Chế tạo và thử nghiệm hệ thống điều khiển nhiều trục máy uốn ống cnc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỀU TRỤC MÁY UỐN ỐNG CNC GVHD: THS HUỲNH ĐỖ SONG TOÀN SVTH: ĐẶNG HOÀNG MINH NGUYỄN THANH VĨ TRỊNH PHI TRƯỜNG SKL009593 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 8/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỀU TRỤC MÁY UỐN ỐNG CNC SVTH : Khóa : ĐẶNG HỒNG MINH 19143143 TRỊNH PHI TRƯỜNG 19143194 NGUYỄN THANH VĨ 19143200 2019 - 2023 Ngành : Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : ThS HUỲNH ĐỖ SONG TỒN Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬTTHÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỀU TRỤC MÁY UỐN ỐNG CNC SVTH : Khóa : ĐẶNG HỒNG MINH 19143143 TRỊNH PHI TRƯỜNG 19143194 NGUYỄN THANH VĨ 19143200 2019 - 2023 Ngành : Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : ThS HUỲNH ĐỖ SONG TỒN Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: Huỳnh Đỗ Song Toàn Sinh viên thực hiện: Đặng Hoàng Minh MSSV: 19143143 Điện thoại: 0779950636 Trịnh Phi Trường MSSV: 19143194 Điện thoại: 0984066814 Nguyễn Thành Vĩ MSSV: 19143200 Điện thoại: 0365626232 Mã số đề tài: DT41 Tên đề tài: Chế tạo thử nghiệm hệ thống điều khiển nhiều trục máy uốn ống CNC Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Tài liệu uốn, tạo hình ống, phương pháp điểu khiển uốn ống - Các thiết bị sử dụng Nội dung đồ án: - Tổng quan Cơng Nghệ tạo hình điều khiển ống - Thiết kế hệ thống điện điều khiển uốn - Tìm hiểu PLC Delta DVP-ES3 thiết bị - Đấu nối tủ điện - Viết code lập trình qua phần mềm ISP Soft - Điều khiển uốn hình HMI Các sản phẩm dự kiến: - Mơ hình máy thực tế - Tập vẽ - Báo cáo phân tích Ngày giao đồ án: 06/08/2022 Ngày nộp đồ án: Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Tiếng Việt X Tiếng Việt X GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY NGÀNH: Cơng Nghệ Chế Tạo Máy CỘNG HÒA XÃ HỒI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Sinh viên 1: Đặng Hoàng Minh MSSV: 19143143 Sinh viên 2: Trịnh Phi Trường MSSV: 19143194 Sinh viên 3: Nguyễn Thanh Vĩ MSSV: 19143200 Tên đề tài: Chế tạo thử nghiệm hệ thống điều khiển nhiều trục máy uốn ống CNC Họ tên giáo viên hướng dẫn: ThS HUỲNH ĐỖ SONG TOÀN Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: Nhận xét kết thực ĐATN: 2.1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 2.3 Kết đạt được: 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá: STT Mục đánh giá Điểm Điểm đạt tối đa Hình thức kết cấu ĐATN 30 Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình 15 đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 100 Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày…tháng…năm 2022 Giảng viên hướng dẫn HUỲNH ĐỖ SONG TOÀN KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HỊA XÃ HỒI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** NGÀNH: Công Nghệ Chế Tạo Máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Sinh viên 1: Đặng Hoàng Minh MSSV: 19143143 Sinh viên 2: Trịnh Phi Trường MSSV: 19143194 Sinh viên 3: Nguyễn Thanh Vĩ MSSV: 19143200 Tên đề tài: Chế tạo thử nghiệm hệ thống điều khiển nhiều trục máy uốn ống CNC Họ tên giảng viên phản biện: (Mã GV) Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: Nhận xét kết thực ĐATN: 2.1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 2.3 Kết đạt được: 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá: STT Mục đánh giá Điểm Điểm đạt tối đa Hình thức kết cấu ĐATN 30 Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình 15 đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 100 4.Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày…tháng…năm 2022 Giảng viên phản biện (ký, ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Lời nói đầu tiên, nhóm em xin chân thành cảm ơn đến quý Thầy/Cô trường ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM, đặc biệt thầy cô môn khoa Công nghệ chế tạo máy tận tuỵ truyền đạt kiến thức bổ ích để giúp nhóm em hồn thành đồ án ngày hơm tảng quan trọng giúp chúng em trở thành kỹ sư tương lai Nhóm xin gửi lời cám ơn chân thành nhất: - Thầy Huỳnh Đỗ Song Toàn trực tiếp hướng dẫn, tận tuỵ việc giúp nhóm hồn thành đồ án Thầy ln tích cực trả lời câu hỏi nhóm - Thầy Phạm Sơn Minh thầy Trần Minh Thế Un có nhiều cơng việc dành thời gian để theo dõi góp ý chỉnh sửa để sản phẩm chúng em hoàn thiện Trong q trình học tập nghiên cứu, nhóm em chưa vững kiến thức chuyên ngành kinh nghiệm cịn thiếu sót Cuối nhóm xin cảm ơn bạn bè gia đình ln bên cạnh động viên đồng hành chúng em suốt năm học vừa qua Tp Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2022 Sinh viên thực Đặng Hoàng Minh Trịnh Phi Trường Nguyễn Thanh Vĩ TÓM TẮT ĐỒ ÁN Ngày nay, hệ thống máy uốn ống CNC phát triển rộng rãi thị trường với nhiều sản phẩm uốn đa dạng chất lượng cao Với đề tài: “Chế tạo thử nghiệm hệ thống điều khiển nhiều trục máy uốn ống CNC” mang mục tiêu chế tạo hệ thống điều khiển đơn giản, dễ sử dụng, đại đặc biệt tùy chỉnh tốc độc góc độ uốn khác ống với chất liệu Inox 304 Phương án nhóm thiết kế hệ thống điều khiển sử dụng động servo kết nối với điều khiển driver, động điều khiển việc lên xuống qua lại uốn để tiến hành tạo biên dạng cho ống, động lại tiến hành việc đẩy ống đến uốn Giới hạn đề tài điều khiển máy uốn ống inox 304 với bán kính ống ∅19 với độ dày thành ống 0.8mm phải đảm bảo lắp đặt hệ thống dừng an toàn máy để tránh hư hỏng máy Sau tháng thực đề tài, nhóm em đạt kết sau: - Hoàn thành việc phác thảo sơ đồ mạch điện để tiến hành đấu nối điện - Lắp đặt đấu nối tủ điện hoạt động ổn định - Viết code lập trình hoạt động cho máy - Thiết kế hình cảm ứng dễ sử dụng tối ưu việc điều khiển vận hành máy - Lắp đặt hệ thống nút trường hợp người dùng muốn sử dụng - Thiết lập thông số vận hành máy theo mục tiêu đề ban đầu nhóm Tp Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2022 Sinh viên thực Đặng Hoàng Minh Trịnh Phi Trường Nguyễn Thanh Vĩ CHƯƠNG GIA CÔNG THỬ NGHIỆM - Để đánh giá ổn định máy ta cần tiến hành gia cơng uốn phơi nhiều hình dạng khác nhau, từ ta đánh giá cách khách quan khả hoạt động máy - Để kiểm tra độ xác máy ta thực gia công phôi inox ∅19 mm dài 1m Từ kiểm tra kích thước cung trịn vừa gia cơng để kiểm tra độ xác máy - Mục đích dùng phơi inox ống inox vật liệu phổ biến, dễ dàng tìm mua inox hợp kim có tính tương đối phù hợp với công nghệ uốn Máy chạy thử nghiệm phôi inxox có mac inox 304 Mác inox 304 Độ bền kéo đứt Giới hạn chảy Độ dãn dài tương đối N/mm2 N/mm2 % 1150 80 25 Bảng 4.1 Bảng tính inox 304 98 - Sản phẩm sau uốn trục X Y STT TỌA ĐỘ KẾT QUẢ UỐN X + 4mm, Y 0mm X + 4.5mm, Y 0mm 99 X 0mm, Y +3mm 100 X + 4mm, Y + 4mm 101 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận 5.1.1 Kết đạt Trải qua trình tháng nghiên cứu thực đề tài “Chế tạo thử nghiệm hệ thống điều khiển nhiều trục máy uốn ống CNC”, nhóm thực mục tiêu mà nhóm đề hồn thành tiến độ u cầu Phần lập trình code chạy thử máy chiếm phần lớn thời gian, nhiên sau thời gian tìm tịi hướng dẫn nhóm hoàn thành phần đấu dây lẫn viết code, máy hoạt động ổn định, không xảy cố phát sinh, thiết bị điện lắp với vẽ, máy uốn chạy với thông số lập trình  Lý thuyết ­ Hiểu sở lý thuyết cấu tạo mạch điện nguyên lý hoạt động PLC ­ Nắm cách mà máy uốn ống CNC vận hành từ hiểu thêm sản phẩm uốn thị trường ­ Hiểu thêm mảng mới, mở rộng chuyên ngành  Phần cứng ­ Khung mơ hình gia cơng chắn đảm bảo với kích cỡ sản phẩm ­ Thiết kế thi công tủ điện hợp lý, mơ hình khác xác với vẽ sơ ban đầu  Chương trình điều khiển giám sát ­ Vận hành trơn tru theo quy trình thiết kế lưu đồ ban đầu ­ Kiểm soát tốc độ động ­ Thiết lập xác quãng đường mà uốn dịch chuyển ­ Đưa trục trở vị trí ban đầu (SET HOME) ­ Đảm bảo an toàn cho máy, tránh việc người dùng điều khiển máy trục gây nguy hiểm cho máy người vận hành ­ Chạy thử nghiệm cụm tạo hình ống 102 ­ Uốn số biên dạng định 5.1.2 Những hạn chế Những mặt làm thế, bên cạnh đó, nhóm có mặt khó khăn hạn chế sau: ­ Chưa khống chế bán kính góc uốn mong muốn ­ Phần giao diện HMI chưa thật chuyên nghiệp, dừng lại mức độ quan sát điều khiển ­ Vì chưa có kinh nghiệm việc đấu dây nên tủ điện chưa gọn gàng đẹp mắt ­ Trong lúc hoạt động, thời gian vận hành dài liên tục cấu có phát tiếng ồn giải thích động cơ, cấu mua cũ đáng kể mơ hình chưa thể vận hành tốc độ cao dây chuyền sản xuất bên ngồi ­ Ống uốn cịn khoảng chết đầu nhiều, không gian uốn chưa thu hẹp nhiều dẫn đến bán kính uốn nhỏ ­ Vẫn chưa thể ghi nhớ tọa độ ban đầu, trường hợp máy vận hành điện phải mở lại máy chỉnh tay vị trí home ­ Vì đề tài khơng sát chun ngành nên nhóm cịn nhiều bỡ ngỡ mảng tự động hóa ­ Khó bảo trì cấu lắp theo khối cố định máy Khó khăn thực đề tài ­ Các thiết bị sử dụng giá thành cao ­ Thiếu kinh nghiệm đấu nối dây nên làm hư dây điện đầu cos nhiều Kinh nghiệm đạt ­ Kinh nghiệm chọn lựa loại thiết bị theo mục đích sử dụng ­ Kinh nghiệp thiết kế, thi cơng khí tủ điện ­ Hiểu chức thiết bị sử dụng đồ án ­ Hiểu chức cách sử dụng thiết bị điện hỗ trợ cho khí 103 5.2 Hướng phát triển - Máy uốn ống phát triển thị trường nhu cầu cơng nghiệp hóa đại hóa nước ngày tăng, việc sử dụng máy uốn ống CNC áp dụng cơng nghệ điều khiển hình cảm ứng đại dễ sử dụng sản phẩm có tiềm tương lai cải tiến sau tính tốn cho tối ưu mặt kinh tế để sản phẩm có giá thành cạnh tranh - Thiết kế thêm phận tạo hình bán kính góc uốn để gia tăng tính thẫm mĩ cho ống - Đặt cảm biến máy để giúp người dùng canh chỉnh lại tọa độ mà họ mong muốn trường hợp nhớ bị reset - Có thể điều khiển tối đa trục CANopen, dùng trục nghiên cứu phát triển thêm 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO ThS Nguyễn Văn Thành - ThS Nguyễn Trường Giang - Nhà Xuất Bản Lao Động Xã Hội - Giáo Trình Cơng Nghệ Uốn NC DVP-ES3_PM_EN_20191008 ASDA-A2-user-manual Catalogue Delta_ASDA-A2_EN Catalogue Delta_ASDA-B2_EN Ngô Diên Tập - Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội, 2002 - Đo Lường Và Điều Khiển Bằng Máy Tính 105 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Bản vẽ mạch động lực 106 Phụ lục 2: Bản vẽ mạch điều khiển PLC 107 Phụ lục 3: Bản vẽ đấu dây servo 108 Phục lục 5: Chương trình PLCMột đoạn chương trình Đoạn chương trình set home cho máy 109 Đoạn chương trình điều khiển trục động lúc: 110 Đoạn chương trình điều khiển trục X,Y,Z theo ý muốn 111 S K L 0