Thiết kế chế tạo điều khiển máy hàn mâm bán tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CHẾ TẠO ĐIỀU KHIỂN MÁY HÀN MÂM BÁN TỰ ĐỘNG NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS Bùi Thanh Luân Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Dương Quang Tâm 1711030347 17DCTA3 Tp Hồ Chí Minh, tháng …/… MỤC LỤC MỤC LỤC iii DANH SÁCH HÌNH ẢNH v DANH SÁCH BẢNG BIỂU .vii Chương GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1 Cấu tạo xe rùa .1 Mô tả loại mâm xe rùa sản xuất .2 Vấn đề đặt .2 Lý chọn đề tài Chương TỔNG QUAN GIẢI PHÁP Tìm hiểu máy móc tương tự có thị trường .4 1 Máy hàn mâm tự động .4 2 Máy hàn lăn bán tự động Cánh tay robot hàn mâm xe rùa Trần Đà Cơ cấu hàn đơn giản .6 Sử dụng công nghệ khuôn dập 2 Xác định yêu cầu đề máy .8 Chương PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT Lựa chọn kết cấu máy .9 1 Cơ cấu hàn Cơ cấu xoay đổi bàn hàn 10 3 Tóm lại 12 Chương TÍNH TỐN THIẾT KẾ 13 Sơ đồ động học .13 iii Tính tốn thiết kế .13 Yêu cầu kĩ thuật .13 2 Mơ hình sau thiết kế 14 Lực đẩy xylanh 14 4 Lựa chọn động bước 16 Tính độ dày ngang 19 Tính đường kính trục .21 Lựa chọn động trục 27 Bản vẽ lắp vẽ chi tiết 29 Trục 29 Lựa chọn dung sai 30 4 Sơ đồ mạch điện .31 4 Sơ đồ mạch điều khiển 31 4 Lựa chọn PLC 32 4 Sơ đồ giải thuật 33 4 Mạch điện điều khiển .34 Chương MÔ PHỎNG MÁY TRÊN SOLIDWORK 35 Chương KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 36 Kết luận 36 1 Đạt 36 Hạn chế 36 Chương TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 iv DANH SÁCH HÌNH ẢNH HÌNH TRANG Hình 1 Hình dáng xe rùa Hình Mâm căm Hình Cơng nhân mơi trường khói hàn Hình Máy hàn mâm tự động Hình 2 Máy hàn lăn bán tự động Hình Cánh tay robot hàn mâm xe rùa Trần Đà Hình Bàn xoay hàn Hình Ép mâm xe rùa Hình Mâm chén Hình Bàn máy xoay, đầu hàn di chuyển theo trục Z Hình Đầu hàn di chuyển theo trục Z xoay theo trục Z Hình 3 Bàn máy di chuyển theo trục Z đầu hàn xoay theo trục Z 10 Hình Có cấu định tâm 11 Hình Sử dụng cấu man 11 Hình Sơ đồ động học 13 Hình Máy hàn mâm bán tự động 14 Hình Xylanh 14 Hình 4 Động bước 16 Hình Biểu đồ vận tốc góc so với góc quét 17 Hình Biểu đồ tốc độ so với momen xoắn 18 Hình Thanh ngang chịu lực 19 v Hình Các lực tác dụng lên ngang 20 Hình Xác định chuyển vị phương pháp Verêxaghin 20 Hình 10 Trục 21 Hình 11 Các lực tác dụng lên trục 23 Hình 12 Các lực tác dụng lên trục 24 Hình 13 Cơ cấu man 27 Hình 14 Khảo sát cấu Man 27 Hình 15 Bản vẽ chi tiết trục 29 Hình 16 Bản vẽ chi tiết ống trục 30 Hình 17 Sơ đồ khối mạch điện 31 Hình 18 PLC FX1S-14MT-DSS 32 Hình 19 Sơ đồ giải thuật 33 Hình 20 Mạch điện điều khiển 34 Hình 21 Video mơ máy 35 vi DANH SÁCH BẢNG BIỂU BẢNG TRANG Bảng Yêu cầu đề máy Bảng So sánh phương án cấu hàn 10 Bảng So sánh phương án cấu đổi bàn hàn 12 Bảng 3 Các cấu máy 12 Bảng Các thông số động 18 Bảng Các thành phần điện hệ thống 32 vii Chương GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1 Cấu tạo xe rùa Xe rùa hay xe cút kít xe thơ sơ có kích thước nhỏ để vận chuyển tay thường sử dụng xây dựng để chuyên di chuyển, thồ, chở vật liệu xây dựng vôi, vữa, gạch, đá… xe rùa thiết kế với cấu trúc đơn giản thường với bánh xe nằm trục đáy chiếu xe, có hai tay cầm máng chứa vật liệu có hai chân sắt để chống đỡ Xe thiết kế người sử dụng, đẩy vật liệu hai tay cầm phía sau (Hình 1.1) Thùng xe làm nhựa sắt Thùng nhựa thường làm công nghệ khuôn ép khuôn xoay Thùng làm cơng nghệ khn xoay bền nhiều so với khuôn ép, giá thành cao Tại Việt Nam việc sử dụng xe rùa xây dựng cịn sử dụng nhiều nông nghiệp dùng để vận chuyển nông sản loại tới mùa vụ Do xe rùa phân nhiều loại mẫu mã phân khúc độ bền khác để giảm giá thành cạnh tranh nhà sản xuất với Hình 1 Hình dáng xe rùa 1 Mô tả loại mâm xe rùa sản xuất Cấu tạo mâm căm bao gồm (Hình 1.2): - Niềng xe - Ống - sắt gân Hình Mâm căm Vấn đề đặt Tại xưởng sản xuất gia đình em có sản xuất mâm bánh xe rùa sắt Môi trường thợ hàn phải môi trường hàn độc hại Ngồi tính chất cơng việc hàn cần người thợ có kinh nghiệm, việc thiếu thợ hàn vấn đề cần giải (Hình 1.3) Hình Cơng nhân mơi trường khói hàn Lý chọn đề tài Nhà em có xưởng sản xuất xe rùa, để phát triển quy mô đồng thời giữ chân khách hàng việc giảm giá thành sản phẩm việc quan trọng Việc áp dụng công nghệ vào việc sản xuất góp phần giảm thời gian lao động công nhân giúp tăng sản lượng cho nhà máy Việc em chọn đề tài “máy hàn mâm xe rùa bán tự động” hội tốt để em lực, trình độ chuyên môn em năm học đại học ứng dụng chúng nhà máy gia đình để sản xuất mặt hàng chất lượng giá thành đủ để cạnh tranh với nhà sản xuất khác Đồng thời tạo giá trị nhân văn giúp người thợ không cần phải tham gia vào môi trường hàn độc hại Chương TỔNG QUAN GIẢI PHÁP Tìm hiểu máy móc tương tự có thị trường Trên thị trường có nhiều máy móc có cấu hàn liên quan tới mâm xe rùa Sau số ý tưởng mà em thu lượm trình tìm hiểu đề tài luận văn này: 1 Máy hàn mâm tự động Tham khảo ý tưởng từ tiền bối có kinh nghiệm làm máy hàn mâm tự động thị trường, em mơ tả cấu máy sau (hình 2.1) Hình Máy hàn mâm tự động Máy điều khiển bậc tự làm tốt phần khí máy hàn cách xác Đồng thời sử dụng cho nhiều loại mâm có kích thước khác chức tốt máy R5 R5 18±0.1 R113.2+0.1 70 14±0.012 48.8±0.1 45° R9 R80 Ø45+0.1 A A 160 20 45 A-A tỉ lệ 1:2 Người vẽ Dương Quang Tâm Kiểm tra Bùi Thanh Luân 20/05/2021 Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM Viện Kỹ Thuật Hutech Lớp :17DCTA2 MSSV:1711030347 CƠ CẤU MAN Tỉ lệ: 1:2 BV: 08/23 Ø90 Ø37+0.1 A A Ø11 10 30 A-A Người vẽ Dương Quang Tâm Kiểm tra Bùi Thanh Luân 20/05/2021 Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM Viện Kỹ Thuật Hutech Lớp :17DCTA2 MSSV:1711030347 NỐI TRỤC ĐỘNG CƠ Tỉ lệ: 1:1 BV: 09/23 17.5 A Ø90 5-0.04 M3 2.3 30 Ø15 Ø10 15 B B Ø30 M3 B-B A-A 10 A Ø30+0.1 Người vẽ Dương Quang Tâm Kiểm tra Bùi Thanh Luân 20/05/2021 Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM Viện Kỹ Thuật Hutech Lớp :17DCTA2 MSSV:1711030347 NỐI TRỤC ĐỘNG CƠ Tỉ lệ: 1:1 BV: 10/23 10 A 30 A A-A Người vẽ Dương Quang Tâm 20/05/2021 Kiểm tra Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM Viện Kỹ Thuật Hutech Lớp :17DCTA2 MSSV:1711030347 BẢN VẼ LẮP NỐI TRỤC ĐỘNG CƠ Tỉ lệ: 1:1 BV: 11/23 Ø80 Ø62+0.02 Ø70-0.1 Ø52 16 R1 24 25 40 A 0.01 A Ø52 Ø62+0.02 Ø70-0.1 Ø80 Người vẽ Dương Quang Tâm Kiểm tra Bùi Thanh Luân 20/05/2021 Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM Viện Kỹ Thuật Hutech Lớp :17DCTA2 MSSV:1711030347 ỐNG CĂN BÀN GÁ Tỉ lệ: 1:1 BV: 13/23 22 90 5° ° 90° 90° III TL 1:1 10 10 40 100 170 150 Ø3 Ø6 Ø80 10 22.5° 20 Ø10 A 00 Ø4 Ø60+0.1 Ø10 II TL 1:1 5° 22 A I TL 1:1 Ø5 Ø220 A-A I II III 60 Người vẽ Dương Quang Tâm Kiểm tra Bùi Thanh Luân 20/05/2021 BÀN GÁ Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM Viện Kỹ Thuật Hutech Tỉ lệ: 1:4 Lớp :17DCTA2 MSSV:1711030347 BV:14/23 120±0.1 110±0.1 60±0.1 M5 M5 10 M5 12-0.1 R6 Người vẽ Dương Quang Tâm Kiểm tra Bùi Thanh Luân 20/05/2021 Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM Viện Kỹ Thuật Hutech Lớp :17DCTA2 MSSV:1711030347 THANH NGANG Tỉ lệ: 1:1 BV: 15/23 45.8±0.1 Ø3 M5 Ø60-0.1 Ø40+0.04 Ø100 20 15 10 10 5 12 7.5 M4 10 22.5° Ø3 12+0.1 R6 10 45 90 ° ° Ø60-0.1 Người vẽ Dương Quang Tâm Kiểm tra Bùi Thanh Luân 20/05/2021 Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM Viện Kỹ Thuật Hutech Lớp :17DCTA2 MSSV:1711030347 GÁ TRỌNG TÂM BÀN GÁ Tỉ lệ: 1:2 BV: 16/23 62 100 0.01 A 19 R1 A Ø75 Ø85+0.02 Ø100 Ø100 Ø85+0.02 Ø75 Người vẽ Dương Quang Tâm Kiểm tra Bùi Thanh Luân 20/05/2021 Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM Viện Kỹ Thuật Hutech Lớp :17DCTA2 MSSV:1711030347 ỐNG CĂN TRỤC CHÍNH Tỉ lệ: 1:2 BV: 17/23 0.01 A 32 18 50 R1 A Ø54 Ø62+0.02 Ø70 Ø70 Ø62+0.02 Ø54 Người vẽ Dương Quang Tâm Kiểm tra Bùi Thanh Luân 20/05/2021 Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM Viện Kỹ Thuật Hutech Lớp :17DCTA2 MSSV:1711030347 ỐNG CĂN TRỤC PHỤ Tỉ lệ: 1:1 BV: 18/23 9.36 A 10 34.47 6° A 10 M3 6° 10 A-A 16.24 25 Người vẽ Dương Quang Tâm Kiểm tra Bùi Thanh Luân 20/05/2021 Ngắn N1 Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM Viện Kỹ Thuật Hutech Tỉ lệ: 2:1 Lớp :17DCTA2 MSSV:1711030347 BV: 19/23 27.12 9.36 A 6° 10 A M3 10 10 A-A 6° 16.24 25 Người vẽ Dương Quang Tâm Kiểm tra Bùi Thanh Luân 20/05/2021 Ngắn N2 Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM Viện Kỹ Thuật Hutech Tỉ lệ: 2:1 Lớp :17DCTA2 MSSV:1711030347 BV: 20/23 9.36 A 6° 10 36.57 A 10 6° M3 10 A-A 16.24 25 Người vẽ Dương Quang Tâm Kiểm tra Bùi Thanh Luân 20/05/2021 Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM Viện Kỹ Thuật Hutech Lớp :17DCTA2 MSSV:1711030347 Dài N2 Tỉ lệ: 2:1 BV: 21/23 9.36 A 6° 43.93 10 A M3 10 6° 10 A-A 16.24 25 Người vẽ Dương Quang Tâm Kiểm tra Bùi Thanh Luân 20/05/2021 Dài N1 Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM Viện Kỹ Thuật Hutech Tỉ lệ: 2:1 Lớp :17DCTA2 MSSV:1711030347 BV: 22/23 40 10 20 10 35 25 Ø3 15 A 30 R120 A R120 30 A-A Người vẽ Dương Quang Tâm Kiểm tra Bùi Thanh Luân 20/05/2021 Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM Viện Kỹ Thuật Hutech Lớp :17DCTA2 MSSV:1711030347 GÁ NIỀNG Tỉ lệ: 1:1 BV: 23/23 ... nghiệm làm máy hàn mâm tự động thị trường, em mô tả cấu máy sau (hình 2.1) Hình Máy hàn mâm tự động Máy điều khiển bậc tự làm tốt phần khí máy hàn cách xác Đồng thời sử dụng cho nhiều loại mâm có... đồ mạch điều khiển Hệ thống điều khiển có vai trị quan trọng việc điều khiển thiết bị theo yêu cầu đặt Máy máy hàn bán tự động khơng nằm ngồi số Để máy hoạt động ổn định cần phối hợp thành phần... Hình Mâm căm Hình Cơng nhân mơi trường khói hàn Hình Máy hàn mâm tự động Hình 2 Máy hàn lăn bán tự động Hình Cánh tay robot hàn mâm xe rùa Trần