Trạm vận chuyển, phân loại sản phẩm kim loại và phi kim loại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẠM VẬN CHUYỂN, PHÂN LOẠI SẢN PHẨM KIM LOẠI VÀ PHI KIM LOẠI NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Th.S NGHIÊM HỒNG HẢI Sinh viên thực hiện: MSSV: LỚP: NGUYỄN NHƯ HOÀNG 1811020157 18DDCA1 PHẠM NGỌC THẮNG 1811020166 18DDCA1 Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẠM VẬN CHUYỂN, PHÂN LOẠI SẢN PHẨM KIM LOẠI VÀ PHI KIM LOẠI NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Th.S NGHIÊM HOÀNG HẢI Sinh viên thực hiện: MSSV: LỚP: NGUYỄN NHƯ HOÀNG 1811020157 18DDCA1 PHẠM NGỌC THẮNG 1811020166 18DDCA1 Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 `` LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tp Hồ Chi Minh, ngày … tháng … năm 2022 (Ký ghi rõ họ tên) i `` LỜI CẢM ƠN Sau năm học trường, chúng em học tiếp thu nhiều kiến thức từ bảo tận tình Quý Thầy Cô, giúp đỡ bạn bè Đây khoảng thời gian đầy ý nghĩa Đồ án tốt nghiệp tảng quan trọng đánh dấu bước ngoặc sống chúng em Đầu tiên chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn đến ban giảm hiệu nhà trường tất Quý Thầy Cô Viện Kỹ Thuật Hutech truyền đạt cho chúng em kiến thức kinh nghiệm năm học vừa qua Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nghiêm Hoàng Hải Thầy Nghiêm Hoàng Hải định hướng, hướng dẫn chúng em thực đồ án tốt nghiệp cung cấp cho chúng em nhiều kinh nghiệm quý báu Chúng em xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô Cán Công nhân viên Trường Đại Học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh, tạo điều kiện thuận lợi để chúng em hồn thành đồ án tốt nghiệp Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn! ii `` TĨM TẮT Mơ hình trạm Vận chuyển toán ứng dụng nhiều thực tế 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 sẻ ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng sản phẩm uy tính nhà sản xuất Vì vậy, hệ thống tự động vận chuyển đời phát triển tất yếu nhằm đáp ứng nhu cầu cấp bách Ngoài ra, vận chuyển sản phẩm yêu cầu cao đặt phải có hệ thống phân loại sản phẩm Còn nhiều dạng phân loại sản phẩm tùy theo yêu cầu nhà sản xuất như: Vận chuyển phân loại sản phẩm theo kích thước màu sắc.Vì có nhiều phương pháp vận chuyển phân loại khác nên có nhiều thuật tốn, hướng giải khác cho sản phẩm, đồng thời thuật tốn đan xen, hỗ trợ lẫn Nhận thấy thực tiễn đó, hơm đồ án này, nhóm em làm mơ hình nhỏ có chức gần tương tự ngồi thực tế Đó tạo tay gắp để vận chuyển sản phẩm, phân loại sản phẩm theo tính chất cho trước Phạm vi nghiên cứu chủ yếu đề tài tập trung giải vấn đề sau: Tính tốn lựa chọn cấu; thiết kế kết cấu xây dựng mơ hình; xây dựng lưu đồ giải thuật; thiết kế, lập trình kết nối PLC; lắp ráp mơ hình, kết nối vận hành Tạo mơ hình để tham khảo, nghiên cứu ứng dụng thực tế, đồng thời làm tài liệu học tập mơ hình giảng dạy cho sinh viên Trong q trình đề tài nhóm em cố gắng tìm hỏi Nhưng khả cịn hạn chế nên có sai sót mong thơng cảm từ quý thầy cô iii `` ABSTRACT The Transit station model is a problem that has been applied a lot in practice today Using human power, the work requires high concentration and repetition, so it is difficult for workers to ensure accuracy at work Not to mention that there are classifications based on very small technical details that are difficult for the naked eye to recognize That directly affects the product quality and reputation of the manufacturer Therefore, the automatic transport system was born as an inevitable development to meet this urgent need In addition, shipping products, a higher requirement is to have a product classification system There are many types of product classification depending on the manufacturer's requirements such as: Shipping and classifying products by size and color Since there are many different methods of transportation and classification, there are many different algorithms and solutions for each product, and at the same time these algorithms can intertwine and support each other Realizing that practice, today in this project, my team made a small model but with almost similar functions in reality It is to create pick-up hand to transport the product, classifying the product according to the given properties The main research scope of the topic focuses on solving the following problems: Calculation and selection of structures; structural design and model construction; construction of algorithmic flowcharts; plc design, programming and connection; model assembly, connection and commissioning Create new models for reference, research, and practical application, and make learning materials and teaching models for students During the course of the topic the group tried to find questions But due to limited possibilities, there are errors that seek sympathy from teachers iv `` MỤC LỤC Phiếu đăng kí tên đề tài ĐATN Phiếu giao nhiệm vụ Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Tóm tắt iii Abstract iv Mục lục v Mục lục hình ảnh viii Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu 1.2 Các vấn đề đặt 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Giới thiệu loại mơ hình phân loại sản phẩm thông dụng 1.6 Hệ thống trạm vận chuyển, phân loại sản phẩm kim loại phi kim loại Chương 2: 17 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG 17 2.1 Động bước Step 42 17 v `` 2.2 Ưu nhược điểm động bước Step 42 20 2.3 Băng chuyền 21 2.3.1 Cấu tạo chung băng chuyền 21 Chương 3: 23 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 23 3.1 Bộ hệ thống điều khiển PLC 23 3.1.1 Tổng quan điều khiển logic khả trình PLC 23 3.1.2 Tính ưu việt việc sử dụng PLC 24 3.1.3 Giới thiệu điều khiển logic khả trình PLC FX1N – 24MT 25 3.2 Driver điều khiển động bước TB6600 26 Chương 4: 29 PHẦN KHÍ NÉN 29 4.1 Sơ đồ khí nén 29 4.2 Piston đẩy sản phẩm 29 4.3 Xilanh kẹp 31 4.4 Van điện tử Sy3120 – 5LZE – C4 32 4.5 Ống khí 33 4.6 Van khố khí 34 4.7 Lắp ráp hệ thống piston xilanh, dây dẫn khí van đảo chiều 5/2 tác động điện 35 Chương 5: 36 PHẦN THIẾT BỊ ĐIỆN 36 5.1 Khảo sát thiết bị điện 36 5.2 Cảm biến hồng ngoại 36 vi `` 5.3 Cảm biến tiệm cận 38 5.4 Nút nhấn 39 5.5 Các thiết bị phụ 40 5.6 Lập trình trạm 41 Chương 6: 42 KẾT LUẬN, HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 42 6.1 Kết luận 42 6.1.1 Những kết đạt 42 6.1.2 Kinh nghiệm trình thực 43 6.1.3 Những mặt hạn chế 43 6.2 Hướng phát triển đề tài 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 Phụ Lục: 45 CODE CHƯƠNG TRÌNH 45 vii `` MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình Trang Hình 1 Mơ hình trạm vận chuyển, phân loại sản phẩm kim loại phi kim loại Hình Mơ hình hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc Hình Mơ hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao Hình Mơ hình hệ thống phân loại sản phẩm theo khối lượng Hình Mơ hình hệ thống trạm vận chuyển, phân loại sản phẩm kim loại phi kim loại 10 Hình Gỗ 12 Hình Nhơm định hình 13 Hình Khung nhôm đỡ kết cấu 14 Hình Ổ bi 14 Hình 10 Con lăn băng chuyền 15 Hình 11 Các phần tử ghép nối khí 16 Hình 12 Phôi sản phẩm cần phân loại 16 Hình Cấu tạo động bước Step 42 17 Hình 2 Động bước Step 42 lắp vào mơ hình xong 18 Hình Cấu tạo chung băng chuyền lắp ráp xong 22 Hình PLC Mitsubishi FX1N – 24MT 26 Hình Driver TB6600 27 Hình 3 Driver TB6600 đấu nối xong 28 Hình Piston MAL 16X10 30 Hình Xilanh TN – 10X 32 Hình Ống khí Ø4 mm 33 Hình 4 Ống khí Ø6 mm 33 Hình Van khóa khí CDC – HVU6 – 34 Hình Lắp ráp hệ thống khí xong 35 viii 4.7 Lắp ráp hệ thống piston xilanh, dây dẫn khí van đảo chiều 5/2 tác động điện Hình Lắp ráp hệ thống khí xong 35 Chương 5: PHẦN THIẾT BỊ ĐIỆN 5.1 Khảo sát thiết bị điện Hinh 5.1 Sơ đồ khối thiết bị điện 5.2 Cảm biến hồng ngoại - Sử dụng cảm biến hồng ngoại E3F – DS30S4 * Thông số kỹ thuật: - Model: OMDHON E3F – DS30C4 - Số dây tín hiệu: dây (2 dây cấp nguồn dây tín hiệu) - Chân tín hiệu ngõ ra: cấu trúc cực thu hở Transistor NPN – Open Collector nên cần phải có trở kéo (khoảng ~ 10 K) lên chân nguồn dương VCC để tạo thành tín hiệu mức cao (High) - Nguồn điện cung cấp: ~ 36 VDC - Khoảng điều chỉnh cảm biến: ~ 30 cm (điều chỉnh biến trở cảm biến) 36 - Khoảng cách phát vật cản: ~ 30 cm - Góc khuếch tán (góc chiếu): ~ độ - Dịng kích ngõ ra: < 300 mA - Có led hiển thị ngõ màu đỏ - Chất liệu sản phẩm: vỏ nhựa ABS, phía đổ keo chống nước, chống va đập - Kích thước: 18 x 68 mm Hình Cảm biến hồng ngoại E3F – DS30S4 * Sơ đồ dây: - Màu Nâu (Brown): chân nguồn dương VCC cấp nguồn từ ~ 36 VDC - Màu Đen (Black): chân tín hiệu SIGNAL đầu cấu trúc cực thu hở Transistor NPN – Open Collector - Xanh Dương (Blue): chân nguồn âm GND VDC 37 5.3 Cảm biến tiệm cận - Sử dụng cảm biến tiệm cận LJ12A3 – – Z/BX * Thông số kỹ thuật: - Model: LJ12A3 – – Z/BX - Phát hiện: Kim loại - Điện áp hoạt động: – 36 VDC - Dòng tiêu thụ: 300 mA - Khoảng cách cảm biến: – mm - Ngõ ra: NPN cực thu hở - Kích thước: Đường kính 12 mm – Dài 60 mm - Sơ đồ chân: - Màu nâu: VCC - Xanh dương: GND - Màu Đen: Data OUT - Hình Cảm biến tiệm cận LJ12A3 – – Z/BX 38 5.4 Nút nhấn - Nút nhấn xanh, đỏ, nút vặn dùng để đóng ngắt từ xa thiết bị điện, an toàn cho người sử dụng, thường lắp đặt bảng điều khiển, tủ điện, hộp nút nhấn - Khi thao tác cần dứt khốt để mở đóng mạch điện cần thiết, sử dụng loại có đèn báo - Điện áp: 24 VAC/DC, 110 VAC/DC, 220 VAC, 220 VDC - Cường độ dịng điện: 10 A Hình Nút nhấn 39 5.5 Các thiết bị phụ Hình 5 Dây tín hiệu Hình Dây điện lõi mm, solenoid van 5/2 0,5 mm Hình Máng điện Hình Rail nhơm 35 40 5.6 Lập trình trạm Hình Sơ đồ lập trình 41 Chương 6: KẾT LUẬN, HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 6.1 Kết luận 6.1.1 Những kết đạt - Thiết kế xây dựng thành cơng mơ hình hệ thống - Hệ thống hoạt động tốt, đáp ứng tương đối yêu cầu cần thiết đề tài - Hiểu thêm chương trình PLC, viết chương trình cho hệ thống Hình Mơ hình hồn thiện Ưu điểm: - Chương trình vận chuyển phân loại sản phẩm hoạt động ý đồ thiết kế - Phân loại sản phẩm xác - Vận chuyển sản phẩm vào hộp đựng Khuyết điểm: - Tay gắp vận chuyển chậm so với thời gian sản phẩm đến vị trí gắp gây ùn tắt hàng 42 6.1.2 Kinh nghiệm trình thực - Kỹ giải vấn đề làm việc nhóm nâng cao - Thiết kế thi cơng mơ hình, hiểu nguyên lý hoạt động mạch khí nén - Kĩ sử dụng phần mềm liên quan Solidwork, Autocad GX Developer - Hiểu đặt điểm, cách thực chương trình điều khiển PLC, tập lệnh lập trình Từ viết lệnh chương trình hoàn chỉnh - Thiết kế, xây dựng vận hành thống hoạt động nén 6.1.3 Những mặt hạn chế - Điều khiển mơ hình chạy theo yêu cầu đề tài, độ xác linh hoạt chưa đáp ứng hồn tồn - Chưa có khâu đóng gói dây chuyền - Do mơ hình hệ thống cịn nhỏ nên tay gắp sản phẩm hoạt động chậm 6.2 Hướng phát triển đề tài Đề tài thực với mục đích thiết kế điều khiển tự động mơ hình trạm vận chuyển đa với kết xác khả làm việc linh hoạt Sau hướng phát triển đề tài: - Phân loại sản phẩm theo nhiều kích thước, chất liệu - Thay đổi xilanh ngang kéo dài hành trình Nhóm mong mơ hình sở ban đầu cho bạn sinh viên khóa sau làm tài liệu nghiên cứu thêm để đề tài mang tính ứng dụng cao đáp ứng yêu cầu thực tế 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO MỘT SỐ WEBSITE, TÀI LIỆU THAM KHẢO: Mơ hình phân loại sản phẩm theo màu – Cơng ty ETEK Mơ hình phân loại sản phẩm theo màu TPAD.M0101 Mơ hình phân loại sản phẩm theo khối lượng – Cơng ty DHK Electronic Mơ hình phân loại theo khối lượng (dhkelec.com) Mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao – Hoàng Đắc Huy - 2019 (96) Mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao - YouTube Lý thuyết điều khiển tự động – Phạm Công Ngô – NXB Khoa học kỹ thuật – 1996 Điều khiển lập trình PLC mạng PLC – Tác giả: Lê Văn Tiến Dũng – NXB ĐHCNKT Tp.HCM – Năm 2004 Tham khảo PLC – Cơ điện Hải Âu FX1N-24MT - Board lập trình PLC Mitsubishi - Codienhaiau.com ✅ Thạc sĩ Nguyễn Đức Minh – ĐH Hải Phòng – 2018 Đề tài: Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm ứng dụng PLC, HOT (slideshare.net) Lập trình vi điều khiển – điều khiển động bước Driver TB6600 – Thạc sĩ Huỳnh Minh Phú https://www.youtube.com/watch?v=l3L_19bhd8w Xilanh nén – Trungtammuasam.vn https://trungtammuasam.vn/cau-tao-va-nguyen-ly-hoat-dong-cua-xi-lanhkhi-nen.html 10 Mơ hình phân loại sản phẩm kim loại phi kim https://www.youtube.com/watch?v=A7W0L1gnin4 44 Phụ Lục: CODE CHƯƠNG TRÌNH  Code PLC: 45 46 47 48 49 ... liệu, thiết kế thi công mô hình trạm vận chuyển, phân loại sản phẩm kim loại phi kim loại (Hình 1.1) Hình 1 Mơ hình trạm vận chuyển, phân loại sản phẩm kim loại phi kim loại Mơ hình hoạt động nguyên... Hình 1 Mơ hình trạm vận chuyển, phân loại sản phẩm kim loại phi kim loại Hình Mơ hình hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc Hình Mơ hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều... chuyền đưa khay sản phẩm đóng gói Khi nhấn nút Stop, hệ thống dừng hoạt động * Ứng dụng: Hệ thống trạm vận chuyển, phân loại sản phẩm kim loại phi kim loại ứng dụng để phân loại sản phẩm có chiều