Luận văn Thiết kế dây chuyền tự động lắp ráp bút bi (tl 034)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN TỰ ĐỘNG LẮP RÁP BÚT BI (TL 034) SVTH : VƯƠNG QUỐC MSSV : 20001882 SVTH :PHAN ĐÌNH QUANG MSSV : 20001834 CBHD : Thầy TRẦN ĐẠI NGUYÊN Thầy HUỲNH HỮU NGHỊ BỘ MÔN : CAD/CAM/CNC TP Hồ Chí Minh, 1 / 2005 MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU. …………………………………………………………………………………………….………………………………… Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HOÁ , SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG GIAI ĐOẠN HIỆN NAY Tình hình ngành cơ khí Việt Nam và triển vọng trong tương lai Những nét cơ bản Khái niệm về tự động hoá sản xuất Định nghĩa về tự động hoá Các hình thức của tự động hoá Sự phát triển của tự động hoá Thiết kế sản phẩm cho lắp ráp tự động Tìm hiểu về quá trình lắp ráp sản phẩm Nguyên tắc ứng dụng trong thiết kế sản phẩm Sự cần thiết phải có tự động hoá Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ SƠ LƯỢC VỀ CÁC LOẠI BÚT BI TRÊN THỊ TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ LẮP RÁP CHÚNG Nhu cầu sử dụng bút bi Sự tiện lợi của bút bi so với bút máy Bút máy Bút bi Thực trạng,xu hướng lắp ráp bút bi của các công ty hiện nay Hệ thống lắp ráp Lắp ráp bằng tay tại một vị trí Dây chuyền lắp ráp bằng tay Dây chuyền lắp ráp tự động Sản phẩm Giới thiệu sản phẩm trên thị trường Hình ảnh sản phẩm có thể thực hiện quá trình lắp ráp Qui trình chung để sản xuất bút bi Công đoạn lắp ráp bút bi(TL-034) Chương 3: PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 3.1 Đưa ra phương án Phướng án thứ 1 Phương án thứ 2 3.2 Kết luận nên chọn phương án 3.3 Yêu cầu kỹ thuật Chương 4: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐỘNG , MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA DÂY CHUYỀN 4.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý Sơ đồ khối Sơ đồ nguyên lý 4.2 Thiết kế sơ đồ động 4.3 Mô tả hoạt động của dây chuyền Chương 5: PHÂN TÍCH KHÁI QUÁT DÂY CHUYỀN Các phương pháp vận chuyển phôi Cơ cấu cấp phôi Cảm biến kiểm tra Cơ cấu điều khiển Bộ phận công tác Chương 6: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN TRONG DÂY CHUYỀN 6.1 Hệ thống dẫn động 6.1.1 Cơ cấu di chuyển 6.1.1.1 Thiết kế bộ truyền xích từ trục cam đến đầu cơ cấu di chuyển 6.1.1.2 Thiết kế bộ truyền xích từ đầu đến cuối cơ cấu di chuyển 6.2 Tính toán thiết kế phễu rung động Chương 7: TÍNH TOÁN ,THIẾT KẾ CÁC CỤM CHI TIẾT KHÁC TRONG DÂY CHUYỀN 7.1 Cụm cấp cán 7.2 Cụm cấp ruột 7.3 Cụm cấp tảm Cụm vặn tảm Chương 8: HỆ THỐNG ĐIỂU KHIỂN 8.1 Mô tả hoạt động của dây chuyền 8.2 Tính toán hệ thống cam Chương 9: HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ DÂY CHUYỀN 9.1 Hướng dẫn vận hành 9.2 Bảo trì LỜI MỞ ĐẦU Nước ta hiện nay đang trong quá trình phát triển, nhu cầu về tự động hoá trong hệ thống điều khiển là rất cần thiết. Mức độ tự động hoá ở nước ta vẫn ở trình độ thấp chưa phát huy hết thế mạnh của nó. Chính vì lẽ đó mà các sản phẩm làm ra đạt chất lượng kém và năng suất thấp, nhìn chung trình độ tự động còn phụ thuộc nhiều vào sức người, chưa thấy được kết quả mà nó đem lại. Đồng thời chúng ta cũng tìm hiểu nó một cách đúng đắn. Do đó ở phần này ta sẽ biết được cách hoạt động, cách điều khiển, cách hoạt động một cách khái quát mà cụ thể là dây chuyền lắp ráp bút bi tự động. LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn chế tạo máy, bộ môn kỹ thuật đo lường đã tận tình dạy dỗ chúng em trong thời gian qua, nhằm giúp chúng em có được kiến thức để có thể hoàn thành luận văn. Đồng thời chúng em cũng gửi lời cảm ơn đến thầy TRẦN ĐẠI NGUYÊN và thầy HUỲNH HỮU NGHỊ đã tận tình giúp đỡ chúng em để hoàn thành luận văn này. Nhưng do kiến thức còn hạn chế nên trong luận văn này có nhiều thiếu xót, rất mong sự thông cảm của các thầy cô. Chúng em xin chân thành cảm ơn. KẾT LUẬN Sản xuất bút bi là một ngành công nghiệp được phát triển trên thới giới từ rất lâu và nó ngày càng được phát triển mạnh mẽ, bởi nhu cầu ngày càng cao và đa dạng. Ở Việt Nam, công nghệ lắp ráp bút bi tự động trong những năm gần đây được nhà nước chú trọng và đầu tư rất nhiều càng cho thấy được tầm quan trọng của nó. Ngày càng có nhiều dự án đang xây dựng và chuẩn bị xây dựng. Chính vì thế trong tương lai gần Việt Nam sẽ ngày càng phát triển trong ngành sản xuất bút bi, đáp ứng được nhu cầu thị trường trong nước và hướng ra xuất khẩu. Nội dung của đề tài là : THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN LẮP RÁP TỰ ĐỘNG BÚT BI (TL034) NĂNG SUẤT 50 SẢN PHẨM/ PHÚT. Bao tất cả các công đoạn của qui trình sản xuất. Do đó, đòi hỏi phải đảm bảo được nhiều vấn đề trong tính hợp lí từ công đoạn bắt đầu đến vấn đề đảm bảo vệ sinh môi trường. Từ đó, mang lại sự hiệu quả trong sản xuất và mang tính kinh tế cao. Phần nội dung của đề tài tập trung chủ yếu vào việc đưa ra phương án thiết kế, từ đó lựa chọn, tính toán để đưa ra phương án thiết kế hợp lí nhất, hiệu quả nhất. Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót trong thiết kế cũng như trong cách trình bày. Rất mong sự chỉ bảo, hướng dẩn thêm của quý thầy cô. TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Trung Thực, Tự động hoá sản xuất, Khoa Cơ Khí-Bộ môn Chế Tạo Máy-Trường ĐH Bách Khoa TPHCM PTS. Đặng Văn Nghìn, Tự động hoá quá trình sản xuất, Trường ĐH Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh, 1991. Đặng Thế Huy-Nguyễn Khắc Thường, Giáo trình nguyên lý máy, Nhà xuất bản Nông Nghiệp, Hà Nội, 1982. PGS. Trần Hữu Quế, Vẽ kĩ thuật cơ khí, Nhà xuất bản Giáo Dục, 2002. Trịnh Chất-Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế Hệ dẫn động cơ khí [1, 2], Nhà xuất bản Giáo Dục, Hà Nội, 2001. Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy (Phần 1), Trường Đại học Bách Khoa TP. HCM, 2001. KS Lê Ngọc Cương, Hướng dẫn lắp ráp điện dân dụng-Sơ đồ đấu dây, Nhà xuất bản thống kê 2003. CODIFOR, người dịch TS. Phan Đình Huấn, Kỹ thuật khí nén [1,2,3], Trung tâm Bảo Dưỡng Công Nghiệp, 2000. Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HOÁ ,SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG GIAI ĐOẠN HIỆN NAY Trước khi đi tìm hiểu về vấn đề chính trong chương này là khái niệm về tự động hóa và sự phát triển của nó trong giai đoạn mới, ta xem sơ lược về tình hình ngành cơ khí của nước nhà và sự phát triển của nó trong tương lai để thấy rõ sự cần thiết phải có tự động hoá như thế nào? Việc áp dụng tự động hoá cho các nhà máy, xí nghiệp trong việc lắp ráp các chi tiết với nhau là cần thiết hay không ? Có được cái nhìn chung như thế,ta mới nắm vững, hiểu rõ và phát huy hết tác dụng của nó và áp dụng một cách linh hoạt và phù hợp với nền sản xuất nước nhà,từng bước cải tiến kỹ thuật, nâng cao chất lượng sản phẩm. 1.1 Tình hình ngành cơ khí Việt Nam và triển vọng trong tương lai: 1.1.1 Những nét cơ bản về sự hình thành: Bắt đầu từ năm 1956 có định hướng ở miền Bắc: Nhà máy cơ khí trung, qui mô Hà Nội: Chế tạo máy công cụ. Nhà máy cơ khí Cẩm Phả: Phục vụ khu mỏ Hòn Gai. Nhà máy cơ khí xe lửa Gia Lâm. Nhà máy ô tô Trần Hưng Đạo, Hoà Bình, Diesel Sông Công: Phục vụ giao thông vận tải và sức kéo cho nông lâm nghiệp. Các nhà máy đóng tàu Bạch Đằng, Phà Rừng. Một loạt các nhà máy qui mô 500tr/năm sản phẩm cơ khí phục vụ công nghiệp địa phương và chiến đấu tại chỗ. Một loạt các nhà máy cơ khí quốc phòng và ngành. Những đặc điểm: Qui mô nhỏ, và nhà máy có qui mô vừa, phục vụ nhu cầu bức thiết trước mắt trong nước. Sản xuất sản phẩm có yêu cầu kỹ thuật không cao Công nghệ và tổ chức khép kín từ tạo phôi đến lắp ráp thành phẩm. Công nghệ và thiết bị lạc hậu, hơn 30 năm nay ít được đổi mới. Hiên nay đang ở trình độ khoa học – công nghệ những năm 40 của thế kỹ này Nhân lực: Thợ bậc cao, từ bậc 6 trở lên: khoảng 7ngàn nhưng tuổi bình quân trên 40, có hạn chế Đáng kể có 10 ngàn từ kỹ sư trở lên: Nhưng chưa phát huy tốt tiềm năng. Tổng tài sản cố định toàn ngành khoảng 300 triệu USD là hết sức nhỏ bé. Hiện trạng ngành cơ khí thành phố Hồ Chí Minh Đặc điểm chung: Tiếp nhận từ một ngành cơ khí non yếu chỉ làm dịch vụ sửa chữa và sản xuất một số phụ tùng đơn giản Từ sau năm 1975 chưa có một nhà máy cơ khí nào được đầu tư thiết bị – công nghệ đồng bộ với một hướng sản xuất rõ rệt ban đầu Vốn đầu tư thấp, thiết bị đầu tư lẻ tẻ nhưng lại cố tạo ra một khả năng khép kín công nghệ nên lại càng non yếu về năng lực sản xuất về trình độ công nghệ. Một vài năm gần đây một số xí nghiệp đã cố đổi mới công nghệ- thiết bị nhưng rất chật vật trên nền cũ của mình Năng lực sản xuất Máy động lực và phụ tùng nông ngư nghiệp Phụ tùng đơn giản cho làm đất Thiết bị chế biến nông lâm sản, thực vật Lắp ráp ô tô xe máy Đóng xà lang và tàu nhỏ ven biển Thiết bị điện: động cơ, máy biến thế Cơ khí tiêu dùng: xe đạp, quạt điện, phụ tùng x e gắn máy … Giá trị tổng sản lượng 1996, là 200 tỷ đồng Năng suất lao động trung bình 40triệu /người /năm Qui mô và nhân lực: Nhỏ, chủ yếu là sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ Tổng tài sản cố định: trên 70tỷ rất bé. Tổng số công nhân sản xuất trên 3000. Trong đó có hơn 13000 công nhân bậc 4 trở lên. Trên 400 cán bộ kỹ thuật có trình độ kỹ sư trở lên, nhưng ít có cơ hội được đào tạo lại thường xuyên theo sự phát triển của khoa học – công nghệ Về khoa học và công nghệ Trong bối cảnh chung của cả nước: lạc hậu khoảng 50năm Đặc biệt yếu về các công nghệ vật liệu và tạo phôi Đáng chú ý la ømột số xí nghiệp quốc doanh và tư doanh đầu tư nhập công nghệ thiết bị hiện đại trong khuôn mẫu. Tỷ trọng thiết bị tiên tiến chỉ khoảng 15%. Vẫn còn thời kỳ cơ khí hoá. Tổng quát: Mặc dù hết sức năng động, tự vươn lên nhưng vẫn yếu kém về năng lực sản xuất cả về qui mô và chất lượng sản phẩm. Còn khá xa trước nhiệm vụ trang thiết bị lại một phần cơ bản cho các ngành kinh tế. Còn phân tán, tự phát thiếu đồng bộ và cần có qui hoạch chiến lược tập trung đầu tư đi vào những trọng điểm. Có cơ cấu sản phẩm định hướng hợp lý cho một trung tâm công nghiệp phía nam. Tuy đội ngũ nhân lực khá và năng động nhưng còn thiếu khả năng đào tạo tiếp cân một cách khoa học công nghệ tiên tiến. Thành tựu khoa học – công nghệ tiên tiến của thế giới trong lĩnh vực cơ khí: Nhu cầu về một hình thái sản xuất linh hoạt: Đặc điểm về thời đại về nhu cầu: Đa dạng về mẫu mả, chủng loại. Luôn thay đổi thị hiếu. “ tuồi thọ “ của sản phẩm ngắn, có loại chỉ xuất hiện vài tháng là mất hết thị trường. Nhà sản xuất đứng trước những biến động khó lường. Định hướng về khoa học – công nghệ: Trên cơ sở công nghệ tin học tạo ra một nền “ sản xuất linh hoạt” đáp ứng sự biến động khôn lường của nhu cầu và khả năng cạnh tranh nhờ đổi mới sản phẩm. Hiệu quả đặc trưng quan trọng nhất của công nghê tin học là năng lực giúp cho những ý tưởng của con người – dù có đa dạng và biến động cách mấy – trở thành hiện thật một cách nhanh chóng nhất, ít tốn công sức nhất Tự động hoá nhờ kỹ thuật – công nghệ tin học: Dùng công cụ CAD: Giúp phân tích thiết kế, tính toán và thể hiện nhanh, chính xác ; lưu trữ và thay đổi dễ dàng trong khi thiết kế các sản phẩm. Khi dùng CAD cần hiểu đúng: Yù tường và những vấn đề thuộc về tư duy linh hoạt thì do người thực hiện. Những công việc phân tích, so sánh, chọn lựa, tính toán theo một qui luật xác định do máy tính thực hiện tự động Máy tính thực hiện nhanh việc thể hiện thành bản vẽ 2 hoặc 3 chiều. Mỗi lĩnh vực có từng loại CAD chuyên dùng thích hợp mới có sức mạnh thực thụ cho người dùng. Dùng công cụ CAM Trên cơ sơ về dữ liệu về sản phẩm đã thiết kế nhờ CAD. Với sự quyết định cách thức và qui trình gia công của nhà công nghệ. Tạo ra các máy tính từ máy gia công CNC tự động thực hiện một cách chính xác quá trình gia công. Dùng công cụ CIM. Tích hợp các bộ phận của quá trình sản xuất từ CAD, CAM kiềm tra chất lượng CAQC, kế hoạch sản xuất … Thành một hệ thống được điều chỉnh nhờ máy tính. Định hướng và khả năng ứng dụng khoa học – công nghệ tiên tiến và cơ khí tại nước ta: Định hướng về mục tiêu qui hoạch phát triển Sở công nghiệp thành phố đã đưa ra “ Định hướng quy hoạch phát triển ngành công nghiệp cơ khí Thành Phố thời kỳ 1996 –2000 và 2001 “ Nội dung cơ bản: Làm xương sống cho nền kinh tế: Sản xuất lại và trang bị lại cho mình và các ngành kinh tế. Đầu tư chiều sâu vào những khâu quyết định khả năng cạnh tranh của sản phẩm. Đi thẳng vào công nghệ tiên tiến một số lĩnh vực tạo ra sản phẩm có chất lượng cao. Chú trọng xây dựng trung tâm nghiên cứu – phát triển. Qui hoạch và tổ chức lại ngành thành 4 khối lớn. Định hướng các sản phẩm cơ bản. Đầu tư chiều sâu cho 4 nhà máy. Định hướng ứng dụng công nghệ tiên tiến Ưùng dụng CAD trong thiết kế cơ khí Hiện tại chúng ta vẫn dùng phương pháp cổ truyền trong thiết kế. Chưa sử dụng sự hỗ trở của máy tính và các phần mềm thích hợp. Vì vậy tiềm năng sáng tạo của người thiết kế chưa phát huy hết tiềm năng về vẽ, tra cứu, tính toán về thiết kế, ngay cả lúc thành phố HCM đã có nhiều nhu cầu về thiết kế như: các thiết bị chế biến nông sản, hải sản, thiết bị phục vụ làm đất thu hoạch trong nông nghiệp; các khuôn mẫu vừa đa dạng vừa luôn luôn đổi mới, các sản phẩm cơ khí dân dụng. Người Việt Nam hoàn toàn có khả năng tiếp thu và dùng các phần mềm thích hợp ở nước ngoài phục vụ mục tiêu của mình. Người Việt Nam còn có khả năng tận dụng những phần mềm thích hợp của nước ngoài kết hợp với phần mềm tự xây dựng để phục vụ cho thiết kế cơ khí – chẳng hạn phần mềm cơ khí BK –CAD của cán bộ khoa học cơ khí trường đại học Bách Khoa TP.HCM ; Me CAD của trung tâm tin học IDEA của Hà Nội. Tránh ngộ nhận cần hiểu rõ chức năng của các phần mềm CAD trên thị trường để dùng khi thiết kế. Không phải CAD nào cũng dùng được cho thiết kế. Ưùng dụng CAD trong công nghệ gia công cơ khí. Hiện cần thiết cho gia công các loại khuôn phức tạp trên các máy công cụ điều khiển số NC Hiện có phần mềm CAD/CAM /CIMATRON 90 chuyên dùng, kết hợp giữa mô hình hoá, tạo bản vẽ cần gia công với việc mô hình hoá, tạo bản vẽ sản phẩm cần gia công với việc mô hình hoá quá trình gia công lập trình điều khiển máy CNC và CIMATRON-90 có thể điều khiển quá trình của công nghệ khoan, phay 2, 5 –5 toạ độ, công nghệ tiện, đột, dập theo đường và công nghệ cắt bằng dây. Chú ý đầu tư các công cụ thiết bị dùng trong công nghệ tạo mẫu để năng cao hiệu quả của hệ thống CAD/CAM. Đầu tư máy công cụ điều khiển số nhờ máy tính CNC. Cần phân biệt máy công cụ NC và CNC. Năng lực của 2 loại khác nhau rất nhiều. Chỉ có máy CNC mới dùng công nghệ CAD được và mới thực sự hiệu quả. Hiện tại có một cơ sở đã dùng máy này, đáng chú ý là doanh nghiệp tư nhân lại đầu tư mạnh hơn doanh nghiệp nhà nước. Cần lựa chọn công nghệ thích hợp của máy cho mặt hàng cụ thể của cơ sở sản xuất. Không quên đầu tư cho công việc tạo phôi và xử lý vật liệu, xử lý bề mặt là khâu kém hiện nay ở TP_HCM Muốn chất lượng sản phẩm cơ khí được năng cao, không thể thiếu sự đóng góp đồng bộ các công nghệ truyền thống như gia công các dậng bánh răng, các bề mặt có dạng có độ chính xác và độ bóng cao bằng công nghệ mài, nghiền, đánh bóng … Đào tạo nhân lực cho các công nghệ tiên tiến Đào tạo nhân công: Đủ năng lực vận hành thiết bị tiên tiến, biết phát hiện những bất thường để kịp xem xét. Đào tạo kỹ sư: Hiểu nguyên lý hoạt động, chọn công nghệ thích hợp, nắm chắc các phần mềm và thiết bị Làm chủ, sử dụng các phần mềm và thiết bị để điều khiền và lập trình một cách hiệu quả. Có năng lực và công nghệ tốt để quyết định qui trình và thông số công nghệ khi sử dụng CAM. Khả năng bảo dưỡng thiết bị hiệu quả. Khả năng đào tạo trong nước. Ngoài việc gửi tu nghiệp nước ngoài, hiện nay ở trong nước cũng có một số cơ sở có năng lực đào tạo: Viện máy công cụ tại Hà Nội, trường đại học BK HN Trường đại học BKTP_HCM khoa Cơ Khí Trung tâm Việt Đức trường đại học BKTp- HCM Đang đầu tư trường Lý Tự Trọng Có thể đào tạo công nhân Kỹ thuật viên kỹ sư Cần chú ý đào tạo nhân lực thực hành, dạng Kỹ Sư thực hành mà hiện tại chúng ta rất cần nhưng các cơ sở đào tạo trong nước lại rất yếu trong việc này. Quan tâm hơn nửa việc đào tạo nhân lực: Không có con người đủ năng lực thì không tiếp thu và phát huy được các công nghệ tiên tiên của thế giới dù có tiếp cận về. Đầu tư trang thiết bị và công nghệ hiện đại, gửi đi đào tạo đội ngũ kỹ thuật viên và giảng viên ( cho các cơ sở có chức năng đào tạo ) Nhà nước cũng nối tiếp các doanh nghiệp cùng góp cho việc đào tạo nhân lực cho mình. Các cơ sở đào tạo trong nước, trong thành phố nên liên kết để bổ sung cho nhau trong đào tạo, đồng thời hợp tác với nước ngoài trên cơ sơ hai bên cùng có lợi. Đó là một hiện thực ở một số cơ sở đào tạotrong nước đã làm được. Nhận xét: Nhìn chung với xu hướng chung của thế giới, ngành cơ khí nước nhà cũng đã có sự phát triển vượt bậc trong việc áp dụng tự động hoá ở một số bộ phận. Xong nó chỉ mang tính chất riêng lẽ, cục bộ chưa phát huy hết khả năng của nó và sự phát triển thiếu đồng bộ đó cũng do nhiều nguyên nhân khác gây ra. Do đó để nắm vững và áp dụng nó một cách đúng mức ta lần lượt đi tìm hiểu về các vần đề sau để có cái nhìn chung về nó và phát huy một cách hiệu quả nhất để đáp ứng nhu cầu xã hội ngày nay. Khái niệm về tự động hoá sản xuất: 1.2.1 Định nghĩa tự động hoá: Là dùng năng lượng phi sinh vật ( cơ, điện, điện tử …) để thực hiện một phần hay toàn bộ quá trình công nghệ mà ít nhiều không cần sự can thiệp của con người. Tự động hoá là một quá trình liên quan tới việc áp dụng các hệ thống cơ khí, điện tử, máy tính để hoạt động, điều khiển sản xuất. Công nghệ này bao gồm: Những công cụ máy móc tự động. Máy móc lắp ráp tự động. Người Máy công nghiệp. Hệ thống vận chuyển và điều khiển vật liệu tự động. Điều khiển có hồi tiếp và điều khiển quá trình bằng máy tính. Hệ thống máy tính cho việc thảo kế hoạch, thu nhập dữ liệu và ra quyết định để hỗ trợ các hoạt động sản xuất. 1.2.2 Các hình thức tự động hoá Tự động hoá cứng: Là một hệ thống trong đó một chuỗi các hoạt động (xử lý hay lắp ráp ) cố định trên một cấu hình thiết bị. Các nguyên công trong dây chuyền này thường đơn giản. Chính sự hợp nhất và phối hợp các nguyên công như vậy vào một thiết bị làm cho hệ thống trở nên phức tạp. Những đặc trưng chính của tự động hoá cứng là: Đầu tư ban đầu cao cho những thiết bị thiết kế theo đơn đặt hàng. Năng suất máy cao. Tương đối không linh hoạt trong việc thích nghi với các thay đổi sản phẩm. Tự động hoá lập trình: Thiết bị sản xuất được thiết kế với khả năng có thể thay đổi trình tự các nguyên công để thích ứng với những cấu hình sản phẩm khác nhau. Chuỗi các hoạt động có thể điều khiển bởi một chương trình, tức là một tập lệnh được mã hoá để hệ thống có thể đọc và diễn dịch chúng. Những chương trình mới có thể được chuẩn bị và nhập vào thiết bị để tạo ra sản phẩm mới. Một vài đặc trưng của tự động hoá lập trình là: + Đầu tư cao cho những thiết bị có mục đích tổng quát + Năng suất tương đối thấp so với tự động hoá cứng. + Sự linh hoạt khi có sự thay đổi trong cấu hình sản phẩm. + Thích hợp nhất là cho sản xuất hàng loạt. Tự động hoá linh hoạt là sự mở rộng của tự động hoá lập trình được. Khái niệm của tự động hoá linh hoạt đã được phát triển trong khoảng 25 đến 30 năm vừa qua. Và những nguyên lý vẫn còn đang phát triển. Tự động hoá linh hoạt: Là hệ thống tự động hoá 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 cho sản xuất cho việc lập trình lại và thay thế các cài đặt vật lý ( công cụ đồ gá, máy móc ). Hậu quả là hệ thống có thể lên kế hoạch kết hợp sản xuất nhiều loại sản xuất khác nhau thay vì theo từng loại riêng biệt. Đặc trưng của tự động hoá 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. Sự phát triển của tự động hoá Tự động hoá theo tiếng Hy Lạp có nghĩa là: “ Tự chuyển động “ Ở đây chúng ta hiểu thuật ngữ tự động hoá 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 hoá được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành kinh tế quốc dân, vì thế mà người ta gọi thế kỹ 20 này là thế kỹ của tự hoá và điều khiển tự động. Nhưng nếu rà theo lịch sử phát triển thì chúng ta thấy nó có nguồn góc từ thời cổ xưa. Vào thế kỹ thứ nhất sau công nguyên. Heron ở Ai Cập đã làm những màn múa rối với nhiều loại con rối tự động. Đến thế kỹ 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 hoá mới xâm nhập vào thực tế sản xuất. Năm 1765 xuất hiện bộ điều chỉnh tự động mức nước trong nồi hơi của Pondunóp Năm 784 bộ điều chỉnh tốc độ trong nồi hơi của Johnoát đã xuất hiện. Giai đoạn phát triển này của tự động hoá đã đóng vai trò quan trọng trong khoa học kỹ thuật, thúc đẩy việc tự động hoá quá trình sản xuất trong chế tạo máy. Trong quá trình lao động con người đã bắt đầu cải tiến công cụ thô sơ thành những máy đơn giản chẳng hạn máy tiện gỗ đặc trưng. Dần dần người ta tiến hành cơ khí hoá, thay lực đặc trưng bằng động cơ, thay tay người cầm dao tiện bằng bàn dao chạy theo sống trượt của máy. Tiếp tục bổ sung các bộ phận cơ khí hoá khác, thêm và cải tiến dần các cơ cấu điều khiển, càng ngày máy càng thay đổi và càng tiến bộ và trở thành máy bán tự động, rồi tự động. Năm 1712 thợ cơ khí người Nga NARTOP đã thiết kế máy tiện chép hình để tiện các chi tiết định hình. Việc chép hình theo mẫu được tiến hành tự động, chuyển động dọc của bàn dao là do bánh răng – thanh răng thực hiện. Và đến năm 1798 Henry Nandsl