CADCAM và CNC bài giảng dành cho sinh viên Đại học và cao đẳng

CADCAM và CNC bài giảng dành cho sinh viên Đại học và cao đẳng là bộ tài liệu hay và rất hữu ích cho các bạn sinh viên và quý bạn đọc quan tâm. Đây là tài liệu hay trong Bộ tài liệu sưu tập gồm nhiều Bài tập THCS, THPT, luyện thi THPT Quốc gia, Giáo án, Luận văn, Khoá luận, Tiểu luận…và nhiều Giáo trình Đại học, cao đẳng của nhiều lĩnh vực: Toán, Lý, Hoá, Sinh…. Đây là nguồn tài liệu quý giá đầy đủ và rất cần thiết đối với các bạn sinh viên, học sinh, quý phụ huynh, quý đồng nghiệp và các giáo sinh tham khảo học tập. Xuất phát từ quá trình tìm tòi, trao đổi tài liệu, chúng tôi nhận thấy rằng để có được tài liệu mình cần và đủ là một điều không dễ, tốn nhiều thời gian, vì vậy, với mong muốn giúp bạn, giúp mình tôi tổng hợp và chuyển tải lên để quý vị tham khảo. Qua đây cũng gởi lời cảm ơn đến tác giả các bài viết liên quan đã tạo điều kiện cho chúng tôi có bộ sưu tập này. Trên tinh thần tôn trọng tác giả, chúng tôi vẫn giữ nguyên bản gốc. Trân trọng. ĐỊA CHỈ DANH MỤC TẠI LIỆU CẦN THAM KHẢO http:123doc.vntrangcanhan348169nguyenductrung.htm hoặc Đường dẫn: google > 123doc > Nguyễn Đức Trung > Tất cả (chọn mục Thành viên)

M C L C

L i nói đ u

CH NG 1: T NG QUAN V CAD/CAM 1.1 L ch s phát tri n c a CAD/CAM Trang 01 1.2 nh ngh a CAD/CAM 02

1.3 N i dung và công c c a CAD/CAM 03

1.4 Qui trình s n xu t và CAD/CAM 07

1.5 Ph n c ng c a CAD/CAM 09

1.6 Ph n m m c a CAD/CAM 11

1.7 L i ích c a CAD/CAM 14

CH NG 2: H TH NG S N XU T LINH HO T (FMS) 2.1 C s hình thành FMS03 Trang 16 2.2 Phân tích đ i t ng s n xu t linh ho t 21

2.3 C u trúc và các ph n t c b n c a FMS 21

2.4 Quá trình phát tri n các FMS 22

2.5 Tính kinh t c a FMS 23

2.6 Các ng d ng c a FMS 23

CH NG 3: H TH NG S N XU T TÍCH H P NH MÁY TÍNH (CIM) 3.1 Gi i thi u Trang 24 3.2 Các lo i h th ng s n xu t 24

3.3 Qu n lý và đi u hành s n xu t nh máy tính 25

3.4 H th ng đi u khi n nh máy tính 28

3.5 Nh ng l i ích c a CIM 30

3.6 Th c hi n m t h th ng CAD/CAM/CIM 31

3.7 T ng lai c a CAD/CAM/CIM 32

CH NG 4: T NG QUAN V CNC 4.1 L ch s phát tri n c a máy CNC Trang 34 4.2 c tr ng c b n c a máy CNC 36

4.3 Mô hình khái quát c a m t máy CNC 38

4.4 Các ph ng pháp đi u khi n 39

4.5 H tr c t a đ trên máy CNC 43

4.6 Các b c th c hi n gia công trên máy CNC 50

4.7 Hình th c t ch c gia công trên máy CNC 55

CH NG 5: CÔNG NGH L P TRÌNH PHAY CNC 5.1 Công ngh phay CNC Trang 58 5.2 C s l p trình phay CNC 60

5.3 L nh bù và d ch ch nh dao 66

5.4 Chu trình phay 69

5.5 Phép l p 75

5.6 Các ví d 76

CH NG 6: CÔNG NGH L P TRÌNH TI N CNC 6.1 C s l p trình ti n CNC Trang 80 6.2 Các l nh di chuy n dao 88

6.3 Bù tr và cài đ t thông s dao ti n 91

6.4 Các l nh v chu trình 93

6.5 Các ví d .199

Tài li u tham kh o 103

L I NÓI U

Nh ng n m cu i th k 20, công ngh CAD/CAM/CNC đã tr thành m t l nh

v c đ t phá trong thi t k , ch t o và s n xu t s n ph m công nghi p Cùng v i s phát tri n c a C khí – Tin h c – i n t – T đ ng hóa, công ngh CAD/CAM/CNC

đã đ c ng d ng r ng rãi trong công nghi p nói chung và ngành công nghi p c khí

ch t o nói riêng đ t ng n ng xu t lao đ ng, gi m c ng đ lao đ ng và t đ ng hóa quá trình s n xu t, nâng cao đ chính xác chi ti t và đ t hi u qu kinh t cao

tr giúp thi t k và s n xu t T s ra đ i c a CAD/CAM các l nh v c khác c a vi c

ng d ng máy tính c ng đã phát tri n theo nh : CG, CAE, CAPP, T t c nh ng l nh

v c sinh ra đó đ u liên quan t i nh ng nét đ c tr ng c a quan ni m v CAD/CAM CAD/CAM là m t l nh v c r ng l n nó là trái tim c a n n s n xu t tích h p và t

đ c coi nh là m t b c đ t phá cho t đ ng hoá quá trình s n xu t

Nh ng n m 1960 đ n 1970 CAD ti p t c phát tri n m nh, h th ng turnkey CAD

đ c th ng m i hoá, đây là m t h th ng hoàn ch nh bao g m ph n c ng, ph n m m,

b o trì và đào t o, h th ng này đ c thi t k ch y trên mainframe và minicomputer Tuy nhiên kh n ng x l thông tin, b nh và ICG c a mainframe và minicomputer

h n ch nên các h CAD/CAM th i k này kém hi u qu , giá thành cao và ch đ c s

d ng trong m t s r t ít l nh v c

N m 1983 máy tính IBM-PC ra đ i, đây là th h máy tính lý t ng v kh n ng

x lý thông tin, b nh , đ ho cho CAD/CAM i u này t o đi u ki n cho các h CAD/CAM phát tri n r t nhanh chóng

Cu i nh ng n m 1990 là th i k CAD/CAM đ t đ n nh ng thành t u đáng k ,

r t nhi u ph n m m đ s đ c tung ra th tr ng và ng d ng r ng rãi trong thi t k

và s n xu t c a nhi u ngành công nghi p

Hi n nay các ph n m m CAD/CAM n i ti ng đang có m t trên th tr ng nh : CIMATRON, DELCAM, Pro-Engineer, Uni-Graphics, SURFCAM, MasterCAM,

Ph n m m CAE xu t hi n sau CAD/CAM, khi mà nh ng đòi h i v ch t l ng

c a s n ph m r t cao Vi c phân tích mô hình sau thi t k đ c th c hi n nh CAE CAE đã làm cho công vi c phân tích tr nên đ n gi n h n nhi u so v i toán h c thông

th ng và cho k t qu đáng tin c y trong m t th i gian nhanh chóng, nh vào k t qu

đó mà ng i thi t k s hi u ch nh l i thi t k cho phù h p

1.2 nh ngh a CAD/CAM

Nh ng n m cu i th k 20, công ngh CAD/CAM đã tr thành m t l nh v c đ t phá trong thi t k , ch t o và s n xu t s n ph m công nghi p CAD (Computer Aided Design) là thi t k tr giúp b ng máy tính CAM (Computer Aided Manufacture) là

s n xu t v i s tr giúp c a máy tính Hai lãnh v c này ghép n i v i nhau đã tr thành

m t lo i hình công ngh cao, m t lãnh v c khoa h c t ng h p c a s liên ngành C khí – Tin h c – i n t – T đ ng hóa Cùng v i s phát tri n c a khoa h c máy tính, CAD/CAM đã đ c nh n th c và ch p nh n nhanh chóng trong công nghi p (công nghi p d t – may, công nghi p nh a, công nghi p c khí ch t o ) vì nó là h t nhân chính đ sáng t o và s n xu t s n ph m, đ t ng n ng xu t lao đ ng, gi m c ng đ lao đ ng và t đ ng hóa quá trình s n xu t, nâng cao đ chính xác chi ti t và đ t hi u

qu kinh t cao

Công vi c chu n b s n xu t có vai trò vô cùng quan tr ng trong vi c hình thành

b t k m t s n ph m c khí nào Công vi c này bao g m các khâu chu n b thi t k (thi t k k t c u s n ph m, các b n v l p chung c a s n ph m, các c m máy ), chu n

b công ngh (đ m b o tính n ng công ngh c a k t c u, thi t l p quy trình công ngh ), thi t k và ch t o các trang b công ngh và d ng c ph k ho ch hóa quá trình s n xu t và ch t o s n ph m trong th i gian n đ nh

Trong s n xu t hàng lo t nh , do đ c đi m là s l ng chi ti t trong lo t ít , s

d ng s n xu t này hi n đang chi m u th trong n n kinh t th tr ng hi n nay T t c

đi u đó ph i đòi h i t o ra ph ng pháp thi t k m i nh máy tính đi n t

CAD/CAM là m t l nh v c nghiên c u nh m t o ra các h th ng t đ ng thi t k

và ch t o Nó dùng máy tính đi n t đ th c hi n m t ch c n ng nh t đ nh đ thi t k

và ch t o s n ph m T đ ng hóa ch t o là dùng máy tính đi n t đ k ho ch hóa,

đi u khi n quá trình s n xu t, đi u khi n quá trình c t g t kim lo i và ki m tra nguyên công gia công

CAD/CAM k t n i v i nhau t o ra m i quan h m t thi t gi a hai d ng ho t

đ ng là thi t k và ch t o mà lâu nay ng i ta coi là khác nhau và không ph c thu c vào nhau T đ ng hóa thi t k là dùng các h th ng và ph ng ti n tính toán giúp

ng i k s đ thi t k mô ph ng, phân tích và t i u hóa gi i pháp thi t k Ph ng

ti n bao g m máy tính đi n t , các máy v , máy in, thi t b đ c l b ng Ph ng ti n

l p trình bao g m ch ng trình máy, cho phép đ m b o giao ti p v i máy v và các

ch ng trình ng d ng đ th c hi n ch c n ng thi t k

H th ng CAD/CAM là m t s n ph m c a CIM (Computer Integrated Manufacturing) H th ng này đ c qu n lý và đi u hành d a trên c s d li u trung tâm, h th ng còn đ c dùng đ l p k ho ch , bi u đ , đ a ra các ch d n và thông tin đ m b o m c đích k ho ch s n xu t c a nhà máy

1.3 N i dung và công c c a CAD/CAM

1.3.1 N i dung và công c c a CAD

a N i dung c a CAD

Thi t k v i s h tr c a máy tính đi n t - CAD là s ng d ng có hi u qu các ph ng ti n công ngh c a k thu t tin h c, đi n t đ gi i quy t các công vi c liên quan t i công vi c thi t k Quá trình thi t k có th phân chia làm 6 giai đo n chính nh hình 1.1

Vi c s d ng công c tin h c và đi n t trong công vi c thi t k -thi t k v i s

tr giúp c a máy tính đi n t (CAD) có th chia thành 4 công đo n chính bao g m:

Mô hình hóa hình h c, tính toán k thu t, thi t k t i u, l p tài li u k thu t t đ ng

t mô hình đã đ c thi t k

 Mô hình hình h c: ng d ng h th ng CAD đ phát tri n vi c mô t toán h c

c a các v t th hình h c Các mô hình hình h c này đ c l u tr trong h c s d li u (trong b nh máy tính) cho phép ng i s d ng bi u di n hình nh c a mô hình trên các thi t b đ h a và th c hi n các thao tác d ng hình

hình thi t k c n ph i đ c tính toán phân tích (đ đ m b o các thông s k thu t), ví

d : ki m tra đ b n, bi n d ng, quá trình trao đ i nhi t Quá trình tính toán phân tích

k thu t đ c th c hi n thông qua các ph n m m CAE

 L p tài li u thi t k t đ ng: đây là công vi c th hi n k t qu thi t k - t đ ng

t o các hình chi u, t o b n v k thu t bao g m c ghi kích th c t mô hình 3D đã

ANALYSIS Tính toán phân tích

OPTIMZATION Thi t k t i u

DRAFTING) (VIEWS AND DRAWINGS

L p tài li u thi t k

AutoCAD PRO engineer Unigraphics

Unigraphics Nastran Modex 3D

Sap 86 Nastran

AutoCAD PRO engineer Unigraphics

gi m đ c các sai s gây ra do ph i xây d ng l i hình h c c a thi t k m i khi c n đ n

nó

b Công c c a CAD

 Thi t k mô ph ng hình h c 3 chi u ph c t p, t o b n v , in n

 K t xu t d li u cho CAM: n i suy hình h c, biên d ch các ki u đ ng ch y dao cho công ngh gia công đi u khi n s Giao ti p v i các thi t b đo, quét to đ 3D

th c hi n nhanh chóng các ch c n ng mô ph ng hình h c t d li u s

 Liên k t v i các ch ng trình tính toán th c hi n các ch c n ng phân tích k thu t: tính bi n d ng khuôn, mô ph ng dòng ch y v t li u, tr ng áp su t, tr ng nhi t

đ , đ co rút v t li u,

1.3.2 N i dung và công c c a CAM

Là th c hi n quy trình s n xu t v i s tr giúp c a máy tính đi n t là s d ng máy tính đ l p k ho ch s n xu t và đi u khi n s n xu t S đ ch c n ng c a CAM

ph m

i u khi n kho v t t và công

 L p trình gia công v i s tr giúp c a máy tính: l p trình cho máy công c ho c

l p trình CNC là công vi c khó kh n cho ng i v n hành và gây ra nhi u l i khi các chi ti t tr nên ph c t p Các b h u x lý máy tính đ c s d ng đ thay th vi c l p trình b ng tay i v i các chi ti t có hình d ng hình h c ph c t p, h th ng CAM có

th đ a ra ch ng trình gia công chi ti t nh ph ng pháp t o ra t p l nh đi u khi n cho máy công c hi u qu h n h n l p trình b ng tay

trong các tr m lên dây chuy n là v n đ l n và khó kh n Các ch ng trình máy tính

nh COMSOAL và CALB đ c phát tri n đ tr giúp cân b ng t i u cho các dây chuy n

xác l p chu n th i gian cho các công vi c lao đ ng tr c ti p t i nhà máy Vi c tính toán này khá công phu và ph c t p Hi n đã có m t s ch ng trình ph n m m đ c phát tri n cho công vi c này Các ch ng trình máy tính s d ng d li u v th i gian chu n cho các ph n t c b n, sau đó c ng t ng th i gian th c hi n c a các ph n t

đ n đó và ch ng trình s đ a ra th i gian chu n cho công vi c hoàn ch nh

khá đ n gi n trong nhi u ngành công nghi p và đ c hoàn thành b i ch ng trình máy tính Chi phí c a t ng chi ti t b ph n đ c c ng l i và giá c a s n ph m s đ c xác đ nh

 L p k ho ch s n xu t: các trình t th c hi n và các trung tâm gia công c n thi t cho s n xu t m t s n ph m đ c chu n b b i máy tính Các h th ng này cung

c p các l trình, tìm ra l trình t i u và ti n hành mô ph ng ki m nghi m k ho ch

đ a ra Máy tính đ c s d ng trong ch c n ng ghi nh các b n ghi t n kho, đ t hàng

cho các đ n đ t hàng s n xu t khác nhau, l p k ho ch nhu c u nguyên v t li u và l p

k ho ch n ng l c

b i u khi n quá trình s n xu t

xu t trong nhà máy i u khi n quá trình, đi u khi n ch t l ng, đi u khi n s n xu t phân x ng và giám sát quá trình đ u n m trong vùng ch c n ng c a đi u khi n s n

xu t đây máy tính tham gia tr c ti p (on-line) vào các ho t đ ng s n xu t trong nhà máy Các ng d ng c a đi u khi n quá trình s d ng máy tính là khá ph bi n trong các h th ng s n xu t t đ ng hi n nay Chúng bao g m các dây chuy n v n chuy n, các h th ng l p ráp, đi u khi n s , k thu t rôb t, v n chuy n nguyên v t li u và h

th ng s n xu t linh ho t

đó đ tr giúp đi u khi n s n xu t và l u tr trong nhà máy Các công ngh thu nh p

d li u máy tính hóa và giám sát quá trình b ng máy tính đang là ph ng ti n đ c đánh giá cao trong ho t đ ng s n xu t phân x ng hi n t i

s tham gia c a con ng i ho c đ nh p d li u đ m b o cho ch ng trình làm vi c

đánh giá đ c t m quan tr ng c a CAD/CAM trong chu trình s n ph m

chúng ta phân tích các ph m vi ho t đ ng khác nhau và ch c n ng t ng ng đ th c

hi n vi c nghiên c u và ch t o s n ph m Các th lo i công vi c và ch c n ng c a

CAD/CAM trong chu trình s n ph m đ c th hi n trên hình 1.4

Hình 1.4: Chu trình s n ph m theo Công ngh CAD/CAM

Chu k này ho t đ ng theo nhu c u c a khách hàng và th tr ng tiêu th Chu trình s n ph m có th thay đ i tu theo yêu c u c a khách hàng

Có tr ng h p công vi c thi t k là do khách hàng th c hi n cho nên nhà máy

ch có nhi m v ch t o s n ph m đã đ c thi t k đó Tr ng h p th hai là nhà máy

đ m nh n luôn c công vi c thi t k và ch t o m i D a vào ý đ t o ra s n ph m đó

m i thi t k s n ph m, hoàn t t b n v

Trên b n v s n ph m ph i nêu rõ các yêu c u k thu t c n ph i đ m b o trong quá trình ch t o Trên c s các b n v chi ti t ph i l p quy trình công ngh ch t o

s n ph m và l p k ho ch s n xu t ch t o s n ph m ph i l p nhu c u v trang thi t b công ngh và các d ng c c n thi t K ho ch s n xu t ph i ch rõ th i gian và

s n l ng xu t x ng trong th i gian đã đ nh Ti p theo là công đo n đ a vào s n

xu t, ch t o xong ph i ti n hành ki m tra và th nghi m s n ph m, cu i cùng là bàn giao cho khách hàng

Trong giai đo n thi t k s n ph m m i, áp d ng máy tính đi n t cho phép t

đ ng hóa thi t k , in các b n v và tài li u k thu t

Giai đo n chu n b công ngh , ngh a là thi t k quy trình công ngh và l p bi u

đ s n xu t v i s tr giúp c a máy tính đi n t Ngoài ra máy tính đi n t còn có th

áp d ng đi u khi n quá trình ch t o chi ti t dùng tay máy, các máy đi u khi n theo

ch ng trình s (CNC) Công đo n cu i cùng là ki m tra và th nghi m c ng có th t

đ ng hóa nh máy tính đi n t

s n xu t hi n đ i, trong các l nh v c chuyên môn hóa cao T hình 1-4 rõ ràng CAD/CAM bao quát xuyên su t trong chu trình s n ph m

1.5 Ph n c ng c a CAD/CAM

1.5.1 Gi i thi u chung

Các b ph n ph n c ng dùng cho m t h CAD r t đa d ng v kích th c, c u hình và v m c đ hi n đ i, tu theo nhi m v c a t ng đ n v mà ch n h CAD cho phù h p

Ta bi t r ng n n t ng c a m t h CAD hi n đ i là đ ho máy tính t ng tác (ICG) cho phép ng i thi t k có ngay nh ng ng x c a h th ng v d li u đ u vào

đ có đ c nh ng tác đ ng thích h p vì gi a ng i thi t k và h th ng có m t m i liên l c tr c ti p theo cách ng i s d ng vào l nh cho h th ng và đáp ng l i nh ng câu h i mà h th ng đ a ra

Ngày nay các ph n c ng trong công ngh thông tin r t phong phú và đa d ng

đ c s d ng trong h CAD

1.5.2 C u hình ph n c ng c a m t h CAD đi n hình

M t h CAD nói chung th ng có các thi t b ph n c ng sau đây:

- M t ho c m t s tr m thi t k v i m t đ u cu i đ ho và các thi t b vào c a

ng i thi t k

- M t ho c m t s máy v và các thi t b ra khác

- M t máy tính

- Các b l u tr ngoài (b nh ngoài)

Hình 1.5: C u hình c a m t h CAD

H CAD có lo i đ c l p trong đó ch có m t máy tính cá nhân đi u khi n, có lo i

n i m ng cuc b v i nhi u tr m thi t k do m t máy trung tâm đi u khi n

1.5 3 Tr m thi t k

Tr m thi t k hay còn g i là tr m công tác c a h CAD là m t h th ng giao

di n v i th gi i bên ngoài ây là m t y u t quan tr ng t o nên tính hi u qu và s thu n ti n đ i v i ng i thi t k khi làm vi c v i m t h CAD Bao g m m t tr m thi t k có PC, thi t b đ u cu i đ h a (màn hình CRT), thi t b vào(bàn phím, chu t)

ây là m t b ch ng trình đ c vi t ra nh m t o đi u ki n cho ng i s d ng

v n hành h th ng đ ho máy tính (h ICG) B ch ng trình này th ng đ c s n

xu t tr n gói nên còn có tên g i gói ph n m m đ ho , bao g m nh ng ch ng trình

đ t o ra hình nh trên màn hình CRT, đ đi u khi n các hình nh đó và đ th c hi n các ki u t ng tác khác nhau gi a ICG AutoCAD là ví d đi n hình v m t b

ch ng trình nh v y Còn h ICG là m t h th ng đ ho t ng tác, ngoài ph n m m còn có ph n c ng

• Ph n m m ng d ng (k c nh ng ch ng trình b tr đ th c hi n nh ng

ch c n ng đ c bi t có liên quan đ n CAD/CAM):

Bao g m nh ng ph n m m phân tích thi t k (ch ng h n nh phân tích ph n t

h u h n, mô ph ng đ ng h c c c u ) và nh ng ph n m m l p k ho ch s n xu t -

ch t o (ch ng h n nh l p k ho ch gia công t đ ng, l p trình v t làm đi u khi n

s ) Nh ng ph n m m loa th hai này s đ c đ c p t i các ch ng sau, khi nghiên c v CAM

Ph n m m đ ho dùng cho m t h th ng đ ho máy tính c th có tính đ c thù

r t m nh đ i v i ph n c ng c a h th ng đó - có ngh a là nó đ c vi t ra ch y u là đ

ch y trên ph n c ng đó c a h th ng Vì th , ph n m m ph i đ c vi t sao cho phù

h p v i ki u màn hình CRT và ki u thi t b vào đ c dùng trong h th ng Nh ng chi

ti t c a ph n m m đ ch y trên CRT quét vect s ph i có nh ng đi m khác so v i khi vi t cho CRT quét dòng vì c u t o và nguyên t c ho t đ ng c a hai lo i màn hình này không hoàn toàn gi ng nhau

D u r ng nh ng s khác nhau nh th trong ph n m m nhi u khi ng i s d ng không nh n ra, nh ng chúng l i r t quan tr ng đ i v i ng i xây d ng m t h th ng

- Nh p mô hình vào b nh trong (và c b nh ngoài khi c n)

Khi làm vi c v i h th ng đ ho , ng i s d ng th c hi n nh ng công vi c theo cách ph i h p ch không ph i theo cách h t lo i công vi c n đ n công vi c khia

Ng i s d ng ki n t o nên m t mô hình v t lý và nh p vào b nh b ng s mô t hình nh c a mô hình đó cho h th ng bi t theo cách t ng tác mà không c n suy ngh

ng v i c u hình t ng quát c a m t h ph n m m đ ho dùng trong h ICG s nói

ây là môdun trung tâm c a h đ ho Nó là cái mô t mô hình v t lý mà ng i

s d ng mu n thi t k ra nên còn có tên là mô hình ng d ng Nó đi u khi n s l u

Nh ng mi n bài toán trong thi t k k thu t bao g m ki n trúc, xây d ng, c khí,

đi n, công nghi p hoá ch t Nh ng mi n bài toán không thu c v thi t k thì có th là các b trình mô ph ng bay, là hi n th d li u d i d ng đ ho , là phân tích toán h c

và th m chí là m ngh Trong m i tr ng h p, ch ng trình ng d ng đ c xây d ng nên đ x lý hình nh và các quy c t ng ng v i l nh v c đó

d ng thành nh ng hình nh hai chi u ho c ba chi u

c C s d li u ng d ng

ây là môdun th ba trong c u hình c a h ph n m m đ ho , trong đó ch a

nh ng đ nh ngh a v toán h c, v s và v logic c a các mô hình ng d ng nh các

m ch đi n, các chi ti t máy, các b ph n ôtô v.v Nó còn ch a nh ng thông tin d i

d ng ký t nh b ng li t kê v t li u, thu c tính hình h c, kh i l ng N i dung c a

 L p quy trình công ngh trên máy tính

 Các d li u gia công c đ c máy tính hóa

 Xây d ng đ nh m c lao đ ng qua máy tính

 L p trình cho h NC trên máy tính

1 Hãy trình bày ch c n ng c a CAD, CAM

2 Hãy nêu nh ng a đi m c a qui trình thi t k và gia công t o hình theo công

ngh CAD/CAM so v i qui trình thi t k và gia công t o hình theo công ngh truy n

th ng

3 Hãy trình bày l i ích c a CAD, CAM

FMS vi t t t t Flexible manufacturing Systems (h th ng s n xu t linh ho t.)

FMS bao g m có m t s máy CNC, b trí theo m t trình t công ngh và liên k t v i nhau b ng các thi t b v n chuy n Ngoài các máy tính và các ph n m m t ng ng đ

đi u khi n các thi t b gi ng nh MC ,trong FMS còn có máy tính trung tâm đ đi u

ph i toàn b ho t đ ng c a h th ng Các FMS th ng đ c thi t k cho m t nhóm

s n ph m đã đ nh tr c nên n ng su t, ch t l ng c a chúng cao H th ng FMS có

th t đ ng đ t l i c u hình đ s n xu t các ch ng lo i s n ph m khác nhau ó là lý

do t i sao nó đ c g i là h th ng s n xu t linh ho t

Khái ni m s n xu t linh ho t đ c bi t đ n l n đ u tiên vào n m 1965 khi công

ty British firm Molins, Ltd đ-a ra s n ph m v i tên g i là System 24 System 24 là m t

h th ng FMS th t s Tuy nhiên h th ng này không th phát tri n thêm đ- c n a b i

vì khi đó công ngh t đ ng hoá và công ngh thông tin còn ch-a phát tri n nên không

th h tr cho s phát tri n c a h th ng này đ- c Khái ni m s n xu t linh ho t vì v y

b quên lãng Tuy nhiên vào nh ng n m cu i th p k 70 và đ u th p k 80, cùng v i

s phát tri n nh y v t c a công ngh thông tin và ng d ng c a công ngh thông tin trong s n xu t mà s n xu t linh ho t đã phát tri n tr l i v i t c đ đáng kinh ng c H

th ng s n xu t linh ho t đ- c s d ng l n đ u tiên M đ s n xu t ra ôtô và máy kéo

Nh v y, m t h th ng s n xu t linh ho t nói chung g m có các ph n sau:

- Thi t b x lý nh- các trung tâm gia công, các tr m l p ráp, và robot

- Thi t b v n chuy n nguyên v t li u ví d nh- robot, b ng truy n,

- M t h th ng truy n thông

- M t h th ng đi u khi n b ng máy tính

Trong s n xu t linh ho t, các máy gia công t đ ng nh- ti n, phay, khoan, và h

th ng v n chuy n nguyên li u t đ ng giao ti p v i nhau thông qua m ng máy tính

2.1.2 Các c s hình thành FMS

a T đ ng hóa s n xu t

T đ ng hóa s n xu t là m t h ng phát tri n c a s n xu t ch t o máy mà trong

đó con ng i đ c gi i phóng không ch t lao đ ng c b p mà còn đ c gi i phpngs

t quá trình đi u khi n s n xu t đâu trách nhi m c a con ng i làm theo dõi quá trình s n xu t Con ng i th c hi n vi c chu n b công ngh và c p – tháo phôi ( chi

ti t) theo chu k chi máy ( tùy thu c vào m c đ t đ ng hóa)

b T đ ng hóa t ph n

T đ ng hóa t ng ph n có ngh a là t đ ng hóa t ng nguyên công riêng bi t Bó

k t h p lao đ ng c khí hóa v i t đ ng hóa và nó đ c ng d ng nh ng n i mà s tham gia tr c ti p c a con ng i không th th c hi n đ c ( nguy hi m đ i v i con

ng i ) ho c đ i v i nh ng công vi c quá n ng nh c, đ n đi u

L y

L M L

V i: - Ld tính linh ho t đ t đ c

- Ly tính linh ho t yêu c u

N u ML = 1 thì yêu c u v tính ho t ho t hoàn toàn th a mãn Khi ML > 1 thì h

th ng s n xu t có th a tính linh ho t, có ngh a là đ i v i các nhi m v c th , tính linh

r ng s n xu t và tính linh ho t theo ch ng lo i s n ph m

Tính linh ho t c a máy là kh n ng hi u ch nh nhanh các ph n t công ngh c a FMS đ ch t o nhi u lo i s n ph m khác nhau

Tính linh ho t c a quá trình là kh n ng ch t o nhi u lo i s n ph m t nhi u lo i

v t li u khác nhau b ng nh ng ph ng pháp khác nhau

Tính linh ho t đ i v i s n ph m là chuy n đ i nhanh và kinh t FMS đ ch t o

s n ph m m i

Tính linh ho t theo ti n trình: là kh n ng ti p t c ch t o nhi u s n ph m đã

đ nh khi m t s thi t b công ngh ng ng ho t đ ng

Tính linh ho t theo kh i l ng s n ph m đ c ch t o là kh n ng s n xu t m t cách kinh t nhi u kh i l ng s n xu t khác nhau

Tính linh ho t theo quy mô m r ng s n xu t là kh n ng m r ng s n xu t nh trang b nh ng thi t b công ngh m i

Tính linh ho t theo ch ng lo i s n ph m là kh n ng ch t o nhi u ch ng lo i s n

ph m c a FMS

f T đ ng hóa s n xu t linh ho t

T đ ng hóa s n xu t linh ho t đ c dùng trong s n xu t hàng lo t v a và hàng

lo t nh ( nhi u ch ng lo i chi ti t), nó d a trên công ngh nhóm và công ngh đi n hình v i s d ng các máy CNC, các modul s n xu t linh ho t, các h th ng kho ch a

và v n chuy n t đ ng và các t h p thi t b v i đi u khi n b ng máy vi tính ( m c

đ th p dùng các b vi x lý, còn m c đ cao dùng các thi t b máy tính l n) T

đ ng hóa s n xu t linh ho t đ c th hi n vi c đi u ch nh nhanh quá trình s n xu t

đ ch t o s n ph m m i trong ph m vi thi t b k thu t c ng nh trong ph m vi đi u khi n ( trong gi i h n kh n ng c a thi t b công ngh )

g H th ng s n xu t linh ho t

H th ng s n xu t linh ho t là t h p bao g m các máy CNC, các thi t b t

đ ng, các modul s n xu t linh ho t, các thi t b công ngh riêng l và các h th ng

đ m b o ch c ng ho t đ ng v i ch đ t đ ng trong kho ng th i gian đã đ nh, cho phép t đ ng đi u ch nh đ ch t o các s n ph m b t k trong m t gi i h n nào đó

h Modul s n xu t linh ho t

Modul s n xu t linh ho t là m t đ n v thi t b có đi u khi n theo ch ng trình

đ ch t o các s n ph m b t k trong m t gi i h n nào đó Thi t b này th c hi n m t các t đ ng t t c các ch c n ng có liên quan đ n ch t o s n ph m và nó có kh n ng

ho t đ ng trong FMS

i Robot công nghi p

Robot công nghi p là m t máy t đ ng đ ng yên ho c di đ ng, nó g m m t c

c u ch p hành d i d ng tay máy, có m t s b c t do và m t c c u đi u khi n đ

th c hi n các ch c n ng di chuy n trong quá trình s n xu t

j T h p robot công ngh

T h p robot công ngh là toàn b m t thi t b công ngh , m t robot công nghi p

và các thi t b khác đ th c hi n các chu k l p l i m t cách t đ ng

Các t h p robot công ngh trong FMS ph i có kh n ng đi u ch nh t đ ng và

kh n ng thích ng trong h th ng (FMS) đây robot công nghi p có th là robot c p phôi ( chi ti t), robot v n chuy n ho c robot đ c dùng nh m t thi t b công ngh (ví

d nh khoan l , t y bavia trên chi ti t gia công…) Các thi t b khác nhau đ c trang

b cho t h p robot công ngh th ng là các c c u tích tr phôi (chi ti t), c c u đ nh

h ng phôi (chi ti t), các c c u v n chuy n và l p ráp nh …

k Dây chuy n t đ ng linh ho t

Dây chuy n t đ ng linh ho t là FMS mà trong đó các thi t b công ngh đ c

l p đ t theo các trình t các nguyên công đã đ c xác đ nh

l Công đo n t đ ng hóa linh ho t

Công đo n t đ ng hóa linh ho t là FMS ho t đ ng theo ti n trình công ngh mà trong đó có kh n ng thay đ i trình t s d ng thi t b công ngh

m Phân x ng t đ ng hóa linh ho t

Phân x ng t đ ng hóa linh ho t là FMS bao g m dây chuy n t đ ng hóa linh

ho t, công đo n t đ ng hóa linh ho t và t h p robot công ngh đ c k t n i v i nhau theo ph ng án đ ch t o các s n ph m c a m t ch ng lo i xác đ nh

Nhà máy t đ ng hóa linh ho t là FMS bao g m dây chuy n t đ ng hóa linh

ho t, t h p robot công ngh và phân x ng t đ ng hóa linh ho t đ c n i k t v i nhau theo nhi u ph ng án đ ch t o s n ph m c a nhi u ch ng lo i s n ph m khác nhau

2.2 Phân tích đ i t ng s n xu t linh ho t

i t ng s n xu t linh ho t đ c phân làm ba lo i

Lo i không ph thu c vào dòng v t li u c a t bào gia công t đ ng Lo i này

đ c c u t o t máy v n n ng đi u khi n theo ch ng trình s , cho phép liên k t v i máy tính b c cao đ đi u khi n Lo i này đ c s d ng n u chi ti t có th i gian gia công l n, m t máy có th th c hi n nhi u nguyên công (quá trình gia công đ c t p trung trên m t máy)

Lo i dòng v t li u tích tr phôi h th ng máy gia công t đ ng v n n ng c a t bào gia công đ c đi u khi n theo ch ng trình s Lo i này các chi ti t cùng lo i có

th đ c gia công theo nhi u ti n trình công ngh khác nhau trên m t t bào gia công

t đ ng Lo i này đ c s d ng v i chi ti t có th i gian gia công không l n

Lo i ph thu c vào dòng v t li u c a t bào gia công t đ ng Trong FMS lo i này m i nguyên công ch th c hi n trên m t máy H th ng v n chuy n – tích tr phôi

c n đ m b o ti n trình cung ng

2.3 C u trúc và các ph n t c b n c a FMS

Thành ph n c a FMS bao g m:

- Các thi t b công ngh và các thi t b ki m tra đ c trang b các tay máy t

đ ng và các máy tính đ tính toán và đi u khi n

- Các b ch ng trình đ đi u khi n FMS

- Các t bào gia công t đ ng ( các modul s n xu t linh ho t), thông th ng là các máy CNC có m i liên k t v i các máy tính và h th ng v n chuy n – tích tr phôi (chi ti t t đ ng)

Theo c u trúc thì FMS là m t t h p c a t bào gia công t đ ng và t bào ki m tra t đ ng đ c liên k t v i nhay thành m t h th ng nh t theo dòng v t li u v i s

giúp đ c a h th ng v n chuy n – tích tr phôi ( chi ti t ) t đ ng à đi u khi n nh

m ng máy tính

2.4 Quá trình phát tri n các FMS

M t trong nh ng h ng phát tri n c a n n công nghi p là thi t l p các h th ng

s n xu t, n i k t n ng su t c a dây chuy n t đ ng hóa c ng v i tính linh ho t mà

tr c đây ch đ c t o ra b i lao đ ng c a con ng i M t trong nh ng nguyên nhân

c a v n đ nêu trên là s n xu t đ n chi c và s n xu t hàng lo t h chi m t i 80% kh i

l ng c a s n xu t công nghi p

Các c c u chính c a FMS c ng đã đ c thi t k t lâu M t s c c u này c ng

đã đ c ch t o và s d ng vào đ u nh ng n m 1970 Tuy nhiên, ch vào tháng 11

n m 1978 trong t p chí “Iron Age” đã đ ng bài báo đ u tiên v tính linh ho t c a s n

xu t, ng i ta m i có ý t ng v tri n v ng c a gia công c khí

Ch sau khi công nh n k t qu nghiên c u c a hãng “Koman” v ba trung tâm gia công đ c s s ng nhà máy General Motors đ ch t o bánh r ng và tr c oto và v i hàng lo t h th ng do các hãng c a Nh t B n ch t o thì h th ng s n xu t linh ho t FMS m i đ c s d ng r ng rãi

Tháng 10 n m 1982 t i h i ngh qu c t v h th ng s n xu t linh ho t FMS thành ph Braitons (Anh) ng i ta không ch đ c p đ n v n đ thi t l p các h th ng

s n xu t linh ho t mà còn đ c p đ n s n xu t tích h p có tr giúp c a máy tính CIM Trong CIM ch c n ng thi t k và ch t o đ c g n k t v i nhau, cho phép t o ra s n

ph m nhanh chóng b ng các quy trình s n xu t linh ho t và hi u qu Các thi t b s n

xu t t đ ng và các máy riêng bi t đ c n i k t v i các thi t b truy n t i thông tin t o thành m t h th ng nh t, cho phép khép kín chu trình ch t o s n ph m

H i ngh qu c t l n th hai v FMS và CIM đ c t ch c vào tháng 10 n m

1983 t i London T i h i ngh này đã có nhi u báo cáo v v n đ u t cho FMS và CIM a s các báo cáo đ u cho r ng c n ph i nhìn nh n v n đ u t là m t v n đ chi n l c đ i v i các hãng s n xu t trong cu c đ u tranh giành th tr ng Các báo cáo này đ u k t lu n: thi t l p m t h th ng s n xu t linh ho t và h th ng s n xu t tích h p có tr giúp c a máy tính là m t v n đ không đ n gi n Tuy nhiên cho đ n

nay, h th ng s n xu t t đ ng hóa linh ho t FMS và s n xu t tích h p có s tr giúp

c a máy tính CIM đã và đang đ c phát tri n trình đ cao

2.5 Tính kinh t c a FMS

Hi u qu kinh t khi s d ng h th ng FMS đ c xác đ nh theo công th c sau:

đây: - E: hi u qu kinh t khi s d ng FMS ( n v ti n/n m)

Ch ng 3

H TH NG S N XU T TÍCH H P

NH MÁY TÍNH (CIM)

3.1 Gi i thi u

CIM (Computer Integrated Manufacturing h th ng tích h p có s tr giúp

c a máy tính) là khái ni m áp d ng trong công ngh s n xu t có m c đ t đ ng hóa cao do đ i ng chuyên viên đi u ki n trong đó m i quá trình t khâu: thi t k ,

ch t o và s n xu t, tiêu th s n ph m, ti p th T t c đ u đ c n i k t và ki m soát

b ng s tr giúp c a công ngh thông tin

H th ng s n xu t tích h p CIM là h th ng s n xu t t đ ng hi n đ i H th ng CIM đang đ c ng d ng ngày càng ph bi n trong các n c phát tri n do hi u qu

c a nó đem l i Tuy nhiên, ng d ng CIM vào s n xu t Vi t Nam thì r t h n ch

3.2 Các lo i h th ng s n xu t

Trong n n s n xu t hi n đ i vi c thành l p các h th ng s n xu t đóng m t vai trò h t s c quan tr ng Các h th ng s n xu t hi n đ i cho phép t đ ng hoá m c đ cao đ i v i s n xu t t t c các khâu, gi m s c lao đ ng con ng i, nâng cao n ng

kh p gi a n ng su t c a FMS và ph ng pháp chu n b s n xu t b ng tay

Trong khi đó h th ng s n xu t tích h p có tr giúp c a máy tính - CIM là s n i

k t các h th ng t đ ng riêng l thành m t h th ng duy nh t v i s tr giúp c a

m ng máy tính n i b cho phép t ng n ng su t lao đ ng c a các nhà thi t k , các nhà

công ngh và các nhà t ch c s n xu t và do đó nâng cao n ng su t và ch t l ng s n

 Lo i 2 là các h th ng đ n l nh các máy NC, máy CNC, các Robot, Các h

th ng này đ c đi u khi n b ng máy tính s n có

 Lo i 3 g m các h th ng tích h p đ c th c hi n nh h th ng đi u khi n b ng máy tính ho c b ng h th ng thông tin t đ ng

3.3 Qu n lý và đi u hành s n xu t nh máy tính

CIM là m t nhà máy s n xu t t đ ng hóa toàn ph n, n i mà t t c các quá trình

s n xu t đ c tích h p và đ c đi u khi n b i máy tính CIM qu n lý và đi u hành t

đ ng thông qua s tích h p các phân h : CAD, CAM, CAP, CAPP; Các t bào gia công (CN, CNC, DNC); H th ng c p li u; H th ng l p ráp linh ho t; H th ng m ng LAN n i b liên k t các thành ph n trong h th ng và m ng Internet; h th ng ki m tra và các thành ph n khác…

S qu n lý và đi u hành s n xu t theo mô hính sau:

Hình 3.1: Mô hình h th ng tích h p CIM

C s d

li u và thông tin Nhu c u

PP MRP II

CAE

CAQ CNC, Robots CAM CAPP CAD

Ý t ng

D báo

Khách hàng óng gói

trong đó;

3.3.1 L p k ho ch s n xu t (PP: Production Planning )

Khi nh n đ c đ n đ t hàng tr c ti p hay qua các ph ng ti n giao ti p (Internet) cùng v i chi n l c phát tri n s n ph m, CIM qu n lý b ng ph n m m chuyên bi t (CIMSOFT) nó liên t c đ c truy n đi t i các phân h qu n lý, đi u khi n

h th ng D a trên k ho ch này các phân h t đ ng c p nh t, x lý thông tin đ đ m

b o s ho t đ ng nh p nhàng, l u loát cho toàn h th ng Vì v y, vi c l p k ho ch có

ý ngh a r t quan tr ng, nó qu n lý toàn b h th ng trên t ng v mô

3.3.2 Thi t k s n ph m (CAD: Computer Aided Design )

Thi t k s n ph m là modul nh m t o ra các thông s v đ i t ng c n s n xu t Khi nh n s n ph m m i thì modul qu n lý t đ ng dò tìm trong th vi n d li u s n

ph m v s t n t i c a s n ph m, n u đã có thì chuy n đ n phân h gia công, n u ch a

có thì đ a ra d ng s n ph m đã t n t i v i m c đ gi ng nh t và chuy n đ n cho h

th ng thi t k

Phân h CAD/CAM: Thi t k CAD (Computer Aided Design) là đ a ra đ c các

h th ng s hình h c v th c th v i đ y đ d li u c n thi t đ chuy n giao cho phân

h CAM Phân h CAM (Computer Aided Manufacturing) b n ch t là ph n m m tr giúp gia công, nh n các thông s hình h c t phân h CAD và thông s công ngh sau

đó chuy n th thành d li u đ u vào cho t bào gia công

Phân h RP (Rapid Prototyping): là m t phân h t o m u nhanh cho d li u CAD

ho c CAD/CAM Khi mô hình CAD đ c t o l p thì RP s t o ra v t th th c đây

c ng là thông tin đ hoàn thi n mô hình v t th trên CAD Phân h RP giúp cho quá trình thi t k gi m đ c nhi u th i gian đ đi đ n k t qu cu i cùng cho ra d li u CAD tr c khi s n xu t Ngoài ra công ngh ng c c a RP và RE (Revert Engineering) cho phép l y thông tin CAD khi v t th đã có, đây c ng là gi i pháp r t

hi u qu cho quá trình thi t k

3.3.3 Phân tích k thu t ( CAE: Computer Aided Engineering)

CAE là công ngh liên quan đ n vi c s d ng h th ng máy tính đ phân tích đ i

t ng hình h c CAD, cho phép ng i thi t k mô ph ng và nghiên c u cách ng x

đ i đa d ng, đáp ng đ c cho nhi u nhu c u phân tích s n ph m Ví d , các ch ng trình chuy n đ ng h c có th đ c s d ng đ xác đ nh các hành trình chuy n đ ng và

t c đ các khâu trong c c u máy Các ch ng trình phân tích đ ng h c d ch chuy n

l n có th đ c dùng đ xác đ nh các t i và các d ch chuy n trong m t h th ng l p ráp ph c t p nh trong ô tô

Sau khi ý t ng đ c thi t k trên h th ng CAD, s đ c ki m tra tính k thu t

c a chi ti t trên h CAE T đó có th d đoán tìm ra các khuy t đi m c a s n ph m

d đ nh thi t k Nh ng thông s ch a đ t s đ c hi u ch nh l i trong CAD

3.3.4 L p k ho ch s n xu t (CAPP:Computer Aided Process Planning)

Là phân h m t nhi u th i gian và tài chính CIM x d ng các modul l p quy trình công ngh t đ ng b ng gi i pháp ph n m m l p trình Phân h CAPP (Computer Aided Process Planning) là m t gi i pháp h u hi u V i các thông tin đ y đ phân h CAPP s quy t đ nh đ a ra m t qui trình công ngh h p lý nh t đ gia công chi ti t

3.3.5 L p ph ng án ch t o (CAM: Computer Aided Manufacturing)

Các tr m gia công bao g m các trang thi t b tham gia trong quá trình ch t o s n

ph m: Các máy CNC, Robot… L p trình cho các t bào gia công CNC bao g m các thông tin v hình h c (CAD) và các thông tin công ngh Quá trình đ c mô ph ng trên phân h CAD/CAM

3.3.6 Ho ch đ nh ngu n l c s n xu t ( MRPII: Manufacturing Resources Planning)

T nhu c u th tr ng và c s d li u, thông tin v S n ph m ta ho ch đ nh v ngu n l c c n thi t đ đáp ng t t quá trình s n xu t

3.3.7 Ki m tra ch t l ng (CAQ: Computer Aided Quality Control)

Ki m tra các thông s v đ i t ng s n xu t trong h th ng CIM s d ng nhi u máy ki m tra t đ ng kh l p trình

3.3.8 Máy đi u khi n s và h th ng v n chuy n - tích tr (CNC: Computer

Numerical Control & Robot)

Quá trình s n xu t đ c thi t l p khi các y u t chu n b v k thu t và t ch c

đ c th c hi n Trong quá trình này chi ti t d n d n đ c hình thành ây c ng là quá trình tr c ti p làm bi n đ i phôi li u thông thành chi ti t Trên các t bào gia công chi

ti t tr c ti p b bi n đ i v m t hình h c và c tính Các t bào gia công mà ch y u là các máy đi u khi n s CNC, DNC… Và các thi t b v n chuy n các chi ti t gia công (phôi) trong kho ho c trên các v tinh t i các v trí ti p nh n hay chuy n tích tr d ng

c

3.4 H th ng đi u khi n nh máy tính

Trong h th ng s n xu t tích h p CIM, h th ng đi u khi n đóng vai trò r t quan

tr ng H th ng đi u khi n t t s đi u khi n h CIM ho t đ ng linh ho t, chính xác,

hi u qu cao M t trong nh ng h th ng đi u khi n đ c s d ng ph bi n trong h CIM là đi u khi n logic l p trình – PLC PLC là c m t vi t t t ti ng Anh (Programmable Logic Controller) t c là b đi u khi n logic có kh n ng l p trình

đ c, hay b đi u khi n logic kh trình

Thay vì k t n i c đ nh m ch đi u khi n cho t ng yêu c u đi u khi n, b n có th

s d ng cùng m t h th ng c b n cho m i yêu c u đi u khi n, b ng cách dùng h

th ng d a trên b vi x lý và vi t ch ng trình đ h ng d n b vi x lý cách đáp ng

v i m i tín hi u nh p, ch ng h n t các công t c cung c p tín hi u ra cho các van,

đ ng c , PLC đ c phát tri n d a trên c s k thu t Vi X Lý, hay nói m t cách khác s phát tri n cao c a k thu t máy tính là n n t ng cho PLC ra đ i Nó cho phép

ta th c hi n linh ho t các thu t toán đi u khi n s thông qua m t ngôn ng l p trình, thay cho vi c ph i th hi n thu t toán đó b ng m ch s Vì l p trình PLC đã đáp ng

đ c yêu c u trên nên đ c ng d ng ph bi n

Ngày nay, khi nói đ n khái ni m t đ ng hoá ph n l n m i ng i s ngh v m t

h th ng đ c đi u khi n b ng máy tính, tuy nhiên trong các ngành công nghi p hi n

đ i các b l p trình logic PLC ngày càng đ c s d ng r ng rãi nh m t thi t b đi u khi n nh g n và hi u qu

Thông th ng m t b PLC có các thành ph n c b n sau:

 B ngu n có nhi m v chuy n đi n áp AC thành DC

 B x lý trung tâm (CPU) là linh ki n ch a b vi x lý, biên d ch các tín hi u vào và xu t tín hi u đi u khi n theo ch ng trình đ c l u trong b nh c a CPU

 B nh là n i l u tr các ch ng trình đ c s d ng cho các ho t đ ng đi u

 Các ph n nh p và xu t là n i đ a thông tin vào b x lý và n i nh n thông tin

b ph n c khí b ng m t b PLC, vi c đi u khi n m t quá trình công ngh s tr nên nhanh h n, r h n và do đó đem l i hi u qu cao h n Có nhi u lý do cho th y PLC là

m t s l a ch n t t h n so v i vi c s d ng các cu n r le hay là m t máy tính chu n dùng cho vi c đi u khi n do các u đi m sau:

 Chi m ít không gian: M t b PLC yêu c u ít không gian h n m t máy tính ho c

m t b ng R le v i cùng m t công vi c th c hi n

 Giá thành th p h n: Giá mua m t b PLC ch b ng c 4 ho c 5 cái r le, nh ng

nó l i có th thay th công vi c c a hàng tr m r le

 B n v ng trong môi tr ng làm vi c công nghi p: V b c c a m t b PLC

đ c t o ra v i đ đ c ng đ có th b n v ng trong môi tr ng làm vi c kh c nghi t trong m t nhà máy Trong khi đó, v các máy tính không đ c ch t o đ đáp ng

đ c các yêu c u này

 S d ng giao di n k t n i tr c ti p: Các máy tính tiêu chu n yêu c u m t h

th ng ph c t p và b h n ch trong vi c giao di n hay k t n i v i nh ng thi t b khác Trong khi đó giao di n c a m t b PLC cho phép k t n i tr c ti p v i các thi t b khác

 D dàng trong vi c l p trình: Các b PLC th ng s d ng m t ngôn ng l p

trình g i là logic b c thang ây là m t ngôn ng đ c t o nên d a trên nh ng tiêu

chu n công nghi p v các bi u t ng trong các h th ng ph n c ng r le, và các tiêu chu n này thì đã tr nên quen thu c v i nh ng nhà k thu t trong công nghi p

 Tính linh ho t: Vi c thay đ i các thi t b ph n c ng đi u khi n luôn luôn ph c

t p h n so v i vi c thay đ i ph n m m (thay đ i ch ng trình l p trình) khi mà các

ng d ng c a ta thay đ i Các b PLC cho phép chúng ta kh n ng linh ho t trong vi c thay đ i các ng d ng c n th c hi n b ng cách thay đ ch ng trình l p cho b đi u khi n PLC Trong khi ta ch c n l p l i ch ng trình theo đúng ng d ng yêu c u và thay đ i k t n i các đ u vào, đ u ra thì v i m t b các r le, khi mu n thay đ i ng

d ng ta ph i m t r t nhi u th i gian cho công vi c n i các dây d n và thay đ i c u trúc

m ch

3.5 Nh ng l i ích c a CIM

H th ng s n xu t CIM t o ra l i nhu n v ng ch c cho ng i s d ng h n các h

th ng khác nh tính m m d o c a h th ng và tích h p thông tin CIM cho phép m t nhà máy s n xu t thích ng nhanh chóng v i s thay đ i c a th tr ng và cung c p các h ng phát tri n c b n c a s n ph m trong t ng lai V i s tr giúp c a máy tính, các h at đ ng phân đo n c a quá trình s n xu t đ c tích h p thành m t h th ng

s n xu t th ng nh t, ho t đ ng trôi ch y v i s gi m thi u th i gian và chi phí s n

xu t, đ ng th i nâng cao ch t l ng s n ph m H th ng CIM cho phép s d ng t i u các thi t b , nâng cao n ng su t lao đ ng, luôn ng d ng các công ngh tiên ti n và

gi m thi u sai s gây ra b i con ng i, kinh nghi m s d ng CIM b i các hãng s n

xu t trên th gi i cho th y nh ng l i ích đi n hình:

 Thi t k có n ng su t và đ chính xác cao (Gi m 15 - 30% giá thành thi t k )

 Tiêu chu n hóa cao và s d ng v t li u h p lý

 Lo i tr các công vi c l p l i không c n thi t

 Gi m th i gian giám sát s n xu t và s lao đ ng th c hi n công vi c này

3.6 Th c hi n m t h th ng CAD/CAM/CIM

Quá trình th c hi n m t h th ng CAD/CAM/CIM c th cho m t doanh nghi p

đ c ti n hành xây d ng theo các b c sau:

3.6.1 ánh giá doanh nghi p

B c đ u ta s đánh giá doanh nghi p các l nh v c v k thu t, ngu n nhân

l c và h th ng ho t đ ng đ xem doanh nghi p đó có s đ u t v k ho ch, chi n

l c, nhân l c, thi t b

Ti p theo là chu n hóa và đ n gi n hóa các quy trình, các d li u s n xu t, t

đó làm c s cho vi c th c hi n t đ ng hóa các quy trình s n xu t

Vi c đánh giá v k thu t, ngu n nhân l c và h th ng ho t đ ng là đ xác

- Nêu ra nh ng v n đ ch a phù h p v i m c tiêu chung

trên toàn công ty

3.6.2 Chu n hóa – n gi n hóa – Lo i tr lãng phí

n gi n hóa là m t quá trình lo i b s lãng phí, nh ng đi m không phù h p

t các ho t đ ng hay các công đo n không c n thi t đ nâng cao n ng su t và hi u qu làm vi c m i b ph n trong công ty S lãng phí chính là nh ng ho t đ ng làm t ng giá tr c a s n ph m khi hoàn thành

Trong quá trình gia công t khâu nguyên li u ban đ u đ n thành ph m, nguyên

li u ph i tr i qua n m công đo n: di chuy n, ch thi t l p máy, ch đ n l t gia công,

đ c gia công và ki m tra Trong n m công đo n này thì ch có công đo n đ c gia

công và ki m tra là làm ra giá tr s n ph m, do đó c n lo i b hay rút ng n các công

đo n còn l i đ t ng n ng su t

3.6.3 ánh giá k t qu c a h CIM

Trong quá trình th c hi n h th ng CIM, vi c đánh giá h th ng CIM là m t công vi c không th thi u và ph i ti n hành song song v i quá trình th c hi n Vi c đánh giá g m 2 yêu c u: đánh giá s thành công c a vi c xây d ng h th ng CIM trong nh ng kho ng th i gian đ u đ n và ghi chép l i nh ng thay đ i ch y u trong quá trình s n xu t, vi c đánh giá này d a trên các y u t sau:

- Th i gian vòng đ i s n ph m

- Nh ng thay đ i lo t s n ph m trong kho

- Th i gian thi t l p quá trình s n xu t

 H p lý hóa CIM và chi n l c qu n lý CIM

 Nhà máy tích h p CIM v i các ranh gi i đ a lý trên ph m vi toàn c u: C u trúc

và mô hình hóa các nhà máy tích h p đ c nghiên c u trên c s h p tác và liên k t

nh m n m v ng các nguyên t c ng d ng CIM trong s n xu t toàn c u v qu n lý và chia s d li u

 M ng liên k t c a CIM: Nghiên c u các ng d ng m ng trên ph m vi r ng và Internet cho CIM, t ng c ng s trao đ i thông tin b ng d li u tích h p, m i quan h

gi a khách hàng và nhà cung c p, các d li u v qu n lí trong h th ng CIM

 Công c và công ngh tiên ti n cho vi c ng d ng CIM: Nghiên c u v ng

hình h th ng s n xu t: Tích h p các mô hình thông tin v i các mô hình ch c n ng c a CIM và các h th ng thi t k c a CIM

 ng d ng trí tu nhân t o nh logic m , m ng n ron tích h p vào các h th ng

s n xu t

K t lu n: qua nh ng phân tích trên đ th y r ng công ngh s n xu t tích h p (CIM) là quá trình ng d ng phát tri n và t t y u Vi c nghiên c u và ng d ng CIM ngày càng đ c th c hi n r ng rãi H th ng s n xu t CIM s là nh ng nhà máy s n

xu t trong t ng lai V i nh ng tính u vi t c a nó, ngày nay CIM đang đ c hoàn thi n đ đi đ n m t h th ng s n xu t t đ ng hoàn h o nh t Trong môi tr ng c nh tranh toàn c u, h th ng CIM là gi i pháp tháo g khó kh n mà nh ng n n kinh t còn

ch a phát tri n, các t p đoàn kinh t l n còn ch a phát tri n Các t p đoàn kinh t l n trên th gi i đang tham gia vào n n kinh t Vi t Nam r t m nh m , các dây truy n s n

xu t mang tính ch t c a FMS (Flexible Manufacturing System) & CIM đang đ c chuy n giao do đó các doanh nghi p Vi t Nam c ng nên quan tâm nghiên c u, ng

Ch ng 4

T NG QUAN V CNC

4.1 L ch s phát tri n c a máy CNC

các máy c t thông th ng, vi c đi u khi n các chuy n đ ng c ng nh thay đ i

v n t c c a các b ph n máy đ u đ c th c hi n b ng tay V i cách đi u khi n này,

th i gian ph khá l n, nên không th nâng cao n ng su t lao đ ng gi m th i gian

ph , c n thi t ti n hành t đ ng hóa quá trình đi u khi n Trong s n xu t hàng kh i, hàng lo t l n, t lâu ng i ta dùng ph ng pháp gia công t đ ng v i vi c t đ ng hóa quá trình đi u khi n B ng các v u t , b ng m u chép hình, b ng cam trên tr c phân

ph i c đi m c a các lo i máy t đ ng này là rút ng n đ c th i gian ph , nh ng

th i gian chu n b s n xu t quá dài (nh th i gian thi t k và ch t o cam, th i gian

đi u ch nh máy .) Nh c đi m này là không đáng k n u nh s n xu t v i kh i

l ng l n Trái l i, v i l ng s n xu t nh , m t hàng thay đ i th ng xuyên, lo i máy

t đ ng này tr nên không kinh t Do đó c n ph i tìm ra ph ng pháp đi u khi n m i Yêu c u này đ c th c hi n v i vi c đi u khi n theo ch ng trình s

c đi m quan tr ng c a vi c t đ ng hóa quá trình gia công trên các máy CNC

là đ m b o cho máy có tính v n n ng cao i u đó cho phép gia công nhi u lo i chi

ti t, phù h p v i d ng s n xu t hàng lo t nh và hàng lo t v a, mà trên 70% s n ph m

c a ngành ch t o máy đ c ch t o trong đi u ki n đó

Máy công c đi u khi n b ng ch ng trình s – vi t t t là máy NC (Numerical Control) là máy t đ ng đi u khi n (vài ho t đ ng ho c toàn b ho t đ ng), trong đó các hành đ ng đi u khi n đ c s n sinh trên c s cung c p các d li u d ng:

L NH Các L NH h p thành ch ng trình làm vi c Ch ng trình làm vi c này đ c ghi lên m t c c u mang ch ng trình d i d ng MÃ S C c u mang ch ng trình

L , B NG T , ho c chính B NH MÁY TÍNH Các th h đ u, máy NC còn

s d ng các cáp logic trong h th ng Ph ng pháp đi u khi n theo đi m và đo n

th ng (hình 2.2 và hình 2.3), t c là không có quan h hàm s gi a các chuy n đ ng theo t a đ Vi c đi u khi n còn mang tính “c ng “ nên ch ng trình đ n gi n và c ng

ch gia công đ c nh ng chi ti t đ n gi n nh gia công l , gia công các đ ng th ng song song v i các chuy n đ ng mà máy có

Các th h sau, trong h th ng đi u khi n c a máy NC đã đ c cài đ t các c m

vi tính, các b vi s lý và vi c đi u khi n lúc này ph n l n ho c hoàn toàn “m m”

Ph ng pháp đi u khi n theo đ ng biên, t c là có m i quan h hàm s gi a các chuy n đ ng theo h ng các t a đ Các máy NC này đ c g i là CNC Computer Numerical Control) Ch ng trình đ c so n th o t m h n và có th gia công đ c

nh ng chi ti t có hình dáng r t ph c t p Hi n nay các máy CNC đã đ c dùng ph

bi n

N m 1947, John Parsons n y ra ý t ng áp d ng đi u khi n t đ ng vào quá trình ch t o cánh qu t máy bay tr c th ng M Tr c đó, vi c gia công và ki m tra biên d ng c a cánh qu t ph i dùng các m u chép hình, s d ng d ng, do đó r t lâu và không kinh t Ý đ nh dùng bìa xuyên l đ doa các l b ng cách cho tín hi u đ đi u khi n hai bàn dao, đã giúp Parsons phát tri n h th ng Digital c a ông

V i k t qu này, n m 1949, ông ký h p đ ng v i USAF ( US Air Force) nh m

ch t o m t lo i máy c t theo biên d ng t đ ng Parsons yêu c u tr giúp đ s d ng phòng thí nghi m đi u khi n t đ ng c a Vi n Công Ngh Massachusetts (M.I.T.) n i

đ c chính ph M tài tr đ ch t o m t lo i máy phay 3 t a đ đi u khi n b ng b ng

ch ng trình s

Sau 5 n m nghiên c u, J Parsons đã hoàn ch nh h th ng đi u khi n máy phay

và l n đ u tiên trong n m 1954, M.I.T đã s d ng tên g i “Máy NC”

Trong nh ng n m 60, th i gian đã chín mùi cho vi c phát tri n và ng d ng các máy NC R t nhi u thành viên c a ngành công nghi p hàng không M đã nhanh chóng

ng d ng, phát tri n và đã s n sinh ra th h máy m i (CNC) cho phép phay các biên

d ng ph c t p, t o hình v i hai, ba ho c b n và n m tr c (ba t nh ti n và hai quay) Các n c châu Âu và Nh t B n phát tri n có ch m h n m t vài n m, nh ng c ng

có nh ng đ c đi m riêng, ch ng nh ng v m t k thu t, mà c v k t c u nh k t c u

tr c chính, c c u ch a dao, h th ng c p dao v.v

T đó đ n nay, hàng lo t máy CNC ra đ i v i đ ch ng lo i và phát tri n không

ng ng S phát tri n đó d a vào thành t u c a các ngành: máy tính đi n t , đi n t

công nghi p và đi u khi n t đ ng Nh t là trong th p niên 90, máy CNC đã đ i m i nhanh chóng ch a t ng có trong lãnh v c t đ ng

4.2 c tr ng c b n c a máy CNC

4.2.1 Tính n ng t đ ng cao

Máy CNC có n ng su t c t g t cao và gi m đ c t i đa th i gian ph , do m c

đ t đ ng đ c nâng cao v t b c Tu t ng m c đ t đ ng, máy CNC có th th c

hi n cùng m t lúc nhi u chuy n đ ng khác nhau, có th t đ ng thay dao, hi u ch nh sai s dao c , t đ ng ki m tra kích th c chi ti t và qua đó t đ ng hi u ch nh sai

l ch v trí t ng đ i gi a dao và chi ti t, t đ ng t i ngu i, t đ ng hút phoi ra kh i khu v c c t…

4.2.2 Tính n ng linh ho t cao

Ch ng trình có th thay đ i d dàng và nhanh chóng, thích ng v i các lo i chi

ti t khác nhau Do đó rút ng n đ c th i gian ph và th i gian chu n b s n xu t, t o

đi u ki n thu n l i cho vi c t đ ng hóa s n xu t hàng lo t nh B t c lúc nào c ng

có th s n xu t nhanh chóng nh ng chi ti t đã có ch ng trình Vì th , không c n ph i

4.2.3 Tính n ng t p trung nguyên công

a s các máy CNC có th th c hi n s l ng l n các nguyên công khác nhau

mà không c n thay đ i v trí gá đ t c a chi ti t T kh n ng t p trung các nguyên công, các máy CNC đã đ c phát tri n thành các trung tâm gia công CNC