TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG
KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG
Hệ thống cấp phôi tự động chuyển đổi máy bán tự động thành máy hoàn toàn tự động Cấu trúc của hệ thống này rất đa dạng, phụ thuộc vào loại phôi, năng suất và thiết kế của máy.
Hệ thống cấp phôi tự động máy là tổ hợp các cơ cấu chấp hành với nhiều chức năng, bao gồm cấp phôi vào vùng gia công, xác định vị trí phôi, kẹp, chuyển phôi và tháo chi tiết đã gia công Mỗi cơ cấu chấp hành thực hiện một chức năng cụ thể, như cơ cấu cấp phôi dạng ổ chứa điều chỉnh số phôi chuyển từ máng tới bộ phận cấp phôi Thanh đẩy có nhiệm vụ đẩy phôi, cữ tỳ xác định vị trí phôi, trong khi cơ cấu kẹp giữ chặt phôi và cơ cấu tháo phôi tháo và đẩy chi tiết khỏi vùng gia công Tất cả các cơ cấu này tạo thành hệ thống cấp phôi tự động máy, hay còn gọi là cơ cấu cấp phôi dạng ổ chứa.
Hệ thống cấp phôi tự động dạng dây chuyền được trang bị các hệ thống vận chuyển phôi giữa các máy, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất Hệ thống này bao gồm nhiều loại kết cấu cơ cấu cấp-tháo, cho phép tự động cung cấp vật liệu gia công như phôi rời, phôi thanh, phôi dây và phôi dạng bột Các tên gọi khác nhau của hệ thống cấp phôi tự động thường chỉ ra chức năng cụ thể, chẳng hạn như “cơ cấu định hướng dạng phễu” thể hiện tính chất công việc, trong khi “cơ cấu cấp phôi rung động” mô tả cách thức di chuyển của phôi nhờ vào rung động từ phễu chứa.
Nguyên lý làm việc và kết cấu của hệ thống cấp phôi tự động phụ thuộc vào dạng phôi gia công, năng suất và loại máy
Vị trí lắp đặt hệ thống cấp phôi tự động cần được xác định dựa trên vùng làm việc của máy hoặc dây chuyền sản xuất, đồng thời phải đáp ứng yêu cầu nhân chủng học để đảm bảo điều kiện làm việc thuận lợi cho các cơ cấu.
Những yêu cầu chủ yếu đối với hệ thống cấp phôi tự động phôi rời là:
An toàn khi làm việc
Hệ số cấp phôi cao (xác suất cấp được phôi vào vị trí đạt giá trị cao)
Có khả năng tích được đủ số lượng phôi trong phễu chứa
Cấp và tháo phôi thuận tiện
Bảo đảm tác dụng nhanh của hành trình chạy không và hành trình làm việc
CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG CẤP PHÔI RỜI
Phôi rời là loại phôi phổ biến trong sản xuất hàng loạt, với đa dạng hình dáng, chủng loại và kích thước Việc phân loại phôi rời rất quan trọng trong việc lựa chọn cơ cấu cấp phôi phù hợp.
Thông thường, phôi rời được phân loại theo hình dáng Trong một số trường hợp dựa vào các tính chất khác của phôi để phân loại
Một số loại phôi rời mà chúng ta thường gặp trong thực tế sản xuất là:
Chi tiết hình trụ có chiều dài lớn hơn đường kính (L > D) có 2 dạng sau:
- Dạng chi tiết có hai trục đối xứng vuông góc nhau
- Dạng chi tiết có 1 trục đối xứng
Chi tiết hình trụ có chiều dài gần bằng đường kính ( L ≈ D/( L=D ± 20%) ) là chi tiết có hai trục đối xứng vuông góc
Chi tiết có chiều dài nhỏ hơn đường kính L ≤ D (L = 0,8.D) cũng là chi tiết có hai trục đối xứng vuông góc nhau
Chi tiết hình trụ có mũ là dạng chi tiết có một trục đối xứng
Ngoài ra, còn có các chi tiết dạng đĩa, bulông, vít, ốc…
1.2.2 Cấu tạo chung của hệ thống cấp phôi rời
Hệ thống cấp phôi đầy đủ cần phải có các thành phần sau đây:
Phễu chứa phôi hoặc ổ chứa phôi
Cơ cấu định hướng phôi
Cơ cấu điều chỉnh tốc độ phôi
Cơ cấu bắt – nắm phôi khi gá đặt và tháo chi tiết sau khi gia công
Mỗi thành phần trong hệ thống có chức năng và nhiệm vụ riêng, cần được bố trí đồng bộ để tạo thành một thể thống nhất về không gian và thời gian Tuy nhiên, không nhất thiết phải có đầy đủ mọi thành phần trong mọi trường hợp; chỉ cần một số thành phần nhất định là đủ Việc phân chia hệ thống thành các thành phần là tương đối, vì có thể kết hợp một số thành phần dựa trên đặc điểm hình dáng và kích thước của phôi, giúp giảm kích thước hệ thống và đơn giản hóa thiết kế, chế tạo và lắp ráp.
Trong quá trình tự động cấp phôi rời, việc định hướng phôi đóng vai trò quan trọng và cũng là thách thức lớn nhất Hình dáng, kích thước và trọng lượng của phôi ảnh hưởng đến khả năng tự định hướng của nó, từ đó quyết định phương pháp định hướng mà hệ thống cấp phôi sẽ áp dụng.
Những chi tiết đơn giản thường được chia thành 2 loại:
Loại phôi có 1 trục đối xứng
Loại phôi có 2 trục đối xứng trở lên
Loại phôi có 2 trục đối xứng trở lên chỉ cần định hướng 1 lần còn những phôi có 1 trục đối xứng thường phải định hướng 2 lần hoặc định hướng kép
Các phương pháp định hướng:
Định hướng bằng tay: Đối với các chi tiết trụ dài (L/D từ 5 10), chi tiết trụ hoặc côn có L/D xấp xỉ bằng 1, các chi tiết khó định hướng tự động
Định hướng tự động: cả 2 bước định hướng diễn ra trong phễu hoặc kết hợp phễu và máng dẫn
Để thiết kế hệ thống cấp phôi tự lựa hiệu quả, việc định hướng phôi cần tuân thủ một số nguyên tắc cơ bản nhằm đảm bảo tính chính xác và dễ dàng trong quá trình vận hành.
+ Cơ cấu định hướng phải tạo điều kiện cho phôi tự nhận lấy vị trí ổn định tự nhiên của nó trong quá trình chuyển động
+ Tìm cách thu nhận lấy những phôi có vị trí đúng và gạt bỏ hoặc sửa chữa lại vị trí
5 của những phôi sai yêu cầu
+ Những phôi bị gạt bỏ phải được vận chuyển ngược về phễu cấp phôi
+ Nếu cơ cấu định hướng có độ tin cậy không cao thì phải bố trí vài ba cơ cấu trên đường vận chuyển phôi
Chi tiết hình lục giác có 6 trục đối xứng, vì vậy chỉ cần định hướng một lần duy nhất Phương pháp định hướng tự lựa sẽ được áp dụng cho chi tiết này Các chi tiết sẽ chuyển động trên máng phễu trong trạng thái nằm.
ĐƯA RA PHƯƠNG ÁN
Vì đây là phôi rời, trong đề tài là phôi có nhiều hơn 2 trục đối xứng nên ta có một số phương án cấp phôi như sau:
1.3.1 Phễu cấp phôi kiểu đĩa quay
Dùng để cấp phôi chi tiết dạng trụ trơn hoặc trụ có bậc nhưng l ≥ d hoặc các phôi có dạng đĩa, vòng
Hình 1.1 Phễu cấp phôi kiểu đĩa quay
Nguyên lý làm việc của phễu cấp phôi kiểu đĩa quay:
Phôi được đổ vào cốc phễu và đĩa quay tròn nhờ hệ thống trục vít-bánh vít, tạo ra sự xáo động cho phôi Khi rãnh trên đĩa ở vị trí thấp nhất, một phôi sẽ rơi vào rãnh, và khi rãnh quay lên vị trí cao nhất, phôi sẽ được vận chuyển ra máng Với nhiều rãnh trên đĩa, quá trình cấp phôi diễn ra liên tục Để giúp phôi dễ dàng rơi vào rãnh, có thể bố trí thêm một số cánh dẫn hướng trên đĩa Đáy phễu được đặt nghiêng khoảng 30 độ so với mặt phẳng nằm ngang.
Giá thành cao Kết cấu đơn giản, dễ gia công Định hướng chính xác Năng suất thấp
1.3.2 Phễu cấp phôi rung động
Hình 2.2 Phễu cấp phôi rung động
1: Phễu 4: Phần ứng từ của nam châm điện 7: Vít 2: Máng xoắn 5: Đế nam châm 8: Đế 3: Lò xo lá 6: Phần cảm ứng từ của nam châm điện 9: Giảm chấn
Nguyên lý làm việc của phễu rung:
Khi cấp nguồn cho phần cảm từ của nam châm điện, dao động kéo phễu sẽ diễn ra, kết hợp với lò xo lá giúp hệ thống dao động cốc phễu chuyển động lên xuống và xoay quanh tâm một góc nhỏ Phôi nằm trong phễu sẽ tản ra xung quanh và tiếp cận đầu mối cánh xoắn, di chuyển theo cánh xoắn từ dưới đáy phễu lên trên cho đến khi ra khỏi phễu Sau khi ra khỏi phễu, phôi sẽ theo máng dẫn vào vị trí gia công.
Năng suất cao Rung động
Phổ biến trên thị trường
Phương án dùng phễu cấp phôi dạng rung động là hợp lý nhất vì các lý do sau:
Cấp phôi thuộc dạng phôi rời từng chiếc cho một máy tự động
Phễu đơn giản dễ gia công và giá thành để thi công không cao
Dễ dàng trong việc điều tiết phôi
Cấp phôi đáp ứng được năng suất đề ra.
GIỚI THIỆU PHỄU RUNG CÓ MÁNG XOẮN VÍT
Cơ cấu cấp phôi rung động với máng xoắn vít được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như gia công cắt gọt, đóng gói dược phẩm, thực phẩm và lắp ráp Thiết bị này cho phép cấp phôi rời một cách chính xác từng chiếc cho các máy riêng lẻ hoặc cho các dây chuyền tự động, nâng cao hiệu suất sản xuất.
Phễu đóng vai trò quan trọng trong việc tích trữ, định hướng và vận chuyển phôi đến máng tiếp nhận; nếu thiếu một trong các chức năng này, cơ cấu cấp phôi sẽ hoạt động kém hiệu quả.
Hình1.3 Cơ cấu cấp phôi rung động
Phễu tròn là thành phần thiết yếu trong cơ cấu cấp phôi rung động, có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất làm việc của hệ thống này Việc phân loại phễu tròn được thực hiện dựa trên hình dáng và phương pháp chế tạo, điều này giúp xác định các đặc tính và ứng dụng của nó trong các quy trình sản xuất.
Phễu tròn hình trụ có máng xoắn vít nằm bên thành trong:
Hình 1.4 Phễu tròn hình trụ
Phễu tròn hình côn có máng xoắn vít nằm bên thành trong:
Hình 1.5 Phễu tròn hình côn
Phễu tổ hợp bao gồm một phễu hình côn làm ổ tích, cùng với phễu hình trụ và máng xoắn vít bên ngoài Chức năng chính của hệ thống này là thu thập phôi và vận chuyển chúng tới máng tiếp nhận cũng như khu vực gia công.
Hình 1.6 Phễu tổ hợp b Phân loại theo phương pháp chế tạo
Phương pháp chế tạo phễu rung: tiện, đúc, hàn
Phễu tiện: thường làm từ nhôm, phần đáy thường có kết cấu tháo lắp để có khả năng điều chỉnh nhanh khi cần cấp phôi loại khác
Phễu đúc: thường được chế tạo có hình côn và trụ
Phễu hàn: thường dùng thép lá, đồng lá và đura Chiều dày của vật liệu được chọn tuỳ thuộc vào kích thước của phễu nằm trong khoảng 1÷5mm
1.4.2 Nguyên lý vận chuyển phôi trên máng xoắn vít Để nghiên cứu cơ cấu cấp phôi kiểu rung động, người ta xét một hệ cơ cấu 4 khâu bản lề chuyển động lắc trong mặt phẳng nằm ngang hoặc nằm nghiêng được mô tả trên hình 1.7 và 1.8
Hình 1.7: Sơ đồ di chuyển phôi trên mặt phẳng nằm ngang
Xét vật A có trọng lượng G đặt trên thanh BC nằm ngang Khi thanh O1B quay phải một góc ∝ - ∝1 với tốc độ góc 𝜔, vật A và thanh BC sẽ chuyển động song phẳng xuống phía dưới.
Gọi gia tốc chuyển động lớn nhất trong hành trình này là a, ta có:
a tđ : là gia tốc theo phương thẳng đứng
a n : là gia tốc theo phương nằm ngang
Khi tay quay O1B quay sang trái 1 góc ∝ - ∝1 với tốc độ góc 𝜔 thì vật A cùng với thanh B chuyển động lên phía trên Khi đó ta có:
Trong chuyển động lên của vật A, gia tốc theo hướng thẳng đứng được ký hiệu là a’tđ và gia tốc theo hướng nằm ngang là a’n Nếu coi 𝜔 = 𝜔 ', thì giá trị của a’tđ và a’n sẽ bằng nhau, tức là atđ = a’tđ và an = a’n Khi đó, hiện tượng đặc biệt có thể xảy ra.
Khi vật A di chuyển cùng thanh BC xuống thấp sang phía phải, nếu lực ma sát Fms nhỏ hơn lực quán tính Fqt, thì vật A sẽ trượt trên thanh BC Điều này có nghĩa là vị trí của vật A so với thanh BC sẽ ở lại phía sau, cho thấy vật A có chuyển động tương đối về phía trái so với thanh BC.
Khi thanh chuyển động lên trên và sang trái, lực Fms tăng lên Nếu Fms lớn hơn Fqt, vật A sẽ bám chắc vào thanh BC, nghĩa là không có chuyển động tương đối giữa vật A và thanh BC.
Tổng hợp một chu trình chuyển động của thanh O1B ta có nhận xét sau đây:
Vật A đã dịch chuyển sang trái một khoảng s so với thanh BC Nếu chu trình tiếp tục, A sẽ lại dịch chuyển sang trái thêm một khoảng s sau mỗi chu trình Quá trình hoạt động liên tục của cơ cấu này sẽ dẫn đến việc A di chuyển tương đối với thanh BC, có xu hướng ra khỏi thanh BC theo thời gian.
Trong trường hợp khi g < atđ thì Fms < 0, lúc này vật A sẽ không còn tiếp xúc với thanh
BC nữa mà nó có bước nhảy tương đối so với thanh BC về phía trái
Xét trường hợp thanh BC đặt trong mặt phẳng nghiêng so với mặt phẳng ngang 1 góc 𝛽
Hình 1.8 Sơ đồ di chuyển phôi trên mặt phẳng nằm nghiêng
Trong phân tích trọng lượng G của vật A, cần chú ý rằng G được chia thành hai thành phần: Gn và Gđ, tương ứng với phương nằm ngang và phương thẳng đứng.
Thiết lập công thức tính toán Fms, Fqt theo giá trụ Gđ và Gn, atđ và an ta có nhận xét sau:
Khi thanh BC di chuyển sang phải và xuống dưới, vật A cần có khả năng chuyển động tương đối sang bên trái Điều này chỉ xảy ra khi đáp ứng đủ các điều kiện nhất định.
Khi thanh quay về phía bên trái và lên phía trên thì điều kiện để vật không trượt trên thanh BC thì:
Nếu cả hai điều kiện được thỏa mãn, vật A sẽ di chuyển một khoảng s so với thanh BC sau một chu trình chuyển động của thanh O1B Khi cơ cấu hoạt động liên tục, vật A sẽ dịch chuyển sang phía trái và có xu hướng rời khỏi thanh.
Dựa trên kết quả tính toán, các kiểu phiễu rung động đã được chế tạo theo nguyên lý này (hình 1.8) Trong đó, thanh BC được thay thế bằng một cánh xoắn có góc nghiêng 𝛽, nhằm tăng chiều dài và cho phép vật A di chuyển trên khoảng chiều dài lớn hơn Điều này giúp vật A có thêm thời gian để định hướng và điều chỉnh vị trí trước khi được chuyển đến máng phôi.
Cấu trúc 4 khâu bản lề trong sơ đồ nguyên lý đã được thay thế bằng cơ cấu rung động dựa trên thanh đàn hồi, sử dụng lực tạo rung từ nam châm điện từ Bộ tạo rung kiểu này mang lại nhiều ưu điểm vượt trội.
THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠ KHÍ CỦA HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG
TÍNH TOÁN PHỄU
2.1.1 Chọn vật liệu chế tạo phễu
Phễu cấp phôi rung động được chế tạo từ thép cachen kết cấu (CT3), với cánh xoắn hình vành khăn Đường kính ngoài của cánh xoắn gần bằng đường kính trong của phễu, và chúng được hàn vào thành trong của phễu theo hình xoắn ốc.
Thành phần hoá học va cơ tính của thép CT3
2.1.2 Các thông số hình học của phễu
Chọn phễu cấp phôi rung động có dạng hình trụ
Cơ cấu cấp phôi rung động cần cung cấp phôi liên tục cho máy, đồng thời đảm bảo năng suất công nghệ thực tế Qp lớn hơn năng suất của máy Qm khoảng 1,3 lần.
K 1 : hệ số tăng năng suất của máy, K 1 = (1,3…1,5)
- Tốc độ vận chuyển chi tiết theo máng của cơ cấu cấp phôi rung động:
L: chiều dài của chi tiết
K 2 : hệ số dự phòng năng suất (K 2 = 0,8)
K 3 : hệ số cấp phôi định hướng
m: số trạng thái được chấp nhận (m= 1)
n: tất cả số trạng thái của chi tiết có trên máng (n = 3)
- Thông số hình học của phễu:
Góc nâng lớn nhất m ax của máng
1,8 m o m o m tg f tg arctg f tg arctg tg
f = 0,35: hệ số ma sát tinh giữa phôi và máng
0 15 o : góc nghiêng tối ưu của nhíp (thép lá)
Chọn đường kính phễu D = 400 mm
Chiều dày thành phễu 2 mm
- Bước xoắn của máng là:
- Chiều rộng của cánh xoắn là:
B r Trong đó: r - là đường kính lớn nhất của phôi
Cánh xoắn được làm bằng thép CT3 có độ dày là 2mm
Cánh xoắn được gắn lên thành phễu bằng cách hàn hồ quang điện
Dung lượng E của phễu phải có khả năng chứa được số chi tiết đủ cho máy làm việc trong khoảng thời gian là: tmax= 4 (giờ) = 240 (phút)
Số chi tiết z có khả năng được xếp thành một lớp trong phễu:
r i = 1, 2, 3: số lần đường kính phôi
- Số lớp phôi có khả năng được xếp cùng lúc trong toàn bộ dung lượng của phễu:
z (lớp) Chiều cao H của phễu
h c : chiều cao của chi tiết
Chiều cao dự phòng của phễu được tính bằng ∆( ∆=1,5.h c ) để đảm bảo an toàn và hiệu quả khi sử dụng Đáy phễu được chế tạo từ thép CT3 có hình côn ngược 170 độ, giúp cho việc đổ phôi vào phễu trở nên dễ dàng hơn Khi phôi được đổ vào, nó sẽ tự động lăn ra thành phễu và đi lên theo cánh xoắn khi hệ thống dao động hoạt động.
Hình 2.2 Mô hình 2D Đỏy phễu gắn với lừi sắt, lừi sắt này được chế tạo từ 1 miếng thộp cú kớch thước ỉ = 250 (mm), h = 10 (mm)
Xác định khối lượng của phễu:
Chia phễu ra các phần đơn giản để tính khối lượng:
mt: khối lượng thành phễu
mm: khối lượng máng phễu
md: khối lượng đáy phễu
mo: khối lượng đế phễu p t m d o
M m m m m =4+1,47+1,766+3,826,062 (kg) Khối lượng của tất cả chi tiết được chất lên phễu m ct = 0,02.250= 5 (kg)
KÍCH THUỚC ĐẾ
Để đảm bảo hệ thống dao động hoạt động hiệu quả và năng suất ổn định trong quá trình làm việc, trọng lượng của phần đế máy cần phải lớn hơn từ 3 đến 5 lần so với trọng lượng của phễu.
Chọn vật liệu chế tạo đế là thép CT3
Chọn đường kính D = 320 mm Như vậy chiều cao của đế sẽ là:
ĐỊNH HƯỚNG PHÔI TRÊN MÁNG XOẮN
2.3.1 Giới thiệu về vấn đề định hướng phôi rời
Trong quá trình tự động cấp phôi, định hướng phôi là vấn đề quan trọng và khó khăn nhất Hình dạng, kích thước và trọng lượng của phôi ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tự định hướng của nó, từ đó quyết định phương pháp định hướng mà hệ thống cấp phôi sử dụng.
Trong các cơ cấu cấp phôi rung động thì việc định hướng phôi xảy ra trong quá trình chuyển động của nó theo máng xoắn vít
Có 2 phương pháp định hướng phôi là:
Chủ động: tất cả các phôi được định hướng không phụ thuộc vào vị trí của chúng ở trong máng xoắn vít
Trong quá trình cấp phôi, chỉ những phôi có vị trí chính xác mới được chuyển đến vị trí tiếp nhận, trong khi những phôi không đạt yêu cầu sẽ rơi trở lại phễu chứa Để thiết kế hệ thống cấp phôi hiệu quả, việc định hướng phôi cần tuân thủ một số nguyên tắc cơ bản.
Phải tạo điều kiện cho phôi tự nhận lấy vị trí ổn định tự nhiên của nó trong quá trình chuyển động
Tìm cách thu nhận lấy những phôi có vị trớ đúng và gạt bỏ hoặc sửa chữa những phôi có vị trí sai
Những phôi bị gạt bỏ phải được vận chuyển ngược trở lại phễu cấp phôi
Nếu cơ cấu định hướng có độ tin cậy không cao thì cần bổ sung vài ba cơ cấu trên đường vận chuyển phôi
2.3.2 Thiết kế cơ cấu định hướng phôi nguyên liệu trên máng xoắn
2.3.2.1 Các trạng thái và lưu đồ di chuyển của phôi nguyên liệu trên máng xoắn
Hình 2.3 Các trạng thái của phôi nguyên liệu
Hình 2.4 Lưu đồ di chuyển của phôi
2.3.2.2 Thiết kế cơ cấu định hướng phôi nguyên liệu trên máng xoắn
Hình 2.5 Sơ đồ lưu chuyển phôi nguyên liệu trong phễu rung
Hình 2.6 Sơ đồ lưu chuyển phôi nguyên liệu trong phễu rung
Tính toán kích thước L,L1,H của cơ cấu định hướng phôi
Kích thước máng xoắn tại vị trí định hướng 1 cần được thiết kế để đảm bảo phôi nguyên liệu di chuyển một cách hiệu quả Trong quá trình này, các trạng thái không đúng A sẽ bị loại bỏ và rơi ngược lại phễu, trong khi các trạng thái B và C sẽ tiếp tục di chuyển Do đó, kích thước L của máng xoắn tại vị trí 1 phải đáp ứng các điều kiện cụ thể để tối ưu hóa quá trình xử lý.
- d: đường kính lớn nhất của phôi (d$,5mm)
- l: chiều cao của phôi (l= 9,5mm)
- L: kích thước máng xoắn tại vị trí 1
Để đảm bảo phôi nguyên liệu di chuyển hiệu quả trên máng xoắn, trạng thái không đúng C sẽ bị loại bỏ và rơi ngược lại vào phễu, trong khi trạng thái B tiếp tục xuống băng tải Do đó, kích thước L1 và H tại vị trí định hướng 2 nơi bố trí tay gạt phôi cần phải thỏa mãn các điều kiện nhất định.
và L 1 5, 25 Vậy ta chọn: H = 12 (mm) và L1 = 6 (mm)
Trong quá trình di chuyển của phôi nguyên liệu trong phễu, các phôi có trạng thái sai sẽ bị loại bỏ khi đi qua các vị trí trên máng và rơi ngược lại vào phễu Chỉ có phôi ở trạng thái đúng (trạng thái B) sẽ tiếp tục di chuyển xuống băng tải.
MÁNG DẪN PHÔI
2.4.1 Cấu tạo máng dẫn phôi
Máng dẫn phôi là bộ phận quan trọng trong hệ thống cấp phôi, có nhiệm vụ dẫn phôi từ phễu đến vị trí gia công hoặc từ vị trí gia công đến bộ phận tích trữ phôi cho giai đoạn tiếp theo Máng dẫn phôi hiện diện từ lúc cấp phôi cho đến khi thành phẩm được tạo ra Các loại kết cấu máng dẫn phôi được thiết kế tương ứng với hình dáng, kích thước và trọng lượng của phôi.
Máng có kết cấu như hình 4.4 được thiết kế cho các chi tiết nhẹ, cho phép phôi lăn hoặc trượt trên đáy mà không làm hỏng bề mặt Tuy nhiên, khi phôi có trọng lượng lớn, cần chú ý đến việc sử dụng máng phù hợp để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận chuyển.
22 và cần bảo vệ bề mặt phôi ta giảm diện tích tiếp xúc giữa phôi và máng dẫn hoặc gắn các con lăn trên đáy máng
Hình 2.7 Cấu tạo máng dẫn phôi
Hình a, b, c, d là máng chữ nhật dùng cho các chi tiết trụ có l/d < 3,5 và các chi tiết dẹt có chiều dày nhỏ hơn đường kính nhiều lần
Hình e là máng chữ T dùng cho các chi tiết trụ có mũ dạng bu lông
Hình f: máng chữ V, hình g: máng chữ C dùng cho các chi tiết trụ có l/d > 3,5
Hình i: máng chữ U có rãnh dùng cho các chi tiết có mũ theo phương pháp đổ phôi vào máng
Hình j: máng chữ T ngược dùng cho các phôi có dạng hơn nữa hình trụ
Hình m: máng một thanh treo
Hình n: máng hai thanh đỡ
Trong quy trình sản xuất, trọng lượng của chi tiết cấp phôi thường được sử dụng để định hướng và di chuyển phôi đến vị trí gia công hoặc lắp ráp một cách hiệu quả.
Hình 2.8 Phôi di chuyển trên máng dẫn nhờ trọng lượng
Đề tài yêu cầu cấp phôi có hình dạng hình trụ với hai trục đối xứng, vì vậy chúng tôi đã chọn máng dẫn phôi hình chữ nhật như hình dưới đây.
Hình 2.9 Cấu tạo máng dẫn phôi sử dụng trong đề tài
2.4.2 Tính toán máng dẫn phôi Để phôi di chuyển được trên máng ta phải tác dụng lực vào phôi Có nhiều cách tạo ra lực di chuyển phôi như:
Dùng trọng lực của phôi bằng cách đặt máng nghiêng một góc so với phương
Khi phôi nằm ngang, nếu phôi lăn, độ dốc của máng nên nằm trong khoảng 50 đến 70 độ Ngược lại, nếu phôi trượt, góc nghiêng của máng cần phải lớn hơn góc ma sát giữa phôi và đáy máng, thường khoảng 30 độ.
Dùng phương pháp rung động
Dùng lực cơ khí hoặc thủy lực để đẩy phôi
Phôi di chuyển trong máng của đề tài nhờ vào lực rung động từ phễu rung, trong khi máng rung được đặt nghiêng 30 độ so với mặt phẳng ngang, giúp phôi trượt xuống dễ dàng mà không bị kẹt.
Khi xác định chiều cao của máng cho chi tiết dạng trượt, cần lưu ý đến kích thước kẹt phôi, hay còn gọi là điều kiện kẹt phôi.
Trong hình vẽ, một phôi với kích thước L và D đang trượt trong máng có chiều rộng H Trong quá trình trượt, phôi có khả năng bị nghiêng, như được thể hiện trong hình.
+ Khi phôi chạm vào máng tại điểm A thì phôi sẽ chịu tác dụng của các lực pháp tuyến
N và lực ma sát F Hợp lực của chúng là T, T tạo với N một góc β là góc ma sát, đường chéo OA tạo với N một góc α
Hình 2.10 Lực tác dụng khi phôi trượt trong máng
Nếu α> β thì T sẽ tạo với điểm A một mômen mà mômen đó sẽ làm cho phôi bớt nghiêng nghĩa là phôi hết kẹt
Nếu α= IN2, IN1 IN2, IN1 IN2
When comparing two similar data types, if the comparison condition is satisfied, the output will indicate a level of 1 = TRUE (high impact); otherwise, it will indicate the opposite The data types that can be compared include SInt, Int, Dint, USInt, UDInt, Real, Lreal, String, Time, DTL, and Constant.
Timer trễ không nhớ TON sẽ tự động reset và ngừng hoạt động khi ngõ vào IN ngừng tác động Việc thay đổi PT trong quá trình hoạt động của Timer sẽ không ảnh hưởng đến chức năng của nó.
Lệnh cộng ADD: OUT = IN1 + IN2
Lệnh trừ SUB : OUT = IN1 - IN2
Tham số IN1, IN2 phải cùng kiểu dữ liệu: Sint, Int, Dint, USInt, Uint, UDInt, Real, Lreal, Constant
Tham số OUT có kiểu dữ liệu: Sint, Int, Dint, USInt, Uint, UDInt, Real, Lreal
Tham số ENO sẽ bằng 1 nếu quá trình thực thi không gặp lỗi, trong khi đó ENO sẽ bằng 0 khi có lỗi xảy ra Một số lỗi có thể phát sinh trong quá trình thực thi lệnh này.
Kết quả toán học nằm ngoài phạm vi của kiểu dữ liệu
Real/Lreal: Nếu một trong những giá trị đầu vào là NaN sau đó được trả về NaN
ADD Real/Lreal: Nếu cả hai giá trị IN là INF có dấu khác nhau, đây là một khai báo không hợp lệ và được trả về NaN
Di chuyển và chuyển đổi dữ liệu
Bảng 3 7 Tập lệnh di chuyển
Lệnh Move di chuyển nội dung ngõ vào IN đến ngõ ra OUT mà không làm thay đổi giá trị ngõ IN
EN: cho phép ngõ vào
ENO: cho phép ngõ ra
IN: nguồn giá trị đến
Hình 3 2 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C AC/DC/Relay
Hình 3 3 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/Relay
Hình 3 4 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/DC.
PHẦN MỀM Tia – Portal v13
3.3.1 Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic
Step 7 Basic hệ thống kỹ thuật đồng bộ đảm bảo hoạt động liên tục hoàn hảo, thông minh, trực quan cấu hình phần cứng kỹ thuật, cấu hình mạng, lập trình, chuẩn đoán và nhiều hơn nữa một cách trực quan dễ dàng để tìm hiểu và dễ dàng để hoạt động
3.3.2 Các bước tạo một project
Bước 1: Từ màn hình desktop nhấp đúp chọn biểu tượng TIA Portal V13
Hình 3 5 Biểu tượng phần mềm TIA - Portal V13
Bước 2: Click chuột vào “Create new project” để tạo dự án
Bước 3: Nhập tên dự án vào “Project name” sau đó nhấn “Create”
Hình 3 7 Đặt tên cho dự án
Hình 3 8 Chọn cấu hình cho thiết bị
Bước 5: Chọn “add new device”
Hình 3 9 Thêm thiết bị mới
Bước 6: Chọn loại CPU PLC sau đó chọn “add”
Bước 7: Project mới được hiện ra
Hình 3 11 Một project mới được tạo ra
Nguyên lí hoạt động của phễu rung
Hoạt động của phễu rung được điều khiển bởi 2 cảm biến S1 được bố trí trên máng và một cảm biến S2 được bố trí trong ổ tích như hình
Hình 3.13 Nguyên lý hoạt động của phễu rung
Khi nhấn nút start, phễu rung sẽ hoạt động, cho phép phôi di chuyển từ phễu đến máng Cảm biến S1 sẽ nhận diện sản phẩm đầu tiên, và phễu rung sẽ tiếp tục hoạt động cho đến khi cả S1 và S2 đều thấy sản phẩm, lúc này phễu sẽ dừng lại Sau khi S2 xác nhận có sản phẩm, xi lanh tự động hạ xuống một bậc tương ứng với độ dày của phôi Phễu sẽ khởi động lại khi S2 không còn nhận diện sản phẩm Nhờ vào quy trình này, ngoài chu kỳ đầu tiên, các chu kỳ tiếp theo sẽ luôn có phôi dự trữ trên máng, đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục trong khi chờ phễu rung cung cấp phôi cho chu kỳ tiếp theo.
Hình 3.14 Lưu đồ điều khiển
3.3.4 Lập bảng địa chỉ ngõ vào và ra của thiết bị
Bảng 3.8 Địa chỉ ngõ vào và ra của thiết bị
Tên thiết bị Địa chỉ Chú thích
Start I0.0 Nút khởi động hệ thống
Stop I0.1 Nút dừng hệ thống
S2 I0.3 Cảm biến blue Q0.0 Đèn báo hoạt động
KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
➢ Những kết quả đạt được:
− Đưa ra những phương án truyền động phù hợp cho mô hình hệ thống
− Thực hiện việc tính chọn thiết bị phù hợp với yêu cầu
− Xây dựng bản vẽ chế tạo và bản vẽ lắp hệ thống trên phần mềm SolidWork
Hình 4.1 Mô hình phễu rung cấp phôi
Hình 4.2 Bản vẽ lắp phễu rung cấp phôi
Hình 4.3 Bản vẽ đế dưới
Hình 4.4 Bản vẽ đế trên
Hình 4.5 Bản vẽ đế xi lanh
Hình 4.6 Bản vẽ trụ xi lanh
Hình 4.7 Bản vẽ thân xi lanh
Hình 4.8 Bản vẽ giá đỡ dưới
Hình 4.9 Bản vẽ giá đỡ trên
Hình 4.13 Bản vẽ thanh nối
Hình 4.14 Bản vẽ lõi thép
Hình 4.15 Bản vẽ thanh chữ E
