Đồ án môn học đề tài thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG 🙢🕮🙠 ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO Giáo viên hướng dẫn : TS GV Đặng Thái Việt Sinh viên thực : Trần Hạo Nam – 20195116 Lớp : Cơ điện tử 01 – K64 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Với mục tiêu đưa đất nước ngày phát triển giàu mạnh, đại tiến tới hội nhập giới phát triển cơng nghiệp đóng vai trị định q trình Địi hỏi ngành cơng nghiệp phải có suất lao động cao, giảm thiểu sức lao động người, áp dụng hệ thống tự động hóa cơng nghiệp giải pháp thiết thực Xét điều kiện cụ thể nước ta cơng cơng nghiệp hố đại hố sử dụng ngày nhiều thiết bị điều khiển tự động q trình sản xuất, gia cơng, chế biến sản phẩm… điều dẫn tới việc hình thành hệ thống sản xuất linh hoạt, cho phép tự động hoá mức độ cao sản xuất hàng hoạt nhỏ vừa sở sử dụng máy CNC, robot cơng nghiệp Trong có khâu quan trọng ảnh hưởng hưởng đến chất lượng hàng hoá đầu hệ thống phân loại sản phẩm Đồ án thiết kế hệ thống sản xuất tự động với đề tài “Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm” nghiên cứu cứu nhằm củng cố kiển thức học trường với ứng dụng bên ngồi thực tế Đề tài có nhiều ứng dụng quan trọn nhiều lĩnh vực vận chuyển sản phẩm, đếm sản phẩm, phân loại sản phẩm Với hệ thóng tự động hố giảm thiểu nhân cơng kèm với giảm chi phí sản xuất Em xin chân thành cảm ơn thầy Đặng Thái Việt hướng dẫn tận tình, tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho em tìm hiểu, nghiên cứu phát triển hoàn thiện đề tài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 1.1 Khái niệm ứng dụng Đặt vấn đề Ở nước ta có nhiều sức lao động việc th nhân cơng rẻ bên cạnh người thủ cơng nên sai xót khơng ổn định Tuy việc cơng nhân dồi dao nguồn lực chất lượng cao hạn chế, tác phong làm việc hạn chế Năm 2010, có đến 19,5 triệu lao động Việt Nam làm việc ngành nghề khơng địi hỏi trình độ chun mơn chun mơn thấp Phần lớn doanh nghiệp phải đào tạo nghề cho công nhân Công nhân không lành nghề dẫn đến sản phẩm chất lượng thấp, suất không cao, sản phẩm làm không nhiều đơn vị thời gian Các hoạt động thủ cơng thương ta nói chung hoạt động phân loại sản phẩm thủ cơng nói riêng cịn tốn nhiều cơng sức nhân công Những ngành nghề phân loại sản phẩm độc hại phân loại rác phân loại chất hóa học độc hại cơng nhân tham gia hoạt động phân loại nguy hiểm đến sức khỏe ảnh hưởng đến xuất q trình Tốc độ đổi cơng nghệ cịn chậm, chưa đồng chưa có định hướng phát triển rõ rệt Phần lớn doanh nghiệp nước ta sử dụng công nghệ tụt hậu so với nước giới từ 2-3 hệ 80%-90% công nghệ nước ta sử dụng công nghệ nhập 76% cơng nghệ máy móc nhập thuộc thập niên 50-60, 50% công nghệ đồ tân trang Sự lạc hậu công nghệ tạo chất lượng sản phẩm thấp, điều gây cho hàng hóa gặp nhiều khó khắn vấn đề cạnh tranh giá thị trường Trên giới ứng dụng nhiều hệ thống tự động hóa sản xuất họ nhân mạnh mơ hình Số lượng cơng nhân chất lượng cao lớn, trình độ chun mơn cao dẫn đến chất lượng sản phẩm giá thành cạnh tranh khơng nước mà cịn suất khắp giới như: Trung Quốc, Nhật Bản, Anh, Pháp, Đức… Khi sản phẩm được sản xuất ra, được tự động sắp xếp đều băng chuyền Bên cạnh băng chuyền có đặt các thiết bị để nhận biết phân loại phụ thuộc vào sản phẩm Khi sản phẩm tác động thiết bị phân loại chúng sẽ được đẩy vào hộp nằm các băng chuyền khác Các sản phẩm lại sẻ băng chuyền tiếp tục mang đến thùng hàng, thông qua hệ thống đếm tự động đủ số lượng quy định hệ thống sẻ tư động dừng khồng thời gian để đóng gói sản phẩm Hệ thống hoạt động tuần tự cho đến có lệnh dừng Người công nhân chỉ việc tới lấy hộp xếp lên xe đẩy đưa vào kho hàng Hoạt động phân loại phân loại tự động có điểm mạnh xuất tính xác cao, cần sức người mà đạt hiệu nên cạnh tranh chất lượng thị trường Bên cạnh khơng phải doanh nghiệp vừa nhỏ nước ta đầu tư số tiền lớn để mua hệ thống tự động hóa hồn chỉnh từ nước ngồi Hệ thống phân loại gì? Hệ thống phân loại việc thực phân loại hàng hoá theo điểm đến định Các sản phẩm phân chia cách tự động theo đặc tính mã vạch gắn sản phẩm Hệ thóng phân loại phổ biến băng tải tự động, chúng di chuyển sản phẩm chuyển hướng đến điểm cụ thể Sử dụng hệ thống phân loại tự động nhanh hơn, xác an tồn so với việc phân loại thủ công Các phương pháp phân loại sản phẩm tự động Tùy vào độ phức tạp yêu cầu loại sản phẩm mà ta đưa phương pháp phân loại sản phẩm khác Hiện có số phương pháp phân loại sản phẩm ứng dụng nhiều đời sống như: - Phân loại sản phẩm theo kích thước - Phân loại sản phẩm theo màu sắc - Phân loại sản phẩm theo khối lượng - Phân loại sản phẩm theo mã vạch - Phân loại sản phẩm theo vật liệu … Vì có nhiều phương pháp phân loại sản phẩm khác nên có nhiều thuật toán hướng giải khác cho sản phẩm, đồng thời thuật tốn đan xen, hỗ trợ lẫn Ví dụ muốn phân loại vải phải phân loại kích thước màu sắc, nước uống( bìa, nước ngọt) cần phân loại theo chiều cao, khối lượng, phân loại xe theo chiều dài, khối lượng, phân loại gạch theo hình ảnh, kích thước Phân loại sản phẩm to nhỏ sử dụng cảm biến quang: sản phẩm chạy băng chuyền ngang qua cảm biến thứ chưa kích cảm biến thứ hai phân loại vật thấp nhất, sản phẩm qua hai cảm biến đồng thời phân loại vật cao Phân loại sản phẩm dựa vào màu sắc sản phẩm: sử dụng cảm biến phân loại màu sắc đặt băng chuyền, sản phẩm ngang qua cảm biến nhận biết sản phẩm thuộc màu cửa phân loại tự động mở để sản phẩm phân loại Phát màu sắc cách sử dụng yếu tố tỉ lệ phản chiếu màu chính(ví dụ màu đỏ, màu xanh cây, màu xanh trời) phản xạ màu khác theo thuộc tính màu đối tượng Ứng dụng thực tế Phân loại sản phẩm toán ứng dụng nhiều sống Dùng sức người, cơng việc địi hỏi tập trung cao có tính lặp lại, nên cơng nhân khó đảm bảo xác cơng việc Chưa kể đến có phân loại dựa chi tiết kỹ thuật nhỏ mà mắt thường khó nhận Điều ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng sản phẩm uy tín nhà sản xuất Vì vậy, hệ thống tự động nhận dạng phân loại sản phẩm đời phát triển tất yếu nhầm đáp ứng nhu cầu cấp bách Tùy vào mức độ phức tạp yêu cấu phân loại, hệ thống phân loại có quy mơ lớn, quy mơ nhỏ khác Tuy nhiên có đặc điểm chung chi phí cho loại quy mô lớn, đặc biệt điều kiện việt Nam Vì đa số hệ thống phân loại tự động đa phần áp dụng vào các hệ thống phân loại có u cầu phức tạp, cịn lượng lớn doanh nghiệp việt nam sử dụng trực tiếp sức lao động người để làm việc Bên cạnh băng chuyền để vận chuyển sản phẩm yêu cầu cao đặt phải có hệ thống phân loại sản phẩm Còn nhiều loại phân loại sản phẩm tùy theo yêu cầu nhà sản xuất như: phân loại sản phẩm theo kích thước, phân loại sản phẩm theo màu sắc, phân loại sản phẩm theo khối lượng, phân loại sản phẩm theo mã vạch, phân loại sản phẩm theo hình ảnh… Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà điều khiển tự động hóa đóng vai trị quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý, cơng nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin… Nhằm mục tiêu tăng suất lao động, giảm sức người,độ xác cao, giá thành hạ, nâng cao chất lượng sản sản xuất; sản phẩm công nghệ địi hỏi ngày hồn thiện tối ưu Trong đó, hệ thống băng tải phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm quan trọng tất ngành công nghiệp, nhà máy Ra đời từ lâu có vai trị quan trọng nhờ ưu điểm như: cấu tạo đơn giản, bền vững, có khả vận chuyển nguyên vật liệu theo phương nằm ngang, nghiêng với khoảng cách từ gần đến xa, làm việc êm, suất cao mà tiêu hao lượng khơng lớn Chính nhờ ưu điểm mà hệ thống băng tải ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp khai khống, cơng ngiệp chế biến thực phẩm, vận chuyển hàng hóa, ứng dụng bến cảng Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động chung hệ thống phân loại sản phẩm: Nguyên lý hoạt động hệ thống phân loại sản phẩm nói chung chia làm ba giai đoạn chính: Giai đoạn 1: Tại giai đoạn ta dùng hệ thống để cấp phơi, tuỳ vào kích thước, hình dạng loại sản phẩm cần phân loại mà ta thiết kế hệ thống cấp phôi khác Giai đoạn 2: Sau cấp phơi ta dùng cảm biến để nhận biết đặc tính sản phẩm theo yêu cầu Ví dụ phân loại theo chiều cao, màu sắc,… Sau ghi nhận đặc tính, động kéo băng tải hoạt động đưa sản phẩm theo chiều quay động Tại vị trí phân loại phù hợp có tổ hợp cụm cảm biến hồng ngoại (nhằm nhận biết sản phẩm cần phân loại tới vị trí chưa) xy lanh khí nén (nhằm đẩy sản phẩm vào máng phân loại Đối với cảm biển đọc đặc tính sản phẩm, ta dùng vi điều khiển (ESP 32) để đọc tín hiệu, sau vi điều khiển giao tiếp với PLC S7 1200 tín liệu digital kích lên 24V qua transitor từ vi điều khiển Giai đoạn 3: Đẩy sản phẩm vào thùng chứa tương ứng qua máng Kết hợp việc giao tiếp với vi điều khiển đọc tín hiệu từ cảm biến hồng ngoại, PLC S7 1200 điều khiển xy lanh hoạt động nhằm đẩy sản phẩm cần phân loại vào khu vực chứa tương ứng Yêu cầu kỹ thuật Mục tiêu chung hệ thống: kiểu dáng nhỏ gọn, dễ lắp đặt bảo trì Mục tiêu cụ thể: Tự động hoá: chuyển dịch dần cấu nhân lực thủ cơng sang thực hồn tồn máy móc, giảm sai sót người Năng suất: tiết kiệm thời gian phân loại, đẩy nhanh tiến độ sản xuất Vận hành: hệ thống vận hành đơn giản, giao diện thân thiện, dễ bảo trì Kết nối: liệu gửi máy chủ giúp người quản lí nắm bắt chặt chẽ q trình sản xuất An tồn: hệ thống vận hành ổn định, độ tin cậy cao CHƯƠNG 2: CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG 2.1 Tổng quan hệ thống băng tải Hệ thống khí: - Động chiều: - Dây dẫn khí: - Băng tải - Khay đựng sản phẩm - Khung đỡ - Hộp cấp sản phẩm: - Piston cấp phôi - Piston phân loại - Van điện áp: Hệ thống điều khiển: - Nguồn 24 VDC - Vi Điều Khiển ESP - 32 - Module PLC S7 1200 - Cảm biến 2.2 Băng tải Băng tải (băng chuyền) hiểu đơn giản máy khí dùng để vận chuyển đồ vật từ điểm sang điểm khác, từ vị trí A sang vị trí B Thay vận chuyển sản phẩm cơng nhân vừa tốn thời gian, chi phí nhân công lại tạo môi trường làm việc lộn xộn băng chuyền tải giải điều Nó giúp tiết kiệm sức lao động, số lượng nhân công, giảm thời gian tăng suất lao động Cấu tạo băng tải cơng nghiệp Khung băng tải: Thường làm nhơm định hình, thép sơn tĩnh điện Inox Mặt băng tải belt lăn: Thường dây băng PVC dầy 2mm 3mm dây băng PU dầy 1.5mm Bộ điều khiển băng tải: PLC, Biến tần, Speed controller, Cảm biến, Rơ-le, Contactor… Con lăn kéo/con lăn chủ động thép mạ kẽm nhơm có Ø50, Ø60, Ø76, Ø89, Ø102 … Con lăn đỡ/con lăn bị động thép mạ kẽm inox có Ø25, Ø32, Ø38 Băng tải truyền động xích đai Động giảm tốc cơng xuất từ 25W đến 2.2KW Hình ảnh mơ tả cấu tạo băng tải thường thấy công nghiệp Băng tải cao su: Chịu nhiệt, sức tải lớn Hệ thống băng chuyền băng tải cao su hệ thống vận chuyển nguyên liệu mang lại hiệu kinh tế cao so với hệ thống chức Hệ thống vận chuyển nguyên liệu Băng tải cao su lắp đặt địa hình, khoảng cách Hình ảnh mơ tả băng tải cao su Băng tải xích: Khá tốt ứng dụng tải dạng chai, sản phẩm cần độ vững Băng tải xích chủ yếu sử dụng để vận chuyển tải nặng đơn vị, ví dụ nâng hàng, hộp lưới điện, đồ chứa công nghiệp Những băng tải hai sợi dây chuyền cấu hình Tải đặt dây chuyền, ma sát kéo tải phía trước Hình ảnh mơ tả băng tải xích Nhiều ngành cơng nghiệp sử dụng cơng nghệ băng tải xích dây chuyền sản xuất họ Ngành công nghiệp ô tô thường sử dụng hệ thống băng tải xích để truyền tải phụ tùng xe thông qua nhà máy sơn Băng tải lăn Gồm loại: băng tải lăn nhựa, băng tải lăn nhựa PVC, băng tải lăn thép mạ kẽm, băng tải lăn truyền động motor Băng tải lăn giải pháp phù hợp để vận chuyển sản phẩm với trọng lượng từ nhẹ, trung bình đến nặng, mơi trường thơng thường đến mơi trường có hóa chất ăn mịn, bụi bặm… Hình ảnh mơ tả băng tải lăn Băng tải đứng: Vận chuyển hàng hóa theo phương hướng lên thẳng đứng Băng tải đứng thường gọi thang máy thang máy vận chuyển hàng hóa Nó dùng để vận chuyện sản phẩm hàng hóa dạng hộp từ vị trí thấp lên vị trí cao theo phương thẳng đứng Hình ảnh mơ tả băng tải đứng Băng tải PVC Là loại băng tải thông dụng Đặc biệt ngành cơng nghiệp điện tử Nó cơng ty, tập đoàn lớn Hàn Quốc, Nhật Bản sử dụng nhiều cho dây chuyền sản xuất Băng tải PVC có ưu điểm độ bền cao giá thành rẻ nên sử dụng rộng rãi Hình ảnh mơ tả băng tải PVC băng tải cơng nghiệp Băng tải linh hoạt Băng tải linh hoạt (băng tải lăn xếp) sử dụng chuyền tải mặt hàng không gian nhỏ hẹp cách thuận tiện Đặc biệt, nhờ khả co giãn, thay đổi chiều dài giúp công việc vận chuyển trở lên đơn giản dễ dàng Hình ảnh mơ tả băng tải linh hoạt Băng tải góc cong: Chuyển hướng sản phẩm 30 đến 180 độ Có nhiều loại băng tải góc cong khác nhau, băng tải cong pvc, băng tải lăn cong, băng tải cong 90 độ, Tùy thuộc vào nhu cầu doanh nghiệp mà lựa chọn loại kết cấu phù hợp Hình ảnh mô tả băng tải cong Với yêu cầu tốn: Khối lượng phơi [0,5 ; 6,5], ưu điểm độ phổ biến, đồ bền cao giá thành rẻ với qui mơ đồ án mơn học thiết kế hệ thống khí, em lựa chọn dùng băng tải PVC 2.3 Bộ truyền đai/ xích a Bộ truyền đai Đai vòng dây vật liệu dẻo sử dụng để liên kết hai nhiều rục quay mặt học, thường song song Dây curoa sử dụng nguồn chuyển động, để truyền lượng hiệu để theo dõi chuyển động tương đối Đai quấn qua pully có xoắn pully trục khơng cần song song 10 Hình ảnh mô tả cấu đai Ưu điểm truyền động đai Những ưu điểm truyền động đai bao gồm: - Hiệu chi phí sử dụng đơn giản - Hiệu suất truyền động dây Curoa lên đến 95-98% - Truyền động dây đai yêu cầu chi phí bảo dưỡng thấp - Truyền động đai không yêu cầu trục song song - Chúng kèm với bảo vệ tải kẹt - Tốc độ có khác biệt sử dụng rịng rọc - Truyền động đai phương án kinh tế khoảng cách truyền lực lớn trục - Giảm tiếng ồn độ rung, dao động tải hấp thụ, tăng tuổi thọ máy móc Nhược điểm ổ đĩa vành đai: Tuy nhiên, công nghệ dây đai kèm với nhược điểm định truyền động dây đai Đó là: - Truyền động dây đai khơng thích hợp cho khoảng cách nhỏ - Mất hiệu suất trượt dão mức độ cao - Tỷ lệ vận tốc không đổi không đạt ổ đĩa ròng rọc dẫn động - Hiệu suất học thấp b Bộ truyền xích Bộ truyền xích hay cịn gọi truyền động xích Gồm dây xích đĩa xích (nhơng xích) liên kết lại với để tạo thành hệ thống dẫn truyền lực hoàn chỉnh Trong đó, nhơng xích cho chức đảm bảo độ căng dây xích Theo chia sẻ từ dân kỹ thuật, có nhiều cách bố trí hệ thống truyền lực đĩa xích khác Và bao gồm hai nhiều đĩa xích liên kết hỗ trợ cho hệ thống máy Tuy nhiên, hệ thống dẫn truyền lực vận hành tốt có ăn khớp theo điểm nhơng xích lắp vào phận 11 Bộ truyền xích gồm cá dây xích nhơng xích Về ưu điểm, truyền xích có mạnh tuyệt vời sau đây: Bộ truyền xích làm việc thiết bị hoạt động tải cách đột ngột Đồng thời, truyền xích cịn cho hiệu suất làm việc cao khơng xuất tình trạng trượt So với dây Curoa, truyền xích khơng địi hỏi phải căng dây xích lực tác dụng lên trục, ổ nhỏ Khi truyền cơng suất số vịng quay, kích thước truyền xích nhỏ truyền đai Bộ truyền động xích truyền cơng suất nhờ ăn khớp đĩa nhơng dây xích Do đó, truyền xích truyền cơng suất chuyển động cho nhiều đĩa xích lúc, cịn dây đai khơng Nhược điểm truyền xích Bên cạnh ưu điểm kể truyền xích số hạn chế như: Tuổi thọ sử dụng truyền xích khơng cao Khi làm việc, truyền xích phát tiếng ồn lớn Để truyền xích hoạt động trơn tru, hiệu bắt buộc phải vệ sinh bôi trơn thường xuyên Bộ truyền xích có vận tốc tỷ số truyền lực tức thời không ổn định dây đai Tuổi thọ sử dụng truyền không cao dây Curoa Nguyên nhân lề xích mau bị mìn có q nhiều mối ghép truyền xích Từ ưu điểm nhược điểm hai truyền trên, em chọn sử dụng truyền đai có nhiều tính ưu việt giá thành rẻ, dễ bảo trì 2.4 Piston, van khí nén Hệ thống tay đẩy phận thực chức đưa sản phẩm vào băng tải Được cấu thành phận van khí nén piston khí nén Piston xylanh Bao gồm piston xylanh thủy lực khí nén, thực chất loại động thủy lực (khí nén) dùng để biến đổi dầu (khí nén) thành năng, thực chuyển thẳng chuyển động vịng khơng liên tục Piston xylanh dùng phổ biến thiết bị có cấu chấp hành chuyển động thẳng về, xylanh khí nén có kết cấu đơn giản, có khả thực công suất lớn, làm việc ổn định giải vấn đề chắn khít tương đối đơn giản Phân loại: Có thể chia làm loại: xylanh tác động đơn xy lanh tác động kép 12 Do đặc điểm xy lanh tác động nhanh, hành trình khơng lớn, cố định nên ta chọn xy lanh tác dụng hai chiều sử dụng hệ thống Xylanh tác động hai chiều giúp hệ thống điểu khiển cách hồn tồn tự động xác Van khí nén Để phân chia loại van khí nén điện từ người ta dựa vào số cửa van bao nhiêu? Số vị trí bao nhiêu? Đồng thời người ta cần vào điện áp cuộn coil van điện từ (gồm có điện áp 24V điện áp 220V) để phân chia Do van khí nén 5/2 điện từ là: Van khí nén 5/2 loại van đảo chiều dùng để điều khiển xi lanh có tác dụng kép động Loại van điều khiển khí khí nén hay điện từ phía Đồng thời loại van có cửa vị trí Hình ảnh van điện từ khí nén 2.5 Cảm biến Trong phạm vi đồ án môn học, ta chọn cảm biến hồng ngoại E18-D80NK cảm biến sóng âm HC-SR04 Cảm biến hồng ngoại Cảm Biến Vật Cản Hồng Ngoại E18-D80NK dùng ánh sáng hồng ngoại để xác định khoảng cách tới vật cản cho độ phản hồi nhanh nhiễu sử dụng mắt nhận phát tia hồng ngoại theo tần số riêng biệt Cảm biến dễ dàng chỉnh khoảng cách báo mong muốn thông qua biến trở, ngõ cảm biến dạng cực thu hở nên cần thêm điện trở treo lên nguồn chân tín hiệu ngõ sử dụng Thông Số Kỹ Thuật: Nguồn điện cung cấp: 5VDC Khoảng cách phát hiện: ~ 80cm Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở vi chỉnh Dịng kích ngõ ra: 300mA Ngõ dạng NPN cực thu hở giúp tùy biến điện áp ngõ ra, trở treo lên áp tạo thành điện áp ngõ nhiêu Chất liệu: nhựa Có led hiển thị ngõ màu đỏ Kích thước: 18mm x 70mm 13 Hình ảnh cảm biến hồng ngoại E18-D80NK Sơ Đồ Chân: 1.Màu nâu: VCC (+5VDC) 2.Màu xanh dương: GND (0VDC) 3.Màu đen: Chân tín hiệu ngõ cực thu hở NPN, cần phải có trở kéo để tạo thành mức cao Cảm biến sóng âm Cảm biến siêu âm HC-SR04 (Ultrasonic Sensor) sử dụng phổ biến để xác định khoảng cách RẺ CHÍNH XÁC Cảm biến HC-SR04 sử dụng sóng siêu âm đo khoảng cách khoảng từ -> 300cm, với độ xác gần phụ thuộc vào cách lập trình 14 Hình ảnh cảm biến sóng âm HC -SR04 VCC (5V), trig (chân điều khiển phát), echo (chân nhận tín hiệu phản hồi), GND (nối đất) Cảm biến siêu âm SR04 sử dụng nguyên lý phản xạ sóng siêu âm Cảm biến gồm module.1 module phát sóng siêu âm module thu sóng siêu âm phản xạ Đầu tiên cảm biến phát sóng siêu âm với tần số 40khz Nếu có chướng ngại vật đường đi, sóng siêu âm phản xạ lại tác động lên module nhận sóng Bằng cách đo thời gian từ lúc phát đến lúc nhận sóng ta tính khoảng cách từ cảm biến đến chướng ngại vật Khoảng cách = (thời gian * vận tốc âm (340 m/s) / THÔNG SỐ KỸ THUẬT CẢM BIẾN SIÊU ÂM HC-SR04 Điện áp: 5V DC Dòng hoạt động: < 2mA Mức cao: 5V Mức thấp: 0V Góc tối đa: 15 độ Khoảng cách: 2cm – 450cm (4.5m) Độ xác: 3mm 2.6 Động Trong mơ hình, sử dụng truyền động băng chuyền dây đai không yêu cầu tải trọng lớn nên khơng cần động có cơng suất lớn Với yêu cầu đơn giản băng chuyền là: - Băng chuyền chạy liên tục, dừng cần - Khơng địi hỏi độ xác cao, tải trọng băng chuyền nhẹ - Dễ điều khiển, giá thành rẻ Vì cần sử dụng động chiều Hơn nữa, động điện chiều cho phép thay đổi trị số momen vận tốc góc phạm vi rộng, khởi động êm, hãm đảo chiều dễ dàng, dùng rộng rãi thiết bị vận chuyển điện, thang máy, máy trục, thiết bị thí nghiệm Động điện chiều động điện hoạt động với dòng điện chiều, dùng phổ biến công nghiệp thiết bị cần điều chỉnh tốc độ quay liên tục phạm vi hoạt động CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 3.1 Hệ thống băng tải 15 Thông số đầu vào: Thơng số hình học phơi: Hình trụ: h1 = 15 , h2 = 10 , h3 = ; d1 = 5, d2 = 5, d3 = Hình lập phương: h1 = 3, h2 = 3, h3 = Khối lượng phôi: Qmin = 0,5; Qmax = 6,5 Năng suất làm việc: N = 14 sp/ph 3.1.1 Tính thơng số hình, động học băng tải Tính chiều dài L, chiều rộng W chiều cao H băng tải Tính chiều dài L: L = n.d + (n-1).x Trong đó: + n số phẩm băng tải thời điểm (1 120 = 5.n + (n-1).x Lại có: L= v.t n = N.t Trong đó: V vận tốc băng tải T thời gian phôi hết chiều dài băng tải N suất cần đạt, N = 24 sp/ph = sp/s Từ công thức số liệu trên, ta lập bảng 1: Bảng 1: Thông số băng tải N 10 X(cm) 110 52.5 33.3 23.75 18 14.16 11.42 9.375 7.7 T(s) 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5 25 16 12 9.6 6.85 15 13.33 4.8 V(cm/s) Với x = 24 L−5 n ; n−1 ¿ ¿ t= n ; N¿ ¿ v= L t¿ ¿ Tính bề rộng W: 16 Thời gian sản phẩm chuyển động quãng đường y phải lớn chu trình piston y > 2.(M + W ) v¿ v1 ¿ Ta có bất phương trình: Trong đó: (1) y khoảng cách tâm sản phẩm cạnh (y = x + 5) v vận tốc băng tải (cm/s) M khoảng cách từ xylanh đến mép băng tải (chọn M = cm) Chọn v1 cách tra đồ thi catalog xylanh hãng Festo: Chọn hành trình 200mm => v1 = 0,5 m/s = 50 cm/s (do Qmax = 6,5 kg) Chọn n = 5, từ bảng 1, ta có: v = 9,6 cm/s = 0,96 m/s Thay số liệu vào bất phương trình (1) ta có: 23,75+5 > 2.W 9,6 ¿ 50 ¿ W < 74,86 cm Như vậy, chiều rộng băng tải lấy khoảng nhỏ 74,86 cm v1 >> v Để phù hợp với đường kính sản phẩm thiết kế: Chọn W = 15 cm Ta chọn xylanh loại: DSNU – 20 – 200 hãng Festo Tổng kết lại: Số sản phẩm tối đa băng tải thời điểm tức thời n = Khoảng cách sản phẩm x = 23,75 cm Thời gian sản phẩm hết băng tải t = 12,5 s Vận tốc băng tải v = 9,6 cm/s Bề rộng băng tải: 15 cm Xylanh phân loại: DSNU – 20 – 200 hang Festo Chiều cao băng tải H = 0,03 (m) đường kính tang theo quy định nhà sản xuất nhỏ 60mm, ta chọn đường kính trục chủ động 60mm Kết cấu khung sườn tải vật liệu thép CT45 3.1.2 Tính lực kéo băng Hình 3.2: Sơ đồ lực hệ thống băng tải Trong hệ thống băng tải, dây băng uốn vòng qua pully dẫn động, bị động Phần pully băng dẫn hướng đỡ đỡ Lực cản chuyển động băng khác đoạn đặc trưng, đoạn có tính chất lực cản: S1 = S0 + W0/1 S2 = S1 + W1/2 S3 = S2 + W2/3 Trên sơ đồ lực hình 3.2 ta có lực căng băng điểm đặc trưng Si (i = – 3), với S0 lực căng nhanh nhả tang dẫn Các lực cản chuyển động băng: W0/1 : Lực cản đoạn nằm ngang từ điểm đến 17 W0/1 = q0.L.w = ρ H.W.g.L.w = 1250.0,03.0,15.9,8.1,2.0,4 = Trong đó: q0 : trọng lương 1m băng tải L : chiều dài băng tải W : hệ số cản riêng hệ thống đỡ dây; xác định thực nghiệm, W = 0,2 – 0,4 (ta chọn W = 0,4) W1/2 : lực cản đoạn nằm ngang từ điểm đến W1/2 = ξ S1 = ξ S0 + ξ W0/1 Trong hệ số cản tang đổi hướng, phụ thuộc góc đổi hướng, ξ = 0,03 ÷ 0,06 Chọn ξ = 0,06 W2/3 : lực cản đoạn nằm ngang từ điểm đến W2/3 = (q0.L + Qt).w = Trong đó: q0 : trọng lương 1m băng tải Qt : tổng trọng lượng tải đặt băng: Qt = 9,8 Qmax J Hệ số cản riêng hệ thống đỡ dây chọn w = 0,3 Lực kéo băng lựuc truyền từ tang sang băng F = S3 – S0 = S0 + W0/1 + W1/2 + W2/3 – S0 ⇔ F = ξ S1 = ξ S0 + (ξ +¿1).W0/1 + W2/3 = Như để xác định lực kéo F, ta cần biết giá trị S0 Lực S0 xác định từ điều kiện đủ lực ma sát để truyền lực tang dẫn động: ⇔ ⇔ ⇔ Trong đó: S3 ≤ S0.e fα F = S3 – S0 ≤ S0(e fα – 1) ξ S0 + (ξ +¿1).W0/1 + W2/3 ≤ S0(e fα – 1) ξ S 0+(ξ+1) W /1+W 2/ = S0 fα ≥ e −1−ξ ¿ ¿ Góc ơm băng tang α = 180o = π Hệ số ma sát băng với tang f = 0,2 ÷ 0,4 Chọn f = 0,4 Chọn S0 = (N) F = S3 – S0 = S0 + W0/1 + W1/2 + W2/3 – S0 Công suất yêu cầu trục: Nyc = F.v = 18 ... phân loại sản phẩm Còn nhiều loại phân loại sản phẩm tùy theo yêu cầu nhà sản xuất như: phân loại sản phẩm theo kích thước, phân loại sản phẩm theo màu sắc, phân loại sản phẩm theo khối lượng, phân. .. sống như: - Phân loại sản phẩm theo kích thước - Phân loại sản phẩm theo màu sắc - Phân loại sản phẩm theo khối lượng - Phân loại sản phẩm theo mã vạch - Phân loại sản phẩm theo vật liệu … Vì... lượng hàng hoá đầu hệ thống phân loại sản phẩm Đồ án thiết kế hệ thống sản xuất tự động với đề tài ? ?Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm? ?? nghiên cứu cứu nhằm củng cố kiển thức học trường với ứng