TRẠM TAY GẮP PHÔI VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO VẬT LIỆU

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI ”TRẠM TAY GẮP PHÔI VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO VẬT LIỆU” Giáo viên.TRẠM TAY GẮP PHÔI VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO VẬT LIỆU

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI KHOA CƠ GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ KHOA CƠ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: ”TRẠM TAY GẮP PHÔI VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO VẬT LIỆU” NHÓM 18.05B Giáo viên hướng dẫn: Th.S Trần Quang Khải Sinh viên thực : … Đà Nẵng, 05/2022 LỜI MỞ ĐẦU ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ KHOA CƠ Hệ thống điện tử hệ thống cấu máy có thiết bị điều khiển lập trình có khả hoạt động cách linh hoạt Ứng dụng sinh hoạt, công nghiệp, lĩnh vực nghiên cứu như; máy lạnh, tủ lạnh, máy giặt, máy chụp hình, modul sản xuất linh hoạt, tự động hóa q trình sản xuất thiết bị hổ trợ nghiên cứu thiết bị đo hệ thống kiễm tra Là sinh viên ngành điện tử, chúng em hiểu rõ tầm quan trọng hệ thống điện tử thực tế Hiện lĩnh vực dễ bắt gặp sản phẩm hệ thống điện tử Với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật, hoạt động sản xuất dần thay hệ thống tự động hóa, nhằm đáp ứng nhu cầu sản suất cách nhanh chóng, xác mà đảm bảo giá thành sản phẩm Hiện khoa học công nghệ phát triển, nhiều cơng việc địi hỏi độ xác khả tự động hóa cao Ngồi số cơng việc độc hại, nguy hiểm yêu cầu hệ thống tự động thay để tránh gây ảnh hưởng cho người Do nhóm chúng em tìm hiểu thiết kế đề tài “Trạm tay gắp phôi phân loại sản phẩm theo vật liệu” Với đề tài ứng dụng dây truyền sản xuất tự động, phịng thí nghiệm,…vv Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa, đặc biệt thầy Trần Quang Khải hướng dẫn tận tình cho chúng em, với thời gian tìm hiểu đề tài khơng nhiều kiến thức cịn nhiều hạn chế nên khơng tránh sai sót q trình tìm hiểu Nhóm chúng em mong nhận góp ý thầy, để đề tài chúng hoàn thiện ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ KHOA CƠ MỤC LỤC CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề Trong xu hội nhập kinh tế quốc tế, việc phát triển cơng nghiệp hóa – đại hóa ln Nhà nước ta đặt ưu tiên hàng đầu lĩnh vực phát triển kinh tế, phương châm đắn xuyên suốt trình xây dựng đất nước ta ngày phát triển lĩnh vực công nghệ khoa học kỹ thuật nhiều ngành lĩnh vực khác “đi tắt đón đầu” tiếp thu thành tựu khoa học đại giới để cải tiến kỹ thuật nước nhà, để nước ta khơng cịn lạc hậu khoa học cơng nghệ Nhờ sách đắn mà Việt Nam tiến dần, tiếp cận công nghệ đại giới bước cải thiện hồn thiện tình trạng sản xuất lạc hậu, thủ công, suất nhiều lĩnh vực nguy hiểm có tính chất độc hại đến đời sống người lao động Nâng cao dần mức sống cho người loa động Việc tiếp thu thành tựu khoa học kỹ thuật giới đôi với việc phát triển tầng lớp kế thừa có tri thức cơng nghệ đại đồng thời có trách nhiệm phát huy, sáng tạo kỹ thuật góp phần phát triển khoa học kỹ thuật nước nhà góp phần vào việc thúc đẩy công nghệ đại phát triển giới Nhiều công ty phát triển đội ngũ thợ có tay nghề đủ sức làm chủ máy móc kỹ thuật tiên tiến giới, trường Đại học, Cao đẳng, Trung cấp nghề bước hồn thiện việc đào tạo đội ngũ có kiến thức công nghệ đại Nhận thấy tầm quan trọng hệ thống tự động sản xuất, ngành điện tử, khoa khí, trường đại học bách khoa Đà Nẵng có học phần việc thiết kế hệ thống điện tử nhằm giúp sinh viên bước tiếp cận với công việc sau trường ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ KHOA CƠ Nhìn thấy ứng dụng thiết thực hệ thống tự động sản xuất, nhóm chúng em thiết kế hệ thống “Trạm tay gắp phôi phân loại sản phẩm theo vật liệu” Nhằm ứng dụng hệ thống sản xuất tự động hệ thống MPS việc giảng dạy trường 1.2 Giới thiệu chung phân tích đề tài 1.2.1 Giới thiệu đề tài Hệ thống “Trạm tay gắp phôi phân loại sản phẩm theo vật liệu”, thiết kế dựa hoạt động hệ thống MPS, khơng có nhiều thời gian nên nội dung đồ án nhóm chúng em thiết kế trạm hệ thống MPS Hoạt động MPS trình hoạt động linh hoạt, khâu, trạm hoạt động riêng lẻ dựa theo q trình sản xuất cơng nghiệp, cơng nhân, nhân viên làm công việc riêng tuyến, khâu riêng, công việc họ làm đưa đến hoàn thành sản phẩm cuối Cũng hoạt động MPS công nghiệp, hoạt động MPS mơ hình hệ thống điều khiển hoạt động riêng lẻ trạm hoạt động liên hoàn trạm tạo thành dây chuyền sản xuất dễ tìm thấy việc sản xuất theo cơng nghiệp Sản phẩm khâu trước nguyên liệu đầu vào khâu sau, hoạt động sản xuất khâu hoạt động trước dừng trước cịn khâu hoạt động sau dừng sau Ngồi phải có điều kiện hoạt động, khơng có sản phẩm khâu trước khâu sau khơng hoạt động Chính lý trên, mơ hình hệ thống MPS hoạt động tương tự công nghiệp Hệ thống “Trạm tay gắp phôi phân loại sản phẩm theo vật liệu” hệ thống điều khiển tự động bán tự động nhằm cấp phôi, vận chuyển phơi từ vị trí tới vị trí khác phân loại phơi phơi có thuộc tính kim loại hoạt phi kim để chuẩn bị cho công việc Hệ thống sử dụng khí nén làm nguồn động lực cho hệ thống Tay gắp phôi gồm bậc tự do, chuyển động tay gắp chủ yếu dựa vào hoạt động xi lanh 1.2.2 Ý nghĩa đề tài Hệ thống phân loại sản đời hình thành phát triển giai đoạn kinh tế giới nói chung đất nước đánh dấu thêm bước ngoặt ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ KHOA CƠ quan trọng cho tiến khoa học- công nghệ kĩ thuật thực tế ứng dụng cách tốt cho mục đích cao, khó người Có tầm quan trọng ảnh hưởng lớn đến công nghiệp đặc biệt tình hình nước Việt Nam ta làm tăng nhiều mặt tốt phục vụ cho lại đáng kể cho sống phát triển kinh tế người hứa hẹn phát triển vững mạnh ổn định lâu dài Đồng thời tảng cho phát triển tập đoàn kinh tế giới Một lần khẳng định có vai trị quan trọng cho hoạt động phát triển cung cấp phân phối sản phẩm tới người cách tốt nhất, giúp đời sống người nâng cao Vấn đề số lượng chất lượng sản phẩm thay đổi đáng kể nhận thấy rõ phân hóa đa dạng mẫu mã chủng loại sản phẩm thấy rõ chất lượng ngày nâng cao đáp ứng nhu cầu sức khỏe người cách hoàn hảo Từ thay máy móc thiết bị đại, giảm thiểu lớn thời gian lao động sức tiếp cho trình sản xuất qua trình khác để tạo sản phẩm Nhận thấy mạnh cơng việc khó khăn phức tạp thay máy móc tự động nhiều, người cần điều khiển hệ thống, máy móc, thiết bị… buồng điều khiển riêng biệt Nhờ mà sức khỏe đời sống vật chất tinh thần ngày nâng cao cải thiện cách rõ rệt Không kể từ đời vấn đề sinh thái, nhiễm môi trường sống mức báo động, hay biến đổi khí hậu thiên nhiên có hình thành nhanh chóng gây hậu vơ nguy hiểm Lâu dài làm cho tồn người không bền lâu Bởi vậy, hệ thống phân loại sản phẩm nói riêng nhiều hệ thống tự động khác có ý nghĩa vào kỉ Do người tác động trực tiếp tác hại hậu gây giải pháp tối ưu cho hệ thống tự động cho cơng việc khó khăn phức tạp nhiều nguy hiểm tiềm tàng 1.2.3 Phân tích đề tài Hệ thống “ Trạm tay gắp phôi phân loại sản phẩm theo vật liệu” hoạt động dựa modull điều khiển PLC Các modull hệ thống bao gồm: ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ KHOA CƠ - Modull cấp phơi: bao gồm xi lanh đẩy phôi, ống chứa phôi cấu - khí Modull gắp phơi: tay gắp gồm ba bậc tự do(R-T-T), sử dụng xi lanh - quay hai xi lanh tịnh tiến Modull băng tải phân loại: gồm động để dẫn động băng tải, cấu đẩy phôi sử dụng xi lanh Phân loại sản phẩm sử dụng cảm biến điện dung để phân biệt kim loại phi kim Hệ thống hoạt động nguyên lý điều khiển tuần từ sử dụng PLC để điều khiển hệ thống Các thiết bị đầu vào bao gồm: • Nút nhấn • Cảm biến Các thiết bị ngõ bao gồm: • Xi lanh • Động • Đèn báo Các thiết bị điều khiển: • Van • Relay • PLC 1.3 Các thông số hệ thông Các thơng số hệ thống: - Kích thước tổng quan hệ thống: 800x600x300mm - Hành trình xilanh cấp phơi: 60mm - Kích thước phơi: - Hành trình xi lanh quay: điều chỉnh từ 0-180⁰ - Hình trình duỗi thẳng cánh tay gắp: 60mm - Hành trình xuống cánh tay gắp: 80mm - Hành trình xi lanh kẹp: 16-21mm - Kích thước băng tải: 458mm - Đường kính trục tang băng tải: - Hành trình xi lanh đẩy phôi: 70mm 1.4 Thiết kế sơ đồ kết cấu động học sơ đồ động học hệ thống ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ KHOA CƠ Hình 1.1: Sơ đồ động học hệ thống ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI KHOA CƠ GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ KHOA CƠ Hình1.2: Sơ đồ kết cấu hệ thống ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI 10 GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI KHOA CƠ 35 GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ 3.3 KHOA CƠ Thiết kế mạch điều khiển Mạch điều khiển xem tim của hệ thống làm việc khí nén thủy lực Do nhiệm vụ thiết kế hồn chỉnh mạch điều khiển đảm bảo đắn nguyên lý hoạt động, đơn giản, tin cậy, ổn định linh hoạt quan tâm Dưới mạch điện điều khiển thiết kế phần mềm FluidSim 3.4 Sơ đồ đấu nối toàn hệ thống ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI 36 GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI KHOA CƠ 37 GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ KHOA CƠ CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Kết Sau tính tốn thiết kế phần khí nhóm chúng em xây dựng mơ hình hệ thống Hình 4.1: Mơ hình “Trạm gắp phơi phân loại sản phẩm theo vật liệu” Ưu điểm cua hệ thống: • Hệ thống chủ yếu sử dụng xi lanh khí nén nên dễ dàng lập trình điều khiển • Các cấu khỉ chủ yếu in 3D sử dụng nhơm định hình, nên giá thành rẻ dễ dàng thiết kế lắp ráp • Hệ thống hoạt động ổn định đáp ứng mục tiêu đề • Thời gian đáp ứng nhanh Nhược điểm hệ thống: • Các thiết bị tận dụng từ đồ án cũ nên độ xác khơng cao ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI 38 GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ • KHOA CƠ Các cấu khí in từ máy in 3D nên độ xác, dộ nhám bề mặt thấp • Có sai số lắp đặt • Kích thước phơi nhỏ nên cánh tay gắp phơi nhóm chúng em khơng thiết kế • cấu khí chịu lực thay vào xi lanh khí nén phần chịu lực Trong q trình hoạt động có thời gian tải không hoạt động Việc băng tải dừng quay làm ảnh hưởng đến động Do đề tài chúng em nhỏ nên chưa có mạch để bảo vệ động Sau mơ hình thực tế nhóm chúng em: Hình 4.2: Mơ hình thực tế hệ thống 4.2 Khả ứng dụng Đối với đề tài” Trạm gắp phôi phân loại sản phẩm theo vật liệu”, chúng em lên ý tưởng bắt nguồn từ hệ thống MPS Nhằm phục vụ cho nhu cầu học dạy sinh viên Để làm quen với việc thiết kế lập trình cho hệ thống điện tử Ngồi hệ thống ứng dụng dây chuyền sản xuất tự động, phịng thí nghiệm địi hỏi có thay người robot đảm bảo độ xác khả đáp ứng cơng việc cao Tuy nhiên mơ hình chúng em làm chưa đáp ứng đầy dủ ứng dụng nói lý sau: • Đây mơ hình phục vụ cho việc học tập • Các thiết bị đồ cũ nên độ xác khả đáp ứng khơng cao • Các cấu khí gia cơng máy có độ xác khơng cao 4.3 nên ảnh hưởng lớn đến sai số toàn hệ thống Hướng phát triển Các hướng phát triển hệ thống: • Hồn thiện phần khí để ứng dụng rộng rãi • Thiết kế mạch bảo vệ động • Lắp thêm cảm biến thân xi lanh để điều khiển xác • Thiết kế số trạm khác gia cơng, kiểm tra, đóng gói, lưu kho,… • Thiết kế tủ điện để dễ dàng điều khiển giám sát • Thiết kế hệ thống cấp phơi cách tự động hóa mà khơng cần can thiệp người ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI 39 GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI KHOA CƠ 40 GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ KHOA CƠ PHỤ LỤC Chương trình PLC ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI 41 GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI KHOA CƠ 42 GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI KHOA CƠ 43 GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI KHOA CƠ 44 GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI KHOA CƠ 45 GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI KHOA CƠ 46 GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI KHOA CƠ 47 GVHD: Th.S TRẦN QUANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHÍ KHOA CƠ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hệ thống điều khiển khí nén, PTS Nguyễn Ngọc Phương [2] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, PGS TS Trịnh Chất - TS Lê Văn Uyển [3] Giáo trình cảm biến công nghiệp, Đặng Phước Vinh [4] Điều khiển thủy khí lập trình PLC, TS Ngơ Thanh Nghị [5] Điều khiển logic lập trình PLC, Tăng Văn Mùi – Nguyễn Tiến Dũng [6] Bài giảng khí cụ điện, Đỗ Thế Cần [7] “Hệ Thống MPS” Đại Học SPKT TP.HCM, Th.S Võ Lâm Chương [8] Một số tài liệu khác internet ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CĐT KHẢI 48 GVHD: Th.S TRẦN QUANG ... ứng dụng thiết thực hệ thống tự động sản xuất, nhóm chúng em thiết kế hệ thống ? ?Trạm tay gắp phôi phân loại sản phẩm theo vật liệu? ?? Nhằm ứng dụng hệ thống sản xuất tự động hệ thống MPS việc giảng... hưởng cho người Do nhóm chúng em tìm hiểu thiết kế đề tài ? ?Trạm tay gắp phôi phân loại sản phẩm theo vật liệu? ?? Với đề tài ứng dụng dây truyền sản xuất tự động, phịng thí nghiệm,…vv Chúng em xin chân... TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: ”TRẠM TAY GẮP PHÔI VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO VẬT LIỆU” NHÓM 18.05B Giáo viên hướng dẫn: Th.S Trần Quang Khải Sinh viên thực