Thiết kế, chế tạo và điều khiển máy gắn linh kiện smd

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ ĐIỀU KHIỂN MÁY GẮN LINH KIỆN SMD NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: ThS LÊ TẤN SANG Sinh viên thực hiện: Mã SV: Lớp: Phạm Tấn Diệm 1811030270 18DCTA2 Nguyễn Phương Nam 1811030063 18DCTA1 Vũ Nguyễn Tiến Phong 1811030218 18DCTA1 Tp.HCM, ngày 04 tháng 08 năm 2022 TÓM TẮT Đồ án “ Thiết kế, chế tạo điều khiển máy gắn linh kiện SMD’ giúp người đọc hiểu máy gắn linh kiện SMD Bên cạnh đó, với cấu trúc đồ án chia thành chương lớn người đọc tìm hiểu cơng đoạn q trình thực báo cáo tốt nghiệp: -Chương 1: Tổng quan Trình bày vấn đề liên quan đến đề tài Giúp cho có khái quát chung phát triển máy tương tự có mặt thị trưởng Bên cạnh biết nhiệm vụ, mục tiêu phạm vi hoạt động đặt đề tài lần -Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế Trình bày ý tưởng thiết kế cho máy Sau , thớng đưa phương án thực đáp ứng mục tiêu nhiệm vụ đặt chương -Chương 3: Tính tốn thiết kế khí Trình bày phương trình tính tốn khí phù hợp với sơ đồ động hệ thống dẫn động lựa chọn chương bao gồm: tính tốn lựa chọn động cơ, truyền -Chương 4: Thiết kế hệ thống điện Trình bày linh kiện, thiết bị điện sử dụng cho hệ thống điện máy bao gồm: vi điều khiển, driver, cảm biến, nguồn điện, máy hút chân không,… -Chương 5: Thiết kế điều khiển Trình bày trình thiết kế điều khiển máy bao gồm: giao diện điều khiển máy tính, giải thuật áp dụng vào điều khiển -Chương 6: Kết thực nghiệm Trình bày kết luận khả máy -Chương 7: Hướng phát triển Chỉ mặt cịn hạn chế tìm hướng phát triển đề tài iii SUMMARY Chapter 1: Overview Presenting issues related to the topic Helps us to have a general overview of the current development of similar machines available in the market Besides, we know the tasks, goals and scope of activities set out in this topic -Chapter 2: Selection of design options Presenting design ideas for the machine Then, agree and come up with a plan that can be implemented to meet the goals and tasks set out in chapter -Chapter 3: Calculation and mechanical design Presenting the mechanical calculation equations in accordance with the dynamic diagram of the drive system selected in Chapter 2, including: calculation and selection of motor, lead screw transmission -Chapter 4: Electrical system design Presenting electrical components and equipment used for the electrical system of the machine including: microcontrollers, drivers, sensors, power supplies, vacuum machines, etc -Chapter 5: Controller design Presenting the process of designing the machine's controller, including: the control interface on the computer, the algorithms applied to the controller -Chapter 6: Experimental results Presenting conclusions about the machine's capabilities -Chapter 7: Direction of development Point out the limitations and find out the development direction of the topic iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii SUMMARY iv MỤC LỤC v DANH SÁCH HÌNH ẢNH vii DANH SÁCH BẢNG BIỂU viii CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu 1.2 Các loại máy lắp chip 1.3 Các vấn đề liên quan việc thiết kế, điều khiển máy lắp chip 1.3.1 Sơ đồ nguyên lý 1.3.2 Động 1.3.3 Giải thuật điều khiển 1.3.4 Cấu trúc điều khiển 1.4 Nhiệm vụ, mục tiêu phạm vi đề tài 10 1.4.1 Nhiệm vụ đề tài 10 1.4.2 Mục tiêu đề tài 11 1.4.3 Phạm vi đề tài 11 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 12 2.1 Lựa chọn sơ đồ động 12 2.2 Lựa chọn động truyền động 12 2.3 Lựa chọn cấu trúc điều khiển 13 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ 15 3.1 Tính tốn chọn động bước 15 3.1.1 Trục X 15 3.1.2 Trục Y 17 v 3.1.3 Trục Z 18 3.2 Tính tốn truyền đai Error! Bookmark not defined 3.2.1 Tính tốn truyền đai trục X Error! Bookmark not defined 3.2.2 Tính tốn truyền đai trục Y Error! Bookmark not defined 3.2.3 Tính tốn truyền đai trục Z Error! Bookmark not defined 3.3 Tính tốn lựa chọn thiết kế trục Z 24 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN 28 4.1 Sơ đồ khối hệ thống điện 28 4.2 Driver điều khiển 29 4.3 Nguồn nuôi 31 4.4 Nguồn cấp xung 31 4.5 PLC 32 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN 34 5.1 Phương pháp điều khiển 34 5.2 Chương trình điều khiển 34 5.2 Giao diện điều khiển 34 CHƯƠNG : MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM 36 6.1 Mơ hình thực nghiệm: 36 6.2 Kết quả: 38 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 39 7.1 Kết luận 39 7.2 Hướng phát triển 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 PHỤ LỤC 411 vi DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1: VP - 2500HP hãng SmallSMT Hình 2: Máy gắn linh kiện QiHeTVM802B Hình 3: Sơ đồ động sử dụng đai bánh để truyền động Hình 4: Sơ đồ động sử dụng trục vít me để truyền động Hình 5: Cấu trúc điều khiển phân cấp Hình 5: Cấu trúc điều khiển tập trung 10 Hình 1: Sơ đồ động sử dụng đai bánh để truyền động Error! Bookmark not defined.2 Hình 2: Cấu trúc điều khiển PLC Error! Bookmark not defined Hình 1: Động KH56KM2 - 901 16 Hình 2: Động 57HS7630A4 Error! Bookmark not defined Hình 3: Động 57HS56 19 Hình 4: Dây đai hở XL22 211 Hình 5: Dây đai hở XL22 233 Hình 6: Dây đai hở GT2 234 Hình 7: Máy hút linh kiện dán SMD chân khơng 244 Hình 8: Lựa chọn trượt trục Z 245 Hình 9: Phương chiều lực tác dụng lên trượt 26 Hình 10: Thanh trượt vuông trượt vuông 27 Hình 1: Sơ đồ khới hệ thống điện 28 Hình 2: Driver microstep với IC driver TB6600 30 Hình 3: Nguồn 12V-30A 31 Hình 4: Nguồn tổ ong 5V-10A 32 Hình : PLC Mitsubishi FX3U-48MR/ES-A (24 In / 24 Out Relay) 33 Hình 5.1 : Giao diện điều khiển HMI máy tính 35 Hình 5.2 : Giao diện cài đặt vị trí 35 Hình : Mơ hình thiết kế 3D 36 Hình : Mơ hình thực nghiệm 37 Hình : Cấu trúc chuyển động 37 Hình : Hệ thớng điện 38 vii DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1: Bảng lựa chọn động 16 Bảng 2: Bảng lựa chọn động 17 Bảng 3 : Bảng lựa chọn động 19 Bảng : Lựa chọn trượt vuông 27 Bảng : Các ngõ vào microstep driver 30 viii CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu Công nghiệp điện tử (CNĐT) ngành sản xuất vật chất mang tính kinh tế q́c dân, có vị trí then chớt kinh tế tác động lan tỏa mạnh mẽ đến ngành công nghiệp khác Ngành CNĐT Việt Nam chiếm tỷ trọng 17,8% toàn ngành công nghiệp, chủ yếu sản xuất sản phẩm điện tử, máy vi tính sản phẩm quang học Sản phẩm CNĐT linh kiện điện tử, điện thoại nguyên chiếc, linh kiện điện thoại, tivi lắp ráp, máy tính bảng, ipad máy vi tính Nếu trước đây, công việc đơn giản từ việc nhà hay đến công việc việc lắp đặt sản phẩm cần phải điều trải qua bàn tay người Thì đây, cơng nghiệp hóa, đại hóa Những cơng việc hỗ trợ máy móc đại Những máy móc giúp cải thiện liên tục chất lượng đảm bảo Trong đề tài lần chúng em giới thiệu máy lắp linh kiện SMD Ví dụ trước việc lắp đặt linh kiện điện tử vào bo mạnh Con người phải lấy linh kiện bỏ vào vị trí để hàn chân linh kiện cách xác Để làm xong, người thợ lành nghề từ tới giây để lắp xong linh kiện Với tớc độ trung bình lao động người thợ lắp từ 500 - 700 linh kiện Chính cịn yếu phát triển cơng nghệ làm chậm q trình phát triển 1.2 Các loại máy lắp chip Hình 1: VP - 2500HP hãng SmallSMT Thơng số kỹ thuật: Tớc độ vị trí 3600pcs / Nguồn cung cấp 110V / 230V AC 50 / 60Hz 400W Khu vực làm việc: 360 x 320mm Trục X 200W Động Servo Trục Y 600W động Servo Trục Z chiều cao di chuyển chiều cao tối đa 15mm chiều cao 12mm Máy ép đẩy khí nén thiết kế đầu khơng cần phải đợi đón cuộn dây xử lý trước 32 Bit ARM xây dựng hệ thống điều khiển kết nối với máy PC giao diện USB Máy bàn phím điều khiển để chạy / tạm dừng / dừng trục chuyển động Hiển thị chân không cho vị trí đầu Đầu phun CP45 cắm vào giá đỡ đầu phun 2x CN065 + 1x CN220 → Nhìn chung máy gắn linh kiện hãng lớn chế tạo sản xuất có ưu điểm nhược điểm khác Nhưng máy điều có nhược điểm lớn giá thành cịn cao chưa phổ biết với nhiều đối tượng Hình 2: Máy gắn linh kiện QiHeTVM802B Máy gắn linh kiện gồm phận sau: a) Bộ phận cấp linh kiện phận cung cấp linh kiện, gắn một, hai nhiều đường dẫn để cung cấp linh kiện cho trình vận hành máy, đồng thời 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 ...TÓM TẮT Đồ án “ Thiết kế, chế tạo điều khiển máy gắn linh kiện SMD? ?? giúp người đọc hiểu máy gắn linh kiện SMD Bên cạnh đó, với cấu trúc đồ án chia thành chương... Hình 2: Máy gắn linh kiện QiHeTVM802B Máy gắn linh kiện gồm phận sau: a) Bộ phận cấp linh kiện phận cung cấp linh kiện, gắn một, hai nhiều đường dẫn để cung cấp linh kiện cho trình vận hành máy, ... giám sát điều khiển Từ mục tiêu này, đề tài tập trung vào việc thiết kế máy gắn linh kiện dạng điểm-điểm đáp ứng đặc tính sau: -Tớc độ gắn linh kiện: 1000 linh kiện/ h 10 -Loại linh kiện: IC,