Tự động hóa sản xuất với điều khiển số

Như đã thảo luận ở trên, điều khiển số là một dạng tự động hóa có thể lập trình được, trong đó máy được điều khiển bằng các số (và các ký hiệu khác) đã được mã hóa trên băng giấy đục lỗ hoặc một phương tiện lưu trữ thay thế . 

Xem phần trước: 3 loại hình tự động hóa trong sản xuất

Việc áp dụng ban đầu của điều khiển số là trong máy công cụ. Để kiểm soát vị trí của một dụng cụ cắt gọt liên quan đến các công việc một phần là gia công. Chương trình NC đại diện cho tập hợp các lệnh gia công cho chi tiết, sản phẩm cụ thể. Các số được mã hóa trong chương trình chỉ định x – y – tọa độ trong hệ trục Descartes, xác định các vị trí khác nhau của dụng cụ cắt liên quan đến các thành phần làm việc.

Bằng cách sắp xếp các vị trí này trong chương trình, máy công cụ sẽ được điều hướng để thực hiện gia công chi tiết. Hệ thống điều khiển phản hồi vị trí được sử dụng trong hầu hết các máy NC, máy CNC để xác minh rằng các lệnh được mã hóa đã được thực hiện một cách chính xác.

Ngày nay, một máy tính nhỏ được sử dụng làm bộ điều khiển trong máy công cụ NC, máy gia công CNC và chương trình được kích hoạt từ bộ nhớ máy tính chứ không phải từ băng giấy đục lỗ. Tuy nhiên, việc nhập ban đầu của chương trình vào bộ nhớ máy tính thường vẫn được thực hiện bằng cách sử dụng băng đục lỗ. Vì hình thức điều khiển số này được thực hiện bởi máy tính, nó được gọi làđiều khiển số máy tính hoặc CNC.

dieu khien so numerical control

dieu khien so numerical control

Một biến thể khác trong việc thực hiện điều khiển số liên quan đến việc gửi các chương trình thành phần qua đường dây viễn thông từ máy tính trung tâm đến các máy công cụ riêng lẻ trong nhà máy, do đó loại bỏ hoàn toàn việc sử dụng băng đục lỗ. Hình thức điều khiển số này được gọi là điều khiển số trực tiếp, hoặc DNC.

Các ứng dụng của điều khiển số trong sản xuất và tự động hóa

Nhiều ứng dụng của điều khiển số đã được phát triển kể từ khi nó được sử dụng ban đầu để điều khiển máy công cụ, máy gia công NC, CNC. Các máy khác sử dụng điều khiển số bao gồm máy inserting(máy cắm linh kiện) được sử dụng trong lắp ráp điện tử, máy soạn thảo chuẩn bị bản vẽ kỹ thuật, máy đo tọa độ thực hiện kiểm tra chính xác các chi tiết, máy cắt plasma và các thiết bị tương tự.

Trong các ứng dụng này, thuật ngữ điều khiển số không phải lúc nào cũng được sử dụng một cách rõ ràng, nhưng nguyên tắc hoạt động là giống nhau: dữ liệu số được mã hóa được sử dụng để điều khiển vị trí của một công cụ hoặc đầu gia công so với một số đối tượng.

dieu khien so tu dong hoa day chuyen may phay

dieu khien so tu dong hoa day chuyen may phay

Để minh họa các ứng dụng thay thế này của điều khiển số, máy inserting sẽ được xem xét ở đây. Một máy như vậy được sử dụng để định vị các linh kiện điện tử (ví dụ: mô-đun chip bán dẫn) trên một bảng mạch in (PCB). Về cơ bản nó là một bảng định vị x – y di chuyển bảng mạch in so với đầu cắm linh kiện.Sau đó đặt linh kiện riêng lẻ vào vị trí trên bảng.

Một bảng mạch in điển hình có hàng chục linh kiện riêng lẻ phải được đặt trên bề mặt của nó; nhiều trường hợp dây dẫn của linh kiện phải luồn vào các lỗ nhỏ trên bo mạch, đòi hỏi độ chính xác lớn bằng máy luồn dây. Chương trình điều khiển máy cho biết linh kiện nào sẽ được đặt trên bo mạch và vị trí của chúng. Thông tin này được chứa trong cơ sở dữ liệu thiết kế sản phẩm và thường được truyền trực tiếp từ máy tính đến máy cắm linh kiện bảng mạch.

Tự động hóa dạng tổ hợp với điều khiển số

Các hoạt động lắp ráp theo truyền thống thường được thực hiện thủ công, tại các máy trạm lắp ráp đơn lẻ hoặc trên dây chuyền lắp ráp có nhiều trạm. Do hàm lượng lao động cao và chi phí lao động thủ công cao, trong những năm gần đây, người ta đã chú trọng nhiều hơn đến việc sử dụng tự động hóa cho công việc lắp ráp. Các hoạt động lắp ráp có thể được tự động hóa bằng cách sử dụng nguyên tắc dây chuyền sản xuất nếu số lượng lớn, sản phẩm nhỏ và thiết kế đơn giản (ví dụ: bút chì cơ, bút mực và bật lửa). Đối với các sản phẩm không thỏa mãn các điều kiện này, thường phải lắp ráp thủ công.

Máy lắp ráp tự động đã được phát triển hoạt động theo cách tương tự như dây chuyền gia công, với sự khác biệt là các hoạt động lắp ráp, thay vì gia công, được thực hiện tại các máy trạm. Một máy lắp ráp điển hình bao gồm một số trạm, mỗi trạm được trang bị nguồn cung cấp linh kiện và cơ cấu đưa các thành phần vào vị trí để lắp ráp. Một work-head tại mỗi trạm thực hiện việc đính kèm thực tế của thành phần. Các đầu công việc điển hình bao gồm tua vít tự động, máy đóng đinh hoặc đinh tán, đầu hàn và các thiết bị ghép nối khác. 

Một linh kiện mới được thêm vào sản phẩm đã hoàn thành một phần ở mỗi máy trạm, do đó xây dựng sản phẩm dần dần khi nó tiến hành trong dây chuyền. Máy lắp ráp loại này được coi là ví dụ của tự động hóa cố định, bởi vì chúng thường được định cấu hình cho một sản phẩm cụ thể được sản xuất với khối lượng lớn. Máy lắp ráp có thể lập trình được đại diện bởi các máy cắm chân linh kiện được sử dụng trong ngành công nghiệp điện tử, như được mô tả ở trên.

Xem sản phẩm  Inserting robot: Robot cắm linh kiện điện tử

Bài viết liên quan
20-10-2019
Tự động hóa - các hệ thống tự động hóa sản xuất và các ví dụ Tự động hóa trong nền công nghiệp hiện đại, đặc biệt trong cuộc cách mạng công nghiệp toàn cầu lần thứ 4 đang diễn ra là một phần quan trọng. Trong đó tự động hóa trong sản xuất là một lĩnh vực được đặc biết chú trọng góp phần phát triển nền sản xuất tự động với độ chính xác và năng suất vượt trội. Về cơ bản hệ thống sản xuất tự động, hệ thống tự động hóa hiện nay có thể được phân thành 3 loại dưới đây: Tự động hóa cố định (Fixed automation) Tự động hóa lập trình (Programmable automation), và Tự động hóa linh hoạt. (Flexible automation) Ví dụ về tự động hóa cố định TỰ ĐỘNG HÓA CỐ ĐỊNH Đây là một hệ thống tự động trong đó trình tự xử lý (hoặc lắp ráp) được cố định bởi cấu hình của các thiết bị tự động. Các hoạt động trong dây chuyền sản xuất thường đơn giản. Tuy nhiên chính sự tích hợp và phối hợp của nhiều hoạt động như vậy vào một thiết bị làm…
23-03-2021
Tự động hóa là cụm từ mà chắc chắn bạn đã và đang được nghe ngày một thường xuyên khi ai đó đề cập tới chủ đề phát triển nền công nghiệp 4.0-xu thế của nền công nghiệp trên thế giới. Một trong những lĩnh vực ứng dụng quan trọng nhất của công nghệ tự động hóa là sản xuất. Đối với nhiều người, tự động hóa có nghĩa là tự động hóa sản xuất. Trong phần này, các loại tự động hóa được giới thiệu và các ví dụ về các hệ thống tự động sẽ được sử dụng trong sản xuất được mô tả cho bạn đọc. [toc heading_levels="1,2,3,4"] Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về các loại tự động hóa và ứng dụng của chúng trong sản xuất hiện đại dưới đây. 3 loại hình tự động hóa trong sản xuất có thể được phân biệt dưới đây 1- tự động hóa cố định (máy tự động cứng) 2- tự động hóa có thể lập trình (máy tự động mềm) và 3-tự động hóa linh hoạt. Tự động hóa cố định-Fixed automation Tự động hóa cố định còn được biết đến với tên gọi là "tự động hóa cứng", khái niệm này đề cập…
04-11-2020
Ngành công nghiệp sản xuất ô tô đã ra đời cách đây hơn 130 năm. Theo như lịch sử của ngành công nghiệp ô tô, Mỹ đã từng thống trị thị trường ô tô trên toàn thế. Tuy nhiên, sau khi chiến tranh thế giới thứ hai kết thúc vào năm 1945, ngành công nghiệp ô tô của các quốc gia công nghệ tiên tiến như Nhật Bản và các quốc gia ở châu Âu đã đạt được những thành tựu nhất định và phát triển rực rỡ như ngày nay. Kể từ khi chiếc ô tô chạy xăng đầu tiên được sản xuất. Công nghệ sản xuất ô tô đã thay đổi rất nhiều theo thời gian xuất phát từ nhu cầu ngày càng cao về tính an toàn và tiện nghi của loại phương tiện này cũng như sự cạnh tranh thị trường ngày càng khốc liệt giữa các hãng sản xuất ô tô trên thế giới. Để đạt được những thành tựu đó, sự tham gia của máy tự động đặc biệt là vai trò của robot công nghiệp trong dây chuyền sản xuất, lắp ráp, kiểm tra luôn được chú trọng và đặt lên hàng đầu…
29-10-2019
Lao động thủ công so với tự động hóa Một trong nhiều lợi ích của việc ứng dụng tự động hóa trong sản xuất, chế tạo, lắp ráp, kiểm tra sản phẩm là giảm chi phí lao động so với hình thức lao động thủ công truyền thống trong nền công nghiệp. Nhưng do sợ chi phí ban đầu cao, việc đầu tư vào tự động hóa đã bị trì hoãn và không thực sự được chú trọng trong nhiều trường hợp. Thực tế nó là rào cản chính cản chở sự phát triển của hầu hết các doanh nghiệp có tham vọng nâng cao sức cạnh tranh một cách nhanh chóng bằng việc tang năng suất và giảm chi phí nhân công trong quá trình sản xuất. Chúng tôi minh họa một nghiên cứu cho vấn đề này bằng cách so sánh một giải pháp tự động hóa với một giải pháp truyền thống để sản xuất và hả năng hoàn vốn hoặc lợi tức đầu tư-Return on Investment (ROI). Trong nghiên cứu này, khách hàng của chúng tôi đã sử dụng 4 nhân công vận hành sản xuất x 2 ca mỗi ngày để đáp ứng mục tiêu…
14-06-2019
Dây chuyền sản xuất là một tập hợp các hệ thống máy móc và con người nhằm tạo ra các hoạt động tuần tự theo quy trình trong một phân xưởng, nhà máy-nơi các chi tiết máy được chế tạo, các linh kiện được lắp ráp tạo thành một cụm, sản phẩm hoàn chỉnh hoặc nơi vật liệu ban đầu được đưa qua một loạt các quá trình để sau đó tạo ra một sản phẩm cuối cùng trước khi được chuyển đi tiêu thụ. Trong dây chuyền sản xuất thực phẩm, nguyên vật liệu, các nguyên liệu đầu vào là những nguyên liệu thô, được trải qua các công đoạn bóc tách, nghiền, trộn…sau đó được đóng gói thành phẩm đầu ra. Với dây chuyền sản xuất các sản phẩm phục vụ công nghiệp, nguyên liệu đầu vào là các vật liệu kim loại, sản phẩm từ các vật liệu gỗ, vải, nhựa… Để vận hành các dây chuyền sản xuất, nguồn năng lượng chủ yếu được sử dụng hiện nay là điện, gas, dầu. Các năng lượng này được biến đổi để sinh công theo dạng công cơ học (quay, đẩy, ép thủy lực nhờ từ trường, nhiệt, áp suất…) và…