Tự động hóa quá trình sản xuất

HỒ VIẾT BÌNH TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT (DÙNG CHO SINH VIÊN ĐH, CĐ CÁC NGÀNH CƠ KHÍ) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH - NĂM 2004 - Lời nói đầu Giáo trình tự động hóa quá trình sản xuất phục vụ cho môn học cùng tên với thời lượng 30 tiết, nhằm đáp ứng nhu cầu tìm hiểu, phân tích, bảo trì, thiết kế lắp đặt các hệ thống tự động hóa trong lĩnh vực cơ khí chế tạo và các ngành công nghiệp liên quan. Để học tốt môn học này, học sinh, sinh viên cần học trước các môn: điện kỹ thuật, máy cắt kim loại, cơ sở công nghệ chế tạo máy, lý thuyết điều khiển tự động, trang bị điện trong máy cắt và các kiến thức thực tế liên quan. Cấu tạo giáo trình gồm 6 chương : Chương 1 : Nêu các khái niệm cơ bản liên quan đến tự động hóa Chương 2 : Trình bày tổng thể một hệ thống tự động và các phần tử chính cấu thành nên hệ thống đó như : cảm biến, thiết bị điều khiển, thiết bị chấp hành. Chương này có thể giúp các bạn thiết kế được các thiết bị tự động đơn giản. Chương 3 : Giới thiệu hệ thống cấp phôi tự động, chủ yếu là phôi dạng rời, cách lựa chọn, tính toán và thiết kế nhằm biến máy bán tự động thành máy tự động. Chương 4 : Kiểm tra tự động cũng là một lĩnh vực không thể thiếu trong quá trình tự động hóa máy và quá trình công nghệ. Người học sẽ được tiếp thu các phương pháp kiểm tra tích cực khi gia công cắt gọt. Chương 5 : Một hệ thống sản xuất tự động hoàn chỉnh là mục đích cao nhất của tự động hóa, người học có thể hình dung hệ thống tự động hóa tổng hợp từ lúc cấp liệu cho đến khi ra sản phẩm chi tiết máy hoàn chỉnh. Chương 6 : Hệ thống lắp ráp tự động các chi tiết máy thành một bộ phận máy hay một chiếc máy hoàn chỉnh là nội dung cơ bản của chương này. Mặc dù tự động hóa không xa lạ với chúng ta nhưng vẫn cần một khối lượng kiến thức dễ hiểu và phương pháp tiếp cận nhanh chóng. Người viết mong nhận được sự góp ý thiết thực, cụ thể của đồng nghiệp và sinh viên để tàøi liệu có chất lượng hơn. Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 7 năm 2004. Tác giả Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Ban qu yen © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. HC M - 5 - Chươ ng 1 KHÁI QUÁT VỀ TỰ ĐỘN G HÓA QUÁ TRÌNH S ẢN XUẤ T 1.1 To ùm tắt lị ch sử phát triển của tự độn g hóa qua ù trình sản xuất Đã từ xa xưa, co n ng ười luô n mơ ước về ca ùc loại máy có khả năng thay th ế cho mình trong ca ùc quá trình sa ûn xuất và ca ùc công việc thường nhật khác. Vì thế, mặc dù tư ï động hóa ca ùc quá trình sa ûn xuất la ø một lĩnh vực đặc trưng của khoa học kỹ thuật hiện đại của thế kỷ 20, nhưng nh ững thôn g tin về ca ùc cơ cấu tự động la øm việc không ca àn có sự trợ giúp của con người đã tồn ta ïi từ trước công nguyên. Các máy tự động cơ học đã được sử dụng ở Ai Cập cổ và H y Lạp khi thực hiện ca ùc màn múa rối để lôi kéo nh ững n gười theo đạo. Trong thời trung cổ người ta đã biết đến ca ùc máy tự động cơ khí thực hiện chức năng người gác cổn g của Alb ert. Một đặc điểm chu ng của ca ùc máy tự động kể trên la ø chúng không có ảnh hưởng gì tới c ác quá trình sản xuất của xã hội thời đó. Chiếc máy tự động đầu tiên đư ợc sử dụng tr ong côn g nghiệ p do m ột thợ cơ khí người N ga, ông P ônzunôp chế tạo vào năm 1765. Nhờ nó mà mức n ước trong nồi h ơi được giữ cố địn h k hông phụ thuộc vào lượ ng tiêu hao hơi n ước. Để đo mức nước trong nồi, Pônzunô p d ùng m ột ca ùi phao. Khi m ức nước thay đổi phao sẽ ta ùc động lên cửa van, thực hiện điều chỉn h lượng nước vào nồi. Nguy ên ta éc điều chỉnh của cơ ca áu này được sử dụng rộng rãi tro ng nhiều lĩnh vực khoa học k ỹ thuật khác nhau , nó được gọi là ngu yên ta éc điều chỉnh theo sa i lệch hay nguy ên ta éc Pôdu nôp – Giôn Oat. Đầu thế k ỷ 19, nhiều cô ng trình có mục đích hoàn thiện ca ùc cơ ca áu điều chỉnh tự động của máy hơi nước đã được thực hiện. C uối thế kỷ 19 ca ùc cơ ca áu điều chỉnh tự đ ộng cho ca ùc tuabin h ơi nư ớc bắt đầu xuất hiện. Năm 1712 ôn g Nartôp, một thợ cơ khí người N ga đã chế ta ïo được máy tiện chép hình để tiện ca ùc chi tiết định hình . Việc chép hình theo mẫu được thực hiện tự đ ộng. Chuyển động d ọc của bàn dao do bánh răng – thanh răng thực hiện. C ho đến năm 1798 ông Henry Nanđsl ey ng ười Anh m ới thay thế chuy ển độ ng này bằn g chuyể n động của vít me – đai ốc. Năm 1873 Spender đã chế ta ïo được máy tiện tự động có ổ ca áp phôi và trục phân phối mang các c am đĩa và ca m thùng. Năm 1880 nhiều hãng t rên thế giới như Pittler Ludnig Lo we( Đức) , R SK( Anh) đã chế ta ïo được máy tiện rơ vônv e dù ng p hôi thép thanh. Năm 1887 Đ .G .Xtôleo ôp đã chế ta ïo được p hần tử ca ûm q uang đầu tiên, một trong n hững phần tử hiện đại quan trọng nhất của kỹ thuật tự động hóa. Cũng trong giai đoạn này, ca ùc cơ sở của lý thuyết điều chỉnh và điều khiển hệ thống tự động bắt đầu được nghiên cứu, phát triển. Một trong nhữn g công trìn h đầu tiên của lĩnh v ực này thuộc v ề nhà toán học nổi tiếng P.M. Cheb ưsep. Có thể nói, ông tổ của ca ùc ph ương pháp tính toán kỹ th uật của lý thuyết điề u chỉnh hệ th ống t ự độ ng la ø I. A. Vưsnhe gratxki, giáo sư toán học nổi tiếng của trường đại học công nghệ thực nghiệm Xanh Pêtêcbua. Năm 1876 và1877 ông đã cho đăng ca ùc công trình “Lý thuyết cơ sở của ca ùc cơ ca áu điều chỉnh” và “Các cơ ca áu điều chỉnh ta ùc động trực tiếp”. Các phương pháp đánh giá ổn định và chất lượng của ca ùc quá trình quá độ do ông đề xuất vẫn được dù ng cho tới ta än bây giờ. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Ban qu yen © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. HC M - 6 - Không th ể khôn g kể tới đóng góp to lớn trong sự nghiệp phát triển lí thuyết điều khiển hệ thốn g tự động của nhà bác học A.Xtôđô người Sec, A.Gurvis người Mỹ, A.K.Ma kxvell và Đ .Paux người Anh , A.M.Lapu nôp ng ười N ga và n hiều nhà bác học khác. Các t hành tựu đạt được trong lĩnh vực t ự đ ộng h óa đã cho phép ch ế tạo trong n hững thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 2 0 ca ùc loại máy tự động nhiều trục chính, máy tổ hợp và ca ùc đường dây tự động liên kết cứng và mềm dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối. Cũng trong kh oảng thời gian này, sự phát triển mạnh mẽ của điều khiển học, một môn khoa học về ca ùc quy luật chung của ca ùc quá trình điều khiển và truyền tin trong ca ùc he ä thống có tổ chức đã góp phần đẩy mạnh sự p hát triển và ứng dụng của tự động hóa ca ùc quá trình sản xuất vào công nghiệp. Trong nhữ ng năm gần đây, ca ùc nước có nền công nghiệp phát triển tiến hành rộng rãi t ự động hóa tron g sa ûn xuất loạt nhỏ. Điều này phản ánh xu th ế chung của một nề n kinh tế thế giới chuyể n từ sa ûn xuất loạt lớn và hàng khối sa ng sa ûn xuất loạt nhỏ và hàn g khối thay đổi. Nhờ các thành tự u to lớ n của công nghệ thôn g tin và ca ùc l ĩnh v ực khoa học k hác, ngành công nghiệ p gia công cơ của thế giới trong những năm cuối của thế kỷ 20 đã có sự thay đổi sa âu sa éc. Sự xuất hiện của một loạt các công nghệ mũi nhọn như k ỹ thuật li nh hoạt (Agile enginee ring) , hệ thống điều hành sa ûn xuất qua màn hình (Vis ual Manufacturing Syst ems) , kỹ thuật ta ïo mẫu nhanh (Rapid Prototyping) và công ng hệ Nanô đã cho phép thực hiện tự động hóa toàn phần không chỉ trong sản xuất hàng khối mà cả trong sản xuất loạt nhỏ và đơn chiếc. Chính sự thay đổi nhanh của sa ûn xuất đã liên kết chặt chẽ công nghệ thông ti n với c ông ngh ệ chế tạo máy, làm xuất hiện một loạt ca ùc t hiết bị và hệ thống tự động h oá hoàn toàn mới như các loại máy điều khiển số, các t rung ta âm gia c ông, các hệ thống điều khiể n theo chươ ng trình logic PLC (Pr ogramma ble logic control), ca ùc hệ thống sa ûn xuất linh hoạt FMS (Flexible Ma nufac turing sys tems ), ca ùc hệ thống sa ûn xuất tíc h hợp CIM (Comp uter I ntegrat ed Manufac turing) cho phép ch uyển đổi nhan h sa ûn phẩm gia công với thời gian chuẩn bị sa ûn xuất ít nhất, rút ngắn chu kỳ sa ûn xuất sa ûn phẩm, đáp ứng tốt tính thay đổi nhanh của s ản xuất hiện đại . Những thàn h công ban đầu của quá trình liên k ết một số công nghệ hiện đại trong khoảng 10, 15 năm vừa qua đã khẳng định xu thế phát triển của nền Sản xuất trí tuệ trong thế kỷ 21 trê n cơ sở của c ác thiết bị th ông min h. Để có thể tiếp cận và ứng dụn g dạng s ản xuất tiên tiến này, ngay từ hôm nay, chún g ta phải nghiên cứu , học hỏi và chuẩn bị cơ sở vật chất cũng như đội ngũ ca ùn bộ kỹ th uật cho n ó. Việc bổ sung ca ûi tiến nội du ng và chương trình đào ta ïo trong ca ùc trường đại học và trung ta âm nghiê n cứu the o hư ớng phát triển sa ûn xuất trí tuệ la ø cần thiết . 1.2 Một số k hái n iệm và địn h nghĩa cơ ba ûn 1.2.1 Cơ khí hó a Để ta ïo ra sa ûn phẩm yêu ca àu, ca ùc quá trình sản xuất thực hiện việc biến đổi vật chất , năng lượn g và th ông tin từ dạng này sa ng dạng khác. Các quá t rình biế n đ ổi vật c hất thường bao gồm hai dạ ng sau : Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Ban qu yen © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. HC M - 7 - 1. Các quá trình chính . 2. Các quá trình phụ. Các quá trình chính la ø ca ùc quá trình liên quan trực tiếp đến việc thay đổi tính chất cơ lí hóa, hình dáng hình học ban đầu của phôi liệu để ta ïo ra sa ûn phẩm yêu ca àu . Còn các quá trình phụ la ø ca ùc quá trình ca àn thiết cho ca ùc quá trình chính thực hiện được. Hầu hết ca ùc quá trình sản xuất cơ khí đều có mục đích cuối cùng la ø la øm biến đổi trạng thái cơ lý tính và hình dáng hình học ban đầu của phôi liệu để tạo ra chi ti ết (sa ûn phẩm yêu cầu ). Trong quá trình chính để thực hiện việc biến đổi, tất ca û ca ùc thiết bị sản xuất cơ khí phải thực hiện được hai dạng chuyển động cơ bản là chuyển động chính và chuyển động phụ. Trên ca ùc ma ùy tiện gỗ cổ điển, c huyể n đ ộng quay của chi tiết l à c huyển động chính và được thực hiện bằng lực đạp chân của công nhân. Khi thực hiện cơ k hí hóa, ng ười ta tiến hành thay lực đạp chân bằng động cơ điện . Các chuyển động còn la ïi của dao vẫn do công nhân thực hiện bằn g tay . Như vậy, cơ khí hóa chính la ø quá trình thay thế ta ùc động cơ bắp của con n gười khi thực hiện ca ùc quá trình công nghệ chín h hoặc ca ùc chuyển đ ộng chín h bằng máy. Sử dụng cơ khí hóa cho phép nâng ca o năng sua át la o động, nhưng không thay thế được con người trong ca ùc chức năng điều khiển, theo dõi diễn tiến của quá trình cũng như thực hiện một loạt ca ùc chuyển động phụ trợ khác . Xét ví dụ đ ơn gia ûn – q uá trình tiện như trên hìn h 1.1. Chuyển động chín h là c huyển động q uay của chi t iết và c hạy dao khi dao tiện bóc đi một lớp phôi l iệu, còn chu yển động phụ la ø chuyển động chạy dao nhanh tới vị trí ban đầu, gá đặt phôi lên máy trước khi gia công và t háo dỡ nó sau khi gia công xong. Hệ thống này hầu n hư kh ông có sự nối kết nào giữa ca ùc hành động khác nhau của chu kì gia công. Người thợ phải thực hiện bằng ta y ca ùc chuyển động phụ nh ư lùi dao nhanh k hỏi b ề mặt gia công , đ ưa dao trở v ề vị trí ban đầu và điều chỉnh dao vào vị trí mới cho chu kì tiếp theo . V ới ví d ụ trên hình 1.1, sa u khi đã được cơ khí hóa, máy vẫn k hông thể tự thực hiện được ca ùc chuyển động phụ. Do đ ó để tiếp tục một chu k ỳ mới, ca àn có sự Chi tiết gia công Dao Hì nh 1.1 Sơ đồ tiện cơ khí hóa Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Ban qu yen © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. HC M - 8 - 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 đ ộng hó a chu kỳ gia côn g. Để gia công hoàn chỉnh một bề mặt hay một số bề mặt , phải tiến hành một hoặc nhiều chu kỳ gia công khác nhau. Máy vạn năng không thể tự động thực hiện được nhiệm vụ đó. Tự động hoá các chu kỳ gia côn g là gia i đoạn phát triển tiếp theo của nền s ản xuất cơ khí hoá. Nó sẽ thực hiện phần côn g việc mà cơ khí hóa không th ể đảm đương được đo ù la ø điều khiển và thực hiện tự động ca ùc c huyển độ ng ph ụ. Điều khiển la ø một quá trình sử dụng thông tin để tạo ra các ta ùc động ca àn thiết tới c ơ ca áu chấp hành, đảm bảo cho một quá trình vật lí hoặc thông tin nào đó xảy ra theo mục đích định trước. Với nhữn g quá trình sa ûn xuất và côn g n ghệ phức t ạp, khi mà s ố lượng ca ùc 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 v ụ của người thợ thực hiện n hiệm vụ điều khiển sẽ bị suy giảm đáng kể. Vì vậy cần giao nhiệm vụ đó ch o máy. Ví dụ: tr ên máy tiện điều khiển số (hình 1 .2) ca ùc chu yển 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 côn g hay nhiều đ ường chuyể n dao khác nhau. Con ngư ời lúc này chỉ c òn nhiệm vụ gá đặt phôi, khởi đ ộng và theo dõi quá t rìn h làm việc c ủa chúng. Tuy nhiên, sa u khi gia công xong một chi tiết thì ma ùy ngừng hoạt động vì bản thân nó không thể la áy phôi để tiếp tục gia công chi tiết t iếp theo, máy này được tạm gọi la ø máy bán tự động. Trong giai đoạn đầu tiên của nề n sa ûn xuất tự động hóa, do nh u ca àu và điều kiện sa ûn xuất, khả năng của thiết bị, quá trình sa ûn xuất thườ ng đư ợc thực hiện the o phương pháp tự động hóa từng phần. Tự động hóa từng phần la ø chỉ tự động hóa một số chuyển động hay thao ta ùc nào đó, mà những thao tác đó ca àn nhanh nhạy và chính xác, ca ùc thao ta ùc c òn lại vẫn thực hiện bằng ta y. Động cơMáy tính Điều khiểnDữ liệu Hình 1.2 Hì nh 1.2 Sơ đồ tiện có tự động hóa c hu kỳ Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Ban qu yen © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. HC M - 9 - 1.2.3 Tự đ ộng hó a máy. Với c ác máy bán tự động k ể trên, m uốn chu yển sa ng gia công một c hi tiết m ới, con ngưới phải giúp máy tháo chi ti ết và gá đặt một phôi mới. Mức độ ca o hơn của tự động hóa máy la ø trang bị hệ thống ca áp phôi cho máy. Hệ thống này tự động tháo chi tiết khi máy gia công xong và thay thế phôi mới, đồng thời khởi động m ột chu kỳ gia c ông của c hi tiết m ới. Hình 1.3 la ø máy tiện tự động, khi bỏ vào phễu ca áp phôi một số lượng phôi đủ lớn, máy sẽ tự động gia công hết chi tiết này đến chi tiết khác mà không ca àn sự ta ùc động trực tiếp của c ông nhân. Sự ra đời của kỹ thuật s ố trong những năm 1955 -195 6 đã giúp cho tự đ ộng h óa phát triển lên một trình đ ộ mới. Các máy N C, C NC và ca ùc MRP (Manufacturing Resoure es Planning) ra đời trong giai đoạn này đã đặt nền móng cho sự xuất hiện trong những năm 1985-1990 một hình thức sa ûn xuất mới – sản xuất tích hợp. Trong nền sa ûn xuất tíc h hợp (đôi khi còn được gọi la ø tự động hóa toàn phần), toàn bộ ca ùc công đoạn và nguyên công của quá trình sa ûn xuất, từ phôi liệu tới ca ùc công đoạn kết thúc nh ư kiểm tra, đó ng gói v.v..., đều được t ự độn g hóa. 1.2.4 Khoa học tư ï động h óa Khoa học tự động hóa la ø một lĩnh vực khoa học kỹ thuật. Nó bao gồm ca ùc cơ s ở lý thuyết, ca ùc ngu yên ta éc c ơ bản đ ược sử dụ ng khi thiết la äp các hệ thống điều khiển và kiểm tra tự động ca ùc quá trình k hác nhau để đạt được mục đích cuối cùn g mà khôn g ca àn tới sự tham gia trực tiếp của c on người . Hì nh 1.3 Ma ùy tiện tự động Phễu cấp phôi Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Ban qu yen © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. HC M - 10 - Khoa học tự động hóa được ca áu thành từ nhiều môn học khác nhau như lý thuyết điều khiển tự động ; Lý thuyết mô hình hóa, mô phỏng và phân tích hệ thống; Điều khiển học; Lý thuyết tối ưu; Lý thuy ết truyền tin; K ỹ thuật la äp trình v..v .Tự động hóa ca ùc quá trình sa ûn xuất la ø một hướng phát triển khoa học tự đ ộng hóa. Sự phát triển của n ó gắn liền với các khoa học li ên quan . 1.2.5 Hệ thống thiết kế và ch ế tạo c ó trợ giúp của máy tính (CA D-CA M) Với sự xuất hiện của máy điều khiển số, sự phát triển ca o của c ông nghệ thông tin và công ng hệ máy tính , việc chuẩn bị và điề u hành s ản xuất trong t hời gian gần đây đã co ù những thay đ ổi cơ bản. K hâu chuẩn bị thiết kế đã đư ợc tự động hóa nhờ hệ thống thiết kế tự động có sự trợ giúp của máy tính ( CAD-Computer Aid ed D esign ). Nhờ ca ùc trang thiết bị tính toán thiết kế như máy tính, màn hình đồ họa, bút vẽ, máy vẽ ( Plotter), cùng ca ùc phần mềm chuyên dùng (Mat la b, Catia, CAD) cho phép ta ïo ra các mô hình sản phẩm trong kh ông gian ba chiều, rất thuận lợi cho việc k hảo sa ùt, đánh giá sửa đổi nhanh chóng trực tiếp ngay trên màn hình. Các bản vẽ trong CAD có thể lưu giữ , nhân bản hoặc gọi ra bất kỳ lúc nào. Điều này cho phép tiết kiệm nhiều thời gian, vật liệu và ca ùc chi phí khác của gia i đoạn thiết kế ban đầu trước khi đưa vào sả n xuất . Khâu điều hành chế ta ïo sa ûn phẩm cũn g đư ợc tự động hóa n hờ hệ thống điều hành quá trình chế tạo tự động có sự trợ giúp của máy tính CAM (Computer Aided Ma nufac turing). CAM chính la ø một phần của hệ CIM (Com puter I ntegrat ed Ma nufac turing) và được thiết lập trên cơ sở sử dụng máy tính và công nghệ máy tính để thực hiện tất c ả c ác công đoạn của q uá trình sa ûn x uất, chế tạo sa ûn phẩm nh ư lập k ế h oạch sa ûn xuất, thiết kế qui trình công nghệ gia công, quản lý điều hành quá trình chế ta ïo và kiểm tra chất lượng sa ûn phẩm v..v. CAM la ø một lĩnh vực ca àn sự hỗ trợ của rất nhiều công nghệ và kỹ thuật liên quan như kỹ thuật CAP P ( Com puter Aided Process Planning, công nghệ nhóm GT (Gr oup Technolog y), kỹ thuật gia công liên k ết LA N (L ocal – Area Network), FMS v… v. D o CAM cho ph ép thực hiện tự động việc la äp kế hoạch, điều khiển, hiệu chỉnh và kiểm tra ca ùc nguyên công cùng toàn bộ quá trình gia công chế ta ïo sa ûn phẩm, nê n nó rất d ễ dàng kết hợp với hệ thố ng CAD , ta ïo ra một p hương thức sa ûn xuất mới ti ên tiến, đó là hệ thống thiết kế và chế tạo tự động có s ự trợ giúp của máy tí nh CIM. 1.2.6 Hệ thống sản xu ất tí ch hợp c ó trợ giúp của m áy tính (CIM) Hai công ng hệ tiên tiến CAD và CAM có liên quan chặt chẽ đến sự hình thành c ủa hệ thốn g thiết k ế chế ta ïo tự đ ộng c ó sự trợ giúp của ma ùy tính (CAD /CAM) khi nối k ết he ä CAD với hệ CAM. Hệ thống tíc h hợp CAD/CAM còn được gọi la ø hệ thống sản xuất tích hợp có sự trợ giúp của máy tính (CIM) . Các quá trình sản xuất thực hiện bằng hệ thống này gọi la ø ca ùc quá trình sản xuất tích hợp . Trong ca ùc hệ thống sa ûn xuất tíc h hợ p, chức năng thiết kế và chế tạo được gắn kết nhau, hỗ trợ nhau, cho phép ta ïo ra s ản phẩm nhanh chóng bằng ca ùc qui trình sa ûn xuất linh hoạt và hiệu quả. Các thiết bị sa ûn xuất tự động và ca ùc máy riêng biệt đư ợc kết n ối với ca ùc thiết bị tru yền ta ûi thôn g tin ta ïo thành một he ä thống nhất, cho phép kh ép kín chu trìn h gia công, chế tạo s ản phẩm. 1.2.7 Hệ thống sản xu ất li nh hoạt ( FMS) Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Ban qu yen © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. HC M - 11 - Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS – Flexible Ma nufac turing Syst ems) la ø một hệ thống bao g ồm các thiết bị gia công như máy điều khiển số, tr ung ta âm gia c ông, thiết bị gá la ép, tháo dỡ chi tiết và dụng cụ tự động, hệ thống cơ ca áu định hướng chi ti ết tự động trong quá trình gia công, cơ ca áu kiểm tra tự động, cơ cấu vận chuyển tự động, cơ cấu ca áp phát dụng cụ tự động, hệ thống điều khiển.v…v được thiết kế theo nguyên ta éc môđun và được điều khiển bằng một máy tính hoặc một hệ thống máy tính. Trong một chừng mực nào đó FMS có thể coi như một CIM nhỏ. N ó được thiết kế để la øm đầy khoảng trống giữa đường dây tự động dù ng tro ng sa ûn xuất hàng khối và nhóm máy CNC. Nó cho phé p chuy ển đổi nhanh sa ûn xuất khi thay đổi s ản phẩm với c hi phí thời gia n và tiền bạc nhỏ nhất . Theo ca áu trúc, hệ thống sa ûn xuất linh hoạt có thể chia thành ca ùc cấp độ như: Ma ùy linh hoạt, môđun sa ûn xuất linh hoạt, dây chuyền sa ûn xuất linh hoạt, phân xưởng sa ûn xuất linh hoạt và nhà máy s ản xuất li nh hoạt. Trên hình 1 -4 mô ta û một dây chuyền tự độ ng linh hoạt hóa nhờ ROB OT tháo chi tiết va ø ca áp phôi cho từng máy. 1.2.8 Rôbốt công nghiệp Một lĩnh vực quan trọng của nền sản xuất trí tuệ đó la ø rôbốt công nghịêp. Rôbốt là một thiết bị tự động đa chức năng được la äp trình cho một h oặc nhiều công việc và được điều khiển bằng máy tính. Một trong những bộ phận chức năng chính của rôbốt đó là hệ thống điều k hiển, n ó có nhiệm v ụ xử lý ca ùc thông tin n hận được để ta ïo ra ca ùc chuỗi lệnh ca àn thiết. Hệ thống điều khiển cũng được coi như một kho chứa và trung chuyển dữ liệu khi ta sử dụng cho ca ùc công việc khác nhau. Các rôbốt thường được trang bị ca ùc hệ thống điều khiển thích ng hi, ca ùc hệ thống điều khiển the o chương trình lôgic PLC (Programma ble Logic Control), ca ùc hệ thống ca ûm biến để thực hiện ca ùc chức năng như nghe, nhìn , ca ûm giác , ngửi v..v. Vì vậy chúng được sử dụng hầu hết trong ca ùc lĩnh vực y tế, dịch vụ, gia công, la ép ráp, và ca ùc lĩnh vực khác mà ca ùc máy tự động thông thường Hì nh 1.4 Hệ thống sa ûn xuất linh hoạt Robot Các thiết bị gia công Đường đi của ROBOT Đường vậ n chuyển phôi Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Ban qu yen © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. HC M - 12 - không thể th ực hiện được.T rong nhữn g trường hợp k hi yêu ca àu vận tốc xử lý tình h uống nhanh, chín h xác, k hi lựa chọn tìm kiếm ca ùc gỉai pháp n hiều p hươn g án, khi yê u ca àu k hả năng suy nghĩ lôgic và p hán đoán tình h uống theo bối cảnh thì s ử dụng rôbốt c ho hi ệu quả ca o. Rôbốt la ø thiết bị duy nhất có thể đáp ứng được đặc tính thay đổi nhanh và linh hoạt của nền sa ûn xuất hiện đại, mở rộng đáng kể chức năng của ca ùc thiết bị và quá trình sa ûn xuất với hiệu quả cao . Nghiên cứu, p hát triển và ứng dụng ca ùc hệ thống Trí tuệ nhân tạo trong thiết kế chế ta ïo ca ùc thế hệ rôbôt thông minh la ø mo