Bài giảng Tự động hóa quá trình sản xuất FMS và CIM - Chương 1: Sản xuất tự động linh hoạt từng - Phạm Thế Minh

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Bài giảng
Tự động hóa quá trình
sản xuất FMS & CIM
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Mục đích môn học
• Sinh viên tiếp cận với các hệ thống sản xuất tự
động linh hoạt với máy gia công CNC và Robot 
công nghiệp.
• Hệ thống điển hình của sản xuất linh hoạt là các
tế bào sản xuất linh hoạt, hệ thống sản xuất linh
hoạt và các tuyến sản xuất linh hoạt.
• Sinh viên biết đến việc xây dựng lập trình điều
khiển và giám sát các hệ thống đó. 
• Tiếp đó là việc lập kế hoạch với sự trợ giúp của
máy tính cho các hệ thống đó (Xí nghiệp số, Sản
xuất ảo) 
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Nội dung môn học
Chương 1 Sản xuất tự động linh hoạt từng phần
1.1 Nguyên tắc
1.2 Công nghệ và lập trình CNC 
1.3 Các hệ thống tế bào sản xuất linh hoạt
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
2.1 Các loại Robot công nghiệp
2.2 Lập trình Robot công nghiệp
2.3 Tổ chức hệ thống lắp ráp
Chương 3 Cung cấp vật liệu tự động linh hoạt
3.1 Thiết bị hỗ trợ và cung cấp phôi
3.2 Hệ thống cung cấp vật liệu
3.3 Thành phần hệ thống cung cấp vật liệu
Chương 4 Hệ thống dẫn hướng quá trình sản xuất
4.1 Cấu trúc xử lý thông tin trong công nghiệp sản xuất
4.2 Thâu tóm dữ liệu vận hành (BDE)
4.3 Phương pháp điều khiển sản xuất
4.4 Hệ thống dẫn hướng sản xuất
4.5 Lập trình điều khiển (SPS)
4.6 Lập trình hệ thống sản xuất linh hoạt
Chương 5 Kế hoạch sản xuất
5.1 Hệ thống kế hoạch sản xuất
5.2 Kế hoạch quá trình làm việc
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Giới thiệu khái niệm
FMS: Flexible Manufacturing System
Hệ thống sản xuất linh hoạt
CIM: Computer Integrated Manufacturing
Sản xuất tích hợp trợ giúp máy tính
CAD: Computer Aided Design 
Thiết kế có trợ giúp máy tính
CAM: Computer Aided Manufacturing
Sản xuất có trợ giúp máy tính
CAP: Computer Aided Planning
Lập kế hoạch có trợ giúp máy tính
CAQ: Computer Aided Quality Control
Kiểm tra chất lượng có trợ giúp máy tính
PP&C: Production Planning and Control
Lập kế hoạch sản xuất, vật tư, thời gian và kiểm tra hệ thống sản
xuất
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Nội dung
Chương 1 Sản xuất tự động
linh hoạt từng phần
1.2 Công nghệ và lập trình CNC 
1.3 Các hệ thống tế bào sản xuất linh hoạt
1.1 Nguyên tắc
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Mục đích của quá trình tự
động hóa linh hoạt
Mục đích tổ chức
• Phản ứng một cách
nhanh chóng khi có sự
thay đổi hợp đồng
• Tung ra thị trường
những sản phẩm mới
một cách nhanh chóng
hơn
• Kiểm soát được nhanh
chóng những sự thay đổi
về kết cấu sản phẩm
• Nắm bắt một cách
nhanh chóng hiệu quả
sự thay đổi
Mục đích về giá cả Mục tiêu về kỹ thuật
• Giữ được khung giá
như kế hoạch
• Nâng cao được chất
lượng sản phẩm
• Giảm được tỉ lệ phế
phẩm
• Giảm được số lượng
công cụ
• Giảm chi phí cho nhân
sự đồng thời tăng ca làm
việc cho máy
• Chẩn đoán nhanh
chóng lỗi khi có sự cố
• Sản xuất hàng loạt lớn
mà không có sự gián
đoạn
• Có khả năng phân cấp
chức năng mà không
làm gián đoạn quá trình
gia công
• Tiếp nhận và xử lý tự
động các dữ liệu từ hệ
thống CAD trong hệ
thống lập trình NC
• Được tích hợp trong hệ
thống chỉ đạo gia công
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Nguyên tắc gia
công số NC:
Nguyên tắc một
máy và nhiều
máy
Đặc điểmVí dụNguyên tắc tự động hóa
-Máy NC
-Dây chuyền vận chuyển
-Trạm gia công cố định
-Ít yêu cầu máy chủDây chuyền gia công linh
hoạt
-Máy NC
-Dây chuyền vận chuyển
-Có khả năng tùy chọn phương
pháp gia công
-Có máy chủ sắp xếp
Hệ thống gia công linh hoạtN
guên
tắc
nhiều
m
áy
-Trung tâm xử lý có lưu phôi
-Điều khiển quá trình thay dụng
cụ
-Quan sát thời gian sử dụng
dụng cụ
Tế bào gia công linh hoạt
-Nhiều phương pháp gia công
(Ví dụ: Khoan và phay)
-Lưu trữ dụng cụ
-Đổi dụng cụ tự động
Trung tâm xử lý
-Một phương pháp gia công
(Ví dụ: Khoan, phay)
-Gia công tự động
Máy NC/CNC
N
guyên
tắc
m
ộtm
áy
N
guên
tắc
nhiều
m
áy
N
guyên
tắc
m
ộtm
áy
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Cách ký hiệu trục trong
máy công cụ
• Các hướng chính của trục X, Y 
và Z tương ứng vuông góc
nhau được xác định theo sự trợ
giúp của quy tắc bàn tay phải
như hình vẽ. 
• Tất cả các trục khác hướng cơ
bản theo ba trục chính này. 
• A, B và C là các trục trung
gian quay xung quanh trục X, Y 
và Z. 
• Chiều dương của các trục
trung gian được xác định theo
quy tắc cái đinh ốc. 
• Ngoài ra các trục song song
với trục X, Y và Z được ký hiệu
là U, V và W. 
• Các trục tiếp theo P, Q và R là 
các trục không song song với
các trục chính.
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Một số ví dụ về máy gia
công sốNC
Máy phay đa năng
• Thay thế trong khi lắp dụng cụ và
trong khi sản xuất từng phần đơn chiếc
hay loạt nhỏ
• Có thế xử lý 3, 4 hay 5 trục
• Có thể thực hiện với các khối thô, lớn
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Máy phay năm trục
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Máy tiện đứng
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Chức năng của máy tiện đứng
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Máy tiện đứng một trục
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
• Hành trình ngắn, thời gian phụ tối thiểu, giá
thành hạ
• Không gian làm việc rất tốt, có khả năng trang bị
nhanh chóng
• Độ chính xác và chất lượng bề mặt cao với chế
độ gia công an toàn cao
• Kết cấu đối xứng, dẫn lực ngắn
• Bệ, thân máy bằng bê tông polyme cứng vững
và ổn định
• Vỏ tiện rơi tự do
Máy tiện đứng một trục
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Máy tiện đứng nhiều trục
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Máy tiện đứng nhiều trục
•Năng suất cao và rất kinh tế, khi xử lý những phần nhỏ
và trung bình. 
•Trong quá trình thực hiện khác nhau có thể có hai hoặc
ba phôi được xử lý đồng thời cùng một chế độ gia công
giống nhau. 
•Vì vậy tang quay được trang bị mỗi ổ dụng cụ giống
nhau một trục quay.
•Cứ hai không gian làm việc độc lập có một tang quay, 
tang quay này có thể tiếp nhận dụng cụ khoan và tiện 
đang hoạt động. Cách xây dựng này phù hợp khi với
cùng một phôi gia công, sau khi gia công ở vị trí lắp đặt
thứ nhất có thể được xử lý ngay mặt sau của phôi ở vị
trí lắp đặt thứ hai. 
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Trung tâm gia công
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Trung tâm gia công
Trung tâm gia công HEC 500
• Phạm vi làm việc 630 x 500 
mm
• Trọng lượng phôi : 1000 Kg
• Tốc độ: 7m/s
• Tốc độ quay trục gia công: 
10.000 vòng/phút
• Mô men xoắn: 1190 Nm
• 4 trục gia công
• Số lượng dụng cụ: tới 240
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Trung tâm gia công CNC nbh 110 
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Trung tâm gia công Hüller Hille
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Trung tâm gia công đứng đa 
năng
-Có khả năng gia công 4 đến 5 trục
-Có thể gia công bằng các dụng cụ với
đường kính nhỏ, phôi cứng, tốc độ
cao và công suất lớn.
Có thể gia công những bộ phận phức tạp
Trung tâm gia công đa năng
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Trung tâm gia công 5 trục kết hợp
tiện đứng và ngang
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
-Có thể gia công tới 80% khối
lượng gia công các phần quay.
- Việc kết hợp tiện và phay đáp
ứng các yêu cầu gia công hoàn
thiện với các phôi phức tạp ở 
dạng gia công loạt nhỏ vùa và
lớn.
Ưu điểm:
-Chất lượng gia công cao khi
gia công phức hợp do giảm
được số lần thay phôi.
-Giảm thời gian gia công
-Tích hợp hệ thống đo cho việc
kiểm tra chất lượng
-Nhu cầu về diện tích làm việc
nhỏ. 
Trung tâm tiện và phay kết hợp
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
a. Tiện b. Khoan
c. Phay lỗ d. Phay
Trung tâm gia công kết hợp tiện
và phay 5 trục
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Nguyên lý máy dập lỗ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Máy dập lỗ TRUMATIC 200
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Các bộ phận
trong máy dập
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Ổ tích dụng cụ máy dập
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Dụng cụ và tiếp nhận dụng cụ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Nguyên lý làm việc:
Trước khi làm việc người vận hành đưa tấm thép cần dập
vào và kẹp bởi thanh trượt định vị. Bộ phận tiếp nhận dụng
cụ làm nhiệm vụ đổi dụng cụ (Búa dập bộ quét và khuôn
dập). Tấm dập được đưa vào vị trí đã được lập trình sẵn rất
nhanh vào phía dưới đầu dập nhờ sự di chuyển nhanh của
thanh trượt định vị và bàn máy. Búa dập của dụng cụ dập
lỗ qua tấm thép trên tọa độ đã định. Khi đó một lỗ đã được
dập, hình dáng của lỗ dập phụ thuộc vào dạng búa dập
theo công cụ đã chọn.
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Xử lý thép tấm
Dập lỗ
Cắt
Biến dạng
tạo dáng
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Đầu laser CO2 khi hàn chi tiết quay đối xứng
Hàn laser
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Thiết bị hàn laser
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Đầu hàn
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Ưu khuyết điểm của các
thiết bị đổi dụng cụ
Ưu điểm so với thao tác bằng tay
• Rút ngắn được thời gian đổi dụng cụ
• Tránh được lỗi
• Tránh được rủi ro tai nạn
• Có khả năng tự động hóa ở cấp độ cao
Nhược điểm
• Nhu cầu đầu tư bổ sung
• Tăng chi phí cho lắp đặt
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Thao tác đổi dụng cụ
Lắc cần gấp A 
một góc 90 độ
theo hướng tới
trục cần thay
dụng cụ. Dụng cụ
thay và cần thay
được tiếp cận
đồng thời
Cả hai dụng cụ
được tháo ra và
kéo ra phía
trước. 
Tay đổi dụng cụ
quay tiếp một góc
180 độ. 
Tay đổi dụng cụ
quay lại  ...  thích ứng với tốc độ quay
và ăn dao
6. Chất lượng cao, ít phế phẩm, ít phải kiểm soát chất lượng
7. Xác định được chính xác thời gian gia công
8. Giảm được việc lưu phôi, giảm chi phí đứng máy
9. Rút ngắn thời gian tổng cộng
10. Sử dụng những công nghệ đặc biệt và hiện đại như cắt laser, hồng ngoại.
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Chương 1 Sản xuất tự động
linh hoạt từng phần
1.1 Nguyên tắc
1.3 Các hệ thống tế bào sản xuất linh hoạt
1.2 Công nghệ và lập trình CNC
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Hệ tọa độ trong máy công cụ
X,Y, Z, A Di chuyển của dụng cụ
X´,Y´, Z´, A´ Di chuyển của phôi
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Các trục quay và trục ăn dao
Máy tiện hai trục
Trục quay ở 
bàn làm việc
và trục làm
việc
Máy phay 3 trục
Trung tâm gia
công 6 trục
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Các dạng điều khiển
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Nguyên tắc xây dựng một
chương trình NC
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Phương thức lập
trình: được hiểu là 
loại lập trình
Phạm vi lập trình: 
Chương trình được
lập trong xưởng sx
hay trong kế hoạch
sx
Phương tiện lập
trình: Bộ điều
khiển CNC, thiết bị
lập trình CNC, hệ
thống lập trình NC 
có trợ giúp của
máy tính
Lập trình bằng tay Lập trình có trợ giúp
của máy tính
Lập trình trong phạm vi
xưởng sx
Lập trình trong phạm vi kế
hoạch sx (Kế hoạch gia
công/Kế hoạch lao động
Thiết bị lập
trình CNC
Bộ điều
khiển CNC
Hệ thống lập
trình NC
Lập trình
bằng tay
trực tiếp
Lập trình
bằng tay tại
xưởng sx
Lập trình tại
xưởng sx có
trợ giúp máy
tính
Lập trình
chuẩn bị lao
động có trợ
giúp máy tính
Lập trình
CAD có trợ
giúp máy
tính
Tại máy
CNC
Tại khu
vực gia
công CNC
Chuẩn bị
lao động
Bộ phận kỹ
thuật và
phát triển
sản xuất
Tại khu
vực gia
công CNC
Chức năng, phạm vi trong lập trình NC
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
00001 (Đánh số chương trình) 
N005 G54 G90 S400 M03 (chọn hệ tọa độ, chế độ tuyệt đối, quay
trục dao ngược chiều kim đồng ở tốc độ 400 RPM)
N10 G00 X1. Y1. (chạy nhanh tới vị trí XY của lỗ đầu tiên)
N015 G43 H01 Z.1 M08 (xác định bù chiều cao dao, chạy nhanh tới
mặt thoát dao để chuẩn bị khoan, bật dung dịch làm mát)
N020 G01 Z-1.25 F3.5 (bắt đầu khoan lỗ đầu tiên, tốc độ ăn dao 3.5 
inch/phút)
N025 G00 Z.1 (Thoát dao nhanh khỏi lỗ)
N030 X2. (chạy dao nhanh tới lỗ thứ 2)
N035 G01 Z-1.25 (ăn dao lỗ thứ 2)
N040 G00 Z.1 M09 (thoát dao nhanh khỏi lỗ thứ 2, tắt dung dịch)
N045 G91 G28 Z0 (Quay lại vị trí tham chiếu của hướng Z)
N050 M30 (Kết thúc chương trình)
Ví dụ (1)
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
O – Đánh số chương trình (Để đặt tên chương trình) 
N – Số thứ tự của câu (dòng) lệnh
G – chức năng chuẩn bị (Preparatory function) 
X - Trục X 
Y - Trục Y 
Z - Trục Z 
R - Bán kính
F - Tốc độ ăn dao
S - Tốc độ (quay) trục máy
H - Bù chiều dài (cao) dao
D - Bù bán kính dao
T - Ký hiệu dao
M - Các chức năng hỗ trợ
Ký hiệu trong câu lệnh
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Ví dụ câu lệnh trong CNC (2)
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Ví dụ (3)
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Lập trình
bằng tay
Lập trình có trợ giúp
máy tính trong phạm vi
xưởng sản xuất
Lập trình có trợ giúp
máy tính trong phạm vi
kế hoạch sản xuất
Lập trình hỗ trợ đa 
năng CAD/CAM
Lập trình hỗ trợ chuyên
dụng trên máy
Lập trình theo
tiêu chuẩn
Sử dụng dữ liệu CAD để
tạo chương trình độc lập
với máy gia công ở dang 
CL- DATA, chuyển đổi
nhờ bộ vi xử lý NC
Đưa các câu
lệnh trực tiếp
trên máy
Dùng các khái niệm và
biểu tượng trong máy xây
dựng sơ đồ tương quan
Nguyên tắc lập trình NC
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Sơ đồ chương trình hỗ trợ đa năng
Kết cấu CAD
Kế hoạch công việc
CNC
Xử lý đường cong
biên dạng CNC
Mô phỏng quá trình
Quá trình xử lý
Ngân hàng dữ liệu
CAM
•Dữ liệu hình học
•Chương trình NC
•Dữ liệu CL-DATA
Định nghĩa
•Tham số gia công
•Đường cong giới hạn
•Các bề mặt gia công
•Công cụ
•Mã CODE dữ liệu
CL-DATA
•Chuyển sang dạng
tiêu chuẩn
Mô hình CAD
Kế hoạch công
việc CNC
Xác định việc
gia công
Chương trình gia
công điều khiển
chung
Chương trình gia
công NC điều
khiển chuyên dụng
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
•Lập trình trên máy
chuyên dụng tại
xưởng sản xuất
•Giao diện đơn giản
dễ hiểu
•Lập trình theo kích
thước hình học của
phôi và phù hợp với
kế hoạch sản xuất
•Sử dụng, lập trình
và mô phỏng đơn
giản
Ví dụ lập trình tại xưởng với
Simens Shop Turn
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Lập trình gia công
đường cong:
•Tên đường cong
•Điểm xuất phát
•Từng bước đưa các dữ
kiện của đường cong cần
gia công
Ví dụ lập trình tại xưởng với
Simens Shop Turn
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Ví dụ mô phỏng chương trình với
Simens Shop Turn
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Tạo phôi trong chương
trình CAD ( CATIA V5):
• Bản vẽ kỹ thuật
•Mô hình 3D
Ví dụ về chương trình đa năng
có trợ giúp máy tính
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Ví dụ về chương trình đa năng
có trợ giúp máy tính
Xuất dữ liệu
và định vị trí
cho phôi
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Mô phỏng không gian làm việc với
ESPRIT
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Mô phỏng không gian làm việc với
ESPRIT
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Tổng quát hóa một chương trình NC
Nhập mã nguồn
Chương trình từng
phần/nguồn
Bộ vi xử lý CLDATA
Chương trình CLDATA
Chương trình từng
phần bao gồm tất
cả các dữ liệu, chỉ
dẫn cần thiết cho
quá trình gia công
phôi
Cutter Location Data: 
Diễn tả chung các vấn
đề gia công (Mã) độc
lập với các máy công
cụ ứng dụng.
Tính toán các chỉ dẫn số học và
hình học cũng như quỹ đạo
của các điểm liên quan đến
công cụ. Xác định chiều sâu
cắt, tốc độ cắt, tốc độ ăn dao
thông qua việc ứng dụng các
dữ liệu về vật liệu cũng như
dụng cụ. Dữ liệu được tạo từ
bộ vi xử lý có ý nghĩa giải
quyết các vấn đề gia công
Tương thích các dữ liệu độc
lập với máy gia công với một
máy công cụ hoàn toàn xác
định. Việc mã hóa theo yêu cầu
điều khiển của máy công cụ
được thực hiện với tất cả các
đại lượng tính toán trong ngôn
ngữ NC và được sử dụng như
những thông tin điều khiển
trong định dạng điều khiển
chuyên dụng của máy công cụ.
Vi xử lý
(Postprozessor)
Lệnh toán học
Chương trình gia
công chuyên dụng
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Hệ thống CAD
Dữ liệu
hình học
Hệ thống chương
trình NC
Dữ liệu
hình học
Các vi xử lý
(Postprozessor)
Các vi xử lý
(Postprozessor)
Chương trình
NC
Chương trình
NC
Hệ thống CAE 
với tích hợp
Modun NC
Mô hình kết hợp
CAD/NC
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Tiến trình lập trình NC
DNC
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Chương 1 Sản xuất tự động
linh hoạt từng phần
1.1 Nguyên tắc
1.2 Công nghệ và lập trình CNC 
1.3 Các hệ thống tế bào sản xuất linh hoạt
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Hệ thống Thành phần Chức năng
Hệ thống gia
công (Gia công, 
tháo lắp)
Hệ thống cung
cấp vật liệu
Hệ thống thông tin
•Máy gia công
•Máy rửa
•Trạm đo 
•Thiết bị kẹp
•Thiết bị tháo lắp
•Hệ thống vận
chuyển
•Hệ thống lưu trữ
•Hệ thống cung cấp
•Điều khiển máy
•Điều khiển vận chuyển
•Tính toán đường dẫn
•Hệ thống truyền dữ
liệu
•Gia công
•Kẹp
•Đo
•Kiểm tra
•Vận chuyển
•Lưu trữ
•Lên kế hoạch
•Điều khiển
•Quan sát
Cấu trúc hệ thống gia công phức hợp
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Tế bào sản xuất linh hoạt
Hệ thống sản xuất linh hoạt
Dây chuyền sản xuất linh hoạt
Nguyên tắc gia
công linh hoạt
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Các thành phần sản xuất linh hoạt
Dây
chuyền sx
Tế bào
sản xuất
Nhà máy
Nhà máy
Dây chuyền
sx
Tế bào sản
xuất
Công đoạn sx
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Tế bào gia công
Thiết bị gắp phôi
Ví dụ tế bào sản xuất linh hoạt
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Hệ thống cung cấp vật liệu
Tế bào
gia công
Ví dụ tế bào sản xuất linh hoạt
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
TRUMPF TC 5000R-1600 
•Phạm vi làm việc: 3000x1650mm
•Chiều dày tấm lớn nhất: 8mm
•Lực dập lớn nhất: 220KN
•Vận tốc lớn nhất: Trục x 18m/s
Trục y 9m/s
Tấm mẫu
Tự động hóa máy dập (1/4)
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Tự động hóa máy dập (2/4)
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Tự động hóa máy dập (3/4)
Xe trượt kép
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Giá chứa lưu động
Tự động hóa máy dập (4/4)
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Kết hợp với một máy khác
(Ví dụ thiết bị cắt Laser)
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
Phối hợp các công đoạn của hệ thống
sản xuất linh hoạt
Phôi thô/ 
Chi tiết GC
Công cụ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 1 Sản xuất linh hoạt từng phần
•NC 3 trục
•Đổi dụng cụ bằng tay
•Gọi chương trình bằng tay
•Vận hành DNC
•Máy đơn
•SX đơn chiếc hay
hàng loạt
•Đổi phôi bằng tay
•Thợ vận hành
Máy CNC
Hệ thống sản xuất
linh hoạt
Tế bào sản xuất
linh hoạt
Trung tâm gia công•Sản xuất loạt vừa và nhỏ
•Lặp lại nhiều lần / năm
•Tổ chức tại xưởng
•Vận hành nhiều máy
•Đổi phôi tự động
•Đổi dụng cụ tự động
•Gia công nhiều mặt (4 Trục)
•Lưu chương trình
•Gọi chương trình tự động
•Sản xuất loạt vừa
•Gia công hỗn hợp
•Vận hành 3 ca
•Vận hành theo ca
•Lưu phôi
•Lưu trữ dụng cụ
•Thiết bị nạp, tải
•Kết nối với máy chủ
•Thiết bị quan sát
•Tích hợp thiết bị đo
•Nguyên tắc vận
hành nhiều máy
•Vận chuyển phôi
•Vận chuyển dụng
cụ
•Quan sát và điều
khiển tự động
•Loạt SX độc lập
•Tự động linh hoạt
•Quá trình gia công tự
động hoàn toàn
Từ máy CNC đến hệ thống
sản xuất linh hoạt