giáo trình tự động hóa QTSX

Tự động hóa theo tiếng Hy lạp có nghĩa là “tự chuyển động”. Ở đây chúng tahiểu thuật ngữ tự động hóa là thực hiện quá trình sản xuất mà trong đó tất cả các tácđộng cần thiết để thực hiện nó, kể cả việc điều khiển quá trình được tiến hành khôngcó sự tham gia của con người.Hiện nay tự động hóa đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành sản xuất vàtrong công nghiệp người ta nói thế kỷ 21 này là thế kỷ của tự động hóa và điều khiểntự động.Nhưng nếu nhìn nhận kỹ nguồn gốc thì ta thấy TĐH có nguồn gốc từ cổ xưa.+ Vào thế kỷ thứ nhất sau công nguyên, Heerron ở Ai Cập đã làm những màn múarối với nhiều loại con rối tự động.+ Đến thế kỷ 1718 nhiều loại đồ chơi tự động và đồng hồ tự động đã xuất hiện.+ Sau đó đến thế kỷ 18 đầu thế kỷ 19 trong giai đoạn cách mạng công nghiệp ở ChâuÂu tự động hóa mới thâm nhập vào thực tế sản xuất.+ Năm 1765 xuất hiện bộ điều chỉnh tự động mức trong nồi hơi của Pôndunnop+ Năm 1784 bộ điều chỉnh tốc độ trong nồi hơi của Giôn Oát đã xuất hiện.+ Năm 1798 Henry Nandsley ở nước Anh mới dùng vítđai ốc để dịch bàn máy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VĨNH LONG

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BÀI GIẢNG

TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

GV: LÊ HỮU TOÀN

VĨNH LONG, NĂM 2021

1

1

Mục lục

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 5

1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 5 1.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN 6

1.4 HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA TỰ ĐỘNG HÓA 11

1.4.1CÁC ƯU ĐIỂM CỦA TỰ ĐỘNG HÓA TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 11

2.1.2NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN E RROR ! B OOKMARK NOT DEFINED

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP VẬN CHUYỂN PHÔI 16

2.3 CÁC HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN 18

2

2.3.3HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN BẰNG XE TỰ HÀNH AGV(AUTOMATED GUIDED

VEHICLE) 22

2.4 LƯU KHO TỰ ĐỘNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 23

2.4.1MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC LƯU KHO TỰ ĐỘNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 23 2.4.2MỤC TIÊU CÓ THỂ ĐẠT ĐƯỢC KHI CÀI ĐẶT HỆ THỐNG LƯU TRỮ TỰ ĐỘNG 24

2.4.4CÁC HỆ THỐNG XUẤT NHẬP TỰ ĐỘNG(AUTOMATED STORAGE/ RETRIEVAL

SYSTEMS) 24 2.4.5CÁC HỆ THỐNG LƯU TRỮ XOAY VÒNG KIỂU CAROUSEL 26

CHƯƠNG 3: TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH CẤP PHÔI 28

3.1 Ý NGHĨA, PHÂN LOẠI CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG 28

3.1.3.CẤU TẠO CHUNG CỦA MỘT HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG 30

3.2 VẤN ĐỀ ĐỊNH HƯỚNG PHÔI RỜI 31

3.5 CƠ CẤU TÁCH PHÔI VÀ CƠ CẤU ĐƯA PHÔI 49

3.6 CƠ CẤU ĐẨY PHÔI VÀ CƠ CẤU ĐỔI HƯỚNG PHÔI 51

3.7 TỰ ĐỘNG HOÁ VÀ KẸP CHẶT DỤNG CỤ 53

3.7.1PHÂN LOẠI CÁC CƠ CẤU CẤP PHÁT VÀ KẸP CHẶT DỤNG CỤ 53 3.7.2Ổ CHỨA VÀ VẬN CHUYỂN DỤNG CỤ KHI CẤP PHÁT TỰ ĐỘNG 55

CHƯƠNG 4: KIỂM TRA VÀ LẮP RÁP TỰ ĐỘNG 57

4.2 K IỂM TRA TÍCH CỰC TRONG CÁC QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG 58

4.6.2ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG ĐỐI CỦA CÁC CHI TIẾT LẮP RÁP 66

4.7 T HIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ LẮP RÁP TỰ ĐỘNG 66

CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG SẢN XUẤT HIỆN ĐẠI 70

5.1 H Ệ THỐNG SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG LINH HOẠT FMS (F LEXIBLE M ANUFACTURING

4

5

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

Tự động hóa theo tiếng Hy lạp có nghĩa là “tự chuyển động” Ở đây chúng ta hiểu thuật ngữ tự động hóa là thực hiện quá trình sản xuất mà trong đó tất cả các tác động cần thiết để thực hiện nó, kể cả việc điều khiển quá trình được tiến hành không

có sự tham gia của con người

Hiện nay tự động hóa đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành sản xuất và trong công nghiệp người ta nói thế kỷ 21 này là thế kỷ của tự động hóa và điều khiển

tự động

Nhưng nếu nhìn nhận kỹ nguồn gốc thì ta thấy TĐH có nguồn gốc từ cổ xưa + Vào thế kỷ thứ nhất sau công nguyên, Heerron ở Ai Cập đã làm những màn múa rối với nhiều loại con rối tự động

+ Đến thế kỷ 17-18 nhiều loại đồ chơi tự động và đồng hồ tự động đã xuất hiện + Sau đó đến thế kỷ 18 đầu thế kỷ 19 trong giai đoạn cách mạng công nghiệp ở Châu

Âu tự động hóa mới thâm nhập vào thực tế sản xuất

+ Năm 1765 xuất hiện bộ điều chỉnh tự động mức trong nồi hơi của Pôndunnop + Năm 1784 bộ điều chỉnh tốc độ trong nồi hơi của Giôn Oát đã xuất hiện

+ Năm 1798 Henry Nandsley ở nước Anh mới dùng vít-đai ốc để dịch bàn máy + Năm 1873 Spender đã chế tạo máy tiện tự động có ổ cấp phôi và trục phân phối với cam đĩa và cam thùng

Đến năm 1880 thì nhiều hãng trên thế giới như Pittler Ludwig Lowe (Đức), RSA (Anh) …đã chế tạo máy tiện tự động Rowvonve dùng phôi thép thanh Sau đó xuất hiện máy tiện tự động tiện dọc định hình

Vào đầu thế kỷ 20 bắt đầu có máy tự động nhiều trục chính máy tự động tổ hợp đường dây tự động liên kết mềm và liên kết cứng dùng trong sản xuất hàng loạt hàng khối Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của điều khiển học và các quy luật chung của quá trình điều khiển và truyền tin trong các hệ thống có tổ chức đã góp phần đẩy mạnh sự phát triển và ứng dụng của tự động hóa các quá trình sản xuất vào công nghiệp

Trong những năm gần đây, các nước có nền công nghiệp phát triển tiến hành rộng rãi tự động hóa trong sản xuất loạt nhỏ Điều này phản ánh xu thế chung của một nền kinh tế thế giới chuyển từ sản xuất loạt lớn và hàng khối sang sản xuất loạt nhỏ và hàng khối thay đổi

Nhờ những thành tựu to lớn của công nghệ thông tin và các lĩnh vực khoa học khác, ngành công nghiệp gia công cơ của thế giới trong những năm cuối của thế kỷ

20 đầu thế kỷ 21 đã có những thay đổi sâu sắc

6

1.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN

1.2.1 Cơ khí hĩa (Mechanicalize)

Để tạo ra sản phẩm, các quá trình sản xuất thực hiện việc biến đổi vật chất, năng lượng và thơng tin từ dạng này sang dạng khác Các quá trình này bao gồm 2 dạng sau:

- các quá trình chính (các chuyển động chính) và các quá trình phụ(các chuyển động phụ)

- Các quá trình chính là các quá trình trực tiếp làm thay đổi tính chất cơ lý hĩa, hình dáng hình học ban đầu của phơi liệu để tạo ra sản phẩm yêu cầu

- Các quá trình phụ là các quá trình khơng làm thay đổi trạng thái của đối tượng, nhưng cần thiết kế cho các quá trình chính thực hiện được

Cơ khí hĩa là quá trình thay thế tác động cơ bắp của con người khi thực hiện các quá trình cơng nghệ chính hoặc chuyển động chính bằng máy

Đặc điểm: nâng cao năng suất lao động, một số trường hợp khơng thay thế được con người (điều khiển, theo dõi )

Với quá trình sản xuất và cơng nghệ phức tạp khi mà số lượng các thơng số tham gia vào quá trình lớn và cĩ giá trị thay đổi liên tục theo thời gian thì khả năng hồn thành nhiệm vụ của người thợ thực hiện nhiệm vụ điều khiển sẽ bị suy giảm Xét ví dụ đơn giản – quá trình tiện như trên hình 1.1 Chuyển động chính là chuyển động quay của chi tiết và chạy dao khi dao tiện bóc đi một lớp phôi liệu, còn chuyển động phụ là chuyển động chạy dao nhanh tới vị trí ban đầu, gá đặt phôi lên máy trước khi gia công và tháo dỡ nó sau khi gia công xong

Hệ thống này hầu như không có sự nối kết nào giữa các hành động khác nhau của chu kì gia công Người thợ phải thực hiện bằng tay các chuyển động phụ như lùi dao nhanh khỏi bề mặt gia công, đưa dao trở về vị trí ban đầu và điều chỉnh dao vào vị trí mới cho chu kì tiếp theo Với ví dụ trên hình 1.1, sau khi đã

7

được cơ khí hóa, máy vẫn không thể tự thực hiện được các chuyển động phụ Do đó để tiếp tục một chu kỳ mới, cần có sự tham gia của thợ điều khiển Khi áp dụng cơ khí hóa quá trình sản xuất, việc điều khiển quá trình do người thợ thực hiện

1.2.2 Tự động hĩa sản xuất (Manufacturing Automation)

Tự động hĩa sản xuất là một hướng phát triển của sản xuất chế tạo máy mà trong đĩ con người được giải phĩng khơng chỉ từ lao động cơ bắp mà cịn được giải phĩng từ quá trình điều khiển sản xuất Ở đây trách nhiệm của con người là theo dõi quá trình sản xuất Con người thực hiện việc chuẩn bị cơng nghệ và cấp – tháo phơi theo chu kỳ cho máy (tùy thuộc vào mức độ tự động hĩa)

Như vậy, tự động hĩa QTSX là tổng hợp các biện pháp được sử dụng khi thiết

kế các quá trình sản xuất và cơng nghệ mới, tiên tiến Trên cơ sở của các quá trình sản xuất và cơng nghệ đĩ, tiến hành lập các hệ thống thiết bị cĩ năng suất cao, tự động thực hiện các quá trình chính và phụ bằng các cơ cấu và thiết bị tự động, mà khơng cần sự tham gia của con người

Điều khiển là một quá trình sử dụng thông tin để tạo ra các tác động cần thiết tới cơ cấu chấp hành, đảm bảo cho một quá trình vật lí hoặc thông tin nào đó xảy ra theo mục đích định trước Với những quá trình sản xuất và công nghệ phức tạp, khi mà số lượng các thông số tham gia vào quá trình lớn và có giá trị thay đổi liên tục theo thời gian, thì khả năng hoàn thành nhiệm vụ của người thợ thực hiện nhiệm vụ điều khiển sẽ bị suy giảm đáng kể Vì vậy cần giao nhiệm vụ đó cho máy

Hình 1.2 Máy tiện cĩ chu trình làm việc theo chương trình tự động

8

Ví dụ: trên máy tiện điều khiển số (hình 1.2) các chuyển động chính và phụ được máy thực hiện tự động theo một chương trình định sẵn, chương trình này có thể bao gồm nhiều chu kỳ gia công hay nhiều đường chuyển dao khác nhau Con người lúc này chỉ còn nhiệm vụ gá đặt phôi, khởi động và theo dõi quá trình làm việc của chúng Tuy nhiên, sau khi gia công xong một chi tiết thì máy ngừng hoạt động vì bản thân nó không thể lấy phôi để tiếp tục gia công chi tiết tiếp theo, máy này được tạm gọi là máy bán tự động

- Hệ thống cảm biến: cĩ chức năng tiếp nhận và biến đổi thơng tin các loại, làm cơ

sở cho các quyết định điều khiển

- Hệ thống điều khiển: cĩ chức năng đưa ra các quyết định điều khiển quá trình và các tác động tương ứng tới cơ cấu điều khiển trên cơ sở các thơng tin nhận được từ

hệ thống cảm biến

- Hệ thống phản hồi: cĩ chức năng theo dõi thơng tin, so sánh các tín hiệu nhận được

từ hệ thống cảm biến và điều khiển để tiến hành các tín hiệu bù tương ứng

* QTSX cơ khí gồm: chuẩn bị sản xuất →tạo phơi →gia cơng cơ →lắp ráp

Hầu hết các thiết bị tham gia vào quá trình chính như: cấp phơi, gá đặt, định hướng chi tiết, vận chuyển, gia cơng, lắp ráp và kiểm tra Cĩ thể tự động hĩa một số hoặc tồn bộ, từ đơn giản đến phức tạp

Thực tế hiện nay QTSX thường thực hiện theo phương pháp tự động hĩa từng phần Tự động hĩa từng phần là tự động hĩa chỉ một số nguyên cơng riêng biệt của quá trình, các nguyên cơng cịn lại vẫn thực hiện trên các máy vạn năng và bán tự động thơng thường Nĩ kết hợp lao động cơ khí hĩa với tự động hĩa và nĩ được ứng dụng ở những nơi mà sự tham gia trực tiếp của con người khơng thể thực hiện được (nguy hiểm đối với con người) hoặc đối với những cơng việc quá nặng nhọc và đơn điệu

9

1.2.3 Quá trình sản xuất tự động

- Tự động hoá quá trình sản xuất là giai đoạn phát triển tiếp theo của nền sản xuất cơ khí hoá Nó sẽ thực hiện phần công việc mà cơ khí hóa không thể đảm đương được đó là điều khiển quá trình

- Tự động hóa quá trình sản xuất là tổng hợp các biện pháp được sử dụng khi thiết kế quá trình sản xuất và công nghệ mới, tiến hành các hệ thống có năng suất cao, tự động thực hiện các quá trình chính và phụ bằng các cơ cấu và thiết bị tự động, mà không cần đến sự tham gia của con người Tự động hóa các quá trình sản xuất luôn gắn liền với việc ứng dụng các cơ cấu tự động vào các quá trình công nghệ cụ thể chỉ có trên cơ sở của quá trình công nghệ cụ thể mới có thể thiết lập và ứng các cơ cấu hệ thống điều khiển tự động

1.2.4 Máy bán tự động và máy tự động

- Máy bán tự động là loại máy chỉ tự động trong chu kỳ gia công, khi chuyển sang chu kỳ mới cần có sự giúp đỡ của con người

- Máy tự động có khả năng tự lấy phôi, gá đặt, tiến hành gia công, tháo sản phẩm

ra, tự động thực hiện chu kỳ mới mà không cần sự giúp đỡ của con người

10

1.2.5 Tự động hố tổng hợp

- Tự động hóa toàn phần toàn bộ các công đoạn và nguyên công của quá trình sản xuất, từ phôi liệu tới các công đoạn kết thúc như kiểm tra, đóng gói v v, đều được tự động hóa

+ Năng suất máy cao

+ Tương đối khơng linh hoạt trong việc thích nghi với các thay đổi sản phẩm Sự biện hộ kinh tế cho tự động hĩa cứng cũng được tìm thấy ở những sản phẩm với số lượng và tốc độ tiêu thụ cao Chi phí ban đầu cao của thiết bị cĩ thể được trải rộng ra trên một số lượng lớn sản phẩm so với các phương pháp khác

1.3.2 Tự động hĩa lập trình

Thiết bị sản xuất được thiết kế với khả năng cĩ thể thay đổi trình tự các nguyên cơng để thích ứng với những cấu hình sản phẩm khác nhau Chuỗi các hoạt động được điều khiển bởi một chương trình, tức là một tập lệnh được mã hĩa để hệ thống cĩ thể đọc và diễn dịch chúng

Những chương trình mới cĩ thể được chuẩn bị và nhập vào thiết bị để tạo ra sản phẩm mới Một vài đặc trưng của tự động hĩa quá trình lập trình là:

+ Đầu tư cao cho những thiết bị cĩ mục đích tổng quát

+ Năng suất tương đối thấp so với tự động hĩa cứng

+ Sự linh hoạt khi cĩ sự thay đổi trong cấu hình sản phẩm

+ Thích hợp nhất là sản xuất hàng loạt

Những hệ thống sản xuất tự động mà cĩ thể lập trình được sử dụng trong sản xuất với sản lượng thấp và trung bình Các bộ phận hoặc sản phẩm được sản xuất chủ yếu là hàng loạt Để sản xuất một loạt sản phẩm khác, hệ thống phải được lập trình ứng với sản phẩm mới Sự thiết lập vật lý của máy mĩc cũng phải được thay đổi, các cơng cụ phải được nạp vào, các đồ gá phải được gắn vào bàn làm việc và những cài đặt máy mĩc cần thiết cần phải được nạp vào

11

Thủ tục thay đổi này tốn nhiều thời gian Hậu quả là chu kỳ chính thức của một sản phẩm cho trước bao gồm nhiều giai đoạn trong đó việc cài đặt và lập trình theo sau đó là một giai đoạn các loạt được sản xuất

1.3.3 Tự động hóa linh hoạt

Là sự mở rộng của tự động hóa lập trình được Khái niệm của tự động hóa linh hoạt đã được phát triển trong khoảng 25 hay 30 năm vừa qua, và những nguyên

lý vẫn còn đang phát triển Hệ thống tự động linh hoạt là một hệ thống có khả năng sản xuất rất nhiều sản phẩm hay bộ phận khác nhau mà hầu như không mất thời gian cho việc chuyển đổi từ sản phẩm này sang sản phẩm khác Không mất thời gian sản xuất cho việc lập trình lại và thay thế các cài đặt vật lý (công cụ, đồ gá, cài đặt máy móc) Kết quả là hệ thống có thể lên kế hoạch kết hợp sản xuất nhiều loại sản phẩm khác nhau thay vì theo từng loạt riêng biệt Đặc trưng của tự động hóa linh hoạt có thể tóm tắt như sau:

+ Đầu tư cao cho thiết bị

+ Sản xuất liên tục những sản phẩm hỗn hợp khác nhau

+ Tốc độ sản xuất trung bình

+ Tính linh hoạt khi sản phẩm thay đổi thiết kế

Những đặc trưng cần phân biệt tự động hóa linh hoạt với tự động hóa lập trình được là:

+ Khả năng thay thế các chương trình gia công mà không tốn thời gian sản xuất + Khả năng thay đổi các cài đặt vật lý mà cũng không mất thời gian sản xuất

Những đặc trưng này cho phép hệ thống sản xuất tự động tiếp tục sản xuất mà không tốn thời gian như so với việc sản xuất các loạt khác nhau trong tự động hóa lập trình được

Thay đổi một chương trình gia công thường được hoàn thành bởi việc chuẩn

bị các chương trình trên hệ thống máy tính và truyền chương trình vào hệ thống sản xuất tự động Vì vậy, thời gian cần thiết để lập trình cho công việc kế tiếp không cản trở việc sản xuất hiện tại Những tiến bộ trong công nghệ hệ thống máy tính cho khả năng lập trình một cách linh hoạt Thay đổi các cài đặt vật lý giữa các công việc được hoàn thành bằng cách lập chương trình ngoại tuyến (bên ngoài máy) và sau đó thực hiện đồng thời với việc cho chi tiết mới vào gia công Việc sử dụng các đồ gá

vệ tinh mang chi tiết và di chuyển các chi tiết và đúng vị trí gia công cũng là một phương thức để thực hiện việc này Để các phương pháp này có hiệu quả, người ta phải hạn chế tính đa dạng của những sản phẩm được chế tạo trên hệ thống sản xuất linh hoạt

1.4 HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA TỰ ĐỘNG HÓA

1.4.1 Các ưu điểm của tự động hóa trong quá trình sản xuất

- Nâng cao năng suất lao động

12

- Giảm chi phí vật liệu và năng lượng

- Đảm bảo chất lượng và sản phẩm ổn định

- Giảm thời gian từ khâu thiết kế đến chế tạo hoàn chỉnh sản phẩm

- Có khả năng mở rộng sản xuất mà không cần tăng nguồn lực lao động

Tăng năng suất lao động trong tự động hóa sản xuất có thể đạt được nhờ:

- Sử dụng toàn bộ thời gian làm việc của thiết bị tự động hóa

- Tăng tốc độ thực hiện quá trình sản xuất mà không bị giới hạn bởi khả năng

của con người

- Giải phóng được số lượng lớn công nhân phục vụ sản xuất

Về ý nghĩa xã hội, ưu điểm của tự động hóa sản xuất bao gồm:

- Nâng cao mức sống của toàn dân nhờ tăng năng suất lao động

- Tăng sản phẩm có chất lượng cao mà vẫn giảm được khối lượng lao động, nguyên vật liệu và năng lượng

- Giải phóng con người khỏi lao động cơ bắp nặng nhọc, đơn điệu, độc hại và nguy hiểm

- Có khả năng giảm thời gian làm việc nhờ tăng năng suất lao động

- Nâng cao trách nhiệm của người lao động

Vai trò của tự động hóa với nền kinh tế nước ta:

Tự động hoá đóng vai trò quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa nền kinh tế Đây là ngành tích hợp các bộ môn khoa học rất phát triển như cơ khí, cơ điện tử, robot, công nghệ điều khiển, công nghệ thông tin, Phát triển Tự động hóa tức là phát triển hệ thống các loại công nghệ cao, tạo nền tảng cơ bản để đẩy mạnh quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa

1.4.2 Phạm vi áp dụng của tự động hóa

Các ngành công nghiệp cơ sở

Khai thác và chế biến (dầu hỏa, khoáng chất,.) những bán thành phẩm cần thiết bởi các ngành công nghiệp như: Luyện kim đen công nghiệp chế biến sắt và kim loại, hóa chất giấy, ciment Chúng là những ngành công nghiệp cơ sở cho sự phát triển kinh tế

Công nghiệp chế tạo máy

Các ngành công nghiệp này chế tạo sản phẩm cuối cùng cần thiết bởi các xí nghiệp để chế tạo các máy móc bán cho khách hàng Các ngành này thuộc loại công nhiệp nặng như: chế biến sắt, máy công cụ, lắp ráp và chế tạo máy móc cho công nghiệp

13

Là các ngành công nghiệp sử dụng tất cả những sáng chế gần nhất như thông tin công nghệ sinh học, người máy, vật liệu mới, laser…

1.5 CẤU TRÚC CHUNG CỦA MỘT HỆ THỐNG SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG

Mỗi một hệ thống sản xuất tự động cần phải bao hàm trong đó các khối điều khiển và khối chấp hành Chức năng công nghệ cùng với chương trình hoạt động được chuyển đến cho khối điều khiển dưới dạng chương trình cứng hay mềm thông qua các thao tác trực tiếp của con người Khối điều khiển sẽ nhận và xử lý các thông tin thông qua hệ thống tính toán số học, logic nội suy sẽ phát ra các lệnh tương thích tại từng thời điểm thích hợp cho khối chấp hành nhằm thực hiện các chức năng công tác của quá trình công nghệ như dịch chuyển bàn máy, thực hiện công việc ép, cung cấp phôi, nguyên liệu…

Để khối chấp hành có thể hoạt động được cũng như để giám sát sự hoạt động của cơ cấu chấp hành, người ta còn bố trí thêm trong hệ thống các cơ cấu trung gian như các van đóng mở các thiết bị dẫn động và các cảm biến để giám sát, theo dõi sự hoạt động của hệ thống nhằm điều chỉnh sự hoạt động một cách chính xác, kịp thời

Để đảm bảo cho sự hoạt động ổn định của hệ thống, cần phải cung cấp nguồn năng lượng như điện, dầu ép hoặc khí nén có chất lượng và phải có sự tham gia của con người như lập chương trình, thay đổi chương trình hoạt động, khởi động chu trình cũng như can thiệp trực tiếp một cách kịp thời khi cần thiết như hệ thống có sự cố hoặc thông báo lỗi

Ngày nay với kỹ thuật truyền số liệu phát triển ở mức độ cao, các hệ thống sản xuất tự động còn thực hiện sự giao tiếp với các máy tính và các mạng truyền thông cục bộ từng phân xưởng, trong nhà máy hoặc cả đối với các hệ thống sản xuất

tự động khác ở các địa điểm khác nhau

1.5.1 Hệ thống vận chuyển vật liệu tự động

Cơ cấu vận chuyển vật liệu cho phép chuyển máy bán tự động thành máy tự động Kết cấu của cơ cấu vận chuyển rất khác nhau, chúng tùy thuộc vào dạng phôi, năng suất của máy

Cơ cấu vận chuyển vật liệu có nhiệm vụ chuyển vật liệu (phôi) từ kho vào các máy gia công và vận chuyển từ máy này sang máy khác giúp quá trình gia công nhanh chóng Cơ cấu vận chuyển vật liệu cần được hiểu là tất cả các chủng loại của

cơ cấu cấp – tháo thực hiện việc cấp phát vật liệu liệu gia công (phôi rời từng chiếc, phôi thanh, phôi dây, phôi dạng bột…) Các tên gọi khác nhau của cơ cấu vận chuyển vật liệu tự động để chỉ chức năng cụ thể

Nguyên lý làm việc và kết cấu của cơ cấu tiếp liệu (vận chuyển) phụ thuộc vào dạng phôi gia công, năng suất và loại máy

Vị trí lắp đặt cơ cấu tiếp liệu phụ thuộc vào vùng làm việc của máy hoặc của dường dây và yêu cầu nhân chủng học đối với điều kiện làm việc thuận lợi của cơ cấu

14

1.5.2 Hệ thống cấp phơi tự động

Các hệ thống cấp phơi tự động là quá trình chuyển phơi từ ổ chứa phơi qua máng dẫn và từ một số bộ phận khác tới vị trí gia cơng Việc cấp phơi cĩ ý nghĩa to lớn như sau:

+ Biến máy bán tự động thành máy tự động, dây chuyền sản xuất thành đường dây tự động

+ Mang lại hiệu quả kinh tế nhờ giảm tổn thất về thời gian

+ Cải thiện điều kiện làm việc của cơng nhân, đặc biệt trong mơi trường độc hại, nhiệt độ cao, phơi cĩ trọng lượng lớn…

1.5.3 Hệ thống lắp ráp tự động

Lắp ráp tự động là khâu cuối cùng của quá trình sản xuất.Thực hiện liên kết các chi tiết và cụm chi tiết với nhau để tạo ra sản phẩm yêu cầu

1.5.4 Hệ thống kiểm tra tự động

Kiểm tra tự động là một hệ thống quan trọng của tự động hĩa Chức năng của

nĩ là thu thập thơng tin về trạng thái các thiết bị về tiến trình của các quy trình cơng nghệ Nếu khơng cĩ những thơng tin đĩ thì khơng thể thực hiện được bất kỳ một sự điều khiển nào.Việc kiểm tra như vậy cần cĩ ở mọi khâu của quá trình sản xuất, từ khâu nguyên liệu tới khâu phân phối sản phẩm

1.6 PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN TỰ ĐỘNG HỐ Ở VIỆT NAM

a Cơ khí hố và tự động hố các máy vạn năng đang sử dụng

- Với các máy vạn năng hiện có, chúng ta cần cải tiến thành các máy bán tự động Trang bị gá lắp nhanh, sử dụng các cơ cấu chép hình Đặc biệt nên sử dụng dầu ép và khí ép trong các chuyển động chạy dao và kẹp chặt

- Lựa chọn những máy bán tự động sản xuất hàng loạt để trang bị thêm phần cấp phôi tự động, biến nó thành máy tự động

- Nghiên cứu cải tiến một số máy trở thành máy điều khiển chương trình số làm cơ sở cho việc thiết kế và chế tạo sau này

b Thiết kế, chế tạo các loại máy bán tự động, máy tự động

Tiến hành nghiên cứu thiết kế, chế tạo các máy máy bán tự động và tự động song song với quá trình cải tiến trên Đồng thời tiếp cận với các máy NC, CNC bằng cách nhập thiết bị và công nghệ để đào tạo cán bộ kỹ thuật, công nhân, tiến tới làm chủ các thiết bị đó làm tiền đề cho quá trình chế tạo máy sau này

c Tiếp tục nghiên cứu chế tạo các modun sản xuất linh hoạt

15

Tiếp tục nghiên cứu chế tạo các mođun sản xuất linh hoạt, hệ thống sản xuất linh hoạt Song song với nó cần từng bước tự động hóa khâu chuẩn bị sản xuất như: thiết kế sản phẩm, thiết kế qui trình công nghệ, lập kế hoạch.v.v để tạo ra hệ thống tự động hóa sản xuất từ thiết kế đến chế tạo Bước đầu nên nhập nhiều các phần mềm CAD và CAM để tạo điều kiện cho cán bộ kỹ thuật nâng cao trình độ

16

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ LƯU KHO TỰ ĐỘNG

2.1 CHỨC NĂNG, NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN

VÀ LƯU KHO TỰ ĐỘNG

2.1.1 Chức năng của vận chuyển phôi tự động

Di chuyển vật liệu thô, phôi trong quá trình gia công, lắp ráp, chi tiết, dụng

cụ, đồ gá từ vị trí này tới vị trí kia…Yêu cầu của việc vận chuyển:An toàn, kịp thời, chính xác, không làm hư vật liệu, giá thành hạ

- Nguyên tắc dùng lực trọng trường để di chuyển

- Nguyên tắc nạp cả hai chiều đi và về

- Nguyên tắc cơ khí hóa vận chuyển

- Nguyên tắc hệ thống

- Nguyên tắc tổng hợp thông tin: dòng vật liệu tích hợp thông tin về nhận diện, điểm nguồn, và điểm đích

- Nguyên tắc định hướng chi tiết

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP VẬN CHUYỂN PHÔI

2.2.1 Vận chuyển liên tục

Đối với phương pháp vận chuyển liên tục phôi được di chuyển liên tục với tốc

độ không đổi Việc này đòi hỏi các đầu công tác phải chuyển động trong quá trình gia công để theo chi tiết gia công Đối với một số nguyên công, chuyển động không thể thực hiện được.Thí dụ: khó có thể dùng hệ thống vận chuyển này trên dây chuyền gia công vì vấn đề quán tính do khối lượng và kích thước của dầu công tác.Trong những trường hợp khác việc vận chuyển liên tục thường rất được ưa chuộng.Ví dụ: trong dây chuyền vô chai bia, bao gói, lắp ráp bằng tay, nơi mà người vận hành có thể di chuyển dọc theo dây chuyền và thực hiện những nhiêm vụ lắp ráp đơn giản.Trong một số nguyên công vô chai, các chai được vận chuyển xung quanh một bàn xoay liên tục Nước bia được rót vào trong chai bởi các vòi phun bố trí trên chu vi của tang quay.Ưu điểm của ứng dụng này là thùng chứa được quay với vận tốc không đổi và nhờ đó mà không có vấn đề về quán tính

17

Hệ thống vận chuyển liên tục tương đối dễ thiết kế và chế tạo và có thể đạt tốc

độ sản xuất cao

Hình 2.1: Hệ thống vận chuyển liên tục

2.2.2 Vận chuyển gián đoạn

Như tên gọi, trong phương pháp này chi tiết được vận chuyển một cách gián đoạn hoặc không liên tục Các trạm gia công được cố định tại vị trí còn chi tiết vận chuyển giữa các trạm sau đó được gá đặt tại vị trí cần thiết để gia công.Tất cả các chi tiết được vận chuyển đồng thời và do đó, thuật ngữ hệ thống vận chuyển đồng bộ được dùng để mô tả phương pháp vận chuyển phôi này.Ví dụ về việc ứng dụng hệ thống vận chuyển phôi gián đoạn hoặc đồng bộ

Hình 2.2: Hệ thống vận chuyển phôi gián đoạn

2.2.3 Vận chuyển phôi không đồng bộ

Hệ thống vận chuyển này gọi là hệ thống đẩy tự do, cho phép phôi di chuyển tới trạm tiếp theo sau khi gia công tại vị trí hiện tại Mỗi chi tiết chuyển động độc lập đối với các chi tiết khác Vì thế một số chi tiết có thể đang gia công trên dây chuyền trong khi những chi tiết khác lại được vận chuyển giữa các trạm

18

Hình 2.3: Hệ thống vận chuyển phôi không đồng bộ

Hệ thống vận chuyển không đồng bộ mềm dẻo hơn so với hai hệ thống trên và tính mềm dẻo này có thể là một ưu điểm lớn trong một số trường hợp.Trong hệ thống không đồng bộ tương đối dễ bố trí cơ cấu trữ phôi trong quá trình Hệ thống đẩy tự

do cũng có thể bù trừ vấn đề cân đối dây chuyền khi mà thời gian gia công giữa các trạm tương đối khác nhau Các trạm song song hoặc một số trạm nối tiếp có thể được dùng cho các nguyên công dài và các trạm đơn lẻ có thể được dùng cho các nguyên công ngắn hơn.Nhờ đó, tốc độ sản xuất trung bình có thể xấp xỉ như nhau.Dây chuyền không đồng bộ thường dễ bố trí cơ cấu trữ phôi trong quá trình Hệ thống đẩy tự do cũng có thể bù trừ vấn đề cân đối dây chuyền khi mà thời gian gia công giữa các trạm tương đối khác nhau.Các trạm song song hoặc một số trạm nối tiếp có thể được dùng cho các nguyên công dài và các trạm đơn lẻ có thể được dùng cho các nguyên công ngắn hơn Nhờ đó, tốc độ sản xuất trung bình có thể xấp xỉ như nhau Dây chuyền không đồng bộ thường được sử dụng ở nơi có một hoặc nhiều trạm vận hành bằng tay và khi sự dao động thời gian chu kỳ thường là một vấn đề trên hệ thống vận chuyển liên tục hoặc đồng bộ.Những chi tiết lớn có thể được vận chuyển trên hệ thống không đồng bộ Nhược điểm của hệ thống đẩy tự do là năng suất chu

kỳ thường thấp hơn so với các dạng khác

2.3 CÁC HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN

Có nhiều hệ thống vận chuyển khác nhau được dùng để vận chuyển chi tiết giữa các vị trí gia công, các hệ thống này có thể chia ra làm hai nhóm: dịch chuyển thẳng và xoay tròn

2.3.1 Cơ cấu vận chuyển

a Cơ cấu vận chuyển kiểu thanh gạt

Với cơ cấu vận chuyển kiểu thanh gạt, chi tiết gia công được nâng lên khỏi vị trí gia công bởi thanh nâng và dịch chuyển đến vị trí tiếp theo Sau đó thanh nâng hạ chi tiết xuống và định vị một cách chính xác để gia công hay lắp ráp Kiểu thiết bị vận chuyển chính xác này được mô tả trên hình sau:

19

Hình 2.4: Cơ cấu vận chuyển kiểu thanh gạt

b Cơ cấu vận chuyển kiểu xoay tròn

Có một số cơ cấu được dùng để vận chuyển chi tiết xoay tròn

- Cơ cấu dùng thanh răng bánh răng

- Cơ cấu dùng bánh cóc

- Cơ cấu cam

- Cơ cấu Geneva

Phương pháp dùng kiểu thanh răng và bánh răng tuy đơn giản nhưng không thích ứng khi hoạt động ở tốc độ cao Cơ cấu này được minh học trên hình (hình 2.5) Piton được dùng để đẩy thanh răng làm cho bánh răng quay và bàn máy quay Một ly hợp hoặc một cơ cấu khác được dùng để đảm bảo hướng quay mong muốn

Hình 2.5 Cơ cấu thanh răng bánh răng dùng để tạo chuyển động quay

Cơ cấu xoay bàn kiểu bánh cóc: Cơ cấu này được minh họa (hình 2.6), cơ cấu

này đơn giản nhưng hoạt động không tin cậy vì chóng mòn và liên kết với nhiều thành phần

20

Hình 2.6: Cơ cấu quay kiểu cóc

Cơ cấu Geneva: dùng chuyển động xoay tròn liên tục liên tục để định vị bàn

máy, được minh họa trên (hình 2.7) Nhờ đĩa quay tròn ăn khớp với các rãnh sẽ giúp bàn máy chuyển động quay vận chuyển chi tiết

Hình 2.7: Cơ cấu Geneva

Cơ cấu kiểu cam: Hình 2.8 minh họa cho cơ cấu này Nếu bàn máy có 6 rảnh

cho 6 vị trí thì mỗi khi cơ cấu định vị xoay 1 vòng bàn máy sẽ quay 1/6 vòng Cam dẫn động chỉ làm cho bàn máy quay đi một góc Đối với cơ cấu bị dẫn có 6 rảnh thì

để xoay bàn đi một góc 600 cam dẫn động sẽ xoay đi 120 độ, 240 độ còn lại nó chạy không Lúc này bàn máy đứng yên Đối với đĩa bị dẫn có 4 rãnh góc xoay sẽ là 90 độ

để định vị còn 270 độ là chạy không Thông thường số vị trí xoay của bàn là 4,5,6 và

8

21

Hình 2.8: Cơ cấu vận chuyển kiểu Cam

b Hệ thống vận chuyển kiểu con lăn quay (Powered Roller Conveyer System):

Kiểu hệ thống này được dùng trong hệ thống vận chuyển phôi thông thường

và trong đường dây tự động Băng tải có thể được dùng để di chuyển chi tiết hoặc đồ

gá vệ tinh với bề mặt phẳng ở dưới đáy Các con lăn được truyền chuyển động bởi một trong 2 cơ cấu.Thứ nhất là cơ cấu dẫn động bằng dây đai trong đó dây đai dẹt nằm dưới các con lăn chuyển động làm cho các con lăn quay nhờ masat Cơ cấu xích

là cơ cấu thông dụng thứ hai dùng để quay con lăn Các băng tải kiểu con lăn quay là

hệ thống vận chuyển vạn năng bởi vì chúng có thể được dùng đề vận chuyển các đồ

gá vệ tinh tới vị trí gia công hoặc các chi tiết khác

2.3.2 Hệ thống vận chuyển kiểu băng tải

Có các dạng băng tải: con lăn, bánh xe trượt, băng tải phẳng, băng tải xích, băng tải xích có gắn đế, băng tải lá đũa, băng tải xoắn vít, xích treo, xe ray, xe kéo, ngoài ra còn có các loại khác như dốc trượt, ống, vít xoắn, máng rung, xe nâng

a Hệ thống băng tải xích

Hệ thống băng tải xích hoặc là bằng thép mềm được dùng để vận chuyển các

cơ cấu mang phôi Băng xích được dẫn động bởi puli nằm ngang hoặc puli thẳng đứng Kiểu hệ thống vận chuyển này có thể được dùng để vận chuyển phôi liên tục, gián đoạn hay không đồng bộ.Khi chuyển động không đồng bộ các chi tiết gia công được kéo nhờ masat hoặc trượt trên một lớp dầu dọc theo xích hoặc băng.Cần phải đảm bảo một số kiểu vị trí cuối cho chi tiết gia công khi chúng tới trạm gia công tương ứng

b Hệ thống vận chuyển kiểu con lăn quay (Powered Roller Conveyer System):

Kiểu hệ thống này được dùng trong hệ thống vận chuyển phôi thông thường

và trong đường dây tự động Băng tải có thể được dùng để di chuyển chi tiết hoặc đồ

gá vệ tinh với bề mặt phẳng ở dưới đáy Các con lăn được truyền chuyển động bởi một trong 2 cơ cấu.Thứ nhất là cơ cấu dẫn động bằng dây đai trong đó dây đai dẹt

22

nằm dưới các con lăn chuyển động làm cho các con lăn quay nhờ masat Cơ cấu xích

là cơ cấu thông dụng thứ hai dùng để quay con lăn Các băng tải kiểu con lăn quay là

hệ thống vận chuyển vạn năng bởi vì chúng có thể được dùng đề vận chuyển các đồ

gá vệ tinh tới vị trí gia công hoặc các chi tiết khác

c Hệ thống vận chuyển kiểu băng:

Đây là hệ thống vận chuyển được sử dụng phổ biến trong các dây chuyển sản xuất tự động, cấu tạo gồm một băng bằng các vật liệu như cao su, vải …tùy vào chi tiết vận chuyển mà lựa chọn cho phù hợp, hai puli ở hai đầu Bên dưới băng tải là con lăn hoặc tấm đỡ băng Tất cả được gá đặt lên một khung Khi dẫn động sẽ kéo băng tải quay Tùy theo mức độ tự động hóa mà trong dây chuyền sản xuất trang bị thêm các thành phần cảm biến, bộ điều khiển để điều khiển quá trình hoạt động của băng tải

2.3.3 Hệ thống vận chuyển bằng xe tự hành AGV (Automated Guided Vehicle)

Xe tự hành là xe tự di chuyển dọc theo các con đường định sẵn trong mặt bằng nhà

Xe tự hành có các loại sau đây:

- Đoàn tàu không người lái

- Xe tải các đế mang hàng chuẩn Các vật liệu cần di chuyển được đưa lên các đế chuẩn, sau đó xe tự mang các đế chuẩn này đến nơi dỡ hàng

- Xe tải thùng hàng chuẩn Mỗi thùng hàng là một đơn vị vận chuyển

Hệ thống điều khiển xe tự hành giải quyết các vấn đề sau đây:

- Dẫn đường và chọn đường đi

- Điều khiển giao thông và đảm bảo an toàn

- Quản lý hệ thống

Nguyên lý hoạt động của hệ thống xe AGV có 2 cách:

- Theo dây điện chôn dưới nền nhà

- Theo sơn phản xạ từ dưới nền nhà

a) Theo dây điện chôn dưới nền nhà

Sơ đồ dẫn xe theo dây dẫn điện được đặt trên nền nhà Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn điện, xung quanh nó sinh ra một từ trường Hai cuộn dây điện trên xe chính là các cảm biên Khi dòng cảm ứng trong hai cuộn dây bằng nhau, xe đi đúng đường Nếu có sai lệch, cơ cấu điều khiển trên xe điều khiển để xe thay đổi hướng đi sao cho giảm sai lệch đó

b) Theo sơn phản xạ dưới nền nhà

Theo cách này trên xe có hệ thống chiếu tia cực tím xuống lớp sơn rộng cỡ 1

in trên nền nhà và có hệ thống cảm biến thu nhận phản xạ từ dưới nền nhà và điều khiển sự di chuyển của xe Loại này dùng khi kiểu dẫn bằng dây dẫn bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện và khó thực hiện Một trong những khó khăn đối với phương pháp dẫn xe bằng sơn là phải bảo trì lớp sơn thường xuyên Để chọn đường đi khi đến ngã

Việc phân vùng hoạt động được thực hiện bằng cách chia mặt bằng thành các vùng khác nhau, và nguyên tắc hoạt động là không xe nào được phép vào vùng hoạt động của xe khác Nhờ kiểm soát sự di chuyển của xe và tránh được va chạm Ngoài

ra còn dung cách khác để tránh va chạm như khi va chạm thì dừng lại hay còn cách một khoảng thì dừng lại Cũng có cách là dùng đèn báo hiệu, đèn xoay, chuông reo,

để thông báo về sự có mặt của xe Cuối cùng, một cách đảm bảo an toàn nữa là khi

xe vượt ra ngoài đường đi một khoảng nhỏ cỡ vài in là nó dừng lại Quản lý hệ thống

xe có nghĩa là phân phối xe đến vị trí yêu cầu kịp thời và chính xác Có 3 phương pháp:

- Panel điều khiển trên máy: dùng panel điều khiển để lập trình bằng tay cho máy di chuyển Đây là mức điều khiển thấp nhất

- Trạm điều khiển từ xa: cho phép thay đổi mẫu yêu cầu trong hệ thống Dạng đơn giản nhất là nút nhấn gắn gần vị trí nạp phôi vào và lấy phôi ra Nó đảm bảo tín hiệu

để dừng bất cứ xe nào đi qua trạm để thực hiện việc cấp phôi Có thể dừng xe một cách thông minh hơn bằng cách cho trạm làm việc giao diện với xe khi nó di chuyển

Xe sẽ tự động dừng lại để nạp liệu

- Điều khiển nhờ máy tính trung tâm: Máy tính sẽ điều khiển từng xe riêng biệt theo theo chương trình đã lập trước Để điều khiển, máy tính phải có thông tin tức thời về hoạt động của mỗi xe

2.4 LƯU KHO TỰ ĐỘNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

2.4.1 Mục đích của việc lưu kho tự động trong quá trình sản xuất

Lưu trữ vật liệu trong một thời gian nhất định Các loại vật liệu và chi tiết thường phải lưu kho như:

- Các loại vật liệu thô

- Các chi tiết mua ngoài

- Phôi trong quá trình

24

- Hồ sơ về sản phẩm, bảo dưỡng

Việc lưu trữ có thể thực hiện bằng tay hay hệ thống tự động

2.4.2 Mục tiêu có thể đạt được khi cài đặt hệ thống lưu trữ tự động

- Tăng khả năng lưu trữ

- Tăng khả năng sử dụng không gian xưởng một cách có ích

- Thu hồi mặt bằng cho mục đích sử dụng khác

- Tăng tính an toàn và giảm sự mất mát nguyên vật liệu

- Giảm nhân công

- Tăng năng suất lao động trong công tác lưu trữ

- Kiểm soát được sự tồn kho

- Tăng khả năng trao đổi phôi

- Cải thiện được phục vụ khách hàng

2.4.3 Chỉ tiêu đối với hệ thống lưu trữ tự động

- Khả năng lưu trữ: lượng vật liệu lớn nhất có thể lưu trữ

- Lượng vật liệu đưa vào quá trình: lượng vật tư hàng giờ mà hệ thống được dùng so với khoảng thời gian có thể

- Hệ số sử dụng: phần trăm thời gian mà hệ thống được dùng so với khoảng thời gian

có thể

- Độ sẵn sàng hay độ tin cậy: phầm trăm thời gian mà hệ thống có khả năng hoạt động so với thời gian dự tính theo lịch trình

2.4.4 Các hệ thống xuất nhập tự động(Automated storage/ retrieval Systems)

2.4.4.1 Khái niệm và phân loại hệ thống xuất nhập tự động

Hệ thống xuất nhập tự động là tập hợp các thiết bị chấp hành và điều khiển dùng để vận chuyển, lưu trữ và xuất ra vật liệu một cách chính xác và đảm bảo năng suất theo mức độ tự động hóa nhất định Có các hệ thống điển hình sau:

a Unit load AS/RS: dùng để vận chuyển từng món hàng chứa trên kệ hay trong các

thùng tiêu chuẩn khác

b Miniloads AS/RS: dùng để xuất nhập toàn bộ sản phẩm và các món hàng nhỏ chứa

trong ngăn kéo của tủ chứa hàng Loại này nhỏ hơn Unit load AS/RS

c Man-on Board AS/RS: Không xuất tất cả các chi tiết chứa trong hộp như mini load

AS/ RS mà lấy từng chi tiết từ chỗ lưu trữ ra

d Hệ thống lấy từng món tự động: Vật liệu được đặt trên hành lang chú không phải

trong ngăn kéo hay hộp của hệ thống như các hệ thống trên Khi lấy vật liệu, nó được giải phóng khỏi hành lang và đặt trên băng tải để phân phối tới trạm phôi cần thiết Vật liệu được bổ sung vào hành lang từ phía sau hệ thống xuất, nên cái nào đến trước

sẽ được lấy đi trước

25

e Deep-lane AS/RS: là một hệ thống lưu trữ vật liệu với tốc độ cao, dùng khi lượng

vật liệu nhiều nhưng chủng loại thì ít.Vật liệu không phải chứa theo kiểu mỗi ngăn một thùng(unit load) như trong hệ thống AS/RS truyền thống ở trên mà mỗi ngăn kéo có thể chứa 10 thùng hoặc hơn Các thùng được đưa vào một đầu bởi một máy nạp và lấy ra ở đầu khác bởi một máy xuất

2.4.4.2 Các thành phần cơ bản của một AS/RS

- Tủ lưu trữ; giàn khung sắt có chứa các thùng hàng hay chi tiết

- Máy đưa vật liệu vào và lấy vật liệu ra: xe năng hạ, cần trục

- Modunle lưu trữ: thùng chứa hàng

- Trạm lấy lên, đặt xuống:dùng đưa vật liệu đến và đi khỏi hệ thống

2.4.4.3 Điều khiển các AS/RS Bài toán điều khiển cơ bản là định vị chính xác máy nâng hạ tại ngăn lưu trữ

để đưa vào và lấy hàng ra Giàn khung được chia ra thành hàng cột, được đánh số theo thứ tự Mỗi ngăn có một mã số Xe nâng hàng dựa theo mã này mà định vị Trạng thái của ngăn hàng(có hàng và không có hàng) được hệ thống ghi nhận thường xuyên Để nhận biết ngăn hàng có hai cách:

a Đếm hàng và cột khi di chuyển

b Dùng cảm biến quang học và hệ thống phản xạ Mỗi ngăn có đặt một biển số nhận diện được đánh số theo mã nhị phân Cảm biến quang học đặt trên xe nâng sẽ nhận diện ra ngăn trong quá trình tìm kiếm để đưa vật liệu vào và lấy hàng ra Máy tính và các bộ điều khiển lập trình được dùng để xác định vị trí cần thiết và đưa máy nâng hạ tới vị trí cần thiết Máy tính cho phép hoạt động của hệ thống AS/RS tích hợp với các hệ thống hỗ trợ thông tin để ghi nhận tình trạng hiện thời của hệ thống Hệ thống

tự động này có thể can thiệp bởi con người trong trường hợp nguy cấp hoặc trong hoạt động của hệ thống theo cách Man-on- board (lấy từng chi tiết riêng biệt từ ngăn hàng ra)

Ngoài những thành phần cơ bản trên, trong các hệ thống AS/RS còn có các phần tử chuyên dùng khác như:

- Xe vận chuyển máy nâng hạ qua các hành lang

- Thiết bị phát hiện khoang rỗng và đầy: là những cảm biến quang học đặt trên xe nâng hàng cho phép phát ra ánh sáng hoặc âm thanh về sự hiện diện hay vắng hàng trong ngăn hàng, cảm biến sẽ không nhận được ánh sáng phản xạ Việc này là cần thiết để không đưa nhầm hàng vào khoang đã đầy hay lấy hàng từ khoang rỗng

- Trạm đo kích thước hàng: dùng để phát hiện các loại hàng hóa vượt quá kích cỡ yêu cầu để không đưa vào hệ thống lưu trữ tránh cho việc hàng vào khoang không đủ lớn, sự ùn tắc và đánh rơi hàng

- Trạm phát hiện có hàng: dùng phát hiện loại hàng hóa và phân phối đến ngăn hang cần thiết.Phương tiện phát hiện có thể là bằng tay (nhận ra hàng hóa nhờ mã số ghi trên hàng hóa), bán tự động (người dùng thiết bị đọc mã code hàng hóa) hay tự động động (dùng máy đọc mã hàng hóa trên đường đi)

26

2.4.5 Các hệ thống lưu trữ xoay vòng kiểu carousel

Là những hệ thống lưu trữ được cơ khí hóa hơn là tự động hóa Đó là những thiết bị có khả năng xoay vòng theo hình oval giống như băng tải,trên đó mang các kiện hàng.Việc đưa hàng vào và lấy hàng ra được thực hiện bằng tay Nhưng trong một số trường hợp cũng có thể được tự động hóa

2.4.5.1 Đặc điểm cấu hình và vận hành

Cấu hình: gồm một khung treo hoặc khung nâng các giá đỡ kiện hàng di

chuyển theo hình oval xoay vòng

Điều khiển: bằng tay hoặc tự động

- Dùng bàn đạp di chuyển hàng tới lui đến vị trí mong muốn

- Dùng bảng nút nhấn cầm tay để di chuyển kiện hàng

- Dùng bàn phím: gõ vào vị trí mong muốn, thiết bị trữ phôi sẽ tự động xác định con đường ngắn nhất để đưa kiện hàng tới để lấy ra

2.4.5.2 Phạm vi ứng dụng và hiệu quả của hệ thống carousel

Cơ cấu lưu trữ xoay vòng được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất Ưu điểm của nó là giá thành hạ có tính vạn năng và tin cậy

Nơi dùng:

- Các nguyên công lưu trữ và xuất hàng theo từng món riêng biệt Dùng trong việc chọn dụng cụ cắt, vật liệu thô, lưu trữ phôi trong quá trình, trong các nguyên công lắp ráp thí dụ các linh kiện điện tử

- Vận chuyển và tích trữ Các nguyên công lắp ráp được bố trí xung quanh carousel Khi lắp ráp công nhân lấy chi tiết ra khỏi carousel

- Dùng trong các ứng dụng độc đáo khác ví dụ như trong các dây chuyền thử các thành phần thiết bị điện, trong đó carousel dùng để chứa các linh kiện trong một thời gian nhất định, hoặc để chứa các hộp thử…

Lý do để sử dụng hệ thống carousel lưu trữ phôi trong quá trình tự động:

- Thu nhập các chi tiết dùng cho lắp ráp từ các ngăn

- Tích trữ các chi tiết cho hệ thống lắp ráp

- Hỗ trợ sản xuất kịp thời hạn

- Lưu trữ tại các vùng đệm

- Thích ứng với hệ thống nhận diện chi tiết tự động (thí dụ dùng barcode)

- Kiểm soát và theo dõi vật liệu tốt hơn: khi phối hợp với hệ thống nhận diện tự động, hệ thống lưu trữ phôi tự động cho phép xác định được vị trí của tất cả các loại vật liệu trong tương lai

- Hỗ trợ tự động hóa rộng rãi trong nhà máy : Hệ thống lưu trữ phôi trong quá trình

tự động được coi là thành phần cơ bản trong việc tự động hóa sản xuất hàng loạt Hệ thống lưu trữ có thể là trung tâm hay cục bộ trong máy và liên kết với một hoặc nhiều hệ thống vận chuyển phôi để phân phối phôi tới tất cả các vị trí khác nhau trong nhà máy

27

2.4.5.3 Giao diện giữa hệ thống vận chuyển và lưu trữ phôi với quá trình sản xuất

Có hai cách thức giao diện với sản xuất:

a) Giao diện về thông tin: dòng thông tin phải theo sát việc vận chuyển phôi và vật

liệu lưu trữ trong nhà máy: nhận diện, theo dõi, điều khiển tồn kho, lên lịch trình sản xuất, truyền thông dữ liệu cần thiết cho việc định hướng và điều khiển những hệ thống khác nhau trong nhà máy Vấn đề này liên quan mật thiết với việc sản xuất tích hợp nhờ máy tính

b) Giao diện về cơ khí: liên quan đến vấn đề bốc dỡ vật liệu giữa các hệ thống lưu

trữ, vận chuyển và hệ thống sản xuất Giao diện cơ khí gồm hai vấn đề:

+ Định vị chính xác hệ thống vận chuyển

+ Phương pháp bốc dỡ vật liệu

Độ chính xác định vị thiết bị vận chuyển tại chỗ bốc dỡ tùy theo các phương pháp Việc định vị chính xác thiết bị vận chuyển tại vị trí gia công được thực hiện bằng các chốt côn và các lỗ trụ định vị, đảm bảo độ chính xác đến ± 0,254mm

Việc nạp phôi lên máy và tháo phôi từ trên máy ra sau khi gia công được thực hiện như sau:

- Trên các hệ thống sản xuất dùng băng tải: do người thực hiện

- Trên các hệ thống lưu trữ tự động: thường phải do người thực hiện

- Trên các hệ thống vận chuyển dùng xe tải: Dùng xe nâng (xúc) hàng để nâng hạ kiện hàng và do người thực hiện

- Đối với việc vận chuyển hàng bằng xe không người lái: việc bốc dỡ có thể được thực hiện tự động hoặc bằng tay tại các trạm bốc dỡ Phương pháp tự động thường được ưu tiên hơn để loại trừ yếu tố con người trong các hệ thống tự động Kỹ thuật

tự động đã phát triển đến mức có thể tự động thực hiện tốt việc cho ăn khớp giữa xe tải hàng và thiết bị bốc dỡ Việc bốc dỡ hàng cần phải trang bị các thiết bị kéo đẩy hàng từ trên xuống Các thiết bị này thường là băng tải con lăn hoặc băng tải tấm để giảm ma sát khi di chuyển có kèm theo thiết bị kéo hoặc đẩy hàng từ trên xe xuống băng tải

28

CHƯƠNG 3: TỰ ĐỘNG HĨA QUÁ TRÌNH CẤP PHƠI

3.1 Ý NGHĨA, PHÂN LOẠI CẤP PHƠI TỰ ĐỘNG

3.1.1 Ý nghĩa

Cấp phôi là quá trình chuyển phôi từ phễu chứa phôi qua máng dẫn và một số bộ phận khác tới vị trí gia công sao cho đúng phương và chiều khi gá đặt Đây là một công việc chiếm khá nhiều thời gian ( cấp phôi thuộc thời gian phụ ), và nặng nhọc đối với các loại phôi có trọng lượng lớn, cồng kềnh Những phôi nhỏ, nhẹ nhưng thời gian gia công cơ bản ít, việc cấp phôi cứ xảy ra thường xuyên tạo sự mệt mỏi, nhàm chán cho công nhân Nhằm mục đích giảm tổn thất về thời gian và cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân Người ta khi thiết kế máy buộc phải nghĩ đến cấp phôi tự động Hệ thống cấp phôi tự động sẽ cung cấp đầy đủ phôi cho quá trình gia công theo đúng nhịp sản xuất mà không cần sự tác động trực tiếp của con người chính vì thế nó có ý nghĩa to lớn sau:

- Nhờ có hệ thống cấp phôi tự động mà máy bán tự động trở thành tự động Dây chuyền sản xuất trở thành đường dây tự động

- Cấp phôi tự động mang lại hiệu quả kinh tế to lớn nhờ giảm tổn thất về thời gian

- Cấp phôi tự động cải thiện điều kiện làm việc của công nhân, đặc biệt trong môi trường nhiệt độ cao, độc hại, phôi có trọng lượng lớn

Với ý nghĩa đó, các kỹ sư cơ khí chế tạo phải có khả năng thiết kế chế tạo các hệ thống cấp phôi tự động cho máy công cụ, đồng thời mở rộng các kiến thức này để thiết chế tạo hệ thống cấp liệu cho các máy đóng gói, thiết bị lắp ráp Dựa vào dạng phôi người ta có thể chia ra 3 hệ thống cấp phôi chính:

- Hệ thống cấp phôi cuộn; Hệ thống cấp phôi dạng thanh; Hệ thống cấp phôi rời từng chiếc

3.1.2 Phân loại các hệ thống cấp phơi tự động

Cấp phôi loại này có hai phương pháp:

- Dùng tải trọng để đẩy phôi tới cữ chắn, lúc đó chấu kẹp được điều khiển bằng cam hoặc bằng các phương pháp khác có nhiệm vụ kẹp phôi lại để gia công Có khi không cần dùng đối trọng mà người ta đặt máng dốc nhờ trọng lượng mà phôi tự trượt trên máng

- Dùng chấu phóng để phóng phôi, cơ cấu gồm hai bộ phận chính là chấu kẹp và chấu phóng Hai chấu này được điều khiển bằng cam thùng

- Chi tiết có trọng lượng lớn và quay khi gia công, đó là các loại trục, như trục chính máy tiện, phay, trục của các hộp số lớn, trục khuỷu.v.v Các trục này cũng có thời gian gia công dài và phải trải qua nhiều bước trên nhiều vị trí gia công khác nhau Vì thế cấp phôi hai dạng này không dùng phễu hay ổ chứa mà phải dùng một

vị trí chờ hay hệ thống dự trữ phôi, sau đó nhờ băng tải và ROBOT

- Các chi tiết nhỏ, vừa: loại chi tiết này rất đa dạng và phong phú, tuy nhiên có thể phân thành hai nhóm: Thứ nhất là loại có hình dáng đơn giản, ở nhóm này phần lớn là các chi tiết tiêu chuẩn như : bulông, đai ốc, chốt trụ, côn, bánh răng loại nhỏ, bi

30

đũa, bi cầu, bạc trụ, các loại trục nhỏ có bậc hoặc trơn, vit xẻ rãnh Nhóm thứ hai là những chi tiết có hình dáng phức tạp như một số loại bạc phức tạp, chi tiết dạng càng nhỏ, các thanh đẩy cong trong không gian ba chiều, van nước, van hơi

Nhóm thứ nhất ta có thể dễ dàng cấp phôi tự động bằng phễu và máng dẫn

Ở nhóm thứ hai thường phải cấp phôi bằng các loại ổ cấp phôi bán tự động Một số chi tiết có thể cải tạo hình dáng bằng đồ gá phụ để dễ cấp phôi tự động hơn

3.1.3 Cấu tạo chung của một hệ thống cấp phơi tự động

a Cơ cấu chứa phơi (phễu hoặc ổ chứa phơi)

b Cơ cấu định hướng phơi

c Cơ cấu vận chuyển phơi (máng dẫn phơi)

d Cơ cấu chia phơi

e Cơ cấu giảm tốc độ phơi

f Cơ cấu ngăn và đưa phơi

g Cơ cấu đẩy phơi ra khỏi vị trí định vị + Ổ cấp phôi dùng để chỉ hệ thống cấp phôi bán tự động, nghĩa là khi xếp phôi vào

ổ ta phải định hướng chúng bằng tay

+ Phễu cấp phôi dùng để chỉ hệ thống cấp phôi hoàn toàn tự động Phôi được đổ vào phễu ở vị trí bất kỳ, cơ cấu định hướng trong phễu sẽ cho phép những phôi đúng hướng đi vào vùng gia công

31

Phôi được đổ lộn xộn vào phễu 1, cơ cấu chiếm giữ 2 sẽ đưa phôi lên vị trí máng dẫn Những phôi có trục tâm nằm ngang sẽ lăn vào máng 4, những phôi nghiêng hoặc thẳng đứng sẽ bị cơ cấu 3 gạt trở lại vào phễu Trong quá trình lăn trong máng nghiêng phôi sẽ được giảm tốc độ nhờ cơ cấu 5, tới cuối máng cơ cấu đưa và ngăn phôi 6 sẽ giữ phôi lại chờ nhịp gia công Khi hết một chu kỳ, bắt đầu một chu kỳ mới cơ cấu đẩy phôi 8 sẽ đẩy phôi 7 vào cơ cấu kẹp 10, lúc đó máy bắt đầu gia công Khi gia công xong cơ cấu 9 sẽ đẩy phôi ra khỏi cơ cấu kẹp và rơi xuống Như vậy một chu kỳ gia công tự động đã kết thúc Để truyền động cho hệ thống cấp phôi, có thể sử dụng động cơ riêng hoặc một xích truyền động từ máy công cụ

3.2 VẤN ĐỀ ĐỊNH HƯỚNG PHƠI RỜI

3.2.1 Khái niệm chung

Trong quá trình tự động cấp phôi rời, định hướng phôi là một vấn đề quan trọng nhất và cũng khó khăn nhất Hình dáng, kích thước, trọng lượng của phôi quyết định khả năng tự định hướng của nó và quyết định phương pháp định hướng của hệ thống cấp phôi

Những chi tiết đơn giản thường được chia thành 2 loại :

- Loại phôi có hai trục đối xứng trở lên (hình 3.4a,b)

- Loại phôi có một trục đối xứng (hình 3.4c,d)

Loại phôi có hai trục đối xứng trở lên chỉ cần định hướng một lần, còn những loại phôi có một trục đối xứng thường phải định hướng hai lần hoặc định hướng kép

Ví dụ : Hình 3.4 a) và b) có trục tâm và có một trục đối xứng nữa, việc định hướng đơn giản là cho trục tâm nằm ngang hay thẳng đứng Trong quá trình phôi

32

vận chuyển, chi tiết a) sẽ có vị trí ổn định khó bị thay đổi khi trục tâm nằm ngang, chi tiết b) sẽ ổn định khi trục tâm thẳng đứng Ở hình 3.4c) và d) là những chi tiết chỉ có một trục đối xứng, việc định hướng có thể phân chia thành 2 bước sau:

- Bước 1 : quyết định cho trục tâm ở vị trí nằm ngang hay thẳng đứng

- Bước 2 : quyết định cho đầu lớn hay đầu nhỏ vào vùng gia công trước Hai bước định hướng trên có thể tuần tự nối tiếp nhau, bước 1 tiến hành trước rồi kế đến bước 2 Tuy nhiên có lúc 2 bước được định hướng đồng thời bởi một cơ cấu nào đó Tùy thuộc vào từng loại phôi để chọn một trong các phương pháp định hướng sau:

Định hướng bằng tay: đối với các chi tiết trụ dài (L/D từ 5 đến 10), các chi tiết trụ hoặc côn có L/D xấp xỉ bằng 1 , các chi tiết khó định hướng tự động

Định hướng tự động cả hai bước trong phễu hoặc kết hợp phễu và máng dẫn Định hướng tự lựa: Để cho việc thiết kế hệ thống cấp phôi tự lựa được dễ dàng, việc định hướng phôi thường tuân thủ một số nguyên tắc sau:

- Cơ cấu định hướng phải tạo điều kiện cho phôi tự nhận lấy vị trí ổn định tự nhiên của nó trong quá trình chuyển động

- Tìm cách thu nhận lấy những phôi có vị trí đúng và gạt bỏ hoặc sửa chữa lại vị trí của những phôi sai yêu cầu

- Những phôi bị gạt bỏ phải được vận chuyển ngược về phễu cấp phôi

- Nếu cơ cấu định hướng có độ tin cậy không cao thì phải bố trí vài ba cơ cấu trên đường vận chuyển phôi Sau đây là một số phương pháp định hướng phôi chính :

3.2.2 Các phương pháp định hướng phơi

a Định hướng bằng vấu và mĩc Để định hướng phôi dạng nắp hộp mỏng hoặc bạc mỏng ta dùng cơ cấu định hướng bằng chốt (vấu 4) gắn trên băng tải 1 (hình 3-5a) Khi băng tải chuyển động nhờ rulô 2 sẽ mang theo chi tiết đến máng dẫn 5 phía sau Phôi đựng trong phễu 3

33

Hình 3.5b thể hiện cơ cấu định hướng phôi dạng ống có một đầu bít hoặc thông và L > D Một số móc 4 gắn trên đĩa quay 3 sẽ khuấy trộn phôi và móc phôi đưa ra phía máng dẫn 6 Số lượng móc khoảng 8 đến 12 cái, năng suất trung bình

150 chiếc/phút Định hướng bằng vấu và móc có hệ số điền đầy K thấp, phôi bị va đập nhiều dễ bị hư hỏng bề mặt, vì thế nên dùng cho các phôi thô

b Định hướng bằng khe, rãnh

Trên hình 3.6 là một vài dạng định hướng bằng rãnh, rãnh chữ V dùng định hướng các chi tiết hình trụ ngắn Hình 3.6a rãnh V được bố trí trên giá nâng nghiêng và đặt sát mặt bên của phễu, khi giá nâng chuyển động xuống dưới đáy phễu, một chi tiết sẽ lăn vào V, khi giá nâng tịnh tiến lên phía trên chi tiết sẽ trượt dọc theo máng ra ngoài Hình 3.6b giá nâng đặt ở giữa phễu Hình 3.6c, g không sử dụng rãnh V nhưng dùng khe hẹp có kích thước lớn hơn đường kính để chi tiết lăn qua khi giá nâng đẩy chi tiết lên cao Hình 3.6f là định hướng chi tiết dạng bu lông

34

bằng rãnh, khi chi tiết được các cánh xúc đưa lên cao và rơi vào rãnh, đuôi bu lông sẽ lọt vào rãnh còn mũ nằm phía trên từ đó bu lông trượt dần ra ngoài

c Dùng lỗ định hình hoặc túi để định hướng phơi

Hình 3.7a dùng định hướng chi tiết bạc mỏng có đáy, yêu cầu sau khi định hướng đáy nằm dưới vì thế trên thành phễu xẻ các rãnh có dạng chữ U, nếu chi tiết sấp thì không lọt qua được, nếu chi tiết ngửa sẽ lọt qua rãnh và theo máng ra ngoài Hình 3.7b dùng định hướng chi tiết côn, yêu cầu đầu lớn nằm dưới, để định hướng được thì trên đĩa quay có các chốt bậc, nếu chi tiết có đầu lớn phía trên sẽ bị giữ lại, ngược lại sẽ theo máng ra ngoài

Hình 3.7c chi tiết có dạng bán cầu, trên chu vi có các túi định hình giống chi tiết, trong quá trình quay, các túi sẽ đánh vào chi tiết, nếu đúng chiều chi tiết sẽ lọt vào túi và được mang ra máng, ngược lại sẽ bị đánh bật trở lại phễu

Hình 3.7d cũng định hướng các chi tiết như hình Hình 3.6c, túi nằm trên chu vi nhưng miệng túi song song với trục quay, vì thế chi tiết lọt vào dễ hơn Hai kiểu định hướng c và d có hệ số điền đầy rất thấp, khoảng K = 0,05

d Định hướng phơi bằng ống

35

Định hướng phôi bằng ống dùng cho các phôi dạng trụ, côn, dạng nắp và một số phôi khác Ống quay tròn (hình 3.8c) hoặc phễu tịnh tiến(hình 3.8a) Để phôi dễ rơi vào ống ta có thể vát nghiêng mặt đầu ống (hình 3.8a) hoặc dùng chốt (hình 3.8c) Năng suất của phễu có ống quay là 80 chiếc/phút

Nhược điểm của cơ cấu ống trượt là khi tăng số lần trượt lên >80 lần/phút thì ống

va đập vào phôi làm hư hỏng bề mặt Để khắc phục nhược điểm này, người ta cắt đôi ống dọc trục thành hai nửa và cho hai nửa ống trượt lệch pha nhau Chính hai chuyển động này sẽ làm đảo lộn phôi và tạo điều kiện cho phôi rơi vào ống (hình 3.8b) Các thông số cần chú ý là:

Đường kính phôi thường: d < 20mm

h = (0,3 - 0,5) D; D = (10 - 15) l; anphal= 40 - 500

Số hành trình kép của ống khoảng: n = 50 - 80 lần/phút

Hành trình s = (1,2 - 1,7) l

l –là chiều dài phôi

e Định hướng phơi lần thứ hai Có một số loại phôi không thể định hướng hai bước cùng một lúc mà phải phân chia hai bước riêng biệt Bước một thường lợi dụng vị trí ổn định tự nhiên của chi tiết trong quá trình chuyển động để định hướng Bước hai thường nhờ sự tác động của cơ cấu định hướng, bước hai này có thể sửa lại hướng phôi cho đúng hoặc loại bỏ những phôi có hướng sai

1-Phươngpháp loại bỏ phôi sai hướng

36

Trên hình 3.9 mô tả một số cách loại bỏ phôi sai vị trí Hình 3.8a, b dùng cơ cấu để bắt buộc phôi sai vị trí đi theo một hướng khác và nhận lấy phôi đúng vị trí Hình 3.8c, d thì lợi dụng trọng tâm phôi để loại bỏ phôi sai vị trí

Trên hình 3.9a những phôi 5 đúng vị trí sẽ được đĩa gắn chốt 2 nhận lấy và đưa vào máng 4 Những phôi sai vị trí 3 được đĩa quay 1 đưa trở về phễu

Ở hình 3.9b thì những phôi 3 đúng vị trí sẽ tiếp tục di chuyển xuống đoạn 2 của máng còn phôi 4 sai vị trí sẽ di chuyển ra ngoài

Hình 3.9c cho ta phương pháp loại bỏ dùng trọng tâm phôi, những phôi ở vị trí 1 là đúng sẽ tiếp tục di chuyển, những phôi ở vị trí 2 là sai sẽ bị lật và rơi xuống băng tải đi ngược về phễu cấp phôi

Hình 3.9d cũng lợi dụng trọng tâm và hình dáng chi tiết để định hướng

2- Phương pháp sửa lại phôi sai hướng

Hình 3.10a trình bày cơ cấu cấp phôi những chi tiết dạng chén, trục 1 cố định, đĩa 2 quay toàn vòng nhờ có chốt 4 mà những chi tiết không đúng hướng sẽ bị giữ lại và khi đĩa quay thêm nửa vòng nữa chi tiết sẽ được lật lại

Cơ cấu lật trên hình 3.10b lợi dụng hình dáng và trọng tâm của vít để tạo điều kiện cho những phôi có đầu nhỏ đi trước sẽ lật 180 0để đầu lớn đi trước Còn những phôi có đầu lớn đi trước vẫn giữ nguyên vị trí ấy trong quá trình vận chuyển Các phôi có dạng hình trụ một đầu côn với tỉ lệ l/d ≥ 1 sẽ được định hướng bằng cơ cấu đẩy ở

37

hình 3.9c Những phôi có đầu nhọn đi trước chạm vào máng 2 sẽ bị thanh đẩy 1 tác động làm lật 180 0 Những phôi có đầu trụ đi trước khi thanh 1 tác động vào thì trượt trên máng 2 và vẩn giữ nguyên hướng như vậy Tương tự như vậy, hình 3.10d là cơ cấu có rãnh và chốt tạo điều kiện cho phôi lật dễ dàng

3.3 Cấu tạo phễu cấp phơi

3.3.1 Phiểu cấp phơi kiểu điã quay

Cấu tạo phễu cấp phôi kiểu đĩa quay thể hiện trên hình 3.11 và các thông số của đĩa cho trong bảng 3-1

- Nguyên lý làm việc :phôi là những chi tiết dạng trụ trơn hoặc trụ có bậc nhưng l

≥ d, các phôi dạng đĩa, vòng được đổ lộn xộn vào cốc phễu 1, đĩa 2 quay tròn nhờ bộ truyền động trục vít- bánh vít Quá trình đĩa quay tròn làm xáo động phôi Khi rãnh trên đĩa ở vị trí thấp nhất sẽ có một phôi rơi vào, khi rãnh đó quay lên vị trí cao nhất phôi sẽ vận chuyển ra máng 3