0.5 đ Hệ thống sản xuất linh hoạt Gồm có một số máy CNC được bố trí theo trình tự công nghệ và liên kết với nhau bằng các thiết bị vận chuyển.. với sự thay đổi các chi tiết sx và khối lư
Trang 1Câu hỏi 1: Nêu sự khác nhau giữa các quan niệm về CIM ở Mỹ, Châu
Ân và Nhật Bản Ưu điểm của CIM so với công nghệ truyền thống?
3 đ
- Các nước châu Âu có kinh nghiệm về công nghệ truyền thống và
SXLH, có đội ngũ kỹ thuật được đào tạo tốt,…Do vậy, các nước
châu Âu nhấn mạnh vai trò của các hệ thống SXLH, tích hợp kinh
nghiệm quản lý, kỹ thuật, thợ lành nghề vào CIM
0.75 đ
- Các công ty Nhật nhấn mạnh sản lượng, quan tâm nhiều đế sx sản
lượng sản phẩm lớn trong thời gian ngắn Vì vậy ưu tiên sử dụng
các thiết bị khả trình, các trung tâm gia công linh hoạt,…
0.75 đ
- Các c.ty Mỹ quan tâm nhiều đến tính ổn định của sx, quan tâm đến
vốn của các c.ty để đầu tư vào thiết bị, hạn chế sử dụng lao động rẻ
tiền Chính sách của Mỹ là cung cấp thiết bị và dụng cụ thay cho
con người trong hệ thống CIM
0.75 đ
- So với công nghệ truyền thống CIM có thể:
- Giảm 15-30% giá thành thiết kế
- Giảm 30-60% thời gian chế tạo chi tiết
- Tăng năng xuất 40-70%
- Nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm phế liệu 20-25%
- Nâng cao chất lượng thiết kế
0.75 đ
Câu hỏi 2: Nêu và phân tích các dạng tổ chức sản xuất? 3 đ
0.75 đ
Máy CNC
Là thiết bị linh hoạt nhất Khi cần thay đổi sản phẩm chỉ cần đặt các
tham số của phôi, thay dao và nạp chương trình mới
0.5 đ
Trang 2Với các tiện ích lập trình ngày càng phong phú, các công cụ trợ giúp
lập trình CAD/CAM,… tạo cho máy CNC có khả năng thích ứng rất
linh hoạt với sự thay đổi sản phẩm
Tế bào sản xuất
Là một nhóm thiết bị, gồm vài máy CNC hoặc một vài trung tâm gia
công CNC, có nhiệm vụ gia công một nhóm sản phẩm nhất định
Các trung tâm gia công thường có nhiều trục, có các hệ thống cấp phôi
và thay dao tự động nên có thể gia công các chi tiết phức tạp, năng
suất cao, ít đòi hỏi sự can thiệp của con người
0.5 đ
Hệ thống sản xuất linh hoạt
Gồm có một số máy CNC được bố trí theo trình tự công nghệ và liên
kết với nhau bằng các thiết bị vận chuyển
Ngoài các thiết bị giống như tế bào sx, trong FMS còn có máy tính
trung tâm để điều phối hoạt động của toàn hệ thống
Nếu một FMS có khả năng đồng thời gia công một nhóm (batch) sản
phẩm thì nó còn được gọi là dây chuyền nhóm
0.5 đ
Dây chuyền sản xuất
Là dạng tổ chức sản xuất cứng nhất
Gồm các thiết bị (chủ yếu là chuyên dùng), được bố trí chặt chẽ theo
tiến trình công nghệ, liên kết với nhau bằng 1 hệ thống thiết bị vận
chuyển liên hoàn
Các nguyên công công nghệ được thiết kế chặt chẽ không chỉ theo nội
dung mà cả theo thời gian, đảm bảo nhịp sản xuất
Dây chuyền sản xuất cho năng xuất cao, chất lượng sản phẩm ổn định
Tuy nhiên nó không có khả năng thích ứng với sự thay đổi của sản
phẩm Khi thay đổi sản phẩm thì phải thiết kế, lắp đặt lại dây chuyền
0.75 đ
Câu 3: Nêu các định nghĩa về hệ thống sản xuất linh hoạt FMS? 3 đ FMS gồm một loạt các máy công cụ tự động hay các thiết bị sx kết nối
cùng nhau cùng với một hệ thống vận chuyển vật liệu, hệ thống máy
tính điều khiển
0.5 đ
FMS gồm một nhóm máy NC có thể sản xuất một nhóm sản phẩm, có
hệ thống cấp vật liệu tự động và máy tính điều khiển trung tâm cân
bằng việc khai thác nguồn lực, giúp hệ thống có thể thích nghi tự động
0.5 đ
Trang 3với sự thay đổi các chi tiết sx và khối lượng sản phẩm.
FMS là một hệ thống tự động dựa trên công nghệ nhóm, liên kết với
điều khiển tích hợp máy tính và một nhóm máy để sx và vận chuyển
các chi tiết tự động cho việc gia công liên hoàn
0.5 đ
Một công nghệ giúp các nhà máy đạt được thời gian yêu cầu của
khách hàng tốt hơn, giá thành sản phẩm thấp hơn, và chất lượng cao
hơn do sự phát triển quản lý và điều khiển nguồn lực
0.5 đ
Theo quan điểm tự động hóa: Một hệ thống sx linh hoạt là một dạng
của tự động hóa linh hoạt trong đó một số máy công cụ được liên kết
cùng nhau bởi hệ thống vận chuyển vật liệu, và tất cả các bộ phận của
hệ thống được điều khiển bởi một máy tính trung tâm
0.5 đ
Dựa trên quan điểm về máy công cụ: một nhóm tế bào sx liên kết bởi
một hệ thống vận chuyển vật liệu và một máy tính trung tâm được gọi là
một hệ thống sx linh hoạt Việc kết hợp và điều khiển máy tính làm cho
các sản phẩm được sx với giá thành cả khi chỉ sx với khối lượng nhỏ
0.5 đ
Câu 4: Phân tích sự cần thiết của FMS và giải pháp FMS? 3 đ Mục tiêu chính trong sx là máy nhận được vật liệu hoặc chi tiết đúng
thời gian Quá nhiều hoặc quá sớm tạo sự ứ đọng Quá ít hoặc quá chậm
gây ra sự chậm trễ tiến độ và máy không hoạt động Kết quả trong nhiều
trường hợp là sử dụng không hết khả năng khai thác của thiết bị
0.5 đ
0.5 đ
FMS giúp quản lý và điều khiển các nhân tố khó kiểm soát trong khi
vẫn đáp ứng yêu cầu của khách hàng bằng cách:
Nâng cao điều khiển sản xuất qua:
0.5 đ
Trang 4- Giảm số thay đổi khó kiểm soát
- Trang bị các phương tiện để nhận biết và sử lý nhanh với những sai
lệch trong kế hoạch sản xuất
- Giảm sự phụ thuộc vào con người
Giảm lao động trực tiếp qua:
- Giảm sự vận hành của công nhân
- Loại bỏ sự phụ thuộc vào kỹ năng của thợ máy
0.5 đ
Nâng cao việc sử lý với
- Những thay đổi về kỹ thuật
- Thời gian dưng máy
- Lỗi dao
- Vận chuyển vận liệu chậm
0.5 đ
Nâng cao sự thích nghi qua sự đồng bộ hóa nhanh và dễ dàng với khối
lượng sản phẩm thay đổi, và thêm sản phẩm mới
Tăng khả năng khai thác máy qua việc loại bỏ thời gian setup máy,
khai thác các tính năng tự động để thay thế sự can thiệp bằng tay
0.5 đ
Câu 5: Nêu các định nghĩa về CIM, ưu điểm của CIM? 3 đ Theo hội của những nhà sx- SME (Society of Manufacturing
Engineers): CIM là một hệ thống tích hợp có khả năng cung cấp sự trợ
giúp của máy tính cho tất cả các chức năng thương mại, bao gồm các
hoạt động từ khâu tiếp nhận đơn hàng cho đến cung cấp sản phẩm của
một nhà máy sx
0.5 đ
Theo từ điển công nghệ tiên tiến: CIM là một nhà máy tự động hóa
toàn phần, nơi mà tất cả các quá trình sx được tích hợp và được điều
khiển của máy tính
0.5 đ
Theo định nghĩa của công ty máy tính IBM: CIM là một ứng dụng, có
khả năng cung cấp cơ sở nhận thức cho việc tích hợp dòng thông tin
của thiết kế sản phẩm, của kế hoạch sx, của việc thiết lập và điều
khiển các nguyên công
0.5 đ
Theo hãng SEMENS: CIM không phải là một sản phẩm hoàn thiện
mà là một chiến lược và là một khái niệm để đạt các mục đích thị
trường của một nhà máy
0.5 đ
Mục đích của CIM là tăng lợi nhuận của nhà sx Để tăng lợi nhuận các
nhà sx phải ko ngừng nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm,
đồng thời phải tăng tính linh hoạt của HTSX nhờ công nghệ tiên tiến
của CIM
0.5 đ
Trang 5CIM có ưu điểm:
- Tính linh hoạt của sản phẩm và của sản lượng
- Nâng cao năng suất và chất lượng gia công
- Hoàn thiện giao diện giữa thiết kế và sx
- Giảm lao động trực tiếp và lao động gián tiếp
- Thiết kế có năng suất và độ chính xác cao
- Tiêu chuẩn hóa cao
- Tiết kiệm thời gian và mặt bằng sx
- Tạo cơ sở dữ liệu chung để loại trừ các bộ phận chứa dữ liệu độc lập
- Loại trừ các công việc lặp lại không cần thiết
- Giảm thời gian giám sát sx và số cán bộ thực hiện công việc này
0.5 đ
Câu 6: Phân tích về nhu cầu áp dụng sản xuất linh hoạt? 3 đ Dây chuyền cứng tuy đảm bảo chất lượng tốt và giá thành thấp nhưng
không đáp ứng được nhu cầu của thị trường Do thị hiếu của người
tiêu dùng thay đổi nhanh, khiến cho chu kỳ tồn tại của sản phẩm ngắn
đi Nghĩa là số loại sản phẩm tăng và số lượng mỗi loại giảm
Do vậy, nhu cầu về dạng sản xuất linh hoạt ngày càng tăng
0.75 đ
Tính kinh tế
- Giảm thời gian chuẩn bị mỗi khi chuyển sang loại sản phẩm mới
- Năng suất gia công cao nhờ giảm thiểu thời gian máy
- Giảm chi phí lương công nhân do không đòi hỏi tay nghề cao
0.75 đ
Chất lượng sản phẩm được đảm bảo bởi
- Công nghệ ổn định
- Tự động hóa gia công và lắp ráp
- Tự động hóa vận chuyển và cung cấp vật liệu
- Tự động hóa kiểm tra chất lượng giữa các giai đoạn
- Sử dụng các dụng cụ, đồ gá tiêu chuẩn
- Hạn chế các công việc đòi hỏi sự can thiệp trực tiếp của con người
0.75 đ
Tính linh hoạt
- Hệ thống có thể đáp ứng các đơn hàng nhanh với số lượng khác
nhau
- Hệ thống dễ dàng thích ứng với sự thay đổi phương án sản
phẩm và những yêu cầu của khách hàng mà đòi hỏi ít sự thay đổi
0.75 đ
Trang 6đồ gá, dụng cụ, chương trình
- Hệ thống dễ dàng nâng cấp đáp ứng sự tăng sản phẩm hoặc thay đổi công nghệ
Trang 7Câu 7
Đáp án
Loại 1: không phụ thuộc vào dòng vật liệu của tế bào gia công tự
động (đồng nghĩa với mô đun tự động)
- Loại này được cấu tạo từ các máy vạn năng với điều khiển theo
chương trình số, cho phép liên kết với máy tính để điều khiển
- FMS loại 1 được sử dụng trong những trường hợp mà chi tiết có
thời gian gia công lớn (quá trình gia công được tập trung trên một
máy)
0.75 đ
Loại 2: Gồm các tế bào gia công tự động vạn năng được điều khiển từ
mạng máy tính và hệ thống vận chuyển phôi tự động
- Trong FMS loại 2 các chi tiết cùng loại có thể được gia công theo
nhiều tiến trình công nghệ khác nhau trên một tế bào gia công tự
động (mô đun sx tự động)
- FMS loại 2 được sử dụng rộng rãi trong những trường hợp khi chi
tiết có thời gian gia công không lớn
0.75 đ
Loại 3: là dây chuyền tự động linh hoạt Trong FMS loại này mỗi
nguyên công được thực hiện chỉ trên một máy
- Hệ thống vận chuyển phôi đảm bảo tiến trình cứng cho mỗi chi tiết
và thông thương nó được thực hiện dưới dạng băng tải hay máy
qua vòng
0.75 đ
Ngoài ra người ta còn phân kiểu FMS ra:
- FMS tuần tự: sx từng loạt chi tiết sau đó lập kế hoạch và chuẩn bị
cho sx loạt tiếp theo (giống như dây chuyền sx linh hoạt loạt nhỏ)
- FMS ngẫu nhiên: SX bất kỳ một chi tiết nào ở một thời gian
- FMS mô đun: cho phép người sử dụng mở rộng ra các loại trên
0.75 đ
Trang 8Câu 8
Đáp án
Có 2 hướng tiếp cận CIM: tiếp cận trên xuống (top - down) hoặc dưới
lên (bottom-up)
Tiếp cận trên xuống
Ưu điểm:
- Cấu trúc hệ thống (các loại mô đun, quan hệ thứ bậc giữa các mô
đun và dòng thông tin qua chúng) có thể được xác định một cách chặt
chẽ
- Sử dụng tốt hơn các phần mềm tiêu chuẩn
- Việc thiết lập các mô đun theo thứ bậc từ trên xuống làm cho
việc kiểm tra từng cấp một cách dễ dàng (nhờ mô phỏng) trước
khi chuyển xuống cấp sau
0.75 đ
Nhược điểm:
- Thường các mô đun được mua từ bên ngoài nên có thể ko hoàn
toàn phù hợp với trình độ quản lý và sx hiện tại
- Gây khó khăn cho việc nâng cấp trong tương lai
0.25 đ
Tiếp cận dưới lên
Ưu điểm:
- Các mô đun có thể xây dựng đồng thời và vận hành độc lập với
nhau, vì vậy thời gian có thể được rút ngắn
- Nếu điều kiện tài chính không cho phép thì có thể hiện đại hóa
từng phần của hệ thống
0.75 đ
Nhược điểm:
- Khó đảm bảo sự đồng bộ của phần cứng và phần mềm
0.25 đ
Cũng có thể tiếp cận CIM từ các nhân tố riêng biệt:
- Xuất phát từ CAM: do các nhà công nghệ tiến hành, nhằm tự động
hóa quá trình sx, vận chuyển, kho tàng, kiểm tra…
- Xuất phát từ PP&C (Production Planning & Control): Giải pháp
này xuất phát từ phía tổ chức với mục tiêu cải thiện công tác kế
hoạch hóa, điều độ sx, cải thiện các chỉ tiêu kinh tế: giảm thời gian
chuẩn bị sx, hoạch định hợp lý loạt sản phẩm, giảm chu kỳ sx và
sản phẩm tồn trong phân xưởng
0.5 đ
- Xuất phát từ CAD/CAM: Đó là sự ứng dụng đồng bộ các phân hệ
CAD, CAM, CAQ Giải pháp này khắc phục tình trạng mất đồng
bộ, trùng lặp các yếu tố kỹ thuật
- Giải pháp CIM: là kết hợp giữa CAD/CAM và PP&C, có thể bắt
đầu bằng tích hợp các công đoạn đã được tự động hóa với mạng
truyền thông và cơ sở dữ liệu trung tâm
0.5 đ
Trang 9Câu 9
Câu hỏi: Đặc điểm cấu trúc của máy CNC, yêu cầu đối với máy CNC. 3 đ
Đáp án
Các thành phần cơ bản của một máy NC gồm:
Phần máy công cụ, gồm: các hệ thống công tác và chấp hành
(cơ khí, điện, thuỷ khí) để thực hiện chức năng gia công Phần máy
công cụ về cơ bản có cấu trúc như các máy thông thường
Phần điều khiển, gồm:
- Bộ điều khiển (controller), thường gọi là bộ CNC, gồm phần
cứng và phần mềm thực hiện các chức năng điều khiển
- Hệ đo lường và điều khiển vị trí
- Hệ điều khiển phần công tác (như trục chính của máy công cụ)
1 đ
So với máy thông thường, chế độ làm việc của các máy CNC nặng
nề hơn, như: tốc độ trục chính cao gáp 5-10 lần (4000 – 15000
v/ph), tốc độ chạy dao cao gấp hàng trăm lần (đến 10000 mm/ph)
Vì vậy yêu cầu kỹ thuật đối với máy CNC khắt khe hơn so với máy
thông thường
0.5 đ
Các yêu cầu đối với máy CNC
Độ cững vững tĩnh và động của hệ thống cơ khí cao, đảm bảo độ
chính xác kích thước và chất lượng bề mặt gia công cao cả khi gia
công thô (công suất lớn) lẫn khi gia công tinh (tốc độ trục chính
cao) Độ cứng vững cao còn là yếu tố đảm bảo cho máy làm việc
ổn định khi gia tốc lớn, tốc độ trục chính cao Sử dụng vật liệu có
khả năng giảm chấn, hấp thụ dao động cũng cho phép tăng tính ổn
định cơ học
0.5 đ
Tính ổn định nhiệt của hệ thống cao Biện pháp để đạt được điều
này không chỉ là giảm ma sát truyền động mà còn là phân bố nhiệt
độ hợp lý, dùng vật liệu và kết cấu tản nhiệt nhanh
0.5 đ
Momen quán tính của các cơ cấu chuyển động nhỏ, cho phép
chúng làm việc với gia tốc lớn
0.5 đ
Trang 10Câu 10
Câu hỏi: Một số đặc điểm khác của máy CNC so với máy thông
thường
3 đ
Đáp án
Thân máy thường có kết cấu đúc hoặc hàn từ vật liệu có cơ tính cao,
có nhiều gân, hốc, chia khoang, vừa nhẹ, vừa cứng vững; truyền
nhiệt và hấp thụ dao động tốt
0.5 đ
Trong các hệ truyền động quan trọng được dùng các cơ cấu và vật liệu
giảm ma sát, chịu mòn, không khe hở (vít me - đai ốc bi; đường dẫn
hướng lăn hoặc trượt nhưng được dán hoặc phủ vật liệu ít ma sát, chịu
mòn; bánh răng không khe hở)
0.5 đ
Giảm tối đa truyền động cơ khí: dùng truyền động điện, thuỷ lực điều
khiển tốc độ vô cấp thay cho hộp số; nối trực tiếp trục động cơ lên
trục công tác; dùng hộp giảm tốc hành tinh, thuỷ lực hoặc bánh răng
sóng - con lăn có tỷ số truyền lớn)
0.5 đ
Các trục được truyền động trực tiếp, dùng hệ truyền động servo 0.5 đ
Do toàn bộ hoạt động của máy được điều khiển tự động, không cần sự
can thiệp thường xuyên của con người, nên vùng làm việc thường
được bao kín, đảm bảo an toàn và mỹ quan Các kho chứa dao và đài
dao thường được đưa về phía sau để dễ quan sát vùng gia công Băng
máy (tiện) đặt nghiêng để dễ thoát phoi và dung dịch
0.5 đ
Ngoài các hệ thống chính, các máy và trung tâm gia công CNC còn có
các cơ cấu tự động khác, như thay dao tự động, cấp và kẹp phôi tự
động, tải phoi tự động, đóng mở cửa tự động, Chính các hệ thống
phụ trợ này lại đóng vai trò quan trọng trong việc ghép nối các máy
CNC đơn lẻ với nhau và với các thiết bị sản xuất khác: robot, băng tải,
máy đo 3 chiều, thành các tế bào và các hệ thống sản xuất linh hoạt
0.5 đ
Trang 11Câu 11
Đáp án
0.5 đ
CAD: sử dụng máy tính trợ giúp công việc thiết kế, tính toán kỹ thuật 0.5 đ
CAM: sử dụng máy trợ giúp trong quá trình sx: tạo chương trình gia
công, điều khiển hệ thống sx, hệ thống đảm bảo vật tư thiết bị …
0.5 đ
CAPP: sử dụng máy tính trong việc thiết kế quá trình công nghệ chế
tạo sản phẩm (chuẩn bị công nghệ)
0.5 đ
CAQ: sử dụng máy tính trong công tác đảm bảo, quản lý chất lượng
sản phẩm
0.5 đ
PP&C: bao gồm khía cạnh tổ chức của CIM, như kế hoạch hóa nguồn
lực (MRPI), kế hoạch hóa cung ứng vật tư (MRPII), kế hoạch tiến độ,
xử lý đơn hàng, điều hành sx
0.5 đ
Trang 12Câu 12
Câu hỏi: Những dấu hiệu để phân biệt máy CNC và trung tâm gia
công CNC
3 đ
Đáp án
- Trung tâm gia công (Machining Center) CNC có khả năng thực
hiện nhiều nguyên công công nghệ khác nhau, như tiện, phay, doa,
gia công ren, mài, mà bình thường phải dùng một số máy CNC
thông thường Do yêu cầu về tập trung nguyên công mà các TTGC
có những đặc điểm kết cấu sau:
1 đ
- Có nhiều trục điều khiển (4 đến 5 trục hoặc hơn)
- Có hệ thống thay dao tự động
- Có cơ cấu cấp phôi, kẹp phôi tự động
- Có khả năng giao tiếp với các thiết bị sản xuất khác, như robot,
băng tải,
- Nhờ có khả năng tập trung nguyên công cao mà các TTGC cho
phép tăng năng suất, tăng độ chính xác gia công
- Có 2 loại TTGC, là TTGC ngang và TTGC đứng TTGC ngang
dựa trên cơ sở máy tiện, còn TTGC đứng dựa trên máy phay
2 đ
Câu 13
Câu hỏi: Phân tích hiệu quả của việc tập hợp các máy CNC thành hệ
thống FMS
3 đ
Đáp án
Tăng thời gian máy
- Thời gian máy của các máy phụ thuộc vào mức độ tự động hóa
của hệ thống FMS và độ phức tạp của chi tiết gia công Để tăng
thời gian máy cần giảm thời gian gá và tháo chi tiết gia công, giảm
thời gian thay dao
- Tập hợp các máy CNC thành hệ thống FMS cho phép tăng hệ
số thời gian máy lên tới 50-70%
0.75 đ
Tăng hệ số sản xuất theo ca
- Đạt được nhờ tăng khả năng phục vụ nhiều máy, đồng thời nhờ
0.75 đ