MỞ ĐẦU 'Irong thời đại hiện nay để đáp ứng nhu cẩu cuộc sống ngày càng cao của con người, kỹ thuật ngày càng phải phái triển mạnh mẽ để đáp ứng nhu cẩu đó. Trong nghành Cơ khí chế tạo máy, việc thành lập các hệ thống sản xuất chế tao là quan trọng và cẩn thiết để dáp ứng các sản phẩm cơ khí nhanh, chất lượng tốt và có tính kinh tế cao cho nhu cần đó. Hiệu nay các hệ thống sản xuất linh hoạt EMS có mức độ tự động hoá cao, sử dụng các ruấy điều khiển số ƠNC, các robot phục vụ cho hệ thống và các hệ thống vậu chuyển — ch trữ phôi. Và hệ thống sản xuất tích hợp CTM kết nếi các hệ thống fự động riêng lẻ thành hệ thống sản xuất có trợ giúp của mạng mấy tính đấp ứng các sản phẩm chất lượng có tính năng suất và hiệu quả kinh tế cao.
Các hé thong trén được lập chương írình sản xuất hợp lý, linh hoạt để điều khiến hệ tống đáp ứng mục đích đề ra. Hệ thống lập kế hoạch linh hoạt I'P% có thể phân tích và điều chỉnh để đáp ứng mục dích cho các hệ thống sản xuất. Vấn đẻ mấu chốt là chương trình đưa ra cho hệ thống khi hoạt động phải hôn dáp ứng dược mục dích công việc của hệ thống và xử lý công việc xây ra trong hệ thống Các vấn để về hệ thống sản xuất linh boại EMS và lích hợp CTM cũng như các vấn dé về lập chương trình sản xuất động đựa vào mô hình mạng thời gian Pefri được phân tích và nghiên cứu trong luận văn. Vi ở Việt Nam các hệ thống sản xuất MS hay CTM còn nhiều hạn chế thực tiến và là lần đảu tiếp xức, nghiên cứn vấn để cũng như khả năng còn nhiều hạn chế nên luận văn này không thể tránh khỏi những sai sót do vậy em.
rất mong được sự chỉ bảo nhiều hơn của các thầy cô và đông nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đắc Lộc dã tận tình giúp dỡ, chỉ dẫn em trong quá trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn. Và em xin chân thành cảm ơn các thầy phòng thí nghiệm CIM khoa Cơ khí trường Đại hoc Bach Khoa Hà Nội đã giúp dỡ em để hoàn thành luận văn.1 Hé thong CIM. Hai công nghệ Tiến tiến CAD (Compafer Aided Design — thiết kế có sự Trợ giúp của máy tính) và CAM (Compnter Aided Manufaciuring — sản xuất có sự trợ giúp của máy tính) có êu quan chặt chế tới sự hình thàuh của hệ thống thiế Ý chế tao tự động có sự trợ giúp của máy tính khi kết nốt hai hệ với nhau hình thành hệ thống sản xuất tích hợp có sự trợ giúp của máy tính CIM và các quá trình sắn xuất thực hiện bằng hệ thống này gọi là quá trình sản xuất tích hợp.
Trong hệ thống CIM chức năng thiết kế và chế tạo được gắn kết với nhau, hỗ trợ nhau, cho phép tao ra sản phẩm nhanh chóng bằng các qui Trình sản xuất nh hoạt và hiện quả. Các thiết bị sản xuất tự động và các máy riêng biệt dược kết nối với các thiết bị chuyển tải thông tin tạo thành hệ thống, nhất, cho phép khép kín cha trình gia công, chế tạo sản phẩm. Khai niém vé CIM. CIM là giải pháp sử dụng các hệ thống máy tính và các hệ thống tự động hoá để thực hiện và diễn khiển sản xuất.
Như vậy, khái niệm CIM chía quá trình sản xuất thành hai hoạt động là: - Qué trình xử lý đữ liệu, thông tin: được thực biện bằng các hệ thống máy tính bao gồm các công việc: + "thiết kế đối tượng sản xuất CAD: thiết kế kết cấu sân phẩm bằng máy tinh. + Hoạch định sản xuất chế tac sao xuat CAP (Compater Aided Planning) hay chuẩn bị công nghé bang may tiah CAPP (Computer Aided Process Planning). + Diều khiến các nguyên công trong qúa trình sảu xuất chế lạu và tiến hành các chức năng nghiệp vụ liêu quan câu thiết khác nhau cho hoại động sẵn xuất kinh doanh, nghĩa là tiến hành chế tạo sản phẩm có sự trợ giếp của máy tính. Thân tích hệ thống.
'Irước hết cần so sánh giữa hai giải pháp chế tạo sản phẩm cơ khí là giải pháp thông thường và giải pháp có sự trợ giúp của máy tính thể hiện trên ñừa# vẽ 1.J Tanke Thiết‘ kế/ | Ten Khai quá tình Thiết kế chuẩn bị sản xuất: Tho cài hiệu chỉnh | côngnghệ | ¡cận ae sin (chính xác) | chếtạơsản | Piya Thidtke | Pn a phẩm GIÁ | kiệm ga sơ bộ kết tảnh công Í chấp lượng cấu sản nghệ tối | saa phim phẩm mu) - a. Quá trình tạo sẵn phẩm theo cách thông thường. Triển khai Quy hoạchự | quá trình chuẩn bị công nghệ CAD công nghệ | với CAM. tcó mô với CAM - | và CAO phông sản phẩm) > b.
Quá trình tao sản phẩm nguyên lý CIM.1: So sánh hai giải pháp chế tạo sẵn phẩm. Giải pháp CIM sẽ giảm được thời gian sản xuấi là 70% và giảm được giá thành sản xuất là 70% so với giải pháp thông thường xét cho quá trình chế tạo một sẵn phẩm cơ khí mới. Giải pháp CTM trong sản xuất có thể piảm giá thành sản xuất, piảm thời gian lưu kho của phôi liện, thành phẩm, giảm thời gian gia công, gumả thời gian phụ, giảm chủ phí về lương sẵn xuất, nâng cao tính linh hoạt của quá trình sẵn su: tao ra cdc sau pham da dang vé két cấu, cho phép thực liên giải pháp tối ưu hoá động Irong qúa trình gia côug, năng cao tuổi bền dụng cụ cắt, nâng, cao chất lượng sân phẩm, cải thiện điều kiện -_ Các quá trình hoạt động vật lý được thực hiện bang céc hé thong tr doug hoá như máy công cụ, các ram lắp ráp, roboi, các hệ thống va chuyển vật liệu, các hệ thống cung ứng và bảo quản vật tư tự động và các hệ thống kiểm tra để điêu khiển chất lượng. Các thiết bị này thay đổi vật liệu và vận chuyển vậi liệu rong xưởng, thuc hiện các phép đo kiếm và chuyển thông tin phản hỏi đến người vậu hành.
Các thiết bị này tự động hoá các quá trình vật lý Mô hình hệ thống sản xuất tích hyp CEM. 'theo phương thức giống các thiết bị phân xưởng tự dộng hoá các hoạt dong vat lý và các chức năng xử lý thông tin, tạo điều kiện cho mọi chức năng này được tích hợp với nhau chặt chế. Để đạt được CIM mại vấn để về dự án sản xuất phải được tích hợp sao cho có thể phân chia và chuyển lãi thông lu tối các thành phần khác và cung cấp hình ảnh toàn cục về trạng thai của cơ sở sản xuất tại mọi thời điểm. Tăng DENEFOR đưa ra mô hình hệ thống CTM bao gồm: ~_ Các máy gia công CNC (phay — khoan, tiện).
-_ Các Robo thực hiện công việc. -_ Máy tính chủ có bảng điều khiển CNC nối với máy quét và bảng số hoá. -_ Các mấy tính cá nhân có nối mạng với máy chủ. - Bang tai CNC dùng cho các bộ gá phôi (Pallet).
-_ Trạm láp ráp vận hành bàng kí nén trong hệ thống tự động. -_ Hệ thống chứa và lấy phối tự động (AS / RS) phục vụ các bệ gá phôi te dang. - Ilé théng xe vận chuyển định hướng tự động (AGV). -_ Hệ thống kiểm tra chất lượng sản xuất có trang bị máy đo toạ độ điểu khiển số.
- _ Hệ phần mềm tương ứng với các lệ điều khiển và lập trình gia công. Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tát AGV: Automatic Guided Vehicles (Sự vận chuyển tự động dẫn hướng). CAD: Computer Aided Design (Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính). CAM: Computer Aidcd Mauufacturing (Sản xuất có sự trợ giúp của máy tính).
CAP: Coputer Aided Planing (Hoạch định kế hoạch có sự trợ giúp của máy tính). CAPP: Computer Aided Process Planing (Hoạch định quy trình công nghệ cổ sự trợ giúp của máy tính). CAQ: Computer Aided Quality (Kiém tra chất lượng sản phẩm có sự trợ giúp máy tính). CIM: Computer Integrated Mannfacturing (Sản xuất tích hợp máy tính).
CNC: Computer Numerical Control (Diéu khién sé may tinh). DNC: Direct Nwuerical Control CĐiểu khiển số trực tiếp). DCCN: Day chuyên công nghệ. FPS: Flexible Planning System (I1é théng lap ké hoach linh loạt) FMS: Flexible Mannfacturing Systems (11é théng san xuat linh hoat).
FIFO: First In EFirst Out (Vào trước ra trước). HILH: Hệ thống linh hoạt. LPI: Longest Procesing ‘Time (‘110i gian gia công lâu nhất). LWKR: Least Work Remained (Céng viéc còn lại ít nhất) MWER: Most WorK Remained (Công việc còn lại nhiều nhất).
MCU: Machine Control Unit (Khối điển khiển máy). NC: Numerical Control (Điều khiển số) PLC: Programmable Logic Controler (Bộ điều khiển logie lập trình). Just —In — Tine (Đúng luc kịp thời). Shorfest Processing Time (Thời gian gia công ngắn nhất).
Timed Petri Net CMạng thời gian thực). -_ Các quá trình hoạt động vật lý được thực hiện bang céc hé thong tr doug hoá như máy công cụ, các ram lắp ráp, roboi, các hệ thống va chuyển vật liệu, các hệ thống cung ứng và bảo quản vật tư tự động và các hệ thống kiểm tra để điêu khiển chất lượng. Các thiết bị này thay đổi vật liệu và vận chuyển vậi liệu rong xưởng, thuc hiện các phép đo kiếm và chuyển thông tin phản hỏi đến người vậu hành. Các thiết bị này tự động hoá các quá trình vật lý Mô hình hệ thống sản xuất tích hyp CEM.
'theo phương thức giống các thiết bị phân xưởng tự dộng hoá các hoạt dong vat lý và các chức năng xử lý thông tin, tạo điều kiện cho mọi chức năng này được tích hợp với nhau chặt chế. Để đạt được CIM mại vấn để về dự án sản xuất phải được tích hợp sao cho có thể phân chia và chuyển lãi thông lu tối các thành phần khác và cung cấp hình ảnh toàn cục về trạng thai của cơ sở sản xuất tại mọi thời điểm. Tăng DENEFOR đưa ra mô hình hệ thống CTM bao gồm: ~_ Các máy gia công CNC (phay — khoan, tiện). -_ Các Robo thực hiện công việc.
-_ Máy tính chủ có bảng điều khiển CNC nối với máy quét và bảng số hoá. -_ Các mấy tính cá nhân có nối mạng với máy chủ. - Bang tai CNC dùng cho các bộ gá phôi (Pallet). -_ Trạm láp ráp vận hành bàng kí nén trong hệ thống tự động.
-_ Hệ thống chứa và lấy phối tự động (AS / RS) phục vụ các bệ gá phôi te dang. - Ilé théng xe vận chuyển định hướng tự động (AGV). -_ Hệ thống kiểm tra chất lượng sản xuất có trang bị máy đo toạ độ điểu khiển số. - _ Hệ phần mềm tương ứng với các lệ điều khiển và lập trình gia công.