QUẢN LÝ KHO HÀNG TỰ ĐỘNG BẰNG HỆ THỐNG CIM (COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING)

TÓM TẮT Đề tài: QUẢN LÝ KHO HÀNG TỰ ĐỘNG BẰNG HỆ THỐNG CIM COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING Hiện nay việc ứng dụng kho hàng tự động AS/RS trong các dây chuyền sản xuất ở nước ta là mộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

QUẢN LÝ KHO HÀNG TỰ ĐỘNG BẰNG HỆ THỐNG CIM (COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING)

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN PHƯỚC LỘC

Ngành: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Niên khóa: 2006 – 2010

Tháng 07 năm 2010

QUẢN LÝ KHO HÀNG TỰ ĐỘNG BẰNG HỆ THỐNG CIM

(COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING)

Giáo viên hướng dẫn:

TS DƯƠNG MINH TÂM Th.S LÂM HỮU DANH

Tháng 7 năm 2010

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên là em rất cảm ơn thầy cô của Trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh đã truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích trong suốt thời gian học tập tại trường

Em xin gởi lời biết ơn chân thành đến bộ môn Điều Khiển Tự Động cùng thầy

cô trong Khoa Cơ Khí đã giảng dạy những kiến thức chuyên môn làm cơ sở để em thực hiện tốt đề tài này Đặc biệt, trong quá trình thực hiện đề tài này tại Trung Tâm Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Cao, em chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn đề tài TS.Dương Minh Tâm và Th.S Lâm Hữu Danh

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy cô, cùng các bạn trong lớp DH06TD, bạn 8iu đã đóng góp ý kiến và kinh nghiệm quý báu trong quá trình thực hiện đề tài này

Kính chúc các Thầy Cô sức khỏe và thành đạt trong cuộc sống

Tp.HCM, tháng 7 năm 2010

Sinh viên thực hiện Nguyễn Phước Lộc

TÓM TẮT

Đề tài:

QUẢN LÝ KHO HÀNG TỰ ĐỘNG BẰNG HỆ THỐNG CIM

(COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING)

Hiện nay việc ứng dụng kho hàng tự động AS/RS trong các dây chuyền sản xuất

ở nước ta là một vấn đề mới Kho hàng tự động AS/RS không những giúp chúng ta lưu trữ cấp phát vật tư, kiện hàng…phục vụ cho nhiều lĩnh vực như kho chứa hàng (siêu thị bán lẻ), kho lưu trữ tư liệu (thư viện, bệnh viện), chuyển phát nhanh, công nghiệp thực phẩm, ở bến cảng… mà còn giúp chúng ta giảm thiểu hư hại sản phẩm, sử dụng tiết kiệm diện tích sàn của kho chứa, giảm công sức bốc xếp hàng, linh kiện đặc biệt là chúng ta có thể quản lý kho hàng về mặt hàng, số liệu hàng tồn, thay đổi vật tư…Từ những năm 1990 khi máy tính được sử dụng trong sản xuất, việc quản lý sản xuất đã

có sự xuất hiện sản xuất linh hoạt (FMS) và hệ thống CIM Hiện nay hệ thống CIM đang được ứng dụng ngày càng phổ biến trong các nước phát triển do hiệu quả của nó

đem lại Do đó, trong bài khóa luận “Quản lý kho hàng tự động bằng hệ thống CIM”

được sự giúp đỡ của các anh tại Trung Tâm Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Cao, sinh viên đã thực hiện và đạt được những kết quả sau:

+ Khảo sát về thiết kế và chế tạo kho hàng tự động AS/RS (phần cơ khí)

+ Khảo sát về các thiết bị tự động, robot lấy cất hàng

+ Tìm hiểu về quản lý kho hàng tự động bằng PLC

+ Tìm hiểu về hệ thống CIM trong quản lý kho hàng tự động AS/RS

Trên cơ sở đó có thể triển khai thành những hệ thống lớn hơn phục vụ cho sản xuất Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

TS DƯƠNG MINH TÂM NGUYỄN PHƯỚC LỘC Th.S LÂM HỮU DANH

MỤC LỤC

Trang tựa i

Lời cảm ơn ii

Tóm tắt iii

Mục lục iv

Danh sách các hình vii

Danh sách các bảng ix

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích đề tài 1

1.3 Giới hạn đề tài 2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 3

2.1 Tìm hiểu tổng quan về kho hàng tự động AS/RS 3

2.2 Các thành phần chính của hệ thống AS/RS 4

2.3 Phân loại hệ thống lưu xuất nhập kho tự động AS/RS 4

2.3.1 Hệ thống AS/RS cho các kiện hàng đồng dạng 4

2.3.2 Hệ thống AS/RS cho loại hàng có tải trọng nhỏ 4

2.3.3 Hệ thống AS/RS hàng dài 5

2.3.4 Hệ thống AS/RS có người điều hành 5

2.4 Giới thiệu về phương pháp tự động nhận dạng vật thể 7

2.4.1 Giới thiệu về công nghệ mã số, mã vạch 7

2.4.1.1 Khái niệm 7

2.4.1.2 Nguyên lý đọc mã vạch 7

2.4.2 Tổng quan về Radio Frequency Indentification (RFID) 8

2.4.2.1 Khái niệm 8

2.4.2.2 Các thành phần của hệ thống RIFD 9

2.5 Ưu điểm của hệ thống kho hàng lưu/ xuất nhập tự động 10

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11

3.1 Thời gian và địa điểm tiến hành đề tài 11

3.1.1 Địa điểm tiến hành đề tài 11

3.1.2 Phân bố thời gian tiến hành đề tài 11

3.2 Đối tượng và thiết bị nghiên cứu 11

3.2.1 Đối tượng nghiên cứu 11

3.2.2 Thiết bị nghiên cứu 11

3.3 Phương pháp thực hiện đề tài 12

3.3.1 Phương pháp thực hiện khảo sát phần cơ khí 12

3.3.2 Phương pháp thực hiện phần điện – điện tử 12

3.3.3 Phương pháp thực hiện phần mềm 12

3.4 Phương tiện thực hiện đề tài 12

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 13

4.1 Tìm hiểu hệ thống CIM 13

4.1.1 Định nghĩa CIM 13

4.1.2 Vai trò của hệ thống CIM 13

4.1.3 Các bộ phận của 1 hệ thống CIM điển hình 14

4.2 Tìm hiểu cấu trúc kho hàng tự động AS/RS trong hệ thống CIM 15

4.2.1 Khung kệ lưu trữ 15

4.2.2 Thiết bị lưu/ xuất kho (S/R Robot) 17

4.2.3 Các ổ chứa là các môđun lưu trữ (Storage modules) 17

4.2.4 Trạm thu nhận và phân loại lưu/xuất 18

4.2.5 Hệ thống vận chuyển vòng ngoài (External handling System) 18

4.3 Lập sơ đồ hệ thống điện của hệ thống AS/RS trong hệ thống CIM 18

4.3.1 Mạch động lực của hệ thống AS/RS 18

4.3.2 Mạch điều khiển của hệ thống AS/RS trong hệ thống CIM 19

4.3.2.1 Mạch điều khiển Motor X, biến tần X 19

4.3.2.2 Mạch điều khiển Motor Y, biến tần Y 20

4.3.2.3 Mạch điều khiển Motor Z, biến tần Z 21

4.4 Tìm hiểu cấu tạo, cách quản lý, lập sơ đồ điều khiển S/R robot 21

4.4.1 Cấu tạo của S/R robot 21

4.4.1.1 Hệ thống truyền động 22

4.4.1.2 Hệ thống điều khiển 22

4.4.1.3 Hệ thống truyền thông 23

4.4.1.4 Hệ thống nguồn cấp 23

4.4.1.5 Hệ thống an toàn 24

4.4.2 Lập sơ đồ khối điều khiển S/R robot 25

4.5 Tìm hiểu cách quản lý kho hàng AS/RS bằng hệ thống CIM 30

4.5.1 Cách quản lý kho hàng bằng mã số, mã vạch 30

4.5.2 Áp dụng quản lý mã số, mã vạch 31

4.5.3 Sơ đồ khối mô tả quá trình nhập/xuất kho 33

4.5.4 Tìm hiểu phần mềm ERP - quản lý vật tư, linh kiện cho kho 35

4.5.5 Hệ thống AS/RS phù hợp với dây chuyền lắp ráp công nghiệp sẽ được ghép vào như hệ thống sản xuất linh hoạt FMS, hệ thống JIT 42

4.5.6 Áp dụng hệ thống CIM trong hệ thống tự động hóa lưu/ xuất vật tư dạng linh kiện, chi tiết máy hoặc cụm thiết bị nhỏ phục vụ dây chuyền lắp ráp, thiết bị công nghiệp 44

4.6 Hiệu quả ứng dụng CIM trong sản xuất [1] 46

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 48

5.1 Kết luận 48

5.2 Đề nghị 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Cấu trúc tổng thể của một hệ thống kho AS/RS điển hình 3

Hình 2.2: Hệ thống AS/RS cho các kiện hàng đồng dạng 4

Hình 2.3: Hệ thống AS/RS cho loại hàng có tải trọng nhỏ 5

Hình 2.4: Hệ thống AS/RS hàng dài 5

Hình 2.5: Hệ thống AS/RS có người điều hành 5

Hình 2.6: Hệ thống kho tự động lưu/ xuất nhập ô tô (bãi đỗ xe) 6

Hình 2.7: Hệ thống AS/RS trong phòng thí nghiệm 6

Hình 2.8: Nguyên lý hoạt động của việc đọc mã vạch 8

Hình 2.9: Quá trình hoạt động của việc đọc mã vạch 8

Hình 2.10: Thẻ RFID 9

Hình 2.11: Hệ thống RFID 9

Hình 2.12: Nguyên lý họat động của phương pháp RFID 9

Hình 4.1: Định nghĩa CIM 13

Hình 4.2: Mô tả hệ thống CIM 14

Hình 4.3: Mô phỏng hệ thống CIM đơn giản với hệ thống kho AS/RS 15

Hình 4.4: Sơ đồ hệ thống kho hàng tự động AS/RS 15

Hình 4.5: Hình chiếu của kho hàng AS/RS 16

Hình 4.6: Cách lắp ghép dàn khung lại với nhau 16

Hình 4.7: Hệ thống khung kệ đã được chế tạo 16

Hình 4.8: Kích thước S/R Robot (hình chiếu đứng) 17

Hình 4.9: Thùng nhựa chứa hàng 17

Hình 4.10: Hệ thống vận chuyển vòng ngoài 18

Hình 4.11: Mạch động lực kết nối các thiết bị 18

Hình 4.12: Sơ đồ mạch điều khiển Motor, Biến tần, phanh, encoder của trục X 19

Hình 4.13: Sơ đồ mạch điều khiển Motor, Biến tần, phanh, encoder của trục Y 20

Hình 4.14: Sơ đồ mạch điều khiển Motor, Biến tần trục Z 21

Hình 4.15: Kết cấu điển hình của một hệ thống AS/RS robot 22

Hình 4.16: Sơ đồ điều khiển của 1 hệ thống S/R robot 23

Hình 4.17: Bộ điều khiển không dây 23

Hình 4.18: Nguyên lý truyền dẫn RF 23

Hình 4.19: Hệ thống nguồn cấp cho S/R robot 24

Hình 4.20: Hệ thống an toàn được sử dụng trong AS/RS 24

Hình 4.21: Cấu trúc hệ thống CIM để quản lý kho hàng 30

Hình 4.22: Giải thích ý nghĩa của các nhóm con số trong mã vạch 31

Hình 4.23: Thẻ nhận dạng 32

Hình 4.24: Thẻ nhận dạng sau khi ứng dụng mã vạch 32

Hình 4.25: Cấu trúc nhãn nhận dạng 33

Hình 4.26: Màn hình chính của phần mềm quản lý kho hàng 35

Hình 4.27: Thông tin về lô hàng trong kho AS/RS 37

Hình 4.28: Thông tin về nhà cung cấp vật tư 37

Hình 4.29: Nhập/ hiệu chỉnh phiếu nhập kho 38

Hình 4.30: Chức năng F8 38

Hình 4.31: Thao tác nhập kho 39

Hình 4.32: Thực hiện hoàn tất thao tác nhập kho 39

Hình 4.33: Thao tác xuất kho 39

Hình 4.34: Thực hiện hoàn tất thao tác xuất kho 40

Hình 4.35: Lập phiếu xuất kho 40

Hình 4.36: Lập phiếu chuyển kho 41

Hình 4.37: Thao tác sắp xếp kho 42

Hình 4.38: Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 42

Hình 4.39: Hệ thống AS/RS nối vào dây chuyền lắp ráp dạng sản xuất linh hoạt 43

Hình 4.40: Hệ thống sản xuất - lắp ráp JIT (mức độ cao) 43

Hình 4.41: Sơ đồ quản lý toàn kho AS/RS 44

Hình 4.42: Giải pháp đồng bộ dữ liệu giữa 2 phần mềm ERP và AS/RS 45

Hình 4.43: Hệ thống Pilot AS/RS tại SVEAM-VIKYNO 46

Hình 4.44: Sơ đồ mô tả tổng quát trung tâm vận hành giám sát 47

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 4.1: Mô tả chức năng của chương trình ERP 36 Bảng 4.2: Bảng so sánh sức chứa Kho phụ tùng trước và sau ứng dụng hệ thống AS/RS 47

Chữ viết tắt

AS/RS: Automated Storage/ Retrieval Systems

CIM: Computer Integrated Manufacturing

S/R Robot: Storage/ Retrieval Robot

RFID: Radio Frequency Indentification

AGV: Automated Guided Vehicle: xe tự hành

RTV: Robotic Transfer Vehicle: robot tự hành

FMS: Flexible Manufacturing System

là 1 nhu cầu tất yếu, cần thiết Vì thế được sự chấp nhận của ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí – Công Nghệ và sự hướng dẫn của thầy TS Dương Minh Tâm và Th.S Lâm Hữu

Danh, em tiến hành thực hiện đề tài: “Quản lý kho hàng tự động bằng hệ thống CIM”

Do trình độ có hạn và mức độ dừng lại ở đề tài tốt nghiệp cũng như khó khăn về vật chất, thời gian nên không tránh khỏi những thiếu sót kính mong quí thầy cô và bạn đọc đóng góp ý kiến để bài khóa luận được hoàn thiện hơn

1.2 Mục đích đề tài:

-Tìm hiểu về hệ thống lưu / xuất nhập kho tự động AS/RS về:

+ Phần cơ khí: phần thiết kế, lắp ráp và chế tạo AS/RS

+ Phần điều khiển: các thiết bị sử dụng trong kho AS/RS, quản lý S/R robot bằng PLC, hệ thống nhận dạng sản phẩm

-Áp dụng hệ thống CIM trong việc quản lý kho hàng tự động AS/RS

+Cách thức quản lý kho hàng, cấp phát vật tư bằng máy tính

+ Cách điều khiển S/R robot, kết nối truyền thông với các thiết bị bên ngoài thông qua máy tính

+ Quản lý về hàng tồn, thông tin sản phẩm, linh kiện vật tư

1.3 Giới hạn đề tài:

Do hệ thống lưu xuất / nhập kho tự động AS/RS tại Trung Tâm Nghiên Cứu Triển Khai Khu Công Nghệ Cao TP.HCM đang trong quá trình nghiên cứu và chế tạo nên đề tài dừng lại ở việc:

+ Khảo sát phần cấu tạo cơ khí của hệ thống kho tự động AS/RS

+ Tìm hiểu các thiết bị tự động (đặc điểm, cấu tạo, cách sử dụng, điều khiển thiết bị), cấu tạo S/R robot … của kho tự động AS/RS

+ Lập sơ đồ giải thuật, phương án điều khiển cho S/R robot

+ Ứng dụng hệ thống CIM trong việc quản lý xuất/ nhập vật tư trong kho hàng

tự động AS/RS

Chương 2

TỔNG QUAN

2.1 Tìm hiểu tổng quan về kho hàng tự động AS/RS:

Khái niệm về hệ thống AS/RS:

Hình 2.1: Cấu trúc tổng thể của một hệ thống kho AS/RS điển hình

Hệ thống lưu/ xuất nhập kho tự động - AS/RS (Automated Storage/ Retrieval Systems) được sử dụng từ năm 1960, là hệ thống lưu giữ và xuất nhập hàng hóa được quản lý một cách tự động

Kho hàng AS/RS là một hệ thống hoàn chỉnh thực hiện các chức năng như đưa vào, vận chuyển, cất giữ, tìm kiếm và đưa hàng ra kịp thời phục vụ theo yêu cầu Đồng thời các quá trình đó được quản lý và hiển thị trên màn hình hoặc in ra những thông tin cần thiết theo yêu cầu của người sử dụng

Từ nhận thức ban đầu hệ thống AS/RS chỉ là kết hợp cơ giới hóa và điều khiển

tự động ở 1 số công đoạn của qui trình nhập/ lưu/ xuất kho, ngày nay hệ thống AS/RS

là sản phẩm cơ điện tử, là bộ phận quan trọng trong hệ thống sản xuất tích hợp với máy tính CIM (Computer Integrated Manufacturing)

2.2 Các thành phần chính của hệ thống AS/RS:

Hệ thống kho hàng tự động là hệ thống AS/RS là hệ thống quản lý xuất nhập hàng hóa tự động với sự phối hợp các kỹ thuật cao về cơ khí, tự động hóa và công nghệ thông tin Hệ thống này được sử dụng phổ biến trong các kho hàng và trung tâm phân phối có mật độ lưu chuyển lớn với nhiều ràng buộc về quản lý hàng

2.3 Phân loại hệ thống lưu xuất nhập kho tự động AS/RS:

Hệ thống lưu/ xuất nhập kho tự động AS/RS có thể phân loại theo đặc điểm cấu tạo, phương thức hoạt động, lĩnh vực ứng dụng

Phân loại theo cấu tạo và phương thức hoạt động:

2.3.1 Hệ thống AS/RS cho các kiện hàng đồng dạng (Unit load AS/RS): được

xây dựng vào cuối thập niên 1960 nhưng rất nặng nề, chậm chạp và rất phức tạp để sử

dụng Nhưng với phát triển khoa học công nghệ thì Unit load AS/RS đã đạt được độ tin cậy, tốc độ cũng như hiệu quả làm việc 24/7 Unit load AS/RS được thiết kế cho

các tải đồng nhất như cùng kích cỡ, cùng hạng tải trọng Hệ thống này thường đi kèm với một hệ thống băng truyền và thường được sử dụng trong kho hàng các xí nghiệp, trong kho chứa ô tô…

Hình 2.2: Hệ thống AS/RS cho các kiện hàng đồng dạng

2.3.2 Hệ thống AS/RS cho loại hàng có tải trọng nhỏ (Mini Load AS/RS):

thiết kế cho các kiện hàng có tải trọng nhỏ (từ 340 kg trở xuống) Được sử dụng để

lưu/ xuất các bộ phận nhỏ và các công cụ mà nó có thể được lưu giữ trong thùng hoặc ngăn kéo Hệ thống này cho phép bạn lưu trữ nhiều vật tư, linh kiện nhỏ với không gian ít hơn Chiều cao giá kệ khoảng 6m

Hình 2.3: Hệ thống AS/RS cho loại hàng có tải trọng nhỏ

2.3.3 Hệ thống AS/RS hàng dài (Deep – Lane AS/RS): tương tự như các hệ

thống AS/RS khác, ngoại trừ là chiều sâu của kho tương đối lớn nên cho phép lưu trữ nhiều sâu, được sử dụng trong các ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm

Hình 2.4: Hệ thống AS/RS hàng dài

2.3.4 Hệ thống AS/RS có người vận hành (Man-on-board AS/RS): là một hệ

thống có sự tham gia trực tiếp của người vận hành ở một công đoạn nào đó, ví dụ có người trên thang máy để xếp, nhặt hàng

Hình 2.5: Hệ thống AS/RS có người điều hành

Phân loại theo lĩnh vực ứng dụng:

Dưới đây là 1 số hình ảnh về ứng dụng của hệ thống kho hàng tự động AS/RS: -Hệ thống lưu và đỗ xe tự động là công nghệ sắp xếp, lưu trữ các phương tiện giao thông sao cho tiết kiệm không gian, thời gian và đặc biệt là diện tích mặt bằng xây dựng, nhân công

Hình 2.6: Hệ thống kho tự động lưu/ xuất nhập ô tô (bãi đỗ xe)

Lưu trữ bộ sưu tập các mẫu hóa chất, vi sinh vật, AND… từ dăm ba ngàn đến hàng triệu mẫu Đối với bộ sưu tập nhỏ, tần số lấy ra/ vào thấp thì có thể quản lý bằng tay được, nhưng đối với bộ sưu tập lớn và tần số truy cập cao thì hệ thống AS/RS sẽ đáp ứng được yêu cầu này và giúp tránh sai sót trong quá trình lưu/ xuất các mẫu

Hình 2.7: Hệ thống AS/RS trong phòng thí nghiệm

Ngoài ra tùy theo từng nhu cầu về lưu/ xuất nhập hàng hóa khác nhau thì sẽ có một hệ thống AS/RS thích hợp như: hệ thống lưu/ xuất nhập sách trong thư viện, trong các bến cảng…

2.4 Giới thiệu phương pháp tự động nhận dạng vật thể:

Automatic Indentification (Auto-Id) là phương pháp tự động nhận dạng vật thể Auto-Id được phân ra làm 5 phương pháp cơ bản:

+Chipcard: Thông số, dữ liệu được lưu trữ vào chip và có thể thay đổi dữ liệu tùy theo kích thước bộ nhớ trong Chip Chip được cấy vào thẻ nhựa đặc biệt; qua thiết

bị đọc, chip được cấp nguồn để thực hiện việc trao đổi dữ liệu

+Biometrics: Dựa vào đặc tính khác biệt sinh học của con người để nhận dạng con người; như là nhận dạng qua dấu vân tay, qua mắt, qua giọng nói.v.v

+Optical Character Recognition (ORC): Phương pháp này dựa vào ký tự, ký hiệu được so sánh với bản mẫu đã có trước đó dưới dạng hình ảnh để so sánh và xác định được ký tự, ký hiệu từ chung một nguồn gốc

+Barcode: là những vạch và khoảng trống song song với độ rộng khác nhau được mã hóa để có được mã số riêng, dữ liệu cho vật thể cần xác định

+Radio Frequency Indentification (RFID): là phương pháp nhận dạng tự động dựa trên khả năng lưu trữ và nhận dữ liệu từ xa bằng các thiết bị thẻ RFID

Vậy để ứng dụng phương pháp tự động xác định vật thể vào hệ thống mini load AS/RS thì phương pháp barcode và RFID là khả thi

2.4.1 Giới thiệu về công nghệ mã số, mã vạch (Barcode):

2.4.1.1 Khái niệm:

Mã vạch là một dãy các vạch tối và khoảng trống song song dùng để thể hiện mã

số dưới dạng máy quét (scanner) có thể đọc được

Barcode (hay còn gọi là mã vạch) là một dạng thức trình bày dữ liệu mà các máy quang học có thể đọc được Ứng dụng chủ yếu hiện nay là lưu trữ và hiển thị dữ liệu nhất định của một sản phẩm cụ thể

2.4.1.2 Nguyên lý đọc mã vạch:

Mã vạch được đọc bởi các thiết bị quét quang học gọi là máy đọc mã vạch hay được quét từ hình ảnh bằng các phần mềm chuyên biệt Kỹ thuật mã vạch được áp dụng trong nhiều lĩnh vực như siêu thị, sân bay, thư viện… để quản lý sách báo, hàng hoá, sản phẩm, khách hàng

Hình 2.8: Nguyên lý hoạt động của việc đọc mã vạch

Hình 2.9: Quá trình hoạt động của việc đọc mã vạch

Sử dụng máy quét mã vạch Máy quét mã vạch là máy thu nhận hình ảnh của mã vạch in trên các bề mặt của hàng hóa và chuyển thông tin chứa trong mã vạch đến máy tính hay các thiết bị cần thông tin này Nó thường có một nguồn sáng kèm theo thấu kính để hội tụ ánh sáng thành tín hiệu điện Ngoài ra, nhiều máy quét mã vạch còn có thêm mạch điện tử xử lý tín hiệu thu được từ cảm quang để chuyển thành tín hiệu phù hợp cho kết nối với máy tính

2.4.2 Tổng quan về Radio Frequency Indentification (RFID):

2.4.2.1 Khái niệm: là phương pháp nhận dạng tự động dựa trên khả năng lưu

trữ và nhận dữ liệu từ xa bằng các chip Thẻ RFID có kích thước nhỏ và có thể gắn vào sản phẩm, gắn trên người, động vật Thẻ RFID chứa các chip slicon và các anten cho phép nhận lệnh và đáp ứng lại bằng tần số vô tuyến RF từ một RFID phát đáp Các thẻ thụ động không yêu cầu nguồn công suất nội bộ còn các thẻ tích cực yêu cầu một nguồn công suất

Hình 2.10: Thẻ RFID

2.4.2.2 Các thành phần của hệ thống RIFD:

Một hệ thống RFID cơ bản bao gồm ba thành phần:

Hình 2.11: Hệ thống RFID

• Một ăng ten: các ăng ten phát ra tín hiệu radio để kích hoạt các Tag và

để đọc và ghi dữ liệu vào nó

• Thiết bị thu phát (với bộ giải mã)

• Một transponder (RF tag) xử lý số liệu bằng điện tử được lập trình với các thông tin duy nhất (Transponder: hệ thống nhận và phát tín hiệu lại, hệ thống tiếp sóng, bộ tách sóng)

Hình 2.12: Nguyên lý họat động của phương pháp RFID

2.5 Ưu điểm của hệ thống kho hàng lưu/ xuất nhập tự động:

Mật độ lưu trữ cao: lưu được nhiều hàng hơn và tiết kiệm diện tích sử dụng do tận dụng được chiều cao và đường chạy của robot nhỏ, giúp tiết kiệm chi phí đầu tư Công nghệ chuyển đường cho phép chỉ cần 1 con robot cho một nhà kho, không cần hệ thống chiếu sáng, không sử dụng lao động trong kho… giúp tiết kiệm đáng kể chi phí đầu tư vào robot, hệ thống chiếu sáng, chi phí bảo trì, chi phí vận hành…

Tốc độ xuất nhập cao, trung bình 1 tấn hàng/ phút/ robot

Thất thoát nhiệt thấp: sử dụng diện tích nhỏ hơn, không sử dụng hệ thống chiếu sáng, có cửa ra vào tự động và phòng cách ly nên thất thoát nhiệt sẽ là rất thấp đối với các kho hàng tự động có hệ thống lạnh

Quản lý chuyên nghiệp và hiệu quả nhờ phần mềm quản lý kho kết hợp với công nghệ mã vạch (Barcode) hay thẻ (Transponder) giúp giảm chi phí quản lý và nhân công, đồng thời cũng dễ dàng đạt các tiêu chuẩn ISO để tạo lợi thế cạnh tranh

+Vì tính hiệu quả của kho hàng tự động mang lại nên em đã tiến hành tìm hiểu về công nghệ, cách quản lý kho hàng tự động, từng bước ứng dụng vào ngành công nghiệp của Việt Nam Đặc biệt là việc áp dụng kho hàng tự động AS/RS để cấp phát vật tư, linh kiện cho dây chuyền lắp ráp máy công cụ

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu đề tài

3.1.1 Địa điểm tiến hành đề tài

Đề tài được tiến hành vào ngày 12/04/2010 – 30/06/2010 tại Trung Tâm Nghiên

Cứu Triển Khai Khu Công Nghệ Cao TP.HCM

3.1.2 Phân bố thời gian tiến hành đề tài

• Từ ngày 12/4/2010 đến 26/4/2010: tìm hiểu đề tài và lí thuyết liên quan, lập đề cương chi tiết

• Từ ngày 26/4/2010 đến 10/5/2010: khảo sát mô hình thiết kế phần cơ khí, phần điều khiển của Hệ thống lưu/ xuất nhập kho hàng tự động AS/RS tại Trung Tâm Nghiên Cứu Triển Khai Khu Công Nghệ Cao TP.HCM, viết bài khóa luận

• Từ ngày 10/5/2010 đến 31/5/2010: tìm hiểu về áp dụng PLC vào việc chế tạo cụm Robot của AS/RS

• Từ ngày 31/5/2010 đến 20/6/2010: tìm hiểu hệ thống CIM trong hệ thống lưu/ xuất nhập kho hàng tự động AS/RS, viết bài khóa tiếp theo

• Từ ngày 20/6/2010 đến 30/6/2010: khảo nghiệm thực tế và thu thập kết quả, chỉnh sửa bài khóa luận, báo cáo thử

• Từ ngày 1/7/2010 đến 15/7/2010: trình bày đồ án tốt nghiệp, chỉnh sửa nộp bài cho thư viện

3.2 Đối tượng và thiết bị nghiên cứu

3.2.1 Đối tượng nghiên cứu

Sinh viên tiến hành tìm hiểu hệ thống quản lý, thiết kế, chế tạo kho hàng tự động AS/RS tại Trung Tâm Nghiên Cứu Triển Khai Khu Công Nghệ Cao TP.HCM

3.2.2 Thiết bị nghiên cứu

• PLC Mitsubishi FX3u

• Biến tần Mitsubishi FR – A700

• Motor giảm tốc 3 pha, động cơ 3 pha - Hyponic

• Phần mềm lập trình cho PLC Mitsubishi – MELSOFT FX

• Các linh kiện, thiết bị điện tử: proximity sensor, encoder, limit switch, rectifier (A200-D90), Circuit breaker (CB), relay…

3.3 Phương pháp thực hiện đề tài:

3.3.1 Phương pháp thực hiện khảo sát phần cơ khí

• Tham khảo một số hệ thống AS/RS trên thế giới

• Cách lựa chọn vật liệu của kho AS/RS

• Xem mô hình và tìm hiểu thiết kế hệ thống

• Khảo sát phần cơ khí của kho hàng tự động AS/RS tại trung tâm: vẽ hình, ghi kích thước, cấu tạo, tổng sức chứa của kho, yêu cầu kỹ thuật của kho AS/RS

3.3.2 Phương pháp thực hiện phần điện - điện tử

• Tìm hiểu các thiết bị, linh kiện được sử dụng trong hệ thống kho hàng tự động AS/RS

• Sơ đồ thiết kế và thi công hệ thống điện trong kho hàng tự động AS/RS

3.3.3 Phương pháp thực hiện phần mềm

• Vẽ sơ đồ chung về hoạt động của kho hàng AS/RS

• Sơ đồ điều khiển S/R robot

• Tìm hiểu các phần mềm được sử dụng trong hệ thống CIM

3.4 Phương tiện thực hiện đề tài

• Các tài liệu nghiên cứu liên quan: Tài liệu về hệ thống kho hàng tự động AS/RS, tài liệu về lập trình PLC, tài liệu về cảm biến, tài liệu từ Internet, một số sách và giáo trình có liên quan đến đề tài

• Máy tính cá nhân

-CIM theo Hiệp hội các nhà sản xuất SME (Society of Manufacturing Engineers)

là một hệ thống tích hợp có khả năng cung cấp sự trợ giúp của máy tính cho tất cả các chức năng thương mại của một nhà máy sản xuất, từ khâu tiếp nhận đơn đặt hàng, thiết

kế, sản suất, cho đến khâu phân phối sản phẩm đến tay khách hàng

4.1.2 Vai trò của hệ thống CIM:

CIM tham gia vào môi trường sản xuất: điều khiển Robot, lắp ráp, gia công, kiểm soát chất lượng, đóng gói, vận chuyển và phân phát hàng hóa

CIM tham gia vào quá trình công nghệ: thiết kế và sản xuất có trợ giúp tính (CAD/CAM), lập kế hoạch sản xuất và quy trình công nghệ có trợ giúp của máy tính (Computer aided process planning - CAPP/ Computer aided engineering - CAE) CIM bao gồm mạng và các hệ thống: các phần cứng và phần mềm truyền thông trong các nhà máy, quản lý thông tin dữ liệu bao gồm cả việc thu thập, lưu trữ và truy xuất dữ liệu

CIM tham gia vào việc cải thiện không ngừng các quá trình sản xuất: lập kế hoạch

và kiểm soát nguyên liệu đầu vào, các hệ thống theo dõi và kiểm soát chất lượng

Hình 4.2: Mô tả hệ thống CIM

4.1.3 Các bộ phận của 1 hệ thống CIM điển hình:

Mô hình một hệ thống CIM điển hình gồm các bộ phận cơ bản sau:

- Kho tự động lưu/ xuất nhập AS/RS

- Các máy gia công CNC.Các Robot

- Hệ thống băng truyền khép kín

- Hệ thống lắp ráp linh hoạt.Hệ thống kiểm tra chất lượng lắp ráp

- Hệ thống mạng LAN nội bộ liên kết các thành phần trong hệ thống

Trong đó kho tự động đóng vai trò quan trọng đảm bảo tính đồng bộ của cả hệ thống

Hình 4.3: Mô phỏng hệ thống CIM đơn giản với hệ thống kho AS/RS

1 Kho hàng tự động lưu/ xuất nhập AS/RS

2 Robot công nghiệp (Industrial Robots)

3 Máy tiện CNC (CNC Lathe Machine)

4 Hệ thống quét đọc mã vạch (Barcode Scanning System)

5 Máy phay CNC (CNC Milling Machine)

6 Trạm kiểm tra chất lượng (Quality Control Station)

7 Trạm điều khiển quản lý trung tâm

4.2 Tìm hiểu cấu trúc kho hàng tự động AS/RS trong hệ thống CIM tại Trung Tâm Nghiên Cứu Triển Khai Khu Công Nghệ Cao TP.HCM

Kho hàng AS/RS có kích thước dài 14m, cao 5m, rộng 2m, với 3 robot là: S/R, AGV, RTV

Hình 4.4: Sơ đồ hệ thống kho hàng tự động AS/RS

4.2.1 Khung kệ lưu trữ: thường được xếp thành các dãy khung kệ song song,

với các ô chứa theo kích thước mong muốn

Hệ thống khung kệ, dãy chứa chuyên dụng: 500 ô chứa, bề mặt sàn nhà dùng để làm kho hàng này phải phẳng và chịu được tải trọng (số ô chứa x tải trọng 1 thùng =

500 ô x 100 kg = 50.000 kg) khoảng hơn 50 tấn, chiều cao nhà kho khoảng hơn 6m

Hình: Kích thước sơ bộ của hệ thống AS/RS (hình mô phỏng)

Hình 4.5: Hình chiếu của kho hàng AS/RS

Các thanh được ghép với nhau bằng cách:

Hình 4.6: Cách lắp ghép dàn khung lại với nhau

Hệ thống kệ chứa có thể mua ở công ty Hai My (http://www.haimy.com) chuyên sản xuất các loại khung kệ chứa hàng bằng sắt, thép trong kho chứa hàng công nghiệp

Hình 4.7: Hệ thống khung kệ đã được chế tạo

4.2.2 Thiết bị lưu/ xuất kho (S/R Robot): được xem là một bộ phận quan trọng

hệ thống AS/RS, làm nhiệm vụ nhận hàng từ trạm nhận đưa vào các ô chứa và xuất các kiện hàng từ ô chứa đến vị trí trạm xuất Thao tác như một robot hoạt động trong

hệ tọa độ vuông góc XYZ Kết cấu điển hình của S/R robot gồm cột tháp chạy giữa 2 đường ray song song trên và dưới

- Trục X: Hành trình tới lui (chạy ngang) của S/R robot

- Trục Y: Hành trình lên xuống (chạy dọc) của S/R robot

- Trục Z: Hành trình lấy cất vật của S/R robot

- Motor X: là động cơ di chuyển S/R robot theo trục X

- Motor Y: là động cơ di chuyển S/R robot theo trục Y

- Motor Z: là động cơ thao tác lấy cất vật

Hình 4.8: Kích thước S/R Robot (hình chiếu đứng)

4.2.3 Các ổ chứa là các môđun lưu trữ (Storage modules): là các thùng bằng

nhựa dùng để chứa hàng có kích thước là dài x rộng x cao: 600x400x260 (cm)

Hình 4.9: Thùng nhựa chứa hàng

4.2.4 Trạm thu nhận và phân loại lưu/xuất (Pick and deposit station - PDS):

trạm được bố trí thường ở vị trí đầu hoặc cuối hành lang giữa các dãy khung kệ để chuyển kiện hàng vào thiết bị lưu/xuất kho (S/R robot) hoặc đón kiện hàng từ kho lưu

trữ (Storage Structure) để chuyển qua thiết bị vận chuyển vòng ngoài

4.2.5 Hệ thống vận chuyển vòng ngoài (External handling System):

Nhiệm vụ của hệ thống này là vận chuyển kiện hàng đến kho chứa AS/RS và xuất hàng từ kho ra bên ngoài Các dạng thường dùng: băng chuyền, robot tự hành, xe

tự hành (AGV-Automated Guided Vehicle)

Hình 4.10: Hệ thống vận chuyển vòng ngoài

4.3 Lập sơ đồ hệ thống điện của hệ thống AS/RS trong hệ thống CIM:

4.3.1 Mạch động lực của hệ thống AS/RS: (dùng Microsoft Office Visio 2007)

Hình 4.11: Mạch động lực kết nối các thiết bị

Thông qua CB1 (CB tổng) cấp cho hệ thống kho hàng tự động AS/RS nguồn 220VAC 3 pha 3 CB: CB2, CB3, CB4 cấp nguồn cho 3 biến tần 1.5k, 2.2k, 0.2k Ngõ

ra của biến tần được nối vào các động cơ tương ứng CB5: cấp nguồn cho biến áp để tạo ra nguồn 220VAC 1 pha cấp cho bộ điều khiển (PLC) Dây trung hòa (nguồn 3 pha 220V AC 4 dây) được nối vào thanh ray dẫn hướng hình chữ I

4.3.2 Mạch điều khiển của hệ thống AS/RS trong hệ thống CIM:

4.3.2.1 Mạch điều khiển Motor X, biến tần X, phanh, encoder X:

Hình 4.12: Sơ đồ mạch điều khiển Motor, Biến tần, phanh, encoder của trục X Mạch này gồm có PLC FX 3u, biến tần FR- A700, Relay, A200-D90, Encoder

+PLC: được kết nối theo kiểu Source Input vì do hệ thống sử dụng các loại cảm biến loại PNP (cảm biến tiệm cận)

+Biến tần: sử dụng các chân STF, STR… được điều khiển bởi ngõ ra của PLC +Relay: dùng để kích phanh (trạng thái ban đầu là hãm, khi kích là nhã phanh) +A200-D90: bộ chỉnh lưu dòng điện 1 chiều để cấp cho phanh từ

+Encoder: pha A, pha B được đưa vào 2 chân X0, X1 (dùng bộ đếm tốc độ cao để đếm xung encoder)

4.3.2.2 Mạch điều khiển Motor Y, biến tần Y, phanh, encoder Y:

Hình 4.13: Sơ đồ mạch điều khiển Motor, Biến tần, phanh, encoder của trục Y Giải thích sơ đồ mạch trên:

Mạch này gồm có PLC FX 3u, biến tần FR- A700, Relay, A200-D90, Encoder

+PLC: được kết nối theo kiểu Source Input (chân 0V và chân SS nối lại với nhau) +Biến tần: sử dụng các chân STF (chạy thuận), STR (chạy nghịch), STOP (dừng) để điều khiển motor RH, RM, RL kết hợp tạo ra nhiều cấp tốc độ điều khiển cho motor +Relay: dùng để kích phanh (trạng thái ban đầu là hãm, khi kích là nhã phanh)

+A200-D90: bộ chỉnh lưu dòng điện 1 chiều để cấp cho phanh từ

+Encoder: pha A, pha B được đưa vào 2 chân X3, X4 (tùy cách sử dụng bộ đếm tốc

độ cao nào thì chân ngõ vào đếm xung sẽ tương ứng)

4.3.2.3 Mạch điều khiển Motor Z, biến tần Z:

Hình 4.14: Sơ đồ mạch điều khiển Motor, Biến tần trục Z

Mạch này gồm có PLC FX 3u, biến tần FR- A700, phanh, A200-D90

+PLC: được kết nối theo kiểu Source Input (chân 0V và chân SS nối lại với nhau) +Biến tần: sử dụng các chân STF, STR, STOP tương ứng chạy thuận, chạy nghịch, dừng RH, RM, RL kết hợp để tạo ra nhiều cấp tốc độ điều khiển cho motor

+Relay: dùng để kích phanh (trạng thái ban đầu là hãm, khi kích là nhã phanh)

+Ngõ ra của PLC làm tín hiệu điều khiển cho biến tần: chạy thuận (STF), chạy

nghịch (STR), dừng (STOP) Khi kết hợp 3 ngõ ra RH, RM, RL sẽ cho ra 23 = 8 cấp tốc

độ, từng cấp tốc độ đã được quy định qua các Parameter (tham số Pr) trong biến tần và được nhập vào từ bảng điều khiển Operation panel FR-DU07 của biến tần

+Phanh hãm được sử dụng là loại phanh từ Ở trạng thái ban đầu là hãm (2 má ép chặt vào trục động cơ) khi cấp điện vào thì phanh sẽ ngừng hãm (nhã ra) để cho động

cơ hoạt động

4.4 Tìm hiểu cấu tạo, cách quản lý, lập sơ đồ điều khiển S/R robot:

4.4.1 Cấu tạo của S/R robot:

Kết cấu điển hình của hệ thống S/R robot gồm cột tháp chạy giữa 2 đường ray song song trên và dưới Bàn xe hàng gắn với thang máy di chuyển dọc cột tháp

Do hệ thống AS/RS đang tìm hiểu là hệ thống AS/RS tải nhỏ (Mini load AS/RS) áp dụng cho dây chuyền lắp ráp các chi tiết động cơ Do tải trọng nhỏ (tải trọng lớn nhất là 100 kg), chiều cao khung dải kệ (dưới 10m) nên chọn S/R robot dạng khung đơn thích hợp cho việc di chuyển theo 2 chiều tới-lui, lên-xuống, đồng thời có tay móc để xuất/ nhập hàng

Hình 4.15: Kết cấu điển hình của một hệ thống AS/RS robot

S/R robot có các hệ thống chính sau:

4.4.1.1 Hệ thống truyền động: gồm 3 động cơ di chuyển theo 3 trục X, Y, Z

(chạy ngang, chạy dọc, lấy/cất hàng) Để S/R robot di chuyển theo 2 trục X, Y bằng bộ truyền động thanh răng bánh răng Tốc độ, chiều quay, vị trí của S/R robot (theo 2 trục

X, Y) được điều khiển thông qua biến tần kết hợp với encoder, phanh hãm để giúp S/R robot di chuyển và dừng đúng vị trí yêu cầu

Thao tác lấy/cất hàng được truyền động bằng đai răng giúp tăng độ chính xác tránh trường hợp bị trượt trong khi truyền động Tốc độ, chiều quay, vị trí cánh tay lấy/cất hàng (theo trục Z) được điều khiển thông qua biến tần kết hợp với proximity, phanh hãm để giúp robot thao tác lấy/cất hàng đúng theo yêu cầu

4.4.1.2 Hệ thống điều khiển: thông qua việc lập trình cho bộ điều khiển (PLC)

sẽ điều khiển toàn bộ quá trình làm việc cho S/R robot

Hình 4.16: Sơ đồ điều khiển của 1 hệ thống S/R robot

4.4.1.3 Hệ thống truyền thông: sử dụng hệ thống truyền thông không dây để

giao tiếp giữa robot và trung tâm điều khiển Trung tâm gửi tín hiệu điều khiển tới robot để robot hoạt động, vận hành theo chương trình định trước Đồng thời robot sẽ gửi lại trung tâm điều khiển thông tin về trạng thái hoạt động của robot

Hình 4.17: Bộ điều khiển không dây

Hình 4.18: Nguyên lý truyền dẫn RF

4.4.1.4 Hệ thống nguồn cấp: S/R robot sử dụng nguồn cấp 3 pha 220V AC để

cấp cho biến tần Nguồn 220V AC 1 pha để cấp cho bộ điều khiển (PLC), hệ thống cảm biến, đèn báo

Bộ điều khiển Cảm biến

Encoder

Điều khiển tốc độ và vị trí robot trục X

Điều khiển tốc độ và vị trí robot trục Y

Điều khiển thao tác lấy/cất hàng

Trung tâm vận hành, giám sát

Giao tiếp bằng sóng radio

Bộ RF đặt trên PC

Bộ RF đặt trên robot

Bộ điều khiển robot

PC

Lệnh điều khiển từ PC

Trạng thái của robot

Hình 4.19: Hệ thống nguồn cấp cho S/R robot

Do S/R robot phải di chuyển liên tục theo 2 chiều X, Y (di chuyển tới-lui, xuống) nên không thể mắc dây điện như cách thông thường vì rất dễ bị mắc, vướng dây điện khi S/R di chuyển Cho nên ta chọn kiểu đường ray dẫn điện (gồm có má tiếp xúc vào đường ray dẫn điện) giúp cho S/R di chuyển một cách dễ dàng

lên-Nguồn cấp 3 phase 220VAC (bộ nguồn tổng): cấp điện cho toàn bộ các thiết bị sử dụng điện trong nhà kho như các máy CNC, máy hàn…

4.4.1.5 Hệ thống an toàn: có nhiệm vụ đảm bảo an toàn cho hoạt động của hệ

thống S/R robot Gồm có CB, công tắc hành trình, proximity sensor, limit switch…giới hạn hành trình làm việc của robot Phanh hãm giúp cho robot dừng, giữ đúng vị trí yêu cầu để thao tác lấy/ cất hàng

Hình 4.20: Hệ thống an toàn được sử dụng trong AS/RS

Start

4.4.2 Lập sơ đồ khối điều khiển S/R robot: điều khiển S/R robot lấy hàng

xung =< (X-a)

Khai báo, Nhập mã hàng cần lấy

Dò tìm trong cơ sở dữ liệu -> Vị trí (X, Y)

Kích phanh hãm, Stop động cơ

Đ

Đ

Đ

Thực hiện quá trình giảm tốc

Cảm biến tiệm cận xác định tay móc đang ở vị trí lấy hàng (duỗi ra hết) Kích phanh, Stop Motor Z

Kích phanh hãm, Stop Motor Y

Đ

Start Motor Y, nhã phanh, đếm xung

Start Motor Z quay ngược, chọn tốc độ

Gặp cảm biến tiệm cận xác định tay móc đã lấy hàng xong (duỗi ra hết) Hãm phanh, Stop Motor Z

Hoàn thành việc lấy hàng

B

xung=<HY-a+b xung =< (HX-a)

Chọn tốc độ giảm tốc, số lần

giảm tốc, thời gian giảm tốc

xung =HX

Chọn tốc độ giảm tốc, số lần giảm tốc, thời gian giảm tốc

Khởi động Motor Z, đảo chiều quay, chọn cấp tốc độ, kích phanh.

Cảm biến tiệm cận xác định tay móc đang ở vị trí xuất hàng (duỗi ra hết).Kích phanh, Stop Motor Z

Start Motor Y, nhã phanh, đếm xung

C

xung =HY

Kích phanh hãm, Stop Motor Y

Khởi động Motor Z, đảo chiều quay, chọn cấp tốc độ, kích phanh

Cảm biến tiệm cận xác định tay móc ở

vị trí ban đầu (duỗi ra hết)

Kích phanh, Stop Motor Z

Đ

S

Reset các thành phần, reset bộ đếm

Hoàn thành việc lấy hàng

Giải thích sơ đồ khối điều khiển S/R robot lấy hàng:

Ký hiệu: a, b: là khoảng cách để giảm tốc của trục X, Y c: là khoảng cách nâng hoặc

hạ trục Y để móc thùng hàng hay nhã móc kéo thùng hàng

+ Đầu tiên ta nhập mã hàng cần lấy (ví dụ mã số, mã vạch, vị trí thùng chứa…) lúc

đó máy tính sẽ tìm trong cơ sở dữ liệu của kho -> tính ra được vị trí của thùng hàng tương ứng (vị trí X, Y)

+ Khi có vị trí X, Y lúc đó PLC điều khiển biến tần sẽ khởi động 2 motor X và Y đồng thời, chọn cấp tốc độ thích hợp, nhã phanh… để chạy tới vị trí yêu cầu Khi gần tới vị trí (X,Y) PLC điều khiển biến tần thực hiện quá trình giảm tốc (giả sử còn khoảng cách là “a” là để giảm tốc)

+ Khi đạt được vị trí (X, Y) thì PLC sẽ kích phanh hãm và stop motor Sau đó khởi động motor Z thực hiện thao tác lấy hàng

+ Trong thao tác lấy hàng để cho tay móc có thể móc vào má móc hàng ta phải nâng trục Y lên thêm một đoạn là “b” chẳng hạn Sau đó đảo chiều motor Z để lấy thùng hàng ra Nhờ cảm biến tiệm cận sẽ kích phanh, stop motor Z -> hoàn thành thao tác lấy hàng

+ Sau khi stop motor Z ta sẽ khởi động đồng thời 2 motor X, motor Y chạy ra vị trí

H (Home) và cũng còn cách một khoảng là “a” sẽ thực hiện quá trình giảm tốc để tránh quán tính xảy ra trong quá trình di chuyển

+ Khi đạt được vị trí Home rồi thì khởi động motor Z để đưa thùng hàng ra trạm xuất nhập Để gỡ tay móc ra khỏi má móc hàng ta phải hạ trục Y xuống một khoảng “c” chẳng hạn rồi khởi động motor Z chạy về vi trí ban đầu

+ Hoàn thành xong việc lấy hàng S/R robot sẽ báo về trạm điều khiển, trạm điều khiển sẽ lưu lại vị trí thùng hàng đã lấy ra và điều khiển các bộ phận khác (RTV, băng chuyền…) hoạt động

+ Tương tự cho việc điều khiển S/R robot cất hàng, ta cũng thực hiện các bước nhập

mã thùng hàng để lưu vào cơ sở dữ liệu Thao tác lấy thùng hàng từ trạm xuất/ nhập, thực hiện thao tác di chuyển đồng thời 2 trục X, Y tới vị trí cần cất hàng Sau đó thực hiện thao tác cất thùng hàng vào ô chứa

- Phần lập trình cho S/R robot (nằm ở phần phụ lục)

4.5 Tìm hiểu cách quản lý kho hàng AS/RS bằng hệ thống CIM:

Hình 4.21: Cấu trúc hệ thống CIM để quản lý kho hàng

Ứng dụng hệ thống CIM vào trong kho hàng tự động AS/RS là việc quản lý kho hàng với sự hổ trợ của máy tính như việc nhập xuất vật tư cho các dây chuyền sản xuất, xưởng chế tạo; kiểm soát tình hình vật tư trong kho

4.5.1 Cách quản lý kho hàng bằng mã số, mã vạch:

Quản lý mã vạch (barcode): hiện nay đã được sử dụng rộng rãi ở nước ta trong các doanh nghiệp, một số nhà máy quản lý vật tư theo ERP Nhưng cũng còn nhiều khó khăn vì công nghệ này cần có người nhập liệu, dán nhãn, kiểm tra Mức độ tự động hóa chưa cao

Nhưng do việc quản lý theo mã vạch vì để đảm bảo độ chính xác cho việc nhận dạng, quản lý các linh kiện vật tư, cấp phát vật tư…thích hợp với việc hệ thống quản

lý của các nhà cung ứng vật tư => nên áp dụng vào kho hàng AS/RS này

Mã số mã vạch là một trong những công nghệ nhận dạng và thu thập dữ liệu tự động dựa trên nguyên tắc: đặt cho đối tượng cần quản lý một dãy số (hoặc dãy chữ và số), sau đó thể hiện dưới dạng mã vạch để máy quét có thể đọc được Trong quản lý hàng hoá người ta gọi dãy số, dãy vạch đó là mã số mã vạch (MSMV) của hàng hoá

Trong hệ thống mã số EAN cho sản phẩm bán lẻ có hai loại, một loại sử dụng

13 con số (EAN-13) và loại kia sử dụng 8 con số (EAN-8)

Mã số EAN-13 gồm 13 con số có cấu tạo như sau: từ trái sang phải