Thiết kế hệ thống tự động chiết, rót và đóng nắp chai tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG CHIẾT, RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS HOÀNG NGUYÊN PHƯỚC Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Đặng Trương Duy Tân 1811022235 18DDCA1 Lý Long Nhân 1811020093 18DDCA1 TP Hồ Chí Minh, tháng 08/2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG CHIẾT, RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS HOÀNG NGUYÊN PHƯỚC Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Đặng Trương Duy Tân 1811022235 18DDCA1 Lý Long Nhân 1811020093 18DDCA1 TP Hồ Chí Minh, tháng 08/2022 LỜI CAM ĐOAN Nhóm thực đồ án xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng nhóm Những kết số liệu đồ án tốt nghiệp thành viên nhóm tính tốn trình bày, khơng chép nguồn khác Chúng tơi hồn tồn chịu trách nhiệm trước nhà trường cam đoan TP Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng năm 2022 Sinh viên thực : Sinh viên thực : Đặng Trương Duy Tân Lý Long Nhân LỜI CẢM ƠN Từ người sinh viên điện, để trở thành kỹ sư chế tạo máy bước đường phấn đấu học tập dài người sinh viên Và thực làm luận văn tốt nghiệp đánh dấu trưởnng thành Để người sinh viên nay, xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến thầy, đặc biệt thầy khoa Cơ- Điện- Điện tử nói chung thầy giáo hướng dẫn đồ án nói riêng Qua nhóm đồ án gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy HOÀNG NGUYÊN PHƯỚC người trực tiếp hướng dẫn luận văn tơt nghiệp cho nhóm Một lần nhóm thực đồ án xin kính chúc thầy gia đình mạnh khỏe an khang TP.HCM ngày 27 tháng năm 2022 Sinh viên thực : Sinh viên thực : Đặng Trương Duy Tân Lý Long Nhân TÓM TẮT Lý chọn đề tài Hiện khâu sản xuất nước đóng chai nhà máy bị hạn chế nhiều docòn sử dụng nhiều nhân cơng khâu đóng nắp sản phẩm Vì nhóm tác giả nghiên cứu tạo “Hệ thống đóng nắp chai tự động” để giải vấn đề Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu nâng cao kiến thức: ôn luyện lại kiến thức học ứng dụng vàotrong sản phẩm Mục tiêu nghiên cứu vấn đề thực tiễn cấp bách có liên quan đến kiến thức học: -Sản phẩm máy rót nước đóng nắp chai tự động sử dụng rộng rãi cần thiết cho sống để giảm giá thành sản phẩm cho người tiêu dùng sử dụng mà khơng lođến chi phí với nhu cầu thiết yếu hàng ngày nước uống, nước ngọt, loại nước Mục tiêu ứng dụng kiến thức vào giải vấn đề thực tiễn nghiên cứu: - Điều khiển đơn giản / vận hành dễ dàng - Tính linh hoạt thay đổi yêu cầu đóng chai Nâng cấp cơng suất dễ dàng theo nhu cầu sản xuất Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu yếu tố quan trọng đánh giá hiểu biết công sức, sức lực bạn bỏ cho nghiên cứu Bạn cần trình bày thật logic, khoa học để giảng viên bạn ban hội đồng thấy khả tư nghiên cứu ứng biếnthực tiễn linh hoạt Ôn luyện kiến thức học trường giúp đỡ giảng viên hướng dẫn để định hướng rõ ràng để phát triển sản phẩm.Ln tìm tịi kiến thức đểcó thể đơn giản hóa mơ hình làm mơ hình mơ laptop để mơ trước thực nghiệm.Tính tốn kỹ thiết kế mô cho thiết bị chạy thực máy tính Cuối giải pháp khắc phục làm sản phẩm thực nghiệm đảm bảo tất yếu tố yêu cầu nhóm tác giả trình thực nghiên cứu Một vấn đề quan trọng bạn cần phải xác thực xem nghiên cứu có đáp ứng mục tiêu ban đầu mà bạn đề hay không Bố cục đồ án Chương 1: Máy chiết rót đóng nắp chai tự động Chương Tổng quan giải pháp công nghệ Chương 3: Phương pháp giải Chương Quy trình thiết kế phần cứng phần mềm Chương 5: Thi cơng mơ hình thực nghiệm Chương 6: Kết luận hướng phát triển đề tài ABTRACT Reason for choosing the topic Currently, the production of bottled water in factories is limited due to the use of many workers in the capping stage Therefore, the authors have researched to create "Automatic bottle capping system" to solve the above problem Research objective Objectives to improve knowledge: review the learned knowledge and apply it to the product Objectives of the study are urgent practical issues related to the knowledge learned: -The product of automatic bottle filling machine is widely used, necessary for life to reduce product cost, so that consumers can use it without worrying about costs with daily necessities such as water Drinks, soft drinks, all kinds of water Objectives of applying knowledge to solve practical problems being studied: - Simple control / easy operation - Flexibility in changing bottling requirements - Easy capacity upgrade according to production needs Research Methods Research method is an important factor in assessing your understanding and effort and energy spent on the research paper You need to present logically and scientifically so that your lecturers and the board can see the ability to think about research and improvise practical practice Review the knowledge learned in school and the help of instructors to guide the product development clearly Always seek new knowledge to be able to simplify models and make models simulate on a laptop to simulate first and then experiment Carefully calculate the design and simulation for the device to run on Hình 5.2 Thiết kế khung phận đóng nắp chai cấp nắp Thiết kế thực với chiều cao chai nước mà máy dùng để sản xuất với xilanh kép motor đóng nắp cấp nắp Hình 5.3 Thiết kế bơm nước, vịi nước,và bình chứa nước Sau phần tính tốn máy bơm ống nước ta tính áp lực nước thiết kếbình chứa máy bơm theo thơng số tính tốn 62 Hình 5.4 Thiết kế chỗ để cảm biến Tính tốn qng đường trai nước đến vị trí để đặt cảm biến vị trí để nhận biết chai peg vận hành máy Hình 5.5 Thiết kế chỗ để tủ điều khiển Sau thiết kế toàn chi tiết ta lắp ráp đặt tủ điều khiển chỗthuận tiện để đường điện 63 5.2 Mơ hình thực nghiệm Hình 5.6 Mơ hình băng tải thực nghiệm Hệ thống băng tải gồm: Sau q trình thi cơng để giống với thiết kế hoạt động ổn định mơ hình thực nghiệm chế tạo băng tải có kích thước 1,2mx0,4m • Kích thước băng PVC 2,45mx0,4m (được nối đầu phương pháp may ) • Kích thước tang đường kính 60mm ,đường kính ổ bi 10mm • Kích thước giữ trục tang 150mmx30mm 64 Hình 5.7 Khung phận đóng nắp cấp nắp chai Bộ phận cấp nắp gồm: nhơm định hình 30mmx30mm cao 450mm, kích thước tung gắn 150mmx25mm,với cấp nắp nằm nghiêng với trục tung góc sai số lên đo khoảng(45o-50o) Bộ phận đóng nắp tổng kích thước chưa có hành trình xuống xi lanh 250mm Bộ phận chiết rót nước với ống đường kình ø10 65 Hình 5.8 Bộ phận đóng nắp Bộ phận đóng nắp gồm : • Motor có momen xoắn lớn được gắn thêm hộ giảm tốc với MX>2kg để tránh phá hủy lắp chai • Xilanh kép hành trình 50mm để đưa xuống có tín hiệu điều khiển • Vặn lắp chai đường kính ngồi 35mm đường kính 29mm để xiết nắp chai có độ ma sát đường 66 kính bên vặn lắp Hình 5.9 Đấu nối điện viết code Hình 5.10 Hồn thành mơ hình thực nghiệm 67 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 6.1 Kết luận 6.1.1 Ưu điểm • Hệ thống vận hành tốt, đạt suất cao • Điều khiển đơn giản, sử dụng dễ dàng • Hoạt động xác • Có thể đáp ứng nhịp độ sản xuất sử dụng dây chuyền sản xuất tựđộng • Thay đổi lượng nước kích thước nắp chai • Dịng chai chạy liên tục tiết kiệm thời gian 6.1.2 Nhược điểm • Giá thành đắt • Chưa thể tự động cấp chai nước nắp chai • Máy có nhiều cấu cồng kềnh • Băng tải khơng chịu trọng lượng lớn • Thường xun bảo trì 6.1.3 Kết luận kết thu sau trình làm Trong thời gian làm đề tài nhóm thu số kết sau: • Tính tốn lựa chọn động theo u cầu • Thiết kế mơ hình 3D hệ thống sử dụng thực tế • Mơ đạt u cầu đề Tìm phần mềm hỗ trợ làm đề tài: • Solidworks • AutoCad • Pipe Flow Wizard • GX Work • Cade simu v3 68 • Arduino IDE • Proteus 8.7 6.2 Hướng phát triển • Thêm hệ thống lưu kho • Thêm hệ thống dãn dán • Thêm hệ thống tự động cấp chai nước nắp chai • Ứng dụng nhiều kích thước chai • Hoạt động dây chuyền nhanh 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách Cơ sở thiết kế máy (Hà Ngọc Nguyên, TP.HCM :Hutech, 2014, Sách giáotrình) Hệ thống điện tử (Hà Ngọc Nguyên, TP.HCM :Hutech, 2017, Sách giáotrình) Kỹ thuật điện tử ( Nguyễn Thị Ngọc Anh, Võ Thị Bích Ngọc TP.HCM :HUTECH 2015) PLC (Phạm Quốc Phương, TP.HCM :Hutech, 2015, Sách giáo trình) Cơng nghệ CAD/CAM/CNC (Phạm Bá Khiển, TP.HCM :Hutech, 2015, Sáchgiáo trình) Kỹ thuật điện tử( Nguyễn Thị Ngọc Anh, Võ Thị Bích Ngọc, TPHCM :Hutech,2018, Sách giáo trình) Bài giảng Kỹ thuật điện - điện tử (Lê Đình Lương, Tp.HCM : HUTECH 2009) Cad kỹ thuật điện tử(Nguyễn Quang Vinh, Nguyễn Thị Ngọc Anh, TrầnViết Thắng,) 70 PHỤ LỤC Lập trình điều khiển tự động #include #define UNIT_SYSTEM 20 #define START_PUMP 21 #define CLOSE_LID 22 #define START_CONVEYOR 23 #define SensorPump #define SensorLid #define RelayPump #define RelayConveyor #define RelayLid #define RelayPT unsigned char status = UNIT_SYSTEM;unsigned char cnt = , second = 0; void StartConveyor( );void StartPump(); void CloseLid(); void setup() 71 { Serial.begin(9600); pinMode(SensorPump, INPUT); pinMode(SensorLid, INPUT); pinMode(RelayPump, OUTPUT); pinMode(RelayConveyor, OUTPUT); pinMode(RelayLid, OUTPUT); pinMode(RelayPT, OUTPUT); } void loop() { delay(50); cnt = (cnt + 1) %20;if (cnt == 0) { second = (second + 1) % 60; } switch(status) { case UNIT_SYSTEM: StartConveyor(); if(digitalRead(SensorPump) 72 == 1) { status = START_PUMP; cnt = 0; second = 0; } break; case START_PUMP: StartPump(); if(second == 4) { status = START_CONVEYOR; digitalWrite(RelayPump, LOW); } break; case START_CONVEYOR: StartConveyor(); if(digitalRead(SensorLid) == 1) { status = CLOSE_LID;cnt = 0; second = 0; 73 } break; case CLOSE_LI D: CloseLid() ; if (second == 5) { status = UNIT_SYSTEM; digitalWrite(RelayLid, LOW); digitalWrite(RelayPT, LOW); } break; } } void StartConveyor() { digitalWrite(RelayConveyor,HIGH); digitalWrite(RelayLid, LOW); digitalWrite(RelayPT, LOW); digitalWrite(RelayPump, LOW); } void StartPump() 74 { digitalWrite(RelayConveyor,LOW); digitalWrite(RelayPump,HIGH); } void CloseLid() { digitalWrite(RelayConveyor,LOW); digitalWrite(RelayLid, HIGH); digitalWrite(RelayPT, HIGH); } 75 Sơ đồ đấu nối tủ điện 76 ... cách tự động, nhanh chóng xác Máy đóng nắp chai gồm máy đóng nắp chai bán tự động máy đóng nắp chai tự độnghồn tồn Ứng dụng máy đóng/ dập nắp chai tự động giúp hồn thiện dây chuyền đóng gói tự động. .. đề tài: ? ?Thiết kế chế tạo hệ thống chiết rót đóng nắp chai tự động ” 13 CHƯƠNG 1: MÁY CHIẾT RÓT ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG 1.1 Thực trạng trình sản xuất liên quan đến đầu Ngày nay, tự động hóa ứng...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG CHIẾT, RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN GIẢNG VIÊN