Thiết kế và chế tạo cụm bàn trượt cấp lấy phôi tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CỤM BÀN TRƯỢT CẤP LẤY PHÔI TỰ ĐỘNG NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Th.S TRẦN ĐÌNH KHẢI Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Nguyễn Duy Phương 1811041175 18DCKA3 Đỗ Thế Dũng 1811040413 18DCKA3 Huỳnh Phi Long 1811041153 18DCKA3 Tp Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CỤM BÀN TRƯỢT CẤP LẤY PHÔI TỰ ĐỘNG NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Th.S TRẦN ĐÌNH KHẢI Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Nguyễn Duy Phương 1811041175 18DCKA3 Đỗ Thế Dũng 1811040413 18DCKA3 Huỳnh Phi Long 1811041153 18DCKA3 Tp Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng năm 2022 BM01 /QT05/OT-KT VItN KY THU~T HUTECH PHIEU DANG KY DE TAI DO AN!KH6A LU~N TOT NGID¥P H?: Dt:;1i HQc Chinh Quy (CQ, LT, B2, VL VH) l HQ va ten sinh vien/ nhom sinh vien dang ky d~ tai (si s6 nh6m 3): (1) Nguy€n Duy Phucmg MSSV: 1811041175 Di~n tho~i: 0357393804 Email: phuongaiiaj@gmail.com (2) D6 Th€ Dung MSSV: 1811040413 Lap: 18DCKA3 Lap: 18DCKA3 Di~n tho~i: 0337789739 Email: dothedung2306@gmail.com (3) Huynh Phi Long MSSV: 1811041153 Di~n tho~i: 0949302018 Email: long1unsky123@gmail.com Lap: 18DCKA3 : Ky Thu~t Ca Khi Chuyen nganh : Ky Thu~t Ca Khi Ten d~ tai dang ky : THIET KE CHE T~o CVM BAN TRUQT CAP LAY Nganh 1:H-ll\T a_JL , t TTT' V :nANr,, , "if - Sinh vien da hi~u ro yeu c~u cua d~ tai va cam k€t thuc hien d~ tai theo ti~n va hoan dung thai h~ Giang vien hmmg din (Ky va ghi ro h9 ten) Tr!n Dinh Khai TP HCA,!, 04 thang nam 2022 Sinh vien dang ky (Ky va ghi ro h ten) e;, !:lh~t!~$£~ MA f)E, TAI: 153 Vifn Ky thuit Hutech PHIEU GIAO NHI~M VV THVC HI~N DO AN TOT NGHI~P I Sinh vien thvc hien d~ tai HQ ten : Nguy~n Duy PhuCYI1g Di~n thol;li : 0357393804 N ganh : Ky thu~t CCY Tend~ tai: TIDET KE MSSV: 1811041175 L6'p :18DCKA3 Email : phuongaiiaj@gmail.com CHE T~O C\JM BAN TRUQT CAP LAY PHOI TV D(>NG ····································································································································· ····································································································································· Nhifm VI} thvc hifn d~ tai: ························································································ - Tinh toan thi€t k€ ban truqt tay kyp phoi - Ch€ ti;io lip rap ban ban truqt kyp phoi TP HCM, Z~ thang Cl niim 2022 Giang vien hmmg din (Ky va ghi ro h ten) Trfin Dinh Khai ~hY!!¥$~H~ Vifn MA Ky thujt Hutech E>E TAI: 153 PHIEU GIAO NHitM VV TH1/C HitN DO AN TOT NGHitP Sinh vien thvc hifn de tai HQ ten : D6 Th~ Dung Di~n tho?i : 0337789739 Nganh : Ky th~t Ca Ten de tai: THIET MSSV: 1811040413 Lap : 18DCKA3 Email: dothedung2306@gmail.com KE CHE Tt.\O CVM BAN TRUQT CAP LAY PHOI TV D()NG Nhifm VI} thvc hifn di tai: - Tinh toan thi€t k€ ca cdu tay k~p phoi - Ch€ t~o lip rap ca cdu tay k~p phoi TP HCM, 9.{# thang Sinh vien thvc hifn (Ky va ghi ro h9 ten) oOJ ;th ( () rJ ,,l!IYl1 nam 2022 Giang vien hmmg din (Ky va ghi ro h9 ten) CJ Trfin Dinh Khai ~!:'~!~~£H~ Vifn MA DE TAI: 153 Ky tbuft Hutecb PHIEU GIAO NHl¢M VV TH\JC HitN BO AN TOT NGHitP Sinb vien thvc bifn dS tai HQ ten : Huynh Phi Long Di~n thoi;ti : 0949302018 Nganh : Ky thu~t Ca Ten dS tai: THIET MSSV: 1811041153 L&p : 18DCKA3 Email : longlunsky123@gmail.com KE CHE T~O CVM BAN TRUQT CAP LAY PHOI TV D()NG Nhi~m V\l thvc hi~n dS tai: - Tinh toan thiSt kS h~ th6ng di~u khi€n tay kt;p phoi; - ChS t~o lAp rap Hip d~t h~ th6ng di~u khi€n tay kt;p phoi Sinh vien th\fC hifn (Ky va ghi ro h9 ten) TP HCM, 1d thang ?i nam 2022 Giang vien hmmg din (Ky va ghi ro h9 ten) Tran Dinh Khai LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Duy Phương Đỗ Thế Dũng Huỳnh Phi Long i LỜI CẢM ƠN  Trước tiên với tình cảm chân thành nhất, cho phép chúng em bày tỏ lòng biết ơn đến tất cá nhân tổ chức tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ chúng em suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi đến quý Thầy Cô Viện Kỹ Thuật Hutech – Trường Đại Học Cơng Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh lời cảm ơn chân thành nhất, đặc biệt thầy ThS Trần Đình Khải tận tình hướng dẫn cách khoa học, nhờ đề tài nghiên cứu chúng em hoàn thiện tốt đẹp Chúng em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy Cô để kiến thức chúng em lĩnh vực hồn thiện hơn, đồng thời có điều kiện bổ sung, nâng cao hiểu biết Chúng em xin chân thành cảm ơn! ii TÓM TẮT Đồ án nhóm chúng em chọn để nghiên cứu thực có tên “ Chế tạo cụm bàn trượt hệ thống cấp lấy phôi tự động ” Về lý mà nhóm em chọn đề tài q trình học tập trường Nhóm em tiếp xúc với hệ thống tự động có sẵn trường, bối cảnh mà hệ thống tự động hóa cơng nghiệp áp dụng cách phổ biến hệ thống cấp lấy phơi tự động kết hợp với PLC dùng để điều khiển hệ thống tự động hóa từ mà nhóm chúng em muốn áp dụng kiến thức học vào đồ án lần Trong suốt trình nghiên cứu nhóm chúng em tập trung nghiên cứu mặt lý thuyết lẫn chế tạo Nội dung bao gồm:  Tìm hiểu hệ thống cấp phơi tự động ngồi nước  Tìm hiểu nguyên lý thiết bị sử dụng đồ án  Thiết kế tính tốn thiết bị sử dụng cách phù hợp  Gia cơng chi tiết lắp ráp hồn chỉnh Kết đạt hoàn thành đề tài bao gồm mơ hình thực tế vẽ chi tiết vẽ lắp hệ thống Cuối báo cáo sơ lược tồn q trình từ lúc lên bắt đầu lúc hoàn thành đề nhóm em iii ABSTRACT The project that our group chose to research and implement is called "Manufacturing the sliding table assembly and automatic workpiece feeding system" The reason why my group chose this topic is that in the process of learning at school They are exposed to automatic systems available at school, in the context that industrial automation systems are widely applied The automatics billet feeding system combined with PLC is used to control the automation systems, from which our team wants to apply the knowledge learned in this project During the research process, our group focused on both theoretical and manufacturing research Content included:  Learn about domestic and foreign automatic billet feeding systems  Learn about the principles of equipment used in the project  Design and calculate equipment to be used appropriately  Machining of details and complete assembly The results achieved when completing the project include a practical model, detailed drawings, and assembly drawings of the system Finally, a brief report on the whole process from starting to completing the topic of our group iv - Thiết kế chế tạo hệ thống khung - Tính tốn lựa chọn van khí nén - Thiết kế, thi công cánh tay gắp - Thiết kế, thi công ống chứa phôi * Phần điện: - Lựa chọn cảm biến - Đấu nối cảm biến, rơ le, PLC * Phần khí nén: - Lựa chọn piston - Lắp ráp hệ thống piston xilanh, dây dẫn khí van đảo chiều 5/2 tác động điện 6.2 Đánh giá Sau q trình nghiên cứu, thiết kế thi cơng, mơ hình hệ thống cấp phơi tự động chế tạo thành cơng Nhìn chung, hệ thống đáp ứng yêu cầu đề tài đặt ra, nhiên hệ thống số nhược điểm, cần phải khắc phục *Những ưu điểm: - Thiết kế nhỏ gọn phù hợp với yêu cầu đề tài - Hệ thống điều khiển hoàn toàn tự động: Việc áp dụng cơng nghệ lập trình PLC đem lại cho mơ hình tính vượt trội điều khiển, tuổi thọ thiết bị nâng cao - Có thể thay đổi, tác động trực tiếp vào chương trình điều khiển mơ hình - Đơn giản thao tác, vận hành, sửa chữa bảo dưỡng 119 - Hệ thống khí nén ổn định - Mơ hình hệ thống hoạt động an toàn - Khả phân loại sản phẩm hệ thống xác *Những nhược điểm: - Tính thẩm mỹ chưa cao - Hệ thống chạy gây tiếng ồn - Giá thành PLC cao 6.3 Nguyên nhân biện pháp khắc phục a) Nguyên nhân: Trong trình hoạt động hệ thống phân loại sản phẩm theo vật liệu xuất nhiều lỗi khiến hệ thống làm việc gặp nhiều hạn chế: lỗi động cơ, bố trí phần tử chưa đạt thẩm mỹ cao Các lỗi nhiều nguyên nhân khách quan chủ quan gây nhìn chung số nguyên nhân sau: - Thiết kế khí chưa đạt độ ổn định cao cịn rung lắc - Chưa có hệ thống ổn định q dịng - Cách bố trí phần tử chưa hợp lý b) Biện pháp khắc phục: - Tối ưu hóa hệ thống khí cho hệ thống đảm bảo tạo thành khối liên kết chắn - Hồn thiện hệ thống lý thuyết để đưa sản phẩm thực tiễn 120 6.4 Hướng phát triển Nhóm chúng em muốn phát triển sản phẩm hồn thiện với độ xác cao phục vụ công tác nghiên cứu giảng dạy nhà trường sinh viên Giúp sinh viên có điều kiện tiếp xúc với ngành công nghiệp tự động nhiều Nhóm chúng em mong sản phẩm sở để tới chế tạo máy có độ xác cao hơn, cấp nhiều loại phơi có nhiều hình dạng khác nhau, có khả thương mại thị trường với giá thành rẻ 6.5 Các cải tiến hạn chế đề tài Nhóm chúng em áp dụng PLC học vào hệ thống cụm bàn trượt cấp phôi tự động lần giúp đem đến linh hoạt, đồng ổn định cho toàn hệ thống so với cách sử dụng vi điều khiển giải nhiều vấn đề Ngồi cịn số hạn chế khâu cánh tay cấp phôi chưa đem lại xác q trình kẹp phơi vào trạm Và với mơ hình nhóm em muốn áp dụng vào thực tế cách công nghiệp phải bỏ chi phí lớn thành nhóm chúng em tối ưu hóa hệ thống phù hợp với kiến thức chi phí nhóm 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (2010) Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập 1, nhà xuất Giáo dục, Hà Nội [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (2006).Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập 2, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội [3] Nguyễn Hữu Lộc (2008) Cơ Sở Thiết Kế Máy, NXB Đại học Quốc Gia, TP.HCM [4] Nguyễn Hữu Lộc (2008) Bài Tập Chi tiết máy, NXB Đại học Quốc gia, TP.HCM [5] TS.Lê Đình Phương (2005) Bài Giảng Dung Sai Lắp Ghép, Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP.HCM [6] GV Bùi Thanh Luân (2006) Bài Giảng Vẽ Kỹ Thuật Cơ Khí, Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP.HCM [7] http://www.dongcodien.com.vn [8] Lê Văn Uyển, Vũ Lê Huy, Trịnh Đồng Tính (2007) Xây dựng sở tính tốn truyền động vitme ma sát lăn chế tạo thử truyền động vitme ma sát lăn Đề tài cấp B2007-01-30 [9] Lê Hoàng Vinh, Đào Duy Khương, Võ Thị Ánh Tuyết, Trần Thị Thu Thủy (2006) Giáo trình mơn học PLC Mitsubishi, Đại học Cơng Nghiệp TP.HCM 122 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: Bản vẽ lắp trạm vận chuyển 123 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHỤ LỤC BẢN VẼ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO CỤM BÀN TRƯỢT CẤP LẤY PHÔI TỰ ĐỘNG Nguyễn Duy Phương MSSV: 1811041175 Lớp: 18DCKA3 Đỗ Thế Dũng MSSV: 1811040413 Lớp: 18DCKA3 Huỳnh Phi Long MSSV: 1811041153 Lớp: 18DCKA3 TP Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022 322+100 Hành trình xy lanh 105 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 A 48±0.1 54±0.1 30±0.1 36 72 57 177 121+15 Hành trình xy lanh 16±0.1 230 Phần kết nối Encoder động 84±0.1 56±0.1 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 353 1589±0.2 24 23 112±0.1 2000 Hành trình di chuyển robot 1300 225 37 Ø12 k6 37±0.1 30 Ø8 80±0.1 H7 Ø12 k6 1000 Ø37 H7 B H7 Ø37 k6 50 38 25±0.1 50±0.1 43-27 4x R2 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 Ống khí nén Ø6 A (5:1) B (5:1) Trục vít me Ø16 Bước ren 5mm Hành trình 1m5 Ø16 Xích nhựa dây Bàn trượt sử dụng vít me bi Ray trượt dẫn hướng Người vẽ Ng.Duy Phương 28/8/22 Kiểm tra Trần Đình Khải 28/8/22 Trường ĐH Công Nghệ TP.HCM Lớp: 18DCKA3 Viện Kỹ Thuật HUTECH Tỉ lệ: 1:8 BVLA3 2.5 A 22±0.1 55±0.1 100 125 113±0.1 56±0.1 A A-A Các kích thước cịn lại dùng chung dung sai ±0.5mm Các cạnh vát mép 0.2mm 6.5 10 8xØ6.5 - 90° 8xØ11 4xM4 Người vẽ Ng.Duy Phương 28/8/22 Kiểm tra Trần Đình Khải 28/8/22 Trường ĐH Công Nghệ TP.HCM Lớp: 18DCKA3 Viện Kỹ Thuật HUTECH Tỉ lệ: 1:1 CT1 2.5 62 50 25 B 15 B-B 3.4 4x 12 23 B YÊU CẦU KỸ THUẬT: - 2xM4 0.5mm 4x 28/8/22 TẤM GHÉP TAY KẸP 28/8/22 NHÔM CT2 2.5 100 84±0.1 54±0.1 C 16±0.1 70 C C-C - Các kích thước cịn lại dùng chung dung sai ±0.5mm Các cạnh vát mép 0.2mm 10 4.4 4xØ4.5 2xØ8.5 4xØ8 Người vẽ Ng.Duy Phương 28/8/22 Kiểm tra Trần Đình Khải 28/8/22 Trường ĐH Cơng Nghệ TP.HCM Lớp: 18DCKA3 Viện Kỹ Thuật HUTECH Tỉ lệ: 1:1 CT3 2.5 160 80±0.1 D 75 D Ø48±0.1 D-D 5.4 4xØ5.5 10 2xØ5.5 Các kích thước cịn lại dùng chung dung sai ±0.5mm Các cạnh vát mép 0.2mm 4xØ10 Người vẽ Ng.Duy Phương 28/8/22 Kiểm tra Trần Đình Khải 28/8/22 Trường ĐH Công Nghệ TP.HCM Lớp: 18DCKA3 Viện Kỹ Thuật HUTECH Tỉ lệ: 1:1 CT4 E 2.5 4xR2 70±0.1 15±0.1 2xØ6 180 E-E 2xØ4.5 10±0.1 16±0.1 - Các kích thước cịn lại dùng chung dung sai ±0.5mm Các cạnh vát mép 0.2mm E 15 30 Người vẽ Ng.Duy Phương 28/8/22 Kiểm tra Trần Đình Khải 28/8/22 Trường ĐH Cơng Nghệ TP.HCM Lớp: 18DCKA3 Viện Kỹ Thuật HUTECH Tỉ lệ: 1:1 CT5 1.6 15 39 1400 11 14 -0.015 Tr16x5 -0.018 M12x1 -0.015 1.15x0.2 YÊU CẦU KỸ THUẬT: - 0.5mm o 28/8/22 TRỤC VÍT ME 28/8/22 C45 CT6 51 4x 30 49.5 72 7x 2.6 49.5 89 100 94 40 150 50 20x 15 58 78 45 R10 20x 15 1589 SFU 1605 M5x20 Stt 1 S.lg Bulong 28/8/22 28/8/22 BẢN VẼ LẮP ĐẾ BÀN TRƯỢT CT7 322+100 Hành trình xy lanh 105 10 11 12 13 14 15 16 18 17 19 20 21 22 A 48±0.1 54±0.1 30±0.1 36 72 57 121+15 Hành trình xy lanh 16±0.1 177 84±0.1 230 Phần kết nối Encoder động 56±0.1 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 353 1589±0.2 112±0.1 2000 Hành trình di chuyển robot 1300 225 37 Ø12 k6 37±0.1 30 Ø8 80±0.1 H7 Ø12 k6 1000 Ø37 H7 B H7 Ø37 k6 50 38 R2 44 43 42 41 40 39 Ống khí nén Ø6 A (5:1) B (5:1) Trục vít me Ø16 Bước ren 5mm Hành trình 1m5 Ø16 Xích nhựa dây Bàn trượt sử dụng vít me bi Ray trượt dẫn hướng Bulong ghép xylanh với ghép tay kẹp Tấm ghép tay kẹp Xylanh kẹp Cảm biến từ Mặt bàn Chi tiết kẹp phôi SPJNL Valve tiết lưu S6 - M5 M3x16 Vít ghép ghép tay kẹp với xylanh kẹp TLM80- Cơ cấu dẫn hướng dùng S ray trượt Trục vít me 38 37 12x37x1 36 35 M4x20 4x 45 Nhôm Airtac Thép 2mx1m Nhựa 39 43-27 46 47 46 45 44 43 42 40 50±0.1 47 Thép 41 25±0.1 48 48 M4x30 Khớp nối Ổ bi đỡ chặn Thép Nhơm Hành trình 1m5 Thép D=16, P=5mm Nhôm Phi 12-8 2 Công tắc hành trình Thép Vít ghép cơng tắc hành trình 34 M3x20 Bulong ghép driver với mặt Thép bàn 33 Driver BHS57 Thép 32 M4x16 Vít ghép động vào cụm bàn trượt 31 Động servo hybrid step 57 30 M1.5x5 Vít ghép cuộn coil với valve 24 Thép 29 Cụm valve khí nén 5/2 28 M4x30 Bulong ghép cụm valve với Thép mặt bàn 27 Nhơm Đế valve khí nén 26 M3x30 Vít ghép valve 5/2 với đế 21 Thép valve 25 M5x25 Bulong phụ trợ 14 Thép 24 M8x16 Bulong ghép cụm bàn trượt 12 Thép với mặt bàn 23 Cảm biến tiệm cận 22 Tấm nối tay kẹp với chi tiết Nhôm kẹp phôi 21 M5x35 Bulong ghép xylanh với Thép trung gian 20 MGPM2 Xylanh tịnh tiến vào 0-100Z 19 Nhôm Tấm trung gian 18 M6x20 Bulong ghép xích nhựa với Thép cấu 17 M3x5 12 Thép Vít ghép phụ kiện ống với valve 16 Xích nhựa dây Nhựa 15 M4x20 Vít ghép đế với xylanh Thép 14 HQR30 Xylanh xoay A 13 Nhôm Tấm trung gian 12 M4x20 Bulong ghép xylanh với Thép trung gian 11 Tấm nối xích nhựa với cánh Nhựa tay robot 10 M5x12 Vít ghép nối xích nhựa Thép vào tay gắp M5x12 Vít ghép trung gian Thép với xylanh xoay Thép M2x8 Vít ghép tay kẹp với phần kẹp phơi M1.6x8 Vít ghép phần kẹp phôi Thép M8x50 Bulong ghép xylanh xoay Thép với trung gian STSM Xylanh tịnh tiến lên xuống 2015 M12x50 Bulong canh chỉnh góc Thép quay M6x30 Vít ghép đế với bàn Thép trượt Nhôm Tấm đế trung gian SFU Bàn trượt vít me bi Thép 1605 Tên gọi S.lg Vật liệu Stt Ký hiệu cổng SMC Airtac CKD Ghi Người vẽ Ng.Duy Phương 28/8/22 Kiểm tra Trần Đình Khải 28/8/22 Trường ĐH Công Nghệ TP.HCM Lớp: 18DCKA3 Viện Kỹ Thuật HUTECH Tỉ lệ: 1:2.5