Thiết kế dây chuyền lắp ráp tự động but bi ( TL 034) năng suất 50 sản phẩm/phút

Tài liệu Thiết kế dây chuyền lắp ráp tự động but bi ( TL 034) năng suất 50 sản phẩm/phút: ... Ebook Thiết kế dây chuyền lắp ráp tự động but bi ( TL 034) năng suất 50 sản phẩm/phút

doc100 trang | Chia sẻ: huyen82 | Lượt xem: 1875 | Lượt tải: 2download
Tóm tắt tài liệu Thiết kế dây chuyền lắp ráp tự động but bi ( TL 034) năng suất 50 sản phẩm/phút, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI MỞ ĐẦU Nước ta hiện nay đang trong quá trình phát triển, nhu cầu về tự động hoá trong hệ thống điều khiển là rất cần thiết. Mức độ tự động hoá ở nước ta vẫn ở trình độ thấp chưa phát huy hết thế mạnh của nó. Chính vì lẽ đó mà các sản phẩm làm ra đạt chất lượng kém và năng suất thấp, nhìn chung trình độ tự động còn phụ thuộc nhiều vào sức người, chưa thấy được kết quả mà nó đem lại. Đồng thời chúng ta cũng tìm hiểu nó một cách đúng đắn. Do đó ở phần này ta sẽ biết được cách hoạt động, cách điều khiển, cách hoạt động một cách khái quát mà cụ thể là dây chuyền lắp ráp bút bi tự động. Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HOÁ ,SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG GIAI ĐOẠN HIỆN NAY Trước khi đi tìm hiểu về vấn đề chính trong chương này là khái niệm về tự động hóa và sự phát triển của nó trong giai đoạn mới, ta xem sơ lược về tình hình ngành cơ khí của nước nhà và sự phát triển của nó trong tương lai để thấy rõ sự cần thiết phải có tự động hoá như thế nào? Việc áp dụng tự động hoá cho các nhà máy, xí nghiệp trong việc lắp ráp các chi tiết với nhau là cần thiết hay không ? Có được cái nhìn chung như thế,ta mới nắm vững, hiểu rõ và phát huy hết tác dụng của nó và áp dụng một cách linh hoạt và phù hợp với nền sản xuất nước nhà,từng bước cải tiến kỹ thuật, nâng cao chất lượng sản phẩm. 1.1 Tình hình ngành cơ khí Việt Nam và triển vọng trong tương lai: 1.1.1 Những nét cơ bản về sự hình thành: Bắt đầu từ năm 1956 có định hướng ở miền Bắc: Nhà máy cơ khí trung, qui mô Hà Nội: Chế tạo máy công cụ. Nhà máy cơ khí Cẩm Phả: Phục vụ khu mỏ Hòn Gai. Nhà máy cơ khí xe lửa Gia Lâm. Nhà máy ô tô Trần Hưng Đạo, Hoà Bình, Diesel Sông Công: Phục vụ giao thông vận tải và sức kéo cho nông lâm nghiệp. Các nhà máy đóng tàu Bạch Đằng, Phà Rừng. Một loạt các nhà máy qui mô 500tr/năm sản phẩm cơ khí phục vụ công nghiệp địa phương và chiến đấu tại chỗ. Một loạt các nhà máy cơ khí quốc phòng và ngành. Những đặc điểm: Qui mô nhỏ, và nhà máy có qui mô vừa, phục vụ nhu cầu bức thiết trước mắt trong nước. Sản xuất sản phẩm có yêu cầu kỹ thuật không cao Công nghệ và tổ chức khép kín từ tạo phôi đến lắp ráp thành phẩm. Công nghệ và thiết bị lạc hậu, hơn 30 năm nay ít được đổi mới. Hiên nay đang ở trình độ khoa học – công nghệ những năm 40 của thế kỹ này Nhân lực: Thợ bậc cao, từ bậc 6 trở lên: khoảng 7ngàn nhưng tuổi bình quân trên 40, có hạn chế Đáng kể có 10 ngàn từ kỹ sư trở lên: Nhưng chưa phát huy tốt tiềm năng. Tổng tài sản cố định toàn ngành khoảng 300 triệu USD là hết sức nhỏ bé. Hiện trạng ngành cơ khí thành phố Hồ Chí Minh Đặc điểm chung: Tiếp nhận từ một ngành cơ khí non yếu chỉ làm dịch vụ sửa chữa và sản xuất một số phụ tùng đơn giản Từ sau năm 1975 chưa có một nhà máy cơ khí nào được đầu tư thiết bị – công nghệ đồng bộ với một hướng sản xuất rõ rệt ban đầu Vốn đầu tư thấp, thiết bị đầu tư lẻ tẻ nhưng lại cố tạo ra một khả năng khép kín công nghệ nên lại càng non yếu về năng lực sản xuất về trình độ công nghệ. Một vài năm gần đây một số xí nghiệp đã cố đổi mới công nghệ- thiết bị nhưng rất chật vật trên nền cũ của mình Năng lực sản xuất Máy động lực và phụ tùng nông ngư nghiệp Phụ tùng đơn giản cho làm đất Thiết bị chế biến nông lâm sản, thực vật Lắp ráp ô tô xe máy Đóng xà lang và tàu nhỏ ven biển Thiết bị điện: động cơ, máy biến thế Cơ khí tiêu dùng: xe đạp, quạt điện, phụ tùng x e gắn máy … Giá trị tổng sản lượng 1996, là 200 tỷ đồng Năng suất lao động trung bình 40triệu /người /năm Qui mô và nhân lực: Nhỏ, chủ yếu là sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ Tổng tài sản cố định: trên 70tỷ rất bé. Tổng số công nhân sản xuất trên 3000. Trong đó có hơn 13000 công nhân bậc 4 trở lên. Trên 400 cán bộ kỹ thuật có trình độ kỹ sư trở lên, nhưng ít có cơ hội được đào tạo lại thường xuyên theo sự phát triển của khoa học – công nghệ Về khoa học và công nghệ Trong bối cảnh chung của cả nước: lạc hậu khoảng 50năm Đặc biệt yếu về các công nghệ vật liệu và tạo phôi Đáng chú ý la ømột số xí nghiệp quốc doanh và tư doanh đầu tư nhập công nghệ thiết bị hiện đại trong khuôn mẫu. Tỷ trọng thiết bị tiên tiến chỉ khoảng 15%. Vẫn còn thời kỳ cơ khí hoá. Tổng quát: Mặc dù hết sức năng động, tự vươn lên nhưng vẫn yếu kém về năng lực sản xuất cả về qui mô và chất lượng sản phẩm. Còn khá xa trước nhiệm vụ trang thiết bị lại một phần cơ bản cho các ngành kinh tế. Còn phân tán, tự phát thiếu đồng bộ và cần có qui hoạch chiến lược tập trung đầu tư đi vào những trọng điểm. Có cơ cấu sản phẩm định hướng hợp lý cho một trung tâm công nghiệp phía nam. Tuy đội ngũ nhân lực khá và năng động nhưng còn thiếu khả năng đào tạo tiếp cân một cách khoa học công nghệ tiên tiến. Thành tựu khoa học – công nghệ tiên tiến của thế giới trong lĩnh vực cơ khí: Nhu cầu về một hình thái sản xuất linh hoạt: Đặc điểm về thời đại về nhu cầu: Đa dạng về mẫu mả, chủng loại. Luôn thay đổi thị hiếu. “ tuồi thọ “ của sản phẩm ngắn, có loại chỉ xuất hiện vài tháng là mất hết thị trường. Nhà sản xuất đứng trước những biến động khó lường. Định hướng về khoa học – công nghệ: Trên cơ sở công nghệ tin học tạo ra một nền “ sản xuất linh hoạt” đáp ứng sự biến động khôn lường của nhu cầu và khả năng cạnh tranh nhờ đổi mới sản phẩm. Hiệu quả đặc trưng quan trọng nhất của công nghê tin học là năng lực giúp cho những ý tưởng của con người – dù có đa dạng và biến động cách mấy – trở thành hiện thật một cách nhanh chóng nhất, ít tốn công sức nhất Tự động hoá nhờ kỹ thuật – công nghệ tin học: Dùng công cụ CAD: Giúp phân tích thiết kế, tính toán và thể hiện nhanh, chính xác ; lưu trữ và thay đổi dễ dàng trong khi thiết kế các sản phẩm. Khi dùng CAD cần hiểu đúng: Yù tường và những vấn đề thuộc về tư duy linh hoạt thì do người thực hiện. Những công việc phân tích, so sánh, chọn lựa, tính toán theo một qui luật xác định do máy tính thực hiện tự động Máy tính thực hiện nhanh việc thể hiện thành bản vẽ 2 hoặc 3 chiều. Mỗi lĩnh vực có từng loại CAD chuyên dùng thích hợp mới có sức mạnh thực thụ cho người dùng. Dùng công cụ CAM Trên cơ sơ về dữ liệu về sản phẩm đã thiết kế nhờ CAD. Với sự quyết định cách thức và qui trình gia công của nhà công nghệ. Tạo ra các máy tính từ máy gia công CNC tự động thực hiện một cách chính xác quá trình gia công. Dùng công cụ CIM. Tích hợp các bộ phận của quá trình sản xuất từ CAD, CAM kiềm tra chất lượng CAQC, kế hoạch sản xuất … Thành một hệ thống được điều chỉnh nhờ máy tính. Định hướng và khả năng ứng dụng khoa học – công nghệ tiên tiến và cơ khí tại nước ta: Định hướng về mục tiêu qui hoạch phát triển Sở công nghiệp thành phố đã đưa ra “ Định hướng quy hoạch phát triển ngành công nghiệp cơ khí Thành Phố thời kỳ 1996 –2000 và 2001 “ Nội dung cơ bản: Làm xương sống cho nền kinh tế: Sản xuất lại và trang bị lại cho mình và các ngành kinh tế. Đầu tư chiều sâu vào những khâu quyết định khả năng cạnh tranh của sản phẩm. Đi thẳng vào công nghệ tiên tiến một số lĩnh vực tạo ra sản phẩm có chất lượng cao. Chú trọng xây dựng trung tâm nghiên cứu – phát triển. Qui hoạch và tổ chức lại ngành thành 4 khối lớn. Định hướng các sản phẩm cơ bản. Đầu tư chiều sâu cho 4 nhà máy. Định hướng ứng dụng công nghệ tiên tiến Ưùng dụng CAD trong thiết kế cơ khí Hiện tại chúng ta vẫn dùng phương pháp cổ truyền trong thiết kế. Chưa sử dụng sự hỗ trở của máy tính và các phần mềm thích hợp. Vì vậy tiềm năng sáng tạo của người thiết kế chưa phát huy hết tiềm năng về vẽ, tra cứu, tính toán về thiết kế, ngay cả lúc thành phố HCM đã có nhiều nhu cầu về thiết kế như: các thiết bị chế biến nông sản, hải sản, thiết bị phục vụ làm đất thu hoạch trong nông nghiệp; các khuôn mẫu vừa đa dạng vừa luôn luôn đổi mới, các sản phẩm cơ khí dân dụng. Người Việt Nam hoàn toàn có khả năng tiếp thu và dùng các phần mềm thích hợp ở nước ngoài phục vụ mục tiêu của mình. Người Việt Nam còn có khả năng tận dụng những phần mềm thích hợp của nước ngoài kết hợp với phần mềm tự xây dựng để phục vụ cho thiết kế cơ khí – chẳng hạn phần mềm cơ khí BK –CAD của cán bộ khoa học cơ khí trường đại học Bách Khoa TP.HCM ; Me CAD của trung tâm tin học IDEA của Hà Nội. Tránh ngộ nhận cần hiểu rõ chức năng của các phần mềm CAD trên thị trường để dùng khi thiết kế. Không phải CAD nào cũng dùng được cho thiết kế. Ưùng dụng CAD trong công nghệ gia công cơ khí. Hiện cần thiết cho gia công các loại khuôn phức tạp trên các máy công cụ điều khiển số NC Hiện có phần mềm CAD/CAM /CIMATRON 90 chuyên dùng, kết hợp giữa mô hình hoá, tạo bản vẽ cần gia công với việc mô hình hoá, tạo bản vẽ sản phẩm cần gia công với việc mô hình hoá quá trình gia công lập trình điều khiển máy CNC và CIMATRON-90 có thể điều khiển quá trình của công nghệ khoan, phay 2, 5 –5 toạ độ, công nghệ tiện, đột, dập theo đường và công nghệ cắt bằng dây. Chú ý đầu tư các công cụ thiết bị dùng trong công nghệ tạo mẫu để năng cao hiệu quả của hệ thống CAD/CAM. Đầu tư máy công cụ điều khiển số nhờ máy tính CNC. Cần phân biệt máy công cụ NC và CNC. Năng lực của 2 loại khác nhau rất nhiều. Chỉ có máy CNC mới dùng công nghệ CAD được và mới thực sự hiệu quả. Hiện tại có một cơ sở đã dùng máy này, đáng chú ý là doanh nghiệp tư nhân lại đầu tư mạnh hơn doanh nghiệp nhà nước. Cần lựa chọn công nghệ thích hợp của máy cho mặt hàng cụ thể của cơ sở sản xuất. Không quên đầu tư cho công việc tạo phôi và xử lý vật liệu, xử lý bề mặt là khâu kém hiện nay ở TP_HCM Muốn chất lượng sản phẩm cơ khí được năng cao, không thể thiếu sự đóng góp đồng bộ các công nghệ truyền thống như gia công các dậng bánh răng, các bề mặt có dạng có độ chính xác và độ bóng cao bằng công nghệ mài, nghiền, đánh bóng … Đào tạo nhân lực cho các công nghệ tiên tiến Đào tạo nhân công: Đủ năng lực vận hành thiết bị tiên tiến, biết phát hiện những bất thường để kịp xem xét. Đào tạo kỹ sư: Hiểu nguyên lý hoạt động, chọn công nghệ thích hợp, nắm chắc các phần mềm và thiết bị Làm chủ, sử dụng các phần mềm và thiết bị để điều khiền và lập trình một cách hiệu quả. Có năng lực và công nghệ tốt để quyết định qui trình và thông số công nghệ khi sử dụng CAM. Khả năng bảo dưỡng thiết bị hiệu quả. Khả năng đào tạo trong nước. Ngoài việc gửi tu nghiệp nước ngoài, hiện nay ở trong nước cũng có một số cơ sở có năng lực đào tạo: Viện máy công cụ tại Hà Nội, trường đại học BK HN Trường đại học BKTP_HCM khoa Cơ Khí Trung tâm Việt Đức trường đại học BKTp- HCM Đang đầu tư trường Lý Tự Trọng Có thể đào tạo công nhân Kỹ thuật viên kỹ sư Cần chú ý đào tạo nhân lực thực hành, dạng Kỹ Sư thực hành mà hiện tại chúng ta rất cần nhưng các cơ sở đào tạo trong nước lại rất yếu trong việc này. Quan tâm hơn nửa việc đào tạo nhân lực: Không có con người đủ năng lực thì không tiếp thu và phát huy được các công nghệ tiên tiên của thế giới dù có tiếp cận về. Đầu tư trang thiết bị và công nghệ hiện đại, gửi đi đào tạo đội ngũ kỹ thuật viên và giảng viên ( cho các cơ sở có chức năng đào tạo ) Nhà nước cũng nối tiếp các doanh nghiệp cùng góp cho việc đào tạo nhân lực cho mình. Các cơ sở đào tạo trong nước, trong thành phố nên liên kết để bổ sung cho nhau trong đào tạo, đồng thời hợp tác với nước ngoài trên cơ sơ hai bên cùng có lợi. Đó là một hiện thực ở một số cơ sở đào tạotrong nước đã làm được. Nhận xét: Nhìn chung với xu hướng chung của thế giới, ngành cơ khí nước nhà cũng đã có sự phát triển vượt bậc trong việc áp dụng tự động hoá ở một số bộ phận. Xong nó chỉ mang tính chất riêng lẽ, cục bộ chưa phát huy hết khả năng của nó và sự phát triển thiếu đồng bộ đó cũng do nhiều nguyên nhân khác gây ra. Do đó để nắm vững và áp dụng nó một cách đúng mức ta lần lượt đi tìm hiểu về các vần đề sau để có cái nhìn chung về nó và phát huy một cách hiệu quả nhất để đáp ứng nhu cầu xã hội ngày nay. Khái niệm về tự động hoá sản xuất: 1.2.1 Định nghĩa tự động hoá: Là dùng năng lượng phi sinh vật ( cơ, điện, điện tử …) để thực hiện một phần hay toàn bộ quá trình công nghệ mà ít nhiều không cần sự can thiệp của con người. Tự động hoá là một quá trình liên quan tới việc áp dụng các hệ thống cơ khí, điện tử, máy tính để hoạt động, điều khiển sản xuất. Công nghệ này bao gồm: Những công cụ máy móc tự động. Máy móc lắp ráp tự động. Người Máy công nghiệp. Hệ thống vận chuyển và điều khiển vật liệu tự động. Điều khiển có hồi tiếp và điều khiển quá trình bằng máy tính. Hệ thống máy tính cho việc thảo kế hoạch, thu nhập dữ liệu và ra quyết định để hỗ trợ các hoạt động sản xuất. 1.2.2 Các hình thức tự động hoá Tự động hoá cứng: Là một hệ thống trong đó một chuỗi các hoạt động (xử lý hay lắp ráp ) cố định trên một cấu hình thiết bị. Các nguyên công trong dây chuyền này thường đơn giản. Chính sự hợp nhất và phối hợp các nguyên công như vậy vào một thiết bị làm cho hệ thống trở nên phức tạp. Những đặc trưng chính của tự động hoá cứng là: Đầu tư ban đầu cao cho những thiết bị thiết kế theo đơn đặt hàng. Năng suất máy cao. Tương đối không linh hoạt trong việc thích nghi với các thay đổi sản phẩm. Tự động hoá lập trình: Thiết bị sản xuất được thiết kế với khả năng có thể thay đổi trình tự các nguyên công để thích ứng với những cấu hình sản phẩm khác nhau. Chuỗi các hoạt động có thể điều khiển bởi một chương trình, tức là một tập lệnh được mã hoá để hệ thống có thể đọc và diễn dịch chúng. Những chương trình mới có thể được chuẩn bị và nhập vào thiết bị để tạo ra sản phẩm mới. Một vài đặc trưng của tự động hoá lập trình là: + Đầu tư cao cho những thiết bị có mục đích tổng quát + Năng suất tương đối thấp so với tự động hoá cứng. + Sự linh hoạt khi có sự thay đổi trong cấu hình sản phẩm. + Thích hợp nhất là cho sản xuất hàng loạt. Tự động hoá linh hoạt là sự mở rộng của tự động hoá lập trình được. Khái niệm của tự động hoá linh hoạt đã được phát triển trong khoảng 25 đến 30 năm vừa qua. Và những nguyên lý vẫn còn đang phát triển. Tự động hoá linh hoạt: Là hệ thống tự động hoá có khả năng sản xuất rất nhiều sản phẩm ( hay bộ phận ) khác nhau mà hầu như không mất thời gian cho việc chuyển đổi từ sản phẩm này sang sản phẩm khác. Không mất thời gian cho sản xuất cho việc lập trình lại và thay thế các cài đặt vật lý ( công cụ đồ gá, máy móc ). Hậu quả là hệ thống có thể lên kế hoạch kết hợp sản xuất nhiều loại sản xuất khác nhau thay vì theo từng loại riêng biệt. Đặc trưng của tự động hoá linh hoạt có thể tóm tắt như sau: + Đầu tư cao cho thiết bị. + Sản xuất liên tục những sản phẩm hỗn hợp khác nhau. + Tốc độ sản xuất trung bình. + Tính linh hoạt khi sản phẩm thay đổi thiết kế. Sự phát triển của tự động hoá Tự động hoá theo tiếng Hy Lạp có nghĩa là: “ Tự chuyển động “ Ở đây chúng ta hiểu thuật ngữ tự động hoá là thực hiện quá trình sản xuất mà trong đó tất cả các tác động cần thiết để thực hiện nó, kể cả việc điều khiển quá trình được tiến hành không có sự tham gia của con người. Hiện nay tự động hoá được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành kinh tế quốc dân, vì thế mà người ta gọi thế kỹ 20 này là thế kỹ của tự hoá và điều khiển tự động. Nhưng nếu rà theo lịch sử phát triển thì chúng ta thấy nó có nguồn góc từ thời cổ xưa. Vào thế kỹ thứ nhất sau công nguyên. Heron ở Ai Cập đã làm những màn múa rối với nhiều loại con rối tự động. Đến thế kỹ 17-18 nhiều loại đồ chơi tự động và đồng hồ tự động đã xuất hiện. Sau đó đến thế kỷ 18 đầu thế kỷ 19 trong giai đoạn cách mạng công nghiệp ở châu âu tự động hoá mới xâm nhập vào thực tế sản xuất. Năm 1765 xuất hiện bộ điều chỉnh tự động mức nước trong nồi hơi của Pondunóp Năm 784 bộ điều chỉnh tốc độ trong nồi hơi của Johnoát đã xuất hiện. Giai đoạn phát triển này của tự động hoá đã đóng vai trò quan trọng trong khoa học kỹ thuật, thúc đẩy việc tự động hoá quá trình sản xuất trong chế tạo máy. Trong quá trình lao động con người đã bắt đầu cải tiến công cụ thô sơ thành những máy đơn giản chẳng hạn máy tiện gỗ đặc trưng. Dần dần người ta tiến hành cơ khí hoá, thay lực đặc trưng bằng động cơ, thay tay người cầm dao tiện bằng bàn dao chạy theo sống trượt của máy. Tiếp tục bổ sung các bộ phận cơ khí hoá khác, thêm và cải tiến dần các cơ cấu điều khiển, càng ngày máy càng thay đổi và càng tiến bộ và trở thành máy bán tự động, rồi tự động. Năm 1712 thợ cơ khí người Nga NARTOP đã thiết kế máy tiện chép hình để tiện các chi tiết định hình. Việc chép hình theo mẫu được tiến hành tự động, chuyển động dọc của bàn dao là do bánh răng – thanh răng thực hiện. Và đến năm 1798 Henry Nandsley ở nước Anh mới dùng vít – Đai óc để dịch bàn máy. Năm 1873 Spender đã chế tạo máy tiện tự động có ổ cấp phôi và trục phân phối với cam đĩa và cam thùng. Đến năm 1880 thì nhiều hãng trên thế giới như: Pittler, ludwig, lowe( đức ), RSA( Anh ) … Đã chế tạo máy tiện tự động Rơvonve dùng phôi thép thanh. Sau đó xuất hiện máy tiện tự động tiên dọc định hình. Vào đầu thế kỉ 20 bắt đầu có máy tự động nhiều trục chính, máy tự động tổ hợp và đường dây tự động. Ngày nay nhiều nước tiên tiến trên thế giới đã có nhiều đường dây tự động phân xưởng tự động và cả nhà máy tự động gia công các sản phẩm hàng loạt lớn, hàng khối như vòng bi, pittong, chốt ắc … Để áp dụng tự động hoá vào điều kiện sản xuất hàng loạt nhỏ và sản xuất đơn chiếc khi mà số lượng chi tiết trong loạt ít mà chủng loại lại nhiều, người ta đã dùng máy điều khiển theo chương trình số. Máy này cho phép điều chỉnh máy nhanh khi chuyển sang gia công loạt chi tiết khác. Bước phát triển tiếp theo là sự xuất hiện của trung tâm gia công mà đặc điểm của nó là có ổ trữ dụng cụ để thay thế theo trình tự gia công. Những năm gần đây trên thế giới đặc biệt là các nước tư bản có khuynh hướng mạnh hệ thống sản xuất linh hoạt. Ưu điểm nổi bật của nó là hệ số sử dụng thiết bị cao ( 85%), năng suất cao và tính linh hoạt rất cao. Nó được áp dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp máy công cụ, máy ô tô, máy kéo và công nghiệp hàng không… Trong hệ thống sản xuất linh hoạt có thể áp dụng tự động hoá toàn bộ quá trình sản xuất từ công đoạn thiết kế tự động chi tiết, thiết kế tự động qui trình công nghệ, thiết kế tự động chương trình gia công, tự động điều khiển quá trình sản xuất, tự động kiểm tra chất lượng sản phẩm …Đây là hình thức tự động hoá tiến bộ nhất đưa lại hiệu quả kinh tế rất lớn. Sau khi đã tìm hiểu nó một cách kỹ lưỡng kết hợp để thiết kế sản phẩm cho rắp ráp đó cũng là vấn đề cũng quan trọng vì trước khi thiết kế một dây chuyền sản xuất nào đó người thiết kế phải nắm rõ sản phẩm và các thuộc tính của nó, ưu điểm như thế nào, kết cấu ra làm sao để việc tự động hoá sản phẩm được dễ dàng. Do đó ta đi xem xét vấn đề thiết kế sản phẩm cho rắp ráp tự động. 1.4 Thiết kế sản phẩm cho lắp ráp tự động. Lắp ráp là nối hai hoặc nhiều bộ phận với nhau để tạo nên một đối tượng mới. Đối tượng mới này gọi là cụm lắp ráp, đơn vị lắp ráp hay một tên nào đó tương tự 1.4.1 Tìm hiểu về quá trình lắp ráp sản phẩm Một trong những trở ngại trong lắp ráp tự động là đã có nhiều phương pháp lắp ráp truyền thống mô tả ở trên được phát triển khi mà con người là phương tiện duy nhất để lắp ráp một sản phẩm. Nhiều phương pháp kẹp chặt cơ khí thường dùng trong công nghiệp ngày nay yêu cầu phài có những khả năng cảm nhận và hoạt động như con người. Ví dụ, chúng ta hãy xem xét việc sử dụng một đinh vít, một vòng đệm và một đai ốc để siết chặt hai miếng kim loại trên phần lắp ráp vỏ máy. Thao tác kiểu này thường được làm bằng tay trong một tế bào lắp ráp hoặc dây chuyền lắp ráp. Việc lắp các phần tử trên và việc vặn bằng tay có thể dễ dàng thực hiện bằng tay, vì con người là một cái máy cực kỳ khéo léo và thông minh. Tuy nhiên nếu việc này mà tự động hoá thì thật không đơn giản chút nào. Cái khó nhất là cho đinh ốc vào lỗ ghép hai phần tử, mà đôi khi các lỗ trên mỗi phần tử chưa chắc đã trùng nhau. Khi lắp bằng tay người lắp có thể trông thấy được và canh lại vị trí cho khớp, còn khi lắp bằng máy thì việc này không thể làm được. Khó khăn nữa là sau khi lắp được đinh vít vào lỗ rồi thì phải lắp vòng đệm và đai ốc. Người thợ một tay giữ đinh ốc, một tay giữ con tán xoay nhẹ cho con tán ăn khớp với đinh ốc. Còn đối với máy tự động thì việc này rất khó thực hiện. Việc vặn chặt ren là việc cuối cùng thì máy có thể làm việc không khó khăn gì. Chính vì những khó khăn trên khâu lắp ráp các mối lắp ren là khó tự động hoá nhất. Khâu này thường phải dùng đến con người để lắp sơ bộ trước sau đó máy sẽ thực hiện việc kẹp chặt. Giá cao của lao động chân tay dẫn đến phải việc tìm kiếm các công nghệ thích hợp và thiết kế các thiết bị tự động lắp ráp hoàn hảo. Sau đây là những chỉ dẫn và những nguyên tắc có thể ứng dụng trong thiết kế sản phẩm để việc lắp ráp tự động thực hiện dễ dàng. 1.4.2 Nguyên tắc ứng dụng trong thiết kế sản phẩm Giảm số lượng khâu lắp ráp: Nguyên tắc này có thể triển khai trong quá trình thiết kế bằng cách kết hợp nhiều chức năng trong cùng một chi tiết nào đó mà trước đây phải do nhiều chi tiết ghép lại. Việc sử dụng các chi tiết từ chất dẽo là một ví dụ về nguyên tắc này. Những hình dạng khá phức tạp của một miếng Plastic có thể thay thế cho một vài chi tiết kim loại, mặc dù vật liệu Plastic có thể đắt hơn nhưng thời gian tiết kiệm được trong quá trình lắp ráp đã chứngminh nó có thể thay thế được trong nhiều trường hợp Sử dụng kết cấu tổ hợp: Trong lắp ráp tự động, sự gia tăng số lượng của những bước lắp ráp riêng lẻ đưa đến kết quả là gia tăng thời gian ngừng máy trong hệ thống. Reley cho rằng một thiết kế sản phẩm phải có tính tổ hợp, mỗi tổ hợp chỉ gồm cỡ 11, 12 chi tiết được lắp với nhau trên một hệ thống lắp ráp đơn. Tương tự, các cụm lắp phải được bố trí chi tiết xung quanh cơ sở để lắp những chi tiết khác vào. Giảm mối ghép ren cần thiết. Thay vì sử dụng những đinh vít và vòng đệm, đai ốc riêng lẻ, và những mối ghép tương tự, thiết kế những cơ cấu kẹp chặt ngay trên chi tiết, và không chỉ kẹp từng cái một mà đồng thời nhiều cái. Giảm sự cần thiết phải xử lý đồng thời nhiều linh kiện Thực tế sử dụng các máy lắp ráp tự động cho thấy là phân chia các nguyên công tại nhiều vị trí khác nhau thì tốt hơn là lắp chung tại một chỗ. Hạn chế số phương lắp ráp cần thiết Nguyên lý đơn giản này có nghĩa là số phương lắp linh kiện mới phải giảm tới mức tối thiểu. Nếu tất cả những linh kiện mà được lắp ráp theo phương thẳng đứng từ trên xuống thì tuyệt vời nhất. Đương nhiên việc này chỉ có thể giải quyết khi thiết kế sản phẩm. Đòi hỏi linh kiện có chất lượng tốt. Chất lương cao của hệ thống lăp ráp tự động đòi hỏi những linh kiện lắp ráp tại mỗi vị trí phải có chất lương tốt. Những linh kiện có chất lương kém là nguyên nhân gâyra ách tắc trong cơ cấu nạp phôi dẫn đến việc máy ngừng hoạt động trong hệ thống tự động . Sử dụng các cụm cấp phôi. Đây là một thuật ngữ để gọi những thiết bị có khả năng định ví chi tiết, tách phôi và nạp phôi vào vị trí lắp ráp. Một trong những chi phí chủ yếu khi phát triển các hệ thống lắp ráp tự động là mất thời gian cho việc thiết kế các cụm cấp phôi tự động. Người thiết kế sản phẩm chịu trách nhiệm đảm hình dáng hình học và những phần tử của các phần tử lắp ráp để việc lắp ráp được dễ dàng hơn. Dây chuyền lắp ráp theo đường thẳng gồm một loạt những vị trí tự động được đặt dọc theo hệ thống vận chuyển theo đường thẳng. Đó là một biến thể tự động hoá của những dây chuyền lắp ráp bằng tay. Hệ thống vận chuyển gián đoạn, không đồng bộ. Nhận xét do đó nhu cầu tự động hoá là rất lớn. Nó góp phần năng cao nâng suất, giảm tải công việc cho người công nhân. 1.5 Sự cần thiết phải có tự động hoá. Các công ty hỡ trợ các dự án về vấn đề tự động hoá và CIM vì nhiều lý do khác nhau. Một số lý do quan trọng gồm: Năng cao nâng suất: Tự động hoá các quá trình hoạt động sản xuất hứa hẹn việc tăng năng suất lao động. Điều này có nghĩa tổng sản phẩm đầu ra đạt năng suất cao hơn ( đầu ra trên giờ ) so với hoạt động bằng tay tương ứng. Chi phí nhân công cao: Xu hướng trong xã hội công nghiệp của thế giới là chi phí cho công nhân không ngừng tăng lên. Kết quả là đầu tư cao lên trong các thiết bị tự động hoá đã trở nên kinh tế hơn để có thể thay đổi chân tay. Chi phí cao của lao động đang ép các nhà lãnh đạo doanh nghiệp thay thế con người bằng máy móc. Bởi vì máy móc có thể sản xuất ở mức cao, việc sử dụng tự động hoá đã làm cho chi phí trên một đơn vị sản phẩm thấp hơn. Sự thiếu lao động: Trong nhiều quốc gia phát triển, có sự thiếu hụt lớn lực lượng lao động. Chẳng hạn như Tây Đức đã bị ép buộc phải nhập khẩu lao động để làm tăng nguồn cung cấp lao động của mình. Việc thiếu hụt lao động cũng kích thích sự phát triển của tự động hoá Xu hướng dịch chuyển của lao động về thành phần dịch vụ: Xu hướng này đặc biệt thịnh hành ở Mỹ vào lúc 1986, tỷ lệ lao động được thuê trong sản xuất 20%. Năm 1947, nó vào khoảng 30%. Trước năm 2000, ước lượng làđạt con số khoảng 2%. Chắc chắn là tự động hoá sản xuất đã tạo ra sự dịch chuyển này. Tuy nhiên còn có nhiều sức ép xã hội, đoàn thể chịu trách nhiệm cho xu hướng này. Sự phát triển của lực lượng lao động văn phòng được thuê được chính phủ liên bang, tiểu bang và địa phương đã tiêu thụ một phần lao động mà đáng lẽ đã phải tiêu thụ ở khu vực sản xuất. Ngoài ra, còn có xu hướng xem công việc là tẻ nhạt, không có ý nghĩa là bẩn thỉu. Quan điểm này đã khiến cho mọi người tìm kiếm việc làm trong thành phần dịch vụ của nền kinh tế. ( Chính phủ, bảo hiểm, dịch vụ cá nhân, pháp luật bán hàng …) Sự an toàn: Bằng việc tự động hoá các hoạt động và chuyển người vận hành máy từ vị trí tham gia tích cực sang vai trò đốc công, công việc trở nên an toàn hơn. Sư an toàn và thoải mái của công nhân đã trở thành mục tiêu quốc gia với sự ban hành đạo luật sức khoẻ và an toàn nghề nghiệp ( 1970). Nó cũng là sự tự động hoá. Giá nguyên vật liệu cao: Giá cao của nguyên vật liệu tạo ra nhu cầu sử dụng các nguyên vật một cách hiệu quả hơn. Việc giảm phế liệu là một trong những lợi ích của tự động hoá. Nâng cao chất lượng sản phẩm: Các hoạt động tự động hoá không chỉ sản xuất với tốc độ nhanh hơn so với làm bằng tay mà còn sản xuất với sự đồng nhất cao hơn và sự chính xác đối với các tiêu chuẩn chất lượng. Rút ngắn thời gian sản xuất: Tự động hoá cho phép nhà sản xuất rút ngắn thời gian giữa việc đặt hàng của khách hàng và thời gian giao sản phẩm. Điều này tạo cho người có ưu thế cạnh tranh trong việc tăng cường dịch vụ khách hàng tốt hơn. Giảm bớt phôi liệu đang sản xuất: Lượng hàng tồn kho khi đang sản xuất tạo ra một chi phí đáng kể cho nhà sản xuất vì nó giữ chặt vốn lại. Hàng tồn kho khi đang sản xuất không có giá trị. Nó không đóng vai trò như nguyên vật liệu hay sản phẩm. Tương tự như nhà sản xuất sẽ có lợi khi giảm tối thiểu lượng phôi tồn đọng trong sản xuất. Tự động hoá có xu hướng thực hiện mục đích này bởi việc rút ngắn thời gian gia công toàn bộ sản phẩm phân xưởng Nếu không tự động hoá sẽ phải trả giá đắt: Tự động hoá nhà máy sản xuất sẽ có một ưu thế cạnh tranh quan trọng. Thuận lợi này không thể phơi bày được dưới hình thức uỷ thác của công ty. Ưu điểm của tự động hoá thường được thấy một cách bất ngờ và không lường trứơc, thí dụ như hàng chất lượng cao, bán hàng nhiều hơn quan hệ lao động tốt hơn. Công ty mà không tự động dễ thấy mình bị bất lợi với khách hàng, nhân viên của họ và xã hội công cộng. Tất cả những nhân tố trên hợp thành một bản đồng ca biến việc tự động hoá sản xuất thành một công cụ hấp dẫn thay cho phươngpháp sản xuất bằng tay. Nhận xét: ta thấy để đảm bảo chất lượng của sản phẩm, đồng thời tăng năng suất ta chọn hệ thống lắp ráp tự động đó là một quy luật tất yếu phải xảy ra. Chương 2: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÁC LOẠI BÚT BI TRÊN THỊ TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ LẮP RÁP NÓ HIỆN NAY 2.1 Nhu cầu sử dụng bút bi hiện nay: Xã hội ngày càng phát triển thì giáo dục càng được quan tâm, giáo dục vững thì kinh tế mới mạnh và xã hội mới phát triển. Do đó, vấn đề giáo dục luôn được đặt lên hàng đầu. Đối vơí nước ta, đào tạo, bồi dưỡng giáo dục luôn được nhà nước và Đảng quan tâm, thể hiện ở các hội nghị trung ương các khoá gần đây. Vấn đề giáo dục được các đại biểu đề nghị cần có bổ sung và chỉnh sửa về chương trình đào tạo, cải cách giáo dục, chú trọng phát triền giáo dục một cách toàn diện nhất quán. Nhà nước thực sự quan tâm và đầu tư nhiều tiền và công sức để phát triển giáo dục nước nhà, quan tâm và đầu tư để giải quyết dụng cụ học tập cho học sinh, sinh viên mà những dụng cụ này trước đây là thiếu, cùng với những chính sách mở cửa, thu hút thị trường, tạo điều kiện thuận lợi cho các nhà máy, công ty này tiếp xúc thị trường, giới thiệu sản phẩm ủng hộ họ để họ mạnh dạng đầu tư trang thiết bị và các dây chuyền lắp ráp hiện đại để từng bước cải thiện chất lượng, mẫu mã để có thể đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng đặc biệt là học sinh, sinh viên, và từng bước tạo được vị thế cho mình … Chính vì vậy mà nhiều năm gần đây dụng cụ học tập ( thước kẻ, bút bi, giấy tập…) cho học sinh, sinh viên rất đa dạng và được bán rộng khắp trên cả nước tạo điều kiện thuận lợi cho người tiêu dùng trong việc chọn lựa. Đa dạng cả về mẫu mã lẫn chất lượng( thượng vàng hạ cám )nhiều năm gần đây nhiều công ty như: công ty giấy tập Vĩnh Tiến, công ty Bút Bi Thiên Long, công ty bút bi HanSon, công ty bút bi Bến Nghe…đã tạo chỗ đứng cho mình. Một trong những sản phẩm được quan tâm đó là bút bi, hầu hết mọi người đều sử dụng nó từ học sinh tiểu học, đến sinh viên đại học, từ ngườitrẻ em đến người ngưới già, với sự phát triển dân trí như hiện nay nguời người nhà nhà đều sử dụng, nói chung nó rất cần thiết cho chúng ta. Nếu như trước đây bút bi chỉ có mặt tại các nhà sách, các cửa hiệuvăn phòng phẩm thì giờ đây nó đã có mặt ở mọi nơi từ siêu thị, tiệm bách hoá hay nói đúng hơn chỉ cần vài ba bước là có thể mua được. Từ đó, có thể thấy bút bi cần thiết như thế nào đối với chúng ta. Nước ta có khoảng 80 triệu người chỉ cần tính mỗi người sử dụng một cây, thì con số bút bi đã lên tới 80 triệu cây do đó nhu cầu sử dụng nó là rất lớn. Chính vì thế, nhiều cơ sở, nhiều xí nghiệp, công ty sản xuất bút bi đã thành lập, đó là nhu cầu tất yếu. 2.2 Sự tiện lợi của bút bi so với bút máy: 2.2.1 Bút máy Nếu như trước đây ta thường sử dụng bút máy do có nhiều tiện lợi như Ưu điểm: Rất bền Nét chữ mãnh Nhược điểm: Dễ lem khi viết Cần có bình mực để bơm Tốn thời gian bơm mực Tránh va chạm ở đầu bút Ngoài ra sử dụng bút máy còn cần thiết cho học sinh tiểu học vì chúng ta thường cho rằng đối với trẻ em mới bắt đầu tập viết nên cho viết bút máy để rèn chữ và tập cho nó không hư chữ. Dần dần quan niệm này bị thay đổi, bút máy được thay thế bởi bút bi do những ưu điểm của nó và thuận lợi so với bút máy khi sử dụng ._. 2.2.2 Bút bi Bút bi dần dần thay thế bút máy do có những ưu điểm: Sử dụng dễ dàng, thuận tiện Không bị lem mực Bảo quản dễ Nét chữ có thể lựa chọn tuỳ ý. Đa dạng về mẫu mã Dần dần sử dụng bút bi người ta thấy nó khắc phục được các khuyết điểm của bút máy do đó nó càng được ưa chuộng và được sử dụng rộng rãi. 2.3 Thực trạng, xu hướng lắp ráp bút bi của các công ty hiện nay: Hầu hết các công ty bút bi trong nước hiện nay thực hiện công đoạn lắp ráp là bằng tay. Các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ hoàn toàn lắp ráp bằng tay, chỉ có một số công ty lớn như Thiên Long, HanSon... thì có trang bị dây chuyền lắp ráp tự động (nhưng rất hạn chế). Ơû hình thức lắp ráp bằng tay, do người công nhân trực tiếp lắp ráp từng bộ phận, năng suất thấp, chất lượng không cao (do phải cầm nắm nhiều nên sản phẩm dễ ố, dơ không còn vẻ bóng loáng cần thiết cho sản phẩm). Do đó để tăng năng suất, tăng chất lượng sản phẩm, giảm khối lượng công việc cho công nhân phải có một dây chuyền lắp ráp linh hoạt đáp ứng nhu cầu đó 2.4 Hệ thống lắp ráp: Để thấy rõ công việc lắp ráp được thực hiện như thế nào ta đi tìm hiểu các hệ thống lắp ráp và xem xét nó để lựa chọn hệ thống lắp ráp cho hợp lý Các phương pháp tổ chức quá trình lắp ráp được phân loại như sau: Lắp ráp bằng tay tại một vị trí là: Phương pháp lắp ráp trong đó chỉ cómột vị trí làm việc mà tại đó công việc lắp ráp được hoàn tất, cho cả chi tiết hoặc hoàn tất một cụm nào đó cuả sản phẩm. Phương pháp này thường được áp dụng với sản phẩm phức tạp số lượng ít đôi khi sản phẩm chỉ là một loại. Ví dụ làm việc cần một hay nhiều công nhân phụ thuộc vào kích cở sản phầm và năng suất yêu cầu. Các sản phẩm được thiết kế theo đơn đặt hàng như máy công cụ, trang thiết bị công nghiệp, máy bay, tàu thuyền hoặc các vật mẫu khá phức tạp ( ví dụ như thiết bị chuyên dùng, xe hơi …) thường sử dụng phương pháp này. Dây chuyền lắp ráp bằng taygồm nhiều vị trí làm việc, trong đó toàn bộ sản phẩmhoặc các cụm chính đựơc hoàn tất theo dây chuyền từ vị trí này sang vị trí kia trong hệ thống. Tại mỗi vị trí làm việc một hoặc nhiều công nhân cùng tham gia lắp ráp để hoàn thành sản phẩm. Khi sản phẩm tới vị trí làm việc cuối cùng thì nó được hoàn chỉnh. Các hệ thống lắp ráp tự động sử dụng các phương pháp lắp ráp tự động ở các vị trí làm việc thay vì lắp ráp bằng tay. Dây chuyền lắp ráp bằng tay. Dây chuyền lắp ráp bằng tay thường được dùng trong sản xuất hàng khối, trong đó công việc được chia thành những nhiệm vụ nhỏ. Các công việc nhỏ này được giao cho từng vị trí làm việc trong dây chuyền. Một trong những thuận lợi phương pháp này là sự chuyên môn hoá lao động bằng cách giao cho mỗi công nhân một số nhiệm vụ có tính lặp lại, nhờ vậy họ làm việc nhanh hơn. Dây chuyền lắp ráp tự động Thuật ngữ lắp ráp tự động nghĩa là sử dụng các thiết bị cơ khí hoá và tự động hoá để thực hiện những chức năng khác nhau trong dây chuyền hay tế bào lắp ráp. Đã có nhiều thành tựu đạt được về lĩnh vực lắp ráp tự động trong những năm gần đây. Một số những tiến bộ đã thúc đẩy nhờ những tiến bộ trong lĩnh vực người máy. Những robót công nghiệp thỉnh thoảngđược sử dụng như những thành phần trong hệ thống lắp ráp. Mặc dù những phương pháp lắp ráp bằng tay được mô tả ở trên chắc chắn sẽ được sử dụng nhiều năm trong tương lai, nhưng những cơ hội để đạt tốt để đạt hiệu suất cao là nhờ sử dụng những phương pháp tự động . 2.5 Sản phẩm 2.5.1 Giới thiệu một số sản phẩm có mặt trên thị trường Tự động hóa quá trình công nghệ là phương hướng phát triển chung của các nước trên toàn thế giới. Nhất là đối với những nước công nghiệp đang phát triển như đất nước ta hiện nay thì yêu cầu đó càng cấp bách và không thể thiếu. Quá trình tự động hóa tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm và điều quan trọng là giải phóng sức lao động của con người. Tại công ty bút bi Thiên Long bao gồm nhiều phân xưởng sản xuất, sản xuất nhiều loại bút bi khác nhau như: bút chì sáp, bút lông kim, bút dạ quan, bút bi thường với sản lượng hằng năm hàng triệu cây. Quá trình sản xuất bút bi hiện nay chủ yếu theo dây chuyền bán tự động, ở một số khâu phức tạp vẫn phải thực hiện bằng tay mặc dù công việc ở đây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ của người công nhân. Vì vậy mục tiêu hiện nay của công ty là từng bước thay thế dây chuyền lắp ráp, thay thế sức người để đảm bảo an toàn lao động, sản phẩm tạo ra đáp ứng đúng yêu cầu chất lượng.Tuy vậy để thực hiện kế hoạch như trên công ty cần phải có nguồn đầu tư lớn về vốn.Tại các xí nghiệp hầu hết các dây chuyền sản xuất tự động được nhập từ nước ngoài như Trung Quốc, Đài Loan đã sản xuất từ nhiều năm nay tuy sản phẩm làm ra có chất lượng nhưng do dây chuyền sữ dụng quá lâu cần thiết kế lại một số cum khác để phù hợp với nhu cầu của công ty . Phương hướng hiện nay của công ty là sản xuất lại các dây chuyền nhập từ nước ngoài để giảm giá thành, nhưng vẫn đảm bảo năng suất yêu cầu. Giới thiệu sản phẩm. Hình 1 là một sản phẩm điển hình có thể áp dụng hình thức lắp ráp tự động. Sản phẩm này là một loại bút bi của công ty bút bi Thiên Long với mã sản phẩm TL-034(Jollee). Hình 1 Các bộ phận của TL-034 bao gồm:ruột, cán, tảm, nắp 2.5.2 Hình ảnh sản phẩm có thể lắp ráp bằng dây chuyền tự động 2.6 Giới thiệu qui trình sản xuất bút bi (TL 034) Việc sản xuất một loại bút bi nào đó đòi hỏi qua nhiều công đoạn như: thiết kế bản vẽ, tạo khuôn, bộ phận kiểm tra … sản xuất thử, sản xuất hàng loạt Bộ phận thiết kế: Phải phù hợp thị hiếu người tiêu dùng, mẫu mã phải đa dạng, gọn nhẹ, đẹp mắt Bộ phận kỹ thuật ( bộ phận khuôn ): ở đây sẽ chế tạo bộ khuôn theo đúng yêu cầu của bản vẽ, sau khi có khuôn cho sản xuất thử. Bộ phận sản phẩm và máy móc: kiểm tra, nếu có sai xót báo cáo cho bộ phận tạo khuôn để kịp sửa chữa, nếu không có gì thì cho sản suất hàng loạt. 2.6.1 Công đoạn lắp ráp bút bi ( TL_034): 2.6.1.1 Trình tự lắp như sau: Dừng máy Công nhân xử lý Bắt đầu Cấp cán Di chuyển cán Kiểm tra Đẩy ruột vào Di chuyển Cấp tảm Vặn tảm Kiểm tra toàn diện Rơi vào thùng chứa Khởi động lại Đẩy vào thùng phế phẩm Lắp ruột vào cán Lắp tảm vào cán đã chứa ruột Cuối cùng là vặn ren kết thúc công việc lắp ráp, Ta thấy trình tự lắp ráp như trên khá đơn giản nhưng chỉ đơn giản khi ta lắp ráp bàng tay. Tuy nhiên để thiết kế một dây chuyền lắp ráp tự động thì không đơn giản chút nào. Sau đây ta sẽ đi sâu tìm hiểu các công đoạn lắp ráp bằng tay và bằng máy. 2.6.1.2 Hình thức lắp ráp bằng tay: Mỗi công đoạn đều có một công nhân đứng tại đó, sau khi phân tích một cây bút có bao nhiêu bộ phận thì có bấy nhiêu khâu lắp ráp và đồng thời cũng có bấy nhiêu người công nhân ( mỗi người thực hiện một công việc lắp ráp riêng biệt ). Cụ thể khi lắp bút bi TL-034:chia làm 2 vị trí lắp, vị trí A các công nhân chỉ làm nhiệm vụ lắp ruột vào cán. Sau đó, bán thành phẩm được chuyển tới vị trí B tại đây nhóm công nhân khác lắp tảm vào cán và vặn chặt tảm. Ưu điểm: Độ tin cậy cao. Ít phế phẩm. Nhược điểm: Năng suất thấp. Tốn nhiều công lao động. Cần công nhân có kinh nghiệm. Công việc đơn điệu gây nhàm chán và mệt mõi cho công nhân. 2.6.1.3 Hình thức lắp ráp bằng dây chuyền tự động: Các nhiệm vụ trên được thực hiện bằng dây chuyền lắp ráp một cách tự động thay thế toàn bộ các công việc bằng tay, người công nhân chỉ cần cấp liệu( cán, ruột, tảm …). Ưu điểm: Năng suất cao. Giảm công lao động Không cần công nhân lành nghề. Nhược điểm: Đầu tư thiết bị. Có phế phẩm.(nhưng không đáng kể). Tuy nhiên các nhược điểm trên đều có thể khắc phục. Do đó, ý tưởng thiết kế dây chuyền lắp ráp tự động là phù hợp vói nhu cầu hiện nay. Thực tế hiện nay trên thị trường, nhiều hãng sản xuất bút bi lớn đã có đầu tư các dây chuyền lắp ráp, nhằm tự động hoá quá trình lắp ráp, nhằm nâng cao năng suất, giảm giá thành sản phẩm, tăng sức cạnh tranh. Tuy nhiên đa số các dây chuyền này đều được nhập từ nước ngoài với giá khá cao, do đó thời gian thu hồi vốn chậm. Xuất phát từ thực tế ấy, ý tưởng về một dây chuyền lắp ráp tự động với năng suất cao và được nội địa hoá ra đời. Chương 3: PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 3.1 Đưa ra phương án Sau khi tham khảo một số các dây chuyền lắp ráp đã có hiện nay ở các công ty, nhìn chung các dây chuyền này có hai dạng: một dạng sử dụng thuần tuý về cơ khí, dạng khác có xen vào một số cơ cấu sử dụng khí nén. Từ đó chúng em xem xét hai phương án sau. 3.1 .1 Phương án 1: Cam + Bánh răng +cơ cấu tay quay con trượt ( cơ ) Nguyên lý hoạt động Động cơ qua hộp giảm tốc làm trục cam quay, trục cam điều khiển các cơ cấu tay quay con trượt thông qua bộ truyền xích và các bánh răng. Cơ cấu này sẽ điều khiển các con trượt tại các vị trí như: cấp cán, cấp ruột, cấp tảm …Đồng thời cơ cấu di chuyển sẽ đưa phôi liệu đến các con trượt và tại đây nó sẽ thực hiện chuyển động khứ hồi để lắp ráp các chi tiết với nhau. Sau khi qua các vị trí lắp ráp đó cơ cấu di chuyển đưa chi tiết (hoàn chỉnh) đến thùng chứa bên dưới. Ưu điểm: Tạo lực mạnh giúp vặn tảm nhanh và chặt Di chuyển của các con trượt êm. Tuổi thọ cao Nhược điểm: Khó chế tạo bánh răng chính xác Các con trượt mau mòn Cơ cấu phức tạp, nặng nề Bảo dưỡng và sửa chữa khó khăn Dụng cụ thay thế ít, tốn kém và mất thời gian để thay thế thiết bị 3.1.2 Phương án 2: Cam + nam châm + xy lanh khí nén Nguyên lý hoạt động: Mômen xoắn từ động cơ qua hộp giảm tốc làm trục cam quay, bộ cam điều khiển các xy lanh cấp cán, cấp ruột … thông qua các công tắc kích hoạt các nam châm điện của các van phân phối. Khi nam châm có điện thì tại các vị trí của cụm các xy lanh thực hiện chuyển động lắp ráp các chi tiết và cuối cùng, cơ cấu di chuyển sẽ đưa chi tiết xuống thùng chứa, kết thúc một chu trình hoạt động. Ưu điểm: Dễ sử dụng và phổ biến, đa dạng trên thị trường Nguồn thay thế và dữ trự lớn Dễ bão dưỡng và sửa chữa Nhược điểm: Cần có nguồn khí bên ngoài cung cấp Phát sinh tiếng ồn Kết luận: Sau khi phân tích 2 phương án trên, chúng em chọn phương án 2 vì nó có nhiều ưu điểm hơn phương án 1 hơn nữa những nhược điểm của nó có thể khắc phục dễ dàng (Về nguồn khí nén thì dùng chung nguồn với các thiết bị khác có sử dụng khí nén bởi vì trong một công ty lớn thì có rất nhiều thiết bị sử dụng khí nén.Để giảm tiếng ồn thì ta dùng bộ phận giảm thanh ở các cửa xả). 3.2 Yêu cầu kĩ thuật: Năng suất lắp ráp của dây chuyền 50 (sp/phút). Độ tin cậy cao, phế phẩm ít. Dễ vận hành, bảo dưỡng. Chương 4: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐỘNG, MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA DÂY CHUYỀN Với phương án đã lựa chọn ta tiến hành thiết kế nguyên lý và sơ đồ động. 4.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý: Dòng vật liệu được bố trí theo đường thẳng, chi tiết cơ sở (cán) được di chuyển lần lược qua các vị trí: cấp ruột, cấp tảm, . ... Các cơ cấu lắp được bố trí dọc theo dòng vật liệu. 4.1.1 Sơ đồ khối: 4.1.2 Sơ đồ nguyên lý Từ sơ đồ khối như trên ta có sơ đồ nguyên lý như sau: Thiết kế sơ đồ động Mô tả hoạt động: Khi động cơ quay, trục của động cơ truyền qua hộp giảm tốc làm cho trục cam quay. Ở trên trục này có 4 cam ( cam 1, 2, 3, 4 tương ứng điều khiển các xy lanh ở các vị trí cấp cán, ruột, tảm, vặn tảm ), mỗi cam sẽ điều khiển xy lanh bằng nam châm điện. Khi trục cam quay, cam 1 sẽ tác dụng vào nam châm đầu tiên và nam châm điện này sẽ điều khiển xy lanh ở cụm cấp cán là đẩy cán vào bàn đỡ (bàn đỡ được lắp cố định trên dây chuyền ). Sau đó cơ cấu di chuyển sẽ đưa liệu đến vị trí cấp ruột trên bàn đỡ, nhờ vào bộ truyền xích và cơ cấu tay quay. Tại vị trí này thì trên trục cam, cam 2 sẽ tác dụng vào nam châm điện thứ 2, làm cho nam châm có điện và nó điều khiển xy lanh cấp ruột là đẩy ruột vào cán. Tiếp theo phôi liệu được đưa tới máng cấp tảm cũng bằng cơ cấu di chuyển, ở đây xy lanh đẩy tảm vào cán ( ở đây cán đã chứa ruột rồi )nhờ tác dụng của nam châm điện thứ 3 trên trục cam và cuối cùng cán được đưa tới vị trí vặn tảm bằng cơ cấu di chuyển, ở vị trí này xy lanh sẽø đẩy động cơ tới vị trí của cán và rồi động cơ quay thực hiện công việc là vặn tảm, cơ cấu di chuyển tiếp tục đưa cán (đã thành phẩm ) đến cuối bàn đỡ và cán sẽ rơi xuống thùng chứa, kết thúc chu kỳ làm việc. Chú ý: Sau chu kỳ đầu tiên thì hoạt động của dây chuyền thực hiện một cách đồng bộ hơn. Nghĩa là tại vị trí cụm cấp cán, xy lanh thực hiện chuyển động trước là đẩy cán xuống bàn đơ.õ Tiếp theo cơ cấu di chuyển đưa cán đến cácvị trí như: cấp ruột, cấp tảm, vặn tảm. Ở đây các xy lanh của cơ cấu cấp ruột, cấp tảm, vặn tảm sẽ hoạt động đồng bộ. Chương 5: PHÂN TÍCH KHÁI QUÁT DÂY CHUYỀN Trong dây chuyền bao gồm các cơ cấu,bộ phận: Cơ cấu vận chuyển phôi. Cơ cấu cấp phôi. Cơ cấu kiểm tra. Chương trình điều khiển. Bộ phận công tác. 5.1 Các phương pháp vận chuyển phôi Vận chuyển liên tục. Vận chuyển đồng bộ gián đoạn. Vận chuyển theo kiểu đẩy tự do. Ta thấy phôi liệu di chuyển một cách đồng bộ trên giá đỡ nhờ cơ cấu di chuyển, nhưng có khoảng thời gian chờ để các cơ cấu (cấp cán ,ruột…) thực hiện quá trình lắp ráp. Do đó cơ cấu vận chuyển của ta là vận chuyển đồng bộ và gián đoạn. Các cơ cấu vận chuyển : Cơ cấu vận chuyển đường thẳng Hệ thống di chuyển kiểu thanh gạt: Với cơ cấu vận chuyển kiểu thanh gạt, phôi liệu được nâng lên khỏi vị trí của giá đỡ và được hạ xuống vị trí kế tiếp trên giá đỡ, nghĩa là phôi liệu đã được di chuyển sang vị trí mới trên giá đỡ. Hình 1: Cơ cấu vận chuyển được sử dụng trong dây chuyền. Hệ thống vận chuyển kiểu con lăn quay Hệ thống băng tải xích Kết luận: Từ các hệ thống vận chuyển phôi như trên ta thấy cơ cấu vận chuyển theo đường thẳng là phù hợp và phương pháp vận chuyển phôi là đồng bộ và gián đoạn. 5.2 Cơ cấu cấp phôi: Các phôi được dùng trong dây chuyền là các phôi rời ( cán ,ruột ,tảm…).Ta đi tìm hiểu về các loại phôi rời và quy luật chuyển động của nó để từ đó lựa chọn kiểu cấp phôi hợp lý phù hợp với dây chuyền, và đảm bào năng suất yêu cầu. Phôi rời: Phôi rời là loại phôi sử dụng phổ biến trong quá trình sản xuất hàng loạt và hàng khối, đây là loại phôi vô cùng đa dạng về hình dáng, phong phú về chủng loại và kích thước. Điều đó đã gây nhiều khó khăn trong việc tự động hoá cấp phôi. Vì vậy, việc phân loại phôi rời có ý nghĩa rất lớn trong lựa chọn các cơ cấu cấp phôi. Thông thường, phôi rời được phân loại theo hình dáng. Trong một số trường hợp, nếu hình dáng không phản ánh hết đặc trưng của phôi thì ta dựa trên những tính chất khác của phôi như: kích thước, trọng luợng, lượng dư, dung sai, độ nhấp nhô bề mặt, độ bền, thời gian gia công, tính chất cơ lý, … để phân loại. Phân loại các cơ cấu cấp phôi rời: Để cấp phôi rời cho máy, người ta thường dùng ổ trữ phôi hoặc cụm cấp phôi. Ổ Trữ Phôi: + Ổ trữ phôi có thể gọi là thiết bị cấp phôi bán tự động. Chức năng của nó là dự trữ, bảo quản và cung cấp phôi đã được định hướng cho máy. Phôi ở đây có hình dạng phức tạp nên phải định hướng bằng tay. + Điều kiện để sử dụng ổ cấp phôi đó là thời gian gia công một chi tiết, trong trường hợp này đó là đóng hoặc vặn xong một nắp chai. + Nguyên tắc làm việc của ổ trữ phôi là như sau: Phôi (2) được cấp định hướng bằng tay và được trữ trong máy hoặc cụm (1). Trong máng dẫn (5) phôi rơi xuống cơ cấu đưa phôi (3) và đưa vào vị trí làm việc của máy. ổ trữ phôi có kết cấu khá đơn giãn vì không có cơ cấu định hướng phôi. Cụm cấp phôi: Trong trường hợp định hướng được phôi thì người ta dùng cụm cấp phôi. Chúc năng của nó là dự trữ, bảo quản, định hướng và cung cấp phôi cho máy. + Nguyên lý làm việc của cụm cấp phôi như sau: Phôi (4) được dự trữ và bảo quản trong cụm chứa(1). nhờ cơ cấu cam chiếm giữ (2) mà phôi (4) được đưa lên máng dẫn (5) qua cơ cấu định hướng (6). Sau khi được định hướng phôi sẽ được rơi vào máng (5) còn những phôi không định hướng sẽ được gạt rơi xuống cụm chứa (1). Theo máng dẫn (5), phôi sẽ được đưa vào vị trí làm việc của máy thông qua cơ cấu đưa phôi (3). Kết luận: + Ổ trữ phôi không định hướng được phôi tự động mà phải định hướng bằng tay. + cụm cấp phôi định hướng được phôi ( dự trữ, bảo quản, định hướng và cấp phôi cho máy) Do đó chọn loại cụm cấp phôi. Một số cơ cấu cấp phôi rời thông dụng Cụm cấp phôi kiểu giá nâng: - Cụm cấp phôi kiểu giá nâng có hai loại cơ bản: thứ nhất là kiểu giá nâng nối tiếp với máng dẫn và thứ hai là loại có giá nâng song song với máng dẫn. - Cụm cấp phôi kiểu giá nâng nối tiếp với máng dẫn đạt năng suất thấp nên ít được sử dụng. Ở đây giá nâng sẽ đi từ phía dưới lên trên và đem một số phôi đến vị trí máng dẫn. Lên đến vị trí trên cùng, giá nâng phải dừng một lúc để cho phôi có thời gian dịch chuyển từ giá nâng qua máng dẫn. - Cụm cấp phôi kiểu giá nâng song song với máng dẫn đạt nâng suất cao hơn. nó có thể được bố trí từ một hoặc hai giá nâng để cấp phôi cho máng dẫn. với loại cụm này khi giá nâng lên đến vị trí trên cùng ( tương ứng với vị trí của máng dẫn ) thì tất cả phôi trên giá nâng đều lăn qua máng dẫn và nó lại hạ xuống để nâng một nhóm phôi khác tiếp tục. - Đặc điểm: Tùy theo nón ma sát giữa phôi và máng dẫn mà ta bố trí góc nghiêng của máng cho hợp lý. theo phương pháp thiết kế thì chọn góc nghiêng của máng dẫn sao cho ( với hệ số ma sát giữa phôi và bề mặt máng dẫn). Thông thường, nếu phôi lăn từ giá nâng sang máng dẫn thì chọn ; nếu phôi trượt thì chọn . Một số ưu điểm của cụm cấp phôi loại này là kết cấu gọn nhẹ, đơn giản. Năng suất cao, do có thể bố trí nhiều giá nâng trong một cụm chứa phôi ( với loại cụm có giá nâng song song với máng dẫn thì năng suất có thể đạt từ chiếc/phút). Cụm cấp phôi kiểu rung động: - Cụm cấp phôi kiểu rung động: Là một loại thiết bị cấp phôi tự động được sử dụng rộng rãi để cấp phôi cho máy cắt kim loại, các máy kiểm tra phân loại hoặc của nhiều ngành kinh tế quốc dân. - Cấu tạo: phần rung là nhờ nam châm điện khi hút, khi nhả các lò xo lá tạo chuyển động theo một đường xoắn với góc nâng của máng, phần di động (4) của nam châm điện (5) được gắn chặt với đáy cụm, còn phần cố địng (6) được gắn chặt trên đế gang nhờ vào 4 vít cấy. Nhờ vào 4 vít cấy có thể điều chỉnh được khe hở cần thiết giữa hai má của nam châm điện. Toàn bộ phểu được gắn trên ba thanh lò xo lá 1 nghiêng đi một góc so với mặt phẳng nằm ngang của đế gang, để giảm dao động xuống trên nền cần gắn vào đế gang miếng cao su giảm chấn - Nguyên lý hoạt động: cho phểu rung rung động xoắn (lắc xung quanh trục thẳng đứng và chuyển động lên xuống cùng một tần số), phôi đang nằm hổn độn trong cụm trữ phôi sẽ tản ra xung quanh thành của máng rung xoắn bằng nhôm rồi theo các đầu mối của máng xoắn 3 mà chuyển động lên dần. Cơ cấu định hướng phôi đặt ở lưng chừng máng sẽ gạt rơi trở lại đáy cụm (2) những phôi định hướng chưa đúng. Những phôi đã đuợc định huớng được dẫn ra máng dẫn để vào máy tự động. - Đặc điểm: + cụm không có cơ cấu cặp phôi. + Phạm vi ứng dụng lớn, linh hoạt trong sản xuất. + Dể điều chỉnh. + Dùng chủ yếu cấp phôi rời có kích thước nhỏ. Cụm cấp phôi kiểu móc: - Sơ đồ và nguyên lý hoạt động: phôi liệu (1) từ cụm cấp (2) rơi vào buồng thứ hai của cụm. Trong qúa trình quay các móc (3) sẽ móc chi tiết nâng lên và sẽ rơi theo máng dẫn (4) ra ngoài. - Đặc diểm: dùng cấp phôi cacù dạng cốc đường kính d, chiều dài l Nhận xét: Khó đảm bảo vận tốc đồng bộ giữa móc và phôi ra khỏi cụm. Cụm cấp phôi kiểu đĩa: - Cụm cấp phôi kiểu đĩa Là loại thiết bị cấp phôi tự động được sử dụng rộng rãi. - Nguyên lý làm việc của cụm: Phôi được chứa hỗn độn trong cụm (6) và rơi vào đúng túi (5) của đĩa (2). đĩa này được quay tròn xung quanh trục (3) nghiêng một góc so với mặt phẳng nằm ngang. Đến một vị trí nhất định phôi sẽ rơi từ túi ra máng dẫn. Trong cụm cấp phôi kiểu đĩa vai trò của cơ cấu chiếm giữ là các rãnh (hoặc túi) (2). Các rãnh này có thể bố trí vuông góc hoặc theo cát tuyến hoặc theo bán kính đĩa. - Đặc điểm: cụm cấp phôi kiểu đĩa có năng suất cao, làm việc ổn định và có kết cấu đơn giản. cụm dùng để cấp phôi có hình dạng trụ. - Trơn, trụ có mũ, vòng và đĩa. Kết luận: Do kích thước của tảm nhỏ nên quá trình cấp tảm khác so với cấp cán ,cấp ruột.Nên ta chọn kiểu cấp phôi rung động vừa phù hợp với kích thước vừa đảm bảo nâng suất của dây chuyền. 5.3 Cảm biến kiểm tra Dùng để phát hiện sự có mặt của phôi liệu và kiểm tra năng suất của dây chuyền. Cảm biến kiểm tra là các sensor quang phát, và thu tín hiệu. Sensor gồm có 3 dây, 1 dây nguồn và 2 dây tín hiệu. Nguyên lý hoạt động: Gồm phần phát, thu tín hiệu được đặt phía dưới giá đỡ. Khi mà phôi được di chuyển trên giá đỡ sẽ che khuất tín hiệu từ sensor, làm cho tín hiệu phản xạ ngược về nguồn, và truyền tín hiệu này về bộ điều khiển làm dây chuyền ngừng hoạt động. Cơ cấu điều khiển Hệ thống điều khiển tự động: Như chúng ta điều biết mỗi một hệ thống điều khiển tự động ( HTĐKTĐ) đều gồm có hai bộ phận: bộ phận chấp hành và bộ phận điều khiển . Bộ phận điều khiển là phương tiện của tự động hoá để xử lý tín hiệu điều khiển quá trình và những tín hiệu nhìn thấy được tuỳ thuộc vào tín hiệu của liên hệ phản hồi từ quá trình và nhiệm vụ điều khiển . Các hệ thống điều khiển tự động có thể khác nhau bởi trung tâm hoá điều khiển, phương pháp tác đông hiệu lệnh, dạng của vật chứa chương trình, chức năng công nghệ, số dòng và số dạng tín hiệu nhưng điều có một số đặc điểm chung là có những bộ phận chủ yếu như cảm biến cơ cấu phân phối và cơ cấu chấp hành . Cảm biến: Một trong những bộ phận chủ yếu của bộ phận điểu khiển tự động là đatric mà người ta thường gọi là cảm biến hay chuyển đổi . Nhiệm vụ của cảm biến là biến đổi tín hiệu từ dạng này sang dạng khác . Cảm biến bao gồm các thành phần như tiếp nhận, đã cho so sánh và biến đổi . Khi tiếp nhận một tín hiệu nào đó từ bên ngoài, cảm biến sẽ biến đổi nó thành tín hiệu ( thường là tín hiệu điện ) thuận tiện cho việc tiếp tục truyền đi, tiếp tục biến đổi, hoặc khuyếch đại lên . Cảm biến có thể là những nút ấn công tắc hành trình, tay gạt, tế bào quang điện hoặc cặp nhiệt điện v.v … Người ta phân loại cảm biến ra loại tiếp xúc, không tiếp xúc cảm ứng điện dung, quang điện v.v… Cơ cấu cấp phôi Cơ cấu cấp phôi còn có tên gọi là cơ cấu trung gian . Nó có nhiệm vụ truyền đi, phân phối, tổ hợp, làm tăng lên hoặc giảm đi những tín hiệu do cảm biến phát ra . Cơ cấu phân phối có thể là rơ le trung gian, rơ le thời gian, cơ cấu khuyếch đại tinh thể bán dẫn, cơ cấu khuyếch đại thuỷ động và khí động … Cơ cấu chấp hành Bộ phận chủ yếu thứ ba trong điều khiễn tự động là cơ cấu chấp hành . Chức năng của nó là đảm bảo thực hiện một tác động điều khiển nào đó . Cơ cấu chấp hành có thể là động cơ điện, bộ ly hợp điện tử, nam châm điện … Ví dụ nam châm điện biến điện năng thành cơ năng để mở nắp chắn của cơ cấu phân loại chi tiết . Phân loại các hệ thống điều khiển tự động: Hệ thống điều khiển tập trung Hệ thống điều khiển phụ thuộc Hệ thống điểu khiển hỗn hợp Những hệ thống điều khiển điển hình: Hệ thống điều khiển theo cữ ty Để thực hiện được chức năng điều khiển trong mỗi hệ thống điều khiển tự động đều có ba phận chính sau đây: vật chứa chương trình, bộ phận đọc, bộ phận dẫn chương trỉnh . Kết cấu của bộ phận đọc chương trình đối với mỗi hệ thống rất khác nhau và phụ thuộc vào yêu cầu đã cho . Trong các hệ thống điều khiển hiện đại, thường dùng các bộ phận đọc kiểu cơ, điện cơ, điện thuỷ lực . Ngoài ra cần phải có bộ phận dẫn chương trình cho máy móc Tuỳ theo kết cấu và khối lượng gia công trong quá trình công nghệ mà vật chất chương trình có thể là tuyến tính hoặc không gian Hệ thống điều khiển theo cữ tỳ là hệ thống điều khiển phụ thuộc mà trong đó việc điều khiển được thực hiện nhờ các cữ tỳ cố định tác động vào các cảm biến Tất cả các cơ cấu chấp hành của thiết bị được điều khiển bằng các cữ tỳ và được thực hiện sao cho mỗi một chuyển động tiếp theo đều phải diễn ra sau khi chuyển động trước nó đã hoàn thành . Chương trình gia công có thể đặt ra bằng cách xếp đặt các cữ tỳ trên thước chuyên dùng mà được kẹp ở trên bàn máy . Trên các thiết bị tự động hệ thống cữ tỳ được sử dụng để điểu khiển hành trình làm việc của các bộ phận bằng cách truyền hiệu lệnh từ bộ phận này đến các bộ phận khác ví dụ như điều khiển chu kỳ làm việc của đầu lực, bàn máy và hệ thống liên động . Cữ tỳ có thể thực hiện hai chức năng: khống chế giới hạn dịch chuyển và điều khiển những dịch chuyển đó thực hiện một cách thứ tự . Để thực hiện chức năng đầu tiên thường sử dụng các cữ tỳ cứng mà nó sẽ tác động vào hệ thống dẫn động của cơ cấu chấp hành ở vị trí cuối cùng . Trong trường hợp thứ hai để điều khiển những dịch chuyển người ta có thể dùng các chốt đóng mở hành trình. Hệ thống điều khiển này chỉ kiểm tra vị trí đẩu và cuối của cuối của cơ cấu chấp hành vì vậy mà đối với các cơ cấu chấp hành làm việc trên vị trí, việc điều khiển sẽ không đồng bộ. Việc thay đổi và chuẩn bị chương trỉnh gia công không mất nhiều thời gian, tính ồn định và linh loạt cao. Loại hệ thống điều khiển theo cữ tỳ được thực hiện bẳng cơ cấu chấp hành chỉ theo ví dụ, ví dụ tiện các trục bậc, phay các mặt bậc . Việc điểu khiển hệ thống các cữ tỳ được thực hiện bằng cơ cấu chấp hành chỉ theo một toạ độ vì vậy không thể sử dụng khi gia công những bề mặt có prôfin cong phức tạp . Khi sử dụng hệ thống điều khiển này chúng ta nhận thấy chúng có nhược điểm là những công tắc, chốt hành trình thường hư hỏng vì phoi, bụi bẩn, , dầu mở bám vào làm cho độ tin cậy của hệ thống không cao . Nhưng mặt khác chúng ta có kết cấu đơn giản giá rẻ tính vạn năng cao. Hệ thống điều khiển theo cam . Trong các hệ thống điều khiển theo cam vật chứa chương trình là cam có prôfin tương ứng đặt trên trục phân phối . Profin của cam xác định theo chu trình làm việc của máy và cho phép hoàn thành trình tự gia công đã cho . Hệ thống điều khiển theo cam là hệ thống điều khiển không phù thuộc và được sử dụng rộng rãi trong các máy tự động . Bộ phận đọc chương trình của hệ thống là càng gạt hoặc thanh đẩy mà thường dịch chuyển theo profin của cam. Khi thiết kế và chế tạo cam cần phải tính kích thước và hình dạng cho từng phần riêng biệt sao cho có thể đảm bảo chuyển động đã cho và thời gian hành trình chạy không giảm xuống mức tối thiểu. Hệ thống điều khiển theo mẫu chép hình Hệ thống điều khiển theo mẫu chép hình được sử dụng rộng rãi để điều khiển việc gia công các chi tiết có profin tuyến tính và có mặt cong trong không gian. Chương trình gia công được thể hiện dưới dạng mẫu chép hình. Hệ thống điều khiển theo nguyên tắc sao chép có tính ổn định cao nhờ khả năng thay vật chứa chương trình nhanh. Vì vậy nó được sử dụng rộng rãi để tự động hóa trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối. Hệ thống sao chép có thể chia ra làm hai nhóm: + Hệ thống mà trong đó mẫu chép hình thực hiện cả hai chức năng điều khiển sự dịch chuyển của dụng cụ cắt và chức năng cơ cấu ăn dao của dụng cụ cắt đó + Hệ thống mà trong đó mẫu chép hình chỉ thực hiện mỗi chức năng điều khiển. Trong hệ thống điều khiển nhóm 1 giữa mẫu chépl hình và dụng cụ cắt có liên hệ cứng vì vậy mẫu chép hình phải chịu lực trực tiếp do đó nó mòn rất nhanh và làm giảm độ chính xác gia công. Cũng chính vì lẽ đó mà mẫu chép hình phải là từ vật liệu có độ bền cao và phải gia công nhiệt luyện để tăng độ cứng. Hệ thống điều khiển nhóm hai được sử dụng rất rông rãi. Thành phần chủ yếu của nó là mũi dò trượt theo mẫu chép hình và thực hiện chức năng đọc chương trình. Loại hệ thống này được gọi là hệ thống điều khiển chép hình theo vết. Vì nó chỉ có nhiệm vụ điều khiển cho nên chịu lực rất nhỏ và cho phép sử dụng mẫu chép hình mẫu chép hình rẻ tiền mà vẫn đảm bảo độ chính xác gia công rất cao. Hệ thống điều khiển theo chương trình số. Hệ thống điều khiển theo chương trình số sử dụng để tự động hóa điều khiển những dịch chuyển của cơ cấu chấp hành và được thực hiện bằng cách đưa vào hệ thống một cách trình tự các số, xác định hình dáng kích thước và độ nhám của chi tiết gia công. Đặc điểm nổi bật của hệ thống điều khiển này là sử dụng tin tức dưới dạng số, nhận được từ bản vẽ chi tiết gia công. Theo bản vẽ chi tiết, đối với mỗi dạng gia công, mỗi loại máy sẽ thiết lập chương trình dưới dạng bảng trong đó có chỉ dẫn giá trị và hướng chuyển động của các cơ cấu chấp hành của máy khi gia công chi tiết. Chương trình này được mã hóa và được ghi lại trên băng đục lỗ hoặc phiếu đục lỗ. Theo chức năng công nghệ, hệ thống điều khiển theo chương trình số có thể chia làm 3 loại: điều khiển theo điểm(vị trí), điều khiển theo đoạn thẳng và điều khiển theo đường cong (đường viền). Hệ thống điều khiển theo điểm. Các hệ thống điều khiển này đảm bảo những dịch chuyển của cơ cấu chấp hành theo vị trí đã cho. Ví dụ dịch chuyển của bàn máy khoan đứng so với chi tiết gia công vào những vị trí cho trước để khoan lỗ vào chi tiết. Hệ thống điều khiển theo đoạn thẳng. Ơû đây thực hiện điều khiển các cơ cấu chấp hành dịch chuyển song song với trục tọa độ. Mặt khác nó có cơ cấu phụ để điều khiển tốc độ dịch chuyển của dụng cụ cắt. Ví dụ khi tiện trục bật, quỹ đạo của dụng cụ cắt là phối hớp thứ tự giữa các dịch chuyển ngang và dịch chuyển dọc. Hệ thống điều khiển theo đường viền. Khi gia công các chi tiết có hình dạng phức tạp đòi hỏi phải phối hợp thật chính xác chuyển động của cơ cấu chấp hành theo hai hoặc nhiều tọa độ khác nhau. Ví dụ gia công các bề mặt định hình trên máy phay điều khiển theo chương trình số. Kết luận: Để dễ dàng điều khiển ta chọn kiểu điều khiển theo cam. Sau đây ta đi tìm hiểu về qui luật chuyển động của hệ thống cam từ các qui luật này ta bắt đầu đi thiết kế bộ cam cho cả hệ thống dây chuyền. Qui luật chuyển động của khâu dẫn Qui luật chuyển động của khâu được dẫn Qui luật chuyển động parabol (hình a).Trong pha nâng ứng vớigóc pha ta phân biệt được các góc và góc ,trong giới hạn của từng góc này gia tốc có giá trị dương hay âm không đổi .Ký hiệu số ,ta có: ; (3.3) . Hệ thức giữa chuyển vị ,vận tốc và gia tốc của cần đẩy có thể xác định được dễ dàng ; (3.4) ( 0) Và (3.5) Khi Nên (3.6) Và Nên ta cũng có (3.7) Và (3.8) Trong trường hợp biết trước chuyển vị h của cần đẩy và chọn trước hệ số k1, từ những hệ thức suy ra giá trị của b’1và b”1 :  (3.9) Và giá trị của vận tốc cực đại của cần đẩy (3.._.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docDA2058.doc