Đồ án đề tài nghiên cứu thi t k ch tạo hệ thống cấp phôi tự động dập liên hoàn gia công kim loại tấm

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THI T K CH TẠO HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG DẬP LIÊN HỒN GIA CƠNG KIM LOẠI TẤM Giáo viên hƣớng dẫn:TS NGUYỄN XUÂN CHUNG Nhóm sinh viên thực hiện: HOÀNG DANH BIÊN 2017604726 ĐINH HỮU ĐẲNG 2017604998 TRẦN TRUNG QUY T 2017605146 VŨ TI N THÀNH 2017604772 Hà Nội – 2021 BỘ CƠNG THƢƠNG CỘNGHỒXÃHỘICHỦNGHĨAVIỆTNAM TRƢỜNGĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆPHÀNỘI Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHI U GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Họ tên sinh viên: Hoàng Danh Biên Mã SV: 2017604726 Lớp: Cơ điện tử Khóa: 12 Đinh Hữu Đẳng Mã SV: 2017604998 Lớp: Cơ điện tử Khóa: 12 Trần Trung Quyết Mã SV: 2017605146 Lớp: Cơ điện tử Khóa: 12 Vũ Tiến Thành Mã SV: 2017604772 Lớp: Cơ điện tử Khóa: 12 Tên đề tài: Nghi n cứu, thiết ế chế t o hệ thống cấp phơi tự động dập liên hồn gia công kim lo i Mục tiêu đề tài:  Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế kết cấu  Thiết kế hệ thống điều khiển;  Thiết kế kết cấu hệ thống cấp phôi tự động;  Lập quy trình cơng nghệ chế t o;  Chế t o chi tiết, lắp ráp vận hành hệ thống;  Hướng dẫn sử dụng, bảo trì  hí; Kết dự kiến Thuyết minh thiết kế chế t o;  Xây dựng vẽ chế t o hí, vẽ hệ thống điều khiển;  Chế t o mơ hình thực, hệ thống điều khiển cho mơ hình Thời gian thực hiện: Từ 22/03/2021 đến 09/05/2021 GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN TRƢỞNG KHOA (Ký ghi rõ họ tên) TS Nguyễn Văn Thiện NỘI DUNG THỰC HIỆN Bố cục thuyết minh đề tài: Nội dung nghiên cứu SV thực Chƣơng 1: Tổng quan hệ thống cấp phôi tự động 1.1 Lịch sử nghi n cứu Hoàng Danh Biên 1.2 Mục ti u đề tài Đinh Hữu Đẳng 1.3 Phương pháp thực Trần Trung Quyết Chƣơng 2: Thiết kế hệ thống cấp phôi tự động 2.1 Các phương án thiết ế máy Hoàng Danh Biên 2.2 Lựa chọn phương án thiết ế Vũ Tiến Thành 2.3 Sơ đồ nguy n lý cụm máy Trần Trung Quyết Chƣơng 3: Tính tốn thiết kế kết cấu khí 3.1 Thiết ế hệ thống hí Hồng Danh Biên 3.2 Cơ cấu chấp hành Đinh Hữu Đẳng 3.3 Tính tốn, thiết kế hệ thống điều khiển Vũ Tiến Thành 3.4 Tính chọn phần tử hệ thống thủy lực Trần Trung Quyết Chƣơng 4: Tổng hợp tích hợp hệ thống 4.1 Hệ thống hí Hồng Danh Biên 4.2 Hệ thống điều khiển Đinh Hữu Đẳng 4.3 Kết nối m ch điện Vũ Tiến Thành 4.4 Hướng dẫn vận hành Trần Trung Quyết 4.5 Hướng dẫn bảo dưỡng máy Trần Trung Quyết Chƣơng 5: Kết luận đề xuất 5.1 Kết đ t Hoàng Danh Biên 5.2 H n chế hướng giải Đinh Hữu Đẳng Bản vẽ: TT Tên vẽ Khổ giấy Số lƣợng Bản vẽ lắp hệ thống khí A0 Bản vẽ hệ thống điều hiển A1 Lưu đồ thuật toán điều hiển A1 SV thực Hoàng Danh Biên Vũ Tiến Thành Trần Trung Quyết Đinh Hữu Đẳng Mơ hình/ sản phẩm (nếu có): Trình bày ngắn gọn thơng số kỹ thuật mơ hình/ sản phẩm Nội dung công việc SV thực Chế t o, lắp ráp cấu chuyển động hí, mơ hình Hoàng Danh Biên Đinh Hữu Đẳng Lắp ráp m ch điều khiển Trần Trung Quyết Lắp ráp m ch động lực Vũ Tiến Thành MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH 11 LỜI MỞ ĐẦU CH NG1.T NG QU 1.1 Lịch sử nghiên cứu NV H TH NG CẤP PH I T Đ NG 12 12 1.2 Mục ti u đề tài 14 1.3 Phương pháp thực 14 1.3.1 Cấp phôi thủ công 14 1.3.2 Cấp phôi tự động 15 CH NG THI T H TH NGCẤPPH IT Đ NG 16 2.1 Các phương án thiết kế cụm máy 16 2.1.1 Cụm xả cuộn phôi 16 2.1.2 Cụm nắn phẳng phôi 18 2.2 Lựa chọn phương án thiết 19 ế 2.3 Sơ đồ nguyên lý cụm máy CH NG TÍNH TỐN THI T K 3.1 TCẤUC 21 HÍ 23 23 Thiết kế hệ thống hí 3.1.1 Kết cấu hệ thống hí 23 3.1.2 Tính tốn vận tốc l n cấp phơi 24 3.1.3 Thiết 25 3.1.4 Thiết ế cụm xả tole ế hệ thống p nắn phôi 28 3.1.5 Tính tốn chọn động 28 3.1.6 Con l n 31 3.1.7 Bộ truyền xích r ng 32 3.1.8 Bộ truyền bánh r ng 34 3.1.9 Lực ép phẳng thép 35 3.2 Cơ cấu chấp hành 36 3.2.1 Động servo 36 3.2.2 Bộ truyền xích 38 3.2.3 Bộ truyền bánh r ng 39 3.2.4 Cơ cấu l n 40 3.2.5 Xây dựng hàm truyền 40 3.3 Tính tốn, thiết kế hệ thống điều khiển 43 3.3.1 Lựa chọn vi điều hiển 43 3.3.2 Động servo 46 3.3.3 Cơng tắc hành trình 46 3.3.4 Cảm biến quang huếch tán 47 3.3.5 Khối nguồn ho t động 49 3.3.6 N t ấn 50 3.4 Tính chọn phần tử hệ thống thủy lực 51 3.4.1 Thiết kế sơ đồ m ch thủy lực 51 3.4.2 Bộ phận tác động xylanh - pittong 51 3.4.3 Tính lưu lượng cần cấp cho xylanh 57 3.4.4 Chọn van cho hệ thống 57 3.4.5 Chọn làm mát lọc dầu 60 3.4.6 Chọn van ống nối 61 CHNG4.T NGH PV TÍCH H P H TH NG 62 4.1 Hệ thống hí 62 4.2 Hệ thống điều khiển 68 4.2.1 Sơ đồ hệ thống điều khiển 68 4.2.2 Biểu đồ tr ng thái 68 4.2.3 Lưu đồ thuật toán 69 4.2.4 Đánh giá ổn định hệ thống 70 4.3 ết nối m ch điện 72 4.4 Hướng dẫn vận hành 73 4.5 Hướng dẫn bảo dưỡng máy CH 73 NG 5.T LUẬN V Đ XUẤT 74 5.1 Kết đ t 74 5.2 H n chế hướng giải 74 DANH MỤC TÀI LI U THAM KHẢO 75 PHỤ LỤC 76 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hệ thống cấp phôi cho máy dập 13 Hình 1.2 Máy cấp phôi cuộn máy kéo phôi cuộn 13 Hình 1.3 Hình ảnh minh họa cấp phôi thủ công 15 Hình 1.4 Hình ảnh minh họa cấp phôi tự động 15 Hình 2.1 T o chuyển động tịnh tiến trục vít 16 Hình 2.2 T o chuyển động tịnh tiến xylanh thủy lực 17 Hình 2.3 Nguyên lý bàn cấp phôi dùng l n 18 Hình 2.4 Nguy n lý ho t động cấp phôi xylanh 19 Hình 2.5 Bàn cấp phơi l n 20 Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý cụm máy 21 Hình 2.7 Quy trình cơng nghệ hệ thống 22 Hình 3.1 Mơ hình hệ thống cấp phơi 23 Hình 3.2 Hình ảnh chiếu đứng máy cấp phôi 24 Hình 3.3 Hệ thống xả tole 25 Hình 3.4 Phân bố lực kẹp phơi 26 Hình 3.5 Phân tích tính lực đẩy 27 Hình 3.6 Hệ thống nắn phôi 28 Hình 3.7 Lực tác dụng lên 29 Hình 3.8 Lực tác dụng hi l n làm việc 31 Hình 3.9 Lực tác dụng lên truyền bánh r ng 34 Hình 3.10 Biểu đồ nội lực tác dụng lên thép 36 Hình 3.11 Cấu t o động servo 37 Hình 3.12 Cơ cấu truyền xích 38 Hình 3.13 Cơ cấu truyền bánh r ng 39 Hình 3.14 Hệ thống nắn thẳng phôi l n 40 Hình 3.15 Mơ hình động Servo 41 Hình 3.16 Sơ đồ khối điều khiển phản hồi cho động 42 Hình 3.17 Vi điều khiển STM32F103C8T6 43 Hình 3.18 Động servo 110ST-M04030 46 Hình 3.19 Cơng tắc hành trình 47 Hình 3.20 Tiếp điểm thường mở 47 Hình 3.21 Tiếp điểm thường đóng 47 Hình 3.22 Cảm biến quang dây AC NO phi 18 E3F-DS30Y1 .48 Hình 3.23 Nguy n lý ho t động cảm biến quang huếch tán 48 Hình 3.24 Nguồn tổ ong 12V 5A .49 Hình 3.25 Nút ấn AL6-M .50 Hình 3.26 Sơ đồ m ch thủy lực 51 Hình 3.27 Các thành phần xylanh 52 Hình 3.28 Xylanh thủy lực chiều 56 Hình 3.29 Van phân phối 4/3 .58 Hình 3.30 Van phân phối DSG-03-3C2 AC220V/50Hz .58 Hình 3.31 Van an tồn DT-02-H-22 .59 Hình 3.32 Kết cấu làm mát nước 60 Hình 3.33 Kết cấu phận lọc 60 Hình 3.34 Thông số van nối ống thẳng 61 Hình 4.1 Cơ cấu uốn phẳng phôi 62 Hình 4.2 Hệ thống xả tole 65 Hình 4.3 Tổng thể hệ thống 67 Hình 4.4 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển .68 Hình 4.5 Lưu đồ thuật toán hệ thống điều khiển .69 Hình 4.6 Sơ đồ khối hệ thống Servo motor 70 Hình 4.7 Nhập thơng số động servo 70 Hình 4.8 Mơ hình động tr n Simulin 71 Hình 4.9 Momen phản hồi động 71 Hình 4.10 Sơ đồ m ch điện kết nối 72 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Bảng thông số đầu vào máy cấp phôi: 21 Bảng 3.1 Áp suất cho phép [p] bền mịn xích 33 Bảng 4.1 Cụm uốn phẳng phôi cuộn gồm: 62 Bảng 4.2 Hệ thống cụm xả tole bao gồm 66 10