Đề tài Tổng quan về tự động hoá ,sự phát triển của tự động hoá trong giai đoạn hiện nay

hiện những chức năng khác nhau trong dây chuyền hay tế bào lắp ráp. Đã có nhiều thành tựu đạt được về lĩnh vực lắp ráp tự động trong những năm gần đây. Một số những tiến bộ đã thúc đẩy nhờ những tiến bộ trong lĩnh vực người máy. Những robót công nghiệp thỉnh thoảngđược sử dụng như những thành phần trong hệ thống lắp ráp. Mặc dù những phương pháp lắp ráp bằng tay được mô tả ở trên chắc chắn sẽ được sử dụng nhiều năm trong tương lai, nhưng những cơ hội để đạt tốt để đạt hiệu suất cao là nhờ sử dụng những phương pháp tự động . 2.5 Sản phẩm 2.5.1 Giới thiệu một số sản phẩm có mặt trên thị trường Tự động hóa quá trình công nghệ là phương hướng phát triển chung của các nước trên toàn thế giới. Nhất là đối với những nước công nghiệp đang phát triển như đất nước ta hiện nay thì yêu cầu đó càng cấp bách và không thể thiếu. Quá trình tự động hóa tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm và điều quan trọng là giải phóng sức lao động của con người. Tại công ty bút bi Thiên Long bao gồm nhiều phân xưởng sản xuất, sản xuất nhiều loại bút bi khác nhau như: bút chì sáp, bút lông kim, bút dạ quan, bút bi thường với sản lượng hằng năm hàng triệu cây. Quá trình sản xuất bút bi hiện nay chủ yếu theo dây chuyền bán tự động, ở một số khâu phức tạp vẫn phải thực hiện bằng tay mặc dù công việc ở đây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ của người công nhân. Vì vậy mục tiêu hiện nay của công ty là từng bước thay thế dây chuyền lắp ráp, thay thế sức người để đảm bảo an toàn lao động, sản phẩm tạo ra đáp ứng đúng yêu cầu chất lượng.Tuy vậy để thực hiện kế hoạch như trên công ty cần phải có nguồn đầu tư lớn về vốn.Tại các xí nghiệp hầu hết các dây chuyền sản xuất tự động được nhập từ nước ngoài như Trung Quốc, Đài Loan đã sản xuất từ nhiều năm nay tuy sản phẩm làm ra có chất lượng nhưng do dây chuyền sữ dụng quá lâu cần thiết kế lại một số cum khác để phù hợp với nhu cầu của công ty . Phương hướng hiện nay của công ty là sản xuất lại các dây chuyền nhập từ nước ngoài để giảm giá thành, nhưng vẫn đảm bảo năng suất yêu cầu. Giới thiệu sản phẩm. Hình 1 là một sản phẩm điển hình có thể áp dụng hình thức lắp ráp tự động. Sản phẩm này là một loại bút bi của công ty bút bi Thiên Long với mã sản phẩm TL-034(Jollee). Hình 1 Các bộ phận của TL-034 bao gồm:ruột, cán, tảm, nắp 2.5.2 Hình ảnh sản phẩm có thể lắp ráp bằng dây chuyền tự động 2.6 Giới thiệu qui trình sản xuất bút bi (TL 034) Việc sản xuất một loại bút bi nào đó đòi hỏi qua nhiều công đoạn như: thiết kế bản vẽ, tạo khuôn, bộ phận kiểm tra … sản xuất thử, sản xuất hàng loạt Bộ phận thiết kế: Phải phù hợp thị hiếu người tiêu dùng, mẫu mã phải đa dạng, gọn nhẹ, đẹp mắt Bộ phận kỹ thuật ( bộ phận khuôn ): ở đây sẽ chế tạo bộ khuôn theo đúng yêu cầu của bản vẽ, sau khi có khuôn cho sản xuất thử. Bộ phận sản phẩm và máy móc: kiểm tra, nếu có sai xót báo cáo cho bộ phận tạo khuôn để kịp sửa chữa, nếu không có gì thì cho sản suất hàng loạt. 2.6.1 Công đoạn lắp ráp bút bi ( TL_034): 2.6.1.1 Trình tự lắp như sau: Dừng máy Công nhân xử lý Bắt đầu Cấp cán Di chuyển cán Kiểm tra Đẩy ruột vào Di chuyển Cấp tảm Vặn tảm Kiểm tra toàn diện Rơi vào thùng chứa Khởi động lại Đẩy vào thùng phế phẩm Lắp ruột vào cán Lắp tảm vào cán đã chứa ruột Cuối cùng là vặn ren kết thúc công việc lắp ráp, Ta thấy trình tự lắp ráp như trên khá đơn giản nhưng chỉ đơn giản khi ta lắp ráp bàng tay. Tuy nhiên để thiết kế một dây chuyền lắp ráp tự động thì không đơn giản chút nào. Sau đây ta sẽ đi sâu tìm hiểu các công đoạn lắp ráp bằng tay và bằng máy. 2.6.1.2 Hình thức lắp ráp bằng tay: Mỗi công đoạn đều có một công nhân đứng tại đó, sau khi phân tích một cây bút có bao nhiêu bộ phận thì có bấy nhiêu khâu lắp ráp và đồng thời cũng có bấy nhiêu người công nhân ( mỗi người thực hiện một công việc lắp ráp riêng biệt ). Cụ thể khi lắp bút bi TL-034:chia làm 2 vị trí lắp, vị trí A các công nhân chỉ làm nhiệm vụ lắp ruột vào cán. Sau đó, bán thành phẩm được chuyển tới vị trí B tại đây nhóm công nhân khác lắp tảm vào cán và vặn chặt tảm. Ưu điểm: Độ tin cậy cao. Ít phế phẩm. Nhược điểm: Năng suất thấp. Tốn nhiều công lao động. Cần công nhân có kinh nghiệm. Công việc đơn điệu gây nhàm chán và mệt mõi cho công nhân. 2.6.1.3 Hình thức lắp ráp bằng dây chuyền tự động: Các nhiệm vụ trên được thực hiện bằng dây chuyền lắp ráp một cách tự động thay thế toàn bộ các công việc bằng tay, người công nhân chỉ cần cấp liệu( cán, ruột, tảm …). Ưu điểm: Năng suất cao. Giảm công lao động Không cần công nhân lành nghề. Nhược điểm: Đầu tư thiết bị. Có phế phẩm.(nhưng không đáng kể). Tuy nhiên các nhược điểm trên đều có thể khắc phục. Do đó, ý tưởng thiết kế dây chuyền lắp ráp tự động là phù hợp vói nhu cầu hiện nay. Thực tế hiện nay trên thị trường, nhiều hãng sản xuất bút bi lớn đã có đầu tư các dây chuyền lắp ráp, nhằm tự động hoá quá trình lắp ráp, nhằm nâng cao năng suất, giảm giá thành sản phẩm, tăng sức cạnh tranh. Tuy nhiên đa số các dây chuyền này đều được nhập từ nước ngoài với giá khá cao, do đó thời gian thu hồi vốn chậm. Xuất phát từ thực tế ấy, ý tưởng về một dây chuyền lắp ráp tự động với năng suất cao và được nội địa hoá ra đời. Chương 3: PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 3.1 Đưa ra phương án Sau khi tham khảo một số các dây chuyền lắp ráp đã có hiện nay ở các công ty, nhìn chung các dây chuyền này có hai dạng: một dạng sử dụng thuần tuý về cơ khí, dạng khác có xen vào một số cơ cấu sử dụng khí nén. Từ đó chúng em xem xét hai phương án sau. 3.1 .1 Phương án 1: Cam + Bánh răng +cơ cấu tay quay con trượt ( cơ ) Nguyên lý hoạt động Động cơ qua hộp giảm tốc làm trục cam quay, trục cam điều khiển các cơ cấu tay quay con trượt thông qua bộ truyền xích và các bánh răng. Cơ cấu này sẽ điều khiển các con trượt tại các vị trí như: cấp cán, cấp ruột, cấp tảm …Đồng thời cơ cấu di chuyển sẽ đưa phôi liệu đến các con trượt và tại đây nó sẽ thực hiện chuyển động khứ hồi để lắp ráp các chi tiết với nhau. Sau khi qua các vị trí lắp ráp đó cơ cấu di chuyển đưa chi tiết (hoàn chỉnh) đến thùng chứa bên dưới. Ưu điểm: Tạo lực mạnh giúp vặn tảm nhanh và chặt Di chuyển của các con trượt êm. Tuổi thọ cao Nhược điểm: Khó chế tạo bánh răng chính xác Các con trượt mau mòn Cơ cấu phức tạp, nặng nề Bảo dưỡng và sửa chữa khó khăn Dụng cụ thay thế ít, tốn kém và mất thời gian để thay thế thiết bị 3.1.2 Phương án 2: Cam + nam châm + xy lanh khí nén Nguyên lý hoạt động: Mômen xoắn từ động cơ qua hộp giảm tốc làm trục cam quay, bộ cam điều khiển các xy lanh cấp cán, cấp ruột … thông qua các công tắc kích hoạt các nam châm điện của các van phân phối. Khi nam châm có điện thì tại các vị trí của cụm các xy lanh thực hiện chuyển động lắp ráp các chi tiết và cuối cùng, cơ cấu di chuyển sẽ đưa chi tiết xuống thùng chứa, kết thúc một chu trình hoạt động. Ưu điểm: Dễ sử dụng và phổ biến, đa dạng trên thị trường Nguồn thay thế và dữ trự lớn Dễ bão dưỡng và sửa chữa Nhược điểm: Cần có nguồn khí bên ngoài cung cấp Phát sinh tiếng ồn Kết luận: Sau khi phân tích 2 phương án trên, chúng em chọn phương án 2 vì nó có nhiều ưu điểm hơn phương án 1 hơn nữa những nhược điểm của nó có thể khắc phục dễ dàng (Về nguồn khí nén thì dùng chung nguồn với các thiết bị khác có sử dụng khí nén bởi vì trong một công ty lớn thì có rất nhiều thiết bị sử dụng khí nén.Để giảm tiếng ồn thì ta dùng bộ phận giảm thanh ở các cửa xả). 3.2 Yêu cầu kĩ thuật: Năng suất lắp ráp của dây chuyền 50 (sp/phút). Độ tin cậy cao, phế phẩm ít. Dễ vận hành, bảo dưỡng. Chương 4: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐỘNG, MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA DÂY CHUYỀN Với phương án đã lựa chọn ta tiến hành thiết kế nguyên lý và sơ đồ động. 4.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý: Dòng vật liệu được bố trí theo đường thẳng, chi tiết cơ sở (cán) được di chuyển lần lược qua các vị trí: cấp ruột, cấp tảm, . ... Các cơ cấu lắp được bố trí dọc theo dòng vật liệu. 4.1.1 Sơ đồ khối: 4.1.2 Sơ đồ nguyên lý Từ sơ đồ khối như trên ta có sơ đồ nguyên lý như sau: Thiết kế sơ đồ động Mô tả hoạt động: Khi động cơ quay, trục của động cơ truyền qua hộp giảm tốc làm cho trục cam quay. Ở trên trục này có 4 cam ( cam 1, 2, 3, 4 tương ứng điều khiển các xy lanh ở các vị trí cấp cán, ruột, tảm, vặn tảm ), mỗi cam sẽ điều khiển xy lanh bằng nam châm điện. Khi trục cam quay, cam 1 sẽ tác dụng vào nam châm đầu tiên và nam châm điện này sẽ điều khiển xy lanh ở cụm cấp cán là đẩy cán vào bàn đỡ (bàn đỡ được lắp cố định trên dây chuyền ). Sau đó cơ cấu di chuyển sẽ đưa liệu đến vị trí cấp ruột trên bàn đỡ, nhờ vào bộ truyền xích và cơ cấu tay quay. Tại vị trí này thì trên trục cam, cam 2 sẽ tác dụng vào nam châm điện thứ 2, làm cho nam châm có điện và nó điều khiển xy lanh cấp ruột là đẩy ruột vào cán. Tiếp theo phôi liệu được đưa tới máng cấp tảm cũng bằng cơ cấu di chuyển, ở đây xy lanh đẩy tảm vào cán ( ở đây cán đã chứa ruột rồi )nhờ tác dụng của nam châm điện thứ 3 trên trục cam và cuối cùng cán được đưa tới vị trí vặn tảm bằng cơ cấu di chuyển, ở vị trí này xy lanh sẽø đẩy động cơ tới vị trí của cán và rồi động cơ quay thực hiện công việc là vặn tảm, cơ cấu di chuyển tiếp tục đưa cán (đã thành phẩm ) đến cuối bàn đỡ và cán sẽ rơi xuống thùng chứa, kết thúc chu kỳ làm việc. Chú ý: Sau chu kỳ đầu tiên thì hoạt động của dây chuyền thực hiện một cách đồng bộ hơn. Nghĩa là tại vị trí cụm cấp cán, xy lanh thực hiện chuyển động trước là đẩy cán xuống bàn đơ.õ Tiếp theo cơ cấu di chuyển đưa cán đến cácvị trí như: cấp ruột, cấp tảm, vặn tảm. Ở đây các xy lanh của cơ cấu cấp ruột, cấp tảm, vặn tảm sẽ hoạt động đồng bộ. Chương 5: PHÂN TÍCH KHÁI QUÁT DÂY CHUYỀN Trong dây chuyền bao gồm các cơ cấu,bộ phận: Cơ cấu vận chuyển phôi. Cơ cấu cấp phôi. Cơ cấu kiểm tra. Chương trình điều khiển. Bộ phận công tác. 5.1 Các phương pháp vận chuyển phôi Vận chuyển liên tục. Vận chuyển đồng bộ gián đoạn. Vận chuyển theo kiểu đẩy tự do. Ta thấy phôi liệu di chuyển một cách đồng bộ trên giá đỡ nhờ cơ cấu di chuyển, nhưng có khoảng thời gian chờ để các cơ cấu (cấp cán ,ruột…) thực hiện quá trình lắp ráp. Do đó cơ cấu vận chuyển của ta là vận chuyển đồng bộ và gián đoạn. Các cơ cấu vận chuyển : Cơ cấu vận chuyển đường thẳng Hệ thống di chuyển kiểu thanh gạt: Với cơ cấu vận chuyển kiểu thanh gạt, phôi liệu được nâng lên khỏi vị trí của giá đỡ và được hạ xuống vị trí kế tiếp trên giá đỡ, nghĩa là phôi liệu đã được di chuyển sang vị trí mới trên giá đỡ. Hình 1: Cơ cấu vận chuyển được sử dụng trong dây chuyền. Hệ thống vận chuyển kiểu con lăn quay Hệ thống băng tải xích Kết luận: Từ các hệ thống vận chuyển phôi như trên ta thấy cơ cấu vận chuyển theo đường thẳng là phù hợp và phương pháp vận chuyển phôi là đồng bộ và gián đoạn. 5.2 Cơ cấu cấp phôi: Các phôi được dùng trong dây chuyền là các phôi rời ( cán ,ruột ,tảm…).Ta đi tìm hiểu về các loại phôi rời và quy luật chuyển động của nó để từ đó lựa chọn kiểu cấp phôi hợp lý phù hợp với dây chuyền, và đảm bào năng suất yêu cầu. Phôi rời: Phôi rời là loại phôi sử dụng phổ biến trong quá trình sản xuất hàng loạt và hàng khối, đây là loại phôi vô cùng đa dạng về hình dáng, phong phú về chủng loại và kích thước. Điều đó đã gây nhiều khó khăn trong việc tự động hoá cấp phôi. Vì vậy, việc phân loại phôi rời có ý nghĩa rất lớn trong lựa chọn các cơ cấu cấp phôi. Thông thường, phôi rời được phân loại theo hình dáng. Trong một số trường hợp, nếu hình dáng không phản ánh hết đặc trưng của phôi thì ta dựa trên những tính chất khác của phôi như: kích thước, trọng luợng, lượng dư, dung sai, độ nhấp nhô bề mặt, độ bền, thời gian gia công, tính chất cơ lý, … để phân loại. Phân loại các cơ cấu cấp phôi rời: Để cấp phôi rời cho máy, người ta thường dùng ổ trữ phôi hoặc cụm cấp phôi. Ổ Trữ Phôi: + Ổ trữ phôi có thể gọi là thiết bị cấp phôi bán tự động. Chức năng của nó là dự trữ, bảo quản và cung cấp phôi đã được định hướng cho máy. Phôi ở đây có hình dạng phức tạp nên phải định hướng bằng tay. + Điều kiện để sử dụng ổ cấp phôi đó là thời gian gia công một chi tiết, trong trường hợp này đó là đóng hoặc vặn xong một nắp chai. + Nguyên tắc làm việc của ổ trữ phôi là như sau: Phôi (2) được cấp định hướng bằng tay và được trữ trong máy hoặc cụm (1). Trong máng dẫn (5) phôi rơi xuống cơ cấu đưa phôi (3) và đưa vào vị trí làm việc của máy. ổ trữ phôi có kết cấu khá đơn giãn vì không có cơ cấu định hướng phôi. Cụm cấp phôi: Trong trường hợp định hướng được phôi thì người ta dùng cụm cấp phôi. Chúc năng của nó là dự trữ, bảo quản, định hướng và cung cấp phôi cho máy. + Nguyên lý làm việc của cụm cấp phôi như sau: Phôi (4) được dự trữ và bảo quản trong cụm chứa(1). nhờ cơ cấu cam chiếm giữ (2) mà phôi (4) được đưa lên máng dẫn (5) qua cơ cấu định hướng (6). Sau khi được định hướng phôi sẽ được rơi vào máng (5) còn những phôi không định hướng sẽ được gạt rơi xuống cụm chứa (1). Theo máng dẫn (5), phôi sẽ được đưa vào vị trí làm việc của máy thông qua cơ cấu đưa phôi (3). Kết luận: + Ổ trữ phôi không định hướng được phôi tự động mà phải định hướng bằng tay. + cụm cấp phôi định hướng được phôi ( dự trữ, bảo quản, định hướng và cấp phôi cho máy) Do đó chọn loại cụm cấp phôi. Một số cơ cấu cấp phôi rời thông dụng Cụm cấp phôi kiểu giá nâng: - Cụm cấp phôi kiểu giá nâng có hai loại cơ bản: thứ nhất là kiểu giá nâng nối tiếp với máng dẫn và thứ hai là loại có giá nâng song song với máng dẫn. - Cụm cấp phôi kiểu giá nâng nối tiếp với máng dẫn đạt năng suất thấp nên ít được sử dụng. Ở đây giá nâng sẽ đi từ phía dưới lên trên và đem một số phôi đến vị trí máng dẫn. Lên đến vị trí trên cùng, giá nâng phải dừng một lúc để cho phôi có thời gian dịch chuyển từ giá nâng qua máng dẫn. - Cụm cấp phôi kiểu giá nâng song song với máng dẫn đạt nâng suất cao hơn. nó có thể được bố trí từ một hoặc hai giá nâng để cấp phôi cho máng dẫn. với loại cụm này khi giá nâng lên đến vị trí trên cùng ( tương ứng với vị trí của máng dẫn ) thì tất cả phôi trên giá nâng đều lăn qua máng dẫn và nó lại hạ xuống để nâng một nhóm phôi khác tiếp tục. - Đặc điểm: Tùy theo nón ma sát giữa phôi và máng dẫn mà ta bố trí góc nghiêng của máng cho hợp lý. theo phương pháp thiết kế thì chọn góc nghiêng của máng dẫn sao cho ( với hệ số ma sát giữa phôi và bề mặt máng dẫn). Thông thường, nếu phôi lăn từ giá nâng sang máng dẫn thì chọn ; nếu phôi trượt thì chọn . Một số ưu điểm của cụm cấp phôi loại này là kết cấu gọn nhẹ, đơn giản. Năng suất cao, do có thể bố trí nhiều giá nâng trong một cụm chứa phôi ( với loại cụm có giá nâng song song với máng dẫn thì năng suất có thể đạt từ chiếc/phút). Cụm cấp phôi kiểu rung động: - Cụm cấp phôi kiểu rung động: Là một loại thiết bị cấp phôi tự động được sử dụng rộng rãi để cấp phôi cho máy cắt kim loại, các máy kiểm tra phân loại hoặc của nhiều ngành kinh tế quốc dân. - Cấu tạo: phần rung là nhờ nam châm điện khi hút, khi nhả các lò xo lá tạo chuyển động theo một đường xoắn với góc nâng của máng, phần di động (4) của nam châm điện (5) được gắn chặt với đáy cụm, còn phần cố địng (6) được gắn chặt trên đế gang nhờ vào 4 vít cấy. Nhờ vào 4 vít cấy có thể điều chỉnh được khe hở cần thiết giữa hai má của nam châm điện. Toàn bộ phểu được gắn trên ba thanh lò xo lá 1 nghiêng đi một góc so với mặt phẳng nằm ngang của đế gang, để giảm dao động xuống trên nền cần gắn vào đế gang miếng cao su giảm chấn - Nguyên lý hoạt động: cho phểu rung rung động xoắn (lắc xung quanh trục thẳng đứng và chuyển động lên xuống cùng một tần số), phôi đang nằm hổn độn trong cụm trữ phôi sẽ tản ra xung quanh thành của máng rung xoắn bằng nhôm rồi theo các đầu mối của máng xoắn 3 mà chuyển động lên dần. Cơ cấu định hướng phôi đặt ở lưng chừng máng sẽ gạt rơi trở lại đáy cụm (2) những phôi định hướng chưa đúng. Những phôi đã đuợc định huớng được dẫn ra máng dẫn để vào máy tự động. - Đặc điểm: + cụm không có cơ cấu cặp phôi. + Phạm vi ứng dụng lớn, linh hoạt trong sản xuất. + Dể điều chỉnh. + Dùng chủ yếu cấp phôi rời có kích thước nhỏ. Cụm cấp phôi kiểu móc: - Sơ đồ và nguyên lý hoạt động: phôi liệu (1) từ cụm cấp (2) rơi vào buồng thứ hai của cụm. Trong qúa trình quay các móc (3) sẽ móc chi tiết nâng lên và sẽ rơi theo máng dẫn (4) ra ngoài. - Đặc diểm: dùng cấp phôi cacù dạng cốc đường kính d, chiều dài l Nhận xét: Khó đảm bảo vận tốc đồng bộ giữa móc và phôi ra khỏi cụm. Cụm cấp phôi kiểu đĩa: - Cụm cấp phôi kiểu đĩa Là loại thiết bị cấp phôi tự động được sử dụng rộng rãi. - Nguyên lý làm việc của cụm: Phôi được chứa hỗn độn trong cụm (6) và rơi vào đúng túi (5) của đĩa (2). đĩa này được quay tròn xung quanh trục (3) nghiêng một góc so với mặt phẳng nằm ngang. Đến một vị trí nhất định phôi sẽ rơi từ túi ra máng dẫn. Trong cụm cấp phôi kiểu đĩa vai trò của cơ cấu chiếm giữ là các rãnh (hoặc túi) (2). Các rãnh này có thể bố trí vuông góc hoặc theo cát tuyến hoặc theo bán kính đĩa. - Đặc điểm: cụm cấp phôi kiểu đĩa có năng suất cao, làm việc ổn định và có kết cấu đơn giản. cụm dùng để cấp phôi có hình dạng trụ. - Trơn, trụ có mũ, vòng và đĩa. Kết luận: Do kích thước của tảm nhỏ nên quá trình cấp tảm khác so với cấp cán ,cấp ruột.Nên ta chọn kiểu cấp phôi rung động vừa phù hợp với kích thước vừa đảm bảo nâng suất của dây chuyền. 5.3 Cảm biến kiểm tra Dùng để phát hiện sự có mặt của phôi liệu và kiểm tra năng suất của dây chuyền. Cảm biến kiểm tra là các sensor quang phát, và thu tín hiệu. Sensor gồm có 3 dây, 1 dây nguồn và 2 dây tín hiệu. Nguyên lý hoạt động: Gồm phần phát, thu tín hiệu được đặt phía dưới giá đỡ. Khi mà phôi được di chuyển trên giá đỡ sẽ che khuất tín hiệu từ sensor, làm cho tín hiệu phản xạ ngược về nguồn, và truyền tín hiệu này về bộ điều khiển làm dây chuyền ngừng hoạt động. Cơ cấu điều khiển Hệ thống điều khiển tự động: Như chúng ta điều biết mỗi một hệ thống điều khiển tự động ( HTĐKTĐ) đều gồm có hai bộ phận: bộ phận chấp hành và bộ phận điều khiển . Bộ phận điều khiển là phương tiện của tự động hoá để xử lý tín hiệu điều khiển quá trình và những tín hiệu nhìn thấy được tuỳ thuộc vào tín hiệu của liên hệ phản hồi từ quá trình và nhiệm vụ điều khiển . Các hệ thống điều khiển tự động có thể khác nhau bởi trung tâm hoá điều khiển, phương pháp tác đông hiệu lệnh, dạng của vật chứa chương trình, chức năng công nghệ, số dòng và số dạng tín hiệu nhưng điều có một số đặc điểm chung là có những bộ phận chủ yếu như cảm biến cơ cấu phân phối và cơ cấu chấp hành . Cảm biến: Một trong những bộ phận chủ yếu của bộ phận điểu khiển tự động là đatric mà người ta thường gọi là cảm biến hay chuyển đổi . Nhiệm vụ của cảm biến là biến đổi tín hiệu từ dạng này sang dạng khác . Cảm biến bao gồm các thành phần như tiếp nhận, đã cho so sánh và biến đổi . Khi tiếp nhận một tín hiệu nào đó từ bên ngoài, cảm biến sẽ biến đổi nó thành tín hiệu ( thường là tín hiệu điện ) thuận tiện cho việc tiếp tục truyền đi, tiếp tục biến đổi, hoặc khuyếch đại lên . Cảm biến có thể là những nút ấn công tắc hành trình, tay gạt, tế bào quang điện hoặc cặp nhiệt điện v.v … Người ta phân loại cảm biến ra loại tiếp xúc, không tiếp xúc cảm ứng điện dung, quang điện v.v… Cơ cấu cấp phôi Cơ cấu cấp phôi còn có tên gọi là cơ cấu trung gian . Nó có nhiệm vụ truyền đi, phân phối, tổ hợp, làm tăng lên hoặc giảm đi những tín hiệu do cảm biến phát ra . Cơ cấu phân phối có thể là rơ le trung gian, rơ le thời gian, cơ cấu khuyếch đại tinh thể bán dẫn, cơ cấu khuyếch đại thuỷ động và khí động … Cơ cấu chấp hành Bộ phận chủ yếu thứ ba trong điều khiễn tự động là cơ cấu chấp hành . Chức năng của nó là đảm bảo thực hiện một tác động điều khiển nào đó . Cơ cấu chấp hành có thể là động cơ điện, bộ ly hợp điện tử, nam châm điện … Ví dụ nam châm điện biến điện năng thành cơ năng để mở nắp chắn của cơ cấu phân loại chi tiết . Phân loại các hệ thống điều khiển tự động: Hệ thống điều khiển tập trung Hệ thống điều khiển phụ thuộc Hệ thống điểu khiển hỗn hợp Những hệ thống điều khiển điển hình: Hệ thống điều khiển theo cữ ty Để thực hiện được chức năng điều khiển trong mỗi hệ thống điều khiển tự động đều có ba phận chính sau đây: vật chứa chương trình, bộ phận đọc, bộ phận dẫn chương trỉnh . Kết cấu của bộ phận đọc chương trình đối với mỗi hệ thống rất khác nhau và phụ thuộc vào yêu cầu đã cho . Trong các hệ thống điều khiển hiện đại, thường dùng các bộ phận đọc kiểu cơ, điện cơ, điện thuỷ lực . Ngoài ra cần phải có bộ phận dẫn chương trình cho máy móc Tuỳ theo kết cấu và khối lượng gia công trong quá trình công nghệ mà vật chất chương trình có thể là tuyến tính hoặc không gian Hệ thống điều khiển theo cữ tỳ là hệ thống điều khiển phụ thuộc mà trong đó việc điều khiển được thực hiện nhờ các cữ tỳ cố định tác động vào các cảm biến Tất cả các cơ cấu chấp hành của thiết bị được điều khiển bằng các cữ tỳ và được thực hiện sao cho mỗi một chuyển động tiếp theo đều phải diễn ra sau khi chuyển động trước nó đã hoàn thành . Chương trình gia công có thể đặt ra bằng cách xếp đặt các cữ tỳ trên thước chuyên dùng mà được kẹp ở trên bàn máy . Trên các thiết bị tự động hệ thống cữ tỳ được sử dụng để điểu khiển hành trình làm việc của các bộ phận bằng cách truyền hiệu lệnh từ bộ phận này đến các bộ phận khác ví dụ như điều khiển chu kỳ làm việc của đầu lực, bàn máy và hệ thống liên động . Cữ tỳ có thể thực hiện hai chức năng: khống chế giới hạn dịch chuyển và điều khiển những dịch chuyển đó thực hiện một cách thứ tự . Để thực hiện chức năng đầu tiên thường sử dụng các cữ tỳ cứng mà nó sẽ tác động vào hệ thống dẫn động của cơ cấu chấp hành ở vị trí cuối cùng . Trong trường hợp thứ hai để điều khiển những dịch chuyển người ta có thể dùng các chốt đóng mở hành trình. Hệ thống điều khiển này chỉ kiểm tra vị trí đẩu và cuối của cuối của cơ cấu chấp hành vì vậy mà đối với các cơ cấu chấp hành làm việc trên vị trí, việc điều khiển sẽ không đồng bộ. Việc thay đổi và chuẩn bị chương trỉnh gia công không mất nhiều thời gian, tính ồn định và linh loạt cao. Loại hệ thống điều khiển theo cữ tỳ được thực hiện bẳng cơ cấu chấp hành chỉ theo ví dụ, ví dụ tiện các trục bậc, phay các mặt bậc . Việc điểu khiển hệ thống các cữ tỳ được thực hiện bằng cơ cấu chấp hành chỉ theo một toạ độ vì vậy không thể sử dụng khi gia công những bề mặt có prôfin cong phức tạp . Khi sử dụng hệ thống điều khiển này chúng ta nhận thấy chúng có nhược điểm là những công tắc, chốt hành trình thường hư hỏng vì phoi, bụi bẩn, , dầu mở bám vào làm cho độ tin cậy của hệ thống không cao . Nhưng mặt khác chúng ta có kết cấu đơn giản giá rẻ tính vạn năng cao. Hệ thống điều khiển theo cam . Trong các hệ thống điều khiển theo cam vật chứa chương trình là cam có prôfin tương ứng đặt trên trục phân phối . Profin của cam xác định theo chu trình làm việc của máy và cho phép hoàn thành trình tự gia công đã cho . Hệ thống điều khiển theo cam là hệ thống điều khiển không phù thuộc và được sử dụng rộng rãi trong các máy tự động . Bộ phận đọc chương trình của hệ thống là càng gạt hoặc thanh đẩy mà thường dịch chuyển theo profin của cam. Khi thiết kế và chế tạo cam cần phải tính kích thước và hình dạng cho từng phần riêng biệt sao cho có thể đảm bảo chuyển động đã cho và thời gian hành trình chạy không giảm xuống mức tối thiểu. Hệ thống điều khiển theo mẫu chép hình Hệ thống điều khiển theo mẫu chép hình được sử dụng rộng rãi để điều khiển việc gia công các chi tiết có profin tuyến tính và có mặt cong trong không gian. Chương trình gia công được thể hiện dưới dạng mẫu chép hình. Hệ thống điều khiển theo nguyên tắc sao chép có tính ổn định cao nhờ khả năng thay vật chứa chương trình nhanh. Vì vậy nó được sử dụng rộng rãi để tự động hóa trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối. Hệ thống sao chép có thể chia ra làm hai nhóm: + Hệ thống mà trong đó mẫu chép hình thực hiện cả hai chức năng điều khiển sự dịch chuyển của dụng cụ cắt và chức năng cơ cấu ăn dao của dụng cụ cắt đó + Hệ thống mà trong đó mẫu chép hình chỉ thực hiện mỗi chức năng điều khiển. Trong hệ thống điều khiển nhóm 1 giữa mẫu chépl hình và dụng cụ cắt có liên hệ cứng vì vậy mẫu chép hình phải chịu lực trực tiếp do đó nó mòn rất nhanh và làm giảm độ chính xác gia công. Cũng chính vì lẽ đó mà mẫu chép hình phải là từ vật liệu có độ bền cao và phải gia công nhiệt luyện để tăng độ cứng. Hệ thống điều khiển nhóm hai được sử dụng rất rông rãi. Thành phần chủ yếu của nó là mũi dò trượt theo mẫu chép hình và thực hiện chức năng đọc chương trình. Loại hệ thống này được gọi là hệ thống điều khiển chép hình theo vết. Vì nó chỉ có nhiệm vụ điều khiển cho nên chịu lực rất nhỏ và cho phép sử dụng mẫu chép hình mẫu chép hình rẻ tiền mà vẫn đảm bảo độ chính xác gia công rất cao. Hệ thống điều khiển theo chương trình số. Hệ thống điều khiển theo chương trình số sử dụng để tự động hóa điều khiển những dịch chuyển của cơ cấu chấp hành và được thực hiện bằng cách đưa vào hệ thống một cách trình tự các số, xác định hình dáng kích thước và độ nhám của chi tiết gia công. Đặc điểm nổi bật của hệ thống điều khiển này là sử dụng tin tức dưới dạng số, nhận được từ bản vẽ chi tiết gia công. Theo bản vẽ chi tiết, đối với mỗi dạng gia