Bài giảng Hệ thống sản xuất linh hoạt - Chương 2: Thiết bị trong hệ thống FMS - Trần Đức Tăng

1HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ
KHOA HÀNG KHễNG VŨ TRỤ
BÀI GiẢNG MễN HỌC
HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT
TS. Trần ðức Tăng
Bộ mụn CNTB & HKVT
ðiện thoại: 0973 991486
Email: tranductang@yahoo.com
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
5. Hệ thống lắp rỏp linh hoạt
2. Mỏy ủo tọa ủộ (CMM)
3. Robot trong hệ thống SXLH
Nội dung 4. Tế bào SXLH (FMC), hệ thống FMS
1. Cỏc mỏy và trung tõm gia cụng CNC
Chương 2: Thiết bị trong hệ thống FMS
6. Hệ thống kiểm tra tự ủộng của FMS
7. Hệ thống vận chuyển, kho chứa của FMS
2TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
1. Giới thiệu

 Hệ thống sản xuất linh hoạt th−ờng gồm một số thiết bị khả
trình, để sản xuất một số loại sản phẩm nhất định. 

 Các thiết bị trên đ−ợc liên kết với nhau (liên kết thông tin) thành 
một đơn vị sản xuất với sự hỗ trợ của các ch−ơng trình điều 
khiển.

 Các thiết bị gia công và lắp ráp, cùng với các thiết bị vận 
chuyển và xử lý thông tin hình thành hệ thiết bị cơ sở của sản 
xuất tích hợp.

 Ngày nay, các thiết bị sản xuất có đặc điểm chung là đ−ợc điều 
khiển bằng kỹ thuật số.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
2. Cỏc mỏy và trung tõm gia cụng CNC
2.1 Điều khiển số và cấu trúc của máy NC
- Máy NC là thiết bị cơ bản trong hệ thống sản xuất linh hoạt. Thuật 
ngữ điều khiển số (numerical control-NC) nghĩa là máy NC đ−ợc điều 
khiển bằng kỹ thuật số từ ch−ơng trình lập sẵn. Nó cho phép thích 
ứng linh hoạt với những thay đổi trong sản xuất loạt vừa và loạt nhỏ.
- Ngày nay tất cả các bộ điều khiển NC đều sử dụng máy tính, nên 
thuật ngữ CNC (computer numerical control) đã thay thế cho thuật 
ngữ NC.
- Quá trình tạo dữ liệu để gia công tự động một chi tiết đ−ợc gọi là lập 
trình NC. Ch−ơng trình NC là một file dạng văng bản, đ−ợc viết theo 
một hệ mã chuẩn mà bộ điều khiển có thể hiểu đ−ợc, để h−ớng dẫn 
cho máy thực hiện quá trình gia công một cách tự động.
- Các thông tin đ−ợc truyền cho bộ điều khiển NC đ−ợc chia thành 
thông tin hình học (G, X, Y, Z,) và thông tin công nghệ (F, S, T, M)
3TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
- Về hình học, có 3 kiểu điều khiển: 
- Điều khiển điểm - điểm
- Điều khiển đ−ờng thẳng
- Điều khiển contour
 Điều khiển điểm-điểm cho phép 
dịch chuyển nhanh từ một điểm tới 
một điểm. Đ−ờng dịch chuyển đ−ợc 
xác định bởi bộ điều khiển
 Điều khiển đ−ờng thẳng cho phép sự dịch chuyển dọc theo một trục 
ở một tốc độ xác định.
 Điều khiển contour đ−ợc sử dụng để điều khiển qua một số đ−ờng 
(các đ−ơng thẳng và đ−ờng tròn) ở một tốc độ xác định. Việc phối hợp 
các đ−ờng thẳng và đ−ờng tạo thành các đ−ờng cong bất kỳ.
 Điều khiển về công nghệ tác động tới các tham số công nghệ nh− tắt 
trục chính, điều khiển tốc độ chạy dao, thay dao, cấp dung dịch làm 
mát
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
-Quá trình tạo, xử lý dữ
liệu, và điều khiển thiết bị 
đ−ợc phân thành 3 cấp:
- Cấp nhập/xuất dữ liệu: 
có chức năng nhận 
ch−ơng trình
- Cấp xử lý: đọc và xử lý 
các thông tin công nghệ
và hình học trong ch−ơng 
trình, xuất ra các tín hiệu 
điều khiển các hệ thống 
trên máy
-Cấp điều khiển, tạo tín 
hiệu điều khiển các thiết 
bị chấp hành qua các 
giao diện vào/ra t−ơng 
ứng.
Các chức năng của một bộ điều khiển NC
4TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Nguyờn lý của mỏy gia cụng cơ khớ cú ủiều khiển CNC
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Đặc điểm cấu trúc của máy CNC

 Các thành phần cơ bản của một máy NC gồm:
 Phần máy công cụ, gồm: các hệ thống công tác và chấp hành (cơ
khí, điện, thuỷ khí) để thực hiện chức năng gia công. Phần máy công 
cụ về cơ bản có cấu trúc nh− các máy thông th−ờng.
 Phần điều khiển, gồm:
- Bộ điều khiển (controller), th−ờng gọi là bộ CNC, gồm phần cứng và
phần mềm thực hiện các chức năng điều khiển.
- Hệ đo l−ờng và điều khiển vị trí.
- Hệ điều khiển phần công tác (nh− trục chính của máy công cụ).

 So với máy thông th−ờng, chế độ làm việc của các máy CNC nặng 
nề hơn, nh−: tốc độ trục chính cao gáp 5-10 lần (4000 – 15000 v/ph), 
tốc độ chạy dao cao gấp hàng trăm lần (đến 10000 mm/ph). Vì vậy 
yêu cầu kỹ thuật đối với máy CNC khắt khe hơn so với máy thông 
th−ờng.
5TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Các yêu cầu đối với máy CNC

 Độ cững vững tĩnh và động của hệ thống cơ khí cao, đảm bảo độ
chính xác kích th−ớc và chất l−ợng bề mặt gia công cao cả khi gia 
công thô (công suất lớn) lẫn khi gia công tinh (tốc độ trục chính cao). 
Độ cứng vững cao còn là yếu tố đảm bảo cho máy làm việc ổn định 
khi gia tốc lớn, tốc độ trục chính cao. Sử dụng vật liệu có khả năng 
giảm chấn, hấp thụ dao động cũng cho phép tăng tính ổn định cơ
học.

 Tính ổn định nhiệt của hệ thống cao. Biện pháp để đạt đ−ợc điều này 
không chỉ là giảm ma sát truyền động mà còn là phân bố nhiệt độ
hợp lý, dùng vật liệu và kết cấu tản nhiệt nhanh.

 Momen quán tính của các cơ cấu chuyển động nhỏ, cho phép chúng 
làm việc với gia tốc lớn.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Một số đặc điểm khác của máy CNC so với máy thông th−ờng
- Thân máy th−ờng có kết cấu đúc hoặc hàn từ vật liệu có cơ tính cao, 
có nhiều gân, hốc, chia khoang,... vừa nhẹ, vừa cứng vững; truyền 
nhiệt và hấp thụ dao động tốt.
- Trong các hệ truyền động quan trọng đ−ợc dùng các cơ cấu và vật 
liệu giảm ma sát, chịu mòn, không khe hở (vít me - đai ốc bi; đ−ờng 
dẫn h−ớng lăn hoặc tr−ợt nh−ng đ−ợc dán hoặc phủ vật liệu ít ma 
sát, chịu mòn; bánh răng không khe hở).
- Giảm tối đa truyền động cơ khí: dùng truyền động điện, thuỷ lực điều 
khiển tốc độ vô cấp thay cho hộp số; nối trực tiếp trục động cơ lên 
trục công tác; dùng hộp giảm tốc hành tinh, thuỷ lực hoặc bánh răng 
sóng - con lăn có tỷ số truyền lớn).
- Các trục đ−ợc truyền động trực tiếp, dùng hệ truyền động servo.
6TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
- Do toàn bộ hoạt động của máy đ−ợc điều khiển tự động, không cần 
sự can thiệp th−ờng xuyên của con ng−ời, nên vùng làm việc th−ờng 
đ−ợc bao kín, đảm bảo an toàn và mỹ quan. Các kho chứa dao và
đài dao th−ờng đ−ợc đ−a về phía sau để dễ quan sát vùng gia công. 
Băng máy (tiện) đặt nghiêng để dễ thoát phoi và dung dịch.
- Ngoài các hệ thống chính, các máy và trung tâm gia công CNC còn 
có các cơ cấu tự động khác, nh− thay dao tự động, cấp và kẹp phôi 
tự động, tải phoi tự động, đóng mở cửa tự động,... Chính các hệ
thống phụ trợ này lại đóng vai trò quan trọng trong việc ghép nối các 
máy CNC đơn lẻ với nhau và với các thiết bị sản xuất khác: robot, 
băng tải, máy đo 3 chiều,... thành các tế bào và các hệ thống sản 
xuất linh hoạt.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
2.2 Các trung tâm gia công CNC

 Trung tâm gia công (Machining Center) CNC có khả năng thực hiện 
nhiều nguyên công công nghệ khác nhau, nh− tiện, phay, doa, gia 
công ren, mài,... mà bình th−ờng phải dùng một số máy CNC thông 
th−ờng. Do yêu cầu về tập trung nguyên công mà các TTGC có 
những đặc điểm kết cấu sau:
- Có nhiều trục điều khiển (4 đến 5 trục hoặc hơn).
- Có hệ thống thay dao tự động.
- Có cơ cấu cấp phôi, kẹp phôi tự động.
- Có khả năng giao tiếp với các thiết bị sản xuất khác, nh− robot, băng 
tải,...
- Nhờ có khả năng tập trung nguyên công cao mà các TTGC cho 
phép tăng năng suất, tăng độ chính xác gia công.
- Có 2 loại TTGC, là TTGC ngang và TTGC đứng. TTGC ngang dựa 
trên cơ sở máy tiện, còn TTGC đứng dựa trên máy phay.
7TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Trung tâm gia công đứng
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Trung tâm gia công ngang
8TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
2.3 Hiệu quả của tập hợp cỏc mỏy CNC thành hệ thống FMS

 Tăng thời gian mỏy
- Thời gian mỏy của cỏc mỏy phụ thuộc vào mức ủộ tự ủộng húa của 
hệ thống FMS và ủộ phức tạp của chi tiết gia cụng. ðể tăng thời 
gian mỏy cần giảm thời gian gỏ và thỏo chi tiết gia cụng, giảm thời 
gian thay dao
- Tập hợp cỏc mỏy CNC thành hệ thống FMS cho phộp tăng hệ số
thời gian mỏy lờn tới 50-70%

 Tăng hệ số sản xuất theo ca
- ðạt ủược nhờ tăng khả năng phục vụ nhiều mỏy, ủồng thời nhờ vào 
việc chuẩn bị cỏc cụng việc chớnh ở ca thứ nhất và khả năng làm 
việc 2, 3 ca với số ớt cụng nhõn.
- Sử dụng hệ thống thay dao tự ủộng cú thể tăng hệ số sx theo ca lờn 
2 lần. Khi sử dụng thờm cả hệ thống cấp phụi và vận chuyển tự 
ủộng thỡ hệ số sx theo ca tăng lờn 3 lần.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT

 Giảm vốn lưu thụng nhờ giảm ủược chu kỳ sản xuất
- Vốn lưu thụng khi tập hợp cỏc mỏy CNC thành hệ thống FMS giảm 
là nhờ rỳt ngắn ủược chu kỳ sx.
- Bằng cỏch tăng hệ số thời gian mỏy (ktm), tăng hệ số sx theo ca (ktc) 
và giảm hệ số vốn lưu thụng (kgv) cho phộp ủạt ủược giỏ trị cao của 
hệ số tăng giỏ thành cho phộp (ktgt) của hệ thống FMS so với mỏy 
CNC ủộc lập.
Ktgt = ktm/ktc

 Giảm số cụng nhõn trong sx
- Tự ủộng húa toàn phần cỏc khõu vận chuyển và ủiều khiển thiết bị
cho phộp cụng nhõn cú thể phục vụ nhiều mỏy
- Trong FMS số thiết bị giảm, khả năng phục vụ nhiều mỏy tăng do ủú
cú thể giải phúng ủược nhiều cụng nhõn sx trực tiếp)
9TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
3. Mỏy ủo tọa ủộ

 Máy đo toạ độ (Coordinate Measuring Machine - CMM) là một máy 
đo vạn năng tự động, có khả năng kiểm tra đ−ợc rất nhiều dạng hình 
học với độ chính xác cao. 

 CMM đ−ợc dùng nh− một thiết bị đi kèm với các máy CNC để giúp 
hiệu chỉnh các sai số khi gá đặt hay giám sát tích cực trong quá trình 
gia công, giám sát và bù mòn dao. 

 Trong công nghệ ng−ợc (Reverse Engineering), CMM đ−ợc dùng 
nh− thiết bị số hoá các bề mặt 3D, cho phép phỏng tạo lại các chi 
tiết phức tạp khi thiết kế hoặc tự động xuất ch−ơng trình cho máy 
CNC.

 Với những khả năng nói trên, CMM vốn là một thiết bị đo kiểm vạn 
năng đã nhanh chóng trở thành bộ phận không thể thiếu đ−ợc trong 
các hệ SXLH. 
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
3.1 Kết cấu của CMM 

 Giống nh− máy CNC, các CMM có thể có kiểu đứng, ngang. Về kích 
th−ớc thì có loại để bàn, cũng có loại lớn, phải đặt trên nền.

 CMM có kết cấu chung t−ơng tự máy CNC: có bàn máy, đầu dò, các 
đ−ờng tr−ợt và các động cơ dẫn động đầu dò theo các trục X. Y, Z. 
Tuy nhiên, do yêu cầu làm việc: chuyển động nhẹ nhàng, chính xác 
và không sinh lực lớn, CMM có những điểm khác:
- Thân máy rất vững chắc, th−ờng đ−ợc đúc từ vật liệu đặc biệt có khả
năng ổn định tr−ớc sự rung xóc và thay đổi nhiệt độ, mang mặt bàn 
gá rất chính xác. Trong một số tr−ờng hợp, trên thân máy có gắn hệ
thống tự ổn định, chống rung xóc dùng khí nén. 
- Các đ−ờng tr−ợt đ−ợc chế tạo chính xác, làm bằng hoặc phủ hợp kim 
gốm chống mòn và giảm ma sát. Một số máy đ−ợc trang bị các 
đ−ờng tr−ợt trên đệm khí nén hoặc thuỷ tĩnh.
10
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
- Hệ thống điều khiển rất tinh xác, có khả năng di chuyển đầu dò theo 
3 trục với độ chính xác tới phầm trăm àm.
- Phần mềm của CMM tạo ra giao diện ng−ời dùng (menu, giao diện 
đồ hoạ, công cụ lập trình), đảm bảo chức năng nhận, phân tích 
(phân tích hình học, phân tích thống kê, đánh giá kết quả đo,...), l−u 
trữ dữ liệu đo, điều khiển các hoạt động của máy và giao diện với 
các thiết bị khác trong hệ thống sản xuất. 
- Phần lớn CMM đ−ợc trang bị hệ CAD/CAM chuyên dùng và có khả
năng kết nối, trao đổi dữ liệu với các hệ CAD/CAM th−ơng mại khác, 
cho phép ng−ời dùng tái tạo mô hình vật thể, hiệu chỉnh mô hình và
lập trình cho máy CNC.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
3.2 Chức năng của CMM

 CMM vốn là thiết bị đo vạn năng, cho phép đo chính xác các thông 
số hình học: kích th−ớc thẳng, kích th−ớc góc, bán kính cung hoặc 
vòng tròn; kiểm tra các thông số không gian: độ thẳng của cạnh, độ
phẳng của bề mặt, độ tròn, độ song song, độ vuông góc giữa các 
đ−ờng và bề mặt.

 Tuỳ khả năng tính toán của các phần mềm, CMM có thể cho các 
thông số thứ cấp, nh− tổng chiều dài, tổng các góc, diện tích bề 
mặt,... Đó là các chức năng th−ờng thấy ở các CMM độc lập.
Kiểm tra kích 
th−ớc nhờ CMM
11
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT

 CMM cho phép quét và ghi lại tọa độ các điểm của bề mặt 3D. Dữ
liệu này, sau đó có thể đ−ợc dùng để dựng lại mô hình, chỉnh sửa 
thiết kế hoặc tính toán quỹ đạo dao cho máy CNC 

 Khi làm việc trong một hệ thống sản xuất tự động, trong các tế bào 
hay hệ thống sản xuất linh hoạt, CMM hoạt động theo ch−ơng trình 
lập sẵn, quy định thủ tục làm việc của CMM.

 Các ch−ơng trình điều khiển CMM đ−ợc l−u trong máy tính trung tâm. 
Ch−ơng trình này chứa các lệnh điều khiển máy lần l−ợt đo các 
thông số hình học cần thiết. Mỗi chủng loại chi tiết đ−a vào kiểm tra 
trên CMM cần một ch−ơng trình riêng. Sau khi chi tiết đ−ợc gá lên 
máy thì ch−ơng trình kiểm tra t−ơng ứng đ−ợc gọi và thực hiện. Kết 
quả đo đ−ợc phân tích, so sánh với dung sai trong dữ liệu và máy 
tính đ−a kết luận có đạt hay không. Nếu chi tiết không đạt, nó sẽ bị 
trả về hoặc trên màn hình sẽ xuất hiện cảnh báo.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Vớ dụ về mỏy CMM
CMM kiểu ủứng CMM kiểu ngang
12
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
CMM kiểu ủứng
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
13
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
4. Robot cụng nghiệp trong hệ thống SXLH

 Robot công nghiệp (Industrial Robotics - IR) là tay máy vạn năng, 
hoạt động theo ch−ơng trình và có thể lập trình lại để hoàn thành và
nâng cao hiệu quả hoàn thành các nhiệm vụ khác nhau trong công 
nghiệp, nh− vận chuyển nguyên vật liệu, chi tiết, dụng cụ hoặc các 
thiết bị chuyên dùng khác.

 IR có 2 đặc tr−ng cơ bản:
- Là thiết bị vạn năng, đ−ợc TĐH theo ch−ơng trình và có thể lập trình 
lại để đáp ứng một cách linh hoạt, khéo léo các nhiệm vụ khác nhau.
- Đ−ợc ứng dụng trong những tr−ờng hợp mang tính công nghiệp đặc 
tr−ng, nh− vận chuyển và xếp dỡ nguyên vật liệu, lắp ráp, đo 
l−ờng,...

 Bản thân IR là một thiết bị khả trình nên nó đặc biệt thích hợp với 
SXLH, nó là thành phần không thể thiếu đ−ợc trong các hệ thống 
sản xuất tự động.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Một số vớ dụ về robot
Robot cố ủịnh trờn nền Robot di ủộng trờn ray
14
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Robot gắn trờn tường Robot ủược dựng như 
một mỏy CNC 6 trục
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
15
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
4.1 Yờu cầu ủối với robot cụng nghiệp

 Do tớnh chất làm việc trong FMS, cỏc IR cần ủỏp ứng những yờu 
cầu:
- Thực hiện cụng việc một cỏch tự ủộng trong cỏc nguyờn cụng chớnh 
cũng như cỏc nguyờn cụng phụ
- Tự ủộng thay ủổi khi thay ủổi ủối tượng sx
- Tiếp xỳc nhẹ nhàng và chớnh xỏc với cỏc thiết bị của FMS
- Cú khả thực hiện cỏc tỏc ủộng ủiều khiển tới cỏc thiết bị cụng nghệ
chớnh của FMS ủể thực hiện cỏc nguyờn cụng theo tuần tự ủó ủược 
lập trỡnh.
- ðảm bảo ủộ ổn ủịnh làm việc trong FMS
- Cú khả năng trang bị thiết bị kiểm tra tự ủộng chất lượng gia cụng
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
4.2 Ứng dụng IR trong tự ủộng húa sx
Ứng dụng của IR trong tự ủộng húa sx rất ủa dạng, ủặc biệt là vai 
trũ của chỳng trong cỏc hệ thống FMS.

 Robot húa cỏc thiết bị cụng nghệ
- Thiết bị cụng nghệ ủược phục vụ bởi một hay một số robot ủể tự 
ủộng húa cỏc cụng việc phục vụ. Vớ dụ:
 Trong gia cụng cắt gọt cỏc cụng việc thường ủược phục vụ bởi 
robot là vận chuyển phụi và sản phẩm, ủưa phụi vào thiết bị gỏ kẹp 
và thỏo sản phẩm sau gia cụng, ủảo phụi khi gia cụng.
 Trong sx ủỳc, robot thường ủược giao nhiệm vụ lắp, dỡ khuụn, rút 
vật liệu, làm sạch vật ủỳc
 Trong gia cụng ỏp lực, robot cú thể ủảm nhận việc ủưa phụi vào 
vựng gia cụng và lấy sản phẩm, ủảo phụi khi rốn.
 ... hỏ của một hệ thống sx tự ủộng cú hệ thống vận chuyển, kho 
chứa, gồm: kho chứa, băng tải, robot, mỏy tớnh ủiều khiển, sensor, PLC
38
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
9.2 Cỏc thiết bị cơ bản trong hệ thống vận chuyển
9.2.1 Xe tự hành (Automatically Guided Vehicle - AGV)

 Trong cỏc tế bào và cỏc hệ thống sx linh hoạt, cỏc AGV thực hiện 
cỏc chức năng như:
- Vận chuyển chi tiết, dụng cụ, ủồ gỏ tới (hoặc từ) cỏc trạm gia cụng, 
cỏc kho chứa và cỏc khu ủợi.
- Phõn phối vật liệu tới cỏc trạm gia cụng.
- Vận chuyển chi tiết thành phẩm từ hệ thống tới cỏc trạm lắp rỏp.
- Phõn phối chi tiết, dụng cụ, ủồ gỏ tới (hoặc từ) cỏc kho chứa tự 
ủộng.
- Vận chuyển phế thải.

 Ngày nay cỏc AGV ủược phỏt triển rất ủa dạng, thụng minh và cú
khả năng thực hiện cỏc nhiệm vụ phức tạp.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT

 Do kết cấu gọn nhẹ, ủược ủiều khiển và làm việc ủộc lập, cỏc AGV 
cú ưu thế so với cỏc phương tiện vận chuyển khỏc:
- Tớnh linh hoạt (dễ thay ủổi ủường ủi, dễ thay ủổi nhiệm vụ, ...)
- Tăng tớnh ủiều khiển dũng vật liệu và sự vận chuyển.
- Giảm hư hỏng sản phẩm và ớt tiếng ồn.
- Cú khả năng làm việc trong mụi trường nguy hiểm, ủộc hại.
- Cú khả năng giao tiếp với cỏc hệ thống thiết bị khỏc như mỏy cụng 
cụ, robot, băng tải.
- ðược thiết kế theo mụ ủun vỡ vậy dễ dàng trong chuẩn ủoỏn hỏng 
húc và bảo dưỡng.
- Cú khả năng xỏc ủịnh vị trớ và ủịnh vị chớnh xỏc.
- Giỳp giảm giỏ thành sản phẩm qua việc giảm diện tớch xưởng, giảm 
lao ủộng trực tiếp.
39
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT

 Kết cấu chung của cỏc AGV hay cỏc robot tự hành thường cú 4 
phần:
- Phần di ủộng (bỏnh xe, chõn, xớch, ) ủảm bảo AGV cú thể di 
chuyển trờn ủịa hỡnh xỏc ủịnh trước hoặc khụng xỏc ủịnh trước
- Phần cụng tỏc (tay mỏy, dụng cụ thỏo lắp, ) giỳp AGV hoàn thành 
chức năng của mỡnh
- Hệ thống quan trắc và dẫn ủường giỳp AGV nhận biết mục tiờu, 
quan sỏt ủường ủi và vật cản
- Hệ thống ủiều khiển giỳp cỏc AGV cú thể nhận lệnh từ trung tõm, 
nhận tớn hiệu từ cỏc sensor, phõn tớch ủường ủi, ủiều khiển cơ cấu 
cụng tỏc và thực hiện nhiều chức năng khỏc
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Hệ thống quan trắc, dẫn ủường và an toàn của AGV
Cỏc AGV dựng trong cụng nghiệp thường làm việc trong nhà, ủịa hỡnh 
khụng phức tạp, quỹ ủạo xỏc ủịnh trước và cú thể ủược ủỏnh dấu 
bằng vạch khỏc với màu nền. Vỡ vậy kết cấu di ủộng và dẫn ủường 
thường ủơn giản: dựng bỏnh xe và hệ thống quan sỏt và dũ vạch
40
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Cỏc mụ ủun của AGV
AGV cú tay mỏy ủể xếp dỡ
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Vớ dụ về AGV trong nhà mỏy
41
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT

 Yờu cầu cơ bản của AGV là năng lực vận chuyển cần thiết. Tựy theo 
yờu cầu vận chuyển, cỏc AGV cú trọng tải từ hàng trục kg ủến hàng 
tấn. Vỡ vậy hệ thống ủộng lực của cỏc AGV cần cú ủủ cụng suất

 ðể thao tỏc với cỏc ủối tượng, cỏc AGV ủược trang bị cơ cấu cụng 
tỏc tương ứng, như tay mỏy, bàn kẹp

 Phần lớn cỏc AGV dựng nguồn ủiện húa học. Sau một thời gian làm 
việc chỳng ủược ủưa ủến trạm ủể nạp và thay nguồn ủiện. Cỏc AGV 
hoạt ủộng trong khụng gian hẹp hoặc ủường dành riờng cú thể ủược 
cấp ủiện qua dõy cỏp.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Cỏc kiểu ủường ủi của AGV
42
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Vớ dụ về sơ ủồ bố trớ ủường ủi của AGV trong FMS
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
9.2.2 Băng tải

 Băng tải là phương tiện vận chuyển truyền thống trong cỏc hệ thống 
sản xuất.

 Băng tải cú những nhược ủiểm như: cồng kềnh, chiếm dụng nhiều 
diện tớch sản xuất nhưng chỳng vẫn ủang thịnh hành vỡ cú những ưu 
ủiểm riờng, như năng suất vận chuyển cao, dễ kiểm soỏt

 Khi ủược tớch hợp với cỏc hệ thống giỏm sỏt và ủiều khiển tự ủộng, 
băng tải trở thành phương tiện vận chuyển hiệu quả trong sản xuất 
linh hoạt.

 Dựa trờn kết cấu và cụng dụng, người ta phõn biệt cỏc loại băng tải:
- Dạng băng
- Dạng mỏng
- Dạng con lăn
- Dạng xớch
43
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT

 Theo phương phỏp lắp ủặt cú:
- Băng tải ủặt trờn nền
- Băng tải treo

 Loại băng tải ủặt trờn nền dễ chuyển làn ủối tượng từ ủường này 
sang ủường khỏc.

 Loại treo rẻ tiền, chiếm ớt diện tớch nhưng phải dựng cỏc hộp, múc 
treo cố ủịnh nờn khú chuyển làn

 Cả 2 loại băng tải ủều cú thể ủược dẫn ủộng bằng ủộng cơ hoặc 
khụng.

 Khi dựng loại băng tải dẫn ủộng cú thể chủ ủộng ủiều khiển tốc ủộ
của chỳng, do ủú chủ ủộng ủược nhịp sản xuất.

 Khi khụng dựng ủộng cơ dẫn ủộng thỡ chi tiết tự di chuyển nhờ trọng 
lượng hoặc do cụng nhõn ủẩy, kộo.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Vớ dụ về cỏc loại băng tải trờn nền
44
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Hệ thống băng tải trờn nền trong hệ thống sx
45
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Vớ dụ về cỏc loại băng tải treo
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Hệ thống băng tải dạng treo trong hệ thống sx
46
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT

 Cỏc ủối tượng gia cụng cú thể ủược ủặt trực tiếp lờn băng tải (trong 
trường hợp này phải cú người hoặc thiết bị xếp dỡ lấy ủối tượng ủặt 
vào vựng gia cụng hoặc ủặt sản phẩm ủó gia cụng về băng tải)

 Cỏc ủối tượng gia cụng cũng cú thể ủặt trờn một tấm gỏ, khi ủú cả
chi tiết và tấm gỏ ủược ủưa vào vựng gia cụng, sau khi gia cụng 
xong lại cựng ủược trả về băng tải.

 Trờn cỏc băng tải tự ủộng ủược ủặt cỏc sensor ủể nhận biết ủối 
tượng

 Ngoài nhiệm vụ chớnh là vận chuyển, cỏc phương tiện vận chuyển, 
nhất là băng tải cũn phải ủảm nhiệm vai trũ ủồng bộ quỏ trỡnh sản 
xuất. Vỡ vậy hoạt ủộng của băng tải, của cỏc thiết bị xếp dỡ và thiết 
bị cụng nghệ phải tuõn theo nhịp nhất ủịnh.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
9.3 Hệ thống kho chứa

 Hệ thống kho chứa thường gồm cỏc giỏ chứa, cỏc mỏy xếp dỡ, 
cựng với mỏy tớnh ủiều khiển.
47
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
48
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT

 Mục ủớch chớnh của hệ thống kho chứa vật liệu là phõn phối ủỳng 
vật liệu tới ủỳng vị trớ ở ủỳng thời ủiểm. Vật liệu ủược lưu trong kho 
và sau ủú ủược ủưa tới cỏc vị trớ cần thiết trong thời gian ngắn nhất.

 Lợi ớch của việc sử dụng hệ thống kho chứa tự ủộng:
- Tăng khả năng ủiều khiển và quản lý hàng tồn kho
- Phõn phối vật liệu tức thời và tin cậy
- Sử dụng khụng gian nhà xưởng hiệu quả
- Cú khả năng hoạt ủộng trong mụi trường cú hại
- Giảm sự thất lạc hay phõn phối khụng ủỳng vị trớ cỏc chi tiết, dụng 
cụ và ủồ gỏ
- Giảm lao ủộng trực tiếp
- Giảm hàng húa tồn kho
- Tăng khả năng khai thỏc
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT

 Hiệu quả của một hệ thống kho chứa tự ủộng ủược xỏc ủịnh dựa 
trờn khối lượng vật liệu ủược lưu và vận chuyển. Khối lượng này 
phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
- Tốc ủộ của cần trục
- Khả năng khai thỏc của cỏc giỏ cất giữ
- Tốc ủộ và hiệu quả của cỏc AGV
- Sự sắp xếp cỏc chi tiết trong kho
- Tốc ủộ ủiều khiển của mỏy tớnh
49
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Hệ thống kho chứa thao tỏc bằng tay
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Hệ thống kho chứa ủiều khiờn tự ủộng nhờ mỏy tớnh
50
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
9.4 Trạm ủợi

 Trạm ủợi là cỏc trạm dừng cú thể lưu giữ 6, 8 hoặc nhiều hơn tấm 
gỏ chi tiết hoặc phụi.

 Mỗi tấm gỏ chứa 1 hoặc nhiều chi tiết ủể gia cụng trong tế bào hoặc 
hệ thống FMS.

 Trạm ủợi sắp xếp cỏc chi tiết theo thứ tự xếp hàng:
- ðó ủược lập kế hoạch ủể gia cụng và ủợi mở mỏy ủể bắt ủầu quỏ
trỡnh gia cụng
- ðợi ở một giai ủoạn nào ủú của quỏ trỡnh gia cụng do mỏy ủược yờu 
cầu chưa sẵn sàng
- Hoặc chi tiết ủó hoàn thành và chờ thỏo dỡ

 Cỏc xe tự hành AGV thường ủược liờn kết với cỏc trạm ủợi ủể
chuyển cỏc chi tiết, tấm gỏ ủến và ủi. 
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Vớ dụ một trạm ủợi trong FMS
51
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
9.5 Thiết bị hỗ trợ phụ

 Trong tế bào và hệ thống FMS, cỏc thiết bị hỗ trợ ủặc biệt cú thể 
ủược yờu cầu ủờ nõng cao năng xuất và khả năng của hệ thống.

 Thiết bị hỗ trợ thường khụng ủược xem như là phần tử hay thành 
phần chớnh của hệ thống nhưng nú thờm chức năng và khả năng 
cho hệ thống FMS

 Thiết bị hỗ trợ cú thể ủược tựy biến ủiều chỉnh ủể phự hợp với ứng 
dụng cần thiết trong hệ thống. Trong nhiều trường hợp, thiết bị hỗ
trợ cú thể ủược dựng ủể mang vật liệu tới vựng làm việc của cụng 
nhõn, giữ hoặc xoay phụi cho nguyờn cụng hàn, giữ, xoay chi tiết 
cho việc ủỏnh số loạt và nhiều chức năng khỏc.

 Cỏc thiết bị hỗ trợ thường ủược phõn loại theo kiờủ, chức năng 
hoặc ứng dụng của nú. Một số thiết bị hỗ trợ thường dựng như bàn 
nghiờng, robot vận chuyển
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
- Bàn nghiờng cũn cú thể 
ủược xem như là robot 
ủịnh vị. Bàn nghiờng cú
nhiều kiểu, kớch thước và
số trục quay.
- Bàn nghiờng giỳp ủịnh vị
và xoay phụi, cú thể giữ
và ủịnh vị chớnh xỏc cỏc 
chi tiết với khối lượng lớn.
- Bàn nghiờng thường sử dụng trong phõn xưởng hàn ủể ủịnh vị và
xoay chi tiết hàn với nhiều thao tỏc hàn trong một lần gỏ kẹp.
- Bàn nghiờng cũng ủược ứng dụng ủể quay cỏc ủồ gỏ cú một hoặc 
nhiều chi tiết từ vị trớ ủứng sang nằm ngang và ngược lại, nhằm giỳp 
cho việc gỏ ủặt chi tiết ủược dễ dàng

 Bàn nghiờng
52
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
9.6 Hệ thống vận chuyển-tớch trữ chi tiết gia cụng

 Chức năng:
- Vận chuyển cỏc chi tiết gia cụng (phụi) trong thựng chứa hoặc trờn 
cỏc tấm gỏ tới vị trớ tiếp nhận ủể bổ sung vào trạm ủợi cú dung 
lượng nhỏ ủặt cạnh cỏc mỏy
- Lưu trữ trong cỏc trạm ủợi cú dung lượng lớn cỏc chi tiết dự trữ
giữa cỏc nguyờn cụng ủể vận chuyển chỳng tới vị trớ tiếp nhận ủể
tiếp tục gia cụng.
- Vận chuyển cỏc chi tiết ủó ủược gia cụng trờn cỏc mỏy tới vị trớ thỏo 
chi tiết và chuyển cỏc tấm gỏ tự do về vị trớ cấp phụi hoặc về trạm 
ủợi.
- Vận chuyển cỏc chi tiết ủó ủược gia cụng tới vị trớ kiểm tra (kiểm tra 
giữa cỏc nguyờn cụng) và chuyển chỳng tới cỏc vị trớ tiếp nhận ủể
gia cụng tiếp
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Vớ dụ một hệ thống vận chuyển-tớch trữ chi tiết gia cụng
53
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
9.7 Hệ thống vận chuyển-tớch trữ dụng cụ

 Việc tổ chức hệ thống vận chuyển-tớch trữ dụng cụ cắt trong hệ
thống FMS bao gồm:
- Tiếp nhận dụng cụ cắt
- Sắp xếp theo bộ
- ðưa cỏc dụng cụ cắt tới cỏc mỏy của hệ thống FMS
- Theo dừi trạng thỏi của dụng cụ khi gia cụng chi tiết và thay ủổi dụng 
cụ kịp thời
- Giữ gỡn bảo quản dụng cụ một cỏch cú hệ thống

 Chức năng của hệ thống vận chuyển-tớch trữ dụng cụ là:
- Tự ủộng vận chuyển và phõn phỏt dụng cụ cho cỏc mỏy của FMS
- Thực hiện cấp và thỏo dụng cụ từ cỏc magazin của mỏy khi chuyển 
ủối tượng gia cụng
- ðưa cỏc dụng cụ ra ngoài từ cỏc mỏy của FMS ủể hiệu chỉnh và mài 
sắc hoặc ủưa vào cỏc mỏy của FMS cỏc dụng cụ mới.
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
9.8 Cỏc thiết bị ủiều khiển hệ thống vận chuyển, kho chứa
9.8.1 Cấu trỳc hệ thống mỏy tớnh ủiều khiển
- ðiều khiển hệ thống vận chuyển, kho chứa thực chất là ủiều khiển 
dũng vật liệu qua cỏc nguyờn cụng.
- Nhiệm vụ của hệ thống vận chuyển, kho chứa khụng chỉ cú ủảm bảo 
vận chuyển kịp thời vật liệu, phụi, chi tiết giữa cỏc nguyờn cụng mà 
cũn ủảm bảo sự ủồng bộ giữa chỳng.
- ðể cho quỏ trỡnh sản xuất ủược liờn tục cần ủảm bảo sự ủồng bộ
giữa cỏc thiết bị trong hệ thống vận chuyển, kho chứa với cỏc thiết 
bị cụng nghệ, như cỏc mỏy CNC, robot,thụng qua mạng mỏy tớnh 
và phần mềm.
- Trong cỏc hệ thống sản xuất phức tạp, hệ thống vận chuyển, kho 
chứa thường ủược tổ chức thành 2 cấp: cấp kế hoạch (quản trị) và
cấp tỏc nghiệp.
54
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Hệ thống ủiều khiển phõn cấp
Thụng tin về nhu cầu vật liệu từ cỏc thiết bị sx ủược gửi ủến mỏy tớnh ở
cấp kế hoạch, ủược xử lý và ủưa ra lệnh chuẩn bị cấp vật liệu
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT

 Một cơ sở dữ liệu trung tõm chứa cỏc thụng tin:
- Mụ tả cấu hỡnh của hệ thống vận chuyển, kho chứa
- Mụ tả cỏc thiết bị nõng chuyển, cỏc loại ủiều khiển, sensor
- Cỏc chương trỡnh ủiều hành, ủồng bộ hệ thống
- Trạng thỏi của cỏc thiết bị trong hệ thống vận chuyển và thiết bị
cụng nghệ
- Nhận biết lỗi và quy trỡnh xử lý
- Cỏc chương trỡnh thống kờ và ủỏnh giỏ thụng tin sx
- Trong cỏc hệ thống FMS, cỏc chương trỡnh và cỏc tham số ủiều 
khiển cú thể ủược thay ủổi trực tuyến, tựy thuộc yờu cầu sx. Cỏc 
chương trỡnh ủiều khiển ủược cung cấp từ mỏy tớnh cấp quản trị ủến 
mỏy tớnh cấp tỏc nghiệp. Mỏy tớnh tỏc nghiệp phải cú khả năng xử lý 
và ủiều khiển ủộc lập cỏc thiết bị thuộc quyền và gửi thụng bỏo về
mỏy tớnh quản trị
55
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT

 ðiều khiển dũng vật liệu là một trong những vấn ủề quan trọng của 
FMS. Sự trục trặc trong cung cấp vật liệu tại một nguyờn cụng bất kỳ
sẽ ảnh hưởng ủến toàn bộ hệ thống và cú thể dẫn ủến sự ủỡnh trệ
sản xuất.

 ðể khắc phục tỡnh trạng ủỡnh trệ và rối loạn cú thể xảy ra, cỏc mỏy 
tớnh ủiều khiển phải cú tớnh ủộc lập nhất ủịnh, cú thể ủiều khiển thiết 
bị ngay cả khi mất liờn lạc với hệ thống mỏy cấp trờn
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
9.8.2 Cỏc thiết bị thu phỏt tớn hiệu

 Một yờu cầu quan trọng của hệ thống vận chuyển là khả năng nhận 
biết và giỏm sỏt cỏc ủối tượng trong quỏ trỡnh sản xuất. Cỏc ủối 
tượng này cú thể ủang ủược gia cụng trờn cỏc thiết bị cụng nghệ, 
ủược kiểm tra hoặc ủang ủược lưu trữ, vận chuyển trờn cỏc thiết bị
vận chuyển, như băng tải, xe tự hành,

 Một hệ thống FMS lý tưởng cần cú cỏc thiết bị nhập và xử lý dữ liệu 
hoàn toàn tự ủộng, ủảm bảo hệ thống hoạt ủộng mà khụng cần sự
can thiệt của con người.

 Việc thu nhận nhu cầu vật liệu cú thể dựng cỏc phiếu yờu cầu. Cỏc 
phiếu này chứa thụng tin dưới dạng mó ủục lỗ, mó từ hoặc mó vạch. 
Nhờ cỏc phiếu gắn trờn cỏc ủối tượng gia cụng, cú thể nhận dạng 
và giỏm sỏt chỳng trong suốt quỏ trỡnh vận chuyển và gia cụng.
56
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
Cỏc thiết bị thu phỏt tớn hiệu
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
9.8.3 Thiết bị nhận dạng và giỏm sỏt ủối tượng sx

 Hệ thống ủiều khiển cỏc thiết bị vận chuyển phải cú khả năng nhận 
dạng, giỏm sỏt và ủiều hành dũng vật liệu và sản phẩm. Vỡ vậy mỗi 
ủối tượng phải ủược gắn thụng tin, như: số hiệu, khỏch hàng, vật 
liệu, yờu cầu về số lượng, chất lượng, 

 Cỏc ủối tượng gia cụng cú thể ủược nhận dạng trực tiếp nhờ hệ thị
giỏc mỏy tớnh, dựa vào kớch thước, hỡnh dỏng, màu sắc của chỳng 
hoặc cú thể nhận dạng bằng cỏch gắn lờn ủối tượng một mó thẻ.

 Cú thể nhận dạng trực tiếp hoặc giỏn tiếp
- Nhận dạng trực tiếp ủối tượng thực hiện bằng cỏch quan sỏt trực 
tiếp ủối tượng hoặc gắn lờn ủối tượng một mó thẻ.
- Phương phỏp quan sỏt trực tiếp thường chỉ phõn loại ủược ủối 
tượng theo lụ chứ khụng quản lý ủược thụng tin về từng ủối 
tượng riờng biệt
- Phương phỏp dựng mó thẻ cú thể quản lý ủược nhiều thụng tin 
về sản phẩm
57
TS. Trần ðức Tăng – Khoa HKVT
- Mó thẻ ủược dựng cú thể dưới dạng ký tự (dễ dàng cho người dựng 
nhận dạng trực tiếp) hoặc mó vạch (dễ dàng cho nhận dạng tự 
ủộng). Thẻ mó phải ủược gắn tại một vị trớ nhất ủịnh, nằm trong 
trường làm việc của thiết bị ủọc.

 Phương phỏp nhận dạng giỏn tiếp, thay vỡ gỏn trực tiếp mó thẻ lờn 
ủối tượng, người ta gắn vật chứa mó lờn thiết bị mang (khay, giỏ
treo,;). Vỡ vật mang cú hỡnh dạng, kớch thước khụng ủổi nờn dễ
dàng ủịnh vị chỳng trong quỏ trỡnh ủọc. Khi một ủối tượng ủược ủặt 
lờn vật mang thỡ một mó ủược hỡnh thành và ủược gỏn cho ủối 
tượng.
- Tương tự như khi nhận dạng trực tiếp, vật chứa mó cú thể là thẻ từ, 
thẻ mó vạch,