Các yêu cầu đối với các robot hoạt động

trong hệ thống CIM

Để đáp ứng các yêu cầu hoạt động trên trong hệ thống CIM các robot công nghiệp

cần có những tính năng sau:

Thực hiện các nguyên công một cách tự động.

Dễ điều chỉnh khi thay đổi đối tợng sản xuất bằng cách thay đổi chơng trình lập

cho robot. Có khả năng thực hiện nhiều công việc với nhiều loại chi tiết khác

nhau.

Phải đợc kết nối vào mạng truyền thông của hệ thống.

Có khả năng thực hiện các thao tác một cách nhẹ nhàng với độ chính xác cao.

Đảm bảo làm việc ổn định theo chu trình trong thời gian dài.

Có khả năng trang bị thiết bị kiểm tra tự động chất lợng gia công và có phần mềm

lập trình riêng.

2.3. Kho chứa tự động trong hệ thống CIM

Chức năng của kho chứa tự động

Kho chứa tự động là nơi tiếp nhận, lu trữ các vật liệu đầu vào (phôi), các thiết bị

phụ trợ, các chi tiết thành phẩm, phế phẩm và chất thải của quá trình sản xuất.

Qua đó ta có thể quản lý đợc số lợng của phôi ban đầu, thành phẩm và phế phẩm,

từ đó đánh giá đợc năng suất sản xuất, chất lợng sản phẩm. Đồng thời đa ra sự

hiệu chỉnh về thông số kỹ thuật của quá trình gia công để đảm bảo hiệu quả của hệ

thống CIM.

Thành phần của kho chứa tự động

Kho chứa tự động bao gồm các thành phần sau:

Khu lu 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 lu giữ.

Vì đa số các kho chứa tự động đợc chế tạo theo kiểu giá đỡ, nên chúng có kết cấu

gồm các thành phần sau:

Các cơ cấu giá đỡ: Là nơi chứa hàng hoá

Các máy xếp đống tự động.

Các thùng chứa.

Các cơ cấu để cấp và tháo các thùng chứa.

Các cơ cấu để vận chuyển thùng chứa từ ổ tích tới hệ thống vận chuyển và ngợc

lại.

Các thiết bị điều khiển tự động kho chứa: Để điều khiển các máy xếp dỡ hàng hoá

1 cách chính xác từ thùng chứa tới ô chứa đang trống (có thể chứa hàng trên giá

đỡ).

1. Các loại kho chứa tự động

a. Dạng giá cần cẩu

Với kết cấu gồm 1 máy cần cẩu để nâng hạ hàng hoá từ các giá chứa tới các ổ tích

và ngợc lại rất linh hoạt. Tuy nhiên có hạn chế là dung lợng ổ chứa không lớn.

Song do có khả naờng tự động hoá cao, với lại diện tích nhỏ gọn nên đợc sử dụng

phổ biến trong các hệ thống CIM cũng nh FMS.

Hỡnh 2.5. Các sơ đồ của các kho chứa tự động có dạng giá cần cẩu .

B-chiều rộng của giá, BP -chiều rộng của bớc dùng cho máy cần cẩu .

LH -chiều dài ổ tích trửừ, H-chiều cao kho chứa, hH -chiều cao ổ tích trửừ

1-máy cần cẩu , 2-giá, 3-ổ tích trửừ.

b. 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 đợc nhợc điểm của dạng giá cần cẩu đó là dung lợng 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. Nhng do có nhiều giá chứa nên diện tích mặt

bằng lớn, và naờng suất của máy cần cẩu cầu không cao nên chỉ sử dụng cho sản

xuất hàng loạt nhỏ.

Hỡnh 2.6. Các sơ đồ của các kho chứa tự động có dạng cần cẩu cầu.

a-Loại có 3 giá ; b-Loại có 4 giá ;1-máy cần cẩu dạng cầu ; 2-các giá.

a. Dạng giá trọng lực

Với kết cấu giá nghiêng 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 trợt tự động để tiếp

nhận phôi. Dạng kho chứa này chỉ dùng cho 1 số loại chi tiết nhất định, do đó tính

linh hoạt không cao.

Hỡnh 2.7. Kho chứa tự động có dạng giá trọng lực

1-Bộ trợt tự động ; 2-Giá trọng lực ; 3-Cơ cấu cấp thoát phôi(chi

tiết)

1. Bố trí các kho chứa tự động trong hệ thống CIM

Các kho chứa tự động đợc đặt gần các

Hỡnh 2.8. Mặt bằng kho chứa tự động có dạng giá cần cẩu.

1-Phần diện tích bố trí các máy ; 2-Các cơ cấu cấp phát và ổ tích; 3-Bộ

phận kiểm tra đầu vào ; 4-Kho chứa tự động ; 5-Kho chứa tổ hợp (chứa vật liệu,

phôi, dụng cụ, thùng chứa, sản phẩm ); 6-Hớng di chuyển của vật liệu, phôi, thùng

chứa rỗng, dụng cụ ; 7-Lối ra của thành phẩm và phế phẩm ; 8-Bộ phận kiểm

4-Kho chứa ; 9-Lối ra của chất thải sản xuất.

thiết bị công nghệ (các máy CNC). Khi ấy các máy cần cẩu tự động (của

kho chứa tự động) không chỉ thực hiện việc xếp đặt mà còn cấp phát vật t, phôi và

sản phẩm hoàn thiện. Do đó tiết kiệm đợc diện tích sản xuất, nâng cao độ ổn định

của cả hệ thống vận chuyển - kho chứa, taờng naờng suất và hạ giá thành sản

phẩm.

Hỡnh 2.8. Mặt bằng kho chứa tự động có dạng giá cần cẩu.

1-Phần diện tích bố trí các máy ; 2-Các cơ cấu cấp phát và ổ tích; 3-Bộ

phận kiểm tra đầu vào ; 4-Kho chứa tự động ; 5-Kho chứa tổ hợp (chứa vật liệu,

phôi, dụng cụ, thùng chứa, sản phẩm ); 6-Hớng di chuyển của vật liệu, phôi, thùng

chứa rỗng, dụng cụ ; 7-Lối ra của thành phẩm và phế phẩm ; 8-Bộ phận kiểm

4-Kho chứa ; 9-Lối ra của chất thải sản xuất.

Hệ thống vận chuyển - tích trữ tự động của CIM

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

Thiết bị kỹ thuật của hệ thống vận chuyển - tích trữ chia làm 2 nhóm: nhóm

thiết bị chính, nhóm thiết vị phụ.

Nhóm thiết bị chính: Nhóm chính gồm:

Các loại băng tải

Các rôbốt vận chuyển

Các cơ cấu vận chuyển bằng khí nén

Các cơ cấu vận chuyển bằng thuỷ lực

Các kho chứa

Các giá đỡ

Các máy xếp đống

Các rôbốt công nghệ

Các máy tính

Các bộ vi xử lý

Các đattric

Các trạm điều khiển

Nhóm thiết bị phụ: Nhóm phụ gồm:

Các cơ cấu định hớng

Các cơ cấu xác định địa chỉ (xác định vị trí)

Các thanh đẩy

Các cơ cấu tháo, gạt

Các ổ tích

Các bàn nâng hạ

Các bàn quay

Các máy nâng hạ

Các phễu rung

Các xe tời vận chuyển

Các cơ cấu (máy) tiếp liệu

Các thùng chứa

Hệ thống vận chuyển - tích trữ chi tiết gia công của CIM

Chức năng của hệ thống vận chuyển - tích trữ chi tiết gia công

Hệ thống vận chuyển-tích trữ chi tiết gia công của CIM thực hiện các chức

năng sau đây:

Vận chuyển các chi tiết gia công (phôi) trong thùng chứa hoặc trên các vệ

tinh tới các vị trí tiếp nhận để bổ xung vào ổ tích có dung lợng nhỏ đặt cạnh các

máy.

Lu trữ trong các ổ tích có dung lợng lớn các chi tiết dự trữ giữa các nguyên

công trên các vệ tinh hoặc trên thùng chứa và theo lệnh của máy tính vận chuyển

chúng tới vị trí tiếp nhận để tiếp tục gia công.

Vận chuyển các chi tiết đã đợc gia công trên các máy tới vị trí tháo chi tiết

và chuyển các vệ tinh tự do về vị trí cấp phôi hoặc ổ tích trữ.

Vận chuyển các chi tiết đã đợc gia công tới vị trí kiểm tra (kiểm tra giữa

các nguyên công) và chuyển chúng về vị trí tiếp nhận để gia công tiếp.

Phân loại hệ thống vận chuyển - tích trữ chi tiết

Hệ thống vận chuyển - tích trữ chi tiết đợc thiết kế chủ yếu theo 3 phơng

án: loại giá tích trữ với máy xếp đống, loại băng tải tích trữ và phơng án tổ hợp

(gồm băng tải tích trữ và giá tích trữ với máy xếp đống đợc treo thêm giá hoặc các

xe tời di chuyển trên đờng ray).

Dới đây chúng ta sẽ nghiên cứu một số hệ thống vận chuyển - tích trữ có

dung lợng vừa và nhỏ dùng cho các vệ tinh của Nhật Bản và Hoa Kỳ đợc lắp đặt

cạnh các máy CNC nhiều nguyên công trong hệ thống CIM.

Hỡnh 2.9. ổ tích vệ tinh với xe tời di động của hãng Hitachi Seiki(Nhật

Bản)

1-Các vệ tinh ; 2-ổ tích ; 3-ủờng ray ; 4-Xe tời di động ; 5-Máy nhiều

nguyên công ; 6-Cơ cơ cấu quay ; 7-Bàn quay.

Hình vẽ 1 là hệ thống vận chuyển - tích trữ (magazin) với xe tời di động

của hãng Hitachi Seiki (Nhật Bản). Di chuyển các vệ tinh 1 từ các vị trí của ổ tích

2 tới cơ cấu quay 6 để tự động thay đổi các vệ tinh trên máy nhiều nguyên công 5

và ngợc lại đợc thực hiện bằng xe tời di động 4 với truyền động bằng xích hoặc

dây cáp. Xe tời đợc trang bị cơ cấu tiếp nhận – cấp phát các vệ tinh và đợc di

chuyển trên đờng ray 3. Trong ổ tích có vị trí với bàn quay 7 đợc dùng để gá và

tháo các chi tiết gia công và để nối kết với cơ cấu vận chuyển bên ngoài hệ thống

CIM.

Xe tời di động khác băng tải tích trữ ở chỗ là trên băng tải tích trữ tất cả các

vệ tinh đợc di chuyển cùng lúc, còn xe tời di động có thể chọn một vệ tinh bất kỳ

để cấp cho máy gia công. Kết cấu của xe tời di động không phức tạp, đơn giản khi

vạn hành và đợc sử dụng rộng rãi trong các hệ thống vận chuyển - tích trữ nh một

cơ cấu vận chuyển, đảm bảo mối liên kết giữa ổ tích (magazin) vệ tinh và các chỗ

làm việc của công nhân.

Hệ thống vận chuyển - tích trữ với xe tời di động cho phép phục vụ một số

máy nhiều nguyên công và có thể đợc sử dụng để vận chuyển nhiều loại chi tiết

gia công khác nhau.

Hỡnh 2 là hệ thống vận chuyển - tích trửừ vụựi baờng tải tích trửừ trong

CIM của hãng Cincinnati Milacron (Hoa Kỳ). Hệ thống CIM này có 4 máy CNC

nhiều nguyên công 4 và hệ thống vận chuyển – tích trửừ các vệ tinh với baờng tải

tích trửừ con laờn 1 khép kín và các ổ tích con laờn phụ trợ giảm xung 6 đặt cạnh

mỗi máy của CIM. Ngoài ra mỗi máy còn có trên bàn một vị trí chờ bổ xung 3 cho

vệ tinh, nó cho phép giảm thời gian dừng của máy khi thay đổi vệ tinh.

Hình 2.10. Hệ thống vận chuyển-tích trữ vệ tinh trong CIM của hãng

Cincinnati Milacron (Mỹ).1-Băng tải tích trữ con lăn; 2-Cơ cấu quay; 3-Vị trí bàn

bổ xung; 4-Các máy nhiều nguyên công; 5-Cơ cấu tiếp nhận-cấp phát; 6-ổ tích

con lăn phụ trợ; 7- Vị trí cấp chi tiết; 8-Vị trí tháo chi tiết.

Di chuyển vệ tinh từ các nhánh dọc của băng tải sang các nhánh ngang và

từ các nhánh ngang sang các nhánh dọc đợc thực hiện bằng các cơ cấu quay 2. Di

chuyển của vệ tinh từ các ổ tích giảm xung sang vị trí chờ của máy và ngợc lại đợc

thực hiện nhờ các cơ cấu tiếp nhận - cấp phát 5 đựpc đặt đối diện các vị trí chờ của

các máy. Băng tải tích trữ trung tâm có các nhánh tạo thành một bộ phận với các

vị trí cấp chi tiết 7 và tháo chi tiết 8.