Đề tài báo cáo về hệ thống cấp phôi tự động

PHẦN MỞ ĐẦU TÊN ĐỀ TÀI: BÁO CÁO VỀ HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG GVHD: Phạm Văn Toản SVTH: Trần Đình Quyết Trần Quốc Bảo Mã Bảo Ngọc Nguyễn Duy Quyền Nguyễn Xuân Thái ĐỒNG NAI, THÁNG NĂM 2022 PHẦN MỞ ĐẦU Mục lụ PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN Đặt vấn đề CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu tổng quan .8 Nghiên cứu lý thuyết CHƯƠNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO Cấu tạo máy cấp phôi tự động cho máy CNC bàn dao xoay 1.2.3.Cụm phễu rung 10 1.2.4.Cụm tay phụ cấp phôi .10 1.2.5.Cụm tay cấp phơi 11 Nguyên lý hoạt động .15 Thiết kế phần khí nén .15 1.Tính toán lựa chọn xy-lanh 15 2.Sơ đồ kết nối phần khí 16 CHƯƠNG KẾT LUẬN 28 Tính tính sáng tạo .28 Khả áp dụng 28 PHẦN MỞ ĐẦU Hiệu kinh tế .28+29 PHẦN MỞ ĐẦU Sự phát triển nhiều ngành khoa học, cơng nghệ góp phần thúc đẩy việc nghiên cứu tự động hóa tạo bước phát triển vượt bậc, theo hướng nâng cao khả ứng dụng thực tế tìm phương pháp nghiên cứu Việc cho đời hệ thống tự động hóa ứng dụng cơng nghiệp mang lại hiệu cao hầu hết lĩnh vực đời sống xã hội, kinh tế, kỹ thuật Hiện nay, vấn đề sử dụng thiết bị máy móc tự động thay sức lao động người phổ biến, đặc biệt lĩnh vực công nghiệp Sự thay giảm phần nguy hiểm mà người có nguy gặp thường xuyên phải tiếp xúc trực tiếp với hóa chất độc hại, tai nạn… PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN CHƯƠNG KẾT LUẬN CHƯƠNG CẤU TẠO, HOẠT ĐỘNG, TÍNH TỐN Cấu tạo máy cấp phôi tự động cho máy CNC bàn dao xoay Từ yêu cầu thực tế nhóm nghiên cứu khảo sát phân tích sau đưa cấu phù hợp để tiến hành thiết kế máy Sau chọn phương án phù hợp, nhóm nghiên cứu sử dụng phần mềm Solidworks để mơ phỏng, tính tốn phân tích độ bền cho cấu Hình Máy cấp phơi tự động cho máy tiện CNC bàn dao xoay Máy cấp phôi tự động cho máy CNC bàn dao xoay bao gồm cụm cấu chính:  Cụm phễu rung (1): Sắp xếp cung cấp phôi cho hệ thống  Cụm tay phụ cấp phôi (2): Lấy phôi từ cụm phễu rung đưa sang cho cụm tay cấp phơi  Cụm tay cấp phơi (3): Cấp phơi cho máy CNC lấy sản phẩm hoàn thành khỏi máy CNC CHƯƠNG KẾT LUẬN 1.1 Cụm phễu rung Hình Cụm phễu rung Cụm phễu rung có vai trị thay công cho việc cấp phôi đầu vào Những phôi để phễu xếp theo trật tự đưa đến ray vận chuyển đến vị trí hoạt động sản xuất Tại vị trí cuối ray vận chuyển có cảm biến quang để nhận biết phơi có vị trí định cho hoạt động sản xuất phễu rung ngừng đưa phơi phơi vị trí cảm biến đem phễu rung tiếp tục q trình đưa phơi 1.2 Cụm tay phụ cấp phơi Hình Cụm tay phụ cấp phơi Với u cầu chuyển phôi từ phễu rung qua tay kẹp máy có cấu gồm xilanh xoay với góc xoay 90 độ MSUA3_90S xilanh kẹp MHZ_20D_16, hai xilanh liên kết với gắn vào chi tiết đế đỡ đảm bảo khả vững CHƯƠNG KẾT LUẬN hiệu chỉnh để phù hợp lắp ráp vào máy Để kẹp chi tiết đảm bảo độ xác cấu, chi tiết kẹp phôi thiết kế riêng cho cấu với cặp bát CNC gắn đầu xi lanh kẹp Quy trình đưa phơi : cảm biến quang phát có phơi vị trí định sẵn, tay kẹp kẹp phơi sau xi lanh xoay xoay góc 90° để đưa phơi 1.3 Cụm tay cấp phơi Hình Cụm tay cấp phơi Các chi tiết nhỏ lắp ráp với thông qua việc bắt ốc để cố định chi tiết bậc di chuyển tay kẹp đặt trượt TBI ray để giảm độ ma sát giúp hoạt động êm Với yêu cầu máy có cấu phù hợp để đáp ứng cầu, cấu đưa sử dụng xilanh trượt để tạo bậc chuyển động tịnh tiến Các loại xilanh sử dụng bao gồm : xi lanh đơn, xi lanh trượt có dẫn hướng, xi lanh xoay, xi lanh kẹp cấu trượt để dẫn hướng cho xi lanh có cấu đẩy ngang cụm CHƯƠNG KẾT LUẬN Hình Cụm tay cấp phơi Cơ cấu sử dụng kết hợp xi lanh kẹp chấu gắn xi lanh xoay với góc 90° xi lanh kẹp dùng để lấy phôi gia công xi lanh kẹp có nhiệm vụ đưa phơi vào để tiến hành gia cơng Để có sử xác q trình kẹp giữ phơi đầu xi lanh kẹp sử dụng chi tiết gia công riêng theo phơi sử dụng Hình Cụm tay cấp phôi Về việc giá đặt phôi mâm cặp máy CNC Phôi phải gá sát với mặt mâm cặp, để giải vấn đề bậc cấu phải di chuyển hai lần gá phôi với lần thứ việc đặt phôi vào mâm cặp lần thứ hai định vị vị trí phơi mâm cặp Ngồi giải vấn đề việc thiết kế cịn có mục đích giảm khơng gian thừa máy, đảm bảo tính thẩm mỹ cao CHƯƠNG KẾT LUẬN Hình Cụm tay cấp phơi Đối với hành trình di chuyển ngang cụm cấu thiết kế với hai hành trình di chuyển kết hợp giữ hai xilanh đơn, nhầm kết nối máy cấp phôi với máy CNC với nhau, để giảm thiểu khoản cách hai máy nên việc rút ngắn hành trình xilanh tăng bậc di chuyển cụm cấu đảm bảo kích thước yêu cầu đảm bảo không gian máy nhỏ gọn Với u cầu xác việc cấp phơi vào mâm cặp máy CNC việc chuyển động rung động tạo trình chuyển động cụm cấu ảnh hưởng nhiều trình hoạt động để khắc phục tượng rung động việc sử dụng giảm chấn cho hành trình xilanh giảm hành trình xilanh phương án mang lại hiệu cao, ngồi việc giảm rung động q trình hoạt động, việc sử dụng xilanh với hành trình ngắn tạo bậc chuyển động làm giảm kích thước cụm cấu tạo tính thẩm mỹ cao Nguyên lý hoạt động Phôi cấp lượng vừa phải vào phễu rung Sau nhấn start để máy hoạt động Phôi theo đường dẫn phễu rung tới vị trí chờ Cụm tay cấp phôi phụ kẹp đưa phơi vị trí chờ tiếp Phơi vị trí chờ chuyển đến gá máy CNC nhờ cụm cấu tay cấp phơi lúc lấy phôi gia công khỏi máy CNC CHƯƠNG KẾT LUẬN Sau cụm cấu tay cấp phơi rút thả phơi gia cơng vào khay chứa Tín hiệu gia cơng kích cho máy tiện CNC Quy trình lặp lặp lại liên tục Thiết kế phần khí nén Tính tốn lựa chọn xy-lanh Xy-lanh khí nén có hai kiểu tác động đơn tác động kép Do đó, tùy vào mục đích sử dung mà bạn nên chọn loại xy-lanh cho phù hợp Bên cạnh đó, chọn xy-lanh cần phải chọn cho hành trình, thời gian hành trình, tải trọng, đường kính, áp lực khí, áp lực khí nén xy-lanh hệ thống cho hợp lý Dưới cơng thức tính tốn xy-lanh Áp suất khí nén (P): Áp suất khí nén lực tác động lên đơn vị diện tích bề mặt chịu lực: P = (N/m2) (3.2) Môi chất bình cung cấp áp suất chuyển thành lực đẩy pittông: F = P.A (N) (3.3) Như vậy, lực đẩy pittông phát sinh từ áp suất tính cách nhân diện tích hiệu dụng với áp suất: F = (N) Trong đó:  F: Lực đẩy pittơng (N)  D: Đường kính pittơng (m)  P: Áp suất khí nén lên xy-lanh (N/m2) Tính tốn lựa chọn xy lanh  Xy lanh đẩy cụm cấu cấp phơi chính: (Xy lanh 1) Ước chừng khối lượng khuôn khoảng 50kg 10 (3.4) CHƯƠNG KẾT LUẬN Áp suất hoạt động: 0,5mPa = bar = 500,000 N/ – 0,6 m/s vận tốc thời gian 0,5s = p x A mà A = => D = Vậy ta chọn bore size 40 mm trục piston d = 20 mm =px Vì máy hoạt động áp suất 0,5 mPa nên ta chọn loại xy lanh MGZ 40  Xy lanh đẩy trên: (Xy lanh 2) Ước chừng khối lượng khuôn khoảng 45kg Áp suất hoạt động: 0,5mPa = 5bar = 500,000 N/ – 0,6 m/s vận tốc thời gian 0,5s 11 CHƯƠNG KẾT LUẬN = p x A mà A = => D = Vậy ta chọn bore size 40 mm trục Piston d = 20 mm =px Vì máy hoạt động áp suất 0,5mPa nên ta chọn loại xy lanh MGZ 40  Xy lanh trượt: Ước chừng khối lượng: 15kg Áp suất hoạt động: 0,5mPa = bar – m/s vận tốc thời gian 0,5s = p x A mà A = => D = Vậy ta chọn bore size 20 mm trục Piston d = 10 mm =px 12 CHƯƠNG KẾT LUẬN Vì máy hoạt động áp suất 0,5mPa nên ta chọn loại xy lanh MGZ20  Xy lanh trượt: (Xy lanh 3) Ước chừng khối lượng khuôn khoảng kg – m/s vận tốc thời gian 0,5s Áp suất hoạt động: 0,5mPa = bar = p x A mà A = => D = Vậy ta chọn bore size 20 mm trục Piston d = 10 mm =px 13 CHƯƠNG KẾT LUẬN Vì máy hoạt động áp suất 0,5mPa nên ta chọn loại xy lanh MGZ20 Xy-lanh xoay tác động kép: Xylanh xoay cấu chấp hành có khả chuyển hóa lượng khí nén thành chuyển động quay với góc định, xylanh quay góp phần tạo chuyển động thực linh hoạt hiệu cho cấu truyền động Chính điều đó, nhóm nghiên cứu sử dụng xylanh xoay để lấy phôi, cấp phôi lấy sản phẩm chu kì nhờ cánh tay có tích hợp xylanh xoay xylanh kẹp Hình Xilanh MSUA3_90S Xy lanh tác động kép ty: Lý chọn xy lanh: Xy lanh ty sử dụng để đưa tay gắp phôi vào theo ray trượt để nhận cấp phôi 14 CHƯƠNG KẾT LUẬN Xy lanh phần cụm cấu tay gắp Đóng vai trị nâng đỡ di chuyển xy lanh kẹp Hình Hình ảnh thực tế xy lanh ty Xy lanh kẹp chấu: Lý chọn xy lanh là: Vì xy lanh kẹp chấu lấy phôi, xy lanh kẹp miếng phôi chặt hơn, kẹp định hướng cho miếng phơi vị trí hướng Vì miếng phơi nặng 50g kẹp phải miếng phôi kéo nên hệ số ma sát sắt bề mặt 0,3 suy Vậy cánh tay kẹp 0,075 (N) Áp dụng cơng thức tính lực kẹp ta có hệ số ma sát cao su sắt 0,4 Qq Xy lanh kẹp chấu: Lý chọn xy lanh: Vì xy lanh kẹp chấu kẹp phơi, phơi khơng trượt q trình di chuyển phôi, phôi định tâm di chuyển xác đến nơi thả phơi Đối với máy cấp phơi tự động, nhóm nghiên cứu phân tích chọn loại van để điều khiển xy-lanh: Van khí nén 5/2 coil: 15 CHƯƠNG KẾT LUẬN Van khí nén 5/2 tác động bẳng coil: Tại số cấu, xy-lanh cần giữ nguyên trạng thái trường hợp xấu như: Mất điện, dừng khẩn cấp, … để tránh tổn thất không mong muốn, cụ thể trường hợp sau: Hình 11 Van khí nén coil SY3220-5LZD-C6 Van điều áp: Thiết bị có chức chủ yếu giảm áp suất đầu vào dòng lưu chất đạt thông số định, an toàn phù hợp Một hệ thống đơn giản hay phức tạp có đường ống dẫn lưu chất phân chia nhánh, gấp khúc phân chia ống nhỏ Chính mà lắp van điều áp bảo vệ đường ống, không bị nổ vỡ lưu chất dồn đột ngột Đối với máy cấp phôi tự động, nhóm nghiên cứu chọn sử dụng điều áp AR40-03-A với áp suất cài đặt từ 0,05 đến 0,7MPa để trì áp suất mức áp điều chỉnh suốt trình hoạt động hệ thống Hình 12 Bộ điều áp AR40-03-A Con lắc: Con lắc dùng để gắn đầu xy lanh giúp xy lanh đẩy vào cách xác, gặp lực cưỡng vật cản có tác dụng để khử rung động đầu xy lanh, giúp xy lanh loại trừ bớt nguy khiến xy lanh bị cong vênh 16 CHƯƠNG KẾT LUẬN Hình 13 Hình ảnh vẽ CHƯƠNG KẾT LUẬN Hình 15 Sơ đồ kết nối phần khí máy cấp phôi cho máy CNC bàn dao xoay CHƯƠNG KẾT LUẬN Tính tính sáng tạo Hệ thống cấp phôi tự động nghiên cứu, thiết kế chế tạo dựa theo yêu cầu công ty A&T Machining, hệ thống lần thực Tính ổn định cao, làm việc khơng biết mệt mỏi, sản phẩm làm có độ tin cậy cao áp dụng nhiều công nghệ tiên tiến vào sản phẩm máy, có kế hoạch dự phịng cao nhận đơn đặt hàng quy mô lớn Khả áp dụng Sau tháng chế tạo đưa vào sử dụng, hệ thống hoạt động ổn định suốt trình làm việc, tránh hư hại sản phẩm, giảm thời gian công sức công viêc Hiệu kinh tế  Tăng suất sản xuất công ty lên hai lần với 79 sản phẩm/phút 18 CHƯƠNG KẾT LUẬN  Chi phí đầu tư nhỏ, khả thu hồi vốn cao  Giảm nhân công lao động  Với hệ thống hoạt động tự động đảm bảo an toàn lao động  Cải thiện điều kiện làm việc, giảm cường độ lao động chân tay  Tạo sản phẩm khơng bị lỗi, xác, hư hỏng 19 CHƯƠNG KẾT LUẬN 20