Tài liệu Tính toán thiết kế hệ thống sản xuất linh họat fms gia công khuôn mẫu chai pet

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN CHIẾN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HỌAT FMS GIA CÔNG KHUÔN MẪU CHAI PET NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S KC 0 0 4 0 4 1 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH -------- LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN CHIẾN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HỌAT FMS GIA CÔNG KHUÔN MẪU CHAI PET NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH -------- LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN CHIẾN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HỌAT FMS GIA CÔNG KHUÔN MẪU CHAI PET NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS.ĐẶNG THIỆN NGÔN Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2013 LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: NGUYỄN VĂN CHIẾN Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 02/09/1984 Nơi sinh: Tp. Hồ Chí Minh Quê quán: Tp. Hồ Chí Minh Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 309/39 - Võ Văn Ngân - Linh Chiểu - Quận Thủ Đức - TPHCM. Điện thoại cơ quan: Điện thoại:0989.558.076 Fax: E-mail: [email protected] II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học chuyên nghiệp : Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ …./….. đến …./…… Nơi học (trƣờng, thành phố): TRUNG TÂM VIỆT ĐỨC (ĐHSP KỸ THUẬT) Ngành học: KHAI THÁC & SỬA CHỮA CÁC THIẾT BỊ CƠ KHÍ 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ …./….. đến …./…… Nơi học (trƣờng, thành phố): ĐHSP KỸ THUẬT TPHCM Ngành học: CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2010 - 2011 Công ty P&G Indochina Kỹ sƣ bảo trì 2011 - 2012 Trƣờng Trung Cấp Nghề Bình Thạnh Giáo viên 2012 - 2013 Văn Phòng Đại Diện Iscar Việt Nam Kỹ sƣ bán hàng i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tp. Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 04 năm 2013 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Nguyễn Văn Chiến ii CẢM TẠ Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp một cách hoàn chỉnh, bên cạnh sự nỗ lực, cố gắng của bản thân còn có sự hƣớng dẫn nhiệt tình của quý Thầy Cô, cũng nhƣ sự động viên ủng hộ của gia đình và đồng nghiệp trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh đã tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn PGS-TS Đặng Thiện Ngôn và PGSTS Nguyễn Ngọc Phƣơng, dù rất bận rộn với công việc giảng dạy nhƣng Thầy vẫn luôn dành thời gian quan tâm, hƣớng dẫn, chỉ bảo tận tình cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. iii TÓM TẮT Trong nền sản xuất hiện đại, việc thành lập các hệ thống sản xuất linh hoạt đóng một vai trò hết sức quan trọng. Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) cho phép tự động hoá ở mức độ cao trong sản xuất bằng cách sử dụng các máy CNC, các rôbôt công nghiệp để điều khiển các đối tƣợng lao động, và các hệ thống vận chuyển tích trữ phôi với mục đích tối ƣu hoá quá trình công nghệ và quá trình sản xuất. Đặc biệt sự hiện diện của các sản phẩm nhựa trong đời sống hàng ngày với vô số những ƣu điểm nổi trội hơn so các sản phẩm cùng loại đƣợc làm từ các vật liệu khác đã nói lên tiềm năng to lớn của ngành nhựa trong tƣơng lai. Trong đó công nghệ chế tạo khuôn mẫu là một trong những lĩnh vực quan trọng hàng đầu của ngành nhựa. Trong luận văn tốt nghiệp “ Tính toán thiết kế hệ thống sản xuất linh hoạt FMS gia công khuôn mẫu chai PET” tác giả sẽ trình bày: - Phƣơng án, các giải pháp công nghệ để gia công khuôn mẫu chai Revive và tính toán chế độ cắt gọt cho từng nguyên công. - Tính toán số lƣợng, cách lựa chọn các thành phần thiết bị trong hệ thống sản xuất linh hoạt, và bố trí mặt bằng xƣởng sản xuất. - Xây dựng lƣu đồ điều khiển hệ thống FMS, kiểm định giá trị kích thƣớc đã thiết kế đƣợc mô phỏng bằng phần mềm Flexsim. iv ABSTRACT In modern manufacturing, set up Flexible Manufacturing System play an important role. Flexible Manufacturing System-FMS allow high automatic by using CNC machines and robots to control objects, and transformed system-hoarding products for optimal process of technology and manufacturing process. Especially, products which made by plastic is more outstanding points than products which made by other material nowadays. This show that plastic field get much potential in the future. And molding manufacturing is one of important branch of plastic field manufacture. Master thesis” Calculation and Design Flexible Manufacturing System-FMS for mold machining of PET bottle”, I will present: - Project and solution of technology to machine a molding of Revive-Bottle and calculate characteristic of machine for every step of manufacturing process. - Calculate the quantity and the way of chose equipment in Flexible Manufacturing System and the way of set up layout for factory. - Set up control flowchart to control FMS, testing and judgment value of design dimension which is designed and simulated by Flexsim program. v MỤC LỤC TRANG TỰA Trang QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LÝ LỊCH KHOA HỌC ................................................................................................ i LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................ii CẢM TẠ ................................................................................................................... iii TÓM TẮT .................................................................................................................. iv ABSTRACT ................................................................................................................ v MỤC LỤC .................................................................................................................. vi DANH SÁCH CÁC HÌNH ....................................................................................... xv DANH SÁCH CÁC BẢNG .................................................................................. xviii CHƢƠNG 1 MỞ ĐẦU ............................................................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề .....................................................................................................1 1.2. Tính cấp thiết của đề tài ...............................................................................2 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiển của đề tài .....................................................2 1.4. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ....................................................................3 1.5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................3 1.5.1. Đối tƣợng nghiên cứu ...................................................................................3 1.5.2. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................3 1.6. Phƣơng pháp nghiên cứu ..............................................................................3 1.7. Kết cấu của luận văn tốt nghiệp ...................................................................3 CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI ................................................ 5 2.1. Định nghĩa chai nhựa PET ...........................................................................5 2.2. Đặt điểm, hình dạng, kết cấu chai PET ........................................................5 2.3. Thị trƣờng chai nhựa PET tại Việt Nam ......................................................5 2.3.1. Chai PET của công ty URC Việt Nam .........................................................6 2.3.2. Chai PET của công ty Tân Hiệp Phát ...........................................................6 vi 2.3.3. Chai PET của công ty Pepsico Việt Nam .....................................................6 2.3.4. Chai PET của công ty CocacolaViệt Nam ...................................................6 2.3.5. Chai PET của công ty PepsicoViệt Nam ......................................................7 2.3.6. So sánh các loại chai PET ............................................................................7 2.4. Công nghệ chế tạo chai PET ........................................................................7 2.4.1. Phƣơng pháp thổi (blowing molding) ..........................................................8 2.4.1.1. Phƣơng pháp đùn – thổi (extrusion blow molding) ..................................8 2.4.1.2. Phƣơng pháp thổi (injection blow molding) .............................................9 2.4.2. Phƣơng pháp quay (rotation molding) .......................................................10 2.4.3. Khảo sát bộ khuôn mẫu chai PET ..............................................................11 2.4.4. Các yêu cầu kỹ thuật đối với một bộ khuôn ...............................................12 2.5. Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS ...............................................................13 2.5.1. Lịch sử phát triển ........................................................................................13 2.5.2. Định nghĩa hệ thống sản xuất linh hoạt ......................................................13 2.5.3. Đặc điểm và ứng dụng của công nghệ FMS ..............................................13 2.5.4. Những khái niệm cơ bản ............................................................................14 2.5.4.1. Tự động hóa sản xuất ..............................................................................14 2.5.4.2. Máy tự động công nghệ ..........................................................................14 2.5.4.3. Tính linh hoạt của hệ thống sản xuất ......................................................14 2.5.4.4. Tự động hóa sản xuất linh hoạt...............................................................15 2.5.4.5. Hệ thống sản xuất linh hoạt ....................................................................16 2.5.4.6. Môđun sản xuất linh hoạt .......................................................................16 2.5.4.7. Rôbốt công nghiệp ..................................................................................16 2.5.4.8. Tổ hợp rôbốt công nghệ ..........................................................................17 2.5.4.9. Dây chuyền tự động linh hoạt .................................................................17 vii 2.5.4.10. Công đoạn tự động hóa linh hoạt ........................................................18 2.5.4.11. Phân xƣởng tự động hóa linh hoạt ......................................................18 2.5.4.12. Nhà máy tự động hóa linh hoạt ...........................................................18 2.5.4.13. Cấu trúc của FMS ...............................................................................18 2.5.4.14. Sự tích hợp của FMS với các hệ thống tự động hóa ...........................19 2.5.4.15. Nguyên tắc thiết lập FMS ...................................................................19 2.6. Các nghiên cứu liên quan đến đề tài...........................................................19 2.6.1. Trong nƣớc .................................................................................................19 2.6.2. Ngoài nƣớc .................................................................................................23 2.6.3. Nhận xét .....................................................................................................25 CHƢƠNG 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT .......................................................................... 26 3.1. Khuôn mẫu chai PET .................................................................................26 3.1.1. Các thông số kỹ thuật của chai trà xanh Revive ........................................26 3.1.2. Chọn sơ bộ kết cấu khuôn ..........................................................................26 3.1.3. Tiêu chí để chọn kết cấu khuôn ..................................................................27 3.2. Tính toán chế độ công nghệ gia công khuôn mẫu chai PET ......................27 3.2.1. Xác định dạng sản xuất ..............................................................................28 3.2.2. Xác định vận tốc cắt : .................................................................................28 3.2.3. Tính tốc độ vòng quay trục chính ...............................................................28 3.2.4. Lƣợng chạy dao vòng .................................................................................28 3.2.5. Lƣợng chạy dao phút ..................................................................................29 3.2.6. Tốc độ tiến dao ...........................................................................................29 3.2.7. Lực cắt ........................................................................................................29 3.2.8. Công suất ....................................................................................................29 3.2.9. Thời gian nguyên công ...............................................................................29 viii 3.3. Hệ thống sản xuất linh hoạt ........................................................................30 3.3.1. Định nghĩa ..................................................................................................30 3.3.2. Phân loại .....................................................................................................30 3.3.3. Tiêu chí chọn hệ thống sản xuất linh hoạt ..................................................32 3.4. Trạm gia công trong FMS ..........................................................................32 3.4.1. Các dạng máy gia công trong FMS ............................................................32 3.4.2. Tiêu chí chọn máy gia công đối với FMS ..................................................33 3.4.3. Tính toán số lƣợng máy gia công trong FMS ............................................33 3.5. Trạm vận chuyển chi tiết trong hệ thống FMS...........................................36 3.5.1. Hệ thống băng tải .......................................................................................36 3.5.1.1. Giới thiệu chung về băng tải ...................................................................36 3.5.1.2. Phân loại các loại băng tải ......................................................................37 3.5.1.3. Tiêu chí chọn băng tải: ...........................................................................38 3.5.1.4. Tính toán kích thƣớc băng tải .................................................................39 3.5.2. Xe tự hành ..................................................................................................40 3.5.2.1. Phân loại: ................................................................................................40 3.5.2.2. Tiêu chí chọn xe tự hành. .......................................................................41 3.5.2.3. Cách tính số lƣợng xe tự hành ................................................................41 3.5.3. Giá đỡ chi tiết .............................................................................................42 3.5.3.1. Phân loại .................................................................................................42 3.5.3.2. Tiêu chí chọn ..........................................................................................43 3.5.3.3. Cách tính toán số chi tiết chứa trong giá đỡ ...........................................43 3.5.4. Cấp phôi (chi tiết) và tháo phôi (chi tiết) ...................................................44 3.5.4.1. Phân loại .................................................................................................44 ix 3.5.4.2. Tiêu chí chọn thiết bị cấp phôi và tháo phôi ..........................................44 3.5.4.3. Tính toán số vị trí cấp phôi và tháo phôi ................................................45 3.6. Trạm kiểm tra trong FMS ...........................................................................45 3.6.1. Các dạng máy đo tọa độ CMM ..................................................................45 3.6.2. Tiêu chí lựa chọn ........................................................................................46 3.6.3. Cách tính toán số vị trí để kiểm tra ............................................................47 3.7. Kho chứa tự động trong hệ thống FMS ......................................................47 3.7.1. Các dạng kho chứa tự động ........................................................................48 3.7.2. Tiêu chí lựa chọn ........................................................................................49 3.7.3. Cách tính toán kích thƣớc kho chứa ...........................................................49 3.8. Hệ thống robot công nghiệp .......................................................................52 3.8.1. Các dạng di động của thân rôbốt ................................................................53 3.8.2. Trọng tải của rôbốt .....................................................................................54 3.8.3. Tiêu chí lựa chọn robot công nghiệp ..........................................................54 3.8.4. Bậc tự do và không gian làm việc của robot ..............................................54 3.9. Tổ chức điều khiển FMS ............................................................................56 3.9.1. Phần cứng trong hệ thống FMS ..................................................................57 3.9.2. Phần mềm trong hệ thống FMS ..................................................................57 3.10. Bố trí mặt bằng cho hệ thống sản xuất linh hoạt ........................................58 3.10.1. Các dạng mặt bằng sản xuất ...................................................................58 3.10.2. Tiêu chí chọn mặt bằng sản xuất ............................................................60 3.10.3. Bố trí mặt bằng cho hệ thống sản xuất ...................................................61 CHƢƠNG 4 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KHUÔN MẪU CHAI PET ..................... 64 4.1. Phân tích bộ khuôn mẫu chai Revive .........................................................64 4.1.1. Bản vẽ chi tiết chai Revive .........................................................................64 x 4.1.2. Bộ khuôn chai nhựa Revive .......................................................................65 4.2. Phân tích bản vẽ chi tiết gia công ...............................................................66 4.2.1. Bản vẽ chi tiết lòng khuôn phải và trái.......................................................67 4.2.2. Bản vẽ chi tiết lòng khuôn đáy ...................................................................68 4.3. Phân tích gia công chi tiết và xác định dạng sản xuất ...............................68 4.3.1. Công dụng của chi tiết ................................................................................68 4.3.2. Xác định dạng sản xuất ..............................................................................70 4.4. Phƣơng án gia công tấm lòng khuôn chai Revive ......................................70 4.4.1. Phƣơng án gia công lòng khuôn phải .........................................................70 4.4.1.1. Thiết kế nguyên công .............................................................................70 4.4.1.2. Trình tự các bƣớc trình tự gia công ........................................................71 4.4.2. Phƣơng án gia công tấm đáy ......................................................................77 4.4.2.1. Xác định lƣợng dƣ phôi ..........................................................................77 4.4.2.2. Thiết kế nguyên công .............................................................................78 4.4.2.3. Trình tự các bƣớc gia công .....................................................................78 4.5. Giải pháp gia công linh hoạt cho khuôn mẫu chai Revive .........................82 4.5.1. Giải pháp 1 .................................................................................................82 4.5.2. Giải pháp 2 .................................................................................................83 4.5.3. Giải pháp 3 .................................................................................................83 4.5.4. Lựa chọn giải pháp .....................................................................................84 4.6. Tính toán chế độ công nghệ gia công lòng khuôn Revive (tấm phải)........84 4.6.1. Nguyên công 1: Phay mặt phẳng ................................................................85 4.6.2. Nguyên công 2: Phay rãnh .........................................................................85 4.6.3. Nguyên công 3: Phay lòng khuôn ..............................................................85 4.6.4. Nguyên công 4: Khoan, khoét, khoét .........................................................86 xi 4.6.5. Nguyên công 5: khoan, khoét lỗ số 17, 18, đạt kích thƣớc Ø10 +0.01 sâu 25 mm ...............................................................................................87 4.6.6. Nguyên công 6: Tarô ..................................................................................87 4.6.7. Nguyên công 7: Nguội ...............................................................................87 4.7. Tính toán chế độ công nghệ gia công lòng khuôn Revive (tấm trái) .........88 4.8. Tính toán chế độ công nghệ gia công lòng khuôn Revive (tấm đáy) .........88 4.8.1. Nguyên công 1: Phay mặt phẳng ................................................................88 4.8.2. Nguyên công 2: Phay lòng khuôn ..............................................................88 4.8.3. Nguyên công 3: Khoan, khoét, doa lỗ số 8, 9, đạt kích thƣớc Ø 10 +0.01 sâu 39 mm .... …………………………………………………………89 4.8.4. Nguyên công 5: Nguội ...............................................................................89 CHƢƠNG 5 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LINH HOẠT GIA CÔNG KHUÔN MẪU CHAI REVIVE................................................................................ 90 5.1. Yêu cầu đặt ra: ............................................................................................90 5.2. Phác thảo sơ bộ bố trí mặt bằng hệ thống sản xuất FMS: ..........................90 5.3. Tính toán và lựa chọn các thành phần cho hệ thống sản xuất linh hoạt FMS để gia công chai Revive .................................................................91 5.3.1. Trạm gia công trong hệ thống FMS ...........................................................91 5.3.1.1. Tính toán số lƣợng máy gia công ...........................................................92 5.3.1.2. Lựa chọn máy gia công: .........................................................................93 5.3.1.3. Bố trí mặt bằng máy gia công .................................................................95 5.3.2. Trạm kiểm tra chi tiết .................................................................................95 5.3.2.1. Tính toán số lƣợng máy CMM ...............................................................95 5.3.2.2. Lựa chọn máy CMM ..............................................................................96 5.3.2.3. Bố trí mặt bằng máy CMM.....................................................................97 5.3.3. Trạm vận chuyển chi tiết trong hệ thống FMS...........................................97 xii 5.3.3.1. Robot cấp phôi (chi tiết) và tháo phôi (chi tiết) ......................................98 5.3.3.2. Hệ thống băng tải ..................................................................................100 5.3.3.3. Kho chứa phôi .......................................................................................102 5.3.3.4. Kho chứa thành phẩm ...........................................................................104 5.3.3.5. Kho chứa phế phẩm ..............................................................................106 5.3.4. Xe tự hành AGV .......................................................................................107 5.3.4.1. Tính toán thông số xe AGV ..................................................................107 5.3.4.2. Lựa chọn dạng xe tự hành ....................................................................108 5.3.4.3. Bố trí xe tự hành ...................................................................................109 5.4. Hoàn chỉnh thiết kế mặt bằng xƣởng sản xuất .........................................109 5.4.1. Bảng tổng hợp thông số bố trí các thành phần thiết bị trong FMS ..........109 5.4.2. Sơ đồ thiết kế mặt bằng xƣởng sản xuất hoàn chỉnh ................................110 CHƢƠNG 6 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT GIA CÔNG KHUÔN MẪU CHAI REVIVE.............................................................................. 112 6.1. Yêu cầu đặt ra ...........................................................................................112 6.1.1. Yêu cầu về các thành phần thiết bị ...........................................................112 6.1.2. Yêu cầu về hoạt động ...............................................................................112 6.2. Sơ đồ bố trí thành phần thiết bị trong hệ thống FMS ...............................112 6.3. Phân tích đƣờng đi linh hoạt của sản phẩm..............................................113 6.4. Cập nhật các thông số kỹ thuật và kết nối các thành phần thiết bị trong hệ thống FMS .............................................................................................115 6.4.1. Cập nhật các thông số kỹ thuật của thiết bị ..............................................115 6.4.2. Kết nối các thành phần thiết bị trong hệ thống FMS ...............................116 6.5. Mô phỏng hệ thống sản xuất linh hoạt khuôn mẫu chai Revive ..............116 xiii 6.5.1. Xây dựng lƣu đồ điều khiển các quá trình gia công trong hệ thống FMS.......................................................................................................116 6.5.1.1. Xây dựng lƣu đồ điều khiển quá trình gia công Phôi I (Khuôn trái) ...............................................................................................117 6.5.1.2. Xây dựng lƣu đồ điều khiển quá trình gia công Phôi II (Khuôn đáy) .............................................................................................119 6.5.1.3. Xây dựng lƣu đồ điều khiển quá trình gia công Phôi III (Khuôn phải) ...........................................................................................121 6.5.1.4. Xây dựng lƣu đồ điều khiển quá trình gia công Phôi I, II và III ..........123 6.5.2. Viết chƣơng trình mô phỏng điều khiển quá trình sản xuất linh hoạt ......127 6.5.3. Mô phỏng quá trình gia công linh hoạt ....................................................127 6.5.4. Kiểm định các giá trị đã lựa chọn và thiết kế ...........................................127 6.6. Sơ đồ bố trí hoàn chỉnh các thành phần thiết bị trong hệ thống FMS ......130 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................. 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 133 xiv DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.2: Quy trình công nghệ ép thổi .......................................................................8 Hình 2.3: Quá trình ép thổi phƣơng pháp thổi đùn ....................................................9 Hình 2.4: Quá trình ép thổi phƣơng pháp quay........................................................11 Hình 2.5: Kết cấu bộ khuôn thổi chai PET ..............................................................12 Hình 2.6: Vị trí tƣơng đối của FMS trong các hệ thống sản xuất ............................14 Hình 2.7: Mô đun sản xuất linh hoạt ........................................................................16 Hình 2.8: Tổ hợp robot công nghệ ...........................................................................17 Hình 2.9: Dây chuyền sản xuất tự động linh hoạt ....................................................18 Hình 2.10: Sơ đồ phân bố trên hệ thống FMS .........................................................19 Hình 2.11: Bộ khuôn thổi chai nhớt .........................................................................21 Hình 2.12: Bộ khuôn thổi chai nƣớc ........................................................................22 Hình 2.13: Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS để gia công 1 số chi tiết điển hình ...23 Hình 2.14: Đƣờng đi của sản phẩm qua các trạm gia công và trạm xử lý ...............24 Hình 3.1: bản vẽ chai Revive ...................................................................................26 Hình 3.2: Kết cấu khuôn chai PET ...........................................................................27 Hình 3.3: Tế bào sản xuất với một máy trung tâm gia công CNC ...........................31 Hình 3.4: Cụm sản xuất linh hoạt với ba máy CNC ................................................31 Hình 3.5: Các thành phần thiết bị của hệ thống sản xuất linh hoạt ..........................32 Hình 3.6: Băng tải xích ............................................................................................37 Hình 3.7: Băng tải đai ..............................................................................................37 Hình 3.8: Băng tải con lăn ........................................................................................38 Hình 3.9: Xe tự hành AGV ......................................................................................40 Hình 3.10: Giá đỡ một hàng .....................................................................................42 Hình 3.11: Giá đỡ hai hàng ......................................................................................43 Hình 3.12: Giá đỡ chi tiết trong hệ thống FMS .......................................................44 Hình 3.13: Robot cấp và tháo phôi ...........................................................................44 Hình 3.14: Bàn quay cấp và tháo phôi .....................................................................44 Hình 3.15: Máy đo tọa độ CMM dạng đứng ............................................................46 xv Hình 3.16: Máy đo tọa độ CMM dạng ngang ..........................................................46 Hình 3.17: Trạm kiểm tra chi tiết .............................................................................47 Hình 3.18: Hệ thống kho mở ....................................................................................48 Hình 3.19: Hệ thống kho di động .............................................................................48 Hình 3.20: Hệ thống kho có ngăn kéo ......................................................................49 Hình 3.21: Hệ thống Robot điển hình ......................................................................53 Hình 3.22: Robot di động trên ray............................................................................53 Hình 3.23: Robot cố định trên nền ...........................................................................54 Hình 3.24: Trƣờng công tác của robot .....................................................................55 Hình 3.25: Không gian làm việc robot hệ tọa độ hình chữ nhật ..............................55 Hình 3.26: Không gian làm việc robot hệ tọa độ hình trụ........................................56 Hình 3.27: Không gian làm việc robot hệ tọa độ hình cầu ......................................56 Hình 3.28: Không gian làm việc robot hệ tọa độ tổ hợp ..........................................56 Hình 3.29: Điều khiển hệ thống sản xuất linh hoạt ..................................................57 Hình 3.30 : Bố trí mặt bằng dạng đƣờng thẳng một chiều .......................................58 Hình 3.31: Bố trí mặt bằng dạng đƣờng thẳng hai chiều .........................................59 Hình 3.32: Bố trí mặt bằng dạng vòng lặp hệ thống ................................................59 Hình 3.33: Bố trí mặt bằng dạng vòng lặp theo trạm ...............................................59 Hình 3.34: Bố trí mặt bằng dạng mở ........................................................................60 Hình 3.35: Bố trí mặt bằng dạng robot điều khiển ...................................................60 Hình 4.1: Bản vẽ chi tiết chai Revive .......................................................................64 Hình 4.2: Bản vẽ kết cấu khuôn chai nhựa Revive ..................................................65 Hình 4.3: Bạc dẫn hƣớng .........................................................................................66 Hình 4.4: Chốt dẫn hƣớng ........................................................................................66 Hình 4.5: Bản vẽ chi tiết lòng khuôn phải ...............................................................67 Hình 4.6: Bản vẽ chi tiết lòng khuôn phải ...............................................................67 Hình 4.7: Bản vẽ chi tiết lòng khuôn đáy.................................................................68 Hình 5.1: Sơ đồ bố trí sơ bộ mặt bằng FMS ............................................................91 Hình 5.2: Bố trí máy CNC trong FMS .....................................................................95 Hình 5.3: Bố trí máy đo CMM trong FMS ..............................................................97 xvi Hình 5.4: Bố trí robot cấp và tháo phôi trong FMS ...............................................100 Hình 5.5: Bố trí robot cấp và tháo phôi trong FMS ...............................................102 Hình 5.6: Bố trí kho chứa phôi trong FMS ............................................................104 Hình 5.7: Bố trí kho chứa thành phẩm trong FMS ................................................105 Hình 5.8: Bố trí kho chứa thành phẩm trong FMS ................................................107 Hình 5.9: Bố trí xe tự hành trong FMS ..................................................................109 Hình 5.10: Sơ đồ thiết kế mặt bằng xƣởng sản xuất hoàn chỉnh ...........................111 Hình 6.1: Bố trí các thành phần thiết bị trong hệ thống FMS ................................113 Hình 6.2: Sơ đồ đƣờng đi linh hoạt của sản phẩm .................................................114 Hình 6.3: Hiệu chỉnh các thành phần thiết bị trong hệ thống FMS .......................116 Hình 6.4: Kết nối các thành phần thiết bị trong hệ thống FMS .............................116 Hình 6.5: Lƣu đồ thuật toán điều khiển quá trình gia công phôi I .........................118 Hình 6.6: Lƣu đồ thuật toán điều khiển quá trình gia công phôi II........................120 Hình 6.7: Lƣu đồ thuật toán điều khiển quá trình gia công phôi III ......................122 Hình 6.8: Lƣu đồ thuật toán điều khiển quá trình gia công phôi I, II, III ..............126 Hình 6.9: Mô phỏng quá trình sản xuất linh hoạt ..................................................127 Hình 6.10: Robot 1 cấp phôi cho máy phay CNC đứng ........................................128 Hình 6.11: Mô phỏng hệ thống sản xuất linh hoạt .................................................130 Hình 6.12: Sơ đồ bố trí hoàn chỉnh các thành phần thiết bị trong hệ thống FMS .130 xvii