Thiết kế thi công máy cnc phay mạch in 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH MÁY TRỘN SƠN TỰ ĐỘNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: THS HUỲNH PHÁT HUY Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Nguyễn Lê Quốc Thái 1711050024 17DTDA1 Nguyễn Thành Băng 1711050037 17DTDA1 Võ Thanh Huy 1711050172 17DTDA1 TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH MÁY TRỘN SƠN TỰ ĐỘNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: THS HUỲNH PHÁT HUY Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Nguyễn Lê Quốc Thái 1711050024 17DTDA1 Nguyễn Thành Băng 1711050037 17DTDA1 Võ Thanh Huy 1711050172 17DTDA1 Ngày 01/09/2021 Huỳnh Phát Huy TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 i ii iii iv LỜI CAM ĐOAN Nhóm em xin cam đoan đề tài “thiết kế thi cơng mơ hình máy trộn sơn tự động” cơng trình nghiên cứu hướng dẫn tận tình THS Huỳnh Phát Huy Những nhận định nêu đồ án kết từ nghiên cứu trực tiếp, nghiêm túc, độc lập nhóm em học tập tích lũy kiến thức trường Đại học Cơng nghệ Tp Hồ Chí Minh (HUTECH) Nhóm em xin cam đoan nội dung số liệu hoàn toàn trung thực Nhóm em xin chịu trách nhiệm, kỹ luật nhà trường có vấn đề xảy Tp Hồ Chí Minh, Ngày 30 Tháng năm 2021 Nguyễn Lê Quốc Thái Nguyễn Thành Băng i Võ Thanh Huy LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đồ án tốt nghiệp cách hoàn chỉnh, bên cạnh nổ lực nhóm em, cịn có hướng dẫn tận tình Thầy Cơ Viện Kỹ thuật HUTECH, động viên ủng hộ lớn từ gia đình bạn bè suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Đại học Công nghệ Tp Hồ Chí Minh (HUTECH) Lời nhóm em xin chân thành cảm ơn đến THS Huỳnh Phát Huy hết lòng giúp đỡ, tạo điều kiện trực tiếp dành thời gian để hướng dẫn nhóm nghiên cứu thực hồn thành đồ án tốt nghiệp lần Nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường Đại học Cơng Nghệ Tp Hồ Chí Minh (HUTECH), q thầy cô Viện kỹ thuật HUTECH tận tâm giảng dạy truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho em Do điều kiện lực thân cịn hạn chế, nhóm em cố gắng nhiều để hoàn thành đồ án tốt nghiệp lần này, khơng thể khơng gặp sai sót Nhóm em mong thầy bỏ qua nhóm em mong lắng nghe góp ý ý kiến để đồ án tốt nghiệp lần nhóm hồn thiện Nhóm em chúc thầy cô trường Đại học Công nghệ Tp Hồ Chí Minh ln mạnh khỏe cơng tác tốt Nhóm em xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng năm 2021 ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II MỤC LỤC III DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VII DANH MỤC CÁC BẢNG VIII DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH IX LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề .3 1.2 Cách giải vấn đề 1.3 Nhiệm vụ cần thực .3 1.4 Phạm vi giới hạn đề tài 1.5 Bố cục thời gian CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2.1 Tìm hiểu đề tài, tham khảo tài liệu cơng trình sản phẩm 2.1.1 Sơn gốc 2.1.2 Công thức màu 2.1.3 Máy pha màu 2.2 Quy trình sản xuất sơn nước 2.3 Quy luật pha màu 11 2.3.1 Các loại màu 11 2.3.2 Quy luật cộng màu 13 2.3.2.1 Pha màu theo phương pháp cộng màu (aditive): 13 2.3.2.2 Pha màu theo phương pháp trừ màu (Subtractive): 14 2.3.2.3 Kết luận: 14 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 15 iii 3.1 Yêu cầu hệ thống 15 3.1.1 Thiết kế khung khí 15 3.1.2 Mô tả hệ thống vận hành .15 3.2 Mơ tả tính linh kiện máy trộn sơn tự động 16 3.3 Độ hiệu sử dụng máy trộn sơn tự động .17 3.4 Lựa chọn phương án 17 CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ 19 4.1 Lập quy trình bước tiến hành thiết kế máy hệ thống điều khiển 19 4.1.1 4.2 Quy trình thiết kế khung khí 19 4.1.1.1 Bản vẽ 2D thiết kế khí máy trộn sơn tự động 19 4.1.1.2 Tính tốn băng tải chọn hộp giảm tốc 20 4.1.1.3 Thiết kế băng tải .20 4.1.1.4 Thiết kế khung đỡ 24 4.1.1.5 Thiết kế thùng chứa sơn 24 4.1.1.6 Thiết kế khung đẩy đóng nắp 25 4.1.1.7 Mơ hình thiết kế 3D máy trộn sơn tự động 25 Thiết kế hệ thống điều khiển 27 4.2.1 Nguyên lý hoạt động .27 4.2.2 Danh sách thao tác thực sản phẩm 28 4.2.3 Lắp đặt chạy thử .30 4.2.3.1 Nguồn điện .30 4.2.3.2 Khí nén 30 4.2.3.3 Chạy máy lần đầu 30 4.2.4 Thông số kỹ thuật thiết bị sử dụng 31 4.2.4.1 PLC 31 4.2.4.2 HMI 36 4.2.4.3 Nguồn 24VDC: .37 4.2.4.4 Cảm biến lưu lượng nước ( Water flow sensor) 39 iv Kết luận: Việc lắp ráp kết cấu khí có vai trị quan trọng việc đảm bảo độ xác máy, khả chịu rung động, tính thẩm mỹ đảm bảo mức độ biến dạng chi tiết trình lắp ráp, trình lắp ráp sử dụng phương pháp lắp ráp theo cụm yêu cầu kỹ thuật bắt buộc 5.1.3 Khung khí thực tế Do tình hình dịch bệnh covid – 19 nhóm khơng thể gia cơng hồn thiện 100% mơ hình vật lý theo vẽ, nhóm cố gắng hồn thiện trước 70% khung khí Hình 1: Mơ hình thực tế (nhìn từ sau) Hình 2: Mơ hình thực tê (nhìn từ trên) Trang 61 5.2 Thi công phần điện 5.2.1 Đặc điểm công nghệ thiết kế tủ điện Tủ điện cơng nghiệp có vai trị lớn, lắp đặt bảo vệ cho thiết bị đóng ngắt, thiết bị điều khiển, đầu nối phân phối điện cho cơng trình, đảm bảo an toàn cách điện tuyệt người sử dụng điện Cấu trúc tủ điện 550 X 600, thiết bị điện trình lắp phải đảm bảo độ chắn thẩm mỹ, thơng thống Các thiết bị điện lắp phíp điện chống cháy 5.2.2 Thiết bị tiến trình lắp tủ điện hệ thống máy Tên thiết bị STT Tình trạng thiết bị MCB LS BKN 6A Chưa có Contactor LS Mc – 6A Chưa có Relay nhiệt MT – 12 10A Chưa có Nút nhấn ON/OFF Đã có Nguồn omron 24VDC Đã có Relay trung gian omron 14 pin Đã có (5) Máng xương cá Đã có Phíp điện Đã có Thanh domino 12 Đã có 10 Màn hình HMI weintek MT6070iH 7” Đã có 11 Đèn hiển thị Ø22 schneider Chưa có 12 Tủ điện 600 x 550 Chưa có 13 Dây dẫn 0.75 mm Đã có 14 PLC Đã có Bảng 2: Thiết bị tiến trình lắp tủ điện hệ thống máy 5.2.3 Tủ điện thực tế Do tình hình dịch bênh covid – 19 nhóm khơng thể thi cơng hồn thiện 100% vẽ thiết kế điện trước Nhóm cố gắng hồn thiện 50 % phần tủ điện Trang 62 Hình 3: Tủ điện thực tế (chưa hoàn thành) 5.3 Kết giao diện SCADA 5.3.1 Tổng quan giao diện SCADA Kết sau thiết kế giao diện SCADA điều khiển giám sát từ xa qua máy tính trung tâm Hình 4: Tổng quan giao diện SCADA hệ thống trộn sơn - Giao diện SCADA gồm bảng login ( đăng nhập vào bảng điều khiển máy trộn sơn ), hệ thống trộn sơn, bảng màu hiển thị:  Bảng màu cung cấp cho người dùng bảng màu gồm 10 màu sắc với tỉ lệ màu khác Người dùng nhập tỉ lệ màu vào bảng điều khiển nhập số lượng lon cần sản xuất Trang 63  Bảng điều khiển máy trộn sơn: muốn vận hành nhập thông tin cho hệ thống bắt buộc người vận hành phải đăng nhập để vào bảng điều khiển  Hệ thống trộn sơn: Thể trình thực sản xuất sơn gồm bồn chứa sơn (Sơn đỏ, sơn vàng, sơn xanh) bồn chưa nước Hình 5: Các bồn chưa sơn nước xả  Cơ cấu xả sơn nước trộn sơn: Gồm van điện từ nhận tín hiệu từ PLC để đóng mở van tỷ lệ màu sơn, màu sơn sau xả qua ống đưa vào bồn trộn (Khi sơn xả vào bồn trộn động có cánh khuấy trộn màu sơn với nhau) Hình 6: Cơ cấu xả sơn trộn sơn  Cơ cấu vận chuyển lon đến khâu xử lý xã nước rửa bồn: Băng tải có nhiệm vụ vận chuyển lon đến khâu xử lý (tại khâu xử lý xả màu sơn trộn có cảm biến hồng ngoại giúp phát lon tới vị trí Tại khâu đẩy đóng nắp có cảm biến hồng ngoại giúp phát lon tới vị trí xilanh Trang 64 đẩy thực việc đẩy nắp lon vào lon xilanh đóng thực đóng chặt nắp lon)  Khi hoàn thành lon bồn chứa nước xả nước vào cấu trộn để rửa màu bám thành bồn trước để tránh ảnh hướng đến màu ống xả đưa khu xử lý nước Hình 7: Cơ cấu vận chuyển lon đến khâu xử lý xã nước rửa bồn 5.3.2 Thao tác giao diện - Đăng nhập login đề vào bảng điều khiển ( User Name: HUTECH, Password: 1234), nhập sai hình máy tính trung tâm hiển thị “ Wrong User name or password” Hình 8: Bảng điều khiển nhập sai User Name - Lựa chọn màu sơn số lon muốn sản xuất nhập vào bảng điều khiển - Nhấn ON: Hệ thống làm việc theo quy trình - Nhấn OFF: Hệ thống dừng làm việc - Nhấn Reset: Các lon băng tải đẩy xuống bàn trượt, bắt đầu làm lại từ đầu ( Nếu sản phẩm bị lỗi ) Trang 65 Hình 9: Giao diện bồn xả sơn vào bồn trộn Hình 10: Bồn trộn khuấy màu sơn Hình 11: Van xả nước bẩn xả xuống bồn chứa - Bảng điều khiển thể rõ liệu: Tỷ lệ màu chọn, số lượng lon muốn sản xuất, số lon làm - Logout: Thoát khỏi bảng điều khiển người vận hành giám sát hệ thống hoạt động mà khơng thể tác động q trình vận hành Trang 66 Hình 12: Bảng điều khiển hiển thị số liệu hệ thống 5.4 Kết pha sơn đánh giá 5.4.1 Kết pha sơn Công suất sản xuất mô hệ thống vòng 120 lon Vậy dự kiến muốn sản xuất hàng loạt cung cấp số lượng lớn dự kiến 2880 lon/ ngày 5.4.2 Đánh giá Các tuyến công việc máy thiết bị hoạt động ổn định chuyển từ sản xuất sản phẩm sang sản xuất phẩm khác Dòng vận chuyển sơn tương đối liên tục, độ xác máy hồn thiện tối ưu Hệ thống hoạt động liên tục nâng cao nguồn cung đầy đủ Trang 67 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN 6.1 Những mặt tích cực 6.1.1 - Về lý thuyết Hiểu quy trình sản xuất sơn nhà máy sơn nay, tìm hiểu quy luật pha màu - Hiểu sở lý thuyết thiết bị sử dụng mô hình, tính tốn lựa chọn thiết bị bảo vệ vận hành phù hợp với dây chuyển sản xuất sơn 6.1.2 - Về phần cứng Thiết kế khung khí chắn chắn, ổn định, phù hợp với mơ hình, lỗi vận hành máy sảy ra, bồn chứa sơn phải đảm bảo thể tích đủ cấp cho lon trình vận hành lâu dài - Biết cách thiết kế tủ điện đảm bảo vận hành máy ổn định giúp cho hệ thống vận hành thơng suốt, đảm bảo tính thơng thoán, chống nước, tủ điện sơn tĩnh điện chống rị đảm bảo tính an tồn cho thiết bị người vận hành máy 6.1.3 Về chương trình điều khiển - Hiểu đặc điểm phần cứng, phần mềm nắm rõ cách thực chương trình điều khiển PLC - Chương trình điều khiển PLC hoạt động ổn định, sản phẩm tạo xác với độ sai số thấp nhất, xử lý lỗi sảy - Thiết kế giao diện HMI trực quan dễ thao tác vận hành máy giao diện SCADA thể rõ quy trình máy thu thập số liệu sản xuất đưa máy tính trung tâm - Biết bước thực giao tiếp PLC HMI thông qua cổng RS232 Trang 68 6.2 Những mặt hạn chế - Do tình hình dịch bệnh covid – 19, thời gian kinh nghiệm hạn chế chắn khơng thể tránh khỏi thiếu sót q trình tính tốn thiết kế, mơ phỏng, chi phí có hạn nên máy làm mang tính chất mơ hình tham khảo - Mơ hình vật lý chưa hồn thành tình hình dịch bệnh thời gian gấp rút nên chất lượng sản phẩm hiệu suất tạo sản phẩm thực nghiệm chưa kiểm tra 6.3 Hướng phát triển đề tài Ngày với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật nước ta chuyển sang sản xuất cơng nghiệp Do đề tài lần phát triển mơ hình sản xuất sơn tự động có mơ hình lớn hơn, đạt suất đủ để cung cấp sản phẩm số lượng lớn, phát triển đáp ứng tất màu người dùng cần Hoàn thiện dây chuyền sản xuất gồm tất khâu sản xuất, đóng nhãn, đóng thùng, xử lý nguồn nước thải sơn tránh gây ô nhiễm môi trường nước Trang 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO “Tito sơn giải pháp”, “http://www.titopaint.com/sanphamspdm0.html ” , “ngày truy cập: 31/07/2021 (online)” Internet: “https://www.december.com/html/spec/colorcmyk.html”, ngày truy cập 1/8/2021 Internet: “https://vi.wikipedia.org/wiki/Mơ_hình_màu_CMYK”, ngày truy cập 1/8/2021 Internet: “https://www.paintpro.com.vn/”, ngày 1/8/2021 “Mitsubishi electric Programmable Controller MELSEC IQ-R Internet”, “https://dl.mitsubishielectric.com/dl/fa/document/manual/plc/sh081263en g/sh081263engt.pdf”, ngày truy cập 12/8/2021, trang 32-41 “Mitsubishi electric Programmable Controller MELSEC IQ-R Internet”, “https://dl.mitsubishielectric.com/dl/fa/document/manual/plc/sh081247en g/sh081247engi.pdf”, ngày truy cập 12/8/2021, trang 37-38, 72-73 “Mitsubishi electric Programmable Controller MELSEC IQ-R Internet”, “http://www.mitsubisih.com/pdfread/web/viewer.asp?file=/PDFManualE N/sh081262engi.pdf&productname=R38B%20Module%20Configuration %20Manual&brandid=2&DownloadID=0”, Ngày truy cập 12/8/2021, Trang 78-81 Trang 70 PHỤ LỤC Bảng danh sách địa MX OPC Server: Code block diagram labview 2017: Trang 71 Code chương trình điều khiển PLC: Trang 72 Trang 73 Trang 74 Trang 75