TT

Họ và tên

Công việc

ĐỀ TÀI: Máy CNC trong hệ thống FMS/CIM
THẢO LUÂN
1Nguyễn văn Trọng
I. Sơ lươc về hê thống sản xuất linh
2Nguyễn hữu Thống
3Nguyễn văn Toản
4Lê anh Tuấn
5Đinh viết Tuấn
6Phan văn Trường
7Đặng anh Tuấn

hoạt FMS và sản xuất tích hợp có trợ
giúp của máy tính CIM.
NHÂN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

II. Máy CNC là gì?
III. Hiệu quả tập hợp các máy CNC
thành hệ thống FMS.
Sưu tập tranh ảnh và tổng hợp tài liệu

DANH SÁCH TỔ 2 VÀ CÔNG VIỆC Được GIAO


ĐỀ TÀI: Máy CNC trong hệ thống FMS/CIM

THẢO LUÂN

MỤC LỤC

I. Sơ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG SẢN XưẤT LINH HOẠT FMS VÀ
SẢN

XUẤT

TÍCH

HỢP

CÓ

TRỢ

GIÚP

CỦA

MÁY

TÍNH

CIM.

a. Hệ thống sản xuất tích hợp (CIM System)
b. Hiệu quả ứng dụng CIM trong sản xuất.
c. Các thành phần trong hệ thống CIM


3
4
5

II. MÁY CNC LÀ GÌ?
a. Trang bị ổ tích dụng cụ (Magazing dụng cụ) cho máy.
b. Trang bị cho máy cơ cấu vệ tinh thay đổi.
c.

9
12
14
C

hế tạo máy nhiều trục chính.

14

d. Điều khiển máy CNC bằng máy tính.
e. Tâp hơp các máy CNC thành một nhóm và điều khiên chúng

15

băng máy tính.

III.

16


f. Tập hợp các máy CNC thành hệ thống FMS.

16

HIỆU QUẢ TẬP HỢP CÁC MÁY CNC THÀNH HỆ

TÀI LIÊU THAM KHẢO

1. Sản xuất linh hoạt FMS & tích hợp CIM. (GS. TS. TRAN VĂN ĐỊCH).
2. Hệ thống sản xuất tự động hóa tích hợp máy tính. (TRAN TRỌNG MINH
& NGUYỄN PHAM THỤC ANH).

GVHD:
GVHD:
Lưu Thủy
LưuChung
Thủy Chung

Trang 2Trang 1


ĐỀ TÀI: Máy CNC trong hệ thống FMS/CIM

THẢO LUÂN

I. Sơ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT FMS VÀ
SẢN

XUẤT


TÍCH

HỢP

CÓ

TRỢ

GIÚP

CỦA

MÁY

TÍNH

CIM.

a) . Hệ thống sản xuất tích hợp (CIM System)
• CIM là một nhà máy sản xuất tự động hóa toàn phần, nơi mà
tất cả các quá trình sản xuất được tích hợp và được điều khiển
bởi máy tính. CIM quản lý tự động thông qua sự tích hợp các
phân hẹ: CAD, CAM, CAP, CAPP; Các tế bào gia công (CN,
CNC, DNC); Hệ thống cấp liệu; Hệ thống lắp ráp linh hoạt; Hệ

GVHD: Lưu Thủy Chung

Trang 3



ĐỀ TÀI: Máy CNC trong hệ thống FMS/CIM

THẢO LUÂN

b) . Hiệu quả ứng dụng CIM trong sản xuất.
• Hệ thống sản xuất CIM tạo ra lợi nhuận vững chắc cho người
sử dụng hơn các hệ thống khác nhờ tính mềm dẻo của hệ thống
và tích hợp thông tin. CĨM cho phép một nhà máy sản xuất
thích ứng nhanh chóng với sự thay đổi của thị trường và cung
cấp các hướng phát triển cơ bản của sản phẩm trong tương lai.
Với sự trợ giúp của máy tính, các hoạt động phân đoạn của quá
trình sản xuất được tích hợp thành một hệ thống sản xuất thống
nhất, hoạt động trôi chảy với sự giảm thiểu thời gian và chi phí
sản xuất, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm. Hệ thống
CIM cho phép sử dụng tối ưu các thiết bị, nâng cao năng suất
lao động, luôn ứng dụng các công nghệ tiên tiến và giảm thiểu
sai số gây ra bởi con người, kinh nghiệm sử dụng CIM bởi các
hảng sản xuất trên thê giới cho thấy những lợi ích điển hình:

♦ Giảm 15-30% giá thành thiết kế.
♦ Giảm 30-60% thời gian chế tạo chi tiết.
♦ Tăng năng suất lao động lên tới 40-70%.
♦ Nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm được 20-50% phế
phẩm.

♦ Quản lý vật tư hàng hóa sát thực tế hơn.
♦ Tăng khả năng cạnh tranh của sản phảm và đáp ứng nhu
cầu thị trường.

♦ Hoàn thiện được phương pháp thiết kế sản phẩm nhờ ứng

GVHD: Lưu Thủy Chung

Trang 4


ĐỀ TÀI: Máy CNC trong hệ thống FMS/CIM

THẢO LUÂN

Giải bài toán thiết kế, thẩn định trong đó phần tử hửu hạn
cho phép tính toán nhanh gấp 30 lần so với tính toán thônh
thường để xách định ứng suất tại từng điểm nhờ vậy mà
hoàn thiện kết cấu cho sản phẩm nhanh hơn.

c) . Các thành phần trong hệ thống CIM
Các thành phần chính trong hệ thống CIM bao gồm các môdul:

• Lập kế hoạch sản xuất: Khi nhận được đơn đật hàng trực tiếp
hay qua các phương tiện giao tiếp (internet) cùng với chiến
lược phát triển sản phẩm, CIM quản lý bằng phầm mềm chuyên
biết (CIMSOFT) nó liên tục được truyên đi tới các phần mềm
quản lý, điều khiển hệ thống. Dựa trên kế hoạch này các phân
hệ tự động cập nhật, xử lý thông tin để đảm bảo sự hoạt động
nhịp nhàng, lưu loát cho toàn hệ thống. VI vậy, việc lập kế
hoạch có ý nghĩa rất quan trọng, nó quản lý toàn bộ hệ thống
trên tầng vĩ mô.

• Thiết kế sản phẩn: Thiết kế sản phẩm là modul nhằm tạo ra
các thông số về đối tượng cần sản xuất. Khi nhận sản phẩm
mới thi modul quản lý tự động dò tìm trong thư viện dữ liệu sản

phẩm về sự tồn tại của sản phẩm, nếu đã có thì chuyển đến
phân hệ gia công, nếu chưa có thi đưa ra dạng sản phẩm đã tồn
tại với mức độ giống nhất và chuyển đến cho hệ thống thiết kế.

• Phân hệ CAD/CAM: Thiết kê CAD (Computer Aided Design)
là đưa ra các hệ thông số hình học về thực thể với đầy đủ dữ
liệu cần thiết để chuyển giao cho phân hệ CAM. Phân hệ CAM
(Computer

Aided

GVHD: Lưu Thủy Chung

Manufacturing)

bản

chất

là

phần

mềm

trợ

Trang 5



ĐỀ TÀI: Máy CNC trong hệ thống FMS/CIM

THẢO LUÂN

thông số công nghệ sau đó chuyển thể thành dữ liệu đầu vào
cho tế bào gia công.

• Phân hệ RP (Rapid Prototyping): Là một phân hệ tạo mẫu
nhanh cho dữ liệu CAD/CAM. Khi mô hình CAD. Phân hệ RP
giúp cho quá trình thiết kế giảm được nhiều thời gian để đi đến
kết quả cuối cùng cho ra dữ liệu CAD trước khi sản xuất. Ngoài
ra công nghệ ngược của RP và RE (revert Engineering) cho
phép lấy thông tin CAD khi vật thể đã có, đây củng là giải pháp
rất hiệu quả cho quá trình thiết kế.

• Lập quy trình sản xuất: Là phân hệ mất nhiều thời gian và tài
chính. CIM xủ dụng các modul lập quy trình công nghệ tự
động

bằng

giải

pháp

phần

mềm

lập


trình.

Phân

hệ

CAPP

(Computer Aided Process Planning) là một giải pháp hưu hiệu.
Với các thông tin đầy đủ phân hệ CAPP sẽ quyết định đưa ra
một qui trình công nghệ hợp lý nhất để gia công chi tiết.

• Lập trình cho các trạm gia công: Các trạm gia công bao gồm
các trạm thiết bị tham gia trong quá trình chế tạo sản phẩm:
Các máy CNC, Robot.. .Lập trình cho các tế bào gia công CNC
bao gồm các thông tin về hình học (CAD) và các thông tin
công nghệ. Quá trình được mô phỏng trên phân hệ CAD/CAM.
Lập trình cũng hoàn toàn tương tự với Robot và các thiết bi

GVHD: Lưu Thủy Chung

Trang 6


"THẢO LUẬN

ĐÊ TÀI: Máy CNC
trong hệ thống FMS/CIM


GVHD: Lưu Thủy Chung
Trang 7


THẢO LUÂN

ĐỀ TÀI: Máy CNC trong hệ thống FMS/CIM

• Thiết bị sản xuất: Quá trình sản xuất được thiết lập khi các
yếu tố chuẩn bị về kỹ thuật và tổ chức được thực hiện. Trong
quá trình này chi tiết dần dần được hình thành. Đây cũng là quá
trình trực tiếp làm biến đổi phôi liệu thành chi tiết. Trên các tế
bào gia công chi tiết trực tiếp bị biến đổi về mặt hình học và cơ
tính. Các tế bào gia công mà chủ yếu là các máy điều khiển số
CNC, DNC.. .Và các thiết bị khác.

• Vận chuyển, tích trữ: Vận chuyển các chi tiết gia công (phôi)
trong kho hoặc trên các vệ tinh tới các vị trí tiếp nhận hay
chuyển tích trử dụng cụ.

• Kiểm tra: Kiểm tra các thông số về đối tượng sản xuất trong
hệ thống. CIM sử dụng nhiều máy kiểm tra tự động.
GVHD: Lưu Thủy Chung

Trang 8


ĐỀ TÀI: Máy CNC trong hệ thống FMS/CIM

THẢO LUÂN


• Tiếp thị, phân phối sản phẩm: Đây củng là một modul quan
trọng để phát triển chiến lược sản xuất. Doanh nghiệp phải có
phương thức marketinh và phân phối sản phẩm phù hợp đáp
ứng các tiêu chuẩn thi trường.

II. MÁY CNC LÀ GÌ?

CNC

-

Viết

tắt

cho

Computer

Numerical

Control

(Điều

khiển

bằn


máy tính) Điều khiển bằng máy móc khác với mùc đích sản xuất (có tính
lập lại) các bộ phận kim khí (háy các vật liệu khác) phức tạp, bằng cách
sử dụng chương trình viết bằng ký hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA247-D, thường gọi là mã G. CNC được phát triển cuối thập niên 1950 ở
phòng thí nghiệm Sợvomechanism của trường MIT.

GVHD: Lưu Thủy Chung

Trang 9


THẢO LUÂN

ĐỀ TÀI: Máy CNC trong hệ thống FMS/CIM

1) . Việc gia tăng tự đông hóa trong quá trình sản xuất với máy
CNC tạo nên sự phát triển đáng kể về chính xác và chất lượng. Kỹ
GVHD: Lưu Thủy Chung

Trang 10


THẢO LUÂN

ĐỀ TÀI: Máy CNC trong hệ thống FMS/CIM

thuật tự động của CNC giảm thiểu các sai sót và giúp người thao tác
có thời gian cho các công việc khác. Ngoài ra còn cho phép linh hoạt
trong thao tác các sản phẩm và thời gian cần thiết cho thay đổi máy
móc để sản xuất các linh kiện khác.


2)

. Trong môi trường sản xuất, một loạt máy CNC kết hợp thành

một tổ hợp, gọi là Cell, để có thể làm nhiều thao tác trên một bộ
phận. Máy CNC ngày nay được điều khiển trực tiếp từ các bản vẽ do
phân mêm CAM, vì thế một bộ phận này lắp ráp có thê trực tiếp tự
thiết kế sang sản xuất mà không cần các bản vẽ in từng chi tiết. Có
thể nói CNC là các phân đoạn của các hệ thống robot công nghiệp,
tức là chúng được thiết kế để thực hiện nhiều thao tác sản xuất.

3)

. Vào những năm 1970-1980 để nâng cao năng suất của các

máy CNC người ta nhóm các máy này thành các hệ thống sản xuất
linh hoạt, có năng suất gần bằng năng suất của dây chuyền tự động
sản xuất lớn nhưng lại loại trừ nhược điểm của dây chuyên tự động là
chế tạo một chủng loại sản phẩm. Trên cơ sở của các hệ thống tự
động hóa đó người ta đã xây dựng công nghệ điều chỉnh linh hoạt,
Theo công nghệ này thì bất kỳ chi tiết nào (trong phạm vi đặc tình kỷ
thuật của máy) củng có thể được đưa vào hệ thống FMS theo bất kỳ
tuần tự nào và đượcgia công với bất kỳ sản lượng nào.

4)

. Khi làm việc trên máy CNC người công nhân thực hiện chức

năng cấp phôi cho máy, tháo chi tiết sau khi đã gia công, gá dụng cụ,
thay đồ gá, mở máy, kiểm tra chi tiết và quan sát hoạt động của máy.

Nừu các chức năng trên đây của người công nhân được tự động hóa
thì tỷ lệ thời gian máy tăng lên, có nghĩa là tăng được năng suất của
thiết bị.
• Công nghệ điều chỉnh linh hoạt trên các máy CNC được thực
GVHD: Lưu Thủy Chung
Trang 11


ĐỀ TÀI: Máy CNC trong hệ thống FMS/CIM

THẢO LUÂN

♦ Trang bị cho máy ổ tích dụng cụ (Magazin dụng cụ).
♦ Trang bị cho máy cơ cấu vệ tinh thay đổi.
♦ Chế tạo máy nhiều trục chính.
♦ Gia công đồng thời bằng nhiều dao.
♦ Điều khiển máy CNC bằng máy tính.
♦ Tập hợp các máy CNC thành từng nhóm và điều khiển
chúng bằng máy tính.

♦ Tập hợp các máy CNC thành hệ thống FMS.

a) Trang bị ổ tích dụng cụ (Magazing dụng cụ) cho
máy.

- Ổ tích dụng cụ với cơ cấu thay dao tự đông cho phép gia công
nhiều bề mặt chi tiết trong một hoặc một số lần gá và do đó
giảm được thời gian gia công.

- Ổ tích dụng cụ có thể được thay thế bằng các ổ tích dụng cụ

khác có số lượng lớn hơn. Khi tăng số lương dụng cụ thì kết cấu

GVHD: Lưu Thủy Chung

Trang 12


THẢO LUẬN

GVHD: Lưu Thủy Chung

ĐỀ TÀI: Máy CNC trong hệ thống FMS/CIM

Trang 13


THẢO LUÂN

b)

ĐỀ TÀI: Máy CNC trong hệ thống FMS/CIM

Trang bị cho máy cơ cấu vệ tinh thay đổi.

- Cơ cấu vệ tinh thay đổi là cơ cấu cấp phôi tự động ra vị trí xác
định. Cơ cấu vệ tinh cho phép làm trùng thời gian phụ (thời gian
tháo chi tiết gia công và thời gian gá đặt phôi trong đồ gá) với
thời gian máy khi gia công phôi trên máy. Cơ cấu vệ tinh là một
tấm có kết cấu tiêu chuẩn để có thê gá và kẹp chặt trên bàn máy.
Sử dụng magazin với các cơ cấu vệ tinh cho phép thực hiện công

nghệ linh hoạt một cách thuận lợi. Tuy nhiên, sử dụng magazin
với các cơ cấu vệ tinh có một số nhược điểm. Chẳng hạn, khi gia
công các chi tiết giống nhau cần phải có số đồ gá bằng số cơ cấu
vệ tinh. Điều kiện này làm tăng chi phí và không bảo đảm độ
chính xác cao của các chi tiết được gia công trên máy. Các máy
với magazin vệ tinh chiếm diện tích lớn so với các máy thông
thường khác.

c)

Chê tạo máy nhiều trục chính.

- Máy nhiều trục chính thông dụng là các máy phay chuyên dùng.
Các máy này được sử dụng để gia công đồng thời nhiều chi tiết
giống nhau hoặc gia công đồng thời nhiều bề mặt của một chi
tiết bằng nhiều dao. Trong cả hai trường hợp trên năng suất gia
công đều tăng lên rõ rệt. Tuy nhiên, do có nhiều trục chính cho
nên lực tác động tới các cơ cấu của máy cũng tăng lên. Vì vậy,
máy phải có độ cứng vững cao, có nghĩa là phải tăng kích thước
của các cơ cấu máy và khối lượng vật liệu để chế tạo các cơ cấu
đó. Đồng thời với số trục chính tăng lên thi thời gian chuẩn bị kết thúc một trục cũng tăng lên. Trong điều kiện sản xuất hàng
loạt vừa nên sử dụng các máy 3 trụ đứng để gia công chi tiết có
nhiều bề mặt cần gia công được phân bố đều xung quanh chi

GVHD: Lưu Thủy Chung

Trang 14


THẢO LUÂN


ĐỀ TÀI: Máy CNC trong hệ thống FMS/CIM

tiết. Các máy có 1 hoặc 2 trụ đứng nên dùng trong sản xuất hàng
loạt nhỏ và chế thử mới mang lai hiệu quả kinh tế cao.

d)

Điều khiên máy CNC bằng máy tính.

- Điều khiển máy CNC bằng máy tính cho phép thực hiện công
nghệ điều chỉnh linh hoạt (nhờ khả năng kết nối với máy tính
bậc cao, khả năng điều khiển thich nghi và khả năng điều khiển
di chuyển của các vệ tinh thay đổi) và giảm được kích thước của
máy, đồng thời nâng cao được năng suất và chất lương gia công.

GVHD: Lưu Thủy Chung

Trang 15


THẢO LUÂN

e)

ĐỀ TÀI: Máy CNC trong hệ thống FMS/CIM

Tâp hơp các máy CNC thành một nhóm và điều
khiên chúng băng máy tính.


- Giảm chu kỳ lập trình.
III. HIỆU QUẢ TẬP HỢP CÁC MÁY CNC THÀNH HỆ THỐNG
FMS.

- Tăng thời gian máy (thời gian cơ bản) của các máy.
- Tăng hệ số sản xuất theo ca.
- Giảm vốn lưu thông nhờ giảm được chu kì sản xuất.

GVHD: Lưu Thủy Chung

Trang 16