Đi cùng 8 sinh viên năm cuối chuyên ngành cơ khí, chế tạo máy đang làm thực tập tốt nghiệp, (PTN) chúng tôi tới Phòng Thí nghiệm và được KS. Đào Bá Phong, một giảng viên trẻ của bộ môn Gia công vật liệu và dụng cụ công nghiệp giới thiệu các hệ thống, thiết bị trong phòng. Thiết bị bao gồm: Thiết bị tự động khí nén, thiết bị tự động thuỷ lực, cảm biến, bộ PLC, robot, kỹ thuật điện, điện tử, hệ thống mô phỏng sản xuất (MPS), hệ thống mô phỏng quá trình sản xuất linh hoạt (FMS). Bộ phận phần mềm máy tính có: Phần mềm thiết kế và giảng dạy mạch tự động khí nén, mạch tự động thuỷ lực, phần mềm lập trình PLC S7 - 300, phần mềm mô phỏng Robot Cosimir, phần mềm giảng dạy PLC định hướng công nghiệp…
Toàn bộ hệ thống thiết bị gồm 5 trạm MPS (Modular Production System). Các trạm này cho phép mô phỏng những công đoạn sản xuất công nghiệp thực sự với những kiểu phối hợp đa dạng. Hệ thống này là hệ thống mở, nên dễ nâng cấp và liên kết với các thiết bị khác, cũng như dễ thiết lập và thay đổi theo công nghệ mới. Mỗi trạm đều được điều chỉnh phù hợp với phạm vi kiến thức của từng học viên bằng cách cho phép dạy những thao tác đơn giản và mở rộng liên tục từng bước về tự động hoá để tạo nên quá trình tự động hoá phức tạp. Hệ thống này cho phép sử dụng những bộ PLC khác nhau bằng các giao diện tiêu chuẩn hoá. Các trạm MPS bao gồm phần tử cơ khí và khí nén được thiết lập cho một mục đích nhất định, nhằm mô phỏng các quá trình sản xuất thực. Các trạm được điều khiển bởi các PLC S7-300 thông qua các cổng vào/ra (I/O module) và liên kết với nhau bằng các cơ cấu cơ điện chuẩn. Hệ thống điều khiển được nối mạng qua các mạng AS - i và thông tin điều khiển được trao đổi lẫn cho nhau.
Trạm đầu tiên phân phối mô phỏng quá trình trong nhà máy là công đoạn cung cấp nguyên, nhiên liệu. Trạm tiếp theo là trạm kiểm tra, có chức năng kiểm tra về cao, màu sắc (vật liệu có 3 loại màu là đen, trắng, đỏ), về mẫu cắt, chủng loại vật liệu (có 2 loại là nhựa và nhôm) của các sản phẩm. Sau khâu kiểm tra vật liệu được đưa đến băng chuyền và đưa thẳng đến trạm lắp ráp. ở đây, robot công nghiệp Cosimir của Mitsubishi có nhiệm vụ mô phỏng quá trình lắp ráp. Phần điều khiển được điều khiển bằng các control panel (các bảng điều khiển). Sau khi vật được lắp ráp hoàn chỉnh, robot sẽ đưa vật đến trạm thứ 4 gắp vật đưa vào trạm phân loại, cho phép phân biệt vật phẩm là loại đỏ, trắng, hay đen bằng các sensor.
Theo TS.Đỗ Đắc Vọng, Giám đốc Công ty Thiên Việt, nhà phân phối thiết bị của Festo tại Việt Nam, chương trình đào tạo này có quy mô lớn nhất từ trước đến nay, với kinh phí khoảng 350.000 USD, trong đó, riêng máy móc chiếm khoảng 160.000 USD. Đây là những thiết bị đào tạo đời mới nhất của Festo, trong đó thế hệ thiết bị FMS50/3 (Flexible Manufacturing System 50 ) mới chỉ có ở 5 quốc gia đầu tiên là Đan Mạch, Pháp, Đức, Mỹ và Việt Nam. Ngay sau khi PTN được đưa về Đại học Bách khoa Hà Nội, 2 chuyên gia người Đức đã sang lắp đặt thiết bị và hướng dẫn cho các giảng viên trong bộ môn trong thời gian 2 tháng về kiến thức Mechatronics (cơ điện tử).
Từ các trạm module độc lập, có thể tổ hợp thành các hệ thống khác nhau theo nhu cầu thực tế của chương trình đào tạo cụ thể. Sinh viên có thể sử dụng một trạm đơn lẻ hoặc kết nối với những trạm khác thành các hệ thống theo cấu hình định trước. ¦u điểm của các trạm module độc lập là cho phép tách rời 5 trạm ra và sinh viên có thể thao tác, lập trình trên từng trạm một. Sau khi đã làm thành thục, sinh viên có thể từng nhóm ghép 2 trạm một lại với nhau qua phần kết nối bằng các tín hiệu vào ra, giữa các trạm có thể trao đổi thông tin. Người lắp trạm phân phối sau khi thao tác xong, báo cho bạn mình biết là sản phẩm đã được đưa sang. Người ở trạm sau đọc tín hiệu và sẽ lập trình để liên kết lại thành một bài toán lớn. Theo tiêu chuẩn của Festo đưa ra, cứ 2 sinh viên một trạm và một máy tính.
Lý thuyết sẽ được dạy song song với thực hành, trong đó, thực hành trên các thiết bị có tính thực tế sản xuất công nghiệp chiếm vai trò chính. Các kỹ sư được thực hành trên hệ thống mô phỏng các công đoạn chính đặc trưng trong nhà máy tự động sản xuất. Các thiết bị được thiết kế theo các module trong hệ thống sản xuất linh hoạt. Các bài giảng được thực hiện phần lớn qua các thiết bị giảng dạy hiện đại như Hệ thống đa phương tiện (Multimedia, Projector, VideoCD). Các học viện thực hành thiết kế hệ thống trên máy tính và trên các mô hình thí nghiệm với rất nhiều các bài tập khác nhau và phong phú về thể loại. Với hệ thống hướng dẫn và giao diện đơn giản, học viên có thể xác định chính xác mình đang ở đâu trong chương trình học.Trong chương trình đào tạo, không chỉ thuần tuý hướng dẫn cho kỹ sư các kỹ năng kỹ thuật, mà còn tạo các phương pháp làm việc độc lập, cũng như làm việc theo nhóm cùng khả năng tổ chức, định hướng trong sản xuất thực tế.
Mục đích của PTN này là dạy cho những sinh viên thuộc lĩnh vực gần cơ khí và sinh viên ngành Điều khiển, tđh nhưng sâu xa hơn là Festo muốn dạy cho cán bộ, công nhân các nhà máy, xí nghiệp có các dây chuyền sản xuất mới được nhập về. Giáo trình là sách giáo khoa, sách hướng dẫn bài tập, video các dây chuyền sản xuất trong thực tế. Thầy giáo sẽ gây lỗi trên hệ thống, yêu cầu người học phải khắc phục để khi về nhà máy, nếu các dây chuyền sản xuất có sự cố, họ có thể chủ động khắc phục trước khi nhờ đến chuyên gia nước ngoài.
“Yêu cầu của công nghệ mới đặt ra cho các kỹ sư là phải có một hiểu biết tổng hợp về cơ khí, điện, điện tử, kỹ thuật thuỷ - khí, đo lường và công nghệ thông tin. Các kỹ sư cần phải có kiến thức về cách kết hợp giữa các linh kiện cơ khí, điện tử, thuỷ - khí và công nghệ thông tin trong một hệ thống máy cũng như trong một dây chuyền sản xuất tự động linh hoạt – TS.Đỗ Văn Vọng khẳng định, PTN này quy mô lớn nhưng đó là bước chuyển cho việc mở rộng, phát triển PTN sau này. Bên cạnh việc đưa thiết bị vào Việt Nam, điều quan trọng là việc chuyển giao công nghệ từ các chuyên gia đầu ngành về cơ điện tử từ CHLB Đức trực tiếp sang giảng dạy, hướng dẫn thông qua đề án này, sẽ có những cuộc trao đổi nhằm đưa kiến thức mới cho việc học tập nghiên cứu của các em sinh viên. Từ phòng thí nghiệm này hy vọng sẽ có những sản phẩm trình độ cao đóng góp vào sự phát triển kinh tế.
“Bộ môn cũng đã nhận được một máy đo toạ độ 3 chiều và kỹ thuật ngược. Và nhờ đề tài khoa học công nghệ cấp Nhà nước, chúng tôi cũng đã nhận được một máy phay CNC 5 trục thuộc hàng “sách đỏ” không bán cho các nước như Việt Nam, Trung Quốc, CHDCND Triều Tiên. Những thiết bị này đã tạo thành một hệ thống phòng thí nghiệm Mechatronics tương đối hoàn chỉnh, thực hiện được nguyện vọng đào tạo nguồn nhân lực mới, ngành nghề mới của Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Khi hai máy cơ khí năm trục và máy xử lý kỹ thuật ngược hoàn chỉnh sẽ có các module đào tạo khác: vận hành, điều khiển trạm vận hành, phân loại sản phẩm, điều khiển cảm nhận chi tiết và kiểm tra, lập trình PLC, điều khiển robot công nghiệp, xử lý sự cố PLC, sự cố điện...” -GS.TSKH Bành Tiến Long, nguyên trưởng bộ môn Gia công vật liệu và dụng cụ công nghiệp, khoa Cơ khí vui mừng thông báo.
