MỤC LỤC
TRANG PHỤ BÌA
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN
MỤC LỤC


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

1. Bảng
Bảng 1:

Phân loại các dạng kiểm tra..................Error: Reference source not found

Bảng 3:

Kết quả đo lỗ dạng càng......................Error: Reference source not found

Bảng 4:

Kết quả đo lỗ của thiết bị chế tạo........Error: Reference source not found

2.Hình vẽ


MỞ ĐẦU
Trong ngành công nghệ chế tạo máy hiện nay thì công việc gia công lỗ
chiếm một phần quan trọng trong khối lượng gia công một chi tiết máy việc
gia công lỗ thường gặp phải một số khó khăn phổ biến mà hầu hết các phương
pháp gia công thường gặp phải là
- Khó tạo phoi khi cắt và khó thoát phoi ra khỏi vùng cắt
- Khó bôi trơn và làm nguội dụng cụ cắt

dây truyền tự động sản xuất.
- Thiết kế đầu đo của thiết bị đo kiểm tự động kích thước lỗ trên dây
truyền tự động hóa
- Chế tạo mô hình của thiết bị đo kiểm tự động kích thước lỗ trên dây
truyền tự động hóa
Đề tài đi sâu nội dung chính:
Chương 1: Tổng quan về dây truyền tự động, kiểm tra tự động và đo
lường tự động
Chương 2: Thiết kế đầu đo của thiết bị đo kiểm tự động kích thước lỗ
trên dây truyền tự động
Chương 3: Thực nghiệm và xử lý kết quả đo


1

Chương I: TỔNG QUAN VỀ DÂY TRUYỀN TỰ ĐỘNG,
KIỂM TRA TỰ ĐỘNG VÀ ĐO LƯỜNG TỰ ĐỘNG

1.1. Dây truyền tự động
1.1.1. Khái niệm về sản xuất dây chuyền
Sản xuất dây chuyền là dạng sản xuất mà trong đó quá trình chế tạo các chi
tiết giống nhau hoặc lắp ráp sản phẩm trong một khoảng thời gian xác định được
thực hiện liên tục theo trình tự của quy trình công nghệ.
Sản xuất dây chuyền thuộc dạng sản xuất hàng khối hàng loạt lớn. Những
dấu hiệu đặc trưng của các dạng sản xuất này đã được nghiên cứu vì vậy ở đây
chỉ nói rõ thêm một số định nghĩa về sản xuất dây chuyền.
- Dây chuyền một sản phẩm: Dây chuyền này chế tạo một loại chi tiết (hoặc
một đơn vị lắp ráp) trong một thời gian dài. Dây chuyền này mang tính chất
chuyên môn hóa cao, năng xuất lớn số lượng sản xuất trong một thời gian là lớn.
Hoạt động đo lường kiểm tra chất lượng của hệ thống dây chuyền kiểu này

công nghệ nhóm có sử dụng các trang bị công nghệ nhóm. Dây chuyền này có
khá năng gia công đa dạng các chi tiết khác nhau, các chi tiết được gia công
trên dây chuyền này có độ khó khăn phức tạp đòi hỏi có độ chính xác cao vì
đặc thù hoạt động của dây chuyền như vậy nên không thể áp dụng hệ thống
kiểm tra kích thước tự động được vì các chi tiết thường xuyên bị thay đổi và
các chi tiết có các kích thước kiểm tra khác nhau đòi hỏi có độ chính xác cao.
Năng suất sản phẩm của dây chuyền không cao. Hoạt động kiểm tra các sản
phẩm này thường thực hiện bằng tay của công nhân vì thường dây chuyền này
sản xuất sản phẩm có hình dáng phức tạp nên không kiểm tra bằng máy móc
tự động hay các máy kiểm tra thông thường việc này chỉ có người công nhân
đảm bảo chính xác đầy đủ ví dụ như là dây chuyền sản xuất các loại nòng
xilanh của động cơ oto tải hạng nặng.


4

Hình1.3: quá trình kiểm tra kích thước nòng xilanh bằng tay
- Dây chuyền liên tục: Trên dây chuyền này đối tượng gia công di chuyển
liên tục từ nguyên công ngày sang nguyên công khác theo nhịp sản xuất đã được
tính toán cụ thể.
- Dây gián đoạn: Đặc điểm của dây chuyền này là chi tiết di chuyển từ
nguyên công này sang nguyên công khác không tuân theo nhịp sản xuất, vì vậy
để đảm bảo cho quá trình sản xuất được liên tục phải tạo ra các số dư chi tiết ở
sau các nguyên công có thời gian gia công ngắn.
1.1.2. Tổ chức sản xuất theo dây chuyền liên tục
1.1.2.1. Sự đồng bộ của các nguyên công
Công việc trên dây chuyền liên tục phải dựa trên cơ sở phối hợp giữa thời
gian nguyên công với nhịp của dây chuyền. Thời gian của bất kỳ nguyên công
nào phải bằng hoặc bội số của nhịp dây chuyền.
Quá trình phối hợp giữa thời gian nguyên công với nhịp của dây chuyền liên

Fn = (F0 - Tn)S
Ở đầy;
F0 - Quỹ thời gian lý thuyết của một ca làm việc (phút)
S - Số ca làm việc trong một ngày (1,2 hoặc 3 ca)
Khi thiết kế dây chuyền phải dựa vào nhịp sản xuất (nhịp của dây chuyền). Nhịp
này phải đảm bảo hoàn thành sản lượng đặt ra trong thời gian : tháng, ngày, ca…


6

Nhịp của dây chuyền r được xác định theo công thức:
r=

(F

0

− Tn ) s ( 100 − a )
N 0100

Ở đây: các kí hiệu N0, F0, Tn, s, a đã được giải thích ở các công thức trên:
Số chỗ làm việc C, ở nguyên công thứ i bằng
Ci

ti
r

Ở đây: ti - Thời gian làm việc của nguyên công thứ i
r - Nhịp của dây chuyền (phút)
Số công nhân A có tính đến khả năng phục vụ nhiều chỗ làm việc được tính

Tốc độ của băng tải không những phải đảm bảo năng suất đặt ra mà còn
phải đảm bảo an toàn và thuận tiện trong lao động. Theo kinh nghiệm và phạm vi
của tốc độ hợp lý nằm trong khoảng 0,1 ÷ 2 m/phút
Trên dây chuyền sản xuất liên tục thường có hai loại dự trữ chi tiết (hoặc
cụm chi tiết), đó là: dự trữ công nghệ và dự trữ vận chuyển
Dự trữ công nghệ là số chi tiết (hoặc cụm chi tiết) nằm trong quá trình gia
công tại các chỗ làm việc. Khi di chuyển chi tiết theo chiếc (theo đơn vị) thì dự
trữ công nghệ ZCN (chiếc) bằng số chỗ làm việc c, có nghĩa là:
ZCN = c
Còn khi di chuyển số chi tiết p theo loạt ta có:
ZCN = pc
Dự trữ vận chuyển là số chi tiết (hoặc cụm chi tiết) nằm trong quá trình vận
chuyển trên băng tải. Khi di chuyển chi tiết theo chiếc (theo đơn vị) trực tiếp từ
vị trí này sang vị trí khác thì dự trữ vận chuyển Zpc bằng:
Zpc = c - 1
Còn khi di chuyền p chi tiết theo loạt, ta có
Zpc = ( c − 1) p
Các dây chuyền sản xuất liên tục được chia thành ba loại:
- Dây chuyền sản xuất liên tục (gọi tắt là dây chuyền liên tục) với băng tải
làm việc.
- Dây chuyền liên tục với băng tải phân phối
- Dây chuyền tự động hoá
Ngoài ra, trong chế tạo máy hạng nặng thường có dây chuyền với đối tượng
cố định (tương ứng trong lắp ráp).
1.1.2.3. Dây chuyền liên tục với băng tải làm việc
Các dây chuyền loại này thường được sử dụng để lắp ráp và sửa nguội sản


8


1.1.2.4. Dây chuyền liên tục với băng tải phân phối
Dây chuyền loại này chỉ được sử dụng để di chuyển đối tượng sản xuất từ vị
trí này sang vị trí khác. Để thực hiện nguyên công đối tượng sản xuất (chi tiết
hoặc bộ phận sản phẩm) được lấy ra khỏi băng tải và sau khi thực hiện nguyên
công xong đối tượng sản xuất lại được di chuyển sang vị trí tiếp theo.

Hình1.5: dây chuyền sản xuất băng tải phân phối
Dây chuyền liên tục với băng tải phân phối đảm bảo số lượng chi tiết dự trữ
nhỏ nhất, chu kì sản xuất nhỏ nhất và mối liên hệ sản xuất giữa các chỗ làm việc.
Trong trường hợp khi mà thời gian của các nguyên công khác nhau và để thực
hiện một nguyên công nào đó cần phải phối hợp chính xác số lượng chi tiết cho
chỗ làm việc. Điều này có thể đạt được bằng cách đánh dấu băng tải theo từng
đoạn riêng biệt, mỗi đoạn đó di chuyển đối tượng sản xuất tới một chỗ làm việc
xác định. Nhờ đó mà có thể đạt được sự chất tải đều nhau của các chỗ làm việc.


10

1.1.2.5. Dây chuyền liên tục với đối tượng cố định
Dây chuyền loại này được sử dụng khi lắp ráp các sản phẩm hạng nặng.
Trong trường hợp này tại các chỗ làm việc cố định đồng thời có một số sản
phẩm. Quá trình lắp ráp được chia ra các nguyên công tương ứng với các chỗ
làm việc. Các đội công nhân lắp ráp thực hiện nguyên công của mình theo một
nhịp nhất định. Thành phần của đội công nhân được xác định xuất phát từ khối
lượng của các nguyên công và nhịp của dây chuyền. Số lượng trạm lắp ráp bằng
số lượng nguyên công và chính bằng số đội công nhân. Đôi khi để sửa chữa
những khuyết tật của sản phẩm, trên dây chuyền người ta đặt thêm một vài trạm
lắp đắt dự phòng.
1.1.2.6. Dây chuyền tự động
Dây chuyền tự động rất đa dạng về cấu trúc, công nghệ và hình thức tổ

Dây chuyền tự động loại này gồm những máy tự động riêng biệt, chúng hoạt
động độc lập nhờ mỗi phễu có ổ chứa và các máy được nối kết với nhau bằng các
cơ cấu bốc dỡ.
d) Dây chuyền tự động thẳng dòng - dạng phễu
Dây chuyền loại này gồm một số công đoạn tự động được nối với nhau bằng
các phễu chứa. Bán thành phẩm được di chuyển theo vị trí làm việc một khoảng
cách bằng khoảng cách giữa các máy.
e) Dây chuyền tự động liên tục - dạng phễu
Dây chuyền tự động loại này cũng gồm hệ thống cơ cấu như trên nhưng
khác ở chỗ là bán thành phẩm di chuyển từ từ, mỗi hành trình (bước di chuyển)
đúng bằng kích thước khuôn khổ (bề rộng) của bản thân.
Ở 3 loại dây chuyền cuối ngoài các dạng dự trữ công nghệ và vận chuyển
còn có thêm dự trữ giữa các nguyên công (do các dạng phễu chứa tạo ra).
Các dây chuyền tự động có mối liên kết cứng thường được trang bị một cơ
cấu vận chuyển để thực hiện việc di chuyển bán thành phẩm theo vị trí làm việc


12

tương ứng với nhịp của dây chuyền. Như vậy, nếu máy nào ngừng hoạt động thì
cả dây chuyền bị dừng và do đó năng suất gia công (hoặc lắp ráp) giảm.
Nhịp của dây chuyền tự động rtd được xác định bằng công thức tổng quát sau
đây:
rtd = t 0 + ∑ t gd + ∑ t vc
Ở đây:
to: Thời gian gia công cơ bản của nguyên công (phút)

∑t

tg

1.1.3. Điều kiện tổ chức và ưu điểm của tổ chức sản xuất dây chuyền
1.1.3.1. Điều kiện tổ chức của sản xuất dây chuyền
Sản xuất dây chuyền có hàng loạt đòi hỏi đối với phương pháp tổ chức nó.
Dưới dây ta xét những yêu cầu đó.
Kết cấu được chế tạo trong điều kiện sản xuất hàng loạt tính công nghệ cao
(tính dễ gia công), có nghĩa là, phải thoả mãn những đặc tính của việc tổ chức
các nguyên công.
Quy trình công nghệ phải được thực hiện bằng các phương pháp gia công
tiên tiến, phải được cơ khí hoá và tự động hoá.
Điều kiện thiết yếu để sản xuất dây chuyền đạt hiệu quả là quy trình ổn định
và đảm bảo được các: chế độ kỹ thuật, chế độ phục vụ và chế độ lao động.
a. Chế độ kỹ thuật
Chế độ kỹ thuật đòi hỏi các phương pháp gia công phải ổn định và có khả
năng lặp lại các nguyên công một cách hệ thống trong những điều kiện định
trước (ổn định về chủng loại chi tiết, về chất lượng phôi, về chế độ gia công, về
trang bị công nghệ và về các điều kiện tổ chức…)
b. Chế độ phục vụ
Chế độ phục vụ đòi hỏi cung cấp cho dây chuyền tất cả những yếu tố cần
thiết đẻ cho dây chuyền hoạt động bình thường như phôi, dụng cụ, các thiết bị
sửa chữa… Phôi có thể cấp liên tục tương ứng với nhịp của dây chuyền hoặc có
thể cấp theo chu kỳ. Dụng cụ trên dây chuyền phải được thay đổi theo quy trình
lập sẵn. Dụng cụ trên dây chuyền phải được thay đổi theo quy trình lập sẵn. Sửa
chữa thiết bị cần được thực hiện theo kế hoạch và phải thực hiện các phương
pháp dự phòng.
c) Chế độ lao động
Chế độ lao động đòi hỏi công nhân phải tuân theo nguyên tắc làm việc trên
dây chuyền để đảm bảo cho nhịp sản xuất được ổn định. Trên các dây chuyền để


14


15

- Nhận và trình thông tin về các tính chất, trạng thái kỹ thuật và cách bố trí
không gian của các đối tượng được kiểm tra, đồng thời cả về trạng thái của môi
trường công nghệ và điều kiện sản xuất.
- So sánh giá trị thực tế với giá trị danh nghĩa của thông số.
- Truyền thông tin về sự không tương thích với các mô hình của quá trình
sản xuất để kịp thời hiệu chỉnh trên các cấp điều khiển khác nhau của hệ thống
FMS.
- Nhận và trình thông tin về thực hiện chức năng.

Hình1.6: Nhiệm vụ của hệ thống kiểm tra tự động
Hệ thống kiểm tra tự động cần đảm bảo:
- Khả năng điều chỉnh tự động các thiết bị kiểm tra trong phạm vi một
chủng loại của các đối tượng được kiểm tra.
- Phối hợp các đặc tính động lực học của hệ thống kiểm tra tự động với các
tính chất động lực học của các đối tượng cần được kiểm tra.
- Độ tin cậy của kiểm tra, kể cả kiểm tra việc chuyển đổi và truyền thông tin.
- Độ ổn định của các thiết bị kiểm tra.
Phân loại các dạng kiểm tra được trình bày trong bảng


16

Bảng 1: phân loại các dạng kiểm tra
Dấu hiệu phân loại
Mục đích kiểm tra

Dạng kiểm tra

quá trình chế tạo, còn mặt khác phải đảm bảo hiệu quả cao nhất của FMS bằng
cách kiểm tra và chuẩn đoán các rôbôt công nghiệp, các thiết bị gia công tự động,
kỹ thuật tính toán và kỹ thuật lập trình.
Ngoài các dạng kiểm tra sau đây, còn cần phải kiểm tra các điều kiện sản
xuất, gắn liền với kỹ thuật an toàn (điều kiện sản xuất thông thường là những yếu
tố tác động bên ngoài như nhiễm bụi, nhiệt độ và độ ẩm không khí, chúng được
gọi một cách chính xác hơn là các thông số của môi trường công nghệ). Ở đây,
kiểm tra chủ yếu để đảm bảo an toàn cho người công nhân, giữ cho thiết bị
không bị hỏng hóc và nhằm mục đích đạt chất lượng sản phẩm cao.


17

Khi thiết lập hệ thống kiểm tra tự động của FMS, người thiết kế cần phải:
- Xác định các nguyên tắc cơ bản của hệ thống kiểm tra tự động (tập trung
hóa quá trình kiểm tra, mức độ tự động hóa quá trình kiểm tra và mức độ phối
hợp giữa kiểm tra và gia công, ứng dụng phương pháp kiểm tra xác suất v.v…).
- Tối ưu hóa chủng loại và đặc tính của các thông số cần kiểm tra, chế độ
làm việc của các phần tử trong FMS, khả năng hoạt động của thiết bị, đồ gá và
dụng cụ.
- Xác định loại thông tin và hình thức trình và truyền thông tin trong hệ
thống kiểm tra tự động, đồng thời trình và truyền thông tin từ hệ thống kiểm tra
tự động tới hệ thống điều khiển của FMS.
- Chọn thiết bị đo, đảm bảo độ chính xác yêu cầu và độ ổn định hoạt động
của FMS.
- Xác định mối liên kết chức năng của hệ thống kiểm tra tự động trong hệ
thống điều khiển chung của FMS.
Ứng dụng hệ thống kiểm tra tự động cho phép phân bố tối ưu quá trình kiểm
tra phôi, bán thành phẩm và thành phẩm, đảm bảo từng bước chuyển kiểm tra
chất lượng sản phẩm sang điều khiển chất lượng sản phẩm.

sau đây:
- Tiếp nhận và xử lý thông in về các thông số được kiểm tra và truyền thông
tin lên mức trung bình.
- Kiểm tra các bước công nghệ.
- Kiểm tra hoạt động của các bộ phận của máy
- Truyền thông tin tới hệ thống phục vụ để chuẩn đoán các hỏng hóc của
dụng cụ và thiết bị.
Hệ thống kiểm tra tự động cho phép xác định đối tượng và thiết bị kiểm tra
đối với từng mức (cao, trung bình hoặc thấp). Đối tượng kiểm tra ở mức cao là
tất cả các tế bào tự động điển hình (tế bào gia công, tế bào vận chuyển, tế bào
kho chứa, tế bào đo kiểm tra, tế bào thử nghiệm) và chỗ làm việc của công nhân,


19

còn thiết bị kiểm tra là tổ hợp máy tính điều khiển trên cơ sở máy tính nhỏ. Đối
tượng kiểm tra mức trung bình là tế bào tự động (bao gồm tất cả các hệ thống tự
động cơ sở), còn thiết bị kiểm tra là tổ hợp máy tính điều khiển trên cơ sở các
máy tính nhỏ. thành phần của tổ hợp máy tính điều khiển bao gồm: các máy
tính, thiết bị nối kết với các đầu cuối ở xa và mạng máy tính nội bộ và các thiết
bị nâng cao độ ổn định của hệ thống. Đối tượng kiểm tra ở mức thấp là các thành
phần của hệ thống tự động cơ sở như cơ cấu điều khiển, cơ cấu chuyển đổi, cơ
cấu chấp hành, đối tượng gia công. Thiết bị kiểm tra ở mức thấp là các đattric đo
lực cắt dùng cho các máy cắt kim loại), các đattric xác định vị trí (dùng cho
rôbôt), đattric hành trình (dùng cho rôbôt vận chuyển), các đattic nhiệt độ, đattric
áp suất, đattric đo độ ẩm v.v. (dùng cho kiểm tra môi trường công nghệ).
1.2.3. Nguyên tắc xây dựng hệ thống kiểm tra tự động
Nhiệm vụ chính khi xây dựng hệ thống kiểm tra tự động là phân bố chức
năng kiểm tra giữa các mức và tối ưu hóa thành phần của các thiết bị kiểm tra ở
mức thấp. Trong trường hợp này phải đảm bảo khả năng tự động điều khiển kết



21

nguyên công tiếp theo.
Đối với các hệ thống FMS thì nguyên tắc "tin cậy" là thích hợp nhất.
Nguyên tắc này được ứng dụng để hoàn chỉnh quy trình công nghệ, còn hệ thống
kiểm tra và chuẩn đoán phải đảm bảo giải quyết một nhiệm vụ phức tạp, đó là tối
ưu hóa số nguyên công cần kiểm tra.
Ở mức thấp của hệ thống kiểm tra tự động thì tối ưu hóa được thực hiện để
giảm thiểu các thiết bị kiểm tra trên cơ sở độ ổn định của các thành phần trong hệ
thống tự động cơ sở, các khuyết tật có tính xác suất, giá thành phục hồi các hỏng
hóc và những chi phí chung cho kiểm tra. Từ những điều kiện này cần phải có
những phương pháp đảm bảo độ tin cậy của các thiết bị kiểm tra trong hệ thống
kiểm tra tự động. Các phương pháp đó là: kiểm tra định kỳ các thiết bị kiểm tra
hoặc lắp thêm các thiết bị phụ trợ để tự kiểm t ra.
1.2.4. Chế độ hoạt động của hệ thống kiểm tra tự động
Hệ thống kiểm tra tự động có thể hoạt động với năm chế độ sau đây: chế độ
khởi động, chế độ làm việc, chế độ điều chỉnh, chế độ dừng theo kế hoạch và chế
độ dừng để sửa chữa các hỏng hóc.
1.2.4.1. Chế độ khởi động
Chế độ khởi động được bắt đầu từ việc hỏi (kiểm tra) tất cả các phần tử và
các hệ thống của FMS. Trong trường hợp này, hệ thống kiểm tra tự động thực
hiện việc chuẩn đoán trạng thái kỹ thuật của các phần tử và các hệ t hống trong
FMS, phát lệnh đầu ra của tất cả các hệ thống ở vị trí ban đầu, kiểm tra hoạt động
của lệnh này, kiểm tra sự tồn tại và mã số của các phôi và dụng cj. Trong quá
trình kiểm tra, các khuyết tật sẽ được loại bỏ.
Tất cả các nước kiểm tra đều hoạt động với chế độ khởi động
1.2.4.2. Chế độ làm việc