TÍNH TOÁN, lựa CHỌN kết cấu cơ KHÍ và kết cấu PHẦN điều KHIỂN

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1- Mơ hình sản xuất thơng minh 1.2- Lí chọn đề tài 1.3- Giới thiệu sản phẩm băng tải 1.3.1- Khái niệm lịch sử đời 1.3.2- Ưu nhược điểm cảu hệ thống băng tải 1.3.3- Quy mô phạm vi áp dụng 1.4- Phương pháp phân loại sản phẩm phổ biến 1.5- Các thiết kế băng tải 1.5.1- Băng tải dây Belt 1.5.2- Băng tả 1.5.3- Băng tải lăn 1.5.4- Băng tải xoắn ốc 1.5.5- Băng tả CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1- Thiết kế hệ thống khí 2.1.1- Kết cấu chung hệ thống băng tải 2.1.2- Các thông số kỹ thuật băng tải 2.1.3- Nguyên lí hoạt động hệ thống băng tải 2.1.4- Lựa chọn hệ thống băng tải dây belt 2.2- Lựa chọn nguồn động lực 2.3- Lựa chọn phương án thiết kế phần điều khiển 2.4- Xây dựng mơ hình kết cấu khí…………………………………….…48 2.4.1- Thiết kế hệ thống băng tải phân loại sản phẩm……………………….48 2.4.2- Thiết kế hệ thống xy lanh khí nén giá đỡ………………………51 download by : skknchat@gmail.com 2.4.3- Các chi tiết phụ trợ khác…………………………………………… 53 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN, LỰA CHỌN KẾT CẤU CƠ KHÍ VÀ KẾT CẤU PHẦN ĐIỀU KHIỂN 3.1- Tính tốn, lựa chọn kết cấu khí 3.1.1- Lựa chọn động hệ thống băng tải 3.2- Tính tốn truyền băng tải dây belt 3.3- Các linh kiện kết cấu mạch điều khiển 3.3 3.3.2- Cảm biến hồng ngoại 3.3.3- Màn hình LCD 16x2 3.3.4- Chiết áp đơn 10K 3.3.5- Mạch công suất MOSFET IRF840 3.3.6- Xy lanh khí nén 3.3.7- Van điện từ khí nén 3.3 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 4.1- Sơ đồ khối hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao 4.2- Thiết kế mạch điều khiển 4.3- Lập trình điều khiển hệ thống 4.3 4.3.2- Lưu đồ thuật toán 4.3 LỜI KẾT TÀI LIỆU THAM KHẢO download by : skknchat@gmail.com DANH MỤC HÌNH Hình 1.1- Mơ hình quy trình sản xuất thông minh Hình 1.2- Băng tải Hình 1.3- Hệ thống băng tải vận chuyển đá năm 90 Hình 1.4- Băng tải vận chuyển muối 12 Hình 1.5- Phân loại sản phẩm nhà máy 13 Hình 1.6- Mã vạch, mã QR sản phẩm 14 Hình 1.7- Phân loại cam cà chua theo màu sắc chin 16 Hình 1.8- Dây chuyền phân loại trứng, cà chua theo kích thước 17 Hình 1.9- Dây belt 18 Hình 1.10- Băng tải xích nhựa 20 Hình 1.11- Băng tải xích inox 21 Hình 1.12- Băng tải lăn dạng cong thẳng 23 Hình 1.13- Hệ thống sản xuất sử dụng băng tải xoắn ốc 25 Hình 1.14- Vận chuyển hàng băng tải xoắn ốc 26 Hình 1.15- Một dạng băng tải đứng 28 Hình 2.1- Sơ đồ kết cấu hệ thống băng tải 30 Hình 2.2- Hệ thống lăn đỡ băng tải 32 Hình 2.3- Sơ đồ chi tiết kèm 33 Hình 2.4- Sơ đồ nguyên lý hoạt động 35 Hình 2.5- Băng tải cao su đen 37 Hình 2.6- Dây đai băng tải PVC 38 Hình 2.7- Động truyền động gắn hệ thống băng tải 40 Hình 2.8- Hệ thống xy lanh khí nén ngành cơng nghiệp thực phẩm 42 Hình 2.9- Cấu tạo cảm biến hồng ngoại 45 Hình 2.10- Ngun lí hoạt động cảm biến hồng ngoại 45 download by : skknchat@gmail.com Hình 2.11- Vi điều khiển ATEMEGA 328P 47 Hình 2.12- Kit Arduino 48 Hình 2.13- Nhơm định hình……………………………………………………….49 Hình 2.14- Bản vẽ băng tải……………………………………………………… 50 Hình 2.15- Bản vẽ giá đỡ băng tải……………………………………………… 50 Hình 2.16- Bản vẽ xy lanh khí nén……………………………………………… 51 Hình 2.17- Bản vẽ giá nối với băng tải……………………………………………52 Hình 2.18- Bản vẽ giá đỡ xy lanh…………………………………………………52 Hình 2.19- Bản vẽ đế trạm phân loại…………………………………………… 53 Hình 2.20- Bản vẽ máng trượt 1………………………………………………….54 Hình 2.21- Bản vẽ máng trượt 2………………………………………………….55 Hình 3.1- Kích thước động 58 Hình 3.2- Nguyên lý hoạt động phần cảm phần ứng 59 Hình 3.3- Động giảm tốc JGB37-520 60 Hình 3.4- Những phiên Arduino 64 Hình 3.5- Arduino Nano 65 Hình 3.6- Arduino Nano Pinout 66 Hình 3.7- Giao diện lập trình cho Arduino 67 Hình 3.8- Cảm biến hống ngoại 68 Hình 3.9- Sơ đồ cảm biến hống ngoại 68 Hình 3.10- Màn hình LCD 70 Hình 3.11- Chiết Áp Đơn 10K 72 Hình 3.12- MOSFET IRF840 73 Hình 3.13- Sơ đồ chân IRF840 74 Hình 3.14- Xy lanh khí nén 75 Hình 3.15- Cấu tạo xy lanh khí nén 75 Hình 3.16- Xy lanh trịn MAL tác động kép hành trình 50mm 76 download by : skknchat@gmail.com Hình 3.17- Van khí nén điện từ 77 Hình 3.18- Nguồn Adapter 12V-2A 5.5*2.1mm 78 Hình 4.1- Sơ đồ khối hệ thống phân loại sản phẩm chiều cao 80 Hình 4.2- Phần mềm thiết kế mạch Altium 81 Hình 4.3- Sơ đồ mạch ngun lí mạch điều khiển 82 Hình 4.4- Mạch 2D PCB (mặt trên, mặt dưới) 83 Hình 4.5- Mạch 3D PCB 85 Hình 4.6- Giao diện lập trình phần mềm Arduino IDE 85 Hình 4.7- Lưu đồ thuật toán 86 download by : skknchat@gmail.com LỜI MỞ ĐẦU Ngày kỹ thuật vi điều khiển trở nên quen thuộc ngành kỹ thuật dân dụng Các vi điều khiển có khả xử lý nhiều hoạt động phức tạp mà cần chip vi mạch nhỏ, dần thay tủ điều khiển lớn phức tạp mạch điện gọn nhẹ, dễ dàng thao tác sử dụng Vi điều khiển góp phần vào kỹ thuật điều khiển mà cịn góp phần to lớn vào việc phát triển thơng tin Chính lý trên, việc tìm hiểu, khảo sát vi điều khiển điều mà sinh viên ngành điện mà đặc biệt chuyên ngành kỹ thuật điện-điện tử phải quan tâm Đó nhu cầu cần thiết cấp bách sinh viên, đề tài thực đáp ứng nhu cầu Để góp phần đáp ứng nhu cầu đóng góp thêm giải pháp thay tủ điều khiển lớn phức tạp, sau thời gian giảng dạy thầy cô trường Đại học, đồng thời giúp đỡ nhiệt tình thầy bạn khoa, tơi thiết kế, chế tạo "Mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng Arduino." Trong khuôn khổ Đồ án … với đề tài thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm, em tin tưởng với kết có từ việc tìm hiểu tính tốn tiểu luận bước đệm quan trọng cho việc phát triển nhiều ý tưởng tương lai tính tốn thiết kế hệ thống phân loại sản xuất tự động công nghiệp Với bố cục gồm: 1- Tổng quan đề tài Phần nhìn sơ qua hệ thống phân loại sản phẩm nói riêng hệ thống sản xuất tự động nói chung bao gồm lịch sử phát triển, phân loại ứng dụng giúp hình dung tính quan trọng hữu dụng tới sống 2- Tính tốn thiết kế mơ hình phân loại sản phẩm download by : skknchat@gmail.com Bao gồm bước tính tốn thiết kế hệ thống khí, hệ thống điều khiển mơ để kiểm chứng tính đắn trình thiết kế cung cấp trình để xác định cách sản phẩm phân loại đưa vào ứng dụng sống Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy …, cảm ơn thầy đóng góp qua giảng hướng dẫn trình trao đổi buổi gặp mặt Những góp ý, sửa chữa thầy phần giúp em tự tin cách thức tiếp cận với công nghiệp Do thời gian, kiến thức kinh nghiệm tơi cịn có hạn nên khơng thể tránh khỏi sai sót Tơi mong giúp đỡ tham khảo ý kiến thầy bạn nhằm đóng góp phát triển thêm đề tài Em mong có bổ sung, sửa chữa Em chân thành cảm ơn chúc thầy thật nhiều sức khoẻ ! download by : skknchat@gmail.com CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1- Mơ hình sản xuất thông minh Trạm phân loại sản phẩm phần hệ thống mơ hình sản xuất thơng minh Vậy mơ hình sản xuất thơng minh có vai trị đặc điểm gì, tìm hiểu khái qt sau Mơ hình sản xuất thơng minh hệ thống điều khiển hồn toàn tự động hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS: Flexible Manufacturing System) áp dụng rộng rãi vào sản xuất hàng loạt đạt yêu cầu suất chất lượng sản phẩm Các FMS kích hoạt hoạt động tự động chương trình lập trình trước Do đó, FMS gặp khó khăn để đạt yêu cầu tính khả dụng, khả thích ứng độ tin cậy Các hệ thống sản xuất người vận hành với khả nhận thức nhận thức, học hỏi lý luận để đưa định đáp ứng yêu cầu Tuy nhiên, ứng dụng thực tế hệ thống thấp chi phí sản xuất cao thích hợp để sản xuất nguyên mẫu quy mơ lơ nhỏ Vì vậy, cần phải tích hợp khả nhận thức vào FMS để đạt hệ thống FMS với đặc tính tiên tiến lấy cảm hứng sinh học Smart-CPMS (Cyber Physical Manufacturing System) có đặc điểm nâng cao sau: Mỗi yếu tố Smart-CPMS thực thể tự trị trang bị khả nhận thức, lý luận để đưa định, giao tiếp hợp tác Mỗi CPS có khả đưa định cách tự chủ; Cải thiện hệ thống tính thơng minh tính tự chủ FMS, Smart-CPMS có khả thích ứng với thay đổi sản xuất thời gian ngắn tức download by : skknchat@gmail.com Hệ thống sản xuất vật lý không gian mạng thông minh (Smart-CPMS) thể Hình Một xu hướng lớn sản xuất sản phẩm cá nhân hóa Smart-CPMS có khả trả lời nhanh chóng xác thay đổi mơi trường sản xuất mà khơng cần can thiệp từ bên ngồi Hình 1.1- Mơ hình quy trình sản xuất thơng minh Ở cấp độ quản lý, khách hàng đặt mua cách lựa chọn sản phẩm hình kĩ thuật số Sau đó, thơng tin sản phẩm gửi đến phận lập kế hoạch quy trình thiết kế sàn cửa hàng Các thuật toán lấy cảm hứng từ sinh học thuật toán di truyền, thuật toán bầy đàn, v.v sử dụng để lập quy trình thực Nhờ mà nhiều phương pháp tối ưu hóa đưa Như Smart-CPMS, Internet of Service (IoS) sử dụng hiệu để phân công nhiệm vụ từ thiết lập kế hoạch download by : skknchat@gmail.com Ở cấp độ cửa hàng, Smart-CPMS coi hợp tác IoT thiết bị thông minh để thực nhiệm vụ CPS tổ chức tự quản tự kiểm sốt việc thích ứng với thay đổi hợp tác với CPS khác để hoàn thành việc lập kế hoạch Giao diện người - máy (HMI), Smart-Phone trợ lý kỹ thuật số cá nhân (PDA) sử dụng để giao tiếp máy với người Cơ sở hạ tầng CNTT-TT hệ thống thực thi sản xuất (MES), hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) , mạng không dây, hệ thống RFID mạng cảm biến cho phép CPS nắm bắt trạng thái giao tiếp với CPS Phần không gian mạng đưa định tùy theo trạng thái giao Cơ chế lập luận dựa tri thức từ trí tuệ nhân tạo để đưa định, lập kế hoạch mới, chẳng hạn thông số cắt cho q trình gia cơng u cầu hợp tác với CPS khác Mô-đun giao tiếp chịu trách nhiệm tương tác với CPS khác thiết bị HMI PDA Triển khai hệ thống Smart-CPS (Cyber Physical System) CPS hiểu đơn giản cụm kết cấu thực hoạt động chuỗi hoạt động dây chuyền sản xuất đại Trạm phân loại sản phẩm CPS thực trình phát phân loại sản phẩm để đưa tới CPS Trạm phân loại sản phẩm CPS mơ hình sản xuất thơng minh nhà máy cơng nghiệp 1.2- Lí chọn đề tài Ngày với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà điều khiển tự động đóng vai trị quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, cơng nghiệp tự động hóa, cung cấp thơng tin… phải nắm bắt vận dụng cách có hiệu nhằm góp phần vào download by : skknchat@gmail.com ... 53 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN, LỰA CHỌN KẾT CẤU CƠ KHÍ VÀ KẾT CẤU PHẦN ĐIỀU KHIỂN 3.1- Tính tốn, lựa chọn kết cấu khí 3.1.1- Lựa chọn động hệ thống băng tải 3.2- Tính tốn truyền... Các vi điều khiển có khả xử lý nhiều hoạt động phức tạp mà cần chip vi mạch nhỏ, dần thay tủ điều khiển lớn phức tạp mạch điện gọn nhẹ, dễ dàng thao tác sử dụng Vi điều khiển khơng góp phần vào... điều khiển khơng góp phần vào kỹ thuật điều khiển mà cịn góp phần to lớn vào việc phát triển thơng tin Chính lý trên, việc tìm hiểu, khảo sát vi điều khiển điều mà sinh viên ngành điện mà đặc biệt