GIÁO TRÌNH máy tự động full 6 chương (HV kỹ thuật quân sự)

d Máy bán t͹ ÿ͡ng NӃu trong tә hӧp các cѫ cҩu mөc ÿích cӫa máy tӵ ÿӝng thiӃu mҩt mӝt trong nhӳng cѫcҩu chính và thành phҫn này cӫa chu trình công tác ÿѭӧc thӵc hiӋn bҵng tay hoһc các phѭ

MӨC LӨC

Chѭѫng 1 CѪ SӢ THIӂT Kӂ MÁY TӴ ĈӜNG 6

1.1 Vài nét vӅ lӏch sӱ phát triӇn máy tӵ ÿӝng 6

1.2 Phân loҥi máy tӵ ÿӝng 7

1.2.1 M͡t s͙ khái ni͏m c˯ b̫n 7

1.2.2 Phân lo̩i máy và thi͇t b͓ công ngh͏ 9

1.3 Năng suҩt và ÿӝ tin cұy cӫa MTĈ 11

1.3.1 Năng sṷt lao ÿ͡ng và ph˱˯ng h˱ͣng tăng năng sṷt lao ÿ͡ng .11

1.3.2 M͡t s͙ v̭n ÿ͉ v͉ lý thuy͇t năng sṷt máy t͹ ÿ͡ng 14

1.3.3 Năng sṷt máy t͹ ÿ͡ng 14

1.3.4 Ĉ͡ tin c̵y cͯa máy t͹ ÿ͡ng 18

1.4 Nguyên tҳc thiӃt kӃ máy tӵ ÿӝng nhiӅu vӏ trí và ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng 22

1.4.1 M͡t s͙ ÿ̿c ÿi͋m cͯa quá trình công ngh͏ t͹ ÿ͡ng hoá 22

1.4.2 Các d̩ng máy nhi͉u v͓ trí .24

5

Chѭѫng 1 CѪ SӢ THIӂT Kӂ MÁY TӴ ĈӜNG1.1 Vài nét vӅ lӏch sӱ phát triӇn máy tӵ ÿӝng

Vào thӃ kӹ thӭ nhҩt sau công nguyên, Hê-rôn ӣ Ai cұp ÿã làm nhӳng màn múa rӕi vӟinhiӅu lӑai con múa tӵ ÿӝng khác nhau ĈӃn thӃ kӹ XVII, XVIII nhiӅu loҥi ÿӗ chѫi tӵ ÿӝng

và ÿӗng hӗ tӵ ÿӝng xuҩt hiӋn Ví dө nhѭ chiӃc ÿӗng hӗ cӫa Kulibin I P lӟn hѫn quҧ trӭng

gà, chӃ tҥo tӯ năm 1767 còn lѭu lҥi ÿӃn ngày nay Ngoài viӋc chӍ thì giӡ, nó còn ÿánhchuông báo sӕ giӡ Sau mӛi giӡ ÿӗng hӗ lҥi diӉn màn kӏch múa rӕi: cӱa ÿӗng hӗ tӵ mӣ ra, quân lính sҳp thành hai hàng vӟi giáo mác Mӝt lúc sau chiӃc cӱa nhӓ lҥi mӣ ra, hoàng tӱ và theo sau là công chúa xuҩt hiӋn Lúc ҩy quân lính hoҧng sӧ cúi ÿҫu làm thӫ tөc TiӃp theo là mӝt bài nhҥc, rӗi các cӱa lҫn lѭӧt ÿóng lҥi, chӡ mӝt giӡ sau màn kӏch lҥi tái diӉn Ĉúng trѭaÿӗng hӗ ÿánh quӕc ca và ÿӃn tӕi trong giӡ ngӫ, ÿӗng hӗ chҥy yên lһng Các ÿӗng hӗ Thuӷ

Sƭ (cӫa Pierre-Jaquet-Proz) chӃ tҥo cuӕi thӃ kӹ XVIII- cNJng có cҩu trúc tѭѫng tӵ

Mӝt ÿiӅu ÿáng chú ý là lúc bҩy giӡ ngѭӡi ta ÿã áp dөng nguyên tҳc “Trөc phân phӕi”,nguyên tҳc mà ngày nay dùng rӝng rãi ÿӇ ÿiӅu khiӇn các máy tӵ ÿӝng

Sӵ phát triӇn nhӳng ÿӗ chѫi và ÿӗng hӗ tӵ ÿӝng có mөc ÿích thoҧ mãn thӏ hiӃu cӫa các vua chúa thӡi phong kiӃn, nhѭng nhѭ Mác và Enghen ÿã nói “không nghi ngӡ gì nӳa, nhӳngchiӃc ÿӗng hӗ tӵ ÿӝng cӫa thӃ kӹ XVIII ÿã gӧi ý sӱ dөng tӵ ÿӝng hoá vào sҧn xuҩt”

Trong sҧn xuҩt áp dөng tӵ ÿӝng hoá vào ÿâu trѭӟc? Tҩt nhiên phҧi cҧi tiӃn các máy vô cùng thô sѫ, thӡi ҩy nhѭ cҧi tiӃn máy tiӋn gӛ ÿҥp chân thành máy tiӋn có cѫ khí hoá, rӗi dҫndҫn thành máy tiӋn tӵ ÿӝng Cѫ khí hoá ӣ chӛ thay thӃ sӭc lӵc con ngѭӡi bҵng lӵc ÿӝng cѫ,thay thӃ tay ngѭӡi cҫm dao tiӋn bҵng bàn máy chҥy theo sӕng trѭӧt Sau ÿó tӵ ÿӝng hoá bҵng cách thêm và cҧi tiӃn dҫn bӝ phұn ÿiӅu khiӇn, máy trӣ thành bán tӵ ÿӝng rӗi thành máy tӵ ÿӝng

Ӣ Nga, máy tiӋn tӵ ÿӝng xuҩt hiӋn năm 1721 do Pavlov chӃ tҥo Máy làm viӋc theo mүu chép hình ÿӇ gia công các chi tiӃt hình bao lӟn (trang trí các hành lang; các ÿèn ӣ cung ÿiӋn) Năm 1873, Spencen chӃ tҥo máy tiӋn tӵ ÿӝng có ә chӭa phôi, có trөc phân phӕi vӟicam ÿƭa và cam thùng Năm 1880, các hãng Pittler, Ludwiglowe (Ĉӭc), BSA (Anh), Prahard-Whiney (Mӻ) ÿã chӃ tҥo máy tӵ ÿӝng Revonve dùng phôi thép thanh Sau ÿó xuҩthiӋn máy tӵ ÿӝng tiӋn dӑc ÿӏnh hình Vào thӃ kӹ XX bҳt ÿҫu có máy tiӋn tӵ ÿӝng nhiӅu trөc,máy tӵ ÿӝng tә hӧp

Ӣ Liên Xô, ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng ra ÿӡi năm 1939 ÿӇ sҧn xuҩt chi tiӃt máy kéo HiӋnnay, tҥi các nѭӟc tiên tiӃn có rҩt nhiӅu ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng, phân xѭӣng tӵ ÿӝng và cҧ nhà máy tӵ ÿӝng nӳa ÿӇ gia công sҧn phҭm hàng loҥt lӟn, hàng khӕi nhѭ ә bi, piston

Nhӳng nӱa cuӕi cӫa thӃ kӹ XX xuҩt hiӋn loҥi máy tӵ ÿӝng không ÿiӅu khiӇn bҵngnguyên tҳc trөc phân phӕi, mà ÿiӅu khiӇn bҵng chѭѫng trình ÿӇ gia công các chi tiӃt có hình dҥng phӭc tҥp trong sҧn xuҩt hàng loҥt nhӓ thұm chí trong ÿiӅu kiӋn sҧn xuҩt ÿѫn chiӃc, chӃthӱ Ĉây là hình thӭc tӵ ÿӝng hoá tiӃn bӝ nhҩt ÿѭa lҥi nhӳng hiӋu quҧ kinh tӃ lӟn lao

Ngày nay, nhӡ nhӳng thành tӵu khoa hӑc kӻ thuұt vӅ ÿiӋn, ÿiӋn tӱ, vô tuyӃn ÿiӋn, máy tínhÿiӋn tӱ, lý thuyӃt ÿiӅu chӍnh tӵ ÿӝng, ngѭӡi ta có thӇ thӵc hiӋn tӯ viӋc tӵ ÿӝng hoá tӯngphҫn ÿӃn tӵ ÿӝng hoá toàn bӝ qui trình sҧn xuҩt cҧ mӝt phân xѭӣng và cҧ nhà máy, trong

ÿó, con ngѭӡi chӍ có mӝt nhiӋm vө là theo dõi và ÿiӅu chӍnh sӵ hoҥt ÿӝng cӫa máy móc qua máy truyӅn hình, máy phát tin TriӇn vӑng tѭѫng lai cӫa công cuӝc tӵ ÿӝng hoá mӑi qui trình sҧn xuҩt là vô bӡ bӃn!

Ӣ nѭӟc ta hiӋn nay, nhu cҫu vӅ cѫ khí hoá và tӵ ÿӝng hoá trӣ nên cҩp thiӃt ÿӇ ÿҧm bҧo

sӕ lѭӧng và chҩt lѭӧng sҧn phҭm ngày càng tăng nhanh cho các ngành kinh tӃ quӕc phòng

6

Căn cӭ vào ÿiӅu kiӋn cө thӇ trong nѭӟc và áp dөng kinh nghiӋm cѫ khí hoá và tӵ ÿӝnghoá vào sҧn xuҩt cӫa nѭӟc ngoài, có thӇ sѫ bӝ nêu ra vài phѭѫng hѭӟng cө thӇ cho ngành chӃ tҥo máy ӣ nѭӟc ta

1- C ˯ khí hoá các lo̩i máy s̽n có ÿ͋ s̫n xṷt s̫n pẖm hàng lo̩t bҵng cách thiӃt kӃ

và chӃ tҥo các thiӃt bӏ gá lҳp tác dөng nhanh (ÿӇ kҽp phôi, nhҧ phôi, ÿӏnh vӏ, chuyӇn ÿӝngchҥy không, vұn chuyӇn sҧn phҭm) Trang bӏ ÿӗ gá dùng khí ép cho các ÿӝng tác lҳp kҽpnhanh, dùng cѫ khí, ÿiӋn và cѫ, thuӹ lӵc cho các ÿӝng tác nһng

Ngoài viӋc cѫ khí hoá các chuyӇn ÿӝng chҥy không còn cѫ khí hoá các chuyӇn ÿӝngcông tác, nhѭ áp dөng các loҥi bàn dao chép hình ÿӇ gia công các bӅ mһt ÿӏnh hình phӭc tҥpcӫa chi tiӃt máy TriӋt ÿӇ sӱ dөng cѫ khí hoá ÿӇ mӣ rӝng khҧ năng công nghӋ cӫa máy

2- C ̫i ti͇n các máy th˱ͥng thành máy bán t͹ ÿ͡ng và tӵ ÿӝng khi cѫ khí hoá các

chuyӇn ÿӝng chҥy không và chuyӇn ÿӝng công tác cҫn tiӃp tөc phӕi hӧp các chuyӇn ÿӝng ҩytheo không gian và thӡi gian trong chu kǤ gia công ÿӇ biӃn thành máy bán tӵ ÿӝng và tӵÿӝng Phҧi chú ý giҧi quyӃt khâu cҩp phôi tӵ ÿӝng cho máy Khi cѫ khí hoá và tӵ ÿӝng hoá các máy có sҹn cҫn ѭu tiên cho nhӳng máy hiӋn ÿҥi hѫn, vì cѫ khí hoá và tӵ ÿӝng hoá nhӳng máy này sӁ thuұn tiӋn vӅ mһt kӻ thuұt, nhanh chóng và kinh tӃ hѫn Tuy vұy, trong nhiӅu trѭӡng hӧp cө thӇ các máy cNJ sau khi cҧi tiӃn vүn cho hiӋu quҧ kinh tӃ cao, có thӇghép chúng vào các ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng Lúc cҧi tiӃn cҫn chӑn các phѭѫng tiӋn tӵ ÿӝng thích hӧp cho mӛi loҥi máy

3- Thi ͇t k͇ và ch͇ t̩o các máy t͹ ÿ͡ng, bán tӵ ÿӝng, máy tә hӧp ÿӇ gia công hàng loҥt

các loҥi sҧn phҭm Ĉӗng thӡi xúc tiӃn nghiên cӭu thiӃt kӃ và chӃ tҥo loҥi máy tӵ ÿӝng ÿiӅukhiӇn theo chѭѫng trình ÿӇ sҧn xuҩt sҧn phҭm trong ÿiӅu kiӋn loҥi nhӓ hay ÿѫn chiӃc Phҧilѭu ý rҵng sҧn phҭm sҧn xuҩt loҥt nhӓ chiӃm mӝt tӹ sӕ rҩt lӟn trong ngành chӃ tҥo cѫ khí Sauÿó tiӃp tөc thiӃt kӃ và chӃ tҥo các ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng, tiӃn ÿӃn phân xѭӣng và nhà máy tӵ ÿӝng

Song song vӟi viӋc chӃ tҥo máy và ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng cҫn xúc tiӃn chӃ tҥo các phѭѫngtiӋn tӵ ÿӝng, nhѭ các loҥi dөng cө ÿo ÿҥc, kiӇm tra ÿiӅu khiӇn, truyӅn tin, tҥo ÿiӅu kiӋn ÿӇtiӃn lên ÿӍnh cao là tӵ ÿӝng hoá toàn phҫn các qui trình sҧn xuҩt

Trong giai ÿoҥn trѭӟc mҳt, vҩn ÿӅ nhұp thiӃt bӏ tӵ ÿӝng là khâu chӫ yӃu làm cѫ sӣ cho nӅn tӵ ÿӝng hoá tѭѫng lai, vì qua ÿó chúng ta tiӃp thu mӝt cách hiӋu quҧ và nhanh chóng hѫn nhiӅu kiӃn thӭc và kinh nghiӋm

Tҩt nhiên kӃt quҧ cѫ giӟi hoá và tӵ ÿӝng hoá phө thuӝc vào trình ÿӝ khoa hӑc kӻ thuұtcӫa cán bӝ và công nhân Vì thӃ ÿào tҥo cán bӝ có trình ÿӝ khoa hӑc kӻ thuұt cao, có ÿҫy ÿӫnhӳng kiӃn thӭc vӅ tӵ ÿӝng hoá, mà trѭӟc tiên là thiӃt kӃ các máy tӵ ÿӝng là vҩn ÿӅ trӣ nên quan trӑng nhҩt

ĈӇ có thӇ thiӃt kӃ và chӃ tҥo các máy và các hӋ thӕng tӵ ÿӝng, cҫn nhiӅu kiӃn thӭc sâu rӝng thuӝc các lƭnh vӵc khoa hӑc kӻ thuұt khác nhau, cҫn tích luӻ nhiӅu kinh nghiӋm trong sҧn xuҩt và sӱ dөng các phѭѫng tiӋn tӵ ÿӝng

1.2 Phân loҥi máy tӵ ÿӝng

Máy - ÿ͡ng c˯ biӃn ÿәi mӝt dҥng năng lѭӧng này thành dҥng năng lѭӧng khác Ví dө

ÿӝng cѫ ÿiӋn, máy phát ÿiӋn, ÿӝng cѫ ÿӕt trong

Máy tínhÿѭӧc sӱ dөng ÿӇ biӃn ÿәi (xӱ lý) thông tin Ví dө, máy tính ÿiӋn tӱ, máy tính tѭѫng tӵ (analog)

Máy công tác ÿѭӧc sӱ dөng ÿӇ chuyӇn ÿәi năng lѭӧng thành công cө thӇ nhҵm gia công mӝt sҧn phҭm nào ÿó Nhӡ máy công tác chúng ta thӵc hiӋn viӋc biӃn ÿәi hình dáng, tính chҩt, vӏ trí và trҥng thái cӫa ÿӕi tѭӧng lao ÿӝng Các máy công tác ÿӅu có các nhóm cѫcҩu; ÿӝng cѫ, cѫ cҩu truyӅn ÿӝng và cѫ cҩu chҩp hành Cѫ cҩu chҩp hành có mӝt vӏ trí ÿһcbiӋt quan trӑng, thành phҫn cӫa nó xác ÿӏnh khҧ năng công nghӋ mӭc ÿӝ vҥn năng và tên gӑi Trên các máy, quá trình gia công ÿѭӧc thӵc hiӋn không có sӵ tham gia cӫa con ngѭӡi

b) Chu trình công tác

TuyӋt ÿҥi ÿa sӕ máy công cө làm viӋc theo chu trình, nghƭa là lһp lҥi theo chu kì các tácÿӝng và chuyӇn ÿӝng riêng biӋt liên quan ÿӃn sҧn xuҩt các sҧn phҭm rӡi rҥc Quan sát hoҥt ÿӝng cӫa các máy công cө chúng ta thҩy các cѫ cҩu chҩp hành thӵc hiӋn nhӳng chuyӇnÿӝng công tác xen kӁ vӟi nhӳng chuyӇn ÿӝng chҥy không NӃu máy hoҥt ÿӝng bình thѭӡng(không xҧy ra hѭ hӓng) thì sau mӝt khoҧng thӡi gian nhҩt ÿӏnh máy sӁ thӵc hiӋn gia côngmӝt sҧn phҭm Khoҧng thӡi gian ÿó gӑi là chu trình công tác, kí hiӋu là T

T = tct + tck

Trongÿó:

tct - Thӡi gian thӵc hiӋn các hành trình công tác là thӡi gian cҳt gӑt kim loҥi

tck - Thӡi gian thӵc hiӋn các hành trình chҥy không, gӗm thӡi gian dөng cө tiӃn vào, lùi ra, ÿóng mӣ các cѫ cҩu cӫa máy

Hành trình công tác là các chuyӇn ÿӝng mà nhӡ nó thӵc hiӋn nhӳng tác ÿӝng công nghӋ trӵc tiӃp lên ÿӕi tѭӧng gia công (gia công cҳt gӑt, kiӇm tra, lҳp ráp)

Hành trình chҥy không là các chuyӇn ÿӝng phө nhҵm tҥo ra ÿiӅu kiӋn cҫn thiӃt ÿӇ thӵchiӋn hành trình công tác (cҩp phôi, kҽp chһt, tiӃn nhanh dөng cө )

ĈiӅu kiӋn cѫ bҧn và ÿӫ ÿӇ mӝt máy công tác tӵ thӵc hiӋn các hành trình công tác là sӵ

có mһt cӫa các cѫ cҩu công tác NӃu máy công tác ngoài viӋc tӵ thӵc hiӋn các hành trình chҥy không và ÿiӅu khiӇn trình tӵ các chuyӇn ÿӝng riêng biӋt thì nó sӁ trӣ thành máy tӵÿӝng

c) Máy t͹ ÿ͡ng

Máy tӵ ÿӝng là máy công tác tӵ ÿiӅu khiӇn trong ÿó khi thӵc hiӋn quá trình công nghӋthì tӵ thӵc hiӋn tҩt cҧ các hành trình công tác và hành trình chҥy không cӫa chu trình công tác và chӍ cҫn con ngѭӡi kiӇm tra và ÿiӅu chӍnh Nhѭ vұy dҩu hiӋu ÿһc trѭng vӅ kӃt cҩu cӫamáy tӵ ÿӝng là có ÿӫ bӝ cѫ cҩu công tác và cѫ cҩu chҥy không ÿӇ thӵc hiӋn toàn bӝ các chuyӇn ÿӝng cӫa chu trình công tác, ngoài ra còn có các cѫ cҩu (hӋ thӕng) ÿiӅu khiӇn nhҵmphӕi hӧp hoҥt ÿӝng cӫa chúng

Các cѫ cҩu thӵc hiӋn nhӳng thành phҫn riêng biӋt cӫa chu trình công tác ÿѭӧc gӑi là

cѫ cҩu mөc ÿích

d) Máy bán t͹ ÿ͡ng

NӃu trong tә hӧp các cѫ cҩu mөc ÿích cӫa máy tӵ ÿӝng thiӃu mҩt mӝt trong nhӳng cѫcҩu chính và thành phҫn này cӫa chu trình công tác ÿѭӧc thӵc hiӋn bҵng tay hoһc các phѭѫng tiӋn cѫ khí thì máy này gӑi là máy bán tӵ ÿӝng CNJng có thӇ nói rҵng máy bán tӵÿӝng là máy hoҥt ÿӝng vӟi chu trình tӵ ÿӝng, ÿӇ lһp lҥi chu trình ÿó cҫn phҧi có sӵ tham gia cӫa con ngѭӡi Con ngѭӡi thѭӡng tham gia vào hoҥt ÿӝng cӫa máy nhѭ cҩp phôi, tháo chi tiӃt, và ÿӏnh hѭӟng cNJng nhѭ kҽp chһt

8

e) Ĉ˱ͥng dây t͹ ÿ͡ng

Ĉѭӡng dây tӵ ÿӝng là hӋ thӕng máy hoҥt ÿӝng tӵ ÿӝng ÿѭӧc bӕ trí theo trình tӵ công nghӋ và liên kӃt vӟi nhau bҵng các phѭѫng tiӋn dùng chung nhѭ vұn chuyӇn, ÿiӅu khiӇn,tích trӳ phôi, thu dӑn phoi

f) X˱ͧng và nhà máy t͹ ÿ͡ng

Xѭӣng tӵ ÿӝng là xѭӣng mà trong ÿó các quá trình sҧn xuҩt cѫ bҧn ÿѭӧc thӵc hiӋntrên các ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng ViӋc xây dӵng và áp dөng vào thӵc tӃ các xѭӣng tӵ ÿӝng sӁ tҥo

ra tiӅn ÿӅ ÿӇ chuyӇn lên mӝt hình thӭc cao hѫn cӫa tӵ ÿӝng hoá - nhà máy tӵ ÿӝng vӟi viӋc

tӵ ÿӝng hoá toàn phҫn tҩt cҧ các quá trình sҧn xuҩt ÿӇ chӃ tҥo sҧn phҭm phӭc tҥp

1.2.2 Phân lo̩i máy và thi͇t b͓ công ngh͏

a) Máy v̩n năng ÿi͉u khi͋n b̹ng tay

VӅ mһt lӏch sӱ nhóm máy ÿҫu tiên theo mӭc tӵ ÿӝng hoá là nhóm máy vҥn năng ÿiӅukhiӇn bҵng tay Thuұt ngӳ máy công cө nҵm gӑi mӝt cách tәng quát các thiӃt bӏ công nghӋkhông chӍ các thiӃt bӏ cҳt gӑt mà còn các thiӃt bӏ khác nhѭ máy uӕn, máy in, máy dӋt ĈһcÿiӇm quan trӑng cӫa máy vҥn năng ÿiӅu khiӇn bҵng tay là các hành trình công tác do máy thӵc hiӋn còn các hành trình chҥy không và ÿiӅu khiӇn trình tӵ chu trình công tác do con ngѭӡi thӵc hiӋn nhӡ các nút ҩn, tay gҥt, cҫn bҭy, bánh quay Ѭu ÿiӇm lӟn nhҩt cӫa máy vҥn năng ÿiӅu khiӇn bҵng tay là ÿӝ vҥn năng và linh hoҥt cao, nghƭa là có khҧ năng nhanh chóngÿiӅu chӍnh ÿӇ gia công sҧn phҭm khác Nhѭӧc ÿiӇm cӫa máy vҥn năng là năng suҩtthҩp do trùng nguyên công ít vì nhӳng khҧ năng hҥn chӃ cӫa con ngѭӡi

b) Máy t͹ ÿ͡ng và bán t͹ ÿ͡ng v̩n năng

Ѭu ÿiӇm cѫ bҧn cӫa các máy này so vӟi các máy ÿiӇu khiӇn bҵng tay là năng suҩt cao, tҥo ra ÿiӅu kiӋn phөc vө nhiӅu máy Năng suҩt cao cӫa các máy nhóm này có ÿѭӧc nhѫ sӱdөng nguyên lí trùng các hành trình công tác, hành trình chҥy không Do ÿó thӡi gian chu trình không bҵng tәng thӡi gian thӵc hiӋn các hành trình công tác và chҥy không thí dө so vӟi máy tiӋn vҥn năng thì máy tiӋn tӵ ÿӝng nhiӅu trөc chính có năng suҩt cao hѫn ÿӃn 20 lҫn Vì vұy các máy tӵ ÿӝng vҥn năng ÿѭӧc sӱ dөng trong sҧn xuҩt hàng khӕi và loҥt lӟn

c) Nhóm máy chuyên dùng và chuyên môn hoá

Máy chuyên môn hoá là các máy công tác có thӇ ÿѭӧc ÿiӅu chӍnh ÿӇ gia công mӝtnhóm nhӓ chi tiӃt cùng loҥi Thí dө ÿiӇn hình: loҥi máy này là các máy gia công bánh răng(ÿѭӧc nghiên cӭu trong môn thiӃt kӃ máy cҳt kim loҥi) Các máy chuyên dùng là các máy ÿѭӧc thiӃt kӃ và tính toán ÿӇ chӃ tҥo mӝt sҧn phҭm cө thӇ

Thӡi gian thiӃt kӃ và chӃ tҥo các máy chuyên môn hoá và chuyên dùng rҩt dài, thұmchí khi ÿã thiӃt kӃ chӃ tҥo xong thì ÿӕi tѭӧng sҧn xuҩt ÿã thay ÿәi Ngoài ra máy chuyên dùng và chuyên môn hoá giá thành cao, ÿӝ cӭng vӳng không lӟn, tính linh hoҥt kém

d) Máy t͝ hͫp

Máy tә hӧp ÿѭӧc thiӃt kӃ trên cѫ sӣ các cөm thӕng nhҩt hoá kӃt hӧp vӟi mӝt sӕ thành phҫn có kӃt cҩu chuyên dùng Loҥi máy này thѭӡng ÿѭӧc sӱ dөng ÿӇ thӵc hiӋn các công viӋc nhѭ khoan doa, cҳt ren, phay mһt phҷng các rãnh và các vҩu lӗi Các cөm chӭc năng cѫbҧn cӫa máy tә hӧp gӗm: bàn quay, các ÿҫu lӵc, các hӝp trөc chính, giá bӋ, trө ÿӭng Chu trình làm viӋc cӫa các ÿҫu lӵc rҩt ÿѫn giҧn: tiӃn nhanh, chҥy chұm công tác, lùi nhanh, dӯngchӡ ӣ vӏ trí khӣi ÿiӇm Nhӳng máy tә hӧp giҧi quyӃt các vҩn ÿӅ tӵ ÿӝng hoá trѭӟc hӃt cho sҧn xuҩt hàng khӕi, bӣi vì chúng không ÿѭӧc ÿiӅu chӍnh ÿӇ gia công chi tiӃt khác

e) Máy ÿi͉u khi͋n theo ch˱˯ng trình s͙

Nhӳng loҥi máy này bát ÿҫu ÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi trong nhӳng năm 60 cӫa thӃ kӍtrѭӟc vӟi mөc tiêu chính là giҧi quyӃt vҩn ÿӅ tӵ ÿӝng hoá trong sҧn xuҩt loҥt nhӓ Khác vӟi9

các máy tӵ ÿӝng và bán tӵ ÿӝng kiӇu cNJ, các máy ÿiӅu khiӇn sӕ có chѭѫng trình ÿѭӧc mã hoá và ghi lҥi trên các băng ÿөc lӛ, bìa ÿөc lӛ, băng tӯ, ÿƭa tӯ HiӋn nay hӋ thӕng ÿiӅukhiӇn sӕ ÿѭӧc sӱ dөng chӫ yӃu trên các máy cҳt gӑt (tiӋn, phay, khoan, doa) Ngoài ra mӝt

sӕ máy ÿһc chӫng cNJng ÿѭӧc trang bӏ hӋ thӕng ÿiӅu khiӇn này là các máy gia công ÿiӋn vұt

lí và ÿiӋn hoá (tia lӱa ÿiӋn, chùm tia ÿiӋn tӱ, lazer) Chúng ta sӁ nghiên cӭu kƭ hѫn, ÿҫy ÿӫhѫn vӅ loҥi máy này cNJng nhѭ hӋ thӕng ÿiӅu khiӇn sӕ trong các chѭѫng sau

f) Ĉ˱ͥng dây t͹ ÿ͡ng

Ĉѭӡng dây tӵ ÿӝng ra ÿӡi nhѭ là mӝt sҧn phҭm tӵ ÿӝng hoá giai ÿoҥn 2, giai ÿoҥn tӵÿӝng hoá hӋ thӕng máy, trong ÿó phҧi giҧi quyӃt các nhiӋm vө thiӃt kӃ cѫ bҧn sau: vұnchuyӇn giӳa các máy, ÿӏnh hѭӟng chi tiӃt, tích trӳ phôi, và ÿiӅu khiӇn hӋ thӕng máy móc Nhӳng nhiӋm vө này không thӇ ÿѭӧc giҧi quyӃt trên cѫ sӣ các giҧi pháp kӃt cҩu ÿã ÿѭӧctích luӻ tӯ trѭӟc Ví dө tӵ ÿӝng hoá quá trình vұn chuyӇn chi tiӃt giӳa các máy cҫn phҧi hoҥtÿӝng trong mӝt không gian rӝng lӟn, không phө thuӝc vào hoҥt ÿӝng cӫa các thiӃt bӏ trên ÿѭӡng dây, cung cҩp phôi cho các máy theo chu kì (nhӏp sҧn xuҩt), có khҧ năng tích trӳphôi

ĈӇ ÿiӅu khiӇn ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng cNJng không thӇ sӱ dөng trөc phân phӕi vì quá dài(hàng chөc mét), quá phӭc tҥp vì nhiӅu chӭc năng, nhiӅu ÿӕi tѭӧng ÿiӅu khiӇn Do ÿó hӋthӕng ÿiӅu khiӇn ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng ÿѭӧc xây dӵng chӫ yӃu trên cѫ sӣ các linh kiӋn mҥchÿiӋn tӱ

TuǤ thuӝc vào chӫng loҥi máy ÿѭӧc sӱ dөng trên dây truyӅn tӵ ÿӝng mà ta có: dây truyӅn tӵ ÿӝng tӯ các máy tә hӧp, dây truyӅn tӵ ÿӝng tӯ các máy ÿiӇn hình (các máy tiӋn, phay, doa ), ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng tӯ các máy chuyên dùng (các máy rôto), ÿѭӡng dây tӵÿӝng tӯ các máy ÿiӅu khiӇn sӕ Ngoài ra ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng cNJng có thӇ phân loҥ theo mӕiliên hӋ giӳa các máy NӃu trên ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng không có ә trӳ phôi thì ÿѭӡng dây ÿó gӑi

làÿѭӡng dây liên kӃt cӭng ĈӇ nâng cao ÿӝ tin cұy cӫa ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng cNJng nhѭ ÿӝ an toàn, ngѭӡi ta ÿѭa vào trên ÿѭӡng dây mӝt hoһc mӝt sӕ ә trӳ phôi giӳa các máy nhҵm bҧoÿҧm các máy hoҥt ÿӝng liên tөc không phө thuӝc vào khҧ năng làm viӋc cӫa các máy ÿӭngtrѭӟc và sau nó Nhӳng ÿѭӡng dây này ÿѭӧc gӑi là ÿѭӡng dây liên kӃt mӅm

g) Phân x˱ͧng và nhà máy t͹ ÿ͡ng

Giai ÿoҥn 3 cӫa tӵ ÿӝng hoá là tӵ ÿӝng hoá toàn phҫn (tәng hӧp) các quá trình sҧnxuҩt liên quan ÿӃn các xѭӣng và nhà máy tӵ ÿӝng ĈӇ thӵc hiӋn tӵ ÿӝng hoá toàn phҫn cҫnphҧi giҧi quyӃt các nhiӋm vө: vұn chuyӇn giӳa các dây chuyӅn (ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng), và xѭӣng, tӵ ÿӝng hoá khâu bӕc dӥ sҧn phҭm, tӵ ÿӝng hoá ÿiӅu hành sҧn xuҩt

h) Các h͏ th͙ng s̫n xṷt linh ho̩t

Các hӋ thӕng sҧn xuҩt linh hoҥt là tә hӧp hoһc mӝt ÿѫn vӏ thiӃt bӏ công nghӋ ÿӝc lұp(riêng rӁ), có:

Các hӋ thӕng bҧo ÿҧm cho nó hoҥt ÿӝng trong chӃ ÿӝ tӵ ÿӝng;

Có khҧ năng ÿiӅu chӍnh tӵ ÿӝng khi sҧn xuҩt các sҧn phҭm chӫng loҥi tӵ do trong giӟihҥn yêu cҫu vӅ kích thѭӟc và ÿһc tính kƭ thuұt

VӅ cҩu trúc tә chӭc thì hӋ thӕng sҧn xuҩt linh hoҥt có thӇ chia ra các bұc sau:

 Môdun sҧn xuҩt linh hoҥt

 Dây truyӅn tӵ ÿӝng linh hoҥt và ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng hoá linh hoҥt

 Xѭӣng tӵ ÿӝng hoá linh hoҥt

 Nhà máy tӵ ÿӝng hoá linh hoҥt

Theo mӭc ÿӝ tӵ ÿӝng hoá thì các hӋ thӕng sҧn xuҩt linh hoҥt ÿѭӧc chia thành các mӭc:

10

 Tә hӧp sҧn xuҩt linh hoҥt

 Sҧn xuҩt tӵ ÿӝng hoá linh hoҥt

NӃu không yêu cҫu chӍ ra thӭ bұc cҩu trúc tә chӭc hoһc mӭc ÿӝ tӵ ÿӝng hoá thì thѭӡng ÿѭӧc sӱ dөng thuұt ngӳ tәng quát là hӋ thӕng sҧn xuҩt linh hoҥt

Môÿun sҧn xuҩt linh hoҥt bao gӗm mӝt ÿѫn vӏ thiӃt bӏ công nghӋ, ÿѭӧc trang bӏ mӝt hӋthӕng ÿiӅu khiӇn chѭѫng trình sӕ và các phѭѫng tiӋn tӵ ÿӝng hoá quá trình công nghӋ, hoҥtÿӝng ÿӝc lұp, tӵ thӵc hiӋn chu trình gia công nhiӅu lҫn và có khҧ năng nӕi ghép vӟi hӋthӕng ӣ bұc cao hѫn Trѭӡng hӧp ÿѫn lҿ cӫa môÿun sҧn xuҩt linh hoҥt là tә hӧp công nghӋrôbôt hoá có khҧ năng lҳp ghép vӟi hӋ thӕng ӣ mӭc cao hѫn Trѭӡng hӧp tәng quát môdun sҧn xuҩt linh hoҥt gӗm bӝ tích trӳ phôi, ÿӗ gá vӋ tinh (palet), thiӃt bӏ cҩp và tháo phôi (kӇ cҧrôbôt công nghiӋp), thiӃt bӏ thay ÿәi trang bӏ công nghӋ, thiӃt bӏ thu dӑn phoi, kiӇm tra tӵÿӝng (kiӇm tra dӵ phòng, ÿiӅu chӍnh )

Dây chuyӅn tӵ ÿӝng hoá linh hoҥt bao gӗm mӝt sӕ môdun sҧn xuҩt linh hoҥt liên kӃtvӟi nhau bҵng mӝt hӋ thӕng ÿiӅu khiӇn tӵ ÿӝng hoá, trong ÿó các thiӃt bӏ công nghӋ ÿѭӧc

bӕ trí theo trình tӵ nguyên công công nghӋ ÿã ÿѭӧc xác ÿӏnh trѭӟc

1.3 Năng suҩt và ÿӝ tin cұy cӫa MTĈ

1.3.1 Năng sṷt lao ÿ͡ng và ph˱˯ng h˱ͣng tăng năng sṷt lao ÿ͡ng.

Năng suҩt lao ÿӝng là sӕ sҧn phҭm làm ra do mӝt ngѭӡi công nhân trong mӝt ÿѫn vӏthӡi gian

Giá trӏ sҧn phҭm tính bҵng sӕ lѭӧng lao ÿӝng xã hӝi ÿã bӓ ra ÿӇ sҧn xuҩt sҧn phҭm ҩy.Lao ÿӝng xã hӝi chia làm hai loҥi:

Lao ÿӝng hiӋn tҥi hay lao ÿӝng sӕng là lao ÿӝng mà công nhân trӵc tiӃp tham gia sҧnxuҩt sҧn phҭm

Lao ÿӝng quá khӭ hay lao ÿӝng chӃt: là lao ÿӝng cӫa công nhân trѭӟc khi dùng vào viӋc chӃ tҥo các phѭѫng tiӋn sҧn xuҩt Lao ÿӝng quá khӭ thӇ hiӋn dѭӟi hình thӭc thiӃt bӏ.Tăng năng suҩt lao ÿӝng tӭc là giҧm tәng sӕ lao ÿӝng trong mӝt sҧn phҭm xuӕng, tăng

sӕ sҧn phҭm mӛi công nhân làm ra trong mӝt ÿѫn vӏ thӡi gian Khi xác ÿӏnh năng suҩt lao ÿӝng phҧi tính ÿӃn lao ÿӝng hiӋn tҥi và lao ÿӝng quá khӭ Trong thӵc tӃ có nhiӅu phѭѫngpháp tăng năng suҩt lao ÿӝng

a) Thành ph̯n lao ÿ͡ng hi͏n t̩i không ÿ͝i, thành ph̯n lao ÿ͡ng quá khͱ gi̫m

Theo phѭѫng pháp này sӕ lao ÿӝng bӓ ra vүn nhѭ cNJ nhѭng thiӃt bӏ ÿӇ sҧn xuҩt rҿ hѫn

vì sӕ lao ÿӝng ÿӇ sҧn xuҩt ra các thiӃt bӏ ҩy tӭc là lao ÿӝng quá khӭ ít hѫn trѭӟc (năng suҩtlao ÿӝng ÿã tăng trong quá trình tҥo thiӃt bӏ), phѭѫng pháp này ÿòi cҧi tiӃn không ngӯngquy trình chӃ tҥo các phѭong tiӋn sҧn xuҩt, áp dөng triӋt ÿӇ tiêu chuҭn hoá, thӕng nhҩt hoá các chi tiӃt, các cѫ cҩu máy, cҧi tiӃn phѭѫng pháp thiӃt kӃ và chӃ tҥo cho nhanh và rҿ Các biӋn pháp nói trên tҥo ÿiӅu kiӋn giҧm giá thành thiӃt bӏ

Nhѭng phѭѫng pháp này hҥn chӃ mӭc tăng năng suҩt lao ÿӝng vì không thӇ giҧm giá thành thiӃt bӏ mãi ÿѭӧc Thѭӡng giá thành thiӃt bӏ tăng lên khi nâng cao năng suҩt cӫa nó

Vì thӃ phѭѫng pháp này không phҧi là phѭѫng pháp cѫ bҧn ÿӇ nâng cao năng suҩt

b) Thành ph̯n lao ÿ͡ng hi͏n t̩i và quá khͱ ÿ͉u gi̫m

Ĉây là phѭѫng pháp tiên tiӃn nhҩt, kinh tӃ nhҩt nhѭng khó thӵc hiӋn vì khó chӃ tҥo các thiӃt bӏ ÿѫn giҧn hѫn, rҿ hѫn lҥi chi năng suҩt cao hѫn

Ví dө: ÿúc ӕng theo phѭѫng pháp liên tөc thì năng suҩt cao hѫn, nhѭng thiӃt bӏ phөc

vө cho nó có khҧ năng ÿѫn giҧn hѫn ÿúc ӕng ly tâm Ӣ các nѭӟc tѭ bҧn có xu hѭӟng tұndөng nhӳng thiӃt bӏ cNJ, ÿѫn giҧn phӕi hӧp vӟi biӋn pháp tăng cѭӡng ÿӝ lao ÿӝng cӫa công 11

nhânÿӇ nâng cao năng suҩt, bóc lӝt ÿѭӧc nhiӅu hѫn là sӱ dөng máy móc mӟi Tҩt nhiên xu hѭӟng này kìm hãm sӵ tiӃn bӝ vӅ mһt kӻ thuұt và không có thӡi gian tұp dӧt cho cán bӝ kӻthuұt sau khi rӡi ghӃ nhà trѭӡng

Tuy phѭѫng pháp này là tiên tiӃn nhҩt nhѭng trong thӵc tӃ khó thӵc hiӋn nên không thӇ là biӋn pháp cѫ bҧn ÿӇ tăng năng suҩt

c) Thành ph̯n lao ÿ͡ng hi͏n t̩i gi̫m, thành ph̯n lao ÿ͡ng quá khͱ không thay ÿ͝i

Phѭѫng pháp này thӇ hiӋn ӣ các nhà máy mà trình ÿӝ tә chӭc sҧn xuҩt còn quá thҩp, chѭa ÿáp ӭng vӟi khҧ năng thiӃt bӏ Ví dө: ThiӃt bӏ trong mӝt nhà máy không thay ÿәinhѭng nӃu bӕ trí chúng theo dây chyuӅn ÿӇ sҧn xuҩt hàng loҥt sҧn phҭm thì năng suҩt ÿѭӧcnâng cao

Ĉӕi vӟi nhӳng nhà máy trình ÿӝ tә chӭc sҧn xuҩt khá cao thì phѭѫng pháp này không phát huy tác dөng mҩy nên không thӇ là phѭѫng pháp cѫ bҧn ÿӇ tăng năng suҩt

Vұy phѭѫng pháp nào là cѫ bҧn ÿӇ tăng năng suҩt? Theo Mác "Tăng năng sṷt lao

ÿ͡ng nghƭa là gi̫m thành ph̯n lao ÿ͡ng quá khͱ nh˱ng t͝ng s͙ lao ÿ͡ng trong s̫n pẖm gi̫m xu͙ng tͱc là gi̫m s͙ l˱ͫng lao ÿ͡ng hi͏n t̩i nhi͉u h˯n tăng s͙ l˱ͫng lao ÿ͡ng quá khͱ" Ĉó là phѭѫng hѭӟng chung, phѭѫng pháp căn bҧn ÿӇ tăng năng suҩt lao ÿӝng.

Cѫ khí hóa và tӵ ÿӝng hoá các quá trình sҧn suҩt là cách tӕt nhҩt ÿӇ giҧi quyӃt vҩn ÿӅnăng suҩt

Tҩt nhiên ÿӇ có thӇ cѫ khí hoá và tӵ ÿӝng hoá thì phҧi ÿҫu tѭ nhiӅu vӕn, nhiӅu phѭѫngtiӋn , chi phí sӁ tăng, nghƭa là thành phҫn lao ÿӝng quá khӭ tăng Mһt khác, khi qui trình công nghӋ ÿã tӕt, thành phҫn lao ÿӝng hiӋn tҥi giҧm ÿӃn mӭc tӕi ÿa mӟi có thӇ tăng không ngӯng năng suҩt lao ÿӝng

Nhѭng phҧi tӵ ÿӝng hoá nhѭ thӃ nào ÿӇ giҧm không ngӯng thành phҫn lao ÿӝng hiӋntҥi

NӃu tӵ ÿӝng hoá chӍ ÿѫn thuҫn nhҵm tăng sӕ máy mà mӛi công nhân có thӇ phөc vөthìÿӃn mӝt lúc nào ÿó mӭc giҧm thành phҫn lao ÿӝng hiӋn tҥi sӁ bӏ hҥn chӃ và không thӇ bù lҥi mӭc tăng thành phҫn lao ÿӝng quá khӭ Ví dө sau làm sáng tӓ ÿiӅu ÿó:

Giҧ sӱ lúc chѭa tӵ ÿӝng hoá, mӝt công nhân ÿӭng mӝt máy sau ÿó năng suҩt cao dҫnmӭc tӵ ÿӝng hoá và mӛi công nhân lҫn lѭӧt có thӇ ÿӭng 2, 10, 20, 50 và cuӕi cùng 100 máy Mӭc giҧm lao ÿӝng hiӋn tҥi tѭѫng ӭng sӁ là 50, 90, 95, 98,9% Nhѭ vұy, khi mӝt công nhân ÿӭng hai máy sӁ giҧm lao ÿӝng hiӋn tҥi ÿѭӧc 50% so vӟi lҫn ÿҫu, nhѭng khi mӝt công nhân ÿӭng mѭӡi máy mӭc giҧm so vӟi lҫn trѭӟc chӍ còn 40% TiӃp theo nӳa mӭc giҧm chӍ còn 5%, 3%, và 1% (xem bҧng 1.1) nghƭa là trình ÿӝ tӵ ÿӝng hoá càng tăng thì mӭc ÿӝ tiӃt kiӋmlaoÿӝng hiӋn tҥi so vӟi lҫn trѭӟc càng giҧm trong lúc ÿó nhӳng phí tәn (lao ÿӝng quá khӭ)

ÿӇ nâng cao trình ÿӝ tӵ ÿӝng hoá so vӟi lҫn trѭӟc lҥi tăng rҩt nhanh, vì khi nâng trình ÿӝ tӵÿӝng hoá càng cao thì nhӳng khó khăn vӅ kӻ thuұt càng lӟn, thiӃt bӏ càng phӭc tҥp, tәn thҩt

vӅ năng suҩt càng nһng, vӕn ÿҫu tѭ càng nhiӅu

Mӭc giҧm lao ÿӝnghiӋn tҥi % so vӟi lҫn

ÿҫu

Mӭc giҧm lao ÿӝnghiӋn tҥi % so vӟi lҫn

Ĉѭӡng cong trên hình 1.1 chӍ rõ: khi tăng sӕ máy z mà mӛi công nhân có thӇ ÿӭng, mӭc giҧm lao ÿӝng hiӋn tҥi giҧm dҫn và cuӕi cùng tiӃn ÿӃn giӟi hҥn cӫa nó

Tuy nhiên, tăng năng suҩt bҵng cách tăng sӕ máy mӛi công nhân phөc vө vүn là phѭѫng pháp phә biӃn nhҩt vì có thӇ tӵ ÿӝng hoá ÿӇ cҧi tiӃn sӱ dөng tӕt hѫn nhӳng máy móc sҹn có

Hình 1.1

ĈӇ tăng không ngӯng năng suҩt lao ÿӝng, tӵ ÿӝng hoá không chӍ nhҵm tăng sӕ máy mӛi công nhân có thӇ phөc vө mà phҧi nhҵm tăng năng suҩt cӫa qui trình công nghӋ và cӫathiӃt bӏ, cҫn tìm nhӳng qui trình công nghӋ mӟi và máy móc máy mӟi có năng suҩt cao

Hình 1.2

Ĉѭӡng cong 1 (hình 1.2) biӇu thӏ mӭc tăng năng suҩt lao ÿӝng khi tăng sӕ máy Z mӛicông nhân có thӇ phөc vө Ĉѭӡng cong 1' chӍ mӭc tăng năng suҩt lao ÿӝng trong trѭӡng hӧptrên nhѭng có thӇ kӇ ÿӃn các phí tәn ÿӇ nâng cao trình ÿӝ tӵ ÿӝng hoá Ĉѭӡng 1' cho thҩyrҵng khi tăng Z ÿӃn mӭc nào ÿó thì năng suҩt lao ÿӝng bӏ giҧm (trên hình 1.2 thì Z > 6)

13

Ĉѭӡng cong 2 chӍ mӭc tăng năng suҩt lao ÿӝng cao hҷn, nӃu ngoài viӋc tăng sӕ máy Z

mà mӛi công nhân có thӇ phөc vө còn tăng năng suҩt mӛi máy nói trên Ĉѭӡng cong 2' có ý nghƭa giӕng nhѭ 1' nhѭng năng suҩt cao hѫn

Tӯ ÿó rút ra kӃt luұn: yӃu tӕ quyӃt ÿӏnh bұc nhҩt ÿӇ tăng năng suҩt lao ÿӝng là tăngnăng suҩt cӫa các phѭѫng tiӋn sҧn xuҩt, cө thӇ là phҧi chӃ tҥo các phѭѫng tiӋn sҧn xuҩt mà mӭc tăng năng suҩt cӫa nó vѭӧt hҷn mӑi phí tәn lao ÿӝng khác

Các ÿѭӡng cong cӫa hình 1.2 còn ÿѭa lҥi mӝt hӋ quҧ thӵc tӃ là nên áp dөng tӵ ÿӝnghoá trѭӟc tiên vào nhӳng thiӃt bӏ, nhӳng qui trình công nghӋ có năng suҩt cao hѫn, tiên tiӃnhѫn

1.3.2 M͡t s͙ v̭n ÿ͉ v͉ lý thuy͇t năng sṷt máy t͹ ÿ͡ng

Mӝt trong nhӳng vҩn ÿӅ quan trӑng cӫa lý thuyӃt năng suҩt máy và lao ÿӝng có thӇÿѭӧc phát biӇu nhѭ sau: yӃu tӕ cѫ bҧn ÿӇ nâng cao năng suҩt lao ÿӝng trong bҩt kǤ lƭnh vӵcsҧn xuҩt nào là sӵ gia tăng năng suҩt cӫa máy, sӕ lѭӧng và chҩt lѭӧng cӫa sҧn phҭm Vì vұynhiӋm vө cӫa lý thuyӃt năng suҩt máy và lao ÿӝng là phân tích tҩt cҧ các yӃu tӕ ҧnh hѭӣngÿӃn năng suҩt máy, tìm ra nhӳng phѭѫng hѭӟng nâng cao năng suҩt máy và lao ÿӝng khi thiӃt kӃ máy mӟi, phѭѫng tiӋn kƭ thuұt mӟi Khi nghiên cӭu lý thuyӃt năng suҩt máy cҫnphҧi tuân thӫ nhӳng tiӅn ÿӅ sau ÿây:

 ĈӇ thӵc hiӋn bҩt cӭ công viӋc nào cҫn ÿòi hӓi nhӳng chi phí thӡi gian và lao ÿӝng

 Thӡi gian tҥo ra năng suҩt chӍ ÿѭӧc coi là thӡi gian ÿã chi phí cho các quá trình gia công cѫ bҧn (tҥo hình, kiӇm tra, lҳp ráp ) Nhӳng thӡi gian còn lҥi kӇ cҧ nhӳngthӡi gian phө cӫa chu trình công tác và dӯng máy ngoài chu kǤ là nhӳng chi phí thӡi gian không tҥo ra năng suҩt và ÿѭӧc gӑi chung là các tәn thҩt

 Máy ÿѭӧc gӑi là lý tѭӣng nӃu có năng suҩt cao, chҩt lѭӧng sҧn phҭm tӕt và không

có tәn thҩt thӡi gian (các máy hoҥt ÿӝng liên tөc, ÿӝ bӅn lâu vô cùng, ÿӝ tin cây tuyӋt ÿӕi)

 ĈӇ sҧn xuҩt mӝt sҧn phҭm bҩt kǤ ÿӅu cҫn các chi phí lao ÿӝng quá khӭ (lao ÿӝngvұt thӇ hay lao ÿӝng chӃt) ÿӇ tҥo ra các phѭѫng tiӋn sҧn xuҩt và duy trì khҧ năng làm viӋc cӫa chúng, và lao ÿӝng sӕng phөc vө trӵc tiӃp các thiӃt bӏ công nghӋ

 Quy luұt phát triӇn kƭ thuұt là tӍ trӑng cӫa lao ÿӝng quá khӭ liên tөc tăng, còn lao ÿӝng sӕng thì giҧm trong toàn bӝ chi phí lao ÿӝng cho mӝt sҧn phҭm ngày càng giҧm

Khi thiӃt kӃ quá trình công nghӋ cҫn phҧi phân chia quá trình sҧn xuҩt ra các thành phҫn riêng biӋt

ĈӇ ÿánh giá mӭc ÿӝ tiên tiӃn hiӋn ÿҥi cӫa kƭ thuұt mӟi cҫn phҧi tính ÿӃn yӃu tӕ thӡigian tӭc là nhӏp ÿӝ tăng năng suҩt lao ÿӝng

Máy tӵ ÿӝng và ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng vӟi các chӭc năng công nghӋ khác nhau nhѭngÿӅu dӵa trên cѫ sӣ thӕng nhҩt là tӵ ÿӝng hoá ÿѭӧc thӇ hiӋn trong tính chung tәng quát cӫacác cѫ cҩu mөc ÿích và hӋ thӕng ÿiӅu khiӇn, trong các quy luұt chung vӅ năng suҩt, ÿӝ tin cây, hiӋu quҧ kinh tӃ, trong các phѭѫng pháp thӕng nhҩt vӅ tә hӧp, xác ÿӏnh chӃ ÿӝ gia công

1.3.3 Năng sṷt máy t͹ ÿ͡ng

Thӡi gian gia công mӝt sҧn phҭm bҵng thӡi gian chu trình gia công tính theo công thӭc:

T = tct + tck (phút)

Năng suҩt Q cӫa máy tӵ ÿӝng là sӕ sҧn phҭm máy làm ra trong mӝt ÿѫn vӏ thӡi gian và biӇu diӉn bҵng sӕ nghӏch ÿҧo cӫa thӡi gian mӝt chu kǤ gia công:

14

ck

ct t t T

Q



1 1

NӃu tck = 0 thì năng suҩt bҵng:

K t

Q

ct

1

K là năng suҩt công nghӋ cӫa máy, nó tѭӧng trѭng cho năng suҩt cӫa mӝt chiӃc máy

"lý tѭӣng" tӵ ÿӝng cҳt gӑt liên tөc không có hành trình chҥy không

K t

t

Q

ck ck

1

8 , 0 5 , 2 1

1

K

Tӭc là thӡi gian có ích cӫa máy chӍ chiӃm 33% cӫa chu kǤ gia công

Theo công thӭc (1.3) thì năng suҩt Q cӫa máy phө thuӝc vào năng suҩt công nghӋ K

và hӋ sӕ năng suҩt K Muӕn tăng Q không ngӯng thì phҧi ÿӗng thӡi tăng K và K tӭc là ÿӗngthӡi giҧm tct và tck NӃu chӍ giҧm mӝt thành phҫn nào ÿó còn mӝt thành phҫn kia vүn giӳnhѭ cNJ thì năng suҩt sӁ tiӃn ÿӃn mӝt giӟi hҥn nhҩt ÿӏnh Có hai trѭӡng hӧp năng suҩt tiӃnÿӃn giӟi hҥn

Qmax=

f o

Klim

ck

ck t t K

1 (ct/ph) Ĉѭӡng 1 (hình 1.3) chӍ rҵng Q = K (năng suҩt lý tѭӣng), nӃu tct = 0 Nhѭng vì tck z0nên có ÿѭӡng cong năng suҩt thӵc tӃ 2 và trong trѭӡng hӧp này dù có tăng K ÿӃn ÿâu ÿi nӳanăng suҩt Q vүn tiӃn ÿӃn giӟi hҥn

ck

t

1

chӭ không tăng theo tӹ lӋ vӟi K Có hiӋn tѭӧng nhѭ

vұy là vì khi trӏ sӕ K tăng thì trӏ sӕ cӫa

ck

t

K.1

Hình 1.4

Các ÿѭӡng cong trên hình 1.4 cho ta thҩy quan hӋ giӳa trӏ sӕ K và K ĈӇ rõ ÿiӅu ҩy ta xem ví dө sau: gia công chi tiӃt hình trө có chiӅu dài L=100mm, lѭӧng chҥy dao s = 0,1 (mm/vòng) Thӡi gian chҥy không tck=1 phút (ÿѭa dөng cө vào, ÿo, kiӇm tra): sӕ vòng quay cӫa trөc chính ntc=1000 (vòng/ph) Nhѭ vұy sӕ vòng quay cҫn thiӃt ÿӇ gia công phôi:

10001

ct n

n t

HӋ sӕ năng suҩt:

5,01.11

1

Năng suҩt cӫa máy Q = K.K = 1.0,5 = 0,5 (ct/ph)

Bây giӡ giҧ sӱ nhӡ nhӳng phѭѫng tiӋn ÿһc biӋt có thӇ nâng K = 50 (ct/ph), thì lúc ÿó

hӋ sӕ năng suҩt 0 , 02

1 50 1

Vұy lӏch sӱ phát triӇn cӫa máy tӵ ÿӝng có thӇ so lѭӧt biӇu diӉn bҵng ÿӗ thӏ trên hình1.5 Sau khi chӃ tҥo loҥi máy ÿҫu tiên ngѭӡi ta cӕ vұn dөng khҧ năng cӫa chúng bҵng cách tăng cѭӡng ÿӝ công tác tӭc tăng K Nhѭng ÿӃn mӝt lúc năng suҩt hҫu nhѭ không tăng mһc

dù tăng K ĈӇ nâng cao năng suҩt hѫn nӳa, cҫn có loҥi máy mӟi hoһc vӟi thӡi gian chҥykhông bé hѫn hoһc qui trình công nghӋ mӟi tӕt hѫn Cӭ thӃ các máy mӟi lҫn lѭӧt xuҩt hiӋn, cácÿѭӡng năng suҩt cao dҫn

Năng suҩt tăng ÿӅu trên mӛi ÿѭӡng cong là do tăng K hay giҧm tck

Cho nên nӝi dung chӫ yӃu cӫa tӵ ÿӝng hoá là giҧm thӡi gian chҥy không, nó có tác dөng tăng nhanh năng suҩt

16

Hình 1.5

Ӣ trên, năng suҩt cӫa máy tính cho tӯng chu kǤ (gia công mӝt chi tiӃt) sӁ cao hѫn nӃutính cho mӝt thӡi gian dài, vì trong mӛi chu kǤ chӍ có mӝt loҥi tәn thҩt là thӡi gian chҥymáy không, còn trong thӡi gian dài, máy thѭӡng phҧi ngӯng làm viӋc do nhiӅu tәn thҩt khác ngoài chu kǤ Ví dө: thay ÿәi hay ÿiӅu chӍnh lҥi mӝt sӕ dөng cө ÿã bӏ mòn, sӱa chӳa hay ÿiӅu chӍnh lҥi các cѫ cҩu máy, ÿѭa phôi mӟi vào máy, kiӇm tra sҧn phҭm, ÿiӅu chӍnh máy… Cѭӡng ÿӝ công tác cӫa máy càng tăng thì tәn thҩt ngaòi chu kǤ càng lӟn

Doÿó năng suҩt cӫa máy tính theo công thӭc tәng quát nhѭ sau:

t t

Q

1 1

ttt =t +

tt1 ttt 2+ ttt 3 + … là thӡi gian tәn thҩt ngoài chu kǤ cho mӝt sҧn phҭm

là tәng sӕ thӡi gian trong và ngoài chu kǤ

¦t p t ck t tt

Ngѭӡi ta phân tәn thҩt thӡi gian ra làm 6 loҥi (hình 1.6):

Tәn thҩt loҥi I: Do các hành trình chҥy không (tәn thҩt trong chu kǤ)

Tәn thҩt loҥi II: Liên quan ÿӃn viӋc thay và ÿiӅu chӍnh dөng cө cҳt (tәn thҩt dөng cө).Tәn thҩt loҥi III: Liên quan ÿӃn viӋc tháo, sӱa và lҳp các cѫ cҩu (tәn thҩt thiӃt bӏ).Tәn thҩt loҥi IV: Tәn thҩt do thiӃu phôi

Tәn thҩt loҥi V: Tәn thҩt do phӃ phҭm, do ÿiӅu chӍnh sai hoһc do vұt liӋu gia công khôngÿҥt, chҩt lѭӧng phôi xҩu

Tәn thҩt loҥi VI: Liên quan ÿӃn viӋc thay ÿәi ÿӕi tѭӧng gia công, ÿiӅu chӍnh lҥi máy, thayÿӗ gá

Hình 1.6 BiӇu ÿӗ cân bҵng năng suҩt máy tӵ ÿӝng.

17

Trên hình 1.6 là biӇu ÿӗ cân bҵng năng suҩt 'QI, 'QII, 'QIII, 'QVI là các tәn thҩtnăng suҩt tѭѫng ӭng do: Hành trình chҥy không (tәn thҩt trong chu trình); thay thӃ và ÿiӅuchӍnh dөng cө; ÿӝ bӅn lâu, ÿӝ tin cұy cӫa các hӋ thӕng tӵ ÿӝng; cҩp phôi, tә chӭc, quҧn lý sҧn xuҩt; PhӃ phҭm và vҩn ÿӅ quҧn lý chҩt lѭӧng sҧn phҭm; Ĉӝ linh hoҥt cӫa thiӃt bӏ công nghӋ Nhìn vào biӇu ÿӗ, ta có thӇ nhұn thҩy ÿѭӧc mӭc ÿӝ tәn thҩt do các nguyên nhân, mӭc

ÿӝ ҧnh hѭӣng cӫa chúng ÿӃn năng suҩt máy và tìm ra biӋn pháp khҳc phөc nhҵm giҧm các tәn thҩt ÿó

ĈӇ tăng năng suҩt máy, phҧi giҧi quyӃt 6 vҩn ÿӅ tӵ ÿӝng hoá ӭng vӟi 6 dҥng tәn thҩttrên

Giҧm tәn thҩt loҥi 'QI: Tӵ ÿӝng hoá hành trình chҥy không, làm trùng vӟi hành trình công tác, sӱ dөng cѫ cҩu chҥy không nhanh

Giҧm tәn thҩt loҥi 'QII: Tӵ ÿӝng hoá thay ÿәi và ÿiӅu chӍnh dөng cө cҳt, sӱ dөng dөng

cө cҳt có tuәi bӅn cao, ÿiӅu chӍnh dөng cө ngoài máy, nâng cao chҩt lѭӧng mài dөng cө cҳt,gia công vӟi chӃ ÿӝ cҳt hӧp lý

Giҧm tәn thҩt loҥi 'QIII: Nâng cao ÿӝ tin cұy cӫa các cѫ cҩu máy, tháo lҳp nhanh các

cѫ cҩu máy, thay các cѫ cҩu máy hѭ hӓnh bҵng các cѫ cҩu có sҹn hoһc ÿã sӱa chӳa sҹn ÿӇgiҧm thӡi gian chӡ ÿӧi

Giҧm tәn thҩt loҥi 'QIV: Tӵ ÿӝng hoá viӋc quҧn lý sҧn xuҩt, tә chӭc sҧn xuҩt năngÿӝng, cung cҩp phôi kӏp thӡi cho máy, tӵ ÿӝng hoá viӋc cҩp phôi và vұn chuyӇn phôi cho máy

Giҧm tәn thҩt loҥi 'QV: Tӵ ÿӝng hoá viӋc kiӇm tra ÿӇ ngăn ngӯa phӃ phҭm trong quá trình sҧn xuҩt

Giҧm tәn thҩt loҥi 'QVI: Tӵ ÿӝng hoá viӋc ÿiӅu chӍnh máy và trang bӏ công nghӋ ÿã gia công các chi tiӃt khác giҧm thӡi gian chuҭn bӏ và kӃt thúc viӋc gia công mӛi loҥi hoһc loҥisҧn phҭm

Trѭӟc khi hình thành máy tӵ ÿӝng và các hӋ thӕng máy tӵ ÿӝng phӭc hӧp, tiên tiӃn,phҧi nghiên cӭu kӻ lѭӥng tҩt cҧ nhӳng phҫn tӱ hình thành hӋ thӕng Thí dө, trѭӟc khi thiӃt

kӃ mӝt xѭӣng tӵ ÿӝng ÿӇ sҧn xuҩt ә bi phҧi chӃ tҥo ra các máy tӵ ÿӝng, các hӋ thӕng vұnchuyӇn, ÿiӅu khiӇn, kiӇm tra, ÿiӅu chӍnh máy

1.3.4 Ĉ͡ tin c̵y cͯa máy t͹ ÿ͡ng

Tҩt cҧ nhӳng khҧ năng nâng cao năng suҩt lao ÿӝng và năng suҩt máy có thӇ thӵc hiӋnÿѭӧc chӍ khi các cѫ cҩu cӫa máy có ÿӝ bӅn lâu và ÿӝ tin cұy cao

Ĉӝ tin cұy là tính chҩt cӫa hӋ thӕng thӵc hiӋn các chӭc năng ÿѭӧc xác ÿӏnh, duy trì theo thӡi gian các thông sӕ kӻ thuұt khai thác ÿã xác lұp trong giӟi hҥn ÿã cho tѭѫng ӭngvӟi chӃ ÿӝ và ÿiӅu kiӋn sӱ dөng, phөc vө kƭ thuұt, sӱa chӳa, bҧo quҧn và vұn chuyӇn Tính chҩt này bҧo ÿҧm cho hӋ thӕng làm viӋc bình thѭӡng, thӵc hiӋn các chӭc năng ÿã ÿӅ ra Ĉӕivӟi các máy công tác, các chӭc năng ÿӅ ra có thӇ là gia công cѫ, kiӇm tra, lҳp ráp, nghƭa là cho ra các sҧn phҭm vӟi chҩt lѭӧng và sӕ lѭӧng mong muӕn cҫn thiӃt Nhѭ vұy ÿӝ tin cұycӫa các máy tӵ ÿӝng là khҧ năng làm viӋc không ngӯng và sҧn suҩt ra các sҧn phҭm ÿúngchҩt lѭӧng Vӟi ÿӝ tin cұy tuyӋt ÿӕi tҩt cҧ các cѫ cҩu máy, dөng cө… sӁ làm viӋc liên tөclâu dài Tuy nhiên trong thӵc tӃ nhӳng cѫ cҩu máy không thӇ có ÿӝ tin cұy tuyӋt ÿӕi, thӍnhthoҧng cѫ cҩu này hoһc cѫ cҩu kia bӏ hѭ hӓng ÿòi hӓi phҧi có sӵ can thiӋp cӫa ngѭӡi thӧ.Mӑi cѫ cҩu máy, và cҧ toàn bӝ máy ÿӅu có thӇ ӣ mӝt trong hai trҥng thái hӓng hóc và không hӓng hóc Hӓng hóc bao gӗm hai loҥi:

Hӓng hóc phҫn tӱ, xҧy ra khi có mӝt phҫn tӱ cӫa cѫ cҩu không làm viӋc, chu trình công tác không hoàn thành, sҧn phҭm không ÿѭӧc chӃ tҥo

18

Hӓng hóc cӫa cҩc cѫ cҩu do mӝt sӕ yӃu tӕ tác ÿӝng Có thӇ phân chia các yӃu tӕ thành hai nhóm:

Nhóm ng̳u nhiên Ĉây là nhóm các yӃu tӕ tác ÿӝng ngүu nhiên, có thӇ xuҩt hiӋn trong

bҩt cӭ khoҧng thӡi gian nào cӫa quá trình sӱ dөng máy bҳt ÿҫu tӯ thӡi ÿiӇm ÿѭa máy vào khai thác

Nhóm liên tͭc Các yӃu tӕ này tác ÿӝng tӯ tӯ, liên tөc Thӡi gian sӱ dөng khai thác

càng dài thì chúng xuҩt hiӋn càng nhiӅu

Các yӃu tӕ gây ra hӓng hóc ngүu nhiên gӗm: a) Ĉӝ không әn ÿӏnh cӫa vұt liӋu ÿҫuvào, ÿӝ không әn ÿӏnh cӫa kích thѭӟc và hình dáng hình hӑc, ÿӝ cӭng, tính chҩt cѫ lí cӫavұt liӋu ÿҫu vào; b) Sai sӕ chӃ tҥo lҳp ráp các phҫn tӱ kӃt cҩu, ÿӝ không әn ÿӏnh cӫa vұn tӕc

và chiӅu dài dӏch chuyӇn cӫa cѫ cҩu chҩp hành; c) Dao ÿӝng nhiӋt ÿӝ và áp suҩt cӫa chҩtlӓng và khí công tác, nhiӋt ÿӝ môi trѭӡng xung quanh; d) Ĉӝ cӭng vӳng cӫa các cөm máy không bҵng nhau, lӵc gia công, lӵc ma sát, lӵc kҽp cNJng không bҵng nhau; e) Ĉӝ không әnÿӏnh vӏ trí cӫa phôi trong quá trình vұn chuyӇn và gia công

Nhӳng yӃu tӕ tác ÿӝng liên tөc gӗm: a) Mòn các cѫ cҩu và các mӕi ghép; b) Giҧm ÿӝbӅn mӓi cӫa chi tiӃt; c) ăn mòn các bӅ mһt; d) Vӏ trí ÿiӅu chӍnh cӫa các cѫ cҩu ÿã bӏ thay ÿәi; e) Vùng làm viӋc bӏ bҭn và gây kҽt; f) Thay ÿәi hình dáng hình hӑc (cong, vênh, biӃndҥng…)

Tính không әn ÿӏnh cӫa các ÿiӅu kiӋn bên ngoài và các thông sӕ kƭ thuұt cӫa máy tӵÿӝng sӁ dүn ÿӃn tính không әn ÿӏnh trong chӃ tҥo: vӟi chu kì công tác có ÿiӅu kiӋn thuұn lӧithì sҧn phҭm sӁ tӕt, nӃu không thuұn lӧi thì sҧn phҭm sӁ trӣ thành phӃ phҭm hoһc gây ra hӓng hóc Các quá trình xҧy ra tӯ tӯ liên tөc nhѭ mài mòn, thay ÿәi ÿiӅu chӍnh, bҭn và gây kҽt là các yӃu tӕ không әn ÿӏnh gây ra ÿiӅu kiӋn xҩu và làm tăng xác suҩt hӓng hóc cӫamáy

a) Các ch͑ tiêu ÿánh giá ÿ͡ tin c̵y

Các chӍ tiêu ÿánh giá ÿӝ tin cұy có thӇ chia thành: chӍ tiêu không hӓng hóc, chӍ tiêu sӱa chӳa ÿѭӧc, chӍ tiêu bӅn lâu và chӍ tiêu tәng hӧp ChӍ tiêu tәng hӧp ÿѭӧc ÿánh giá bҵngmӝt sӕ tính chҩt ví dө nhѭ ÿӝ không hӓng hóc và tính sӱa chӳa ÿѭӧc

Ch͑ tiêu v͉ ÿ͡ không h͗ng hóc Ĉӝ không hӓng hóc là tính chҩt cӫa hӋ thӕng duy trì

khҧ năng làm viӋc trong khoҧng thӡi gian nhҩt ÿӏnh mà không bӏ hӓng hóc, không bӏ nhӳnggiánÿoҥn bҳt buӝc ChӍ tiêu này ÿһc trѭng bҵng xác suҩt cӫa hӋ thӕng duy trì khҧ năng làm viӋc trong khoҧng thӡi gian xác ÿӏnh ví dө, xác suҩt sau khi khӣi ÿӝng ÿѭӧc 30 phút, máy vүn còn khҧ năng làm viӋc là 0,8, ÿѭӧc ký hiӋu là P(30) = 0,8 ĈiӅu này cho ta thҩy rõ ràng

là thӡi gian càng lӟn thì xác suҩt còn khҧ năng làm viӋc cӫa máy càng nhӓ, hay P(30) > P(40) VӅ mһt toán hӑc ngѭӡi ta thѭӡng sӱ dөng hàm ÿӝ tin cұy dҥng:

³

t

dt t

e

t

Z

ÿӇ khҧo sát xác suҩt không hӓng hóc cӫa các hӋ thӕng máy

Z(t) - Tҫn xuҩt hӓng hóc, hay xác suҩt xuҩt hiӋn hӓng hóc trong mӝt ÿѫn vӏ thӡi gian Trӏ sӕ nghӏch ÿҧo cӫa tҫn suҩt hӓng hóc là thӡi gian trung bình không hӓng hóc: mtb = 1/Z(t)

19

Giá trӏ Z(t) và mtb cNJng nhѭ P(t) là các chӍ tiêu không hӓng hóc và có quan hӋ vӟinhau bҵng các biӇu thӭc ÿѫn giҧn nhѭ trên

Ch͑ tiêu s͵a chͷa ÿ˱ͫc Tính sӱa chӳa ÿѭӧc là tính chҩt cӫa hӋ thӕng ÿһc trѭng cho

khҧ năng ngăn ngӯa (thông báo trѭӟc), phát hiӋn, loҥi trӯ hӓng hóc bҵng phөc vө kӻ thuұt

và sӱa chӳa Tính sӱa chӳa ÿѭӧc ÿѭӧc ÿánh giá bҵn ÿӝ dài thӡi gian ÿӇ phát hiӋn, loҥi bӓ vàngăn ngӯa hӓng hóc

Ch͑ tiêu b͉n lâu Ĉӝ bӅn lâu là tính chҩt cӫa hӋ thӕng duy trì khҧ năng làm viӋc ÿӃn

trҥng thái giӟi hҥn vӟi các gián ÿoҥn cҫn thiӃt do phөc vө kӻ thuұt và sӱa chӳa Trҥng thái giӟi hҥn cӫa các phҫn tӱ (cѫ cҩu, dөng cө…) ÿѭӧc xác ÿӏnh bҵng trҥng thái không thӇ sӱdөng tiӃp tөc vì hӋ thӕng ÿã mҩt các chӍ tiêu chҩt lѭӧng (ÿӝ chính xác, khҧ năng cҳt gӑt, ÿӝcӭng vӳng, ÿӝ әn ÿӏnh trong dӏch chuyӇn…)

b) Ph˱˯ng pháp tính toán ÿ͡ tin c̵y trong khai thác máy t͹ ÿ͡ng.

Tính toán và phân tích ÿӝ tin cұy trong quá trình khai thác có ý nghƭa hӃt sӭc quan trӑng Nó cho phép chúng ta xác ÿӏnh ÿúng khҧ năng nâng cao năng suҩt, giҧm sӕ lѭӧngcông nhân phөc vө, xây dӵng biӇu ÿӗ tәn thҩt năng suҩt…Nghiên cӭu ÿӝ tin cұy cӫa máy tӵÿӝng trong quá trình khai thác còn cho phép chúng ta tích luӻ kinh nghiӋm ÿӇ có thӇ thiӃt kӃcác máy mӟi có năng suҩt cao Dӵa trên các sӕ liӋu thӕng kê chúng ta tìm kiӃm các giҧipháp kӻ thuұt-tә chӭc nhѭ sӕ lѭӧng vӏ trí, thiӃt kӃ chung, sӕ lѭӧng công nhân phөc vө…cho thӃ hӋ máy mӟi

Quá trình nghiên cӭu ÿѭӧc tiӃn hành theo các giai ÿoҥn sau:

Giai ÿo̩n thͱ nh̭t: Quan sát thӵc tӃ.

Giai ÿoҥn này tiӃn hành quan sát và ghi chép chi phí thӡi gian làm viӋc và hӓng hóc cӫa máy Nhӳng nguyên nhân hӓng hóc, phѭѫng pháp loҥi bӓ, sӱa chӳa, thӡi gian hӓng hóc cҫn ÿѭӧc ghi lҥi ÿҫy ÿӫ trong biên bҧn Quá trình quan sát cҫn tiӃn hành liên tөc ÿӇ có khӕilѭӧng thông tin ÿӫ lӟn và tin cұy

Giai ÿo̩n thͱ hai: Xӱ lý thô các sӕ liӋu ghi chép ÿѭӧc, tӭc là xác ÿӏnh chuӛi thӡi gian

làm viӋc liên tөc cӫa máy

Các chu kǤ làm viӋc liên tөc không hӓng hóc cӫa máy hoһc các cѫ cҩu ÿѭӧc tính nhѭsau: Chúng ta biӃt rҵng trong biên bҧn quan sát ghi rõ các thӡi ÿiӇm bҳt ÿҫu hӓng hóc vàthӡi gian tìm kiӃm nguyên nhân và sӱa chӳa Khi tính toán, cҫn tìm kiӃm thӡi ÿiӇm bҳt ÿҫuhӓng hóc trong biên bҧn; bҵng cách lҩy hiӋu sӕ thӡi gian tuyӋt ÿӕi giӳa thӡi ÿiӇm bҳt ÿҫucӫa hai hӓng hóc kӃ tiӃp nhau ta có thӡi gian làm viӋc tuyӋt ÿӕi liên tөc giӳa 2 lҫn hӓng hóc Sau ÿó lҩy thӡi gian này trӯ ÿi tәng thӡi gian hӓng hóc khác ta có thӡi gian làm viӋc cӫamáy giӳa hai lҫn hӓng hóc cùng loҥi Chuӛi hӓng hóc có thӇ có dҥng sau: 112 - 11 - 173 - 9

- 37 - 4 - 6 - 329 - 24 - 114 - 60… Trong chuӛi này ta thҩy sau khi máy hoҥt ÿӝng 112 phút liên tөc thì bӏ hӓng hóc Sau khi khҳc phөc hӓng hóc này, máy làm viӋc tiӃp ÿѭӧc 11 phút… toàn bӝ thӡi gian quan sát có 32 hӓng hóc và nhѭ vұy có 31 khoҧng thӡi gian máy làm viӋckéo dài tӯ 4 ÿӃn 239 phút

Giai ÿo̩n thͱ 3: Nhóm kӃt quҧ xӱ lý theo thӡi gian hӓng hóc và xây dӵng biӇu ÿӗ

phân bӕ thӡi gian hӓng hóc

20

Hình 1.7 BiӇu ÿӗ phân bӕ hӓng hóc cӫa máy tӵ ÿông.

Trѭӟc hӃt xác ÿӏnh n khoҧng thӡi gian (tӯ 12-20 khoҧng) Trong trѭӡng hӧp cө thӇ ta chӑn n = 15, thӡi gian cѫ sӣ tmax = 330 phút Ĉӝ dài trung bình cӫa mӝt khoҧng là:

't = tmax/n = 330/15 = 22 phút

TiӃp theo tính sӕ lѭӧng hӓng hóc có ÿӝ dài (thӡi gian) nҵm trong tӯng khoҧng thӡigianÿã xác ÿӏnh Thí dө khoҧng ÿҫu tiên dài 112 phút sӁ rѫi vào khoҧng 110-137 phút, thӡigian 11 phút rѫi vào khoҧng thӭ nhҩt… tӯ ÿó ta có sӕ lѭӧng lҫn hoҥt ÿӝng cӫa máy trong tӯng khoҧng thӡi gian, ví dө trong khoҧng thӡi gian tӯ 110-132 phút có 3 lҫn Trong bҧng1.2 là các tính toán trong giai ÿoҥn 3

110-154

132-176

198-220242

242-264

286

264-308

286-330Trung bình khoҧng ti 177 209 231 253 275 297 319

308-Sӕ lѭӧng hӓng hóc

trong khoҧng 'Ni

Giai ÿo̩n thͱ 4: Giai ÿoҥn xây dӵng hàm ÿӝ tin cұy và biӇu ÿӗ ÿӝ cұy.

Trong giai ÿoҥn này hàm thӕng kê ÿѭӧc xây dӵng cho các ranh giӟi t = 0, 22, 44, 66, 88… Xác suҩt ÿӇ máy tӵ ÿӝng sau khi loҥi bӓ hӓng hóc ӣ trҥng thái sҹn sàng làm viӋc là 1 Trong tәng sӕ 31 lҫn hѭ hӓng có 8 lҫn hӓng hóc sau khi ÿã làm viӋc 22 phút Nhѭ vұy xác suҩt ÿӇ máy sau khi phөc hӗi hӓng hóc có thӇ làm viӋc dài hѫn 22 phút sӁ là: P*(22) = (31-8)/31= 0,74 tѭѫng tӵ xác suҩt ÿӇ máy làm viӋc dài hѫn 44 phút: P*(44) = [31-(8+5)]/31= 0,58, P*(6) = [31-(8+5 +3)]/31= 0,49…tәng quát ta có;

21

P

i i

e t

1.4.1 M͡t s͙ ÿ̿c ÿi͋m cͯa quá trình công ngh͏ t͹ ÿ͡ng hoá

Cѫ sӣ ÿӇ thiӃt kӃ máy tӵ ÿӝng là quá trình công nghӋ NhiӋm vө cӫa quá trình công nghӋ là chӃ tҥo sҧn phҭm vӟi chҩt lѭӧng, sӕ lѭӧng xác ÿӏnh trѭӟc bҵng mӝt bӝ dөng cө Bӝdөng cө ӣ ÿây cҫn phҧi hiӇu là sӕ lѭӧng dөng cө nhӓ nhҩt có thӇ và cҫn thiӃt ÿӇ thӵc hiӋnquá trình công nghӋ Nhѭ vұy trong bҩt kǤ quá trình công nghӋ nào cNJng có, mӝt mһt là chi tiӃt gia công, bao gӗm các yêu cҫu kӻ thuұt nhѭ vұt liӋu, kích thѭӟc, hình dáng ; mһt khác

là phѭѫng pháp gia công, phѭѫng pháp tác ÿӝng giӳa dөng cө và vұt liêu (phôi)

ĈiӇm khác biӋt cѫ bҧn giӳa quá trình công nghӋ tӵ ÿӝng hoá vӟi quá trình công nghӋkhông tӵ ÿӝng hoá là phѭѫng pháp bҧo ÿҧm chҩt lѭӧng gia công Ngoài ra khía cҥnh sӕlѭӧng cNJng ÿѭӧc chú ý khi thiӃt kӃ quá trình công nghӋ tӵ ÿӝng hoá là làm trùng nguyên công Lҩy thí dө cho chi tiӃt trên hình 1.9 TiӃn trình công nghӋ gia công chi tiӃt có thӇ bao gӗm: Phay mһt ÿҫu, khoan 2 lӛ tâm, tiӋn thô và tiӋn tinh các bұc, tiӋn các rãnh thoát dao và vát mép Thӡi gian gia công xong mӝt chi tiӃt bҵng tәng thӡi gian các nguyên công Ĉӕi vӟinguyên công tiӋn ngoài, thӡi gian nguyên công ÿѭӧc tính theo công thӭc:

tpi = np/ntc = (S.d.l))/(1000.v.s)

Trongÿó:

np - Sӕ vòng quay cӫa trөc chính ÿӇ thӵc hiӋn nguyên công

22

0 '

0 1 /t p K

Hình 1.9 Trөc bұc

Giá trӏ cӫa năng suҩt công nghӋ phҧi ÿѭӧc hiӇu là khҧ năng cӫa quá trình công nghӋsҧn xuҩt sҧn phҭm theo phѭѫng án ÿѫn giҧn nhҩt và thông thѭӡng là không tӵ ÿӝng hoá Tuy nhiên ÿӇ gia công chi tiӃt trên máy tӵ ÿӝng hoһc bán tӵ ÿӝng, thӡi gian tәng cӝng sӁ ít hѫn rҩt nhiӅu vì có thӇ làm trùng các hành trình công tác và chҥy không Ví dө, có thӇ gia công ÿӗng thӡi mӝt sӕ bұc và tiӋn rãnh thoát dao, vát mép (gia công nhiӅu dao) Thӡi gian cӫa các hành trình công tác tp0 ÿѭӧc xác ÿӏnh cho các nguyên công sau: gia công mһt ÿҫu,tiӋn thô và tinh, tiӋn rãnh Năng suҩt công nghӋ sӁ là:

U K t

K0 1 / p0 0'

U - Sӕ lѭӧng dөng cө cҳt ÿӗng thӡi gia công

Trӏ sӕ K0 không chӍ ÿһc trѭng cho tính tiên tiӃn cӫa công nghӋ mà còn mӭc ÿӝ làm trùng nguyên công cӫa máy Sӱ dөng rӝng rãi trùng nguyên công là ÿһc ÿiӇm cѫ bҧn cӫaquá trình công nghӋ tӵ ÿӝng hoá, cѫ sӣ ÿӇ thiӃt kӃ tҩt cҧ các máy tӵ ÿӝng nhiӅu vӏ trí và ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng

Khҧ năng nâng cao năng suҩt bҵng phѭѫng pháp sӱ dөng nhiӅu dao là không lӟn Nhӳng cӕ gҳng tăng sӕ lѭӧng dao làm tăng sӕ lѭӧng bàn dao, gây khó khăn thoát phoi, làm mát dөng cө, tăng công suҩt máy

ĈӇ tăng năng suҩt cҫn phҧi phát triӇn nguyên t̷c trùng nguyên công, tͱc là phân tán quá trình công ngh͏ và t̵p trung nguyên công ĈiӅu này dүn ÿӃn viӋc phát triӇn các máy

nhiӅu vӏ trí

Phân tán quá trình công nghӋ có thӇ ÿѭӧc hiӇu nhѭ sau: quá trình công nghӋ ÿѭӧcphân chia thành các nguyên công Các nguyên công ÿѭӧc thӵc hiӋn trên các vӏ trí khác nhau cӫa máy tӵ ÿӝng hoһc ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng Phôi ÿi tӯ vӏ trí này sang vӏ trí khác, tӯ vӏ trí ÿҫutiênÿӃn vӏ trí cuӕi cùng Theo nguyên tҳc này quá trình công nghӋ trѭӟc hӃt ÿѭӧc phân chia thành các nguyên công thành phҫn, thӡi gian gia công các nguyên công thành phҫn có thӇrҩt khác nhau Nguyên công thành ph̯n là mӝt phҫn cӫa quá trình công nghӋ ÿѭӧc thӵc hiӋnbҵng mӝt cѫ cҩu mөc ÿích và mӝt dөng cө cҳt tѭѫng ӭng vӟi yêu cҫu chҩt lѭӧng

NӃu quá trình công nghӋ ÿѭӧc phân tán thành các nguyên công thành phҫn thì toàn bӝquá trình công nghӋ ÿѭӧc thӵc hiӋn bҵng tә hӧp dөng cө trên hӋ thӕng các máy mӝt vӏ trí bӕtrí theo thӭ tӵ Sӕ lѭӧng máy mӝt vӏ trí bҵng sӕ lѭӧng nguyên công thành phҫn Ví dө quá trình công nghӋ gia công trөc (hình 1.9) có thӇ ÿѭӧc phân chia thành 6 nguyên công thành 23

phҫn: phay mһt ÿҫu và khoan lӛ tâm; tiӋn thô ÿҫu thӭ nhҩt; tiӋn thô ÿҫu thӭ hai; tiӋn tinh ÿҫu thӭ nhât; tiӋn tinh ÿҫu thӭ 2; tiӋn rãnh và vát mép NӃu toàn bӝ 6 nguyên công này ÿѭӧcthӵc hiӋn trên các máy mӝt vӏ trí thì ta có dây chuyӅn 6 máy tӵ ÿӝng hoһc bán tӵ ÿӝng (mӝtmáy phay - khoan tâm, bӕn máy tiӋn chép hình, mӝt máy tiӋn lҫn cuӕi) NӃu quá trình phân tán còn tiӃp tөc thì quá trình gia công trong giӟi hҥn mӝt nguyên công có thӇ trӣ thành rӡirҥc, không liên tөc: do cҫn phҧi bә sung dөng cө cҳt ÿӇ thӵc hiӋn mӝt phҫn cӫa nguyên côngthành phҫn, tҩt yӃu xҭy ra gián ÿoҥn trong gia công chi tiӃt Sӕ lѭӧng dөng cө cҳt có thӇvѭӧt quá sӕ lѭӧng tӕi thiӇu cҫn thiӃt Thӡi gian gia công xong mӝt chi tiӃt bҵng thӡi gian nguyên công thành phҫn Trong quá trình gia công, cùng mӝt lúc sӕ lѭӧng phôi bҵng sӕlѭӧng nguyên công thành phҫn

NӃu gӑi sӕ lѭӧng nguyên công thành phҫn là p, thӡi gian thӵc hiӋn nguyên công thành phҫn là tp và bҵng nhau thì:

tp = tp0/q, K = K0.q ; q - sӕ vӏ trí gia công tuҫn tӵ

Tұp trung nguyên công là các nguyên công riêng biӋt thӵc hiӋn ÿӗng thӡi trong nhóm máy mӝt vӏ trí ÿѭӧc tұp trung vào mӝt máy tӵ ÿӝng Nhѭ vұy xuҩt hiӋn máy nhiӅu vӏ trí, dây chuyӅn tӵ ÿӝng hoҥt ÿӝng theo các nguyên tҳc: tuҫn tӵ, song song, hӛn hӧp

1.4.2 Các d̩ng máy nhi͉u v͓ trí

Khi thiӃt kӃ máy tӵ ÿӝng có rҩt nhiӅu khҧ năng lӵa chӑn phѭѫng án công nghӋ vӟimӭc ÿӝ phân tán và tұp trung nguyên công khác nhau Do ÿó sӕ phѭѫng án thiӃt kӃ máy cNJng rҩt nhiӅu Các phѭѫng án này có cùng chӍ tiêu chҩt lѭӧng nhѭng khác nhau vӅ chӍ tiêu năng suҩt Do ÿó khi thiӃt kӃ cҫn tuân thӫ nguyên tҳc sau: Nguyên tҳc thiӃt kӃ máy tӵ ÿӝngnhiӅu vӏ trí và ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng là tұp trung cao ÿӝ các nguyên công công nghӋ hoһc cùng tên hoһc khác tên hoһc ÿӗng thӡi cҧ hai loҥi nguyên công Phө thuӝc vào dҥng tұp trung và phân tán nguyên công, chúng ta có máy tӵ ÿӝng tác ÿӝng tuҫn tӵ, song song hoһc hӛn hӧp

a) Máy t͹ ÿ͡ng tu̯n t͹

Nguyên tҳc tuҫn tӵ áp dөng khi gia công các chi tiӃt phӭc tҥp, khӕi lѭӧng gia công lӟn và ÿòi hӓi sӱ dөng nhiӅu dөng cө cҳt Quá trình gia công ÿѭӧc phân chia thành mӝtnhóm nguyên công và cӕ gҳng sao cho thӡi gian thӵc hiӋn chúng gҫn bҵng nhau Trên các máy tuҫn tӵ ngѭӡi ta tұp các nguyên công khác nhau ÿӇ tuҫn tӵ cҳt gӑt (kiӇm tra, lҳp ráp ) mӝt chi tiӃt NӃu nguyên công thành phҫn không bӏ phân chia thì máy có mӝt bӝ dөng cөphân bӕ trên các vӏ trí gia công theo trình tӵ cӫa quá trình công nghӋ

Thӡi gian chu trình cӫa máy tӵ ÿӝng tuҫn tӵ nhѭ sau:

T = tp0/q + tx

tx - Thӡi gian quay phân ÿӝ và ÿӏnh vӏ bàn máy

tp0 - Tәng thӡi gian cho các hành trình công tác

K q Q

0 0

0

1

.

Trongÿó;

24

sѫ ÿӗ gia công cút nӕi trên máy tuҫn tӵ 6 vӏ trí

Hình 1.10 Gia công cút nӕi trên máy 6 vӏ trí

b) Máy t͹ ÿ͡ng song song

ĈӇ gia công các chi tiӃt ÿѫn giҧn, phân tán nguyên công không mang lҥi hiӋu quҧmong muӕn Trong nhiӅu trѭӡng hӧp do thӡi gian gia công ngҳn (vài giây) nên không thӇphân chia thành nhiӅu nguyên công ĈӇ nâng cao năng suҩt, trong các trѭӡng hӧp này không nên tích hӧp các máy giӕng nhau, mà chӍ thiӃt kӃ các cѫ cҩu mөc ÿích riêng cho tӯngchi tiӃt gia công Nhӳng cѫ cҩu mөc ÿích ÿó có chung bӋ máy, hӋ thӕng dүn ÿӝng, hӋ thӕngÿiӅu khiӇn Giҧi pháp này cho phép giҧm chi phí chӃ tҥo máy, tiӃt kiӋm diӋn tích nhà xѭӣng, giҧm sӕ lѭӧng thӧ ÿӭng máy Nhѭ vұy trên các máy tӵ ÿӝng tác ÿӝng song song, tұp trung các nguyên công cùng tên (loҥi) cӫa quá trình công nghӋ Tuy nhiên cNJng có nhӳng máy gia công song song gia công mӝt lúc các chi tiӃt khác nhau Thӡi gian chu trình cӫa máy ÿѭӧc xác ÿӏnh:

T = tpi + tx

Ĉây là thӡi gian mà máy tӵ ÿӝng gia công ÿѭӧc q sҧn phҭm trên q vӏ trí

25

Không nên nhҫm lүn giӳa khái niӋm song song và ÿӗng thӡi Tác ÿӝng song song nghƭa là nhiӅu cѫ cҩu máy, dөng cө ÿӗng thӡi thӵc hiӋn các công viӋc giӕng nhau, còn tác ÿӝng tuҫn tӵ thӵc hiӋn ÿӗng thӡi nhiӅu công viӋc khác nhau

Máy gia công song song có nhiӅu phѭѫng án thiӃt kӃ tәng thӇ: bӕ trí vòng (hình 1.11a), bӕ trí theo ÿѭӡng dây (hình 1.11b), kiӇu rôtor Chӑn phѭѫng án thiӃt kӃ tәng thӇnào phө thuӝc vào quan ÿiӇm: phөc vө dӉ dàng thuұn lӧi, chiӃm dөng diӋn tích, cҩp phôi tӵÿӝng hay thӫ công

Hình 1.11 Sѫ ÿӗ các vӏ trí gia công trên máy song song

Năng suҩt trên máy gia công song song ÿѭӧc tính theo công thӭc:

p Q

.

Hình 1.12 Máy rôtor

Mӝt trong nhӳng loҥi máy song song ÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi trong nhiӅu lƭnh vӵc khác nhau là máy rôtor (hình 1.12) Ĉây là loҥi máy mà thӡi gian chҥy không, vұn chuyӇn tӯ vӏtrí này sang vӏ trí khác trùng hoàn toàn vӟi thӡi gian công nghӋ Do ÿó năng suҩt cӫa máy này rҩt cao Máy rôtor ÿѭӧc ӭng dөng cho các chi tiӃt nhӓ, ÿѫn giҧn Trên tӯng vӏ trí cӫamáy có ÿҫy ÿӫ bӝ dөng cө ÿӇ gia công xong toàn bӝ chi tiӃt

26

c) Máy t͹ ÿ͡ng h͟n hͫp

Máy tӵ ÿӝng hӛn hӧp là kӃt quҧ cӫa sӵ phӕi hӧp giӳa nguyên tҳc tuҫn tӵ và song song Các máy loҥi này hoҥt ÿӝng theo sѫ ÿӗ có p dòng phôi và q v͓ trí tu̯n t͹ nhau trên mӛidòng Nhѭ vұy các máy hӛn hӧp (tuҫn tӵ - song song) tұp trung cҧ các nguyên công khác tên và cùng tên Sѫ ÿӗ máy hӛn hӧp thӇ hiӋn trên hình 1.13

Hình 1.13 Sѫ ÿӗ máy hӛn hӧp

Theo sѫ ÿӗ này ngѭӡi ta thiӃt kӃ rҩt nhiӅu ÿѭӡng dây tӵ ÿӝng Sӕ lѭӧng vӏ trí càng lӟnthì phѭѫng án bӕ trí chung cӫa máy tӵ ÿӝng nhóm này cNJng càng nhiӅu Mӝt sӕ phѭѫng án hay dùng ÿѭӧc thӇ hiӋn trên hình 1.13

Năng suҩt cӫa máy tӵ ÿӝng nhóm này ÿѭӧc tính theo công thӭc:

K q p Q

.

.

1

0 0

0

27

1

Chương 2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MTĐ 22.1 Những chức năng và đặc trưng cơ bản của hệ thống điều khiển 22.2 Phân loại hệ thống điều khiển 42.2.1 Theo lượng thông tin ban đầu 42.2.2 Theo mối liên hệ ngược 42.2.3 Theo mức độ tập trung 52.2.4 Theo vật mang chương trình 72.2.5 Theo phương pháp tác động lên cơ cấu chấp hành 72.3 Hệ thống điều khiển gối tựa (cữ hành trình) 72.4 Hệ thống điều khiển chép hình 92.4.1 Hệ thống chép hình cơ khí 102.4.2 Hệ thống chép hình điện cơ 102.4.3 Hệ thống chép hình thuỷ lực 102.4.4 Những hệ thống chép hình không tiếp xúc 152.5 Hệ thống điều khiển bằng trục phân phối 162.6 Hệ thống điều khiển logic lập trình (PLC) 19

2

Chương 2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MTĐ

2.1 Nh ững chức năng và đặc trưng cơ bản của hệ thống điều khiển

Điều khiển máy là tập hợp những tác động theo trình tự nhất định lên máy nhằm thực

hi ện qua trình công nghệ với độ chính xác và năng suất cho trước Điều khiển máy có thể

thực hiện bằng tay hoặc bằng hệ thống điều khiển tự động

Điều khiển máy bằng tay có ưu điểm là rất linh hoạt, vạn năng nhưng năng suất và độ chính xác không cao, độ ổn định thấp

Điều khiển bằng hệ thống điều khiển tự động được tiến hành trên cơ sở một chương trình gia công đã lập trước và được thể hiện trên vật mang chương trình

H ệ thống điều khiển tự động là tập hợp các phương tiện, thiết bị để truyền cho các cơ cấu chấp hành và các cơ cấu khác của máy những tác động điều khiển cần thi ết nhằm thực hiện quá trình công nghệ mà không có sự tham gia của con người

Chương trình điều khiển là trật tự những lệnh điều khiển đảm bảo cho các cơ cấu của máy thực hiện nhiệm vụ công nghệ cho trước

Phần tử hoặc tập hợp các phần tử mang chương trình gọi là vật mang chương trình

Ch ức năng chung của mọi hệ thống điều khiển là:

− Đóng ngắt các chuyển động, các động cơ chấp hành

− Thay đổi và ổn định tốc độ cắt, tốc độ chạy dao; biến đổi lực, mô men hoặc công

suất

− Phối hợp, đồng bộ hoạt động của các thiết bị và cơ cấu

− Phân độ, định vị các cụm, cơ cấu chấp hành với độ chính xác yêu cầu

Không phụ thuộc vào vào chức năng công nghệ, mọi hệ thống điều khiển cần thoã

mãn các yêu c ầu cơ bản sau đây:

− Thực hiện các lệnh dịch chuyển với độ chính xác cao, đáp ứng yêu cầu công nghệ

− Đồng bộ hoá các dịch chuyển trong mọi chu kỳ trình công tác

− Làm việc với độ tin cậy cao

− Độ linh hoạt cao, thích ứng với điều kiện sản xuất linh hoạt

− Kết cấu đơn giản, giá thành rẻ, dễ sử dụng

− Có thể điều khiển tối ưu quá trình gia công

− Có thể làm việc trong nhiều hệ toạ độ, với nhiều dụng cụ cắt

− Th ời gian và khối lượng lao động chuẩn bị chương trình nhỏ

− Thực hiện nhiều loại lệnh điều khiển khác nhau (thay đổi tốc độ cắt, tốc độ chạy dao; thay đổi dụng cụ cắt; đống mở dung dịch trơn nguội; phân độ

− Thực hiện toàn bộ chu trình gia công mà không cần thay đổi vật mang tin

Trong thực tế người ta sử dụng rộng rãi các phương tiện tự động hoá đơn giản như công tắc hành trình hoặc phức tạp như trục phân phối, dưỡng chép hình Sự phát triển nhanh chóng của sản xuất đã đặt ra yêu cầu thiết kế và chế tạo những phương tiện mới có

độ linh hoạt cao Nhiệm vụ này không thể thực hiện được bằng các giải pháp truyền thống Trong những năm giữa thế kỷ trước người ta đã áp dụng thành công kỹ thuật số để điều khiển máy công cụ Hệ thống điều khiển này có đặc trưng là độ linh hoạt cao, chu trình gia công mềm dẻo, có thể tập trung nguyên công cao độ

Ở dạng tổng quát các hệ thống điều khiển tự động có các phương tiện và thiết bị sau:

− Hệ thống liên hệ ngược (feedback) hay đo đường dịch chuyển

Hai hệ thống sau cùng có thể không có trong một số hệ thống điều khiển

H ệ thống mang chương trình bao gồm chương trình gia công và các cơ cấu thực hiện

việc truy nhập chương trình vào vùng làm việc của hệ thống đọc chương trình Chương trình điều khiển chứa mọi thông tin cần thiết để máy có thể làm việc: các lệnh điều khiển trình tự gia công, các đặc trưng của qui luật chuyển động, chế độ công nghệ Những thông tin này được ghi lên vật mang chương trình Vật mang chương trình có thể là vị trí các chốt tỳ, công tắc hành trình; các dưỡng chép hình; các loại cam; các bảng chuyển

mạch; băng, bìa đục lỗ, đĩa từ

Thi ết bị đọc chương trình dùng để tiếp nhận, đọc thông tin điều khiển từ các vật

mang chương trình Kết cấu và nguyên lý làm việc của các thiết bị này phụ thuộc dạng thông tin điều khiển Ví dụ, nếu thông tin điều khiển được ghi trên cam thì thiết bị tiếp

nhận là các con lăn, con đội, cần bẩy; nếu thông tin ghi trên băng từ, đĩa từ thì phải dùng đầu từ để đọc

Nhờ hệ thống truyền-chuyển đổi mà thông tin được chuyển thành dạng tiện sử dụng

để điều khiển hệ thống dẫn động của cơ cấu chấp hành Hệ thống này có thể rất phức tạp (trong hệ thống điều khiển số người ta sử dụng thiết bị của kỹ thuật tính toán), nhưng cũng

có thể rất đơn giản Trong các hệ thống điều khiển đơn giản, chỉ có mối liên hệ cơ khí thì các thiết bị này có thể không cần thiết hoặc chủ yếu để thay đổi hướng chuyển động

H ệ thống dẫn động dùng để khuyếch đại tín hiệu điều khiển về công suất và chuyển

đổi tín hiệu đó thành chuyển động của cơ cấu chấp hành

Những thông tin về chuyển động của các cơ cấu chấp hành (vận tốc, vị trí, quãng

đường ) được các cảm biến liên hệ ngược thu thập và chuyển đổi chúng thành dạng tương

ứng để so sánh với thông tin điều khiển Để so sánh các dạng thông tin này, người ta sử

dụng các thiết bị so sánh Kiểu của thiết bị so sánh và dạng thông tin do hệ thống điều khiển xác định

Các hệ thống điều khiển cần phải bảo đảm cho các máy tự động làm việc với độ chính xác và năng suất yêu cầu

Độ chính xác của hệ thống điều khiển được đánh giá bằng sai lệch xác suất lớn nhất

của các thông số công nghệ nhận được (vị trí của các cơ cấu chấp hành, quĩ đạo chuyển động ) so với các thông số đã cho Sai lệch này phụ thuộc vào những đặc tính tĩnh và động của hệ thống

Những yêu cầu về năng xuất của hệ thống được bảo đảm bằng thông số vận tốc, lực,

độ linh hoạt, độ vạn năng, độ tin cậy, mức tự động hoá và tối ưu hoá của chúng

Đặc trưng vận tốc được xác định bằng vận tốc lớn nhất và vận tốc làm việc, phạm vi thay đổi vận tốc, kiểu điều chỉnh vận tốc (phân cấp hay vô cấp) và mức chính xác mà chúng duy trì được khi có tải (lực cắt gọt) thay đổi

Đặc trưng về lực được xác định bằng độ lớn của lực, mô men hoặc công suất ở vận

tốc hay trong phạm vi tốc tốc xác định

giữ được những thông số kỹ thuật ban đầu

Độ vạn năng của hệ thống điều khiển được xác định bằng phạm vi những nhiệm vụ điều khiển khác nhau mà hệ thống được sử dụng Phạm vi nhiệm vụ càng rộng thì độ vạn năng phải càng cao

Tự động hoá và tối ưu hoá là tổng hợp những tác động điều khiển hệ thống dẫn động được thực hiện không có sự tham gia của con người (mở máy, đảo chiều quay trục chính, trình tự và thời điểm chuyển động, định vị các cơ cấu; thay đổi chế độ gia công, dụng cụ

cắt; phối hợp các chuyển động theo qui luật xác định; kiểm tra, hiệu chỉnh, chỉ thị các thông số điều khiển; thu thập và thống kê những thông tin bổ sung )

2.2 Phân lo ại hệ thống điều khiển

Các hệ thống điều khiển được phân loại dựa trên các tiêu chuẩn sau:

− Theo lượng thông tin ban đầu

− Theo sự liên hệ ngược

− Theo mức độ tập trung

− Theo vật mang chương trình

− Theo phương pháp tác động lên cơ cấu chấp hành

2.2.1 Theo lượng thông tin ban đầu

Theo lượng thông tin ban đầu có trong chương trình điều khiển, các hệ thống điều khiển tự động phân ra làm hai loại:

H ệ thống điều khiển tự động làm việc trên cơ sở thông tin ban đầu trong chương trình điều khiển đã được tính toán và biết hết Nhiệm vụ cơ bản của nhóm này là thực hiện

chương trình điều khiển đã cho không cần phải thay đổi hay hiệu chỉnh theo kết quả gia công Thuộc loại này gồm có hầu hết các hệ thống điều khiển tự động kiểu trục phân phối,

mẫu chép, điều khiển chương trình chu kỳ và một số loại chương trình số dùng động cơ bước

H ệ thống điều khiển tự động làm việc trên cơ sở thông tin ban đầu trong chương trình chưa biết hết Những thông tin chưa biết này sẽ được bổ sung trên cơ sở theo dõi quá

trình gia công và dùng để thay đổi, hiệu chỉnh chế độ công nghệ hiện tại để đạt được việc điều khiển tối ưu nhờ những cảm biến khác nhau Thuộc loại này có các hệ thống điều khiển tự thích nghi tự chỉnh, tự tổ chức và tự học Sử dụng rộng rãi nhất là loại tự thích nghi vì đơn giản hơn cả

2.2.2 Theo m ối liên hệ ngược

Theo mối liên hệ ngược các hệ thống điều khiển tự động chia ra hai loại: Hệ thống điều khiển hở và hệ thống điều khiển kín

Trong các hệ thống điều khiển hở không có mối liên hệ ngược về vị trí thực tế của các cơ cấu làm việc Điển hình của cái hệ thống điều khiển này là các hệ thống điều ldnển

trục phân phối, hệ thống chép hình cơ khí, hệ thống điều khiển chương trình số dùng động

cơ bước (hình 2.1 a)

5

Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển tự động a) H ệ thống điều khiển hở, b) Hệ thống điều khiển có liên hệ ngược về vị trí, c) Hệ thống

điều khiển thích nghi

Các hệ thống điều khiển kín là những hệ thống có liên hệ ngược và được phân làm ba nhóm:

Loại có liên hệ ngược về vị trí thực tế của các cơ cấu làm việc như bàn dao, bàn máy,

ụ trục chính Thuộc loại này gồm có các hệ thống điều khiển chép hình, hầu hết cái hệ

thống điều khiển chương trình số kiểu kín (hình 2.1b)

Loại có liên hệ ngược về ví trí thực tế của các cơ cấu làm việc và có sự bù trừ sai số

của máy do biến dạng nhiệt, mòn, rung động Trong các hệ thống này có các cảm biến đo sai số của máy và truyền tín hiệu để hiệu chỉnh thông tin ban đầu (điều chỉnh tự động) Các hệ thống thích nghi, trong đó có các cảm biến đo các tham số của quá trình gia công (lực cắt, nhiệt độ trong vùng cắt, rung động ) đề bổ sung và hiệu chỉnh lượng thông tin ban đầu khi lượng dư, độ cứng của phôi thay đổi và những thay đổi khác mà lúc đầu không thề biết được khi lập chương trình Các hệ thống này là phức tạp nhất nhưng đảm

bảo độ chính xác cao, năng xuất tối ưu và giá thành thấp nhất (hình 2.1c)

2.2.3 Theo m ức độ tập trung

Theo mức độ tập trung các hệ thống điều khiển tự động chia ra thành ba loại: Hệ

thống điều khiển tập trung, không tập trung (phân tán) và phối hợp

6

Hệ thống điều khiển tập trung được đặc trưng bởi việc thực hiện toàn bộ chu kỳ gia công từ một thiết bị điều khiển trung tâm (bảng điều khiển, trục phân phối, thiết bị quay

bằng từ) và không phụ thuộc vào hoạt động và vị trí của cơ quan chấp hành (hình 2.2)

Hình 2.2 H ệ thống điều khiển tập trung

Ưu điểm của những hệ thống này là sơ đồ điều khiển đơn giản, làm việc tin cậy, phục

vụ thuận tiện

Nhược điểm: Phải có thiết bị bảo hiểm phụ vì hiệu lệnh từ trung tâm truyền đi không

phụ thuộc vào hoạt động và vị trí của cơ cấu chấp hành

Hệ thống điều khiển không tập trung (còn gọi là hệ thống điều khiển rời rac, hành trình) thực hiện việc điều khiển nhờ các cảm biến, thường dùng hơn cả là những công tắc hành trình, công tắc ngắt mạch cuối hành trình Các cảm biến này hoạt động được là nhờ các vấu tì gắn trên các phần động hay phần tĩnh của máy Tất cả các cơ cấu chấp hành liên quan với nhau theo nguyên tắc là mỗi một chuyển động tiếp theo chỉ bắt đầu khi đã kết thúc chuyển động của cơ cấu trước đó (hình 2.3)

Hình 2.3 H ệ thống điều khiển không tập trung (phân tán)

1,2, 5 - Các cơ cấu chấp hành

Ưu điểm: Không cần phải có những hệ thống bảo hiểm phức tập vì các hiệu lệnh

truyền đi chỉ sau khi kết thúc việc thực hiện hiệu lệnh trước đó

Nhược điểm: Cảm biến đặt trong vùng gia công của máy nên hay hư hỏng do phoi rơi

vào, bụi, dầu mỡ, dung dịch trơn nguội rớt vào và cho những tín hiệu giả vì xảy ra đoản

mạch Hơn nữa nhiều cảm biến, nhiều phần tử của các mạch trung gian làm việc không được tin cậy lắm

Hệ thống điều khiển phối hợp là sự phối hợp giữa hai hệ thống điều khiển trên ở đây

một số phân tử của chu kỳ gia công được thực hiện theo hệ thống không tập trung, còn lại

là thực hiện theo hệ thống điều khiển tập trung, ví dụ thiết bị điều khiển tập trung điều khiển toàn bộ chu kỳ gia công trên máy tự động, còn song song với việc này những công

tắc hành trình sẽ kiểm tra những hiệu lệnh tiếp theo trên từng cơ cấu (ví dụ bàn dao), trục phân phối của thiết bị điều khiển đường dây tự động quay liên tục Nếu một khi hiệu lệnh

2.2.4 Theo v ật mang chương trình

Đây là dấu hiệu đặc trưng nhất để phân loại các hệ thống điều khiển Trong các hệ

thống điều khiển tự động, chương trình điều khiển được thể hiện trên vật mang chương trình

Vật mang chương trình là bộ phận cơ bản của hệ thống điều khiển Nó có nhiệm vụ truyền tín hiệu điều khiển để dịch chuyền các cơ cấu chấp hành Phương pháp ra chương trình xác định những đặc điểm cơ bản của hệ thống điều khiển, cấu trúc điều khiền, mức

độ hoạt động ổn định của các tín hiệu điều khiển, mức độ tập trung của hệ thống

Theo phương pháp tạo lập chương trình và vật mang chương trình có những hệ thống điều khiển sau đây:

− Hệ thống điều khiển gối tựa (vật mang chương trình là gối tựa, công tắc giới hạn)

− Hệ thống điều khiển chép hình (vật mang chương trình là các dưỡng chép hình)

− Hệ thống điều khiển trục phân phối (vật mang chương trình là các cam)

− Hệ thống điều khiển bằng chương trình số (vật mang vật mang chương trình là các bìa số, băng đục lỗ, băng từ )

2.2.5 Theo phương pháp tác động lên cơ cấu chấp hành

Các hệ thống điều khiển tự động phân ra làm hai loại: Loại tác động liên tục và loại tác động không liên tục

Trong các hệ thống điều khiển tác động liên tục hiệu lệnh tương ứng là một hàm số

của thời gian và tín hiệu điều khiển, thí dụ hệ thống điều khiển chép hình điện cơ dùng

biến thế vi sai, hệ thống điều khiển chép hình thủy lực

Trong các hệ thống điều khiển tác động không liến tục hiệu lệnh tương ứng là một hàm gián đoạn của thời gian và tín hiệu điều khiển vì trong các hệ thống này hiệu lệnh được truyền đi bằng những xung riêng biệt qua một khoảng thời gian xác định Thí dụ: hệ

thống điều khiển chép hình điện cơ dùng cảm biến điện tiếp xúc, hệ thống điều khiển chương trình số dùng động cơ bước

2.3 H ệ thống điều khiển gối tựa (cữ hành trình)

Trong các hệ thống điều khiển gối tựa, vật mang chương trình là những gối tựa (còn

gọi là những vấu tỳ) được gắn trên các phần động hoặc phần tĩnh của máy Các gối tựa này

Trung tâm

ĐK

8

tác dộng lên các cảm biến (các công tắc truyền mạch hoặc ngắt mạch cuối hành trình) và

bằng các tín hiệu điện, thủy lực hoặc khí nén (ít hơn) truyền hiệu lệnh điều khiển đến các

bộ phận truyền động tương ứng của các cơ cấu chấp hành Các vấu tỳ làm hai nhiệm vụ:

Giới hạn sự dịch chuyển và điều khiển trật tự các dịch chuyển Để giới hạn hành trình, dùng vấu tỳ cứng tác động lên bộ truyền của cơ cấu chấp hành khi nó ở vị trí cuối cùng

Để điều khiển thứ tự dịch chuyển dùng các công tắc hành trình Hình 2.5 giới thiệu một số các công tắc hành trình và cuối hành trình thường dùng trong các hệ thống điều khiển gối

tựa Gối tựa dùng để điều khiển đổi chiều chuyển động

Hình 2.5 M ột số công tắc hành trình

Các gối tựa có thể bố trí tập trung hoặc phân tán tùy theo điều kiện cụ thể Độ chính xác điều khiển hành trình bằng các gối tựa có thể đạt đến (0,01 - 0,02) mm Hệ thống điều khiển gối tựa là hệ thống điều khiển phân tán

Gối tựa có thể dùng để đảo mạch sơ đồ điện, điều khiển hoạt động của các van trượt trong hệ thống thủy lực, khí nén, điều khiển trình tự các chuyển động trong chu kỳ gia công (hình 2.6)

Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, giá thành rẻ, điều khiển từ xa được, có thể điều chỉnh dễ

dàng chu kỳ gia công bằng cách bố trí lại vị trí của các gối tựa, không cần phải có cơ cấu

bảo hiểm phụ vì tín hiệu điều khiển tiếp theo chi bắt đầu khi kết thúc tín hiệu điều khiển trước đó

Nhược điểm: Hệ thống điều khiển gối tựa chỉ cho phép điều khiển những cơ cấu chấp

hành thực hiện chuyển động theo một đường thẳng và không cho phép điều khiển để thực

hiện việc gia công những đường cong phức tạp; các công tắc hành trình và cuối hành trình thường bị hư hỏng vì đặt trong vùng gia công bị phoi, dầu mỡ, dung dịch trơn nguội, bụi bám vào, gây ra đoản mạch và cho những tín hiệu giả là m cho độ tin cậy của hệ thống không cao

Để tăng độ tin cậy của các hệ thống điều khiển gối tựa sử dụng các công công hành trình không tiếp xúc Các công tác này có phần nhạy cảm là một cảm biến điện cảm, kiểm tra sự dịch chuyển của gối tựa Khi gối tựa tiến gần đến cảm biến điện cảm, hiệu điện thế trong cuộn dây của cảm biến tăng lên, làm tăng dòng điện tác động lên sơ đồ điều khiển

Hiện nay hầu hết các đường dây tự động và máy tự động đều dùng các hệ thống điều khiển

gối tựa không tiếp xúc

9

Hình 2.6 S ơ đồ hệ thống điều khiển kiểu gối tựa của đầu lực máy tổ hợp

2.4 H ệ thống điều khiển chép hình

Các hệ thống điều khiển chép hình tự động dùng để điều khiển vận tốc dịch chuyển

của dụng cụ theo một quĩ đạo nào đó trong quá trình gia công Trong các hệ thống này vật mang chương trình là những hình mẫu (dưỡng chép hình) Nhờ áp dụng phương pháp chép hình, có thể gia công được những bề mặt có hình dáng phức tạp Kích thước của chi tiết gia công và của hình mẫu có thể bằng nhau nếu tỉ số truyền của hệ thống chép hình (hệ số khuếch đại) i = 1 hoặc khác nhau nếu i ≠ 1 Khi gia công những bề mặt đòi hỏi sự chính xác cao thì cần làm hình mẫu lớn hơn chi tiết gia công, lớn hơn bao nhiêu lần là tùy theo yêu cầu về độ chính xác và khả năng bố trí mẫu trên máy

Theo nguyên lý dò hình, các hệ thống tự động chép hình chia ra làm hai loại: Loại dò hình tiếp xúc và loại dò hình không tiếp xúc

10

Trong các h ệ thống dò hình tiếp xúc mũi dò tiếp xúc trực tiếp với mẫu, còn trong hệ

th ống dò hình không tiếp xúc, mũi dò không tiếp xúc trực tiếp với mẫu

Theo phương pháp tác động giữa hình mẫu với cơ cấu làm việc, các hệ thống tự động chép hình chia ra thành hai loại

Lo ại tác động trực tiếp: Hình mẫu tác động trực tiếp lên mũi dò và cơ cấu làm việc

Thí dụ các hệ thống chép hình cơ khí ưu điềm của các hệ thững này là kết cấu rất đơn

giản, dễ thực hiện nhưng có nhược điểm là lực tiếp xúc giữa mũi dò và mẫu chép bằng lực công tác, làm cho mẫu chép chóng mòn, giảm độ chính xác Để giảm mòn có thể chế tạo

mẫu chép bằng hợp kim cứng nhưng đắt tiền Những hệ thống chép hình này không điều khiển xa được

Lo ại tác động gián tiếp: Mẫu chép không tác động trực tiếp lên cơ cấu chấp hành mà

thông qua một bộ phận trung gian Bộ phận trung gian này là những cảm biến như điện

tiếp xúc, điện cảm, thủy lực, phóng điện, quang điện Nhờ sử dụng các loại cảm biến này

mà lực tác dụng của mẫu lên mũi dò giảm đi rất nhiều, thậm chí bằng không như trong các

hệ thống chép hình bằng cảm biến phóng điện và quang điện ưu điểm của các hệ thốnng chép hình này là mẫu chép ít mòn hơn, có thề làm bằng vật liệu rẻ tiền, đảm bảo độ chính xác cao

Sau đây chúng ta sẽ nghiên cứu các hệ thống tự động chép hình theo các phương pháp dò hình tiếp xúc

2.4.1 H ệ thống chép hình cơ khí

Hệ thống chép hình cơ khí thường dùng để gia công các bè mặt phức tạp trên các máy phay, máy tiện vạn năng Trong các hệ thống này các mẫu chép làm hai nhiệm vụ: điều khiển và truyền lực Nhược điểm của hệ thững này là hình mẫu tiếp nhận toàn bộ lực tác dụng giữa phôi và dụng cụ gia công nên chóng mòn và chóng mất độ chính xác

2.4.2 H ệ thống chép hình điện cơ

Trong các hệ thống chép hình điện cơ chuyển động của mũi dò trên mẫu chép được chuyển đổi thành tín hiệu điện đề điều khiển chuyển động tương đối giữa dụng cụ và bàn máy hay phôi Theo phương pháp truyền tín hiệu điều khiển, hệ thống chép hình điện cơ

có hai loại: Loại truyền tín hiệu điều khiển gián đoạn và loại truyền tín hiệu điều khiển liên

tục Trong các hệ thống chép hình điện cơ với tín hiệu điều khiển gián đoạn dùng cảm biến điện tiếp xúc

Ưu điểm: Kết cấu đơn giản

Nhược điểm: Vì tín hiệu không liên tục nên bề mặt gia công là một đường gãy khúc

Tuy nhiên vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết trong những trường hợp gia công thông thường

Nơi dùng: Các máy gia công khuôn mẫu

Để đảm bảo độ chính xác cao hơn cần dùng những hệ thống với tín hiệu điều khiển liên tục; thường thường dùng cảm biến điện cảm, tạo ra tín hiệu liên tục để điều khiển cơ

cấu truyền dẫn với động cơ một chiều Bề mặt gia công bằng phương pháp chép hình này thu được là một đường cong liên tục với độ chính xác cao hơn và độ nhám bề mặt thấp hơn

so với sơ đồ dùng cảm biến điện tiếp xúc

2.4.3 H ệ thống chép hình thuỷ lực

Hệ thống chép hình thủy lực có độ tin cậy cao hơn những hệ thững chép hình điện

cơ Chúng được sử dụng nhiều trong các máy điện, phay, bào ngang chép hình

Hệ thống chép hình thủy lực là hệ thống điều chỉnh tự động Cơ cấu chấp hành ở đây

là những xi lanh thủy lực được điều khiển bằng một van trượt Chuyển động của dụng cụ

ưu điểm của những hệ thống này là vạn năng vì có thể gia công được nhiều loại chi

tiết khác nhau nhờ thay đổi mẫu chép, có khả năng điều chỉnh nhanh chóng và thuận tiện trong một phạm vị rộng, lực điều khiển bé và lực của cơ cấu chấp hành lớn, đảm bảo gia công chi tiết chính xác theo mẫu chép, kích thước bé, tác động nhanh và có thể điều khiển

từ xa được, kết cấu đơn giản, độ tin cậy cao

Nhược điểm: Khi lượng chạy dao lớn, đầu dao bị rung động dùng van trượt điều khiển làm dấu nóng nên công suất hạn chế (< 3 kW) Đối với loại máy cần công suất lớn

phải dùng bơm dầu điều chỉnh được

a) H ệ thống chép hình thuỷ lực một toạ độ

Hệ thống chép hình thủy lực một toạ độ được dùng nhìeu trong máy tiện, máy phay, máy bào, xọc chép hình Trong những hệ thống này chuyển động ăn dao dọc được thực

hiện bằng cơ khỉ, điện cơ hay thủy lực, còn chuyển động ăn dao ngang do xi lanh thủy lực

thực hiện và được điều khiển nhờ một van trượt điều khiển Những van trượt này có thể là

một mép, 2 mép điều khiền Xi lanh thủy lực có thề là vi sai hay đơn giản

Sơ đồ nguyên lý của hệ thống này được thể hiện trên hình 2.10 (dùng cho máy phay)

Hình 2.10 H ệ thống chép hình thủy lực một toạ độ

Khi hướng chuyển động của xi lanh ăn dao ngang vuông góc với chuyển động ăn dao

dọc thì mặt nghiêng lên của profil mẫu chép không được quá 450

, vì khi đó lượng chạy dao

tổng cộng SΣ sẽ quá lớn, làm cho đầu dao rung động và xấu bề mặt gia công (hình 2.11)

12

Hình 2.11 Sơ đồ bố trí hướng chuyển động của xi lanh thuỷ lực chép hình

a - Lượng chạy dao tổng cộng; b - Lượng ăn dao tổng cộng khi xi lanh chạy dao ngang đặt vuông góc v ới chuyển động chạy dao dọc; c - Lượng chạy dao tổng cộng khi xi lanh chạy dao

ngang đặt nghiêng góc α so với hướng chạy dao dọc

Muốn gia công những bề mặt vai vuông góc với đường trục của chi tiết, phải giảm

tốc độ chạy dao dọc hoặc đặt nghiêng xi lanh chạy dao ngang đi một góc α, thường α =

450 (hình 2.11c) Trường hợp đầu làm giảm năng suất gia công Trường hợp sau gây ra

hiện tượng bóng đen trên mẫu chép hình có đoạn nghiêng sang trái với gốc nghiêng θ = α Lúc này lượng chạy dao tổng cộng sẽ tiến tới vô cùng

Hệ thống chép hình làm việc như sau: Dầu từ bơm được đưa vào buồng trên của xi lanh 11 qua cần đẩy 10 rồi xuống buồng dưới của xi lanh qua lỗ tiết lưu 8 có trên piston rồi

về bể qua mép của van trượt một mép điều khiển Khi mũi dò trượt trên bề mặt nằm ngang

của mẫu chép 3 xi lanh 11 ở trạng thái cân bằng, mũi dao chuyển động với lượng chạy dao

cơ khí sd = const Khi mũi dò trượt trên bề mặt nằm nghiêng hoặc vuông góc của mẫu, nó đẩy piston của van trượt lên trên, mở to khe hở tiết lưu, 1àm lưu lượng dầu về bể tăng lên,

áp suất p2 ở buồng dưới giảm xuống, xi 11 bị mất cân bằng Do áp lực ở buồng trên của xi lanh lớn hơn buồng dưới, xi lanh 11 bị đẩy lên trên theo mũi dò, đồng thời thân van 7 cũng

dịch chuyển lên trên vì gắn cứng với xi lanh làm khe hở của mép van điều khiển giảm

xuống, áp suất p2 lại tăng lên, phục hồi trạng thái cân bằng đã mất

Quá trình trên lại xảy ra nếu mũi dò lại tiếp tục trượt trên bề mặt nghiêng của mẫu

Bằng những hệ thống chép hình này có thể gia công các trục dài đến 900 mm và hành trình ngang của dao đến 110 mm

b) H ệ thống chép hình thủy lực hai toạ độ

Hệ thống này có đặc điểm là mũi dò trượt trên bề mặt của mẫu chép điều khiển chuyển động của dao cắt theo hai toạ độ ở đây, khi lượng chạy dao ngang sn thay đổi thì lượng chạy dao dọc sd cũng thay đổi theo Sự tương quan gỉữ'a các lương chạy dao phụ thuộc vào quy luật chuyển động đã chọn Thí dụ: trong các máy phay chép hình hai toạ độ thường sử dụng quy luật tam giác (hình 2.13a), còn trong các máy tiện chép hình hai toạ

độ sử dụng quy luật elíp (hình 2.13b)

Đỉnh của véc tơ chạy dao tổng cộng SΣ nằm trên cạnh huyền của tam giác vuông cân

mà mỗi cạnh của nó là giá trị lớn nhất của lượng chạy dao ngang Snmax và lượng chạy dao dọc Sdmax

13

Hình 2.14 Các quy lu ật chuyển động chép hình thường dùng

a) Quy lu ật tam giác; b) Quy luật elíp

Theo quy luật elíp, quan hệ giữa Sn và Sdđược xác định bằng công thức:

12

Trong đó β là góc nâng của profil mẫu chép hay góc nghiêng của profil mẫu chép so

với trục của chi tiết tại đoạn đã cho Lượng chạy dao tổng cộng được xác định bằng công

d

n s s

sΣ = +

Sau đây ta sẽ nghiên cứu sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều khiển tự động chép hình thuỷ lực hai tọa độ theo các quy luật nêu trên

- H ệ thống chép hình thủy lực hai tọa độ theo quy luật tam giác

Sơ đồ nguyên lý của hệ thống này được vẽ trên hình 2.15

Hệ thống gồm có một xi lanh chạy dao dọc 3, một xi lanh chạy dao ngang 13 và một van trượt điều khiển 4 mép 6 Xi lanh chạy dao dọc 3 mang đầu dao 2 và gắn cứng với thân van trượt 6 qua thanh nối 5 Cần đẩy 4 của xi lanh dọc gắn cứng với thân máy Xi lanh chạy dao ngang 13 gắn cứng vào thân máy, còn thanh đẩy 12 thì gắn cứng với bàn máy 10 qua thanh giằng 11 Chi tiết gia công 1 và mẫu chép 9 được gá trên bàn máy 10

Mũi dò 8 có đường kính bằng đường kính dao phay 2 Bàn máy 10 và hộp trục chính của dao 2 có thể di trượt trên các đường hướng ngang và đường hướng dọc của thân máy Dầu

từ bể dầu đặt trong thân máy sau khi lọc sạch được bơm 17 đưa vào hệ thống qua hai đường: một đường vào xi lanh dọc qua van trượt điều khiển 4 mép, một đường vào buồng trái của xi lanh ngang, qua lỗ tiết lưu 14 ở trong pirton sang buồng phải, rồi qua van một chiều 15, nối với đường dầu ra từ xi lanh dọc và đổ về bể qua bộ ổn tốc 16 Đặc điểm của

bộ ổn tốc 16 là lưu lượng dầu về bể không đổi theo thời gian (Q = const)

dầu vào buồng trên của xi lanh dọc tăng lên, đẩy xi lanh lên trên, đồng thời ép dầu từ

buồng dưới ra theo mép d-d Khi mũi dò trượt trên bề mặt dốc xuống của mẫu, dưới tác

dụng của lực lò xo, piston tụt xuống, mở to khe hở a-a và c-c, lượng dầu vào buồng dưới

của xi lanh chạy dao dọc tăng lên, kéo xi lanh 3 xuống dưới cùng với đầu dao Như vậy dao 2 sẽ chuyển động theo mũi dò 8, tạo nên bề mặt dốc trên chi tiết gia công Nhờ có chung đường dầu ra trước bộ ổn tốc, cho nên mỗi khi lượng chạy dao đứng sd thay đổi, lượng chạy dao ngang sn sẽ thay đổi theo Thật vậy, khi lượng ăn dao đứng tăng lên, lưu lượng dầu đổ về bể tăng lên, làm tăng áp suất tác dụng lên phía sau van một chiều 15, giảm lượng dầu ra của xi lanh ngang qua van một chiều 15 xuống, áp suất trong buồng trái của

xi lanh ngang tăng lên, giảm lượng chạy dao ngang xuống

Nếu gọi lưu lượng dầu ra của xi lanh ngang là Q1, lưu lượng dầu ra của xi lanh đứng

Q F

Q Q F

Q F

Q s

s n + d = + = 1 + 2 = =

2 2 1 1

Rõ ràng là quan hệ giữa sn và sd tuân theo quy luật tam giác

U'u điểm của hệ thống: Kết cấu đơn giản, dễ điều chỉnh và sử dụng

Nhược điểm: Khi độ nghiêng của bề mặt gia công thay đổi thì lượng chạy dao tổng

cộng cũng thay đổi, do đó chất lượng bề mặt gia công không đồng đều trên toàn bề mặt Tuy nhiên sự thay đổi này luôn luôn có xu hướng làm cho lượng chạy dao tổng cộng

nhỏ hơn lượng chạy dao thành phần lớn nhất

15

Nơi dùng: Các máy phay khuôn mẫu

- H ệ thống chép hình thủy lực hai tọa độ theo quy luật êlíp

Trong hệ thống này, lượng ăn dao ngang và ăn dao dọc liên hệ với nhau theo quy luật êlip tức là: 2 1

max

2 2 max

2

=

d d

n

n

s

s s

s

Nếu điều chỉnh hệ thống để 2

max 2

max d

s = thì ta được quy luật đường tròn, tức là:

const s

s

s n2 + d2 = t2 =

Ta có thể chứng minh điều này như sau:

Phương trình cân bầng lực tác dụng lên piston của bộ điều chỉnh vận tốc được viết như sau:

loxo

P f p f

Lưu lượng dầu qua van tiết lưu 17 bằng:

1 1

1 1

1

2

p

g a v

F

γµ

Lưu lượng dầu qua van tiết lưu 18 bằng:

2 2

2 2

2

2

p

g a v

F

γµ

2 2 2

2 2

2

1

2 1 1

P F

µ

2 2 2

2

b

v a

v

Đây chính là phương trình chính tắc của đường elíp

Ưu điểm của hệ thống: Lượng ăn dao ổn định hơn, nên độ nhám bề mặt gia công thu

được đồng đều hơn

Nhược điểm: Khó điều chỉnh để đạt được quy luật đường tròn

Nơi dùng: Các máy tiện chép hình thuỷ lực hai tọa độ, các máy phay chép hình gia

công khuôn mẫu

Trên cơ sở những hệ thống chép hình thuỷ lự( hai tọa độ và một tọa độ có thề xây

dựng được những hệ thống chép hình thuỷ lực ba tọa độ Tuy nhiên do mức( độ phức tạp

và thời gian hạn chế của chương trình, ta không nghiên cứu ở đây

2.4.4 Nh ững hệ thống chép hình không tiếp xúc

Nhược điểm chung của những hệ thống chép hình theo phương pháp tiếp xúc là có

lực tác dụng của mũi dò lên mẫu chép Mỗi một thay đổi nhằm làm giảm lực này cũng dẫn đến việc làm cho hệ thống phức tạp lên nhiều

Để loại bỏ nhược điểm này, người ta dừng những hệ thống điều khiển mà mũi dò không tiếp xúc với mẫu bằng cách dùng các cảm biến phóng điện và cảm biến quang điện Trong các hệ thống điều khiển chép hình dùng cảm biến phóng điện mẫu chép phải

có lớp dẫn điện ví dụ: chì, sơn nhôm) có bề dày 0,01 - 0,05 mm Mẫu chép có thể là một đường vẽ bằng chì hoặc mực dẫn điện trên dây hoặc vật liệu không dẫn điện

16

Hệ thống làm việc dựa trên nguyên tắc dòng điện điều khiển I tỷ lệ với khoảng cách δ

giữa mũi dò và mẫu chép Trong quá trình dò hình khi mũi dò tiến gần đến mẫu chép, dòng điện a-nốt trên đèn điện tử tăng lên Dòng điện này sau khi khuyếch đại, dùng để điều khiển bộ truyền động Thí dụ làm động cơ một chiều quay nhanh hơn để đưa đầu dao dịch chuyển theo phương Y với lượng chạy dao sY Nhờ cảm biến được gắn cứng với đầu dao nên khoảng cách δ lại tăng lên, dòng điện điều khiển giảm xuống, động cơ quay chậm lại Trong khi đó lượng chạy dao theo phương X với lượng ăn sX sẽ đưa gần mũi dò vào mẫu làm giảm khe hở và tăng lượng sY lên

Trong hệ thống chép hình không tiếp xúc bằng quang điện việc chép hình được thực

hiện dựa trên nguyên tắc hoạt động của tế bào quang điện: dòng ánh sáng cho xuyên qua nét vẽ trên mẫu và rơi vào tế bào quang điện làm cho tế bào quang điện hoạt động Tùy theo mức độ che khuất tia sáng mà dòng điện ra của tế bào quang điện cũng thay đổi theo Dòng điện này được đưa qua bộ khuếch đại điều khiển bộ truyền chạy dao ngang Nếu

phần sáng và tối bằng nhau thì lượng chạy dao ngang bằng 0 (hình 2.18, vị trí I)

Hình 2.18 Sơ đồ chép hình bằng quang điện

Nếu tại những nơi có đường lượn (vị trí II và III), phần tối và sáng không đều nhau, lượng chạy dao ngang sẽ xuất hiện và tăng hoặc giảm tùy theo độ nghiêng của đường cong

so vai chiều dọc (sX) Chuyển động chạy dao dọc được thực hiện từ một động cơ riêng qua

bộ truyền vít me - đai ốc Chuyển động ăn dao ngang cũng được thực hiện từ một động cơ riêng khác nhưng có liên hệ với lượng chạy dao dọc qua bộ truyền cơ khí sao cho khi lượng chạy dao ngang tăng lên thì lượng chạy dao dọc giảm xuống, và ngược lại, khi lượng chạy dao ngang giảm xuống thi lượng chạy dao dọc tăng lên

Hệ thống chép hình không tiếp xúc ít được sử dụng vì khó thực hiện mẫu chép chính xác Nó chỉ được sử dụng để trang bị cho những máy hàn tự động, cắt sắt bằng axêtilen theo những hình dạng phức tạp

2.5 H ệ thống điều khiển bằng trục phân phối

Hệ thống điều khiển bằng trục phân phối là hệ thống điều khiển hở (không có liên hệ ngược), tập trung với phương pháp truyền tín hiệu liên tục và các thông tin ban đầu đã hoàn toàn thể hiện trong chương trình Chương trình điều khiển được ghi lên vật mang tin

là các cam được bố trí trên một trục Các cam được sử dụng trong hệ thống này có thể là cam thùng, cam đĩa, cam mặt đầu, kín hoặc hở Để tạo ra chuyển động chạy dao người ta

sử dụng qui luật chuyển động đều bằng các biên dạng logáit hay acsimet trên cam đĩa hay các đường xoắn vít trên cam thùng, cam mặt đầu Để thực hiện các chuyển động nhanh,

17

người ta dùng các qui luật chuyển động với sự thay đổi gia tốc đều ở cuối hành trình như qui luật sin, cosin, parabol để giảm lực quán tính

Một trong những vấn đề trọng tâm khi thiết kế cam là chọn góc áp lực θap, góc hợp

giữa pháp tuyến của mặt cam tại điểm tiếp xúc của đầu trượt (hoặc con lăn) và phương

dịch chuyển của thanh trượt (hình 2.19)

Hình 2.19 Sơ đồ xác định góc áp lực và góc nâng của cam

Khi tính góc áp lực, cần phải giải quyết mâu thuẫn giữa vận tốc cần lớn nhất và kích thước của cam nhỏ nhất Góc áp lực tối ưu được tính theo công thức sau:

( 1 2)0

2 11µµ

µµθ

µ1 - Hệ số ma sát giữa thanh trượt và mặt cam

µ2 - Hệ số ma sát giữa thanh trượt và bạc dẫn hướng

k0 - Hệ số tin cậy của cơ cấu khi làm việc k0 được xác định theo công thức sau:

của cam thì θn = θap

Các hệ thống điều khiển bằng trục phân phối được sử dụng chủ yếu trên các máy tiện

tự động revolver, máy tiện dọc định hình, máy tiện tự động nhiều trục chính, các máy tự động trong các nhành thực phẩm, dược phẩm, hoá chất

Theo phương pháp truyền lực và dịch chuyển, các hệ thống điều khiển bằng trục phân phối có hai loại: truyền lực bằng đòn bảy và bằng trục bi

Trong các hệ thống điều khiển bằng trục phân phối, các cam được bố trí trên một trục chung để đảm bảo các cơ cấu làm việc đồng bộ với nhau Cam vừa làm nhiệm vụ dịch chuyển vừa truyền lực cho cơ cấu công tác Cam có thể truyền chuyển động tịnh tiến và chuyển động lắc Biên dạng (prôfil) của cam thường 3 ba phần cơ bản: phần nâng, phần hạ

và phần dừng

θ

việc truy nhập chương trình vào vùng làm việc hệ thống đọc chương trình Chương trình điều khiển chứa thơng tin cần thiết để máy. .. khiển tự động kiểu trục phân phối,

mẫu chép, điều khiển chương trình chu kỳ số loại chương trình số dùng động bước

H ệ thống điều khiển tự động làm việc sở thơng tin ban đầu chương. .. thống điều khiển trục phân phối sử dụng chủ yếu máy tiện

tự động revolver, máy tiện dọc định hình, máy tiện tự động nhiều trục chính, máy tự động nhành thực phẩm, dược phẩm, hoá chất

Theo