quy tr×nh c«ng nghÖ cã trî gióp cña m¸y tÝnh (Computer Aided Process Planning/ Computer Aided Engineering (CAPP/CAE). CIM bao gåm m¹ng vµ c¸c hÖ thèng: c¸c phÇn cøng vµ phÇn mÒm truyÒn th«ng trong nhµ m¸y, qu¶n lý th«ng tin d÷ liÖu bao gåm c¶ viÖc thu thËp, l u tr÷ vµ truy xuÊt d÷ liÖu. CIM tham gia vµo viÖc c¶i thiÖn kh«ng ngõng c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt: lËp kÕ ho¹ch vµ kiÓm so¸t nguyªn liÖu ®Çu vµo, c¸c hÖ thèng theo dâi

vµ kiÓm so¸t chÊt l îng, c¸c kü thuËt vµ ph ¬ng ph¸p thanh tra

gi¸m s¸t nh lËp kÕ ho¹ch vµ qu¶n lý nguån lùc s¶n xuÊt, lËp kÕ ho¹ch vµ qu¶n lý nguån lùc c«ng ty, kiÓm tra chÊt l îng toµn bé vµ ph ¬ng thøc s¶n xuÊt ®¸p øng kÞp thêi sù thay ®æi nhanh chãng cña c¸c chñng lo¹i s¶n phÈm. HiÖu qu¶ cña CIM HÖ thèng CIM cã thÓ t¹o ra lîi nhuËn v÷ng ch¾c cho ng êi sö dông h¬n lµ c¸c hÖ thèng s¶n xuÊt th«ng th êng kh¸c. CIM cho phÐp mét nhµ m¸y s¶n xuÊt thÝch øng nhanh chãng víi sù thay ®æi cña thÞ tr êng vµ cung cÊp c¸c h íng ph¸t triÓn c¬ b¶n cña s¶n phÈm trong t ¬ng lai. Víi sù trî gióp cña c¸c m¸y tÝnh trong CIM, c¸c ho¹t ®éng ph©n ®o¹n cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ® îc tÝch hîp thµnh mét hÖ thèng s¶n xuÊt thèng nhÊt, ho¹t ®éng tr«i ch¶y víi sù gi¶m thiÓu thêi gian vµ chi phÝ s¶n xuÊt ®ång thêi n©ng cao chÊt l îng s¶n phÈm. Trong hÖ thèng CIM cho phÐp sö dông tèi u c¸c thiÕt bÞ, n©ng cao n¨ng xuÊt lao ®éng, lu«n øng dông c¸c c«ng nghÖ tiªn tiÕn vµ gi¶m thiÓu sai sè g©y ra bëi con ng êi, kinh nghiÖm sö dông CIM cho thÊy nh÷ng lîi Ých ®iÓn h×nh sau ®©y:

Nhanh chãng cho ra ®êi s¶n phÈm míi kÓ tõ lóc nhËn ®¬n ®Æt hµng:

Gi¶m 15-30% gi¸ thµnh thiÕt kÕ. Gi¶m 30-60% thêi gian chÕ t¹o chi tiÕt. T¨ng n¨ng suÊt lao ®éng lªn tíi 40-70%.

N©ng cao chÊt l îng s¶n phÈm, gi¶m ® îc 20-50% phÕ phÈm. Qu¶n lý vËt t hµng ho¸ s¸t thùc tÕ h¬n. T¨ng kh¶ n¨ng c¹nh tranh cña s¶n phÈm vµ ®¸p øng nhu cÇu thÞ tr êng. Hoµn thiÖn ® îc ph ¬ng ph¸p thiÕt kÕ s¶n phÈm, vÝ dô: sö dông ph ¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n cïng víi m¸y tÝnh cho phÐp thùc hiÖn phÐp tÝnh nhanh h¬n 30 lÇn so víi c¸c ph ¬ng ph¸p th«ng th êng kh¸c cho nhiÒu ph ¬ng ¸n thiÕt kÕ kh¸c nhau.

Ngµy cµng nhiÒu, trªn thÕ giíi ng êi ta ®· ®¹t ® îc nh÷ng thµnh tùu to lín trong viÖc øng dông hÖ thèng CIM vµo s¶n xuÊt c«ng nghiÖp. Cïng víi sù ph¸t triÓn m¹nh cña c¸c ngµnh khoa häc liªn quan phôc vô cho sù ph¸t triÓn hoµn thiÖn cña CIM c¸c nhµ khoa häc vµ c¸c nhµ s¶n xuÊt vÉn lu«n nghiªn cøu ®Ó n©ng cao hiÖu qu¶, kÜ thuËt vµ sù hoµn thiÖn cña CIM, trong ®ã mét trong nh÷ng híng ph¸t triÓn kh¸ míi mÎ cña CIM l¯ kh¸i niÖm vÒ ‚s°n xuÊt thùc sù‛ (Virtual Manufactring) hay CIM ‚thùc sù‛ (Virtual CIM).

H íng ph¸t triÓn cña CIM

H×nh vÏ díi ®©y minh ho¹ kh¸i niÖm vÒ mét hÖ thèng CIM ‚thùc sù‛ th«ng qua vßng trßn CIM ‚thùc sù‛ do trung t©m nghiªn cøu c«ng nghÖ s¶n xuÊt tiªn tiÕn cña tr êng ®¹i häc tæng hîp Nam Australia ® a ra nh mét kh¸i niÖm m« t¶ c¸c ®iÒu kiÖn thÞ tr êng toµn cÇu.

Kh¸i niÖm ‚s°n xuÊt thùc sù‛ xuÊt hiÖn khi c¸c ®¬n vÞ s°n xuÊt ® îc liªn kÕt víi nhau trªn ph¹m vi toµn cÇu ®Ó gi¶i quyÕt tÊt c¶ c¸c vÊn ®Ò cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt tõ ho¹ch ®Þnh s¶n xuÊt ®Õn ph©n phèi s¶n phÈm. Trªn thÕ giíi hiÖn nay ngµy cµng xuÊt hiÖn nhiÒu sù liªn kÕt gi÷a c¸c nh¯ s°n xuÊt trong rÊt nhiÒu lÜnh vùc c«ng nghiÖp. ë ®©y ‚nh¯ m¸y thùc sù‛ (Virtual Firm) ® îc ®Þnh nghÜa nh mét m¹ng liªn kÕt toµn cÇu ®Ó phôc vô cho toµn bé qu¸ tr×nh s¶n xuÊt mét sè s¶n phÈm nhÊt ®Þnh vµ khi s°n xuÊt ph¸t triÓn chØ cã ‚nh¯ m¸y thùc sù‛ míi ®¸p øng ®îc sù c¹nh tranh v¯ thÞ trêng to¯n cÇu. Víi kh¸i niÖm ‚nh¯ m¸y thùc sù‛ n¯y ngêi ta ®a ra kh¸i niÖm CIM ‚thùc sù‛ v¯ viÖc nghiªn cøu, øng dông CIM ‚thùc sù‛ trong ph¹m vi to¯n cÇu ng¯y c¯ng trë nªn cÇn thiÕt.

cña s¶n xuÊt mét sè h íng nghiªn cøu vÒ CIM ®ang ® îc nhiÒu nhµ khoa häc tiÕn hµnh nh sau:

§Ó thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña CIM còng nh thóc ®Èy sù ph¸t triÓn

Nhµ m¸y tÝch hîp CIM víi c¸c ranh giíi ®Þa lÝ trªn ph¹m vi toµn cÇu: CÊu tróc vµ m« h×nh ho¸ c¸c nhµ m¸y tÝch hîp ® îc nghiªn cøu trªn c¬ së hîp t¸c vµ liªn kÕt toµn cÇu vÒ qu¶n lÝ vµ chia sÎ d÷ liÖu.

Hîp lÝ ho¸ CIM vµ chiÕn l îc qu¶n lÝ CIM: §¶m b¶o cho c¸c nhµ qu¶n lý n¾m v÷ng c¸c nguyªn t¾c øng dông CIM trong m«i tr êng s¶n xuÊt cña m×nh.

M¹ng liªn kÕt cña CIM: Nghiªn cøu c¸c øng dông m¹ng trªn ph¹m vi réng vµ Internet cho CIM, t¨ng c êng sù trao ®æi th«ng tin b»ng d÷ liÖu tÝch hîp, mèi quan hÖ gi÷a kh¸ch hµng vµ nhµ cung cÊp, c¸c d÷ liÖu vÒ qu¶n lÝ trong hÖ thèng CIM.

C«ng cô vµ c«ng nghÖ tiªn tiÕn cho viÖc øng dông CIM: Nghiªn cøu vÒ øng dông robot trong s¶n xuÊt, n©ng cao tÝnh tù ®éng ho¸ trong s¶n xuÊt, øng dông trÝ tuÖ nh©n t¹o.

M« h×nh hÖ thèng s¶n xuÊt: TÝch hîp c¸c m« h×nh th«ng tin víi c¸c m« h×nh chøc n¨ng cña CIM, m« h×nh m« pháng tÝch hîp cña CIM vµ c¸c hÖ thèng thiÕt kÕ cña CIM. øng dông trÝ tuÖ nh©n t¹o (AI-Artificial Intelligence) nh Logic mê, m¹ng Noron tÝch hîp vµo trong c¸c hÖ thèng s¶n xuÊt.

Ch ¬ng 2 CÊu tróc cña hÖ thèng CIM M¸y c«ng cô CNC trong hÖ thèng CIM

Chóng ta ®· biÕt tr íc thÕ hÖ m¸y CNC ®· cã m¸y c«ng cô th«ng th êng vµ m¸y c«ng cô NC. M¸y c«ng cô th êng ® îc ®iÒu khiÓn trùc tiÕp bëi tay ng êi c«ng nh©n nªn chÊt l îng vµ n¨ng suÊt gia c«ng phô thuéc rÊt nhiÒu vµo tay nghÒ cña c«ng nh©n. Víi m¸y ®iÒu khiÓn sè NC th× viÖc ®iÒu khiÓn m¸y ® îc quyÕt ®Þnh bëi c¸c ch ¬ng tr×nh ®· lËp s½n. M¸y CNC lµ møc ph¸t triÓn cao tõ c¸c m¸y NC. M¸y CNC cã 1 m¸y tÝnh ®Ó thiÕt lËp phÇn mÒm ®iÒu khiÓn c¸c chøc n¨ng m¸y. C¸c ch ¬ng tr×nh gia c«ng ® îc ®äc vµ l u vµo bé nhí ®Ó sö dông cho viÖc ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh gia c«ng. M¸y CNC cã thÓ thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng: néi suy ® êng th¼ng, cung trßn, mÆt xo¾n, mÆt parabol vµ bÊt kú mÆt bËc 3 nµo. M¸y CNC cã thÓ bï chiÒu dµi vµ ® êng kÝnh cña dông cô.

HÖ trôc to¹ ®é cña m¸y CNC C¸c trôc to¹ ®é cña m¸y CNC cho phÐp x¸c ®Þnh chiÒu chuyÓn ®éng cña c¬ cÊu m¸y vµ dông cô c¾t. (hình vÏ). C¸c trôc X, Y, Z ® îc x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay ph¶i. C¸c trôc quay t ¬ng øng cña c¸c trôc X, Y, Z lµ A, B, C; chiÒu quay lµ theo quy t¾c vÆn ®inh èc (hình 1.1). Hình 2.1. C¸c trôc to¹ ®é cña m¸y Trôc Z Nhìn chung trôc Z lu«n song song víi trôc chÝnh cña m¸y. -M¸y tiÖn: trôc Z song song víi trôc chÝnh cña m¸y vµ cã chiÒu d ¬ng ch¹y tõ m©m cÆp tíi dông cô (ch¹y xa khái chi tiÕt gia c«ng ® îc cÆp trªn m©m cÆp). -M¸y khoan ®øng, m¸y phay ®øng, m¸y khoan cÇu: trôc Z song song víi c¸c trôc chÝnh vµ cã chiÒu d ¬ng h íng tõ bµn m¸y lªn phÝa trôc chÝnh.

C¸c m¸y phay cã nhiÒu trôc chÝnh: trôc Z song song víi ® êng t©m trôc chÝnh vu«ng gãc víi bµn m¸y (chän trôc chÝnh cã ® êng t©m vu«ng gãc víi bµn m¸y lµm trôc Z), chiÒu d ¬ng cña nã h íng tõ bµn m¸y ®Õn trôc chÝnh. Trôc X Trôc X lµ trôc n»m trªn mÆt bµn m¸y vµ th êng ® îc x¸c ®Þnh theo ph ¬ng n»m ngang. ChiÒu cña trôc X ® îc x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay ph¶i. M¸y phay ®øng, m¸y khoan ®øng: nÕu ®øng ngoµi nh×n vµo trôc chÝnh th× chiÒu d ¬ng cña trôc X h íng vÒ bªn ph¶i. M¸y khoan cÇu: nÕu ®øng ë vÞ trÝ ®iÒu khiÓn m¸y ta cã chiÒu d ¬ng cña trôc X h íng vµo trô m¸y. M¸y phay ngang: nÕu ®øng ngoµi nh×n th¼ng vµo trôc chÝnh th× ta cã chiÒu d ¬ng cña trôc X h íng vÒ bªn tr¸i, cßn nÕu ®øng ë phÝa trôc chÝnh ®Ó nh×n vµo chi tiÕt th× ta cã chiÒu d ¬ng cña trôc X h íng vÒ bªn ph¶i.

M¸y tiÖn: trôc X vu«ng gãc víi trôc m¸y vµ cã chiÒu d ¬ng h íng vÒ phÝa bµn kÑp dao (h íng vÒ phÝa dông cô c¾t). Nh vËy nÕu bµn kÑp dao ë phÝa tr íc trôc chÝnh th× chiÒu d ¬ng cña trôc X h íng vµo ng êi thî, cßn nÕu bµn kÑp dao ë phÝa sau trôc chÝnh th× chiÒu d ¬ng ®i xa khái ng êi thî.

M¸y bµo: trôc X n»m song song víi mÆt ®Þnh vÞ chi tiÕt trªn bµn

m¸y vµ chiÒu d ¬ng h íng tõ bµn m¸y ®Õn th©n m¸y.

Trôc Y Trôc Y ® îc x¸c ®Þnh sau khi ®· x¸c ®Þnh 2 trôc X, Z theo quy t¾c

bµn tay ph¶i. Ngãn trá chØ chiÒu d ¬ng cña trôc Y.

C¸c d¹ng ®iÒu khiÓn cña m¸y c«ng cô CNC

Do m¸y CNC cã kh¶ n¨ng gia c«ng ® îc c¸c bÒ mÆt kh¸c nhau nh : c¸c lç, mÆt ph¼ng, c¸c mÆt ®Þnh h×nh ... V× vËy cã c¸c d¹ng ®iÒu khiÓn m¸y nh : ®iÒu khiÓn ®iÓm-®iÓm, ®iÒu khiÓn theo ® êng th¼ng vµ theo ® êng biªn d¹ng (® êng contour).

ĐiÒu khiÓn ®iÓm - ®iÓm (theo vÞ

ĐiÒu khiÓn ®iÓm - ®iÓm

trÝ) ® îc dïng ®Ó gia c«ng c¸c lç b»ng c¸c ph ¬ng ph¸p khoan, khoÐt, doa vµ c¾t ren lç. Chi tiÕt gia c«ng ® îc g¸ cè ®Þnh trªn bµn m¸y, dông cô c¾t thùc hiÖn ch¹y dao nhanh ®Õn c¸c vÞ trÝ ®· lËp trình (hoÆc ch¹y bµn m¸y). Khi ®¹t tíi c¸c ®iÓm ®Ých thi dao b¾t ®Çu c¾t (hình vÏ).

VÞ trÝ cña c¸c lç cã thÓ ® îc ®iÒu khiÓn ®ång thêi hoÆc kÕ tiÕp theo 2 trôc to¹ ®é (hình vÏ).

Hình 2.2. C¸c d¹ng ch¹y dao trong ®iÒu

khiÓn ®iÓm-®iÓm.

a) ĐiÒu khiÓn ®ång thêi theo 2 trôc b) ĐiÒu khiÓn kÕ tiÕp.

ÑiÒu khiÓn ® êng th¼ng

Lµ ®iÒu khiÓn mµ khi gia c«ng dông cô c¾t thùc hiÖn l îng ch¹y dao theo 1 ® êng th¼ng nµo ®ã. Trªn m¸y tiÖn dông cô c¾t chuyÓn ®éng song song hoÆc vu«ng gãc víi trôc cña chi tiÕt (trôc Z) (hình vÏ). Trªn m¸y phay dông cô c¾t chuyÓn ®éng song song víi trôc Y hoÆc trôc X (hình vÏ). Dông cô c¾t chuyÓn ®éng ®éc lËp theo tõng trôc.

ÑiÒu khiÓn theo biªn d¹ng (contour) Hình2.3. ÑiÒu khiÓn contour trªn m¸y tiÖn

(a) vµ m¸y phay (b).

ÑiÒu khiÓn theo biªn d¹ng cho phÐp thùc hiÖn ch¹y dao trªn nhiÒu trôc cïng lóc. C¸c chuyÓn ®éng theo c¸c trôc cã sù quan hÖ hµm sè rµng buéc víi nhau. D¹ng ®iÒu khiÓn nµy ® îc ¸p dông trªn m¸y tiÖn, m¸y phay vµ c¸c trung t©m gia c«ng.

Cã 3 d¹ng ®iÒu khiÓn: ®iÒu khiÓn contour 2D,

21/2D vµ ®iÒu khiÓn 3D (D lµ kÝch th íc).

ÑiÒu khiÓn contour 2D: Cho phÐp thùc hiÖn ch¹y dao theo 2 trôc ®ång thêi trong 1 mÆt ph¼ng gia c«ng (vÝ dô mÆt ph¼ng XZ, XY). Trôc thø 3 ® îc ®iÒu khiÓn hoµn toµn ®éc lËp víi c¸c trôc kia.

ÑiÒu khiÓn contour 21/2D: ®iÒu khiÓn contour 21/2D cho phÐp aên dao ®ång thêi theo 2 trôc nµo ®ã ®Ó gia c«ng bÒ mÆt trong 1 mÆt ph¼ng nhÊt ®Þnh. Trªn m¸y CNC cã 3 trôc X, Y, Z ta sÏ ®iÒu khiÓn ® îc ®ång thêi X vµ Y, X vµ Z, hoÆc Y vµ Z. Trªn c¸c m¸y phay thì ®iÒu nµy cã nghÜa lµ chiÒu s©u c¾t cã thÓ ® îc thùc hiÖn bÊt kú 1 trôc nµo ®ã trong 3 trôc, cßn 2 trôc kia ®Ó phay contour (hình vÏ). -ÑiÒu khiÓn contour 3D: ®iÒu khiÓn contour 3D cho phÐp ®ång thêi ch¹y dao theo c¶ 3 trôc X, Y, Z (hình vÏ).ÑiÒu khiÓn contour 3D ® îc ¸p dông ®Ó gia c«ng c¸c khu«n mÉu, gia c«ng c¸c chi tiÕt cã bÒ mÆt kh«ng gian phøc t¹p. H×nh 2.4. ÑiÒu khiÓn contour 3D

C¸c chØ tiªu gia c«ng cña m¸y CNC

Th«ng sè h×nh häc Th«ng sè h×nh häc cña m¸y CNC hay cña vïng gia c«ng lµ th«ng sè cña kh«ng gian mµ trong ®ã dông cô c¾t vµ chi tiÕt gia c«ng cã thÓ t¸c ®éng qua l¹i ë bÊt kú vÞ trÝ nµo. Nh vËy trªn c¸c m¸y gia c«ng chi tiÕt quay th× vïng gia c«ng lµ 1 khèi l¨ng trô ® îc x¸c ®Þnh b»ng b¸n kÝnh vµ chiÒu dµi dÞch chuyÓn cña c¸c to¹ ®é (h×nh vÏ) .

® îc x¸c ®Þnh b»ng c¸c chiÒu dµi dÞch chuyÓn cña c¸c to¹ ®é (h×nh vÏ). C¸c ®iÓm giíi h¹n cña vïng lµm viÖc ® îc ®¸nh sè t ¬ng tù ký hiÖu sè cña ma trËn. §Ó thuËn tiÖn vµ dÔ nhí ng êi ta ®¸nh thø tù c¸c sè theo quy t¾c sau: sè thø nhÊt cña c¸c ch÷ sè ký hiÖu c¸c ®iÓm theo trôc th¼ng ®øng, sè thø 2 cña c¸c ch÷ sè ký hiÖu c¸c ®iÓm theo trôc däc (trôc Z), cßn sè thø 3 cña c¸c ch÷ sè ký hiÖu c¸c ®iÓm theo trôc n»m ngang (trôc X) (h×nh vÏ).

Trªn c¸c m¸y gia c«ng chi tiÕt h×nh hép ch÷ nhËt th× vïng gia c«ng lµ 1 khèi hép

Th«ng sè gia c«ng Lµ tèc ®é chuyÓn ®éng cña c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh vµ c«ng suÊt ®éng c¬. Ng êi ta dùa vµo th«ng sè hình häc nh kÝch th íc bµn m¸y phay hay chiÒu cao cña t©m m¸y tiÖn ®Ó chän c«ng suÊt ®éng c¬, tèc ®é quay cña trôc chÝnh vµ l îng ch¹y dao. VÝ dô, ®èi víi c¸c m¸y nhiÒu dao ®Ó gia c«ng c¸c chi tiÕt hình hép chöõ nhËt ng êi ta chän c¸c th«ng sè gia c«ng nh sau:

400 - 630 5 - 11 3150 - 4000 1 - 10 6 - 10 3 - 7 630 - 1000 9 - 15 3150 - 4000 2.4 - 8 5 - 10 3 - 10

-BÒ réng cña bµn m¸y (mm) -C«ng suÊt ®éng c¬ (KW) -Tèc ®é ch¹y dao (m/ph) -Tèc ®é ch¹y dao nhanh (m/ph) -Thêi gian thay dao tù ®éng (s)

Naêng suÊt gia c«ng Lµ sè l îng chi tiÕt gia c«ng trong 1 ®¬n vÞ thêi gian. C«ng thøc tÝnh naêng suÊt gia

c«ng nh sau:

T0 _thêi gian c¬ b¶n trung b×nh(ph) m_sè lo¹t chi tiÕt ® îc s¶n xuÊt trong 1 n¨m n_sè l îng chi tiÕt ® îc s¶n xuÊt trong 1 n¨m i_sè l îng nguyªn c«ng cÇn thiÕt ®Ó gia c«ng 1 chi tiÕt k_sè l îng c¸c nguyªn c«ng kiÓm tra tct_thêi gian thay ®æi chi tiÕt gia c«ng ttd_thêi gian thay dao t0_thêi gian c¬ b¶n tkt_thêi gian kiÓm tra tcbkt-thêi gian chuÈn bÞ - kÕt thóc

§Ó t¨ng n¨ng suÊt ta ph¶i gi¶m thêi gian tcbkt , ttd , tct , t0 , thêi gian phô. Muèn gi¶m tcbkt ta ph¶i dïng ®å g¸ vÖ tinh vµ gi¶m sè l îng c¸c lo¹t chi tiÕt gia c«ng trªn m¸y (trªn 1 m¸y CNC kh«ng nªn gia c«ng qu¸ 30 - 50 lo¹i chi tiÕt trong 1 n¨m). Muèn gi¶m ttd th× dïng hÖ thèng thay dao tù ®éng. Trªn c¸c m¸y thay dao b»ng tay nªn sö dông c¬ cÊu kÑp nhanh. Muèn gi¶m tct dïng c¸c c¬ cÊu nhiÒu vÞ trÝ (®Ó thay chi tiÕt gia c«ng tù ®éng) vµ ®å g¸ vÖ tinh. Muèn gi¶m t0 th×: t¨ng tèc ®é c¾t (t¨ng c«ng suÊt ®éng c¬), sö dông dao cã kh¶ n¨ng c¾t víi tèc ®é cao, gia c«ng víi chÕ ®é c¾t tèi u vµ gia c«ng ®ång thêi b»ng nhiÒu dao. Muèn gi¶m thêi gian phô th× t¨ng tèc ®é ch¹y nhanh cña c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh hoÆc cña dao (cè g¾ng t¨ng tèc ®é ch¹y dao nhanh tíi 10„15 m/ph).

Ñé chÝnh x¸c cña m¸y CNC

Sai sè gia c«ng tæng céng trªn c¸c m¸y CNC xuÊt hiÖn trong c¸c hÖ thèng truyÒn ®éng cña m¸y, trong c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn vµ kiÓm tra vµ trong b¶n th©n chi tiÕt gia c«ng (hình vÏ) .

M¸y

HÖ ®iÒu khiÓn

13

4

3

14

KÕt cÊu

TruyÒn taûi

15

12 11 10 9 00 8

5

2

16 17

KiÓm tra vµ ®o l êng

Ñéng c¬

7 6 5

Sai sè gia c«ng 

18

4

19

6

1

3

Chi tiÕt

ÑiÒu khiÓn

20

2 1

21

C¸c sai sè gia c«ng ® îc ký hiÖu vµ gi¶i thÝch nh sau: 1, 2, 3, 4 - c¸c sai sè lËp trình, néi suy, hiÖu chØnh néi suy v¯ sai sè cña ‚lÖnh trë vÒ

®iÓm O‛.

5, 6 - sai sè cña b íc bªn trong vµ sai sè tÝch luü cña ®atric. 7 - sai sè cña c¬ cÊu chuyÓn ®æi tÝn hiÖu. 8 - sai sè cña dreipha ®Æc tÝnh truyÒn ®éng( sai sè thêi gian ph¸t xung). 9, 10, 11 - sai sè cña truyÒn ®éng( lùc, m«men, tèc ®é). 12 - sai sè cña trôc vÝt bi 13 - sai sè h×nh häc cña m¸y. 14, 15 - sai sè biÕn d¹ng ®µn håi cña m¸y vµ ®å g¸ 16 - sai sè cña kÝch th íc g¸ ®Æt dao. 17 - sai sè do mßn dao. 18 - sai sè biÕn d¹ng ®µn håi cña dao. 19 - sai sè g¸ ®Æt cña chi tiÕt gia c«ng 20 - sai sè biÕn d¹ng ®µn håi cña chi tiÕt gia c«ng 21 - sai sè biÕn d¹ng nhiÖt cña chi tiÕt gia c«ng Sai sè tæng céng ® îc x¸c theo c«ng thøc.  = 1+ 2+ 3+ 4+ 5+ 6

Trong ®ã :

1 = 1+ 2+ 3+ 4 ; 2 = 5+ 6+ 7; 3 = 8+ 9+ 10+ 11+ 12 4 = 13+ 14+ 15 ; 5 = 16+ 17+ 18; 6 = 19+ 20+ 21

§é tin cËy cña m¸y CNC C¸c m¸y CNC cã gi¸ thµnh rÊt cao nªn nã chØ mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ

khi chóng lµm viÖc liªn tôc 2 hoÆc 3 ca vµ kh«ng cã háng hãc nµo khi lµm viÖc. Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc c¸c m¸y CNC ph¶i ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c gia c«ng vµ nÕu cã bÞ háng hãc th× m¸y ph¶i cã kh¶ n¨ng ® îc söa ch÷a hoÆc thay thÕ mét sè c¬ cÊu dÔ dµng vµ thuËn tiÖn.

VËy ®é tin cËy cña m¸y CNC lµ tÝnh chÊt thùc hiÖn chøc n¨ng gia c«ng gi÷ ® îc c¸c chØ tiªu c«ng nghÖ còng nh söa ch÷a theo mét thêi gian quy ®Þnh. §é tin cËy cña m¸y ® îc ®Æc tr ng bëi 3 tÝnh chÊt sau:

Tuæi thä cña m¸y: TÝnh chÊt nµy lµ sù æn ®Þnh lµm viÖc cho tíi lóc

TÝnh lµm viÖc kh«ng bÞ háng: TÝnh chÊt nµy ® îc ®Æc tr ng b»ng sù lµm viÖc liªn tôc cña m¸y trong mét thêi gian nhÊt ®Þnh (thêi gian ch¹y rµ vµ lµm viÖc cña m¸y).

Nh vËy 2 tÝnh chÊt trªn ®Òu ®Æc tr ng cho kh¶ n¨ng lµm viÖc cña m¸y (tÝnh chÊt lµm viÖc kh«ng bÞ háng) tån t¹i trong 1 kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh, cßn tÝnh chÊt tuæi thä tån t¹i trong suèt thêi gian qu¸ tr×nh m¸y ® îc sö dông, kÓ c¶ thêi gian dõng ®Ó söa ch÷a.

söa ch÷a (1 phÇn tuæi thä) vµ sau ®ã m¸y l¹i tiÕp tôc lµm viÖc.

Kh¶ n¨ng söa ch÷a: TÝnh chÊt nµy cã nghÜa lµ ng êi ta cã kh¶ n¨ng ph¸t

hiÖn nh÷ng khuyÕt tËt háng hãc cña m¸y vµ cã kh¶ n¨ng söa ch÷a nh÷ng khuyÕt tËt vµ háng hãc ®ã.

§èi víi c¸c m¸y CNC th× 2 tÝnh chÊt 1 vµ 3 lµ quan träng nhÊt bëi v× c¸c m¸y CNC cã cÊu tróc rÊt phøc t¹p vµ cã rÊt nhiÒu c¬ cÊu cã t¸c ®éng qua l¹i lÉn nhau.

TÝnh v¹n n¨ng cña m¸y CNC TÝnh v¹n n¨ng cña m¸y CNC ® îc x¸c ®Þnh b»ng chi phÝ cÇn thiÕt ®Ó chuyÓn c«ng nghÖ gia c«ng nhãm chi tiÕt gia c«ng nµy sang c«ng nghÖ gia c«ng nhãm chi tiÕt gia c«ng kh¸c. Mçi lo¹i m¸y hoÆc mçi m¸y cã tÝnh v¹n n¨ng riªng, nghÜa lµ cã ®iÒu kiÖn tèi u ®Ó sö dông m¸y.

Robot c«ng nghiÖp trong hÖ thèng CIM §Þnh nghÜa: Robot c«ng nghiÖp lµ mét lo¹i m¸y tù ®éng cã thÓ lËp tr×nh ® îc ®Ó thùc hiÖn nhiÒu nhiÖm vô kh¸c nhau nh : l¾p r¸p, cÊp ph«i, sö dông trong kÜ thuËt hµn, kÜ thuËt s¬n, gi¸n, m¸y n©ng chuyÓn ...

Nhu cÇu n©ng cao naêng suÊt vµ chÊt l îng s¶n phÈm ngµy cµng ®ßi hái øng dông

réng r·i c¸c ph ¬ng tiÖn tù ®éng ho¸ s¶n xuÊt. ÑÆc biÖt lµ trong c¸c hÖ thèng CIM, tÝnh tù ®éng ho¸ cña hÖ thèng s¶n xuÊt tÝch hîp vµ yªu cÇu linh ho¹t trong viÖc thay ®æi s¶n phÈm ®ßi hái øng dông mét sè l îng lín c¸c robot c«ng nghiÖp thùc hiÖn c¸c chøc naêng chñ yÕu nh cÊp ph«i cho c¸c trung t©m gia c«ng, g¾p c¸c chi tiÕt ra sau khi ®· gia c«ng, thùc hiÖn qu¸ trình l¾p r¸p tù ®éng.

1.Nhöõng kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ robot c«ng nghiÖp trong hÖ thèng CIM

1.C¸c bé phËn cÊu thµnh robot c«ng nghiÖp

C¸c bé phËn chñ yÕu cña robot ® îc thÓ hiÖn trªn hình vÏ:

C¶m biÕn ngo¹i tÝn hiÖu

C¶m biÕn néi tÝn hiÖu

HÖ thèng ®iÒu khiÓn

Dông cô thao t¸c

Maùy Tính

HÖ thèng truyÒn dÉn ®éng

Phần tay maùy

Tay maùy bao gồm một tập caùc thành phần lieân kết cơ học được nối với nhau bằng caùc khớp. Caùc khớp thường là caùc khớp quay hoặc caùc khớp trượt. Thành phần cuối được gọi là thành phần thực hiện cuối vì đoù là thành phần gắn dụng cụ hoặc vật taùc động. Caùc cơ cấu chấp hành được sử dụng để điều khiển chuyển động của caùc khớp của tay maùy, một số khớp là khớp chủ động (caùc khớp coù gắn caùc cơ cấu chấp hành) và một số khaùc là khớp bị động. Nguồn cung cấp năng lượng * Cơ cấu chấp hành

C¸c c¬ cÊu chÊp hµnh th êng lµ lo¹i tuyÕn tÝnh hoÆc quay, chóng cã thÓ lµ d¹ng thuû lùc, khÝ nÐn hoÆc ®iÖn, trong ®ã c¬ cÊu chÊp hµnh ch¹y b»ng n¨ng l îng ®iÖn (®éng c¬) phï hîp vµ th êng ® îc sö dông nhiÒu nhÊt cho c¸c øng dông cã tèc ®é cao, t¶i trung b×nh vµ nhá trong khi c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh thuû lùc phï hîp víi c¸c øng dông cã tèc ®é thÊp lµ t¶i lµm viÖc lín. C¸c c¬ cÊu chÊp hµnh khÝ nÐn ® îc øng dông trong c¸c øng dông t ¬ng tù c¬ cÊu chÊp hµnh thñy lùc nh ng víi t¶i lµm viÖc nhá. Nguyªn nh©n ®Ó c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh khÝ nÐn còng ® îc sö dông trong c«ng nghiÖp v× trong hÇu hÕt c¸c nhµ m¸y ®Òu ®· cã s½n c¸c tr¹m khÝ nÐn tËp trung.

* Bé truyÒn ®éng

khíp chñ ®éng, chóng ® îc sö dông bëi c¸c nguyªn nh©n sau: - Th«ng th êng c¸c trôc ra cña c¬ cÊu chÊp hµnh kh«ng phï hîp ®Ó truyÒn chuyÓn ®éng trùc tiÕp cho c¸c thµnh phÇn liªn quan. VÝ dô: tèc ®é quay cña ®éng c¬ th êng kho¶ng 3000v/p sÏ kh«ng phï hîp víi c¸c R«bèt cã vËn tèc nhá do vËy sÏ cÇn c¸c hép sè ®Ó gi¶m tèc.

Bé truyÒn ®éng lµ thµnh phÇn trung gian gi÷a c¬ cÊu chÊp hµnh vµ c¸c

- §Çu ra cña c¬ cÊu chÊp hành cã chÕ ®é ®éng häc kh¸c chuyÓn ®éng cña khíp

- C¸c c¬ cÊu chÊp hành cã khèi l îng lín kh«ng phï hîp víi viÖc l¾p ®Æt trùc

(®éng c¬ chuyÓn ®éng quay so víi khíp tr ît chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn hoÆc ®éng c¬ tuyÕn tÝnh víi chuyÓn ®éng khíp lµ quay) .

thiết bị x¸c ®Þnh vị trÝ (bé m· ho¸, ®o ®iÖn ¸p...x¸c ®Þnh vËn tèc, gia tèc ®Æt t¹i c¸c khíp hoÆc c¸c bé c¶m biÕn x¸c ®Þnh lùc / m« men t¸c dông lªn c¸c khíp. Ngoài ra, Robot còng cã thÓ trang bÞ c¸c bé c¶m biÕn ®Ó cung cÊp thªm th«ng tin vÒ tÇm nh×n (camera, c¶m biÕn laser...) , rung ®éng...

tiÕp trªn khíp liªn kÕt. Bé ®iÒu khiÓn * C¶m biÕn §Ó ®iÒu khiÓn mét Robot ta cÇn biÕt vị trÝ cña c¸c khíp liªn kÕt nªn cÇn cã c¸c

* Bé ®iÒu khiÓn

Bé ®iÒu khiÓn cung cÊp tÝnh th«ng minh cÇn thiÕt ®Ó ®iÒu khiÓn

hÖ thèng R«bèt. Nã nhËn th«ng tin tõ c¸c bé c¶m biÕn vµ xö lý ® a ra c¸c lÖnh ®iÒu khiÓn ®Ó tay m¸y thùc hiÖn. Nh×n chung nã bao gåm: - Bé nhí ®Ó l u tr÷ ch ¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn vµ tr¹ng th¸I cña

- Mét bé xö lý trung t©m ®Ó tÝnh to¸n c¸c lÖnh ®iÒu khiÓn. - PhÇn cøng t ¬ng øng ®Ó giao diÖn víi phÇn chÊp hµnh còng

nh víi bªn ngoµi vµ ng êi sö dông.

R«bèt nhËn ® îc tõ c¸c c¶m biÕn .

* Bé chuyÓn ®æi nguån n¨ng l îng Bé chuyÓn ®æi n¨ng l îng biÕn ®æi vµ thùc hiÖn c¸c lÖnh cña bé

®iÒu khiÓn (cã thÓ lµ ®iÖn ¸p thÊp hoÆc tÝn hiÖu sè) sang tÝn hiÖu t ¬ng tù cã ®iÖn ¸p cao cã thÓ dÉn ®éng c¬ cÊu chÊp hµnh. VÝ dô: ®éng c¬ ®iÖn cã thÓ gåm mét bé chuyÓn ®æi sè/t ¬ng tù vµ mét bé khuÕch ®¹i nèi víi ®iÖn nguån; víi c¬ cÊu khÝ nÐn, nã gåm nguån khÝ nÐn (tËp trung hoÆc m¸y nÐn khÝ) c¸c van servo t ¬ng øng ®Ó ®iÒu khiÓn luång khÝ nÐn, mét bé khuÕch ®¹i cho van vµ mét bé chuyÓn ®æi sè/t ¬ng tù.

2.2.1.2 BËc tù do cña robot C¸c lo¹i robot c«ng nghiÖp nãi chung lµ c¸c lo¹i thiÕt bÞ tù ®éng cã thÓ thùc hiÖn nhiÒu c«ng dông. C¬ cÊu tay m¸y ph¶i ® îc cÊu t¹o sao cho bµn kÑp cã thÓ gi÷ vËt kÑp theo mét h íng nhÊt ®Þnh nµo ®ã vµ di chuyÓn dÔ dµng trong vïng lµm viÖc. Muèn vËy c¬ cÊu tay m¸y ph¶i ®¹t ® îc mét sè bËc tù do chuyÓn ®éng nhÊt ®Þnh. Sè bËc tù do ë ®©y lµ sè kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng ®éc lËp cña robot. Khi sè bËc tù do t¨ng lªn sÏ kÐo theo nhiÒu vÊn ®Ò kÜ thuËt vµ kinh tÕ cÇn gi¶i quyÕt. Do ®ã viÖc chän sè bËc tù do vµ ph ¬ng ¸n tæ hîp ®Ó thiÕt lËp nªn kh«ng gian lµm viÖc cña robot nhÊt thiÕt ph¶i ®¶m tÝnh hîp lÝ ®èi víi tÝnh n¨ng kÜ thuËt x¸c ®Þnh cña robot. Tuy nhiªn lÜnh vùc ho¹t ®éng cña robot ngµy cµng më réng vµ trong tr êng c«ng t¸c cña nã robot cÇn ph¶i thao t¸c ngµy cµng linh ho¹t, tinh vi vµ khÐo lÐo. Nh vËy sè bËc tù do ngµy cµng ph¶i t¨ng theo nh÷ng yªu cÇu ®ã cña robot.

“

2.2.1.3. HÖ to¹ ®é vµ vïng lµm viÖc cña robot Trong tÝnh to¸n vÒ robot ng êi ta cã thÓ sö dông c¸c hÖ

to¹ ®é kh¸c nhau nh sau: HÖ to¹ ®é trô; hÖ to¹ ®é cÇu; hÖ to¹ ®é vu«ng gãc; hÖ to¹ ®é gãc (hÖ to¹ ®é pháng sinh)

Minh ho¹ kh«ng gian lµm viÖc cña robot

Vïng lµm viÖc cña robot hay cßn gäi lµ tr êng c«ng t¸c cña robot (Working place) lµ kh«ng gian t¹o bëi sù tæ hîp cña c¸c bËc tù do. Cã 3 lo¹i vïng lµm viÖc cña robot: cubic (kh«ng gian hình hép); cylinderic (kh«ng gian hình trô); vµ spheric (kh«ng gian cÇu).

+ Robot víi truyÒn ®éng gi¸n tiÕp + Robot víi truyÒn ®éng trùc tiÕp Ph©n lo¹i theo cÊp chÝnh x¸c: + CÊp chÝnh x¸c tuyÖt ®èi + CÊp chÝnh x¸c lÆp l¹i

øng dông robot c«ng nghiÖp trong hÖ thèng CIM

Trong hÖ thèng s¶n xuÊt CIM, c¸c nguyªn c«ng chÝnh ® îc thùc hiÖn tù ®éng trªn c¸c trung t©m gia c«ng lµ c¸c m¸y CNC. C¸c nguyªn c«ng phô nh cÊp, th¸o ph«i trªn m¸y CNC, ® a chi tiÕt tõ vÞ trÝ nµy ®Õn vÞ trÝ kia trong hÖ thèng s¶n xuÊt, ... ® îc thùc hiÖn nhê c¸c robot c«ng nghiÖp. C¸c robot nµy thùc hiÖn c¸c nguyªn c«ng : g¾p ph«i tõ c¸c kho chøa ASRS, vËn chuyÓn vµ g¸ ®Æt chóng t¹i vïng gia c«ng, sau ®ã l¹i th¸o c¸c chi tiÕt ®· gia c«ng, vËn chuyÓn vµ xÕp chóng vµo thïng chøa hoÆc c¸c tr¹m trung gian ®Ó thùc hiÖn c¸c nguyªn c«ng tiÕp theo. Ngoµi ra, trong hÖ thèng CIM c¸c robot c«ng nghiÖp cßn ® îc øng dông réng r·i ®Ó thùc hiÖn c¸c c«ng ®o¹n l¾p r¸p tù ®éng hay øng dông trong c¸c qu¸ tr×nh kiÓm tra s¶n phÈm trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt...

C¸c yªu cÇu ®èi víi c¸c robot ho¹t ®éng trong hÖ thèng CIM §Ó ®¸p øng c¸c yªu cÇu ho¹t ®éng trªn trong hÖ thèng CIM c¸c robot c«ng nghiÖp cÇn cã nh÷ng tÝnh n¨ng sau: Thùc hiÖn c¸c nguyªn c«ng mét c¸ch tù ®éng.

DÔ ®iÒu chØnh khi thay ®æi ®èi t îng s¶n xuÊt b»ng c¸ch thay ®æi ch ¬ng tr×nh lËp cho robot. Cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn nhiÒu c«ng viÖc víi nhiÒu lo¹i chi tiÕt kh¸c nhau.

x¸c cao.

Ph¶i ® îc kÕt nèi vµo m¹ng truyÒn th«ng cña hÖ thèng. Cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn c¸c thao t¸c mét c¸ch nhÑ nhµng víi ®é chÝnh

§¶m b¶o lµm viÖc æn ®Þnh theo chu tr×nh trong thêi gian dµi. Cã kh¶ n¨ng trang bÞ thiÕt bÞ kiÓm tra tù ®éng chÊt l îng gia c«ng vµ cã

phÇn mÒm lËp tr×nh riªng.

2.3. Kho chøa tù ®éng trong hÖ thèng CIM Chøc n¨ng cña kho chøa tù ®éng

Kho chøa tù ®éng lµ n¬i tiÕp nhËn, l u tr÷ c¸c vËt liÖu ®Çu vµo (ph«i), c¸c thiÕt bÞ phô trî, c¸c chi tiÕt thµnh phÈm, phÕ phÈm vµ chÊt th¶i cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Qua ®ã ta cã thÓ qu¶n lý ® îc sè l îng cña ph«i ban ®Çu, thµnh phÈm vµ phÕ phÈm, tõ ®ã ®¸nh gi¸ ® îc n¨ng suÊt s¶n xuÊt, chÊt l îng s¶n phÈm. §ång thêi ® a ra sù hiÖu chØnh vÒ th«ng sè kü thuËt cña qu¸ tr×nh gia c«ng ®Ó ®¶m b¶o hiÖu qu¶ cña hÖ thèng CIM.

Thµnh phÇn cña kho chøa tù ®éng Kho chøa tù ®éng bao gåm c¸c thµnh phÇn sau:

Khu l u gi÷ hµng ho¸. Khu tiÕp nhËn vµ chuyÓn hµng ho¸ tíi hÖ thèng vËn chuyÓn. Khu xÕp ®Æt c¸c chi tiÕt hoÆc s¶n phÈm trong thïng chøa. Khu tiÕp nhËn vµ chuyÓn hµng ho¸ tõ khu l u gi÷. V× ®a sè c¸c kho chøa tù ®éng ® îc chÕ t¹o theo kiÓu gi¸ ®ì, nªn chóng cã kÕt cÊu gåm c¸c thµnh phÇn sau: C¸c c¬ cÊu gi¸ ®ì: Lµ n¬i chøa hµng ho¸ C¸c m¸y xÕp ®èng tù ®éng. C¸c thïng chøa. C¸c c¬ cÊu ®Ó cÊp vµ th¸o c¸c thïng chøa. C¸c c¬ cÊu ®Ó vËn chuyÓn thïng chøa tõ æ tÝch tíi hÖ thèng vËn chuyÓn vµ ng îc l¹i. C¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn tù ®éng kho chøa: §Ó ®iÒu khiÓn c¸c m¸y xÕp dì hµng ho¸ 1 c¸ch chÝnh x¸c tõ thïng chøa tíi « chøa ®ang trèng (cã thÓ chøa hµng trªn gi¸ ®ì).

1.C¸c lo¹i kho chøa tù ®éng

a. D¹ng gi¸ cÇn cÈu

Víi kÕt cÊu gåm 1 m¸y cÇn cÈu ®Ó n©ng h¹ hµng ho¸ tõ c¸c gi¸ chøa tíi c¸c æ tÝch vµ ng îc l¹i rÊt linh ho¹t. Tuy nhiªn cã h¹n chÕ lµ dung l îng æ chøa kh«ng lín. Song do cã kh¶ naêng tù ®éng ho¸ cao, víi l¹i diÖn tÝch nhá gän nªn ® îc sö dông phæ biÕn trong c¸c hÖ thèng CIM còng nh FMS.

Hình 2.5. C¸c s¬ ®å cña c¸c kho chøa tù ®éng cã d¹ng gi¸ cÇn cÈu . B-chiÒu réng cña gi¸, BP -chiÒu réng cña b íc dïng cho m¸y cÇn cÈu . LH -chiÒu dµi æ tÝch tröõ, H-chiÒu cao kho chøa, hH -chiÒu cao æ tÝch tröõ 1-m¸y cÇn cÈu , 2-gi¸, 3-æ tÝch tröõ.

b. D¹ng cÇn cÈu cÇu Víi 1 m¸y cÇn cÈu d¹ng cÇu cã thÓ di chuyÓn ngang, däc, lªn xuèng vµ cã thÓ quay quanh 1 trôc nªn rÊt linh ho¹t khi xÕp dì hµng ho¸. D¹ng kho chøa cÇn cÈu cÇu kh¾c phôc ® îc nh îc ®iÓm cña d¹ng gi¸ cÇn cÈu ®ã lµ dung l îng lín h¬n nhiÒu. D¹ng cÇn cÈu cÇu cã ®Õn 3 gi¸, 4 gi¸ hoÆc 6 gi¸ chøa hµng trong khi d¹ng gi¸ cÇn cÈu chØ cã 1 hoÆc 2 gi¸ chøa lµ cïng. Nh ng do cã nhiÒu gi¸ chøa nªn diÖn tÝch mÆt b»ng lín, vµ naêng suÊt cña m¸y cÇn cÈu cÇu kh«ng cao nªn chØ sö dông cho s¶n xuÊt hµng lo¹t nhá.

Hình 2.6. C¸c s¬ ®å cña c¸c kho chøa tù ®éng cã d¹ng cÇn cÈu cÇu. a-Lo¹i cã 3 gi¸ ; b-Lo¹i cã 4 gi¸ ;1-m¸y cÇn cÈu d¹ng cÇu ; 2-c¸c gi¸.

a. D¹ng gi¸ träng lùc

Víi kÕt cÊu gi¸ nghiªng lîi dông träng lùc ®Ó cÊp vµ tho¸t ph«i tõ ®Çu cao nµy sang ®Çu thÊp kia. T¹i 2 ®Çu cña gi¸ nghiªng cã c¸c bé tr ît tù ®éng ®Ó tiÕp nhËn ph«i. D¹ng kho chøa nµy chØ dïng cho 1 sè lo¹i chi tiÕt nhÊt ®Þnh, do ®ã tÝnh linh ho¹t kh«ng cao.

Hình 2.7. Kho chøa tù ®éng cã d¹ng gi¸ träng lùc

1-Bé tr ît tù ®éng ; 2-Gi¸ träng lùc ; 3-C¬ cÊu cÊp tho¸t ph«i(chi tiÕt)

1.Bè trÝ c¸c kho chøa tù ®éng trong hÖ thèng CIM

C¸c kho chøa tù ®éng ® îc ®Æt gÇn c¸c thiÕt bÞ c«ng nghÖ (c¸c m¸y CNC). Khi Êy c¸c

m¸y cÇn cÈu tù ®éng (cña kho chøa tù ®éng) kh«ng chØ thùc hiÖn viÖc xÕp ®Æt mµ cßn cÊp ph¸t vËt t , ph«i vµ s¶n phÈm hoµn thiÖn. Do ®ã tiÕt kiÖm ® îc diÖn tÝch s¶n xuÊt, n©ng cao ®é æn ®Þnh cña c¶ hÖ thèng vËn chuyÓn - kho chøa, taêng naêng suÊt vµ h¹ gi¸ thµnh s¶n phÈm.

Hình 2.8. MÆt b»ng kho chøa tù ®éng cã d¹ng gi¸ cÇn cÈu. 1-PhÇn diÖn tÝch bè trÝ c¸c m¸y ; 2-C¸c c¬ cÊu cÊp ph¸t vµ æ tÝch; 3-Bé phËn kiÓm tra ®Çu vµo ; 4-Kho chøa tù ®éng ; 5-Kho chøa tæ hîp (chøa vËt liÖu, ph«i, dông cô, thïng chøa, s¶n phÈm ); 6-H íng di chuyÓn cña vËt liÖu, ph«i, thïng chøa rçng, dông cô ; 7-Lèi ra cña thµnh phÈm vµ phÕ phÈm ; 8- Bé phËn kiÓm

4-Kho chøa ; 9-Lèi ra cña chÊt th¶i s¶n xuÊt.

HÖ thèng vËn chuyÓn - tÝch tr÷ tù ®éng cña CIM ThiÕt bÞ kü thuËt cña hÖ thèng vËn chuyÓn - tÝch tr÷

ThiÕt bÞ kü thuËt cña hÖ thèng vËn chuyÓn - tÝch tr÷ chia lµm 2 nhãm: nhãm thiÕt bÞ chÝnh, nhãm thiÕt vÞ phô. Nhãm thiÕt bÞ chÝnh: Nhãm chÝnh gåm: C¸c lo¹i b¨ng t¶i C¸c r«bèt vËn chuyÓn C¸c c¬ cÊu vËn chuyÓn b»ng khÝ nÐn C¸c c¬ cÊu vËn chuyÓn b»ng thuû lùc C¸c kho chøa C¸c gi¸ ®ì

C¸c m¸y xÕp ®èng C¸c r«bèt c«ng nghÖ C¸c m¸y tÝnh C¸c bé vi xö lý C¸c ®attric C¸c tr¹m ®iÒu khiÓn Nhãm thiÕt bÞ phô: Nhãm phô gåm: C¸c c¬ cÊu ®Þnh h íng C¸c c¬ cÊu x¸c ®Þnh ®Þa chØ (x¸c ®Þnh vÞ trÝ) C¸c thanh ®Èy C¸c c¬ cÊu th¸o, g¹t C¸c æ tÝch C¸c bµn n©ng h¹ C¸c bµn quay C¸c m¸y n©ng h¹ C¸c phÔu rung C¸c xe têi vËn chuyÓn C¸c c¬ cÊu (m¸y) tiÕp liÖu C¸c thïng chøa

HÖ thèng vËn chuyÓn - tÝch tr÷ chi tiÕt gia c«ng cña CIM Chøc n¨ng cña hÖ thèng vËn chuyÓn - tÝch tr÷ chi tiÕt gia c«ng

HÖ thèng vËn chuyÓn-tÝch tr÷ chi tiÕt gia c«ng cña CIM thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng

VËn chuyÓn c¸c chi tiÕt gia c«ng (ph«i) trong thïng chøa hoÆc trªn c¸c vÖ tinh tíi c¸c vÞ trÝ tiÕp nhËn ®Ó bæ xung vµo æ tÝch cã dung l îng nhá ®Æt c¹nh c¸c m¸y.

sau ®©y:

VËn chuyÓn c¸c chi tiÕt ®· ® îc gia c«ng trªn c¸c m¸y tíi vÞ trÝ th¸o chi tiÕt vµ

L u tr÷ trong c¸c æ tÝch cã dung l îng lín c¸c chi tiÕt dù tr÷ gi÷a c¸c nguyªn c«ng trªn c¸c vÖ tinh hoÆc trªn thïng chøa vµ theo lÖnh cña m¸y tÝnh vËn chuyÓn chóng tíi vÞ trÝ tiÕp nhËn ®Ó tiÕp tôc gia c«ng.

VËn chuyÓn c¸c chi tiÕt ®· ® îc gia c«ng tíi vÞ trÝ kiÓm tra (kiÓm tra gi÷a c¸c

chuyÓn c¸c vÖ tinh tù do vÒ vÞ trÝ cÊp ph«i hoÆc æ tÝch tr÷.

HÖ thèng vËn chuyÓn - tÝch tr÷ chi tiÕt ® îc thiÕt kÕ chñ yÕu theo 3 ph ¬ng ¸n: lo¹i gi¸ tÝch tr÷ víi m¸y xÕp ®èng, lo¹i b¨ng t¶i tÝch tr÷ vµ ph ¬ng ¸n tæ hîp (gåm b¨ng t¶i tÝch tr÷ vµ gi¸ tÝch tr÷ víi m¸y xÕp ®èng ® îc treo thªm gi¸ hoÆc c¸c xe têi di chuyÓn trªn ® êng ray).

nguyªn c«ng) vµ chuyÓn chóng vÒ vÞ trÝ tiÕp nhËn ®Ó gia c«ng tiÕp. Ph©n lo¹i hÖ thèng vËn chuyÓn - tÝch tr÷ chi tiÕt

D íi ®©y chóng ta sÏ nghiªn cøu mét sè hÖ thèng vËn chuyÓn - tÝch tr÷ cã dung l îng võa vµ nhá dïng cho c¸c vÖ tinh cña NhËt B¶n vµ Hoa Kú ® îc l¾p ®Æt c¹nh c¸c m¸y CNC nhiÒu nguyªn c«ng trong hÖ thèng CIM.

Hình 2.9. æ tÝch vÖ tinh víi xe têi di ®éng cña h·ng Hitachi Seiki(NhËt B¶n) 1-C¸c vÖ tinh ; 2-æ tÝch ; 3-ñ êng ray ; 4-Xe têi di ®éng ; 5-M¸y nhiÒu nguyªn c«ng ; 6-C¬ c¬ cÊu quay ; 7- Bµn quay.

Xe têi di ®éng kh¸c b¨ng t¶i tÝch tr÷ ë chç lµ trªn b¨ng t¶i tÝch tr÷ tÊt c¶ c¸c vÖ tinh ® îc di chuyÓn cïng lóc, cßn xe têi di ®éng cã thÓ chän mét vÖ tinh bÊt kú ®Ó cÊp cho m¸y gia c«ng. KÕt cÊu cña xe têi di ®éng kh«ng phøc t¹p, ®¬n gi¶n khi v¹n hµnh vµ ® îc sö dông réng r·i trong c¸c hÖ thèng vËn chuyÓn - tÝch tr÷ nh mét c¬ cÊu vËn chuyÓn, ®¶m b¶o mèi liªn kÕt gi÷a æ tÝch (magazin) vÖ tinh vµ c¸c chç lµm viÖc cña c«ng nh©n.

H×nh vÏ 1 lµ hÖ thèng vËn chuyÓn - tÝch tr÷ (magazin) víi xe têi di ®éng cña h·ng Hitachi Seiki (NhËt B¶n). Di chuyÓn c¸c vÖ tinh 1 tõ c¸c vÞ trÝ cña æ tÝch 2 tíi c¬ cÊu quay 6 ®Ó tù ®éng thay ®æi c¸c vÖ tinh trªn m¸y nhiÒu nguyªn c«ng 5 vµ ng îc l¹i ® îc thùc hiÖn b»ng xe têi di ®éng 4 víi truyÒn ®éng b»ng xÝch hoÆc d©y c¸p. Xe têi ® îc trang bÞ c¬ cÊu tiÕp nhËn ” cÊp ph¸t c¸c vÖ tinh vµ ® îc di chuyÓn trªn ® êng ray 3. Trong æ tÝch cã vÞ trÝ víi bµn quay 7 ® îc dïng ®Ó g¸ vµ th¸o c¸c chi tiÕt gia c«ng vµ ®Ó nèi kÕt víi c¬ cÊu vËn chuyÓn bªn ngoµi hÖ thèng CIM.

HÖ thèng vËn chuyÓn - tÝch tr÷ víi xe têi di ®éng cho phÐp phôc vô mét sè m¸y nhiÒu nguyªn c«ng vµ cã thÓ ® îc sö dông ®Ó vËn chuyÓn nhiÒu lo¹i chi tiÕt gia c«ng kh¸c nhau.

Hình 2 lµ hÖ thèng vËn chuyÓn - tÝch tröõ vôùi baêng t¶i tÝch tröõ trong CIM cña h·ng Cincinnati Milacron (Hoa Kú). HÖ thèng CIM nµy cã 4 m¸y CNC nhiÒu nguyªn c«ng 4 vµ hÖ thèng vËn chuyÓn ” tÝch tröõ c¸c vÖ tinh víi baêng t¶i tÝch tröõ con laên 1 khÐp kÝn vµ c¸c æ tÝch con laên phô trî gi¶m xung 6 ®Æt c¹nh mçi m¸y cña CIM. Ngoµi ra mçi m¸y cßn cã trªn bµn mét vÞ trÝ chê bæ xung 3 cho vÖ tinh, nã cho phÐp gi¶m thêi gian dõng cña m¸y khi thay ®æi vÖ tinh.

Milacron (Mü).1-B¨ng t¶i tÝch tr÷ con l¨n; 2-C¬ cÊu quay; 3-VÞ trÝ bµn bæ xung; 4-C¸c m¸y nhiÒu nguyªn c«ng; 5-C¬ cÊu tiÕp nhËn-cÊp ph¸t; 6-æ tÝch con l¨n phô trî; 7- VÞ trÝ cÊp chi tiÕt; 8-VÞ trÝ th¸o chi tiÕt.

H×nh 2.10. HÖ thèng vËn chuyÓn-tÝch tr÷ vÖ tinh trong CIM cña h·ng Cincinnati

Di chuyÓn vÖ tinh tõ c¸c nh¸nh däc cña b¨ng t¶i sang c¸c nh¸nh ngang vµ tõ c¸c nh¸nh ngang sang c¸c nh¸nh däc ® îc thùc hiÖn b»ng c¸c c¬ cÊu quay 2. Di chuyÓn cña vÖ tinh tõ c¸c æ tÝch gi¶m xung sang vÞ trÝ chê cña m¸y vµ ng îc l¹i ® îc thùc hiÖn nhê c¸c c¬ cÊu tiÕp nhËn - cÊp ph¸t 5 ®ùpc ®Æt ®èi diÖn c¸c vÞ trÝ chê cña c¸c m¸y. B¨ng t¶i tÝch tr÷ trung t©m cã c¸c nh¸nh t¹o thµnh mét bé phËn víi c¸c vÞ trÝ cÊp chi tiÕt 7 vµ th¸o chi tiÕt 8.

HÖ thèng vËn chuyÓn - tÝch tr÷ dông cô cña CIM HiÖu qu¶ gia c«ng trªn m¸y CNC cña hÖ thèng CIM phô thuéc rÊt nhiÒu vµo sù

thay ®æi c¸c dông cô mµ c¸c chØ tiªu c«ng nghÖ cña chóng lµ: tuæi bÒn, chñng

lo¹i chi tiÕt gia c«ng. Tæ chøc vËn hµnh dông cô c¾t trong hÖ thèng CIM bao gåm: TiÕp nhËn dông cô c¾t vµ dông cô phô. Theo dâi tr¹ng th¸i cña dông cô khi gia c«ng chi tiÕt vµ thay ®æi dông cô kÞp thêi. Gi÷ g×n vµ b¶o qu¶n dông cô 1 c¸ch cã hÖ thèng .

Tù ®éng vËn chuyÓn vµ ph©n ph¸t dông cô cho c¸c m¸y gia c«ng cña CIM. Thùc hiÖn cÊp vµ th¸o dông cô tõ c¸c magazin cña c¸c m¸y khi chuyÓn ®æi ®èi t îng

Chøc n¨ng cña hÖ thèng vËn chuyÓn - tÝch tr÷ dông cô

§ a c¸c dông cô ra ngoµi tõ c¸c m¸y cña CIM ®Ó hiÖu chØnh vµ mµi s¾c. § a vµo c¸c m¸y cña CIM c¸c dông cô míi.

gia c«ng vµ l u gi÷ chóng ë c¸c æ tÝch trung t©m.

Mét sè lo¹i hÖ thèng vËn chuyÓn - tÝch tr÷ dông cô

C¸c m¸y CNC nhiÒu nguyªn c«ng ®Òu cã c¸c magazin dông cô (æ tÝch dông cô) ®Ó s¾p ®Æt dông cô vµ c¸c c¬ cÊu ®Ó tù ®éng thay ®æi dông cô theo 1 tr×nh tù ®· ®Þnh lµ tõ magazin tíi trôc chÝnh cña m¸y vµ ng îc l¹i.

C¸c magazin dông cô cã dung l îng tõ 12 - 60 dông cô. Khi sè dông cô < 12 ng êi ta dïng ®Çu revonve. Magazin cã dung l îng tõ 12 - 30 chiÕc ® îc thiÕt kÕ theo kÕt cÊu d¹ng trèng (®Üa), cßn magazin cã sè l îng >50 ® îc thiÕt kÕ theo kÕt cÊu d¹ng xÝch.

Hình 2.11. HÖ thèng vËn chuyÓn-tÝch tröõ dông cô d¹ng xÝch cña h·ng Hitachi Seiki (NhËt

B¶n). 1-æ tÝch dông cô;2-Magazin(æ chøa) dông cô; 3-M¸y; 4-VÖ tinh; 5-c¬ cÊu tiÕp nhËn.

§Ó thay ®æi magazin dông cô, trô ®øng cña m¸y di chuyÓn theo to¹ ®é X cho tíi khi trôc cña c¬ cÊu tiÕp nhËn 5 trïng víi trôc cña 1 trong c¸c magazin dông cô n»m trong æ tÝch 1. Qu¸ tr×nh thay ®æi magazin dông cô ® îc thùc hiÖn 1 c¸ch tù ®éng theo lÖnh cña c¬ cÊu ®iÒu khiÓn sè hoÆc cña m¸y tÝnh hoÆc tõ tr¹m ®iÒu khiÓn trung t©m.

C¸c magazin dông cô 2 ® îc l¾p ®Æt trong æ tÝch 1 cña hÖ thèng. §Ó gia c«ng chi tiÕt, mét trong sè c¸c magazin dông cô ® îc tù ®éng g¸ trªn c¬ cÊu tiÕp nhËn 5 ® îc l¾p ®Æt trªn trô ®øng cña m¸y 3. Trô nµy cã c¸c sèng tr ît ®Ó di chuyÓn ®Çu trôc chÝnh. Khi 1 chi tiÕt kh¸c trªn vÖ tinh 4 ® îc chuyÓn tíi m¸y th× magazin dông cô (vÞ trÝ C) quay trë vÒ vÞ trÝ tù do (vÞ trÝ B) cña æ tÝch, cßn tõ æ tÝch (vÞ trÝ A) magazin dông cô kh¸c ® îc chuyÓn tíi c¬ cÊu tiÕp nhËn 5 ®Ó gia c«ng chi tiÕt võa ® îc chuyÓn tíi.

HÖ thèng ®iÒu khiÓn cña CIM

Ho¹t ®éng cña bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ lËp tr×nh PLC trong c¸c hÖ thèng CIM

nguyªn t¾c ho¹t ®éng còng nh c¸c tÝnh n¨ng vµ thuËn tiÖn cña viÖc sö dông c¸c bé PLC ®iÒu khiÓn trong hÖ thèng CIM. Chi tiÕt vÒ c¸c ng«n ng÷ lËp tr×nh víi PLC vµ c¸ch lËp mét ch ¬ng tr×nh øng dông víi PLC ® îc giíi thiÖu trong phÇn 3.3 (LËp tr×nh cho PLC trong hÖ thèng CIM) cña ch ¬ng 3.

Trong phÇn nµy sÏ giíi thiÖu nh÷ng kh¸i niÖm chung vÒ PLC, s¬ ®å khèi,

Giíi thiÖu chung vÒ c¸c bé PLC

Ngµy nay, khi nãi ®Õn kh¸i niÖm tù ®éng ho¸ phÇn lín mäi ng êi

PLC ® îc ph¸t triÓn dùa trªn c¬ së kü thuËt Vi Xö Lý, hay nãi

sÏ nghÜ vÒ mét hÖ thèng ® îc ®iÒu khiÓn b»ng m¸y tÝnh, tuy nhiªn trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp hiÖn ®¹i c¸c bé lËp tr×nh logic PLC ngµy cµng ® îc sö dông réng r·i nh mét thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn nhá gän vµ hiÖu qu¶. PLC lµ côm tõ viÕt t¾t tiÕng Anh (Programmable Logic Controller) tøc lµ bé ®iÒu khiÓn logic cã kh¶ n¨ng lËp tr×nh ® îc, hay bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh. Bé ®iÒu khiÓn nµy thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng Logic t ¬ng tù nh 1 panel trÔ hay mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn logic ë tr¹ng th¸i cøng.

mét c¸ch kh¸c sù ph¸t triÓn cao cña kü thuËt m¸y tÝnh lµ nÒn t¶ng cho PLC ra ®êi. Nã cho phÐp ta thùc hiÖn linh ho¹t c¸c thuËt to¸n ®iÒu khiÓn sè th«ng qua mét ng«n ng÷ lËp tr×nh, thay cho viÖc ph¶i thÓ hiÖn thuËt to¸n ®ã b»ng m¹ch sè. Ngµy nay trong c«ng nghiÖp PLC (cßn ® îc gäi lµ c¸c m¸y tÝnh c«ng nghiÖp) ngµy cµng ® îc sö dông réng r·i nhê tÝnh linh ho¹t cña mét bé ®iÒu khiÓn sè nhá gän, dÔ thay ®æi thuËt to¸n vµ ®Æc biÖt dÔ trao ®æi th«ng tin víi m«i tr êng xung quanh, nh víi c¸c PLC kh¸c, víi c¸c thiÕt bÞ phô trî trong hÖ thèng vµ víi m¸y tÝnh.

lÆp. Mçi vßng lÆp ® îc gäi lµ vßng quÐt (Scan). Mçi vßng quÐt cã 4 giai ®o¹n:

§äc d÷ liÖu tõ cæng vµo (Input) tíi bé ®Öm. Thùc hiÖn ch ¬ng tr×nh. TruyÒn th«ng néi bé vµ kiÓm tra lçi. § a néi dung cña bé ®Öm tíi c¸c cæng ra (Output). C¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn cña PLC cã thÓ ® îc ph©n lo¹i

thµnh 4 d¹ng sau:

Trong PLC c¸c ch ¬ng tr×nh ® îc thùc hiÖn theo chu tr×nh

§iÒu khiÓn on-off (on-off control) §iÒu khiÓn d·y (sequential control) §iÒu khiÓn ph¶n håi (feedback control) §iÒu khiÓn sù chuyÓn ®éng (motion control) C¸c bé PLC th êng gÆp

trong c«ng nghiÖp:

Sau ®©y lµ mét sè c¸c bé PLC th êng gÆp sö dông réng r·i

Hä c¸c bé PLC Simatic S5, Simatic S7 cña h·ng Siemens, céng hoµ liªn bang §øc. C¸c hä PLC Series 90 TM cña h·ng Fanme, NhËt B¶n. C¸c hä PLC CQM1, CPM1, CPM1A vµ SRM1 cña h·ng OMRON, NhËt B¶n.

C¸c lîi Ých khi sö dông PLC

PLC ®Æc tr ng cho mét m¸y tÝnh cã sù tiªu tèn ®iÖn ¸p lµ rÊt thÊp, tèc ®é truy cËp cao vµ tÝnh linh ®éng trong viÖc thay ®æi øng dông ®iÒu khiÓn. B»ng c¸ch thay thÕ c¸c bé phËn c¬ khÝ b»ng mét bé PLC, viÖc ®iÒu khiÓn mét qu¸ tr×nh c«ng nghÖ sÏ trë nªn nhanh h¬n, rÎ h¬n vµ do ®ã ®em l¹i hiÖu qu¶ cao h¬n. Cã nhiÒu lý do cho thÊy PLC lµ mét sù lùa chän tèt h¬n so víi viÖc sö dông c¸c cuén r¬le hay lµ mét m¸y tÝnh chuÈn dïng cho viÖc ®iÒu khiÓn. ChiÕm Ýt kh«ng gian: Mét bé PLC yªu cÇu Ýt kh«ng gian h¬n mét m¸y tÝnh hoÆc mét b¶ng R¬le víi cïng mét c«ng viÖc thùc hiÖn. Gi¸ thµnh thÊp h¬n: Gi¸ mua mét bé PLC chØ b»ng cì 4 hoÆc 5 c¸i r¬le, nh ng nã l¹i cã thÓ thay thÕ c«ng viÖc cña hµng tr¨m r¬le. BÒn v÷ng trong m«i tr êng lµm viÖc c«ng nghiÖp : Vá bäc cña mét bé PLC ® îc t¹o ra víi ®ñ ®é cøng ®Ó cã thÓ bÒn v÷ng trong m«i

tr êng lµm viÖc kh¾c nghiÖt trong mét nhµ m¸y. Trong khi ®ã, vá c¸c m¸y tÝnh kh«ng ® îc chÕ t¹o ®Ó ®¸p øng ® îc c¸c yªu cÇu nµy. Sö dông giao diÖn kÕt nèi trùc tiÕp: C¸c m¸y tÝnh tiªu chuÈn yªu cÇu mét hÖ thèng phøc t¹p vµ bÞ h¹n chÕ trong viÖc giao diÖn hay kÕt nèi víi nh÷ng thiÕt bÞ kh¸c. Trong khi ®ã giao diÖn cña mét bé PLC cho phÐp kÕt nèi trùc tiÕp víi c¸c thiÕt bÞ kh¸c. DÔ dµng trong viÖc lËp tr×nh: C¸c bé PLC th êng sö dông mét ng«n ng÷ lËp tr×nh gäi lµ logic bËc thang. §©y lµ mét ng«n ng÷ ® îc t¹o nªn dùa trªn nh÷ng tiªu chuÈn c«ng nghiÖp vÒ c¸c biÓu t îng trong c¸c hÖ thèng phÇn cøng r¬le, vµ c¸c tiªu chuÈn nµy th× ®· trë nªn quen thuéc víi nh÷ng nhµ kÜ thuËt trong c«ng nghiÖp. TÝnh linh ho¹t: ViÖc thay ®æi c¸c thiÕt bÞ phÇn cøng ®iÒu khiÓn lu«n lu«n phøc t¹p h¬n so víi viÖc thay ®æi phÇn mÒm (thay ®æi ch ¬ng tr×nh lËp tr×nh) khi mµ c¸c øng dông cña ta thay ®æi. C¸c bé PLC cho phÐp chóng ta kh¶ n¨ng linh ho¹t trong viÖc thay ®æi c¸c øng dông cÇn thùc hiÖn b»ng c¸ch thay ®æØ ch ¬ng tr×nh lËp cho bé ®iÒu khiÓn PLC. Trong khi ta chØ cÇn lËp l¹i ch ¬ng tr×nh theo ®óng øng dông yªu cÇu vµ thay ®æi kÕt nèi c¸c ®Çu vµo, ®Çu ra th× víi mét bé c¸c r¬le, khi muèn thay ®æi øng dông ta ph¶i mÊt rÊt nhiÒu thêi gian cho c«ng viÖc nèi c¸c d©y dÉn vµ thay ®æi cÊu tróc m¹ch.

HÖ thèng kiÓm tra cña CIM

HÖ thèng kiÓm tra tù ®éng thÓ hiÖn kh¶ n¨ng tù ®éng ho¸ cao v× kh«ng cã sù tham gia cña con ng êi. Nã cã c¸c chøc n¨ng sau: NhËn vµ tr×nh th«ng tin vÒ c¸c tÝnh chÊt, tr¹ng th¸i kü thuËt vµ c¸ch bè trÝ kh«ng gian cña c¸c ®èi t îng ® îc kiÓm tra, ®ång thêi kiÓm tra tr¹ng th¸i cña m«i tr êng c«ng nghÖ vµ ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt. So s¸nh gi¸ trÞ thùc tÕ víi gi¸ trÞ danh nghÜa cña th«ng sè. TruyÒn th«ng tin vÒ sù kh«ng t ¬ng thÝch víi c¸c m« h×nh cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®Ó kÞp thêi hiÖu chØnh trªn c¸c cÊp ®iÒu khiÓn kh¸c nhau cña hÖ thèng CIM. NhËn vµ tr×nh th«ng tin vÒ thùc hiÖn chøc n¨ng. HÖ thèng kiÓm tra tù ®éng cÇn ®¶m b¶o: Kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh tù ®éng c¸c thiÕt bÞ kiÓm tra trong ph¹m vi 1 chñng lo¹i cña ®èi t îng ® îc kiÓm tra. Phèi hîp c¸c ®Æc tÝnh ®éng lùc häc cña hÖ thèng kiÓm tra tù ®éng víi c¸c tÝnh chÊt ®éng lùc häc cña cac ®èi t îng cÇn ® îc kiÓm tra.

Chøc n¨ng cña hÖ thèng kiÓm tra tù ®éng

§é tin cËy cña kiÓm tra, kÓ c¶ kiÓm tra viÖc chuyÓn ®æi vµ

truyÒn th«ng tin.

§é æn ®Þnh cña c¸c thiÕt bÞ kiÓm tra. HÖ thèng kiÓm tra tù ®éng cña CIM ph¶i ®¶m b¶o chÊt

l îng s¶n phÈm b»ng c¸ch kiÓm tra vËt liÖu, ph«i, dông cô,®å g¸, chÕ ®é c¾t, thö s¶n phÈm, c¸c th«ng sè cña thiÕt bÞ c«ng nghÖ vµ s¶n phÈm trªn tÊt c¶ c¸c giai ®o¹n cña qu¸ tr×nh chÕ t¹o. Ngoµi ra ph¶i ®¶m b¶o hiÖu qu¶ cao nhÊt cña CIM b»ng c¸ch kiÓm tra vµ chuÈn ®o¸n c¸c r«bèt c«ng nghÖ, c¸c thiÕt bÞ gia c«ng tù ®éng, kü thuËt tÝnh to¸n vµ kü thuËt lËp tr×nh.

CÊu tróc cña hÖ thèng kiÓm tra tù ®éng

Cã 3 møc: møc cao, trung b×nh, thÊp. HÖ thèng kiÓm tra tù ®éng cho phÐp x¸c ®Þnh ®èi t îng vµ thiÕt bÞ kiÓm tra ®èi t îng víi tõng møc (cao, trung b×nh, thÊp).

a. Møc cao §¶m b¶o kiÓm tra tæng hîp tÊt c¶ c¸c tÕ bµo tù ®éng (m«®un tù ®éng) ®Ó phèi hîp ho¹t ®éng, ®Ó ®iÒu chØnh vµ söa ch÷a, ®Ó truyÒn t¶i th«ng tin tíi tr¹m ®iÒu khiÓn cña CIM vµ ®Ó gi¶i quyÕt c¸c nhiÖm vô sau:

TiÕp nhËn, xö lý vµ tæng hîp th«ng tin tõ møc thÊp h¬n( tõ c¸c tÕ bµo tù ®éng).

KiÓm tra khèi l îng vµ chÊt l îng s¶n phÈm vµ cung øng vËt chÊt„kü thuËt(vËt liÖu, dông cô, ...).

KiÓm tra c¸c nguyªn c«ng ® îc thùc hiÖn trªn c¸c tÕ bµo tù ®éng. Tù kiÓm vµ kiÓm tra ho¹t ®éng cña møc thÊp h¬n.

§èi t îng kiÓm tra ë møc cao lµ tÊt c¶ c¸c tÕ bµo tù ®éng ®iÓn h×nh( tÕ bµo gia c«ng, vËn chuyÓn, kho chøa, ®o-kiÓm tra, tÕ bµo thö nghiÖm) vµ chç lµm viÖc cña c«ng nh©n. thiÕt bÞ kiÓm tra lµ tæ hîp m¸y tÝnh ®iÒu khiÓn trªn c¬ së c¸c m¸y tÝnh nhá.

b. Møc trung b×nh §¶m b¶o kiÓm tra tÕ bµo tù ®éng vµ truyÒn lªn møc cao th«ng tin tæng hîp vÒ tÝnh chÊt, tr¹ng th¸i kü thuËt vµ vÞ trÝ kh«ng gian cña c¸c ®èi t îng ® îc kiÓm tra vµ cña c¸c bé phËn cña tÕ bµo tù ®éng. HÖ thèng kiÓm tra tù ®éng ë møc trung b×nh gi¶i quyÕt c¸c nhiÖm vô sau: TiÕp nhËn vµ xö lý th«ng tin vÒ c¸c th«ng sè ® îc kiÓm tra, vÒ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña tÕ bµo tù ®éng, vÒ c¸c th«ng sè cña m«i tr êng c«ng nghÖ vµ truyÒn th«ng tin lªn møc cao. KiÓm tra chÊt l îng gia c«ng trªn c¸c tÕ bµo tù ®éng.

 KiÓm tra c¸c nguyªn c«ng.  Tù kiÓm vµ kiÓm tra ho¹t ®éng cña møc thÊp h¬n. §èi t îng kiÓm tra møc nµy lµ tÕ bµo tù ®éng (gåm tÊt c¶ c¸c hÖ thèng tù ®éng c¬ së). ThiÕt bÞ kiÓm tra lµ tæ hîp m¸y tÝnh ®iÒu khiÓn trªn c¬ së c¸c m¸y tÝnh nhá. Tæ hîp m¸y tÝnh ®iÒu khiÓn gåm: c¸c m¸y tÝnh, thiÕt bÞ nèi kÕt víi c¸c ®Çu cuèi ë xa vµ m¹ng m¸y tÝnh néi bé vµ c¸c thiÕt bÞ n©ng cao ®é æn ®Þnh cña hÖ thèng.

c.Møc thÊp §¶m b¶o kiÓm tra ®èi t îng gia c«ng, tr¹ng th¸i kü thuËt vµ vÞ trÝ kh«ng gian

cña c¸c bé phËn cña m¸y CNC, cña r«bèt cÊp ph«i, cña thiÕt bÞ kiÓm tra tù ®éng. HÖ thèng kiÓm tra tù ®éng ë møc thÊp gi¶i quyÕt c¸c nhiÖm vô sau:

tin lªn møc trung b×nh.

 TiÕp nhËn vµ xö lý th«ng tin vÒ c¸c th«ng sè ® îc kiÓm tra vµ truyÒn th«ng

 KiÓm tra ho¹t ®éng cña c¸c bé phËn m¸y.  TruyÒn th«ng tin tíi hÖ thèng phôc vô ®Ó chuÈn ®o¸n c¸c háng hãc cña dông

cô vµ thiÕt bÞ.

§èi t îng kiÓm tra lµ c¸c thµnh phÇn cña hÖ thèng tù ®éng c¬ së nh c¬ cÊu

®iÒu khiÓn, c¬ cÊu chuyÓn ®æi, c¬ cÊu chÊp hµnh, ®èi t îng gia c«ng. ThiÕt bÞ kiÓm tra lµ c¸c ®attric ®o lùc c¾t (dïng cho c¸c m¸y c¾t kim lo¹i), c¸c ®attric x¸c ®Þnh vÞ trÝ (dïng cho r«bèt), ®attric hµnh tr×nh (dïng cho r«bèt vËn chuyÓn), c¸c ®attric nhiÖt ®é, ®attric ¸p suÊt, ®attric ®é Èm, ...(dïng cho kiÓm tra m«i tr êng c«ng nghÖ).

nguyªn c«ng tr íc ®ã.

2.6.3 Nguyªn t¾c x©y dùng hÖ thèng kiÓm tra tù ®éng Cã 2 nguyªn t¾c l¯: ‚kh«ng tin cËy‛ (kiÓm tra l¹i) v¯ ‚tin cËy‛.  KiÓm tra ‚kh«ng tin cËy‛ cã 3 ph¬ng ¸n: KiÓm tra ®Çu vµo cña nguyªn c«ng tiÕp theo (m¸y tiÕp theo) tÊt c¶ c¸c yÕu tè cña

KiÓm tra ®Çu vµo cña nguyªn c«ng tiÕp theo 1 phÇn c¸c th«ng sè ®· ® îc kiÓm tra ë nguyªn c«ng tr íc (nh÷ng th«ng sè nµy cã kh¶ n¨ng ¶nh h ëng ®Õn chÊt l îng cña nguyªn c«ng tiÕp theo).

cho c¸c thiÕt bÞ kiÓm tra ®Æt ë ®Çu ra cña nguyªn c«ng tr íc vµ ë ®Çu vµo cña nguyªn c«ng tiÕp theo.

 KiÓm tra ‚tin cËy‛ th× kh«ng cÇn thiÕt ph¶i kiÓm tra ë ®Çu vµo cña nguyªn

KiÓm tra ph©n phèi, tøc lµ tÊt c¶ c¸c th«ng sè cÇn kiÓm tra ® îc chia ra 2 phÇn

c«ng tiÕp theo.

Nguyªn t¾c kiÓm tra ‚tin cËy‛ l¯ thÝch hîp cho CIM nhÊt. Nguyªn t¾c n¯y

® îc sö dông ®Ó hoµn chØnh quy trình c«ng nghÖ, cßn hÖ thèng kiÓm tra vµ chuÈn ®o¸n phaûi ñaûm baûo giaûi quyÕt 1 nhiÖm vô phøc t¹p, ®ã lµ tèi u ho¸ sè nguyªn c«ng cÇn kiÓm tra. “

2.6.4 C¸c th«ng sè cÇn kiÓm tra trong qu¸ tr×nh gia c«ng chi tiÕt Khi kiÓm tra vËt liÖu ®Çu vµo ng êi ta x¸c ®Þnh kÝch th íc khu«n khæ, khèi

l îng vµ c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña vËt liÖu. Khi kiÓm tra ph«i ng êi ta x¸c ®Þnh kÝch th íc h×nh häc nh chiÒu dµi, ® êng kÝnh mÆt chuÈn ®Ó cho r«bèt cã thÓ tãm ® îc vµ ®Ó kÑp trong ®å g¸, ®ång thêi ng êi ta cßn quan s¸t c¸c khuyÕt tËt bªn ngoµi vµ bªn trong ®Ó ñaûm baûo chÕ ®é gia c«ng tù ®éng. KiÓm tra ë vïng gia c«ng lµ kiÓm tra ®é chÝnh x¸c g¸ ®Æt vµ kÑp chÆt chi tiÕt trong ®å g¸.

Víi chi tiÕt gia c«ng d¹ng trßn xoay thì c¸c th«ng sè kiÓm tra ® îc thÓ hiÖn trªn (hình vÏ 1). C¸c th«ng sè ®ã lµ: ® êng kÝnh, chiÒu dµi, chiÒu s©u, kÝch th íc ren, kÝch th íc gãc, b¸n kÝnh mÆt ®Çu, ®é c«n, ®é c¹nh, ®é «van, ®é nh¸m, ®é ®ång t©m cña mÆt ngoµi vµ mÆt trong, ®é song song vµ ®é vu«ng gãc cña bÒ mÆt, ®é ñaûo cña mÆt trßn trong.

H×nh 2.13. Chi tiÕt ®iÓn h×nh vËt thÓ trßn xoay.

ph¶i kiÓm tra c¸c th«ng sè cña dông cô c¾t (®é mßn cña dao, nhiÖt ®é l ìi c¾t), kiÓm tra m¸y (®Þnh vÞ vµ kÑp chÆt chi tiÕt, biÕn d¹ng cña m¸y), kiÓm tra chÕ ®é gia c«ng (lùc c¾t, tèc ®é c¾t, m«men xo¾n, l îng ch¹y dao vµ chiÒu s©u c¾t), kiÓm tra m«i tr êng c«ng nghÖ (nhiÖt ®é vµ tiªu hao dung dÞch tr¬n nguéi, c¸c yÕu tè t¸c ®éng kh¸c nh : rung ®éng, nhiÖt ®é, ¸p suÊt vµ ®é Èm cña kh«ng khÝ) vµ kiÓm tra c¸c hÖ thèng phô trî.

§Ó ®¶m b¶o chÊt l îng s¶n phÈm cÇn kiÓm tra kh«ng chØ c¸c chi tiÕt mµ cßn

Ch ¬ng 3 LËp tr×nh gia c«ng trong hÖ thèng CIM

3.1. LËp tr×nh cho m¸y CNC trong hÖ thèng CIM 3.1.1. Giíi thiÖu vÒ m¸y CNC sö dông trong hÖ thèng CIM Trong c¸c hÖ thèng CIM th«ng th êng c¸c m¸y CNC ® îc sö dông t¹i c¸c

tr¹m gia c«ng, mçi m¸y CNC cã mét nhiÖm vô thùc hiÖn mét hay mét sè nguyªn c«ng trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt cña CIM. Cïng víi mét phÇn mÒm thiÕt kÕ gia c«ng c¬ khÝ vµ c¸c ®Çu vµo, ra ®Ó giao tiÕp víi c¸c Robot cho phÐp chóng ta cã thÓ lËp tr×nh ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c m¸y CNC gia c«ng c¸c chi tiÕt cÇn thiÕt trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt cña CIM mçi khi cã tÝn hiÖu yªu cÇu tõ robot hay tõ m¸y tÝnh trung t©m.

3.1.2. LËp tr×nh cho m¸y CNC trong hÖ thèng CIM §Ó lËp tr×nh cho c¸c m¸y CNC trong hÖ thèng CIM tuú theo tõng lo¹i phÇn mÒm thiÕt kÕ gia c«ng c¬ khÝ ® îc sö dông víi c¸c lo¹i m¸y CNC cña c¸c h·ng kh¸c nhau mµ mçi lo¹i sö dông mét sè c¸c hÖ lÖnh nhÊt ®Þnh, nh ng nãi chung trong hÖ thèng CIM c¸c ng«n ng÷ lËp tr×nh cho m¸y CNC chñ yÕu dïng hÖ lÖnh G vµ hÖ lÖnh M. Ng êi sö dông cã thÓ lËp tr×nh trùc tiÕp t¹i c¸c m¸y gia

CNC ®Ó ch¹y ch ¬ng tr×nh. Víi kh¶ n¨ng ngµy cµng m¹nh cña c¸c c«ng cô phÇn mÒm viÖc lËp tr×nh gia c«ng ®èi víi c¸c m¸y CNC ngµy cµng trë nªn ®¬n gi¶n, ng êi lËp tr×nh ngµy nay thËm chÝ kh«ng cÇn ph¶i häc mét ng«n ng÷ lËp tr×nh phøc t¹p ®Ó lËp tr×nh cho mét m¸y CNC, thay vµo ®ã ng êi ta chØ cÇn sö dông c¸c phÇn mÒm thiÕt kÕ ®Ó thiÕt kÕ nªn h×nh d¹ng s¶n phÈm trªn m¸y tÝnh, n¹p c¸c d÷ liÖu cÇn thiÕt vÒ kÝch th íc ph«i, qu¸ tr×nh gia c«ng, dông cô, c¸c th«ng sè h×nh häc cÇn thiÕt... sau ®ã hÖ thèng phÇn mÒm sÏ t¹o ra ch ¬ng tr×nh CNC vµ cung cÊp ch ¬ng tr×nh ®ã d íi d¹ng c¸c vËt mang tin phï hîp cho c¸c m¸y gia c«ng.

c«ng hoÆc lËp tr×nh b»ng phÇn mÒm m¸y tÝnh råi kÕt nèi víi m¸y gia c«ng

trong hÖ thèng CIM víi c¸c m¸y CNC th«ng th êng ®ã lµ kh¶ n¨ng giao tiÕp gi÷a c¸c m¸y CNC víi c¸c Robots trong hÖ thèng. C¸c robot cã nhiÖm vô cÊp ph«i vµo vµ gñi tÝn hiÖu b¾t ®Çu cho qu¸ tr×nh gia c«ng t¹i c¸c m¸y CNC còng nh vµo g¾p chi tiÕt ®· thùc hiÖn xong nguyªn c«ng t¹i m¸y CNC ®ã vËn chuyÓn tíi nguyªn c«ng míi trong d©y chuyÓn s¶n xuÊt khi m¸y CNC b¸o lµ ®· gia c«ng xong. ViÖc liªn l¹c gi÷a c¸c robot vµ c¸c m¸y CNC vÒ phÇn cøng ® îc thùc hiÖn b»ng sù liªn kÕt gi÷a c¸c modun I/O cña robot vµ cña c¸c m¸y CNC t ¬ng øng, vÒ phÇn mÒm ® îc thùc hiÖn b»ng c¸c lÖnh M62, M64, M66, M76. C¸c lÖnh nµy cho phÐp mét tÝn hiÖu ® îc göi tõ bé ®iÒu khiÓn cña m¸y CNC tíi mét thiÕt bÞ kh¸c,

Trong hÖ thèng CIM ®iÒu kh¸c nhau quan träng gi÷a c¸c m¸y CNC

hoµn thµnh c«ng viÖc.

tíi robot ch¼ng h¹n, vµ ®îi mét tÝn hiÖu ph¶n håi b¸o lµ thiÕt bÞ ®ã ®·

víi mét thiÕt bÞ kh¸c nh víi mét robot ch¼ng h¹n)

- M62 lµ lÖnh ® a tÝn hiÖu On ra ®Çu ra 1 (®Çu ra nµy cã thÓ ® îc nèi

- M64 lµ lÖnh ® a tÝn hiÖu Off ra ®Çu ra 1 - M66 lµ lÖnh ®îi mét tÝn hiÖu tõ ®Çu vµo 1 On - M76 lµ lÖnh ®îi mét tÝn hiÖu tõ ®Çu vµo 1 Off

víi chøc n¨ng t ¬ng tù khi m¸y CNC nèi víi nhiÒu h¬n mét thiÕt bÞ phô trî kh¸c.

T ¬ng tù ta còng cã thÓ sö dông thªm c¸c lÖnh M63, M65, M67, M77

Bªn c¹nh c¸c lÖnh hç trî vµo ra nµy ta cßn th êng xuyªn sö dông c¸c

lÖnh c¬ b¶n sau:

C¸c lÖnh M th êng sö dông:

- M00 (Program Stop) lµ lÖnh dõng ch ¬ng tr×nh. - M02 (Program Reset) lÖnh Reset l¹i ch ¬ng tr×nh. - M30 (Program Reset and Rewind) lµ lÖnh b¸o kÕt thóc ch ¬ng tr×nh

vµ ® a ®iÒu khiÓn ch ¬ng tr×nh vÒ tr¹ng th¸i reset ban ®Çu.

- M98 (SubProgram Call) lµ lÖnh gäi ch ¬ng tr×nh con. - M99 (SubProgram End) lµ lÖnh b¸o kÕt thóc ch ¬ng tr×nh con vµ ® a

®iÒu khiÓn ch ¬ng tr×nh vÒ ch ¬ng tr×nh chÝnh. NÕu mét lÖnh M99 ® îc ®Æt cuèi ch ¬ng tr×nh chÝnh th× khi ch ¬ng tr×nh dÞch gÆp lÖnh nµy nã sÏ tù ®éng nh¶y vÒ ®Çu ch ¬ng tr×nh chÝnh ®Ó thùc hiÖn vßng lÆp tiÕp theo.

®ång hå, tèc ®é quay cña trôc chÝnh lµ mét th«ng sè ® îc ®Æt sau lÖnh nµy. - M05 (Spindle Stop) ®©y lµ lÖnh ®i kÌm víi lÖnh M03 ®Ó dõng trôc

chÝnh.

- M03 (Spindle Forward) lµ lÖnh lµm quay trôc chÝnh theo chiÒu kim

- M06 (Auto Tool Change) LÖnh vÒ bé thay dao tù ®éng.

C¸c lÖnh G th êng sö dông: C¸c lÖnh G ® îc sö dông ®Ó t¹o nªn c¸c chuyÓn ®éng h×nh häc cña dông

G00 lµ lÖnh dÞch chuyÓn nhanh kh«ng ¨n dao. G01 lµ lÖnh néi suy ® êng th¼ng (tÞnh tiÕn)

- - - G02 lµ lÖnh néi suy ® êng trßn (c¾t theo ® êng trßn), theo chiÒu kim

cô vµ ®iÒu hµnh c¸c tr¹ng th¸i cña m¸y CNC.

®ång hå.

- G03 lµ lÖnh néi suy ® êng trßn (c¾t theo ® êng trßn), theo chiÒu

- G04 lµ lÖnh dõng víi thêi gian x¸c ®Þnh; nÕu thêi gian trÔ ® îc ®Æt

ng îc chiÒu kim ®ång hå.

sau ch÷ X th× ® îc tÝnh theo gi©y(s) cßn nÕu ® îc ®Æt sau ch÷ P th× ® îc tÝnh theo ®¬n vÞ 1/1000 s.

G20 ®Æt quy íc tÝnh theo hÖ Anh (inch) G21 ®Æt quy íc tÝnh theo hÖ MÐt (mm) G28 lµ lÖnh dÞch chuyÓn vÒ ®iÓm gèc (Reference Point) G90 lµ lÖnh ®Æt dÞch chuyÓn theo ®iÓm kh«ng tuyÖt ®èi (Absolute

G91 lµ lÖnh ®Æt dÞch chuyÓn gia t¨ng.

- - - - Zero). - 3.1.3. øng dông lËp tr×nh cho c¸c m¸y CNC trong hÖ thèng

MiniCIM

Trong phÇn nµy ta t×m hiÓu vÒ c¸ch lËp ch ¬ng tr×nh vµ ch¹y c¸c ch ¬ng tr×nh trªn 2 m¸y CNC trong hÖ thèng MiniCIM t¹i phßng thÝ nghiÖm vÒ CIM cña bé m«n c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y. §©y lµ hai m¸y CNC cña h·ng Denford víi vai trß lµ c¸c tr¹m gia c«ng d¹ng m« pháng cho gi¶ng d¹y trong hÖ thèng MiniCIM, mét m¸y tiÖn CNC vµ mét m¸y phay/khoan CNC. Mçi m¸y cã mét m¸y tÝnh (controller) ®iÒu khiÓn vµ mét phÇn mÒm ®Ó lËp ch ¬ng tr×nh t ¬ng øng: M¸y z

tiÖn CNC lµ phÇn mÒm CNC MicroTurning 2000 vµ m¸y phay CNC lµ phÇn mÒm CNC MicroMill 2000. §ång thêi c¸c modul vµo ra cña bé ®iÒu khiÓn c¸c m¸y CNC (c¸c m¸y tÝnh) còng ® îc nèi víi c¸c ®Çu vµo/ra cña c¸c robot lµm viÖc t¹i c¸c tr¹m t ¬ng øng.

C¸c b íc kÝch ho¹t phÇn mÒm, t¹o mét file ch ¬ng tr×nh míi, so¹n th¶o c¸c lÖnh, load mét ch ¬ng tr×nh vµ liªn kÕt víi m¸y CNC ®Ó thùc hiÖn ch ¬ng tr×nh ®èi víi hai phÇn mÒm MicroTurning vµ MicroMill ®Òu t ¬ng tù nh nhau. Sau ®©y lµ mét file ch ¬ng tr×nh ®· ® îc so¹n th¶o:

3.2. LËp tr×nh cho Robot trong hÖ thèng CIM 3.2.1. C¬ së lËp tr×nh cho robot, ng«n ng÷ MCL II 3.2.1.1.Giíi thiÖu vÒ ng«n ng÷ MCL II MCL (Manufacturing Control Language) lµ mét ng«n ng÷ lËp tr×nh ®a chøc n¨ng dïng trong s¶n xuÊt, ® îc t¹o ra vµ ph¸t triÓn ®Ó øng dông cho viÖc lËp tr×nh c¸c thiÕt bÞ vµ c¸c hÖ thèng tù ®éng. §©y lµ mét ng«n ng÷ ® îc t¹o ra ®Ó hîp nhÊt nh÷ng yªu cÇu phong phó vÒ lËp tr×nh cña ng êi sö dông ë nhiÒu cÊp ®é kh¸c nhau trong s¶n xuÊt c«ng nghiÖp. Víi MCL ng êi sö dông cã thÓ t¹o ra

tõ nh÷ng ch ¬ng tr×nh ®¬n gi¶n ®iÒu khiÓn robot vµ c¸c thiÕt bÞ phô trî

®Õn nh÷ng ch ¬ng tr×nh phøc t¹p ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c robot, thu thËp d÷ liÖu, giao tiÕp th«ng tin vµ xö lÝ c¸c d÷ liÖu ®ã.

3.2.1.2. M« t¶ c¸c kiÓu d÷ liÖu vµ c¸c c©u lÖnh th êng ® îc sö

dông trong ng«n ng÷ MCL II

Víi ph¹m vi ®Ò tµi nµy, chóng t«i chØ giíi thiÖu ng¾n gän nh÷ng kiÓu d÷ liÖu vµ nh÷ng c©u lÖnh th êng ® îc sö dông trong ng«n ng÷ MCL ®Ó lËp tr×nh cho c¸c robot thùc hiÖn c¸c c«ng viÖc nhÊt ®Þnh theo môc ®Ých cña ng êi sö dông.

C¸c kiÓu d÷ liÖu

Trong MCL sö dông 3 kiÓu d÷ liÖu th«ng dông: KiÓu Integer (sè

nguyªn), kiÓu String (x©u kÝ tù), vµ kiÓu Point (®iÓm).

KiÓu Integer : Mét biÕn cã kiÓu Integer, cã thÓ lµ biÕn ®Þa ph ¬ng hay

 C¸c to¸n tö dïng víi kiÓu Integer:

toµn côc, cã gi¸ trÞ n»m trong kho¶ng -2147483647 ®Õn 2147483647.

‘+’ : phÐp céng ‘-’ : phÐp trõ ‘*’ : phÐp nh©n ‘/’ : phÐp chia ‘^’ : luü thõa

 C¸c to¸n tö so s¸nh dïng víi kiÓu Integer:

‘=’ : bºng ‘<>’: kh¸c ‘>,<’ : lín, bÐ h¬n

255 kÝ tù, biÕn kiÓu string còng cã thÓ lµ biÕn ®Þa ph ¬ng hoÆc biÕn toµn côc.

 C¸c to¸n tö dïng víi kiÓu String:

KiÓu String : Mét biÕn kiÓu string lµ mét x©u kÝ tù cã ®é dµi tèi ®a lµ

‘+’ : phÐp céng

‘=’ : bºng ‘<>’: kh¸c

KiÓu Point : BiÕn Point trong ng«n ng÷ MCL cã thÓ coi gièng nh biÕn b¶n ghi trong c¸c ng«n ng÷ lËp tr×nh cÊu tróc th«ng th êng nh Pascal. Trong phÇn mÒm qu¶n lÝ robot c¸c vÞ trÝ lµm viÖc cña robot ® îc x¸c ®Þnh lµ vÞ trÝ cña c¸c ®iÓm vµ qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña robot t ¬ng øng víi viÖc

 C¸c to¸n tö so s¸nh dïng víi kiÓu String:

robot sÏ dÞch chuyÓn tõ ®iÓm nµy ®Õn ®iÓm kia víi to¹ ®é cña c¸c ®iÓm ®· ® îc ghi nhí tr íc. Nh vËy thùc chÊt gi¸ trÞ cña c¸c biÕn Point ë ®©y lµ c¸c thµnh phÇn to¹ ®é cña mét ®iÓm ®· ® îc ghi nhí.

Khai b¸o mét biÕn Point cã d¹ng MyPoint Trong c¸c ch ¬ng tr×nh lËp tr×nh cho robot th«ng th êng ta th êng sö dông kiÓu d÷ liÖu Point d íi d¹ng c¸c m¶ng ®iÓm ®Ó ghi nhí c¸c vÞ trÝ lµm viÖc cña robot tuú theo tõng c«ng viÖc mét, mçi c«ng viÖc sÏ t ¬ng øng víi mét m¶ng ®iÓm riªng. VÝ dô: Point Lathe [20] lµ khai b¸o mét m¶ng cã 20 phÇn tö ®iÓm øng víi 20 vÞ trÝ lµm viÖc cña robot.

C¸c c©u lÖnh th êng dïng LÖnh ACCEL : Thay ®æi gia tèc cña robot Khai b¸o : ACCEL gi¸ trÞ [trôc]

Víi gi¸ trÞ ë ®©y lµ gi¸ trÞ cña gia tèc mµ ta muèn ®Æt Trôc: sè hiÖu cña trôc

LÖnh AND : Thùc hiÖn phÐp logic and gi÷a 2 biÓu thøc

LÖnh AND th êng ® îc sö dông kÌm trong c¸c c©u lÖnh if, while,

Khai b¸o : (biÓu thøc 1) AND (biÓu thøc 2)

repeat,nã chØ tr¶ vÒ kÕt qu¶ true nÕu c¶ hai biÓu thøc ®Òu ®óng. LÖnh OR : Thùc hiÖn phÐp logic or gi÷a 2 biÓu thøc LÖnh rÏ nh¸nh BRANCH : ChuyÓn ®iÒu khiÓn ch ¬ng tr×nh tíi mét

Khai b¸o : BRANCH tªn nh·n

nh·n cho s½n.

LÖnh gäi ch ¬ng tr×nh con CALL : ChuyÓn ®iÒu khiÓn ch ¬ng tr×nh

Khai b¸o : CALL tªn ch ¬ng tr×nh con LÖnh CASE : C©u lÖnh lùa chän c¸c tr êng hîp.

Khai b¸o : SELECT [biÓu thøc lùa chän] CASE biÓu thøc 1 THEN //C¸c c©u lÖnh CASE biÓu thøc 2 THEN //C¸c c©u lÖnh ...

[OTHERWISE

tíi mét ch ¬ng tr×nh con cho s½n.

//C¸c c©u lÖnh ]

ENDSELECT

LÖnh trÔ thêi gian DELAY : Dõng ch ¬ng tr×nh trong mét kho¶ng

thêi gian nhÊt ®Þnh.

Khai b¸o : DELAY thêi gian

LÖnh dõng ch ¬ng tr×nh END :th êng ® îc sö dông ë cuèi mét

Thêi gian ë ®©y ® îc tÝnh theo 1/100 gi©y

LÖnh FOR : LÖnh vßng lÆp thùc hiÖn mét sè lÖnh víi sè lÇn h÷

ch ¬ng tr×nh chÝnh.

Khai b¸o : FOR chØ sè b¾t ®Çu TO chØ sè kÕt thóc [STEP gi¸ trÞ]

//C¸c c©u lÖnh

mçi lÇn lÆp, mÆc ®Þnh lµ 1.

Trong ®ã, gi¸ trÞ sau tõ kho¸ STEP biÓu thÞ kho¶ng t¨ng cña chØ sè sau

LÖnh GOTO cã chøc n¨ng t ¬ng tù c©u lÖnh rÏ nh¸nh BRANCH,

chuyÓn ®iÒu khiÓn ch ¬ng tr×nh tíi mét nh·n ®Þnh tr íc.

Khai b¸o : GOTO tªn nh·n

LÖnh kÑp chi tiÕt b»ng hµm kÑp cña robot GRASP

Khai b¸o : GRASP

Khai b¸o : RELEASE

C©u lÖnh nµy th êng ®i kÌm víi lÖnh nh¶ chi tiÕt ra RELEASE

LÖnh GRWIDTH : Më hµm kÑp cña robot víi mét ®é réng nhÊt

®Þnh

Khai b¸o : GRWIDTH ®é réng

nµy cã thÓ ® îc sö dông kÕt hîp trong c©u lÖnh If-Then ®Ó t¹o

LÖnh nªn mét c©u lÖnh chê ®iÒu kiÖn vµo.

LÖnh INP : cho phÐp kiÓm tra tr¹ng th¸i cña tÝn hiÖu vµo ®· ®Þnh.

Khai b¸o : INP (input) VÝ dô :

IF INP(2) = 1 THEN CALL LoadPallet

Khai b¸o : IF biÓu thøc THEN

LÖnh IF-ELSE : § îc sö dông ®Ó ®iÒu khiÓn rÏ nh¸nh ch ¬ng tr×nh

//C¸c c©u lÖnh

[ELSE [IF ... ]

ENDIF

nh¸nh.

HoÆc Tªn nh·n :

Khai b¸o : LABEL tªn nh·n

LÖnh LMOVE : Di chuyÓn robot tõ ®iÓm nµy ®Õn ®iÓm kia theo mét ® êng

th¼ng.

Khai b¸o : LMOVE ®iÓm

Robot sÏ thùc hiÖn viÖc di chuyÓn tõ ®iÓm hiÖn t¹i ®Õn ®iÓm ® îc cho sau lÖnh LMOVE theo mét ® êng th¼ng.

th¼ng vµ tiÕp tôc ch ¬ng tr×nh mµ kh«ng ®îi robot di chuyÓn xong.

LÖnh LTMOVE : Di chuyÓn robot tõ ®iÓm nµy ®Õn ®iÓm kia theo mét ® êng

Khai b¸o : LTMOVE ®iÓm

LÖnh PMOVE: Di chuyÓn robot tõ ®iÓm hiÖn t¹i ®Õn ®iÓm yªu cÇu

Khai b¸o : PMOVE ®iÓm

theo quü ®¹o ng¾n nhÊt.

LÖnh TMOVE: Di chuyÓn robot tõ ®iÓm hiÖn t¹i ®Õn ®iÓm yªu cÇu theo quü ®¹o ng¾n nhÊt vµ tiÕp tôc thùc hiÖn ch ¬ng tr×nh mµ kh«ng ®îi cho ®Õn khi robot kÕt thóc dÞch chuyÓn.

LÖnh MEASURE : cho phÐp tr¶ vÒ kho¶ng c¸ch hiÖn t¹i gi÷a hai hµm

Khai b¸o : TMOVE ®iÓm

Khai b¸o : MEASURE ()

kÑp cña robot.

LÖnh nµy th êng ® îc sö dông d íi d¹ng dist = MEASURE () sau ®ã so s¸nh dist víi mét gi¸ trÞ yªu cÇu ®Ó xem xem robot cã kÑp ® îc chi tiÕt hay kh«ng.

kiÖn kiÓm tra cßn ®óng.

LÖnh lÆp REPEAT : cho phÐp lÆp l¹i mét ®o¹n ch ¬ng tr×nh khi ®iÒu

Khai b¸o : REPEAT

//C¸c c©u lÖnh

UNTIL biÓu thøc

LÖnh SUB - RETURN : B¾t ®Çu vµ kÕt thóc mét ch ¬ng tr×nh con,

chuyÓn ®iÒu khiÓn ch ¬ng tr×nh vÒ ch ¬ng tr×nh chÝnh.

Khai b¸o :

Khai b¸o : SPEED gi¸ trÞ tèc ®é yªu cÇu

LÖnh SPEED : §Æt tèc ®é di chuyÓn cho robot

mét tr¹ng th¸i ®Æt tr íc (On hoÆc Off)

LÖnh WAITI : dõng ch ¬ng tr×nh ®îi mét tÝn hiÖu vµo thay ®æi ®Õn

Khai b¸o : WAITI input number, gi¸ trÞ

lµ 1 (øng víi tÝn hiÖu ®Çu vµo On) hoÆc 0 (øng víi tÝn hiÖu ®Çu vµo Off).

Trong ®ã input number lµ sè hiÖu ®Çu vµo cña tÝn hiÖu ®îi, gi¸ trÞ cã thÓ

LÖnh WHILE : Thùc hiÖn vßng lÆp víi mét ®o¹n ch ¬ng tr×nh cho

LÖnh WRITEO : §iÒu khiÓn bËt tÝn hiÖu ra ®· ®Þnh lªn tr¹ng th¸i On hoÆc Off vµ tiÕp tôc thùc hiÖn dßng lÖnh tiÕp theo. TÝn hiÖu ® îc xuÊt ra duy tr× tr¹ng th¸i ë ®Çu ra cho ®Õn khi gÆp c©u lÖnh WRITEO tiÕp theo trong ch ¬ng tr×nh.

Khai b¸o : WHILE biÓu thøc

®Õn khi ®iÒu kiÖn sai.

C¸c lÖnh XMOVE, YMOVE, ZMOVE : di chuyÓn theo c¸c trôc t ¬ng øng mét kho¶ng nhÊt ®Þnh.

Khai b¸o : XMOVE kho¶ng c¸ch

Khai b¸o : XTLMOVE kho¶ng c¸ch

C¸c lÖnh XTLMOVE, YTLMOVE, ZTLMOVE : di chuyÓn theo c¸c trôc trong hÖ to¹ ®é dông cô t ¬ng øng mét kho¶ng nhÊt ®Þnh.

3.2.1.3C¸c b íc ®Ó lËp tr×nh mét ch ¬ng tr×nh robot C¸c b íc lËp tr×nh sau ®©y cho ta mét ph ¬ng ph¸p thèng nhÊt vµ hîp lý ®Ó lËp bÊt cø mét ch ¬ng tr×nh øng dông cña robot nµo ®Æc biÖt lµ nh÷ng ch ¬ng tr×nh phøc t¹p. S¸u b íc ®Ó lËp tr×nh mét ch ¬ng tr×nh sau ®©y kh«ng chØ gióp ta viÕt ch ¬ng tr×nh dÔ dµng mµ cßn cung cÊp cho ng êi kh¸c mét h×nh ¶nh cô thÓ vÒ øng dông ®ã.

vµo ra còng nh c¸c kiÓu tÝn hiÖu vµo ra cña robot, vÞ trÝ ph«i chi tiÕt.

1) VÏ s¬ ®å chung biÓu diÔn vÞ trÝ c¸c robot, c¸c thiÕt bÞ

3) LiÖt kª danh s¸ch c¸c tÝn hiÖu vµo ra, danh s¸ch nµy

2) LËp tr×nh tù chung c¸c thao t¸c d íi d¹ng lµ b¶n tãm t¾t chung c¸c b íc ®Ó robot thùc hiÖn, tuy nhiÓn ë b íc nµy kh«ng cÇn m« t¶ chi tiÕt tõng b íc cô thÓ robot sÏ lµm g×.

cÇn cã tªn, chøc n¨ng vµ kiÓu tÝn hiÖu vµo ra cÇn thiÕt cho øng dông ®ang lËp còng nh ®Þa chØ I/O ®èi víi mçi thiÕt bÞ. §©y lµ b íc cho ta nh÷ng m« t¶ chung cÇn thiÕt ®Ó l¾p ®Æt tÕ bµo gia c«ng.

kª tõng b íc tÊt c¶ c¸c ho¹t ®éng hoÆc c¸c giao tiÕp ® îc tiÕn hµnh ®Ó robot thùc hiÖn nhiÖm vô yªu cÇu. §©y lµ sù chi tiÕt ho¸ tr×nh tù chung cña c¸c thao t¸c.

4) LËp tiÕn tr×nh cô thÓ cña c¸c thao t¸c, tiÕn tr×nh nµy liÖt

thµnh tr×nh tù cô thÓ cña c¸c thao t¸c, chøc n¨ng cña mçi ®iÓm còng cÇn ® îc m« t¶. Danh s¸ch nµy cho phÐp ta d¹y c¸c ®iÓm nhanh chãng vµ tham kh¶o chóng sau nµy, mçi khi cÇn kiÓm tra ch ¬ng tr×nh ho¨ch söa ®æi.

c¶ nh÷ng s ên c«ng viÖc ®· lËp ë trªn. Th êng ch ¬ng tr×nh ® îc lËp b»ng c¸ch viÕt c¸c c©u lÖnh cho mçi b íc tr×nh tù cô thÓ cña c¸c thao t¸c trong b íc 4. Néi dung cña tr×nh tù cô thÓ cña c¸c thao t¸c sÏ trë thµnh nh÷ng chó thich ®Ó gi¶i thÝch mçi c©u lÖnh trong ch ¬ng tr×nh.

Ch ¬ng 4

HÖ thèng L¾p R¸p tù ®éng trong CIm

4.1. Kh¸i niÖm vÒ hÖ thèng l¾p r¸p tù ®éng 4.1.1. Kh¸i niÖm chung

Th«ng th êng mét s¶n phÈm c¬ khÝ do nhiÒu chi tiÕt hîp thµnh.

Nh÷ng chi tiÕt m¸y ®· ® îc gia c«ng ®¹t chÊt l îng ë ph©n x ëng c¬ khÝ sÏ ® îc l¾p thµnh c¸c bé phËn hay thiÕt bÞ hoµn chØnh. NÕu qu¸ tr×nh gia c«ng c¬ khÝ lµ giai ®o¹n chñ yÕu cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, th× qu¸ tr×nh l¾p r¸p lµ giai ®o¹n cuèi cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt Êy. V× sau qu¸ tr×nh l¾p r¸p, s¶n phÈm ®¹t ® îc chÊt l îng yªu cÇu vµ vËn hµnh æn ®Þnh th× qu¸ tr×nh s¶n xuÊt Êy míi cã ý nghÜa, c¸c s¶n phÈm c¬ khÝ míi cã t¸c dông thiÕt thùc cho nÒn kinh tÕ quèc d©n.

Qu¸ tr×nh l¾p r¸p lµ 1 qu¸ tr×nh lao ®éng kü thuËt phøc t¹p. Møc ®é phøc t¹p

còng nh khèi l îng l¾p r¸p cã liªn quan chÆt chÏ tíi qu¸ tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng c¬ vµ c¶ qu¸ tr×nh thiÕt kÕ s¶n xuÊt. Gia c«ng c¬ c¸c chi tiÕt m¸y cã ®é chÝnh x¸c cao th× l¾p r¸p chóng cµng nhanh, gi¶m ® îc thêi gian söa ch÷a, ®iÒu chØnh. C«ng nghÖ l¾p r¸p ph¶i ®¶m b¶o nh÷ng yªu cÇu kü thuËt khi nghiÖm thu do b¶n thiÕt kÕ s¶n phÈm ®Ò ra, ph¶i ®¹t yªu cÇu cña c¸c mèi ghÐp, c¸c chuçi kiÓm tra l¾p r¸p, ®¹t chÝnh x¸c vÒ truyÒn ®éng. V× vËy, khi cã b¶n thiÕt kÕ hîp lý vÒ kÕt cÊu vµ sù h×nh thµnh chuçi kiÓm tra th× gi¶m ® îc khèi l îng lao ®éng l¾p r¸p.

Mèi quan hÖ gi÷a khèi l îng gia c«ng vµ l¾p r¸p nh sau: Trong d¹ng s¶n

HÖ thèng l¾p r¸p tù ®éng sö dông c¸c r«bèt c«ng nghiÖp, hÖ thèng b¨ng

xuÊt hµng khèi th× lao ®éng l¾p r¸p chiÕm tõ 10 - 15% khèi l îng lao ®éng, trong s¶n xuÊt hµng lo¹t th× chiÕm tõ 20 - 35% vµ trong s¶n xuÊt ®¬n chiÕc th× chiÕm 30 - 45%.

Nguyªn c«ng l¾p r¸p lµ mét phÇn cña qu¸ tr×nh l¾p ® îc hoµn thµnh ®èi

t¶i, ®å g¸ vÖ tinh, ... vµ ® îc ®iÒu khiÓn b»ng hÖ thèng m¸y tÝnh. Do ®ã dé chÝnh x¸c cao, n¨ng suÊt cao, gi¸ thµnh s¶n phÈm h¹, chÊt l îng s¶n phÈm tèt h¬n l¾p r¸p thñ c«ng. 1.Nguyªn c«ng l¾p r¸p

víi 1 bé phËn hay toµn bé s¶n phÈm, t¹i mét chç lµm viÖc nhÊt ®Þnh, do 1 nhãm c¸c thiÕt bÞ (r«bèt, c¬ cÊu kÑp, ®Þnh vÞ, ®å g¸, b¨ng t¶i, ...) thùc hiÖn mét c¸ch liªn tôc. VÝ dô: l¾p b¸nh r¨ng, b¸nh ®µ lªn trôc hay l¾p r¸p m¸y bay, ... 2.B íc l¾p r¸p

B íc l¾p r¸p lµ 1 phÇn cña nguyªn c«ng, ® îc quy ®Þnh bëi sù kh«ng thay ®æi vÞ trÝ dông cô l¾p. VÝ dô: l¾p b¸nh ®ai lªn ®Çu trôc gåm c¸c b íc lµ, c¹o söa vµ l¾p then lªn trôc, l¾p b¸nh ®ai, l¾p vÝt h·m.

3.S¬ ®å l¾p r¸p Trong 1 saûn phÈm th êng cã nhiÒu bé phËn, mçi bé phËn cã nhiÒu côm, mçi côm cßn cã thÓ chia thµnh nhiÒu nhãm. Mçi nhãm gåm nhiÒu chi tiÕt hîp thµnh. Mçi nhãm chia nhá ®ã ® îc coi lµ 1 ®¬n vÞ l¾p. VËy ®¬n vÞ l¾p cã thÓ lµ 1 nhãm hay 1 côm hoÆc lµ 1 bé phËn cña saûn phÈm. Trong mçi ®¬n vÞ l¾p, ta tìm ra 1 chi tiÕt mµ trong qu¸ trình l¾p r¸p c¸c chi tiÕt kh¸c( cã thÓ caû nhãm, côm, thËm chÝ caû bé phËn m¸y) sÏ l¾p lªn nã. Chi tiÕt ®ã gäi lµ chi tiÕt c¬ së.

S¬ ®å l¾p b¾t ®Çu tõ chi tiÕt c¬ së, råi l¾p c¸c chi tiÕt kh¸c lªn chi tiÕt c¬ së theo 1 thø tù x¸c ®Þnh. Nh vËy, cã nhöõng chi tiÕt ® îc l¾p thµnh c¸c nhãm, c¸c côm, sau ®ã l¾p c¸c nhãm, c¸c côm vµ nhöõng chi tiÕt ®éc lËp kh¸c lªn chi tiÕt c¬ së t¹o thµnh saûn phÈm l¾p hoµn chØnh.

H×nh 4.1. S¬ ®å l¾p r¸p mét s¶n phÈm.

Khi lËp s¬ ®å l¾p cÇn chó ý c¸c vÊn ®Ò sau:

 C¸c ®¬n vÞ l¾p kh«ng nªn chªnh lÖch nha qu¸ lín vÒ sè l îng chi tiÕt l¾p, träng l îng vµ kÝch th íc cña chóng. Nh vËy ®Þnh møc lao ®éng cña c¸c ®¬n vÞ l¾p sÏ gÇn b»ng nhau, t¹o ®iÒu kiÖn n©ng cao n¨ng suÊt vµ tÝnh ®ång bé khi l¾p r¸p d©y chuyÒn.  Chän ®¬n vÞ l¾p sao cho khi l¾p r¸p thuËn tiÖn nhÊt. Sè chi tiÕt l¾p trùc tiÕp lªn chi tiÕt c¬ së cµng Ýt cµng tèt. ThiÕt kÕ quy tr×nh l¾p r¸p hîp lý sÏ tr¸nh ® îc viÖc th¸o ra, l¾p vµo nhiÒu lÇn trong qu¸ tr×nh l¾p r¸p.  Bé phËn nµo cÇn kiÓm tra khi l¾p r¸p nªn t¸ch thµnh ®¬n vÞ l¾p r¸p riªng ®Ó kiÓm tra dÔ dµng, thuËn tiÖn.Quy tr×nh c«ng nghÖ l¾p r¸p  Nghiªn cøu b¶n vÏ l¾p chung s¶n phÈm, kiÓm tra tÝnh c«ng nghÖ trong l¾p r¸p. NÕu cÇn ph¶i gi¶i chuçi kÝch th íc l¾p r¸p, söa ®æi kÕt cÊu ®Ó ®¹t tÝnh c«ng nghÖ l¾p cao.

HÖ thèng l¾p r¸p tù ®éng trªn c¬ së sö dông m¹ng m¸y tÝnh c«ng nghiÖp vµ bé ®iÒu khiÓn, c¸c r«bèt c«ng nghiÖp, hÖ thèng b¨ng t¶i, ®å g¸, má vÝt xo¾n tù ®éng, c¸c dông cô ®o kiÓm, c¸c thiÕt bÞ dÇu Ðp, khÝ Ðp, ... ®Ó n©ng cao n¨ng suÊt vµ chÊt l îng l¾p r¸p, gi¶m nhÑ lao ®éng thñ c«ng.

 Chän ph ¬ng ph¸p l¾p r¸p s¶n phÈm.  LËp s¬ ®å l¾p r¸p.  Chän h×nh thøc tæ chøc l¾p r¸p, lËp quy tr×nh c«ng nghÖ l¾p.  X¸c ®Þnh néi dung c«ng viÖc cho tõng nguyªn c«ng vµ b íc l¾p r¸p.  X¸c ®Þnh ®iÒu kiÖn kü thuËt cho c¸c mèi l¾p, bé phËn hay côm l¾p.  X¸c ®Þnh chØ tiªu kü thuËt, thêi gian cho tõng nguyªn c«ng. TÝnh to¸n, so s¸nh ph ¬ng ¸n l¾p vÒ mÆt kinh tÕ. 4.1.2. CÊu tróc cña hÖ thèng l¾p r¸p tù ®éng

a. R«bèt: Cã nhiÖm vô cÊp c¸c chi tiÕt(s¶n phÈm) tõ kho chøa ®Õn hÖ thèng b¨ng t¶i. B¨ng t¶i sÏ vËn chuyÓn c¸c chi tiÕt ®Õn vÞ trÝ tr íc c¸c tr¹m l¾p ghÐp x¸c ®Þnh. Sau ®ã r«bèt tiÕp tôc g¾p chi tiÕt (s¶n phÈm) tíi c¸c tr¹m ®Ó thùc hiÖn c¸c nguyªn c«ng l¾p r¸p cÇn thiÕt. Sau khi ®· thùc hiÖn xong c¸c nguyªn c«ng l¾p r¸p, chi tiÕt l¹i ® îc r«bèt g¾p vÒ b¨ng t¶i ®Ó vËn chuyÓn vÒ kho chøa thµnh

phÈm. ChÊt l îng l¾p r¸p phô thuéc vµo ®é chÝnh x¸c cña r«bèt, ®é chÝnh x¸c cña ®å g¸ t¹i c¸c tr¹m l¾p r¸p vµ ®é chÝnh x¸c cña chi tiÕt. Ngoµi ra r«bèt cßn cã nhiÖm vô g¾p c¸c má vÝt xo¾n tù ®éng ®Ó thùc hiÖn viÖc vÆn vÝt trong c¸c mèi ghÐp ren, vÝt, ... Còng cã thÓ má vÝt tù ®éng ® îc thiÕt kÕ nh tay r«bèt ®Ó linh ho¹t cho viÖc l¾p ghÐp c¸c chi tiÕt cã kÕt cÊu phøc t¹p.

b. HÖ thèng b¨ng t¶i: Cã nhiÖm vô vËn chuyÓn c¸c chi tiÕt(s¶n phÈm) mµ

r«bèt ®· cÊp cho tíi tr íc c¸c tr¹m l¾p r¸p vµ chê s½n ë ®ã. HÖ thèng b¨ng t¶i cã thÓ vËn chuyÓn liªn tôc c¸c chi tiÕt cÇn l¾p r¸p tíi vÞ trÝ yªu cÇu, do ®ã t¨ng n¨ng suÊt c«ng viÖc.

c. §å g¸ trªn c¸c tr¹m l¾p r¸p: §¶m b¶o cho viÖc ®Þnh vÞ vµ kÑp chÆt chi tiÕt trong qu¸ tr×nh r«bèt thùc hiÖn c¸c nguyªn c«ng l¾p r¸p cña m×nh. Cã thÓ sö dông ®å g¸ vÖ tinh trong c¸ch l¾p r¸p d©y chuyÒn. §èi víi c¸ch l¾p r¸p cè ®Þnh th× ®å g¸ ® îc g¾n cøng t¹i tr¹m l¾p r¸p. §é chÝnh x¸c cña ®å g¸ lµ yÕu tè quyÕt ®Þnh chÊt l îng vµ n¨ng suÊt cña c«ng viÖc.

d. C¸c dông cô ®o kiÓm: Cã nhiÖm vô x¸c ®Þnh kÝch th íc l¾p ghÐp, ®é chÝnh x¸c c¸c mèi ghÐp, khe hë l¾p r¸p. §©y lµ nh÷ng th«ng tin cho viÖc n©ng cao chÊt l îng l¾p r¸p tù ®éng.

e. M¹ng m¸y tÝnh c«ng nghiÖp vµ bé ®iÒu khiÓn: Cã nhiÖm vô xö lý c¸c th«ng tin vÒ chÊt l îng l¾p ghÐp, ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh l¾p r¸p th«ng qua viÖc ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng cña hÖ thèng b¨ng t¶i, cña c¸c r«bèt, cña c¸c dông cô kiÓm tra tù ®éng. T¹i mçi tr¹m l¾p ghÐp ®Òu cã mét m¸y tÝnh ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng cña tr¹m ®ã th«ng qua phÇn mÒm ®iÒu khiÓn t ¬ng thÝch. Bé ®iÒu khiÓn ® îc sö dông ë ®©y cã thÓ lµ c¸c bé PLC, c¸c bé vi xö lý …. 4.2. ThiÕt kÕ hÖ thèng l¾p r¸p tù ®éng trong hÖ thèng MiniCIM 4.2.1. Yªu cÇu kü thuËt cña s¶n phÈm l¾p r¸p

HÖ thèng l¾p r¸p tù ®éng ® îc thiÕt kÕ dùa trªn c¬ së yªu cÇu kü thuËt cña s¶n phÈm l¾p r¸p. S¶n phÈm l¾p r¸p ë ®©y lµ hép gi¶m tèc 1 cÊp víi tû sè truyÒn u = 2. Hép gi¶m tèc gåm cã th©n hép, n¾p hép, 2 b¸nh r¨ng, 3 èc vÝt ®Ó b¾t chÆt th©n hép vµ l¾p hép l¹i víi nhau. Trªn th©n vµ n¾p hép gi¶m tèc ®· gia c«ng c¸c lç l¾p b¸nh r¨ng vµ èc vÝt (lç ren M5).

Yªu cÇu ®é song song 2 trôc b¸nh r¨ng sau l¾p ®¹t 0,5/100 mm. Sai sè kho¶ng

c¸ch trôc 2 b¸nh r¨ng lµ 22- 0,2 mm.

4.2.2. CÊu tróc cña hÖ thèng l¾p r¸p tù ®éng trong MiniCIM

HÖ thèng b¨ng t¶i vµ Pallet

HÖ thèng b¨ng t¶i ® îc sö dông lµ b¨ng t¶i xÝch con l¨n, cã 2 hµng b¨ng t¶i ch¹y song song. Trªn 2 hµng b¨ng t¶i nµy cã ®Æt cè ®Þnh 3 vÞ trÝ dõng cña 3 tr¹m lµ, trong ®ã vÞ trÝ dõng cña tr¹m phay CNC ® îc kÕt hîp víi tr¹m l¾p r¸p tù ®éng. C¸c chi tiÕt cÇn l¾p r¸p ® îc ®Æt trªn c¸c pallet vµ vËn chuyÓn trªn b¨ng t¶i 1 c¸ch liªn tôc ®Õn vÞ trÝ tr¹m l¾p r¸p t ¬ng øng. V× s¶n phÈm lµ d¹ng hép trô nªn ® îc ®Þnh vÞ trªn pallet b»ng 1 mÆt ph¼ng vµ 3 chèt ( h¹n chÕ 5 bËc tù do, vµ tù ®Þnh t©m

H×nh 4.3. Pallet chøa n¾p hép gi¶m tèc

H×nh 4.5. Pallet chøa c¸c b¸nh r¨ng.

R«bèt : “

R«bèt kÕt cÊu 5 bËc tù do rÊt linh ho¹t khi di chuyÓn chi tiÕt l¾p r¸p. R«bèt cã nhiÖm vô g¾p n¾p vµ th©n hép gi¶m tèc tõ Pallet (khi Pallet ® îc dõng tr íc tr¹m l¾p r¸p) ®Õn tr¹m ®Þnh vÞ t×m vÞ trÝ lç b¸nh r¨ng trªn n¾p vµ th©n hép gi¶m tèc. Sau ®ã r«bèt g¾p n¾p vµ th©n hép gi¶m tèc ®Õn ®å g¸ cè ®Þnh ®Ó ®Þnh vÞ cøng khi l¾p c¸c b¸nh r¨ng vµo. Cuèi cïng r«bèt g¾p b¸nh r¨ng vµo th©n hép gi¶m tèc, g¾p vÝt xá vµo lç ren trªn n¾p, vµ g¾p t«vit xo¾n c¸c vÝt ®ã l¹i. “

HÖ thèng nµy gåm bé ®iÒu khiÓn PLC, m¸y tÝnh chñ, bé ®iÒu khiÓn r«bèt, bé ®äc m· v¹ch cña Pallet. PLC ®iÒu khiÓn b¨ng t¶i chuyÓn ®éng, ®iÒu khiÓn vÞ trÝ dõng cña c¸c Pallet khi tíi tr¹m ®Þnh vÞ( cho qua hay gi÷ l¹i). R«bèt ® îc lËp tr×nh b»ng ng«n ng÷ MCL ®Ó thùc hiÖn c¸c thao t¸c l¾p r¸p s¶n phÈm mét c¸ch chÝnh x¸c nhÊt. Th«ng qua m¹ng Ethernet vµ sö dông cæng Hub mµ m¸y tÝnh chñ cã thÓ ®iÒu khiÓn c¶ qu¸ tr×nh ho¹t ®éng l¾p r¸p mét c¸ch liªn tôc, chÝnh x¸c vµ linh ho¹t.

HÖ thèng ®iÒu khiÓn b¨ng t¶i vµ r«bèt:

Gi¸ cÊp chi tiÕt:

“

T«vÝt lµ 1 ®éng c¬ mµ ®Çu ra cã g¾n 1 má vÝt xo¾n ®Ó vÆn vÝt. §éng c¬ nµy

Gi¸ cÊp t«vÝt, èc vÝt tù ®éng (kiÓu träng lùc): Gi¸ cÊp chi tiÕt cã c¸c hµng ®Ó chøa n¾p, th©n, vµ c¸c b¸nh r¨ng. Dung l îng chøa cña gi¸ kh«ng lín, nh ng ®ñ cho mét qu¸ tr×nh s¶n xuÊt theo mét ®¬n hµng ®· ®Þnh s½n. “

cã c«ng suÊt nhá, tèc ®é quay chËm ®Ó phï hîp cho vÆn xo¾n c¸c èc vÝt. §iÒu khiÓn ®éng c¬ b»ng PLC víi 2 tÝn hiÖu, mét tÝn hiÖu ON ®Ó bËt ®éng c¬, mét tÝn hiÖu OFF ®Ó t¾t ®éng c¬. Gi¸ cÊp vÝt tù ®éng lµ mét r·nh nghiªng 300, trªn ®ã cã ®Æt c¸c vÝt M5. Khi 1 vÝt ngoµi cïng ® îc lÊy ra th× víi t¸c dông cña träng lùc th× c¸c vÝt cßn l¹i sÏ tù ®éng tr ît theo r·nh nghiªng xuèng, do ®ã lóc nµo còng cã 1 vÝt ë vÞ trÝ s½n sµng chê ®Ó g¾p.

“ Tr¹m ®Þnh vÞ: (gåm ®å g¸, tr¹m xoay t×m lç) §å g¸ ® îc dïng ®Ó h¹n chÕ 6 bËc tù do, gåm cã: 1 mÆt ph¼ng h¹n chÕ 3 bËc tù do, 1 chèt trô vµ chèt tr¸m h¹n chÕ c¸c bËc cßn l¹i. T¹i vÞ trÝ cña ®å g¸ th× th©n hép gi¶m tèc ® îc ®Þnh vÞ ®Ó l¾p c¸c b¸nh r¨ng, n¾p hép vµ c¸c èc vÝt vµo. Tr¹m xoay t×m lç thÓ hiÖn trªn h×nh vÏ. Nã gåm cã: 1 ®éng c¬ quay mµ ®Çu ra cña ®éng c¬ cã l¾p b¸nh cao su v¸t c«n ë ®Çu ®Ó truyÒn momen quay cho chi tiÕt (th©n hoÆc n¾p hép gi¶m tèc), 2 b¸nh c«n b»ng thÐp cã t¸c dông nh khèi V ®Ó ®Þnh vÞ chi tiÕt khi quay, 1 chèt bËt cã lß xo ®Ó x¸c ®Þnh lç l¾p b¸nh r¨ng cña chi tiÕt (n¾p hoÆc th©n hép gi¶m tèc), d íi chèt nµy cã ®Æt 1 c«ng t¾c hµnh tr×nh ®Ó bËt, t¾t ®éng c¬.

H×nh 4.6. Tr¹m xoay t×m lç cho n¾p hép.

®em l¾p vµo vÞ trÝ cña nã trong saûnphÈm l¾p mµ kh«ng phaûi söa chöõa, ®iÒu chØnh vµ vÉn ñaûm baûo theo ®óng yªu cÇu kü thuËt vµ thiÕt kÕ. ë ®©y bÊt kú cÆp b¸nh raêng vµ n¾p, th©n hép giaûm tèc nµo còng l¾p võa víi nhau mµ kh«ng cÇn phaûi chØnh söa, ®iÒu chØnh mµ vÉn ñaûm baûo yªu cÇu thiÕt kÕ saûn phÈm hép giaûm tèc.

Ph ¬ng ph¸p l¾p r¸p Sö dông ph ¬ng ph¸p l¾p lÉn hoµn toµn tøc lµ, nÕu lÊy bÊt kú 1 chi tiÕt nµo ®ã

chi tiÕt kh¸c nh cÆp b¸nh raêng, n¾p hép, c¸c èc vÝt M5 sÏ ® îc l¾p lªn chi tiÕt c¬ së.

Quy trình l¾p r¸p

Trªn c¬ së s¬ ®å l¾p ta lËp ® îc quy trình l¾p nh sau: ñaàu tiªn r«bèt g¾p th©n hép giaûm tèc tõ Pallet ®Æt lªn tr¹m xoay tìm lç. TiÕp theo g¾p th©n ®ã tíi ®å g¸ ®Ó ®Þnh vÞ cøng t¹i ®ã. TiÕp theo r«bèt g¾p 2 b¸nh raêng tõ Pallet tíi l¾p vµo th©n hép giaûm tèc ®· ® îc ®Þnh vÞ trªn ®å g¸.

theo g¾p c¸c èc vÝt tõ gi¸ cÊp èc vÝt tù ®éng ®Æt vµo c¸c lç ren trªn n¾p hép gi¶m tèc. Sau ®ã g¾p t«vÝt xo¾n ®Ó vÆn c¸c èc vÝt ®ã cøng víi th©n hép gi¶m tèc. Cuèi cïng r«bèt g¾p s¶n phÈm hoµn thµnh vµo thïng chøa vµ kÕt thóc qu¸ tr×nh l¾p r¸p s¶n phÈm.

LËp tr×nh cho ®iÒu khiÓn tù ®éng l¾p r¸p cña MiniCIM Trong qu¸ tr×nh l¾p r¸p s¶n phÈm hép gi¶m tèc trªn hÖ thèng MiniCIM, hÖ thèng b¨ng t¶i cã nhiÖm vô vËn chuyÓn c¸c chi tiÕt cÇn l¾p r¸p ®Õn tr¹m l¾p r¸p ® îc ®iÒu khiÓn b»ng PLC vµ ch ¬ng tr×nh ‚router‛ cña phÇn mÒm qu¶n lý CIM; mét robot cã chøc n¨ng thùc hiÖn tÊt c¶ c¸c kh©u cña qu¸ tr×nh l¾p r¸p, ® îc ho¹t ®éng theo ch ¬ng tr×nh lËp b»ng ng«n ng÷ MCL; mét tr¹m ®Þnh vÞ ® îc ®iÒu khiÓn bëi ch ¬ng tr×nh robot cho phÐp ®Þnh vÞ chÝnh x¸c vÞ trÝ cña c¸c thµnh phÇn l¾p r¸p.

C¸c ch ¬ng tr×nh lËp tr×nh víi MCL vµ PLC còng nh c¸c giíi thiÖu vÒ

ng«n ng÷ MCL vµ PLC ® îc tr×nh bµy chi tiÕt ë ch ¬ng 3.

LËp tr×nh MCL ®iÒu khiÓn r«bèt

khiÓn r«bèt sÏ gåm: “

Theo quy tr×nh l¾p r¸p hép gi¶m tèc th× c¸c ch ¬ng tr×nh MCL ®iÒu

L¾p r¸p c¸c b¸nh r¨ng lÊy tõ Pallet dõng t¹i tr¹m 3. §Þnh vÞ n¾p hép gi¶m tèc th«ng qua tr¹m ®Þnh vÞ råi l¾p r¸p vµo th©n hép. L¾p c¸c vÝt nhê mét ®éng c¬ riªng. G¾p s¶n phÈm bá vµo kho chøa. LËp tr×nh PLC ®iÒu khiÓn b¨ng t¶i HÖ thèng b¨ng t¶i cã nhiÖm vô lÇn l ît vËn chuyÓn c¸c chi tiÕt cÇn l¾p r¸p:

“ “ “ “ “ “ th©n hép gi¶m tèc, c¸c b¾nh r¨ng, n¾p hép gi¶m tèc ®Õn tr¹m 3 vµ dõng l¹i t¹i ®ã ®Ó chê robot thùc hiÖn qu¸ tr×nh l¾p r¸p.

KÕt luËn

A.‎ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn cña ®Ò tµi: 1. C«ng nghÖ s¶n xuÊt tÝch hîp cã trî gióp cña m¸y tÝnh CIM lµ c«ng

2. LËp tr×nh gia c«ng mét sè chi tiÕt cña hép gi¶m tèc trªn c¸c m¸y CNC m« h×nh t¹i phßng thÝ nghiÖm CIM cña bé m«n C«ng nghÖ ChÕ t¹o m¸y- Tr êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi.

nghÖ s¶n xuÊt tiªn tiÕn cã tÝnh linh ho¹t cao, lÇn ®Çu tiªn ® îc nghiªn cøu ë ViÖt Nam.

3. Nghiªn cøu ph ¬ng ph¸p lËp tr×nh cho R«bèt ®Ó thùc hiÖn qu¸

tr×nh gia c«ng vµ l¾p r¸p.

truyÒn u=2.

xuÊt tÝch hîp CIM‛.

3. ViÕt ® îc quyÓn s¸ch gi¸o tr×nh dïng cho §¹i häc v¯ Cao häc: ‚HÖ thèng

ho¹t FMS v¯ s°n xuÊt tÝch hîp CIM‛.

4. §µo t¹o ® îc 2 kü s tµi n¨ng chuyªn ngµnh C¬ ®iÖn tö vµ hiÖn nay ®ang

s°n xuÊt linh ho¹t FMS v¯ s°n xuÊt tÝch hîp CIM‛.

®µo t¹o tiÕp 2 kü s tµi n¨ng cïng chuyªn ngµnh trªn. C. H íng nghiªn cøu tiÕp:

1. Nghiªn cøu chÕ t¹o c¸c côm chi tiÕt

phøc t¹p h¬n.

lo¹i s¶n phÈm theo mµu s¾c.

3. SÏ ®µo t¹o nhiÒu kü s chuyªn ngµnh C¬

®iÖn tö vµ ChÕ t¹o m¸y t¹i phßng thÝ nghiÖm CIM.

4. Më c¸c líp båi d ìng chuyªn ®Ò vÒ c«ng

nghÖ c«ng nghÖ s¶n xuÊt tÝch hîp cã trî gióp

cña m¸y tÝnh CIM.

Tµi liÖu tham kh¶o

HÖ thèng s¶n xuÊt linh ho¹t FMS vµ s¶n xuÊt tÝch hîp CIM. Nhµ xuÊt b¶n KHKT, Hµ néi, 2001.

1. PGS.TS TrÇn V¨n §Þch.

2. PGS.TS TrÇn V¨n §Þch. C«ng nghÖ trªn m¸y CNC. Nhµ xuÊt b¶n KHKT, Hµ néi, 2000.

3. NguyÔn ThiÖn Phóc. Robot c«ng nghiÖp. Nhµ xuÊt b¶n GD, Hµ néi, 2001. Mastering Programmable Controllers. Learning Activity Packet 1”8, Allen ” Bradley SLC500, 1997 Amatrol, Inc. MiniCIM- Computer Integrated Manufacturing System. Operation Guide, Amatrol Version 1.0, April 2002.

6.Automated Material Handling.

Learning Activity Packet 1”8, Allen ” Bradley SLC500, 1997 Amatrol, Inc.

7. MCLII Language Reference Guide.

8. PhÇn mÒm lËp tr×nh PLC. RSLogic 500 –Phßng thÝ nghiÖm CIM C8/201. 9. PhÇn mÒm lËp tr×nh cho m¸y CNC MicroMill2000 vµ MicroLathe2000.

Phßng thÝ nghiÖm CIM C8/201.

Đề tài khoa học cấp bộ: Nghiên cứu công nghệ sản xuất tích hợp có trợ giúp máy tính (CIM)

bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi

Nghiªn cøu c«ng nghÖ s¶n xuÊt tÝch hîp cã

trî gióp cña m¸y tÝnh ( cim )

Lêi nãi ®Çu

Bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ lËp tr×nh PLC. 1.2 øng dông cña CIM

Trôc Y Trôc Y ® îc x¸c ®Þnh sau khi ®· x¸c ®Þnh 2 trôc X, Z theo quy t¾c

ÑiÒu khiÓn ® êng th¼ng

ÑiÒu khiÓn theo biªn d¹ng (contour) Hình2.3. ÑiÒu khiÓn contour trªn m¸y tiÖn

C¸c chØ tiªu gia c«ng cña m¸y CNC

Ñé chÝnh x¸c cña m¸y CNC

§é tin cËy cña m¸y CNC C¸c m¸y CNC cã gi¸ thµnh rÊt cao nªn nã chØ mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ

Robot c«ng nghiÖp trong hÖ thèng CIM §Þnh nghÜa: Robot c«ng nghiÖp lµ mét lo¹i m¸y tù ®éng cã thÓ lËp tr×nh ® îc ®Ó thùc hiÖn nhiÒu nhiÖm vô kh¸c nhau nh : l¾p r¸p, cÊp ph«i, sö dông trong kÜ thuËt hµn, kÜ thuËt s¬n, gi¸n, m¸y n©ng chuyÓn ...

1.Nhöõng kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ robot c«ng nghiÖp trong hÖ thèng CIM

1.C¸c bé phËn cÊu thµnh robot c«ng nghiÖp

2.2.1.3. HÖ to¹ ®é vµ vïng lµm viÖc cña robot Trong tÝnh to¸n vÒ robot ng êi ta cã thÓ sö dông c¸c hÖ

øng dông robot c«ng nghiÖp trong hÖ thèng CIM

Thµnh phÇn cña kho chøa tù ®éng Kho chøa tù ®éng bao gåm c¸c thµnh phÇn sau:

1.C¸c lo¹i kho chøa tù ®éng

a. D¹ng gi¸ cÇn cÈu

a. D¹ng gi¸ träng lùc

1.Bè trÝ c¸c kho chøa tù ®éng trong hÖ thèng CIM

Mét sè lo¹i hÖ thèng vËn chuyÓn - tÝch tr÷ dông cô

Giíi thiÖu chung vÒ c¸c bé PLC

HÖ thèng kiÓm tra cña CIM

CÊu tróc cña hÖ thèng kiÓm tra tù ®éng

c.Møc thÊp §¶m b¶o kiÓm tra ®èi t îng gia c«ng, tr¹ng th¸i kü thuËt vµ vÞ trÝ kh«ng gian

C¸c lÖnh M th êng sö dông:

MiniCIM

dông trong ng«n ng÷ MCL II

C¸c kiÓu d÷ liÖu

C¸c c©u lÖnh th êng dïng LÖnh ACCEL : Thay ®æi gia tèc cña robot Khai b¸o : ACCEL gi¸ trÞ [trôc]

Khai b¸o : INP (input) VÝ dô :

HÖ thèng L¾p R¸p tù ®éng trong CIm

Khi lËp s¬ ®å l¾p cÇn chó ý c¸c vÊn ®Ò sau:

b. HÖ thèng b¨ng t¶i: Cã nhiÖm vô vËn chuyÓn c¸c chi tiÕt(s¶n phÈm) mµ

HÖ thèng b¨ng t¶i vµ Pallet

Gi¸ cÊp chi tiÕt:

Quy trình l¾p r¸p

KÕt luËn

B. S¶n phÈm khoa häc cña ®Ò tµi: 1. X©y dùng ®­îc m«n häc míi: ‚ HÖ thèng s°n xuÊt linh ho¹t FMS v¯ s°n

1. Nghiªn cøu chÕ t¹o c¸c côm chi tiÕt

2. X©y dùng c¸c thÝ nghiÖm kiÓm tra ph©n

®iÖn tö vµ ChÕ t¹o m¸y t¹i phßng thÝ nghiÖm CIM.

Tµi liÖu tham kh¶o

3. NguyÔn ThiÖn Phóc. Robot c«ng nghiÖp. Nhµ xuÊt b¶n GD, Hµ néi, 2001. Mastering Programmable Controllers. Learning Activity Packet 1”8, Allen ” Bradley SLC500, 1997 Amatrol, Inc. MiniCIM- Computer Integrated Manufacturing System. Operation Guide, Amatrol Version 1.0, April 2002.

6.Automated Material Handling.

Có thể bạn quan tâm

Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu khai thác và ứng dụng hệ thống OPENCIM trong đào tạo

Báo cáo đề tài khoa học cấp Bộ: Cơ sở khoa học xây dựng mô hình lưu trữ tư nhân ở Việt Nam

Quyết định số 2357/QĐ-BGDĐT

Đề tài khoa học cấp Bộ: Thực trạng đội ngũ giáo viên môn Lịch sử trường phổ thông trung học khu vực miền Đông Nam Bộ

Đề tài khoa học cấp Bộ: Thuật ngữ Ngôn ngữ học Anh – Việt Việt – Anh

Đề tài khoa học cấp Bộ: Ứng dụng mô hình liên vùng nghiên cứu mối quan hệ phát triển vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ với các vùng lân cận trong chiến lược phát triển nhanh và bền vững nền kinh tế Việt Nam

Đề tài khoa học cấp Bộ: Cơ sở khoa học để phát triển các sản phẩm du lịch thể thao mạo hiểm vùng núi phía Bắc

Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ: Phương thức tiêu thụ nông sản vùng Đông Nam Bộ, thực trạng và các giải pháp đổi mới phù hợp yêu cầu chuyển dịch cơ cấu kinh tế Việt Nam

Đề tài khoa học cấp Bộ: Các giải pháp phát triển thương mại, thị trường nhằm góp phần chuyển đổi cơ cấu lao động nông nghiệp, nông thôn

Đề tài khoa học cấp bộ: Nghiên cứu thực trạng và giải pháp nâng cao năng lực cạnh tranh trong lĩnh vực lữ hành quốc tế của Việt Nam trong điều kiện hội nhập quốc tế

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp Bộ 2008: Hoàn thiện thể chế kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa trong điều kiện Việt Vam là thành viên của Tổ chức Thương mại Thế giới (WTO)

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp Bộ 2007: Nghiên cứu xây dựng danh mục các sản phẩm công nghiệp công nghệ cao của Việt Nam giai đoạn đến năm 2020

Đề tài khoa học cấp Bộ: Cơ sở khoa học, định hướng và giải pháp xây dựng thư viện điện tử trong điều kiện tin học hóa các hoạt động của kiểm toán nhà nước

Báo cáo tổng hợp đề tài khoa học cấp Bộ: Nghiên cứu các dịch vụ bán buôn, bán lẻ của một số nước và khả năng vận dụng vào Việt Nam

Đề tài khoa học cấp Bộ tuyển thầu năm 2006: Những tác động đối với nền kinh tế Việt Nam khi Việt Nam gia nhập WTO

Đề tài khoa học cấp Bộ: Nghiên cứu xây dựng các giải pháp khai thác chiến lược phát triển “Một trục hai cánh” nhằm thúc đẩy quan hệ thương mại Việt Nam với Trung Quốc

Đề tài khoa học cấp Bộ: Nghiên cứu hoàn thiện thể chế về môi trường kinh doanh, thực thi các cam kết hội nhập kinh tế quốc tế

Đề tài khoa học cấp Bộ: Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nhằm cải thiện cán cân thương mại của Việt Nam trong quan hệ thương mại với Trung Quốc

Đề tài khoa học cấp Bộ: Nghiên cứu xây dựng một số cơ sở dữ liệu phục vụ công tác quản lý và điều hành tác nghiệp cho cơ quan Bộ Công thương

Tài liêu mới

Bài giảng môn học Lý thuyết PLC

Báo cáo Thị trường RTLS cho ứng dụng công nghiệp tại Việt Nam (2025-2030)

Báo cáo đồ án: Mô phỏng hệ thống chiết rót, đóng nắp và dãn nhãn chai tự động trên phần mềm TIA Portal

Thiết kế bộ điều khiển trượt không dao động cho xe tự hành chịu tác động của nhiễu và ma sát trượt bánh không biết trước

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ BMS trong quản lý, vận hành tòa nhà tại trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh

Tài liệu Hướng dẫn tự học PLC Omron

Tài liệu Điều khiển lập trình

Thiết kế bộ điều khiển trượt không dao động cho xe tự hành chịu tác động của nhiễu và ma sát trượt bánh không biết trước

Bài giảng PLC nâng cao: Chương 4 - Lựa chọn PLC

Bài giảng PLC nâng cao: Chương 3 - Giao diện người - máy

Bài giảng PLC nâng cao: Chương 2 - Thiết bị đo và cơ cấu chấp hành

Bài giảng PLC nâng cao: Chương 1 - Bộ PID và các khối năng nâng cao trong PLC

B. S¶n phÈm khoa häc cña ®Ò tµi: 1. X©y dùng ®îc m«n häc míi: ‚ HÖ thèng s°n xuÊt linh ho¹t FMS v¯ s°n