TỔNG QUÁT VỀ MÁY ĐẾM VÍT TỰ ĐỘNG
Phân loại và cấu tạo
Trên thị trường hiện nay, có nhiều loại máy cấp vít tự động được phân loại dựa trên chức năng hoạt động và mục đích sử dụng Các dòng máy cấp vít tự động chính bao gồm những loại phổ biến nhất hiện nay.
Máy cấp vít dùng cho lắp ráp thủ công
Máy cấp vít tự động cung cấp vít cho công nhân lắp ráp, giúp xếp và đưa vít đến vị trí ra của máy Khi vít được đưa ra, công nhân sẽ sử dụng máy vặn vít để gắn vít trực tiếp vào sản phẩm.
Hình 1.6 Máy cấp vít dùng để lắp ráp thủ công
Máy cấp vít kết hợp bắt vít tự động
Máy cấp vít tự động thường được lắp đặt cố định bên trong máy bắt vít tự động Khi vít được đưa ra khỏi cửa ra vít, máy bắt vít tự động đã được lập trình sẽ lấy vít và gắn vào sản phẩm Cả máy cấp vít thủ công và máy cấp vít tự động đều có chức năng tương tự, nhưng khác nhau ở cửa ra vít.
Hình 1.7 Máy cấp vít kết hợp bắt vít tự động
Máy cấp vít tự động có màn hình hiển thị
Máy ra vít tự động được trang bị màn hình LCD, giúp hiển thị số lượng vít đã sử dụng, từ đó hỗ trợ người vận hành và quản lý theo dõi tình trạng lắp ráp sản phẩm.
Hình 1.8 Máy cấp vít có màn hình hiển thị
Máy cấp vít tự động hiện nay thường được cấu tạo từ các bộ phận chính như sau:
Khoang chứa vít là nơi lưu trữ toàn bộ số vít mà người vận hành cần sử dụng, có khả năng chứa khoảng 500-600 loại vít với đường kính từ 1,0-5,0 mm Trong khoang này, các guồng quay hoạt động để tự động cung cấp vít, giúp đổ vít vào thanh dẫn hướng một cách hiệu quả.
Bộ điều khiển của máy ra vít tự động bao gồm bảng mạch cảm biến và mô tơ tạo rung, có chức năng điều chỉnh tốc độ làm việc và các chế độ hoạt động của máy, nhằm tối ưu hóa hiệu quả công việc sử dụng.
Riêng về máy cấp vít tự động FA – 580 được sử dụng phổ biến ở Việt Nam thì có cấu tạo như sau:
Hình 1.9 Cấu tạo của máy cấp vít tự động FA - 580
Bảng 1-1 Các bộ phận máy cấp vít tự động FA - 580
1 Công tắc nguồn 11 Moto tạo rung
2 Bulong hãm và chỉnh chổi gạt 12 Ốc chắn phía trước
3 Bánh răng lai chổi gạt 13 Móc hãm vít ở đầu thanh dẫn hướng
4 Vít chỉnh cửa chắn vít phía trên 14 Cảm biến ánh sáng bên trái
5 Cửa chắn vít phía trên 15 Cảm biến kích hoạt
6 Cửa chắn vít bên phải 16 Bulong khóa thanh dẫn hướng
7 Vít chỉnh của chắn vít bên phải 17 Cần đẩy lai moto đến chổi gạt
8 Cảm biến ánh sáng 18 Bánh răng bán nguyệt
9 Giá đỡ gắn bảng mạch điều khiển 19 Lò xo hồi vị
Hình 1.10 Phễu cấp phôi kiểu cánh gạt
Cánh gạt 4 lắc quay xung quanh tâm 2, với mặt trên của cánh gạt ở vị trí thấp hơn mặt phẳng tâm một góc ∆ Khi chuyển động lên phôi, cánh gạt sẽ song song với máng tạo một góc 𝛼 Nếu phôi lăn, góc 𝛼 sẽ nhỏ hơn hoặc bằng 20 độ, trong khi nếu phôi trượt, góc 𝛼 sẽ bằng 45 độ.
Theo quyển “Tự động hóa quá trình sản xuất” [1] ta có công thức tính năng suất của phễu:
𝑑1 𝐾 m: số phôi có thể nằm cùng lúc trên 1 cánh gạt
L: chiều dài cánh gạt d1: đường kính (hoặc chiều dài) phôi dọc theo giá n: Số hành trình kép trong 1 phút của cánh gạt Thông thường n = 8÷20 lần/phút,
Các thông số kết cấu của phễu:
Chiều dài cánh gạt L=(7÷10)l, trong đó l là chiều dài phôi d1 = 0,023(m) là chiều dài của chi tiết theo phương chuyển động( chiều dài chi tiết)
K 1 =1,3: hệ số tăng vận tốc để đảm bảo máy làm việc liên tục
K 2 : hệ số đặc trưng cho độ nhặt chi tiết trên đường vận chuyển
K 3 :hệ số chi tiết được định hướng Phễu cấp phôi định hướng bằng rãnh
Phễu cấp phôi thường được sử dụng cho các loại phôi có mũ, bao gồm hai đĩa quay với các vấu 3 giúp đẩy phôi ra máng 4 khi phôi rơi vào rãnh Đĩa thường được nghiêng ở góc 25o÷30o, trong khi máng dẫn được đặt ở vị trí cao hơn đĩa Loại phễu này hoạt động êm ái, có độ tin cậy cao và năng suất trung bình.
Hình 1.11 Phễu cấp phôi định hướng bằng rãnh
Z: số vấu trên đĩa quay n : Số vòng quay của đĩa trong 1 phút k: hệ số điền đầy phôi Nó có nhiệm vụ dẫn phôi từ phễu tới vị trí ra công hoặc từ vị trí gia công tới bộ phận tích trữ phôi cho giai đoạn tiếp theo Như vậy máng dẫn phôi có mặt từ lúc cấp phôi cho đến thành phẩm cấu tạo ra Tùy theo hình dạng kích thước cũng như trọng lượng của phôi mà có các loại mạng tương ứng
Các loại máng được thiết kế cho các chi tiết nhẹ cho phép phôi lăn hoặc trượt mà không làm hư hỏng bề mặt Đối với phôi nặng, cần bảo vệ bề mặt và giảm diện tích tiếp xúc giữa phôi với máng dẫn hoặc con lăn để đảm bảo an toàn cho sản phẩm.
Do chi tiết của chúng ta là dạng trụ có mũ dạng bu lông nên chúng ta sử dụng máng dẫn phôi là máng dẫn chữ T để cấp phôi
1.3.3 Thiết bị dẫn động a Động cơ dẫn động
Động cơ DC bao gồm các thành phần chính như roto, stator, hệ thống chổi quét và vành khuyên Stator được thiết kế với nam châm vĩnh cửu, có hai cực nam và bắc đối diện nhau để tạo ra từ trường Roto được làm từ các lá thép kỹ thuật có rãnh để lắp đặt cuộn dây, và điện áp DC được cung cấp cho cuộn dây thông qua hệ thống chổi quét và vành khuyên, đảm bảo quá trình hoạt động liên tục Bộ phận này thường bao gồm một bộ cổ góp và bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp.
Pha 1: Từ trường của rotor cùng cực với stator, sẽ đẩy nhau tạo ra chuyển động quay
Pha 2: Rotor tiếp tục quay
Pha 3: Bộ phận chỉnh điện sẽ đổi cực sao cho từ trường giữa stator và rotor cùng dấu, trở lại pha 1 b Các phương pháp điều khiển động cơ
Phương pháp điều chỉnh độ rộng xung PWM:
Phương pháp điều chỉnh độ rộng PWM là kỹ thuật điều chỉnh điện áp cho động cơ DC, thông qua việc thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuông, dẫn đến sự biến đổi điện áp đầu ra.
Hình 1.16 Nguyên lý hoạt động của động cơ DC Hình 1.15 Nguyên lý hoạt động của động cơ DC
Hình 1.17 Đồ thị dạng xung điều chỉnh PWM
Nguyên lý của PWM (Pulse Width Modulation) là phương pháp điều khiển nguồn cho tải bằng cách đóng ngắt theo chu kỳ, dựa trên quy tắc điều chỉnh thời gian đóng ngắt Mạch nguyên lý này cho phép điều chỉnh độ rộng xung, từ đó tạo ra biểu đồ xung phù hợp với yêu cầu sử dụng.
Phương pháp điều khiển tốc độ động cơ qua hộp giảm tốc:
Hình 1.18 Điều chỉnh độ rung
Hình 1.19 Nguyên lý truyền động của hộp giảm tốc
A: Bánh răng bị động B: Bánh răng chủ động
Hộp giảm tốc được cấu tạo từ các cặp bánh răng lớn nhỏ ăn khớp, giúp truyền động và điều chỉnh tốc độ giữa động cơ và bộ phận làm việc Tốc độ cuối cùng mà hộp giảm tốc cung cấp khác biệt so với tốc độ ban đầu của động cơ, phụ thuộc vào tỉ số truyền giữa các cặp bánh răng Công thức tính tỉ số truyền là i = n1/n2 = z2/z1.
Tỉ số truyền giữa hai bánh răng được xác định bởi công thức i = n1/n2, trong đó n1 là số vòng quay của trục chủ động và n2 là số vòng quay của trục bị động Ngoài ra, số răng của bánh răng chủ động được ký hiệu là z1, trong khi số răng của bánh răng bị động là z2.
Thiết bị điều khiển mạch điện
Thiết bị điều khiển trong hệ thống tự động có chức năng thu thập thông tin từ cảm biến, chương trình điều khiển và các phần tử điều khiển bằng tay Sau đó, thiết bị sẽ xử lý thông tin theo thuật toán đã được xác định trước và ra lệnh cho cơ cấu chấp hành thực hiện các thao tác theo đúng trình tự công nghệ.
Mặc dù công nghệ điều khiển hiện đại đang phát triển mạnh mẽ, nhưng các phương tiện điều khiển cơ khí vẫn giữ vị trí quan trọng trong ngành Lịch sử phát triển của các thiết bị điều khiển bao gồm các giai đoạn từ điều khiển cơ khí, điều khiển điện, đến sự kết hợp giữa điện và cơ, cũng như điều khiển bằng khí nén và điện – khí nén, và cuối cùng là điều khiển điện tử.
Hình 1.26 Điều khiển bằng cam
Nguyên lý hoạt động của hệ thống là trục công tác sẽ dừng lại khi li hợp dịch chuyển sang phải, trong khi đó trục công tác sẽ chuyển động khi li hợp dịch sang trái Sự chuyển động này được điều khiển bởi cam, với mỗi vòng quay của cam, trục công tác sẽ dừng lại một lần Do đó, quá trình điều khiển trục hoàn toàn tự động nhờ vào chuyển động của trục cam từ động cơ.
1.4.2 Điều khiển bằng cơ- điện
Sử dụng các cơ cấu cơ khí để đóng mở các tiếp điểm điện được gọi là hệ thống điều khiển điện cơ:
Hình 1.27 Điều khiển cơ - điện
1.4.3 Các thiết bị điều khiển mạch điện a LCD 1602
Màn hình LCD 16×2 có tổng cộng 16 chân, bao gồm 8 chân dữ liệu (D0 – D7) và 3 chân điều khiển (RS, RW, EN) Ngoài ra, 5 chân còn lại được sử dụng để cấp nguồn và chiếu sáng đèn nền cho LCD Các chân điều khiển cho phép người dùng dễ dàng cấu hình màn hình ở chế độ lệnh hoặc chế độ dữ liệu, cũng như thiết lập chế độ đọc hoặc ghi.
LCD 16×2 có 16 chân trong đó 8 chân dữ liệu (D0 – D7) và 3 chân điều khiển (RS, RW, EN)
5 chân còn lại dùng để cấp nguồn và đèn nền cho LCD 16×2
Các chân điều khiển giúp ta dễ dàng cấu hình LCD ở chế độ lệnh hoặc chế độ dữ liệu
Chúng còn giúp ta cấu hình ở chế độ đọc hoặc ghi
LCD 16×2 có thể sử dụng ở chế độ 4 bit hoặc 8 bit tùy theo ứng dụng ta đang làm
Thông số kĩ thuật của sản phẩm LCD 1602:
Điện áp ra mức cao : > 2.4
Điện áp ra mức thấp :