Mục Lục I Tổng quan về hệ thống khoan phôi tự động 4 1 Tổng quan hệ thống 4 1 1 Phân loại máy khoan 4 1 2 Ưu, nhược điểm của hệ thống khoan phôi tự động so với máy khoan thông thường 7 1 3 Sơ lược về[.]
Mục Lục I Tổng quan hệ thống khoan phôi tự động Tổng quan hệ thống 1.1 Phân loại máy khoan 1.2 Ưu, nhược điểm hệ thống khoan phôi tự động so với máy khoan thông thường 1.3 Sơ lược hệ thống khoan phôi tự động Nguyên lý hoạt động .9 Đề xuất nhiệm vụ thiết kế hệ thống 3.1 Các tiêu hiệu sử dụng 3.2 Khả làm việc .10 3.3 Độ tin cậy 10 3.4 An toàn sử dụng .10 3.5 Tính cơng nghệ tính kinh tế 10 II Lựa chọn thiết bị điện cho hệ thống 11 Chọn động 11 Chọn cảm biến 1, 2, – Cảm biến vật cản hồng ngoại 12 Chọn cảm biến 3,4 Xác định vị trí – Chọn cảm biến quang .13 Chọn xy lanh di chuyển máy khoan 15 Công tắc Start, Stop Nút dừng khẩn cấp EMG .16 Chọn PLC cho hệ thống 17 Chọn hình HMI 22 III Thiết kế hệ thống điều khiển .24 Xây dựng cấu trúc chung hệ thống 24 Xây dựng lưu đồ chương trình 25 Phân cổng vào – cho hệ thống .27 Xây dựng chương trình PLC dựa vào lưu đồ 28 Kết luận 39 Tài liệu tham khảo 40 Lời mở đầu Cùng với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật, Tự động hóa trở thành ngành thiếu công nghiệp đại Đây ngành khoa học góp phần áp dụng tiến khoa học công nghệ vào sản xuất nâng cao hiệu chất lượng sản phẩm, giảm sức lao động người, đồng thời giảm thiểu chi phí sản xuất Tạo điều kiện cho phát triển xã hội nâng cao tri thức người Qua đó, giúp người tiếp cận khoa học cong nghệ áp dụng vào sống nâng cao hiệu kinh tế lao động Một phương án đầu tư vào tự động hóa việc ứng dụng cơng nghệ PLC vào dây chuyền sản xuất Do tính đại mà công nghệ đem lại cho hệ thống sản xuất nên điều khiển sử dụng nhiều lĩnh vực Xuất phát từ thực tế đó, q trình học tập trường Đại học Xây Dựng Hà Nội, bảo hướng dẫn tận tình thầy cô môn Điện Kỹ Thuật đặc biệt thầy giáo, ThS Nguyễn Danh Giang, em nhận đồ án với đề tài: “ Thiết kế hệ thống khoan phôi tự động” Do thiết kinh nghiệm nên chắn em không tránh khỏi mắc phải thiếu xót, sai lầm Em mong nhận góp ý chân thành từ phía thầy Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực Dũng Chu Anh Dũng I Tổng quan hệ thống khoan phôi tự động Tổng quan hệ thống Máy khoan phương pháp phổ biến để gia công lỗ vật liệu đặc Ngồi cịn dùng để kht, doa, cắt ren, gia cơng bề mặt có tiết diện nhỏ thẳng góc chiều với lỗ khoan Hệ thống khoan phôi tự động với khả tự động cấp phôi vào máy gia công tự động cho sản phẩm sau công vào khay chứa Dễ dàng điều khiển phơi hình từ xa, cài đặt tọa độ khoan theo mong muốn Hiện nay, hệ thống khoan phôi tự động ứng dụng nhiều nhà máy gia công chế tạo khí, nhà máy gia cơng chế tạo máy móc, thang máy,… 1.1 Phân loại máy khoan Tùy theo kích thước phương pháp điều chỉnh mũi khoan đến vị trí gia cơng máy khoan phân thành loại: máy khoan bàn, máy khoan đứng, máy khoan cần, máy khoan nhiều trục, máy khoan chuyên dùng - Máy khoan bàn: loại máy khoan cỡ nhỏ dùng để gia công chi tiết cỡ nhỏ với lỗ khoan có đường kính khơng q 16mm Truyền động quay nhờ puli-đai truyền có nhiều bậc thường cho tốc độ cao Loại thường dùng rộng rãi khí Hình 1: Máy khoan bàn CDS16N - Máy khoan đứng: chuyển động kết cấu máy khoan đứng khác nhau, phổ biến loại máy có trụ đứng Những cỡ máy nhỏ có chuyển động trục đơn giản chạy dao tay Máy khoan đứng dùng để gia công chi tiết có kích thước trung bình, phận máy thân máy, hộp tốc độ, hộp chạy dao bàn máy Máy khoan đứng có hộp tốc độ cố định, hộp chạy dao có thẻ di động theo phương thẳng đứng Bên hộp chạy dao có trục thực chuyển động quay chuyển động chạy dao Bàn máy quay trịn di động thẳng đứng bàn tay Nhược điểm máy khoan đứng phải dịch chuyển chi tiết gia cơng vị trí khoan khác nhau, đặc biệt khó khăn chi tiết nặng Hình 2: Máy khoan đứng WDDM - Máy khoan cần: loại máy khoan khắc phục nhược điểm máy khoan đứng cách gá chi tiết đứng yên trục di động đến vị trí khoan thích hợp gia cơng Vì máy khoan cần loại máy điều khiển nhẹ nhàng Khả làm việc mở rộng gia công chi tiết lớn Hình 3: Máy khoan cần Z3040X10 - Máy khoan nhiều trục: thường dùng để hoàn thành nguyên công khoan (khoan, khoét, doa,…) đồng thời liên tiếp chi tiết Điều nâng cao đáng kể suát máy khoan Hình 4: Máy khoan nhiều trục - Máy khoan chuyên dùng: điển hình máy khoan tâm dùng để khoan lỗ tâm đầu phôi máy khoan sâu dùng để gia cơng lỗ có chiều dài q lớn so với đường kính khoan lỗ trục khoan nịng súng Hình 5: Máy khoan lỗ sâu P50100 1.2 Ưu, nhược điểm hệ thống khoan phôi tự động so với máy khoan thông thường Ưu điểm: - Năng suất cao gia công chi tiết máy thông thường làm thủ công Hệ thống tự động chia phơi giúp cho việc tốn cơng sức nhân cơng cho phép cơng nhân vận hành nhiều máy lúc Có thể cải tiến gia công nhiều chi tiết lúc Nhược điểm: - Chỉ cho phép gia công loại chi tiết định ứng với loại đồ gá chuyên dụng Trừ thiết kế lại đồ khác cho chi tiết - Yêu cầu cao kỹ thuật chế tạo dẫn đến tốn mặt kinh tế 1.3 Sơ lược hệ thống khoan phơi tự động Hình 6: Hệ thống khoan phôi tự động Các thiết bị hệ thống: + Nút nhấn start, stop + Cảm biến 1: Xác định có phơi băng tải + Cảm biến 2: Đếm số lượng sản phẩm + Cảm biến 3: Xác định vị trí máy khoan đầu hành trình + Cảm biến 4: Xác định vị trí máy khoan cuối hành trình + Cảm biến 5: Xác định có vật thể + Động máy khoan + Động băng tải + Xilanh máy khoan + Nút dừng khẩn cấp Yêu cầu thiết kế hệ thống: - Khởi động hệ thống nút Start, dừng hệ thống nút Stop Sau ấn start động băng tải chạy với tốc độ cố định Trong 120s khơng có phơi đặt vào vị trí cảm biến chu trình tự động dừng lại Nếu có phơi đặt vào vị trí cảm biến động máy khoan chạy Phơi di chuyển vào vị trí - khoan (cảm biến tác động) băng tải dừng đồng thời máy khoan hạ xuống để khoan phôi Cảm biến xác định vị trí máy khoan đầu hành trình Cảm biến xác định vị trí máy khoan cuối hành trình Cảm biến dùng để xác định số lượng sản phẩm khoan Nguyên lý hoạt động - Khởi động hệ thống nút Start, dừng hệ thống nút Stop Sử dụng nút nhấn Start Stop để khởi động dừng hệ thống - Sau ấn start động băng tải chạy với tốc độ cố định Trong 120s khơng có phơi đặt vào vị trí cảm biến chu trình tự động dừng lại Khi hệ thống bật động chạy làm băng tải chạy Lúc cảm biến quét để phát vật thể Sau 120s mà khơng có tín hiệu phản hồi lại động tác động cho dừng lại thông qua cảm biến Ở dùng đếm Timer (T) sau 120s mà khơng có tác động đếm T ON thơng qua tiếp điểm thường đóng T để tiếp điểm ON ngắt động - Nếu có phơi đặt vào vị trí cảm biến động máy khoan chạy Phơi di chuyển vào vị trí khoan (cảm biến tác động) băng tải dừng đồng thời máy khoan hạ xuống để khoan phơi Khi có phơi tác động vào cảm biến 1, cảm biến nhận tín hiệu thơng qua tiếp điểm thường mở X để bật cho máy khoan chạy Phôi chạy băng tải cảm biến phát có vật thể tác động làm động băng tải dừng lại đồng thời xilanh bật để hạ máy khoan xuống - Cảm biến xác định vị trí máy khoan đầu hành trình - Cảm biến xác định vị trí máy khoan cuối hành trình - Cảm biến dùng để xác định số lượng sản phẩm khoan Đề xuất nhiệm vụ thiết kế hệ thống 3.1 Các tiêu hiệu sử dụng - Máy thiết kế phải có suất hiệu suất tương đối cao, tốn lượng, kích thước máy cố gắng thật nhỏ gọn, chi phí đầu tư thấp, vận hành tương đối dễ dàng Để làm điều người thiết kế cần phải hoàn thiện sơ đồ thiết kế máy, lựa chọn cảm biến linh kiện động phù hợp 3.2 Khả làm việc - - Hệ thống hồn thành chức định mà giữ độ bền khơng bị thay đổi hình dạng chi tiết phận máy, giữ ổn định có tính bền mịn chịu chấn động Để hệ thống có đủ khả làm việc ổn định cần xác định hợp lí hình dạng, kích thước chi tiết máy, chọn vật liệu thích hợp để chế tạo chúng 3.3 Độ tin cậy - - Độ tin cậy tính chất máy vừa thực chức định đồng thời giữ tiêu sử dụng (như suất, công suất, mức độ tiêu thụ điện năng, độ xác,…) suốt q trình làm việc q trình thực cơng việc định Độ tin cậy đặc trưng xác suất làm việc không hỏng hóc thời gian quy định trình thực cơng việc 3.4 An tồn sử dụng - Một hệ thống làm việc an tồn có nghĩa điều kiện sử dụng bình thường kết cấu khơng gây tai nạn nguy hiểm cho người sử dụng, không gây hư hại cho thiết bị, nhà cửa đối tượng xung quanh 3.5 Tính cơng nghệ tính kinh tế - - Đây yêu cầu hệ thống để thoả mãn yêu cầu tính cơng nghệ tính kinh tế hệ thống thiết kế có hình dạng, kết cấu, vật liệu chế tạo phù hợp với điều kiện sản xuất cụ thể, đảm bảo khối lượng kích thước nhỏ nhất, tốn vật liệu nhất, chi phí chế tạo thấp kết cuối giá thành thấp Hệ thống nên thiết kế với số lượng chi tiết, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo lắp ráp, chọn cấp xác chế tạo cho phù hợp đảm bảo điều kiện quy mô sản xuất cụ thể 10