Công dụng và phân loại hệ thống vận chuyển và kho chứa

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Công dụng và phân loại hệ thống vận chuyển và kho chứa

Câu 1: Nêu công dụng và phân loại hệ thống vận chuyển và kho chứa.

Các thiết bị chính trong hệ thống vận chuyển, kho chứa?

3 đ

Công dụng và phân loại

 Một hệ thống sx chỉ có thể hoạt động hiệu quả khi có sự phối

hợp đồng bộ giữa các thiết bị sx chính (máy CNC, CMM,…) và

các thiết bị phụ trợ (các thiết bị vận chuyển, kho chứa vật liệu, thiết

bị thu gom phế liệu, các hệ thống đảm bảo dụng cụ, …)

 Trong quá trình gia công, vật liệu tồn tại ở các trạng thái khác nhau:

- Được gia công trên các thiết bị công nghệ

- Được kiểm tra

- Được lưu trữ ở các kho

- Được mang trên các thiết bị vận chuyển

- Chờ gia công

 Trừ khi đang được gia công hoặc kiểm tra, vật liệu được chứa

hoặc được vận chuyển nhờ hệ thống vận chuyển vật liệu

 Việc tổ chức hợp lý hệ thống vận chuyển, kho chứa để giảm thời

gian chờ đợi có ý nghĩa lớn, cho phép giảm chu kỳ sx, tăng năng suất

gia công và giảm các chi phí liên quan (chi phí nhà xưởng, bảo quản,

…)

 Trong hệ thống sx, hệ thống vận chuyển, kho chứa là phương tiện

liên kết giữa các nguyên công Là phương tiện vật chất giúp cho

dòng lưu chuyển vật liệu được thông suốt, nhịp nhàng, đồng bộ

 Việc tổ chức hệ thống vận chuyển, kho chứa luôn luôn được

thực hiện đồng thời với việc sắp xếp các thiết bị công nghệ Khi tự

động hóa các thiết bị sx phải áp dụng đồng bộ các thiết bị công

nghệ tự động và hệ thống vận chuyển, kho chứa tự động

2 đ

Các thiết bị chính trong hệ thống vận chuyển, kho chứa:

- Kho chứa

- Thiết bị sắp xếp và cấp phôi

- Xe tự hành, Tay máy, Băng tải

- Các thiết bị xếp dỡ

- Hệ thống máy tính và phần mềm tương ứng

1 đ

Câu 2: Nêu các chức năng, kết cấu chung của xe tự hành (AGV), ưu

điểm của xe tự hành so với các thiết bị vận chuyển khác?

3 đ

 Các AGV thực hiện các chức năng như:

- Vận chuyển chi tiết, dụng cụ, đồ gá tới (hoặc từ) các trạm gia

1 đ

công, các kho chứa và các khu đợi.

- Phân phối vật liệu tới các trạm gia công

- Vận chuyển chi tiết thành phẩm từ hệ thống tới các trạm lắp

ráp

- Phân phối chi tiết, dụng cụ, đồ gá tới (hoặc từ) các kho chứa tự

động

- Vận chuyển phế thải

 Do kết cấu gọn nhẹ, được điều khiển và làm việc độc lập, các

AGV có ưu thế so với các phương tiện vận chuyển khác:

- Tính linh hoạt (dễ thay đổi đường đi, dễ thay đổi nhiệm vụ, )

- Tăng tính điều khiển dòng vật liệu và sự vận chuyển

- Giảm hư hỏng sản phẩm và ít tiếng ồn

- Có khả năng làm việc trong môi trường nguy hiểm, độc hại

- Có khả năng giao tiếp với các hệ thống thiết bị khác như máy

công cụ, robot, băng tải

- Được thiết kế theo mô đun vì vậy dễ dàng trong chuẩn đoán

hỏng hóc và bảo dưỡng

- Có khả năng xác định vị trí và định vị chính xác

- Giúp giảm giá thành sản phẩm qua việc giảm diện tích xưởng,

giảm lao động trực tiếp

1 đ

 Kết cấu chung của các AGV hay các robot tự hành thường có 4

phần:

- Phần di động (bánh xe, chân, xích, …) đảm bảo AGV có thể di

chuyển trên địa hình xác định trước hoặc không xác định trước

- Phần công tác (tay máy, dụng cụ tháo lắp, …) giúp AGV hoàn

thành chức năng của mình

- Hệ thống quan trắc và dẫn đường giúp AGV nhận biết mục

tiêu, quan sát đường đi và vật cản

- Hệ thống điều khiển giúp các AGV có thể nhận lệnh từ trung

tâm, nhận tín hiệu từ các sensor, phân tích đường đi, điều khiển cơ

cấu công tác và thực hiện nhiều chức năng khác

1 đ

Câu 3: Nêu ưu, nhược điểm của băng tải trong hệ thống FMS, các

loại băng tải?

3 đ

- Băng tải có những nhược điểm như: cồng kềnh, chiếm dụng nhiều

diện tích sản xuất nhưng chúng vẫn đang thịnh hành vì có những

ưu điểm riêng, như năng suất vận chuyển cao, dễ kiểm soát

1 đ

- Khi được tích hợp với các hệ thống giám sát và điều khiển tự động,

băng tải trở thành phương tiện vận chuyển hiệu quả trong sản xuất

linh hoạt

 Dựa trên kết cấu và công dụng, người ta phân biệt các loại băng

tải:

- Dạng băng

- Dạng máng

- Dạng con lăn

- Dạng xích

 Theo phương pháp lắp đặt có:

- Băng tải đặt trên nền

- Băng tải treo

 Loại băng tải đặt trên nền dễ chuyển làn đối tượng từ đường

này sang đường khác

 Loại treo rẻ tiền, chiếm ít diện tích nhưng phải dùng các hộp,

móc treo cố định nên khó chuyển làn

 Cả 2 loại băng tải đều có thể được dẫn động bằng động cơ hoặc

không

 Khi dùng loại băng tải dẫn động có thể chủ động điều khiển tốc

độ của chúng, do đó chủ động được nhịp sản xuất

 Khi không dùng động cơ dẫn động thì chi tiết tự di chuyển nhờ

trọng lượng hoặc do công nhân đẩy, kéo

2 đ

Câu 4: Nêu và phân tích các phương pháp nhận dạng đối tượng sản

xuất?

3 đ

 Có thể nhận dạng trực tiếp hoặc gián tiếp

 Nhận dạng trực tiếp đối tượng thực hiện bằng cách quan sát trực

tiếp đối tượng hoặc gắn lên đối tượng một mã thẻ

- Phương pháp quan sát trực tiếp thường chỉ phân loại được

đối tượng theo lô chứ không quản lý được thông tin về từng đối

tượng riêng biệt

- Phương pháp dùng mã thẻ có thể quản lý được nhiều

thông tin về sản phẩm

- Mã thẻ được dùng có thể dưới dạng ký tự (dễ dàng cho

1.5 đ

người dùng nhận dạng trực tiếp) hoặc mã vạch (dễ dàng cho nhận

dạng tự động) Thẻ mã phải được gắn tại một vị trí nhất định, nằm

trong trường làm việc của thiết bị đọc

 Phương pháp nhận dạng gián tiếp, thay vì gán trực tiếp mã thẻ lên

đối tượng, người ta gắn vật chứa mã lên thiết bị mang (khay, giá treo,

…;) Vì vật mang có hình dạng, kích thước không đổi nên dễ dàng

định vị chúng trong quá trình đọc Khi một đối tượng được đặt lên vật

mang thì một mã được hình thành và được gán cho đối tượng

- Tương tự như khi nhận dạng trực tiếp, vật chứa mã có thể là thẻ

từ, thẻ mã vạch,…

1.5 đ

Câu 5: Thế nào là tế bào sản xuất linh hoạt (FMC), hệ thống sản xuất

linh hoạt (FMS)?

3 đ

Hệ thống SXLH được hình thành từ các tế bào sản xuất linh hoạt

(Flexible Manufacturing Cell - FMC)

FMC là đơn vị tổ chức sản xuất cơ sở, là tổ hợp của một hoặc một số

thiết bị công nghệ cùng với các thiết phụ trợ cần thiết khác (robot,

băng tải, thiết bị kiểm tra, giám sát, ), có nhiệm vụ sản xuất tự động

một nhóm các sản phẩm tương tự nhau

FMC phải có khả năng tự thích ứng với sự thay đổi của đối tượng

sản xuất

1.5 đ

Hệ thống SXLH (FMS) được hình thành bằng cách ghép các FMC để

sản xuất các nhóm sản phẩm hoàn chỉnh hơn

Các tế bào và các thiết bị sản xuất được sắp xếp theo dây chuyền sản

xuất, thực hiện sản xuất theo nhịp

Các đối tượng trong nhóm có thể được đưa vào dây chuyền một cách

ngẫu nhiên

1.5 đ

Câu 6: Thế nào là hệ thống lắp ráp linh hoạt, nêu các hệ thống lắp ráp

linh hoạt?

3 đ

 Về nguyên tắc thì hệ thống lắp ráp linh hoạt có kết cấu tổ chức

như FMS gia công, trong đó:

0.75 đ

- Các thiết bị lắp ráp thay cho vị trí các trung tâm gia công

- Các robot thường được dùng làm nhiệm vụ lắp ráp

Các hệ thống lắp ráp linh hoạt:

- Trạm lắp ráp (AST)

- Thợ lắp ráp

- Tính linh hoạt tùy ý

- Máy lắp ráp

tự động

- Không có khả năng lập trình

- Robot lắp ráp

- Có khả năng lập trình

MAST: trạm lắp ráp bằng tay

AAST: trạm lắp ráp tự động

FAST: trạm lắp ráp linh hoạt

ACT: trung tâm lắp ráp

0.75 đ

Tế bào lắp ráp (AC)

- Máy tính trung tâm, PLC

- Các trung tâm lắp ráp (gồm 1 – 5 robot lắp ráp)

- Có thể bao gồm: MAST, AAST tích hợp với dòng thông tin và

vật liệu

- Tích hợp với hệ thống cấp phôi và dao tự động được quản lý và

điều khiển bằng máy tính

0.75 đ

Hệ thống lắp ráp (AS)

- Máy tính trung tâm lập kế hoạch và điều khiển ở mọi cấp độ

- Máy tính trung tâm điều khiển các máy tính của các trạm lắp

ráp đơn lẻ và điều độ công việc

- AS bao gồm AAST, MAST, FAST, ACT và AC

0.75 đ

Câu 7: Thế nào là thiết kế theo tham số, thiết kế hướng đối tượng,

thiết kế thích nghi?

3 đ

Thiết kế theo tham số

 Với công nghệ này, thay vì phải vẽ chính xác ngay từ đầu,

chúng ta bắt đầu bằng phác thảo, sau đó mới chính xác hoá bằng

cách gán kích thước và các liên kết hình học cho đối tượng

 Chúng ta cũng có thể gán mối quan hệ giữa các kích thước (ví

dụ sự phụ thuộc của đường kính lỗ vào chiều dày moay ơ) để mỗi

khi thay đổi chiều dày moay ơ thì đường kính tự động thay đổi

theo

1 đ

Thiết kế hướng đối tượng

 Thay vì làm việc với các đối tượng đơn giản, như đường thẳng,

cung tròn, kích thước, rời rạc, người dùng làm việc trực tiếp với

các bề mặt (trụ, ren, rãnh then), với các chi tiết và cụm lắp ráp

Nhờ vậy có thể tạo các mối ghép, các khớp, cặp truyền động như

trong thế giới thực

 Nhờ các đối tượng được quản lý chặt chẽ theo tên gọi và số

lượng, việc tạo ra cơ sở dữ liệu và xuất bảng danh mục sản phẩm

trong bản vẽ lắp được thuận tiện và dễ dàng, chính xác

 Đối tượng cơ sở dùng trong CAD hiện đại là các Feature Từ

các Feature mới hình thành các chi tiết máy, các cụm lắp và các

sản phẩm lắp ráp hoàn chỉnh

1 đ

Thiết kế thích nghi

 Nó cho phép tạo ra các mô hình "thông minh", tự thay đổi kích

thước để lắp vừa với chi tiết đối ứng

 Công nghệ thích nghi giúp cho quá trình thiết kế được mềm dẻo

và năng suất hơn

1 đ

Câu 8: Nêu khái niệm về công nghệ tái tạo (reverse engineering)? Các

phương pháp lấy mẫu đối tượng trong công nghệ tái tạo?

3 đ

Công nghệ thiết kế, chế tạo dùng thiết bị số hoá để copy mẫu vật lý

ngày nay được gọi là công nghệ tái tạo (Reverse Engineering - RE).

1 đ

Lấy mẫu có tiếp xúc và lấy mẫu không tiếp xúc

 Phương pháp tiếp xúc thường dùng một đầu dò, cho trượt trên

bề mặt theo lưới định trước và liên tục ghi lại các toạ độ nhận

được Đầu dò có thể được gắn lên và được điều khiển bởi máy đo

toạ độ 3 chiều (Coordinate Measuring Machine - CMM), máy

1 đ

CNC hoặc tay cơ khí (người trực tiếp di chuyển).

 Đây là phương pháp nguyên thuỷ, có ưu điểm về độ tin cậy,

chính xác cao Độ phân giải cuả phần lớn các CMM là 0,5 mm, loại

chính xác hơn, đạt 0,1 mm

 Nhược điểm chính của phương pháp này là do đầu dò cơ khí

gây nên, như không thể dò các khe, góc hẹp và có thể gây biến

dạng chi tiết nếu chi tiết mềm

 Các phương pháp không tiếp xúc dùng tia laser hoặc các dụng

cụ quang học khác để dò hoặc chụp ảnh bề mặt vật cần đo (quét),

sau đó nhờ phần mềm xử lý ảnh, chuyển thành dữ liệu của CAD

Độ chính xác của phương pháp này tuỳ thuộc thiết bị chụp ảnh và

thiết bị xử lý ảnh, có thể đạt đến ±50 mm

1 đ

Câu 9: Khái niệm về công nghệ tạo mẫu nhanh (rapid prototyping -

RP) Ưu, nhược điểm của công nghệ tạo mẫu nhanh?

3 đ

 Công nghệ tạo mẫu nhanh (Rapid Prototyping - RP) là tập hợp

các công nghệ sản xuất các mô hình vật lý bằng phương pháp đắp

vật liệu, được điều khiển bằng dữ liệu của CAD

1 đ

Ưu điểm của RP

Tạo ra mẫu nhanh hơn so với các phương pháp truyền thống

Ngoài các ưu điểm chính của RP là nhanh, rẻ, RP còn có các ưu điểm

khác, như tạo được các mẫu, khuôn, chi tiết phức tạp, kể cả chi tiết

có vùng rỗng kín

Một số thiết bị có thể tạo mẫu nhiều màu, dùng trong chế tạo sản

phẩm dùng ngay hoặc tạo mẫu thử, trưng bày và chào hàng

1 đ

 Nhược điểm của RP

- Phải dùng các vật liệu đặc biệt, có cơ lý tính khác hẳn so với vật

liệu dùng cho sản phẩm thực, thường có cơ tính, khả năng chịu

nhiệt, kém Một số loại vật liệu rất đắt tiền

- Độ chính xác và chất lượng bề mặt của mẫu thường kém Mẫu

sau khi định hình xong trên thiết bị tạo mẫu nhanh thường phải

được gia công bổ sung (làm sạch bề mặt, hoá cứng vật liệu, đánh

bóng, sơn, tẩm, ) Quá trình này được gọi chung là hậu xử lý

(Post-processing).

1 đ

Câu 10: Nêu và giải thích các công nghệ tạo mẫu nhanh theo dạng vật

liệu sử dụng?

3 đ

 Làm đông cứng chất lỏng cảm quang theo từng lớp bằng laser. 0.75 đ

Trải vật liệu bột theo lớp, sau đó liên kết bột bằng keo hoặc nhiệt

(hàn, thiêu kết) Một số phương pháp được biết đến, như dùng tia

laser để thiêu kết vật liệu bột (Selective Laser Sintering - SLS),

dùng tia laser để nung chảy bột (Selective Laser Melting - SLM),

dùng keo để liên kết vật liệu bột (3D Printing).

0.75 đ

Phun vật liệu lỏng hoặc vật liệu ở trạng thái nóng chảy theo lớp và để

cho cứng tự nhiên Thuộc nhóm này có phun vật liệu lỏng qua

nhiều đầu phun (Multi-jet Modeling - MJM), phun polymer lỏng

(Polyjet), phun vật liệu nung chảy (Fused Deposition Modeling -

EDM),

0.75 đ

 Cắt, dán vật liệu tấm theo từng lớp.

- Các phương pháp thuộc nhóm này được gọi là LOM

(Laminated Object Manufacturing)

- Vật liệu tấm có bề dày tương ứng với bề dày của lớp cắt trong

mô hình CAD, được cắt theo đường bao của mỗi lớp

- Các lớp được dán với nhau bằng keo, bằng nhiệt, để tạo thành

khối

- Ưu điểm của LOM là rẻ, nhanh

- Nhược điểm của nó là độ chính xác và độ bóng của mẫu không

cao, cơ tính thường không tốt Mẫu sau khi tạo bằng LOM

thường phải được gia công, xử lý tiếp

0.75 đ

Câu 11: Khái niệm, nội dung của chuẩn bị công nghệ sản xuất? các tri

thức cần thiết để chuẩn bị công nghệ?

3 đ

 Chuẩn bị công nghệ là biến các dữ liệu thiết kế sản phẩm thành

hướng dẫn công nghệ để làm ra sản phẩm thực, đạt các chỉ tiêu

chất lượng, số lượng và kinh tế mong muốn

 Trong công nghệ truyền thống chúng ta quen gọi đó là thiết kế quy

trình công nghệ, và sản phẩm của nó gọi là quy trình công nghệ

1.5 đ

 Thuật ngữ chuẩn bị công nghệ hàm nghĩa rộng hơn, bao gồm cả

thiết kế quy trình công nghệ và thiết kế trang bị công nghệ, thậm

chí cả tổ chức sản xuất

 Các dữ liệu thiết kế thường nằm trong các tài liệu thiết kế, gồm các

bản vẽ kỹ thuật, thuyết minh, danh mục chi tiết (Bill of

Materials-BOM)

 Tùy theo yêu cầu mà quy trình công nghệ có thể đơn giản hay phức

tạp, nhưng chuẩn bị công nghệ phải dựa vào các kiến thức sau:

- Kiến thức về sản phẩm, chứa trong các tài liệu thiết kế

- Kiến thức về vật liệu để chế tạo ra sản phẩm

- Kiến thức về các lĩnh vực công nghệ liên quan

- Kiến thức về thiết bị công nghệ (trong sổ tay, catalog)

- Kiến thức về dụng cụ (khả năng cắt, tuổi bền,…) và đồ gá

- Kiến thức về nguồn lực của cơ sở sản xuất (thiết bị, lao

động…)

- Kiến thức về định mức thời gian và chi phí

1.5 đ

 Phương pháp kế thừa

- Phương pháp này dựa vào các quy trình chuẩn, được tạo ra

từ trước cho từng nhóm chi tiết Khi có chi tiết mới, người ta

căn cứ vào đặc điểm kết cấu mà gán nó vào một nhóm nhất

định, sau đó lấy quy trình chuẩn tương ứng, hiệu chỉnh các

thông số cho phù hợp

- Vì phải dựa vào phân nhóm và mã hóa chi tiết, phương pháp

kế thừa gắn liền với công nghệ nhóm (Group Technology)

Các bước áp dụng phương pháp kế thừa:

- Xây dựng hệ thống mã hóa chi tiết

- Thiết lập nhóm chi tiết (Part Family)

- Xây dựng quy trình công nghệ chuẩn cho nhóm

- Truy cập và biến đổi quy trình công nghệ chuẩn theo yêu

cầu của chi tiết mới

1.5 đ

- Theo phương pháp này người ta tạo mới các quy trình công

nghệ trên cơ sở các module (gồm các nguyên công hay tập hợp các

nguyên công) chuẩn, được xây dựng cho từng loại bề mặt

- Các bước thiết lập quy trình công nghệ theo phương pháp sản

sinh:

- Từ bản vẽ chi tiết chọn các bề mặt cần gia công

- Với từng bề mặt gia công, chọn nguyên công thích hợp

- Thực hiện các công việc theo thủ tục thông thường: chọn

máy, gá đặt, dụng cụ, chế độ công nghệ, …

- Xuất tài liệu công nghệ

Câu 13: Thế nào là chi tiết tổng hợp trong công nghệ nhóm? 3 đ

 Công việc quan trọng bậc nhất khi ứng dụng CNN là phân

nhóm chi tiết gia công Đó là gộp các chi tiết tương tự nhau về kết

cấu và công nghệ vào một nhóm Mỗi nhóm được đại diện bằng

một chi tiết tổng hợp Đó là chi tiết thực hoặc giả định

 Trong thiết kế, chi tiết tổng hợp phải có tất cả các bề mặt mà

các chi tiết trong nhóm có Bản thiết kế của chi tiết tổng hợp được

coi là thiết kế chuẩn Khi thiết kế một chi tiết cụ thể trong nhóm,

chỉ cần lấy và sửa đổi bản thiết kế chuẩn này

1 đ

 Theo quan điểm công nghệ thì chi tiết tổng hợp phải trải qua tất

cả các khâu công nghệ mà các chi tiết trong nhóm trải qua

 Trong chuẩn bị công nghệ, quy trình gia công chi tiết tổng hợp

được coi là quy trình chuẩn Quy trình của một chi tiết trong nhóm

nhận được bằng cách bỏ bớt các khâu không có và chỉnh sửa các

thông số, nếu cần

 Như vậy, thay vì phải thực hiện tỉ mỉ mọi công việc thiết kế,

chuẩn bị công nghệ, quản lý sản xuất, cho tất cả các chi tiết, thì

CNN chỉ đòi hỏi thực hiện các công việc trên cho chi tiết tổng hợp

2 đ

Câu 14: Các kiểu cấu trúc của mã chi tiết Ví dụ một hệ mã? 3 đ

 Mã chi tiết là một chuỗi các ký tự (chữ cái hoặc chữ số), được sắp

xếp theo quy tắc nhất định để thể hiện những đặc điểm kết cấu và

công nghệ của chi tiết Cấu trúc của mã quy định số lượng và thứ

2 đ