GIỚI THIỆU
Lý do chọn đề tài
Trong thời đại công nghiệp 4.0, tự động hóa đã trở thành xu hướng thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp Cơ cấu sắp xếp vòng bi, đặc biệt quan trọng trong sản xuất, đóng vai trò then chốt trong các lĩnh vực như công nghiệp ô tô, hàng không và điện tử Đối với các dây chuyền sản xuất lớn, số lượng vòng bi cần sắp xếp có thể lên đến hàng ngàn mỗi phút Tuy nhiên, việc sắp xếp chính xác các vòng bi này phụ thuộc vào khả năng con người, điều này có thể dẫn đến sai sót và giảm hiệu quả Do đó, việc triển khai hệ thống sắp xếp vòng bi tự động là cần thiết để nâng cao năng suất và giảm thiểu lỗi trong quá trình sản xuất.
Máy sắp xếp vòng bi được lập trình để sắp xếp chính xác các vòng bi theo hàng và cột, với khả năng tự động điều chỉnh kích thước và khoảng cách phù hợp với từng loại mã vòng bi khác nhau Điều này không chỉ nâng cao chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm mà còn gia tăng sự hài lòng của khách hàng, tạo lợi thế cạnh tranh cho doanh nghiệp.
Tính tự động hóa trong quá trình sắp xếp vòng bi không chỉ giảm thiểu nhu cầu tuyển dụng và đào tạo lao động mà còn tiết kiệm chi phí nhân công và tối ưu hóa hiệu suất sản xuất Hơn nữa, máy sắp xếp vòng bi giảm thiểu tác động tiêu cực của yếu tố con người, giảm nguy cơ lỗi do con người gây ra và nâng cao an toàn lao động.
Máy xếp vòng bi đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của các doanh nghiệp và nhà sản xuất Nhận thức được tầm quan trọng này, chúng em, những kỹ sư tương lai, quyết định đóng góp vào sự phát triển của đất nước bằng cách nghiên cứu quy trình hỗ trợ sản xuất vòng bi Chúng em đã phát triển một mô hình máy nhằm tăng năng suất và rút ngắn thời gian sản xuất Dựa trên sự góp ý từ thầy cô và bạn bè, chúng em đã chọn đề tài “THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY XẾP VÒNG BI BLAYER” cho dự án nghiên cứu của mình.
Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn đề tài
Nghiên cứu và phát triển máy xếp vòng bi yêu cầu sự kết hợp giữa nhiều lĩnh vực công nghệ như cơ khí, điện tử và máy tính Sự phối hợp này thúc đẩy sự phát triển của các phương pháp, công nghệ và thuật toán mới trong ngành tự động hóa và robot học.
Khi nghiên cứu và ứng dụng máy xếp vòng bi, các nhà khoa học và kỹ sư cần tìm hiểu về các yếu tố ảnh hưởng đến vòng bi như kích thước, hình dạng, chất liệu và tính năng Việc này không chỉ giúp nâng cao hiểu biết về vòng bi mà còn góp phần phát triển kiến thức trong lĩnh vực vật liệu và kỹ thuật cơ bản.
Trong ngành công nghiệp hiện nay, máy sắp xếp vòng bi mang lại lợi ích thiết thực, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất Việc sử dụng máy tự động thay thế lao động con người trong quá trình này không chỉ nâng cao hiệu quả mà còn giảm thiểu lỗi do con người gây ra.
Máy sắp xếp vòng bi đảm bảo tính chính xác và hiệu quả, giúp chỉ sử dụng vòng bi chất lượng cao trong lắp ráp sản phẩm Điều này không chỉ nâng cao độ tin cậy mà còn tăng cường độ bền cho sản phẩm cuối cùng.
Sử dụng máy sắp xếp vòng bi trong ngành công nghiệp ô tô, hàng không và điện tử không chỉ nâng cao năng suất sản xuất mà còn giảm thời gian dừng máy, góp phần tối ưu hóa quy trình sản xuất và tiết kiệm chi phí hiệu quả.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Vận dụng các kiến thức đã học cũng như nghiên cứu tổng hợp các kiến trước đã có để:
• Tính toán thiết kế và mô phỏng nguyên lý hoạt động của máy
• Tìm hiểu, nghiên cứu linh kiện lắp đặt máy
• Từ đó giúp các doanh nghiệp có cơ sở dữ liệu và máy để tham khảo
• Thiết kế, gia công, lắp đặt mô hình thể hiện nguyên lý hoạt động của máy
• Lập trình vận hành điều khiển mô hình
• Thực nghiệm và kiểm chứng mô hình
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Các đặc trưng cơ bản của một hệ thống máy xếp vòng bi
Nghiên cứu các thiết bị cơ bản trong hệ thống tự động bao gồm các cơ cấu vận chuyển, sắp xếp và phân làn, cả truyền thống lẫn cải tiến, nhằm tối ưu hóa quá trình sắp xếp.
Tính toán và thiết kế các cơ cấu cơ khí cho hệ thống phân loại vòng bi có đường kính ngoài từ 30mm đến 110mm, đảm bảo xếp theo đúng số hàng, số cột và số lớp.
• Thiết kế, gia công mô hình thu nhỏ thể hiện nguyên lý làm việc của máy
• Thiết kế mạch điều khiển và chương trình điều khiển cho mô hình
• Khảo sát nhu cầu sử dụng tại các nhà máy, xí nghiệp và xưởng chế tạo máy móc
Để xây dựng nội dung chất lượng, hãy tham khảo các nguồn tài liệu có sẵn như giáo trình, tài liệu tham khảo và nghiên cứu khoa học liên quan đến đề tài Việc này giúp xác định các cơ cấu hoạt động một cách rõ ràng và hiệu quả.
• Lên ý tưởng thiết kế trên giấy và đánh giá, thống nhất phương án thiết kế
• Thiết kế 3D cho toàn bộ cơ cấu vận hành máy bằng phần mềm Inventor Professional
• Mô phỏng nguyên lý hoạt động máy bằng phần mềm Inventor Professional 2015
• Tính toán thiết kế băng tải, dẫn hướng vòng bi vào ra, cơ cấu gắp vòng bi
• Tìm hiểu, nghiên cứu các loại linh kiện có ngoài thị trường để phù hợp với cơ cấu thiết kế
• Thiết kế mô hình thu nhỏ thể hiện nguyên lý hoạt động của máy
• Tiến hành gia công, lắp đặt và chỉnh sửa hoàn thiện mô hình máy
• Lập trình Arduino vận hành mô hình máy hoạt động
• Chạy thử, đánh giá, sửa chữa, cải thiện và hoàn thiện mô hình máy
• Xuất bản vẽ các chi tiết và bản vẽ lắp đặt máy
• Viết báo cáo thuyết minh
• Nghiên cứu chế tạo mô hình máy chuẩn nhất để có thể thiết kế máy chạy thực tế trong các nhà máy
• Đẩy nhanh quá trình sản xuất dây chuyền, làm việc hiệu quả, chính xác làm tăng giá trị sản phẩm góp phần tạo ra lợi nhuận cho doanh nghiệp
Vận dụng kiến thức từ trường lớp và sách vở vào thực tiễn giúp đánh giá kết quả đạt được sau quá trình tìm hiểu, tính toán và nghiên cứu.
1.7 Kết cấu của ĐATN: ĐATN “Thiết kế chế tạo mô hình máy xếp vòng bi ” bao gồm 7 chương: Chương 1: Giới thiệu
Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài
Chương 3: Phương hướng và các giải pháp về máy xếp vòng bi BKLAYER Chương 4: Tính toán, thiết kế cơ khí máy
Chương 5: Thiết kế và lập trình cho mô hình
Chương 6: Kết quả thực tế.
Ý nghĩa của đề tài
• Nghiên cứu chế tạo mô hình máy chuẩn nhất để có thể thiết kế máy chạy thực tế trong các nhà máy
• Đẩy nhanh quá trình sản xuất dây chuyền, làm việc hiệu quả, chính xác làm tăng giá trị sản phẩm góp phần tạo ra lợi nhuận cho doanh nghiệp
Vận dụng kiến thức từ trường lớp và sách vở vào thực tiễn giúp đánh giá kết quả đạt được sau quá trình tìm hiểu, tính toán và nghiên cứu.
Kết cấu của ĐATN
ĐATN “Thiết kế chế tạo mô hình máy xếp vòng bi ” bao gồm 7 chương: Chương 1: Giới thiệu
Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài
Chương 3: Phương hướng và các giải pháp về máy xếp vòng bi BKLAYER Chương 4: Tính toán, thiết kế cơ khí máy
Chương 5: Thiết kế và lập trình cho mô hình
Chương 6: Kết quả thực tế
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
Giới thiệu
Trong thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa, vòng bi là thành phần thiết yếu trong máy móc, đặc biệt tại các nhà máy Sự đa dạng trong sản xuất vòng bi giúp đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khác nhau Tuy nhiên, quy trình chế tạo vòng bi vẫn chưa được tối ưu hóa, với việc sắp xếp và vận chuyển chủ yếu phụ thuộc vào sức lao động của hai đến ba công nhân Để nâng cao năng suất và giảm bớt gánh nặng cho công nhân, nhóm chúng tôi đã quyết định nghiên cứu đề tài “THIẾT KẾ CHẾ TẠO”.
Mô hình máy xếp vòng bi BKLAYER là đề tài đồ án tốt nghiệp, tập trung vào nghiên cứu và thiết kế quy trình hỗ trợ phân loại và sắp xếp vòng bi Quy trình này bao gồm các công đoạn từ khi vòng bi đã được gia công cho đến khi được đưa đi gia nhiệt.
Hình 2.1 Cấu tạo vòng bi
2.2 Các ưu điểm máy xếp vòng bi
Máy xếp vòng bi được sử dụng để hỗ trợ trong quá trình sản xuất và chế tạo vòng bi với nhiều ưu điểm nổi bật sau:
Máy xếp vòng bi giúp phân loại và sắp xếp chính xác, nhanh chóng, từ đó nâng cao năng suất sản xuất bằng cách giảm thiểu thời gian và công sức cho quá trình lắp ráp thủ công.
Hệ thống xếp vòng bi được thiết kế với độ chính xác cao, đảm bảo rằng các vòng bi được phân loại và căn chỉnh đúng vị trí Điều này không chỉ giúp duy trì khoảng cách chính xác mà còn tối ưu hóa quá trình gia nhiệt vòng bi.
Tiết kiệm thời gian và giảm chi phí nhân công là lợi ích lớn khi sử dụng hệ thống tự động hóa để xếp vòng bi Thay vì phải thực hiện công việc này một cách thủ công, tốn nhiều thời gian và công sức, đặc biệt là khi xử lý số lượng lớn vòng bi, hệ thống tự động giúp tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu quả làm việc.
6 xếp vòng bi tự động giúp giảm bớt công việc thủ công, giúp tiết kiệm thời gian và công sức lao động
Sử dụng hệ thống xếp vòng bi không chỉ giảm thiểu nguy cơ lỗi do con người mà còn đảm bảo vòng bi được xếp đúng cách, từ đó nâng cao độ tin cậy và kéo dài tuổi thọ cho vòng bi cũng như hệ thống chứa chúng.
Máy xếp vòng bi mang lại nhiều lợi ích quan trọng trong sản xuất và chế tạo ổ bi, bao gồm việc nâng cao năng suất, đảm bảo độ chính xác, tiết kiệm thời gian và công sức, đồng thời tăng cường độ tin cậy và tuổi thọ của sản phẩm.
2.3 Kết cấu của máy xếp vòng bi
Máy xếp vòng bi là thiết bị tự động giúp xếp vị trí chính xác cho từng loại vòng bi trong sản xuất Kết cấu của máy có thể thay đổi tùy theo mục đích sử dụng và công nghệ sản xuất Nhóm chúng em đã nghiên cứu nhu cầu thị trường và thống nhất thiết kế toàn bộ máy xếp vòng bi với các thành phần chính phù hợp.
+ Cơ cấu gắp hút đầu vào
+ Cơ cấu san vòng bi
+ Cơ cấu gắp hút đầu ra
Máy xếp vòng bi có thể được trang bị nhiều bộ phận hỗ trợ khác nhau, bao gồm hệ thống điều khiển, hệ thống nạp vật liệu, cảm biến, hệ thống bảo trì và các bộ phận bảo vệ an toàn.
2.4 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài
Dưới đây là một số nghiên cứu về các loại máy chế tạo vòng bi và các hệ thống sắp xếp, phân loại sản phẩm có trên thị trường:
Hình 2.2 Máy xử lý nhiệt vòng bi
Máy xử lý nhiệt vòng bi hiện nay đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng và hiệu suất của sản phẩm vòng bi Nhờ vào công nghệ này, độ tin cậy và tuổi thọ của thiết bị cơ khí được cải thiện đáng kể, giúp đáp ứng các yêu cầu khắt khe từ nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
Hình 2.3 Robot sắp xếp sản phẩm
Robot sắp xếp sản phẩm hoạt động liên tục 24/24, mang lại hiệu suất bền bỉ trong thời gian dài Với khả năng hút nhiều loại sản phẩm có trọng lượng khác nhau, robot này giúp tiết kiệm thời gian và gia tăng năng suất nhờ vào chương trình lập trình sẵn.
Hình 2.4 Hệ thống phân loại bánh tự động (Sản phẩm của Dorner Conveyors)
Hình 2.5 Hệ thống phân loại sản phẩm (Sản phẩm của Dorner Conveyors)
Hệ thống tự động hóa phân loại và sắp xếp sản phẩm đang thể hiện sự tiến bộ trong việc ứng dụng công nghệ hiện đại như thị giác máy tính, học máy và IoT vào tự động hóa vòng bi Những công nghệ này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn cải thiện chất lượng và tuổi thọ sản phẩm trong quá trình sản xuất và vận hành.
Hình 2.6 Cụm băng tải phân loại thùng hàng
(Sản phẩm của Safe Coveyors)
Kết cấu của máy xếp vòng bi
Máy xếp vòng bi là thiết bị tự động giúp định vị chính xác các loại vòng bi trong sản xuất Cấu trúc của máy có thể điều chỉnh theo mục đích sử dụng và công nghệ sản xuất cụ thể Để đáp ứng nhu cầu thị trường, nhóm chúng tôi đã phát triển ý tưởng và thống nhất cấu trúc cho toàn bộ máy xếp vòng bi với các thành phần chính.
+ Cơ cấu gắp hút đầu vào
+ Cơ cấu san vòng bi
+ Cơ cấu gắp hút đầu ra
Máy xếp vòng bi có thể được trang bị nhiều bộ phận hỗ trợ khác nhau, bao gồm hệ thống điều khiển, hệ thống nạp vật liệu, cảm biến, hệ thống bảo trì và các bộ phận bảo vệ an toàn.
Các nghiên cứu liên quan đến đề tài
Dưới đây là một số nghiên cứu về các loại máy chế tạo vòng bi và các hệ thống sắp xếp, phân loại sản phẩm có trên thị trường:
Hình 2.2 Máy xử lý nhiệt vòng bi
Máy xử lý nhiệt vòng bi ngày nay đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng và hiệu suất sản phẩm vòng bi Chúng giúp tăng cường độ tin cậy và tuổi thọ của thiết bị cơ khí, đồng thời đáp ứng các yêu cầu khắt khe từ nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
Hình 2.3 Robot sắp xếp sản phẩm
Robot sắp xếp sản phẩm hoạt động liên tục 24/24, mang lại hiệu suất bền bỉ trong thời gian dài Với khả năng hút nhiều loại sản phẩm có trọng lượng khác nhau, thiết bị này hoạt động theo chương trình lập trình sẵn, giúp tiết kiệm thời gian và tăng cường năng suất.
Hình 2.4 Hệ thống phân loại bánh tự động (Sản phẩm của Dorner Conveyors)
Hình 2.5 Hệ thống phân loại sản phẩm (Sản phẩm của Dorner Conveyors)
Hệ thống tự động hóa phân loại và sắp xếp sản phẩm đang thể hiện sự tiến bộ trong việc ứng dụng công nghệ hiện đại như thị giác máy tính, học máy và IoT vào quy trình tự động hóa vòng bi Những công nghệ này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn cải thiện chất lượng và tuổi thọ sản phẩm trong suốt quá trình sản xuất và vận hành.
Hình 2.6 Cụm băng tải phân loại thùng hàng
(Sản phẩm của Safe Coveyors)
PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ MÁY XẾP VÒNG BI BKLAYER
Các thông số đầu vào
- Vòng bi có đường kính ngoài từ 30mm tới 110mm xếp theo hàng cột
- Thùng liệu đầu vào kích thước 600 x 800 x 500 (mm)
- Thùng sản phẩm đầu ra kích thước 600 x 600 x 200 (mm)
- Xếp đúng số hàng số cột và số lớp tùy vào loại vòng bi
- Phạm vi hoạt động cho phép của máy trong khoảng không gian có kích thước là rộng 5m và dài 10m, không giới hạn về chiều cao
Dựa trên các số liệu đầu vào, nhóm chúng em sẽ nghiên cứu và thiết kế một hệ thống máy sắp xếp vòng bi tối ưu nhất Mục tiêu là nâng cao hiệu quả sắp xếp, tiết kiệm thời gian và nhân công, đồng thời tối ưu hóa quy trình chế tạo và sản xuất vòng bi.
3.2 Các phương án hướng đến
Sau khi nhận đề tài, nhóm chúng em đã tiến hành khảo sát thị trường và tham khảo các nghiên cứu về quy trình sản xuất liên quan đến phân loại sản phẩm, đặc biệt là vòng bi Qua đó, nhóm đã phát triển ý tưởng và tìm ra một số phương án thích hợp cho dự án.
3.2.1 Phương án 1 (Sử dụng cánh tay robot)
Sơ đồ 3.1 Sơ đồ nguyên lý cơ cấu xếp vòng bi (phương án 1)
2 Cơ cấu gắp đầu vào (Sử dụng cánh tay robot)
3 Cơ cấu san vòng bi
4 Cơ cấu gắp đầu ra (Sử dụng cánh tay robot)
5 Cơ cấu nâng hạ thùng
Cơ cấu hoạt động dựa trên việc sử dụng cánh tay robot để gắp vòng bi từ thùng đầu vào và đặt lên băng tải Băng tải có nhiệm vụ vận chuyển và dẫn hướng vòng bi đến hai làn khác nhau, trong khi cơ cấu gạt vòng bi giúp xếp chồng các vòng bi Tại đầu ra, cánh tay robot sẽ gắp vòng bi từ hai làn (ưu tiên làn nào đủ số lượng trước) và chuyển chúng vào thùng đầu ra theo đúng số lớp, số hàng và số cột yêu cầu.
3.2.2 Phương án 2 (Sử dụng bàn nam châm điện)
Sơ đồ 3.2 Sơ đồ nguyên lý cơ cấu xếp vòng bi (phương án 2)
2 Cơ cấu hút đầu vào (Sử dụng nam châm điện kết hợp xylanh)
3 Cơ cấu san vòng bi
4 Cơ cấu hút đầu ra (Sử dụng nam châm điện kết hợp vitme)
5 Cơ cấu nâng hạ thùng
Cơ cấu hoạt động dựa trên việc kết hợp các cục nam châm điện để tạo thành bàn nam châm điện, kết hợp với xylanh để hút vòng bi từ thùng đầu vào và đưa lên băng tải Băng tải có nhiệm vụ vận chuyển và dẫn hướng vòng bi đến hai làn, trong khi cơ cấu gạt giúp xếp các vòng bi thành lớp Tại đầu ra, nam châm điện kết hợp với vitme sẽ hút các vòng bi từ hai làn (ưu tiên làn có đủ số lượng trước) trên băng tải vào thùng đầu ra, đảm bảo đúng số hàng, số lớp và số cột.
3.3 So sánh và lựa chọn phương án
Bảng 3.1 Bảng so sánh và lựa chọn phương án Ưu điểm Nhược điểm
Tính linh hoạt cao Tính chính xác Tính công nghệ
Chi phí đầu tư cao Phức tạp trong lập trình và điều khiển
Khó khăn trong việc sửa chữa nếu như cơ cấu gặp vấn đề
Có thể hút được nhiều vòng bi cùng
1 lúc Quá trình điều khiển và lập trình nam châm nâng điện tương đối dễ
Dễ dàng tháo lắp, sửa chữa, thay thế khi cơ cấu gặp vấn đề
Tải trọng bàn nam châm nâng điện quá lớn
Từ những phương án trên nhóm chúng em đã lựa chọn được phương án 2 là phương án cuối cùng cho toàn bộ máy xếp vòng bi BKLAYER, được phân bổ như sau:
❖ Cơ cấu hút đầu vào:
Ghép các cục nam châm điện vừa và nhỏ để tạo thành bàn nam châm điện giúp tiết kiệm chi phí và giảm tải trọng so với bàn nam châm điện thông thường Hệ thống này còn bao gồm hai xy lanh: một xy lanh di chuyển lên xuống để hút vòng bi và một xy lanh di chuyển qua lại để đưa vòng bi từ thùng đầu ra lên băng tải.
❖ Cơ cấu san vòng bi:
Sử dụng động cơ servo kết hợp với vít me giúp điều chỉnh chính xác độ cao phù hợp với từng loại mã vòng bi Giải pháp này đặc biệt hiệu quả trong việc gạt bỏ những vòng bi chồng lên nhau do quá trình cơ cấu đầu vào hút tận 2 lớp.
Sử dụng băng tải xích nhựa thay vì băng tải nhựa PVC thông thường mang lại nhiều ưu điểm vượt trội, bao gồm độ bền và tuổi thọ cao hơn, khả năng chịu tải và chịu lực tốt, chống ăn mòn và hóa chất, cùng với sự dễ dàng trong vận hành và bảo trì Thêm vào đó, băng tải xích nhựa còn được thiết kế với các làn dẫn hướng giúp nâng cao hiệu quả hoạt động.
❖ Cơ cấu hút đầu ra:
Bằng cách ghép các cục nam châm điện lại với nhau, chúng ta tạo thành một bàn nam châm cho cơ cấu đầu vào Hệ thống này sử dụng một xy lanh lên xuống để hút vòng bi, kết hợp với động cơ servo và vít me, giúp di chuyển vòng bi qua lại từ băng tải đến thùng đầu ra.
3.4 Bảng báo cáo nhiệm vụ
Dự án "THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH SẮP XẾP VÒNG BI BLAYER" là một nghiên cứu và chế tạo dựa trên yêu cầu nguyên lý máy.
Mục tiêu kinh doanh chính
Gia tăng sản lượng sản xuất, tiết kiệm thời gian sản xuất, làm việc chuyên nghiệp chính xác tạo ra giá trị cho doanh nghiệp
Thị trường chính Nhà máy, doanh nghiệp chế tạo vòng bi
Thị trường phụ Xưởng chế tạo, lắp đặt vòng bi, ổ lăn
Giả định và ràng buộc
Thiết kế nhỏ gọn, đảm bảo các yêu cầu nguyên lí vận hành, sử dụng các linh kiện có sẵn để dễ dàng thay thế, sửa chữa
Các bên liên quan Xưởng gia công cơ khí, xưởng cắt meca, nhà phân phối và đại lí bán lẻ các linh kiện cơ khí
3.5 Bảng kế hoạch công việc
Bảng 3.3 Kế hoạch công việc
STT Nội dung công việc Kết quả kì vọng Thời gian
- Phân tích nguyên lí hoạt động máy
- Đưa vòng bi từ thùng carton lên băng tải
- Sắp xếp vòng bi theo hàng cột và gắp bỏ vào thùng sắt
- Phân tích cơ cấu vận hành máy
- Cơ cấu hoạt động đơn giản, hiệu quả
- Dễ dàng lắp đặt, thay thế và sửa chữa
2 Thiết kế cơ cấu máy - Khung máy - Sử dụng nhôm định hình làm khung máy Tuần 3-7
- Đảm bảo độ cứng vững, tính thẩm mĩ cao
- Hoạt động trơn tru, đưa được vòng bi vào và ra
- Vòng bi chạy liên tục không bị kẹt, không bị rớt
- Thiết kế cơ cấu hút
- Khả năng truyền từ tốt không để vòng bi rơi rớt trong quá trình vận hành
- Cơ cấu nhỏ gọn, tiết kiệm, làm việc chính xác
3 Gia công - Các chi tiết phi tiêu chuẩn
- Đạt độ chính xác cao, dung sai trong khoảng cho phép
4 Lập trình - Lập trình Arduino
- Đảm bảo đầy đủ các chức năng của cơ cấu máy
- Đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành
5 Lắp ráp - Lắp ráp mô hình máy
- Kiểm tra kĩ các chi tiết lắp ráp
- Lắp ráp đúng theo thiết kế 3D
6 Chạy thử nghiệm, đánh giá
- Nạp chương trình và vận hành mô hình
- Khắc phục lỗi trong quá trình chạy thử
- Tính toán sai số giữa lí thuyết và thực tế
- Tìm phương án thay thế, sửa chữa
7 Gia công cải tiến - Gia công lại các chi tiết sai
- Kiểm tra thật kĩ các vị trí gia công lại
- Đạt độ sai số trong khoảng cho phép
8 Thay thế chạy thử và hoàn thiện - Cho vận hành
- Đánh giá lần cuối quá trình vận hành
- Ghi lại các thông số làm việc của máy
- Viết báo cáo - Đầy đủ toàn bộ quá trình.
So sánh và lựa chọn phương án
Bảng 3.1 Bảng so sánh và lựa chọn phương án Ưu điểm Nhược điểm
Tính linh hoạt cao Tính chính xác Tính công nghệ
Chi phí đầu tư cao Phức tạp trong lập trình và điều khiển
Khó khăn trong việc sửa chữa nếu như cơ cấu gặp vấn đề
Có thể hút được nhiều vòng bi cùng
1 lúc Quá trình điều khiển và lập trình nam châm nâng điện tương đối dễ
Dễ dàng tháo lắp, sửa chữa, thay thế khi cơ cấu gặp vấn đề
Tải trọng bàn nam châm nâng điện quá lớn
Từ những phương án trên nhóm chúng em đã lựa chọn được phương án 2 là phương án cuối cùng cho toàn bộ máy xếp vòng bi BKLAYER, được phân bổ như sau:
❖ Cơ cấu hút đầu vào:
Ghép các cục nam châm điện vừa và nhỏ để tạo thành bàn nam châm điện giúp tiết kiệm chi phí và giảm tải trọng so với bàn nam châm điện thông thường Hệ thống này bao gồm hai xy lanh: một xy lanh di chuyển lên xuống để hút vòng bi và một xy lanh di chuyển qua lại để đưa vòng bi từ thùng đầu ra lên băng tải.
❖ Cơ cấu san vòng bi:
Sử dụng động cơ servo kết hợp với vít me giúp điều chỉnh chính xác độ cao phù hợp với từng loại mã vòng bi Giải pháp này đặc biệt hiệu quả trong việc gạt bỏ những vòng bi chồng lên nhau, xảy ra do quá trình cơ cấu đầu vào hút tận 2 lớp.
Sử dụng băng tải xích nhựa thay cho băng tải nhựa PVC thông thường mang lại nhiều lợi ích vượt trội, bao gồm độ bền và tuổi thọ cao hơn, khả năng chịu tải và lực tốt, khả năng chống ăn mòn và chịu hóa chất, cùng với sự dễ dàng trong vận hành và bảo trì Ngoài ra, băng tải xích nhựa còn được trang bị các làn dẫn hướng, nâng cao hiệu quả hoạt động.
❖ Cơ cấu hút đầu ra:
Bằng cách ghép các cục nam châm điện, chúng ta tạo thành bàn nam châm cho cơ cấu đầu vào Hệ thống sử dụng một xy lanh để nâng hạ, kết hợp với động cơ servo và vít me, giúp di chuyển vòng bi qua lại từ băng tải đến thùng đầu ra.
Bảng báo cáo nhiệm vụ
Bảng báo cáo nhiệm vụ cho dự án "Thiết kế chế tạo mô hình sắp xếp vòng bi Blayer" thuộc loại nghiên cứu và chế tạo, được thực hiện dựa trên yêu cầu nguyên lý máy.
Mục tiêu kinh doanh chính
Gia tăng sản lượng sản xuất, tiết kiệm thời gian sản xuất, làm việc chuyên nghiệp chính xác tạo ra giá trị cho doanh nghiệp
Thị trường chính Nhà máy, doanh nghiệp chế tạo vòng bi
Thị trường phụ Xưởng chế tạo, lắp đặt vòng bi, ổ lăn
Giả định và ràng buộc
Thiết kế nhỏ gọn, đảm bảo các yêu cầu nguyên lí vận hành, sử dụng các linh kiện có sẵn để dễ dàng thay thế, sửa chữa
Các bên liên quan Xưởng gia công cơ khí, xưởng cắt meca, nhà phân phối và đại lí bán lẻ các linh kiện cơ khí.
Bảng kế hoạch công việc
Bảng 3.3 Kế hoạch công việc
STT Nội dung công việc Kết quả kì vọng Thời gian
- Phân tích nguyên lí hoạt động máy
- Đưa vòng bi từ thùng carton lên băng tải
- Sắp xếp vòng bi theo hàng cột và gắp bỏ vào thùng sắt
- Phân tích cơ cấu vận hành máy
- Cơ cấu hoạt động đơn giản, hiệu quả
- Dễ dàng lắp đặt, thay thế và sửa chữa
2 Thiết kế cơ cấu máy - Khung máy - Sử dụng nhôm định hình làm khung máy Tuần 3-7
- Đảm bảo độ cứng vững, tính thẩm mĩ cao
- Hoạt động trơn tru, đưa được vòng bi vào và ra
- Vòng bi chạy liên tục không bị kẹt, không bị rớt
- Thiết kế cơ cấu hút
- Khả năng truyền từ tốt không để vòng bi rơi rớt trong quá trình vận hành
- Cơ cấu nhỏ gọn, tiết kiệm, làm việc chính xác
3 Gia công - Các chi tiết phi tiêu chuẩn
- Đạt độ chính xác cao, dung sai trong khoảng cho phép
4 Lập trình - Lập trình Arduino
- Đảm bảo đầy đủ các chức năng của cơ cấu máy
- Đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành
5 Lắp ráp - Lắp ráp mô hình máy
- Kiểm tra kĩ các chi tiết lắp ráp
- Lắp ráp đúng theo thiết kế 3D
6 Chạy thử nghiệm, đánh giá
- Nạp chương trình và vận hành mô hình
- Khắc phục lỗi trong quá trình chạy thử
- Tính toán sai số giữa lí thuyết và thực tế
- Tìm phương án thay thế, sửa chữa
7 Gia công cải tiến - Gia công lại các chi tiết sai
- Kiểm tra thật kĩ các vị trí gia công lại
- Đạt độ sai số trong khoảng cho phép
8 Thay thế chạy thử và hoàn thiện - Cho vận hành
- Đánh giá lần cuối quá trình vận hành
- Ghi lại các thông số làm việc của máy
- Viết báo cáo - Đầy đủ toàn bộ quá trình.
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CƠ KHÍ MÁY
Tính toán thời gian làm việc
Số lượng vòng bi 1 giỏ: 1210 vòng bi Đường kính vòng bi (OD): 42,2 mm
Thời gian điền đầy: 25 phút
Nhìn vô số liệu ta thấy mã có số hàng số cột lớn nhất, và số lượng vòng bi lớn nhất mất
25 phút để sắp xếp đủ số vòng bi đầu ra
Số vòng bi 1s cần phải đạt:
Số vòng bi 1s băng tải điền đầy với v = 1m/s
Thời gian điền đầy đạt số lượng yêu cầu với v = 1m/s
1210 55 dd 22 t = = s Để điền đầy 1 hàng gồm 11VB mất 0,5s
- Cơ cấu gắp làm việc:
Chọn sơ bộ xi lanh đi đơn : txl = 2s
Servo mã MDME102GCG – vít me mã R20-20K4 s = 1000 mm n = 2000 v/ph = 33 v/s p = 20 mm
Thời gian vít me đi đơn
Sơ đồ 4.1 Sơ đồ gắp hút đầu vào
Tổng thời gian cả quá trình để đưa vòng bi từ thùng đầu vào cấp lên băng tải
Sơ đồ 4.2 Sơ đồ quá trình gắp hút đầu ra
Tổng thời gian cả quá trình để đưa vòng bi đã xếp thành hàng cột vào giỏ
Vậy ta tính được tổng thời gian làm việc hết 1 thùng theo thông số đầu ra là tlv = ( 11 x 11,02 ) x 10+ 12 + 2 x 9 = 1242,2s = 20,7 phút
Vì 20,7 phút < 25 phút do đó cơ cấu thỏa mãn điều kiện làm việc
Sơ đồ 4.3 Sơ đồ nguyên lý gắp hút đầu vào
1 Khung gắp hút đầu vào
Xi lanh trục Y hoạt động bằng cách đi xuống để nam châm hút vòng bi, sau đó rút về, cho phép xi lanh trục X đi ra và đẩy cụm xi lanh trục Y theo Khi xi lanh Y đi xuống lần nữa, nam châm sẽ nhả vòng bi, sau đó xi lanh trục Y đi lên và xi lanh trục X rút về.
Dựa vào sơ đồ nguyên lý và nguyên lý hoạt động chúng em tiến hành thiết kế cơ cấu gắp hút đầu vào như sau
Tính toán đầu vào
Hình 4.1 Cụm gắp hút đầu vào
1 Thùng gắp hút đầu vào
2 Khung gắp hút đầu vào
6 Khung hàn bắt xi lanh trục Y
Và một số chi tiết như nam châm, ống lót, rail trượt,…
4.2.1 Tính lực hút nam châm
Kích thước giỏ đầu vào: 600mm x 800mm x 500mm
Khối lượng vòng bi lớn nhất: mvb = 2,17 kg Đường kính vòng bi lớn nhất : OD = 106,26mm
Sơ đồ 4.4 Sơ đồ phân tích lực hút nam châm
Số lượng 1 lớp vòng bi đối với thùng đầu vào
= = Với Sin là diện tích thùng đầu vào
Svb là diện tích của vòng bi, trong khi sk là hệ số khe hở giữa các vòng bi với giá trị sk = 1,5 Khối lượng của một lớp vòng bi được xác định dựa trên mã vòng bi có khối lượng lớn nhất.
Với hệ số an toàn để đảm bảo năng suất làm việc chọn s = 2
Dựa vào tải trọng vòng bi, chúng em chọn mã nam châm có sẵn trên thị trường mã ELE-P40/20
Bảng 4.1 Bảng thông số kĩ thuật nam châm mã ELE-P40/20 Thông số kỹ thuật nam châm điện ELE-P40/20 Điện áp cấp vào 24DC
Vật liệu Kim loại Đường kính ngoài (D) 40mm
Chiều cao (H) 20mm Đường kính lõi (d) 18mm
Chiều dài dây dẫn 300mm
Hình 4.2 Bố trí nam châm điện cơ cấu gắp hút đầu vào
Ta thấy lực hút nam châm lớn hơn nhiều so với khối lượng 1 lớp vòng bi trong giỏ đầu vào F h u0kgM 6, 27kg
Thỏa mãn điều kiện về tải trọng
4.2.2 Tính toán chọn xi lanh
Hình 4.3 Phân tích lực trên xilanh
→ = = ( Lực kéo cần thiết để xi lanh đi lên )
Chọn sơ bộ xi lanh mã MDBBG100-1000
Bảng 4.2 Thông số kĩ thuật xilanh MBB series
Thông số kỹ thuật của xi lanh MDBBG100-1000 Đường kính trong xi lanh 100mm
Hành trình xi lanh 1000mm Áp suất khí nhỏ nhất 0.15MPa Áp suất khí lớn nhất 1MPa
Tính lực kéo của xi lanh theo công thức
Hệ số an toàn của xi lanh
= F = Với hệ số an toàn là sxl = 1,22 đảm bảo để cơ cấu hoạt động ổn định, bền bỉ theo thời gian
Tương tự, xi lanh nằm ngang chịu tải nhỏ hơn ta cũng chọn xi lanh series MBB mã MBBG100-800
Hình 4.4 Bố trí xi lanh ngang
4.2.3 Kiểm nghiệm độ rung lắc của xi lanh
Sơ đồ 4.5 Phân tích lực trên cơ cấu gắp hút đầu vào
Nhìn vào nguyên lí hoạt động của cơ cấu đầu vào, ta nhận định được độ rung lắc sinh ra hầu hết do lực quán tính Fqt
Do rung lắc nên cơ cấu sẽ sinh ra độ chuyển vị của cơ cấu Với độ chuyển vị cho phép km 0,1
= ta tính được Fqt theo công thức tính chuyển vị Maxwell – Mohr:
658 658 qt qt km x qt qt l F F
→ Với l = 300 mm là khoảng chuyển vị cho phép
E = 193 GPa = 193.10 3 MPa là modun đàn hồi của thép không gỉ
I x = r = = mm là moment quán tính của trục xi lanh
Sơ đồ 4.6 Biểu đồ nội lực cánh tay xi lanh chuyển vị
156, 24 25.0,157 20 qt qt s nc nc gd
→ Hình 4.5 Biều đồ vận tốc của xi lanh theo thời gian
Giả sử thời gian vit-me tăng và giảm tốc là 6 giây ta có: t = 4.ttg + 2.tcdđều (1)
Quãng đường đi được khi gia tốc đạt tốc độ cần thiết
Thời gian chuyển động khi tăng hoặc giảm tốc ttg = √ 2.S 1 a
Thời gian chuyển động đều tcdđều = Hành trình xi lanh−2.S 1 v ct = 1−2.S 1 v ct (2)
Để đảm bảo cơ cấu gắp hút đầu vào hoạt động hiệu quả và đạt năng suất đầu ra tối ưu, thời gian cho một chu trình làm việc được xác định là 4 giây Thay giá trị t = 4s vào phương trình (3) sẽ cho ra kết quả cần thiết để phân tích và tối ưu hóa quá trình làm việc.
Thế a=3, 6m s/ 2 vào phương trình ta được:
Quãng đường tăng giảm vận tốc v2 – v1 = 2.a.S
Giả sử thời gian tăng tốc và giảm tốc là như nhau thì:
Khoảng thời gian chạy đều với v = 540 mm/s: tcdđều = 1000−2.60,5
540 = 1,62 s Tổng thời gian đi về: t = 4.0,03 + 2.1,62 = 3,36 s
Sơ đồ 4.7 Sơ đồ nguyên lý băng tải
Vòng bi hoạt động bằng cách di chuyển lên băng tải chính, sau đó đi vào các làn dẫn hướng Khi vòng bi đầy, chúng sẽ tiếp tục qua băng tải phụ qua các thanh dẫn hướng để quay trở lại băng tải chính.
Dựa vào sơ đồ nguyên lý và nguyên lý hoạt động chúng em tiến hành thiết kế cụm băng tải như sau:
Hình 4.6 Cơ cấu cụm băng tải
Và một số chi tiết như ổ lăn, bát liên kết, bát động cơ,…
Sơ đồ 4.8 Sơ đồ nguyên lý gạt vòng bi
Mô tả nguyên lý hoạt động: Vít me đi xuống để gạt chiều cao vòng bi khi vòng bi bị chồng lên nhau
Dựa vào sơ đồ nguyên lý và nguyên lý hoạt động chúng em tiến hành thiết kế cụm gạt vong bi như sau:
Hình 4.7 Cơ cấu gạt vòng bi
1 Ti gạt chiều cao vòng bi
2 Bat gạt chiều cao vòng bi
Và một số chi tiết khác như vít me, con lăn vít me,…
Tính toán băng tải xích nhựa
4.3 Tính toán băng tải xích nhựa
4.3.1 Chọn động cơ băng tải
Sơ đồ 4.9 Sơ đồ phân tích lực trên băng tải xích nhựa
Tải trọng trên băng tải
Khối lượng vòng bi trên băng tải
Với m1 là khối lượng 1 VB của mã VB lớn nhất s là hệ số an toàn
Sin là diện tích thùng đầu vào
SVB là diện tích vòng bi Khối lượng linh kiện băng tải
Với Sx là diện tích mặt băng tải xích nhựa
M1 đại diện cho khối lượng trên 1 mét vuông, cụ thể là 9 kg/m² Trong đó, qd là số lượng đĩa xích, md là khối lượng của một đĩa xích, qt là số lượng trục, và mt là khối lượng của trục.
Tổng khối lượng trên băng tải
- Xét theo phương Ox x ms k 0
Trong đó: Fk là lực kéo cần thiết để kéo được lớp vòng bi có khối lượng lớn nhất ms
F = Nlà lực ma sát giữa vòng bi và bề mặt băng tải
= 0,15 là hệ số ma sát giữa vòng bi và mặt băng tải xích nhựa
Từ công thức (2.8), (2.10) và (2.11) trong sách “ Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí
” – Trịnh Chất – Lê Văn Uyển
Trong đó theo công thức (2.9)
Từ bảng 2.4, chọn tỷ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng 1 cấp là u, với ix = 1 Do đó, số vòng quay sơ bộ của động cơ được tính theo công thức (2.18): sb lv t n = n u = 147,63 x 10 = 1476,3 (v/ph).
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ nđb = 1500 (v/p)
Dựa vào công suất cần thiết Pct = 0,46 kW và nđb = 1500 v/ph ta chọn dùng động cơ
BR3-90S-4 với công suất Pđc = 1,1 kW, nđc = 1500 v/ph và hộp số giảm tốc mã NMRV-075
Bảng 4.3 Thông số động cơ BR3-90S-4
Thông số động cơ BR3-90S-4
Tốc độ động cơ 1425 v/ph
Bảng 4.4 Thông số hộp giảm tốc NMRV075
Thông số hộp giảm tốc
* Chọn loại băng tải xích nhựa vì:
Băng tải xích nhựa nổi bật với độ bền cao nhờ được sản xuất từ vật liệu nhựa chất lượng tốt, vượt trội hơn so với băng tải cao su Chúng có khả năng chịu mài mòn, va đập và tải trọng lớn mà không bị hư hỏng, đảm bảo hiệu suất tối ưu trong quá trình vận hành.
Băng tải xích nhựa được chế tạo từ các loại nhựa chịu hóa chất, giúp chúng có khả năng chịu đựng nhiều loại hóa chất, dầu mỡ và các yếu tố môi trường khác mà không làm giảm hiệu suất hoạt động.
Băng tải xích nhựa nổi bật với tính năng sạch sẽ và dễ vệ sinh, không hấp thụ nước và chất bẩn, giúp việc làm sạch trở nên đơn giản Điều này đặc biệt quan trọng trong các ngành công nghiệp thực phẩm và y tế, nơi tiêu chuẩn vệ sinh cao là yêu cầu bắt buộc.
Băng tải xích nhựa đa dạng về kích thước và thiết kế, phù hợp với nhiều ứng dụng và môi trường làm việc khác nhau Chúng có khả năng tùy chỉnh để đáp ứng yêu cầu cụ thể của từng ngành công nghiệp.
Băng tải xích nhựa mang lại lợi ích lớn về tiết kiệm chi phí và thời gian bảo trì nhờ vào độ bền cao và khả năng chịu đựng tốt các yếu tố môi trường khắc nghiệt Việc giảm thiểu thời gian bảo trì và sửa chữa không chỉ giúp tiết kiệm chi phí vận hành mà còn nâng cao hiệu suất công việc.
Băng tải xích nhựa hoạt động êm ái và ít tiếng ồn hơn so với nhiều loại băng tải khác, tạo ra môi trường làm việc thoải mái Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất làm việc mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến sức khỏe và an toàn của công nhân.
Chính vì những lí do nêu trên nên chúng em chọn mặt băng tải xích nhựa có mã HS- 100A để vận chuyển vòng bi
* Xác định thông số của xích và bộ truyền
Ta tiến hành chọn sơ bộ số răng đĩa xích kéo z1 = 8, với tỉ số truyền u = 1, ta tính được đĩa xích bị kéo z2 = uz1 = 8 < zmax = 120
Theo công thức (5.3) của giáo trình “ Thiết kế dẫn động cơ khí ” – tập 1 (Trịnh Chất –
= z = = là hệ số răng Với nlv = 147,63 v/ph , ta chọn n01 = 200 v/ph
Để tính toán các hệ số ảnh hưởng đến hiệu suất của đĩa xích, ta có các giá trị như sau: k0 = 1 (đường tâm các đĩa xích hợp với phương ngang dưới 40 độ), ka = 0,8 (với a = 60p), kdc = 1,1 (cho con lăn căng xích), kbt = 1 (làm việc trong môi trường không bụi), kd = 1,2 (tải trọng va đập) và kc = 1,25 (làm việc 2 ca).
Theo bảng 5.5 với n01 = 200 v/ph, chọn bộ truyền xích 4 dãy với bước xích p = 50,8 mm thỏa mãn điều kiện mòn:
Pt = 2,56 kW < [P] = 68,1 kW Khoảng cách trục a = 60p = 60 x 50,8 = 3048 mm
Theo công thưc 5.12 số mắt xích
= 50,8 + + Lấy số mắt xích chẵn x = 128, tính lại khoảng cách trục theo công thức (5.13):
34 Để xích không chịu 1 lực căng quá mức, giảm 1 lượng a bằng
Số lần va đập của xích: Theo (5.14) giáo trình “Thiết kế hệ thống dẫn động” – tập 1 (Trịnh Chất – Lê Văn Uyển)
Thỏa mãn điều kiện va đập
* Tính kiểm nghiệm xích về độ bền
Bảng 4.5 Thông số băng tải xích nhựa
Thông số băng tải xích nhựa HS-100A
Bề rộng nhỏ nhất 45 mm
Theo thông số từ nhà sản xuất, tải trọng phá hủy được xác định là Q = 13400 N, trong khi khối lượng của 1 mét xích là q = 9 kg và hệ số kđ = 1,7 Tải trọng khi mở máy gấp đôi tải trọng danh nghĩa.
Với kf = 4 ( bộ truyền nghiêng góc bé hơn góc 40 )
Theo bảng 5.10 với n = 200 v/ph, p = 50,8 chọn [s] = 9,3 Vậy s > [s] thỏa mãn điều kiện bền
* Chọn đường kính đĩa xích
So sánh giữa nhông xích nhựa và nhông xích thép cho thấy sự khác biệt không đáng kể Nhông xích nhựa vẫn đáp ứng đầy đủ các tiêu chí bền vững như đã tính toán trước đó Với thông số p = 50,8 mm và z = 8, chúng ta tiến hành lựa chọn theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
Bảng 4.6 Thông số nhông xích nhựa tiêu chuẩn
Thông số kỹ thuật nhông xích nhựa tiêu chuẩn
Bước xích 50.8 mm Đường kính đĩa xích 128 mm
*Tính toán trục động cơ
Với công suất cần thiết Pct = 0,46 kW, nct = 148 v/ph
Moment xoắn cần thiết cảu trục động cơ
Thông qua ổ lăn, moment xoắn của trục
Để đảm bảo tải trọng trên băng tải được phân bố đều trên 5 bánh nhông xích, đường kính trục ở 5 vị trí cần phải giống nhau Việc chọn đường kính trục sơ bộ có thể được thực hiện theo công thức cụ thể.
Chọn theo thông số nhông xích nhựa nhà sản xuất dt = 40,5mm, dv = 38,5mm
Hình 4.8 Biều đồ nội lực và moment xoắn trên trục động cơ
Đường kính trục tính theo công thức
Vậy đường kính trục chọn ban đầu d = 40,5mm thỏa mãn điều kiện bền
* Tính lực tác dụng lên trục
Với k = 1,15 đối với bộ truyền nghiêng 1 góc nhỏ hơn 40
Sơ đồ 4.10 Sơ đồ nguyên lý gắp hút đầu ra
1 Khung gắp hút đầu ra
4 Gối đỡ bắt vít me
Nguyên lý hoạt động của hệ thống này dựa trên việc điều khiển vòng bi thông qua các xi lanh Khi các xi lanh hút đủ số lượng vòng bi, nam châm sẽ kích hoạt để giữ chúng lại Sau đó, xi lanh sẽ di chuyển lùi về, và vít me sẽ hạ xuống để nam châm nhả vòng bi ra, cho phép xi lanh tiếp tục quay trở lại vị trí ban đầu.
Dựa vào sơ đồ nguyên lý và nguyên lý hoạt động chúng em tiến hành thiết kế cơ cấu gắp hút đầu ra như sau
Hình 4.8 Cơ cấu gắp hút đầu ra
2 Khung gắp hút đầu ra
Và một số chi tiết như con trượt, gối đỡ, bát bắt động cơ, ti dẫn hướng,…
Sơ đồ 4.11 Sơ đồ nguyên lý nâng giỏ
2 Cánh tay bắt khung giỏ
Mô tả nguyên lý hoạt động: Vít me lên xuống để điều chỉnh chiều cao phù hợp cho cơ cấu gắp hút đầu ra nhả vòng bi
Dựa vào sơ đồ nguyên lý và nguyên lý hoạt động chúng em tiến hành thiết kế cơ cấu nâng giỏ như sau
Hình 4.9 Cơ cấu gắp nâng giỏ
Và một số chi tiết khác như con trượt, trục vít me,…
Tính toán gắp hút đầu ra
Thông số đầu vào của hệ thống
+ Tải trọng: m = 100 Kg (Tổng khối lượng khung gá đặt trên vít me cùng với 1 hàng vòng bi có khối lượng lớn nhất mvb = 2,17kg )
+ Tốc độ vít me: v = 60 mm/s
+ Hệ số ma sát lăn của ổ bi: α = 0,01
+ Hiệu suất bộ truyền: η = 0,98 (Khớp nối)
Sơ đồ 4.12 Sơ đồ lực tác dụng lên vít me đầu ra
Xét trên phương Ox x ms k 0
Trong đó: Fk là lực kéo cần thiết để kéo được cả hệ thống gắp hút qua lại
F ms =.Nlà lực ma sát lăn giữa đai ốc và vít me
= 0,01 là hệ số ma sát lăn giữa đai ốc và vít me
Fk = Fms = 1000 x 0,01 = 10 N Momen xoắn của vít me d
- ηk = 0,98 hiệu suất của khớp nối Suy ra: k d
2.π.η= 2.3,14.0,98Ta chọn AC Servo Motor loại MDME102GCG với công suất là 1000W, vận tốc tối đa
3000 v/phút , và Momen xoắn tối đa là 4,77 N.m > 0,324 N.m nên thỏa yêu cầu về lực kéo
Bảng 4.7 Thông số động cơ MDME102GCG
Thông số động cơ servo MDME102GCG
Tính toán bộ truyền vít me- đai ốc bi theo độ bền nén (kéo)
*Xác định sơ bộ đường kính trong d 1 của vít me
Theo điều kiện bền ta có :
Trong đó : Fa là lực dọc trục ( Fk ) d1 là đường kính trục vít me (mm) [ ] = [ ]
Với ch là giới hạn chảy của vật liệu làm vít Trục vít me ở đây được làm từ thép 45, có [ ch ] là 360 (MPa) => [ K ]
Thay các giá trị vào ta được giá trị của d1 = 4.1,3.10
Chọn d1= 15 (mm) ( theo kích thước vít me đã có sẵn )
*Chọn các thông số khác của bộ truyền
42 Đường kính bi: db = (0.08÷0.15) d1= 0,15 x 15 = 2,25 (mm)
Chọn db = 2,7 (mm) ( theo kích thước vít me đã có sẵn )
Chọn p = 20 (mm) ( theo kích thước vít me đã có sẵn )
Bán kính rãnh lăn : r1 = ( 0,51÷0,53) db = 0,52 x 2,7 = 1,404 (mm)
Khoảng cách từ tâm rãnh đến tâm bi
Trong đó : là góc tiếp xúc (45 o ) Đường kính vòng tròn qua các tâm bi
Dtb = d1 + 2(r1-c) = 17,732 (mm) Đường kính trong của ren đai ốc
Chiều cao làm việc của ren h1 h1= (0.3÷0.35) db= 0,35 x 2,7 = 0,945 (mm)
Chọn h1= 2,5 (mm) Đường kính ngoài của vít d và của đai ốc D d = d1 + 2.h1= 20 (mm)
Chọn D = 36 mm ( theo kích thước vít me đã có sẵn )
Góc nâng vít γ : γ = o tb p 20 arctg( ) arctg( ) 19 44'
Số bi trong các vòng ren làm việc: b tb b
Với số vòng ren làm việc là K = 2,7 Chọn Zb = 55
= = Góc ma sát lăn thay thế : t o
= = với hệ số ma sát lăn f t = 0,005
Hiệu suất biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến
*Tính kiểm nghiệm về độ bền
Tải trọng riêng dọc trục: a a 2 2 b b
Với λ = 0,8 – hệ số phân bố tải trọng không đều cho các viên bi
Từ = 0, 004 và qa= 0,03 từ đồ thị ta xác định được σmax = 900MPa
Hình 4.10 Đồ thị xác định ứng suất lớn nhất σ max
Với đường kính vít me là d = 20 mm, bước vít me là p = 20 mm, và đường kính đai ốc
D = 36 mm Ta chọn vít me có mã R20-20K4
Bảng 4.8 Thông số vít me
Thông số vít me R20-20K4 Đường kính ngoài trục vít 19.7 0.1 mm
Bước vít 20 mm Đường kính trong trục vít 17.1 mm Đường kính con trượt bi 47 mm Đường kính lỗ ốc 6.6 mm
Tải trọng động của vít me: Cdyn = 15300 N
Tải trọng tĩnh của vít me: C0 = 30500 N
Với tải trọng m = 100 kg trên vít me đầu ra => Lực tải trên vít là 1000N
Trong quá trình phân tích, ta nhận thấy rằng Ft = 1000N nhỏ hơn Cdyn = 15300 N Đối với cơ cấu phân làn, chúng ta đã chọn vít me mã R20-20K4 với tải trọng Ft = 300N, đảm bảo đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật.
Sơ đồ 4.13 Lực tác dụng trên ổ lăn Các lực tác dụng lên ổ lăn: F1 = F2 = 500N
Chọn ổ lăn theo khả năng tải động
Khả năng tải động Cd được tính theo công thức (11.1/trang 213)
Trong đó: Q : tải trọng động qui ước Đối với ổ bi đỡ chặn, tính theo CT (11.4): Q = (X.Fr +Y.Fa)kt.kđ
Với: + X = 0,66 hệ số tải trọng hướng tâm (bảng 11.4)
+ Fr = F1 = 500 N tải trọng hướng tâm
+ V = 1 hệ số kể đến vòng trong quay
+ Fa = Fqt = m.a= 100 x 2,5 = 250 N lực dọc trục
+ Y = 1 hệ số tải trọng dọc trục ( bảng 11.4 )
+ kt =1 hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt khi làm việc θ = 105 o C
+ kđ hệ số kể đến đặc tính tải trọng Tra bảng 11.3/trang 215 Chọn kđ = 1,2
L : tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay
Với: Lh tuổi thọ tính bằng giờ Tra bảng 11.2 giáo trình “Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1 ” (Trịnh Chất – Lê Văn Uyển)
Lh = 8000 (h) n = 800 v/p (tính từ mã vòng bi nhiều hàng nhiều cột nhất)
10 = 384 m = 10/3 bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn ( đối với ổ đũa côn)
Ta chọn gối đỡ trục vít me bi mã BK15
Bảng 4.9 Thông số gối đỡ BK15
Thông số gối đỡ BK15 Đường kính trục 15
Bề rộng gối đỡ 70 mm
Ta thấy: Cdyn = 5,52 KN ≤ C = 7,6 KN nên gối đỡ chặn thỏa về độ bền
Tương tự, với tải trọng nhỏ hơn (F = 300N) của cơ cấu phân làn nên gối đỡ chặn cũng thỏa mãn
Trục vít me sử dụng động cơ Servo và yêu cầu độ chính xác cao và tải trọng lớn khi vận hành nên ta chọn loại khớp nối đĩa
Theo công thức (16-1) của giáo trình “Thiết kế truyền động cơ khí” – tập 2 (Trịnh Chất – Lê Văn Uyển ) ta có công thức tính momen xoắn tính toán Tt sau :
Momen xoắn danh nghĩa (T) và hệ số chế độ làm việc (k) là hai yếu tố quan trọng trong thiết kế truyền động cơ khí Hệ số k phụ thuộc vào loại máy công tác và được tra cứu trong bảng 16 – 1 của giáo trình “Thiết kế truyền động cơ khí” – tập 2 của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển, trong đó chúng ta chọn k = 3.
Momen xoắn của vít me đạt giá trị cực đại của Tmax là
Vậy Tmax = k.T = 3 x 0,324 = 0,972 N.m Đường kính vít me là 15 mm và đường kính trục động cơ là 22 mm nên ta sử dụng nối trục có kích thước là d1 = 15 mm và d2 = 22mm
Bảng 4.10 Thông số khớp nối SCPW
Thông số khớp nối SCPW Đường kính 1 15 Đường kính 2 22
Tốc độ trục tối đa 10000 v/ph
Ta thấy khớp nối mã SCPW55 có momen xoắn cho phép [T] = 25 N.m > 0,972N.m nên thỏa yêu cầu về độ bền
Con trượt cần tải được cơ cấu gắp hút gồm: xi lanh lên xuống, nam châm hút, các chi tiết gá đặt Chọn m = 100kg
Hình 4.11 Phân tích lực trên con trượt đầu ra
Moment xoắn sơ bộ trên 1 con trượt
Với: F = P = 1000 N d là cánh tay đòn ( d = 0,375 m )
Bảng 4.11 Thông số con trượt HGH30HA
Thông số con trượt HGH30HA
Chọn trượt mã HGH30HA với MR = 600 N.m > M = 375 N.m thỏa mãn điều kiện Tiến hành bố trí trượt
Hình 4.12 Bố trí trượt trên cơ cấu
Hệ thống khí nén
Sơ đồ 4.14 Sơ đồ hành trình bước đầu vào
Sơ đồ 4.15 Sơ đồ mạch khí nén đầu vào
Sơ đồ 4.16 Sơ đồ hành trình bước đầu ra
Sơ đồ 4.17 Sơ đồ mạch khí nén đầu ra
Các linh kiện thiết bị khí nén:
+ Cảm biến từ xy lanh
Hình 4.13 Cảm biến từ xy lanh SMC D-A93
- Kiểu mắc nối tiếp với tải 2 dây
- Tích hợp với led khi có tác động
Hình 4.14 Van khí nén SY1540-5LZ
- Điện áp cuộn dây: 24 VDC
- Cấu hình: Điện từ đơn 1 vị trí
- Tên nhóm: SY Legacy Family
- Đặc trưng: Đầu nối phích cắm L, Dây dẫn 300mm; với Bộ triệt điện áp nhẹ / tăng áp
- Áp suất hoạt động: 0.15-0.MPa
- Số lượng cổng: 5
Nguyên lý hoạt động
Sơ đồ 4.18 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy
Công nhân quẹt thẻ để xác định mã vòng bi cần sắp xếp, sau đó các thông số sẽ được cập nhật lên máy Khi bấm Start, tất cả cơ cấu được RESET về HOME Thùng đầu vào cấp vào cơ cấu, xi lanh đi xuống hút vòng bi qua hệ thống nam châm điện và thả lên băng tải xích nhựa Băng tải đưa vòng bi qua cơ cấu gạt để đảm bảo ổn định trước khi vào làn Vòng bi trượt theo hệ thống phân làn đã được thiết lập, cảm biến đếm đảm bảo số lượng hàng cần xếp Khi đủ số lượng, cửa chặn trước làn sẽ đóng Cơ cấu đầu ra hoạt động, vít me đưa hệ thống gắp đến vị trí đã đủ số lượng, xi lanh hút một hàng vòng bi đã sắp xếp Máy tạm dừng 2 giây để công nhân bỏ lưới ngăn giữa các lớp, tiếp tục chạy cho đến khi vòng bi xếp đủ hàng, cột, lớp và số lượng yêu cầu.
Thuật toán lập trình
Sơ đồ 4.19 Sơ đồ thuật toán lập trình
Sau khi nhấn nút RESET, vít me sẽ trở về vị trí H1 Cảm biến làn 1 (L1) hoặc làn 2 (L2) sẽ đếm số lượng vòng bi cần thiết Khi đủ số lượng, vít me sẽ di chuyển đến vị trí đã tính toán, và khi đến nơi, xi lanh sẽ hạ xuống để hút vòng bi Sau đó, xi lanh sẽ trở lên, và vít me sẽ quay lại vị trí H1 để xi lanh hạ xuống thả vòng bi ra và lại đi lên Cảm biến sẽ tiếp tục theo dõi số lượng vòng bi để đảm bảo quy trình diễn ra chính xác.
Xi lanh hạ xuống để nhả vòng bi, sau đó nâng lên và chờ tín hiệu từ cảm biến để hút vòng bi cho H3 và H4 Quy trình này sẽ được lặp lại từ H1 đến H4.
Kiểm nghiệm độ bền, độ chuyển vị của các chi tiết
4.8.1 Bát gá xi lanh đầu vào
*Kiểm nghiệm về ứng suất chịu tải
Ta tiến hành kiểm nghiệm bát của xi lanh ở cụm đầu vào:
Bát được làm từ vật liệu thép C45 dày 7mm hình L cao 157mm, được hàn vào khung và có gân tăng cứng
Bát chịu lực chủ yếu do xi lanh dài tạo ra một moment uốn
Xi lanh dài 932mm nặng 5kg → →M =5.10.932F600 N mm
Hình 4.15 Bát bắt xi lanh đầu vào
Hình 4.16 Lực tác dụng lên bát
Sử dụng chức năng mô phỏng ứng suất của phần mềm Autodesk Inventor Professional
2015 ta tính được ứng suất tối đa mà gối đỡ chịu là :
Hình 4.17 Ứng suất của gối đỡ
Thép SS540 có ứng suất cho phép tối đa là [σ max ] = 540 MPa
Mà tấm đỡ có ứng suất max = 12,72 MPa < 540 MPa nên thỏa mãn yêu cầu về độ bền
*Kiểm nghiệm về độ chuyển vị
Hình 4.18 Chuyển vị của gối đỡ
Ta thấy độ chuyển vị của gối đỡ là 0,0065 mm rất nhỏ không đáng kể và không ảnh hưởng đến quá trình làm việc
4.8.2 Bát gá xi lanh đầu ra
*Kiểm nghiệm về ứng suất chịu tải
Ta tiến hành kiểm nghiệm tấm đỡ xi lanh ở cụm đầu ra
Tấm đỡ được làm từ vật liệu thép C45 dày 20mm hình chữ nhật dài 750mm và rộng 350mm
Tấm đỡ chịu lực chủ yếu tập trung ở tâm của tấm đỡ
Khối lượng của xi lanh và cơ cấu gắp hút đầu ra là 100kg Vậy lực tác dụng lên tấm đỡ là P = 100.10 = 1000 N
Hình 4.19 Lực tác dụng lên tấm đỡ
Sử dụng chức năng mô phỏng ứng suất của phần mềm Autodesk Inventor Professional
2015 ta tính được ứng suất tối đa mà tấm đỡ chịu là :
Hình 4.20 Ứng suất của tấm đỡ
Thép C45 có ứng suất cho phép tối đa là [σ max ] = 610 MPa
Mà tấm đỡ có ứng suất max = 22,75 MPa < 610 MPa nên thỏa mãn yêu cầu về độ bền
* Kiểm nghiệm về độ chuyển vị
Hình 4.21 Chuyển vị của tấm đỡ
Ta thấy độ chuyển vị của tấm đỡ là 0,024mm rất nhỏ không đáng kể và không ảnh hưởng đến quá trình làm việc
4.8.3 Khung thép cơ cấu đầu vào
*Kiểm nghiệm về ứng suất chịu tải
Ta tiến hành kiểm nghiệm thanh đỡ sắt hộp ở cụm đầu vào:
Thanh đỡ được làm từ vật liệu thép C45 dày 1,2 mm dài 1450mm, được hàn liên kết với khung
Thanh chịu lực chủ yếu tập trung ở hai con trượt, với khối lượng xi lanh và cơ cấu hút là 200kg, được phân chia đều cho hai thanh trượt Do đó, lực tác dụng lên tấm đỡ được tính là P/4 = 2000/4 = 500N.
Hình 4.22 Sắt hộp chịu lực tập trung ở 4 con trượt
Hình 4.23 Lực tác dụng lên thanh
Sử dụng chức năng mô phỏng ứng suất của phần mềm Autodesk Inventor Professional
2015 ta tính được ứng suất tối đa mà thanh chịu là :
Hình 4.24 Ứng suất của thanh
Sắt có ứng suất cho phép tối đa là [σ max ] = 40 KN/cm 2
Mà thanh có ứng suất σ max = 32,68 MPa = 3,268 KN/cm 2 < 40 KN/cm 2 nên thỏa mãn yêu cầu về độ bền
*Kiểm nghiệm về độ chuyển vị
Hình 4.25 Chuyển vị của thanh
Ta thấy độ chuyển vị của thanh là 0,18mm nằm trong khoảng cho phép nên không ảnh hưởng đến quá trình làm việc.
Kết cấu 3D toàn bộ máy
Hình 4.26 Hệ thống máy xếp vòng bi BKLAYER
Hình 4.27 Cơ cấu hút đầu vào
Hình 4.28 Cơ cấu gạt vòng bi
Hình 4.30 Cơ cấu hút đầu ra
Hình 4.31 Cơ cấu nâng hạ thùng đựng vòng bi
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH CHO MÔ HÌNH 5.1 Tổng quan về mô hình
Hình 5.1 Tổng thể mô hình
Mô hình được chia làm 3 phần chính: cơ cấu hút đầu vào, cụm băng tải và cơ cấu hút đầu ra
Nguyên lý hoạt động của hệ thống bắt đầu bằng việc sử dụng nam châm điện để hút vòng bi từ thùng đầu vào lên băng tải Sau đó, băng tải di chuyển các vòng bi đến các vị trí chỉ định thông qua các làn dẫn hướng, có thể điều chỉnh khoảng rộng để phù hợp với nhiều loại vòng bi khác nhau Cuối cùng, cơ cấu hút đầu ra sẽ hút vòng bi từ băng tải và xếp chúng vào thùng đầu ra theo từng hàng, tiếp tục cho đến khi đủ số lượng một lớp, rồi chuyển sang lớp thứ hai cho đến khi hoàn thành một thùng.
5.2 Phân tích mô hình theo từng cụm
Hình 5.2 Tổng thể mô hình được chia theo từng cụm
5.2.1 Cơ cấu hút đầu vào
Hình 5.3 Cơ cấu hút đầu ra
+ Nhiệm vụ: hút vòng bi đưa lên băng tải
- 2 xy lanh hành trình 125mm:
+ Kích thước: đường kính trục 5mm, hành trình 125mm
Nhiệm vụ của hệ thống là sử dụng một xy lanh để điều khiển chuyển động lên xuống của cụm nam châm, trong khi xy lanh còn lại thực hiện chuyển động ngang để đưa cụm nam châm qua lại giữa hai vị trí trong thùng đựng sản phẩm và băng tải.
Cơ cấu hút đầu sử dụng nam châm điện kết hợp với hai xy lanh di chuyển theo hai phương ngang và dọc trục để nâng vòng bi từ thùng đựng sản phẩm đầu vào lên băng tải Để giảm độ va đập và thuận tiện cho việc lập trình, nhóm chúng tôi đã sử dụng thêm lò xo cho xy lanh khi đi hết hành trình đến lớp dưới cùng.
Cụm băng tải là cụm chính trong mô hình có vai trò nhận vòng bi từ cơ cấu hút đầu vào và vận chuyển, xếp theo hàng nhờ:
+ Kích thước: 200mm x 700mm x 75mm
+ Nhiệm vụ: đưa vòng bi đến vị trí đã được chỉ định
+ Kích thước: 100mm x 500mm x 75mm
Nhiệm vụ của việc di chuyển ngược chiều so với băng tải chính là nhằm tránh tình trạng kẹt vòng bi, từ đó giúp quá trình vận hành diễn ra trơn tru và mượt mà hơn.
- Cảm biến khoảng cách E3F DS30P1 PNP NO 30cm 24V
+ Nhiệm vụ: đếm số lượng vòng bi đi qua
+ Nhiệm vụ: điều hướng vòng bi vào 2 làn của băng tải
Băng tải chính nhận vòng bi từ cơ cấu hút đầu vào và di chuyển chúng đến hai làn đã được thiết lập sẵn Khoảng cách giữa các làn được điều chỉnh tùy thuộc vào kích thước của từng loại vòng bi, nhờ vào các thanh dẫn hướng và băng tải phụ, giúp tránh tình trạng kẹt vòng bi.
5.2.3 Cơ cấu hút đầu ra
Hình 5.5 Cơ cấu hút đầu ra
+ Nhiệm vụ: hút vòng bi từ băng tải đặt vào thùng đầu ra
- Động cơ servo kết hợp vít me:
+ Nhiệm vụ: giúp cụm nam châm có thể di chuyển chính xác vị trí và điều chỉnh được tốc độ quay của nó
+ Kích thước: đường kính 16mm, dài 500mm
+ Nhiệm vụ: dẫn hướng cho động cơ servo và vít me
+ Kích thước: đường kính trục xy lanh 5mm, hành trình 125mm
+ Nhiệm vụ: di chuyển cụm nam châm lên xuống để hút và thả vòng bi
Cơ cấu hút đầu ra có nhiệm vụ hút vòng bi trên băng tải, với cảm biến đếm đủ 4 vòng bi trước khi ưu tiên đưa vào thùng chứa sản phẩm Quá trình này diễn ra theo từng cột, và khi đủ 4 cột, sẽ chuyển sang lớp tiếp theo Quá trình tiếp tục cho đến khi thùng chứa đầy, hoàn thành nhiệm vụ.
Hình 5.6 Mặt ngoài tủ điện
Hình 5.7 Sơ đồ di dây thực tế
Nguồn 220V được đưa vào tổ ong, từ đó phát ra 24V cho mạch cách ly áp Các biến trở điều khiển nam châm và động cơ thông qua Relay, Driver của động cơ Step, mạch hạ áp và các van khí nén Mạch hạ áp chuyển đổi 24V xuống 5V để cung cấp cho Arduino và các nút nhấn Arduino cung cấp nguồn cho Relay, và các chân tín hiệu được kết nối vào Relay theo sơ đồ.
CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ THỰC TẾ 6.1 Kết cấu toàn bộ máy:
Hình 6.1 Hệ thống máy xếp vòng bi BKLAYER
Hình 6.2 Tổng thể mô hình thực tế
Hình 6.3 Tổng thể mô hình thực tế
Hình 6.4 Quá trình lắp ráp
6.3 Các vấn đề gặp phải:
Trong quá trình nghiên cứu đề tài “Máy xếp vòng bi BKLAYER”, nhóm gặp nhiều khó khăn do thiếu kinh nghiệm thực tế trong tính toán, thiết kế và chọn vật liệu, cùng với thời gian hạn chế Cụ thể, việc gia công khung để lắp đặt các cụm chi tiết của mô hình gặp phải một số vấn đề phát sinh.
Bảng 6.1 Các vấn đề gặp phải
Nội dung Vấn đề phát sinh Phương án giải quyết Kết quả
Thử nghiệm cảm biến đếm
Cảm biến do bị tán xạ ánh sáng bởi miếng Mica trong suốt ở giữa phân làn
Gia cố màng ngăn ở giữa lại để tránh cho ánh sáng đi qua
Thử nghiệm cơ cấu phân làn
Kết cấu yếu, không cứng vững nên vòng bi không vào được làn
Gia cố thêm cho làn nhằm tăng độ cứng vững
Tải không chịu được nhiều vòng bi, dẫn đến vòng bi không thể vô làn và không qua được băng tải hồi về
Gia cố rulo, tăng tốc độ quay của động cơ
Thử nghiệm nam châm điện Nam châm điện hút nhiều lớp vòng bi 1 lượt
Chêm thêm miếng xốp trung gian giúp vừa bảo vệ được mặt nam châm điện cũng như vừa giảm được lực hút nam châm
Thử nghiệm nam châm điện Không hút được vòng bi do nam châm điện gá đặt ngay tâm vòng bi
Giảm số lượng vòng bi từ 4 xuống còn 2 để tâm nam châm điện nằm ngay điểm giao nhau giữa 2 vòng bi
Cấp phôi tự động không đáp ứng được năng suất làm việc
Thêm một nút nhấn để cấp phôi tự động, đảm bảo năng suất làm việc đạt hiệu quả cao
Nổ tủ điện do chập mạch Kiểm tra lại từng module, tìm hư hỏng và thay thế Tháo hết ra và đi lại
6.4 Kết quả sau khi vận hành
Sau quá trình nghiên cứu và thử nghiệm, mô hình "Máy xếp vòng bi BKLAYER" đã hoạt động ổn định và đáp ứng đầy đủ các tiêu chí ban đầu Máy thực hiện quy trình hút vòng bi lên băng tải, phân loại và xếp vòng bi bằng các thanh dẫn hướng Khi cảm biến xác định đủ số lượng vòng bi, máy sẽ hút vòng bi từ băng tải và xếp vào thùng đầu ra theo số hàng và số lớp.
Hình 6.5 Quá trình cấp vòng bi đầu vào
Hình 6.6 Quá trình phân loại vòng bi
Hình 6.7 Quá trình xếp vòng bi vào thùng đầu ra
Chúng em đã hoàn thiện phần tính toán và thiết kế kết cấu cho máy "Máy xếp vòng bi BKLAYER", tuy nhiên vẫn còn một số hạn chế và chưa đưa vào chế tạo thực tế, có thể gặp phải một số vấn đề phát sinh Trong thời gian tới, chúng em sẽ nỗ lực khắc phục các lỗi cơ khí để tối ưu hóa thời gian và nâng cao hiệu suất máy Đồng thời, chúng em cũng có một số ý tưởng phát triển tiềm năng nhằm cải thiện hiệu suất hoạt động của máy, bao gồm việc tích hợp thêm các cơ cấu tự động.
+ Thiết kế thêm hệ thống cấp giỏ tự động ở vị trí thùng đầu ra nhằm giảm sức lao động cho nhân công
Trong cơ cấu hút đầu ra, có thể mở rộng từ 2 làn lên 3-4 làn, kết hợp với việc thêm 1 tay hút đầu ra hoạt động xen kẽ, giúp tăng năng suất và tối ưu hóa thời gian xếp vòng bi.
+ Sử dụng màn hình HMI để điều khiển cho toàn bộ hệ thống.
Sau 5 tháng nghiên cứu, tính toán và thiết kế, nhóm chúng em đã hoàn thiện ĐATN “Thiết kế chế tạo mô hình máy xếp vòng bi BKLAYER” đúng thời hạn Đây là thành quả lao động xứng đáng của từng thành viên, đạt được sau quá trình làm việc miệt mài và sự hỗ trợ tận tình từ Thầy Nguyễn Văn Đoàn.
Trong suốt quá trình thực hiện, chúng em đã đối mặt với nhiều khó khăn và thử thách, nhưng điều này giúp chúng em học hỏi và trưởng thành hơn Chúng em không chỉ tiếp thu kiến thức mới mà còn biết cách áp dụng những gì đã học vào thực tế Qua đó, chúng em rèn luyện khả năng tư duy, sáng tạo và kiên nhẫn để giải quyết các vấn đề trong công việc.
Mặc dù chúng em đã nỗ lực hết mình cho đồ án này, chúng em vẫn nhận thấy một số hạn chế cần cải thiện Do đó, chúng em rất mong nhận được ý kiến và hướng dẫn từ các thầy cô trong bộ môn, để có thể tiếp tục học hỏi sau khi tốt nghiệp và phát triển đồ án, nhằm ứng dụng hiệu quả trong thực tế.
[1] Trần Quốc Hùng, Giáo trình Dung sai – kỹ thuật đo, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia
GS TS Nguyễn Đắc Lộc và PGS TS Lê Văn Tiến cùng các tác giả khác đã biên soạn cuốn sách "Cở sở công nghệ chế tạo máy," xuất bản bởi Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật tại Hà Nội năm 2008.
THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH CHO MÔ HÌNH
Phân tích mô hình theo từng cụm
Hình 5.2 Tổng thể mô hình được chia theo từng cụm
5.2.1 Cơ cấu hút đầu vào
Hình 5.3 Cơ cấu hút đầu ra
+ Nhiệm vụ: hút vòng bi đưa lên băng tải
- 2 xy lanh hành trình 125mm:
+ Kích thước: đường kính trục 5mm, hành trình 125mm
Nhiệm vụ của hệ thống là điều khiển một xy lanh chuyển động theo phương dọc trục để di chuyển cụm nam châm lên và xuống nhằm hút sản phẩm Đồng thời, xy lanh còn lại hoạt động theo phương ngang để đưa cụm nam châm di chuyển qua lại giữa hai vị trí trong thùng đựng sản phẩm và băng tải.
Cơ cấu hút đầu sử dụng nam châm điện kết hợp với hai xy lanh di chuyển theo hai phương ngang và dọc trục, giúp đưa vòng bi từ thùng chứa sản phẩm đầu vào lên băng tải Để giảm độ va đập và thuận tiện trong việc lập trình, nhóm chúng tôi đã sử dụng thêm lò xo khi xy lanh đi hết hành trình đến lớp dưới cùng.
Cụm băng tải là cụm chính trong mô hình có vai trò nhận vòng bi từ cơ cấu hút đầu vào và vận chuyển, xếp theo hàng nhờ:
+ Kích thước: 200mm x 700mm x 75mm
+ Nhiệm vụ: đưa vòng bi đến vị trí đã được chỉ định
+ Kích thước: 100mm x 500mm x 75mm
Nhiệm vụ của việc di chuyển ngược chiều so với băng tải chính là để tránh tình trạng kẹt vòng bi, từ đó giúp quá trình vận hành diễn ra một cách trơn tru và mượt mà hơn.
- Cảm biến khoảng cách E3F DS30P1 PNP NO 30cm 24V
+ Nhiệm vụ: đếm số lượng vòng bi đi qua
+ Nhiệm vụ: điều hướng vòng bi vào 2 làn của băng tải
Băng tải chính nhận vòng bi từ cơ cấu hút đầu vào và vận chuyển chúng đến hai làn đã được thiết lập sẵn Khoảng cách giữa các làn được điều chỉnh tùy thuộc vào kích thước của từng loại vòng bi, với sự hỗ trợ của các thanh dẫn hướng và băng tải phụ nhằm ngăn chặn tình trạng kẹt vòng bi.
5.2.3 Cơ cấu hút đầu ra
Hình 5.5 Cơ cấu hút đầu ra
+ Nhiệm vụ: hút vòng bi từ băng tải đặt vào thùng đầu ra
- Động cơ servo kết hợp vít me:
+ Nhiệm vụ: giúp cụm nam châm có thể di chuyển chính xác vị trí và điều chỉnh được tốc độ quay của nó
+ Kích thước: đường kính 16mm, dài 500mm
+ Nhiệm vụ: dẫn hướng cho động cơ servo và vít me
+ Kích thước: đường kính trục xy lanh 5mm, hành trình 125mm
+ Nhiệm vụ: di chuyển cụm nam châm lên xuống để hút và thả vòng bi
Cơ cấu hút đầu ra có nhiệm vụ hút vòng bi từ băng tải, dựa trên tín hiệu từ cảm biến để đếm số lượng vòng bi Khi cảm biến ghi nhận đủ 4 vòng bi, cơ cấu sẽ ưu tiên làn nào hoàn thành trước để đưa vòng bi vào thùng chứa sản phẩm Quá trình này tiếp tục cho đến khi đủ 4 cột vòng bi, sau đó sẽ chuyển sang lớp tiếp theo và tiếp tục cho đến khi thùng được lấp đầy, kết thúc quá trình.
Hình 5.6 Mặt ngoài tủ điện
Hình 5.7 Sơ đồ di dây thực tế
Nguồn 220V được đưa vào tổ ong, từ đó tổ ong chuyển đổi thành 24V để cung cấp cho mạch cách ly áp Các biến trở điều khiển nam châm và động cơ thông qua Relay và Driver của động cơ Step Mạch hạ áp giảm 24V xuống 5V để cấp nguồn cho Arduino và các nút nhấn Arduino sẽ cung cấp nguồn nuôi cho Relay, với các chân tín hiệu được kết nối vào Relay theo sơ đồ đã định sẵn.
KẾT QUẢ THỰC TẾ
Kết cấu toàn bộ máy
Hình 6.1 Hệ thống máy xếp vòng bi BKLAYER
Mô hình thực tế
Hình 6.2 Tổng thể mô hình thực tế
Hình 6.3 Tổng thể mô hình thực tế
Hình 6.4 Quá trình lắp ráp
Các vấn đề gặp phải
Trong quá trình nghiên cứu đề tài “Máy xếp vòng bi BKLAYER”, nhóm gặp khó khăn do thiếu kinh nghiệm thực tế trong tính toán, thiết kế và chọn vật liệu Thời gian hạn chế cũng góp phần làm cho việc gia công khung lắp đặt các cụm chi tiết mô hình gặp phải một số vấn đề phát sinh.
Bảng 6.1 Các vấn đề gặp phải
Nội dung Vấn đề phát sinh Phương án giải quyết Kết quả
Thử nghiệm cảm biến đếm
Cảm biến do bị tán xạ ánh sáng bởi miếng Mica trong suốt ở giữa phân làn
Gia cố màng ngăn ở giữa lại để tránh cho ánh sáng đi qua
Thử nghiệm cơ cấu phân làn
Kết cấu yếu, không cứng vững nên vòng bi không vào được làn
Gia cố thêm cho làn nhằm tăng độ cứng vững
Tải không chịu được nhiều vòng bi, dẫn đến vòng bi không thể vô làn và không qua được băng tải hồi về
Gia cố rulo, tăng tốc độ quay của động cơ
Thử nghiệm nam châm điện Nam châm điện hút nhiều lớp vòng bi 1 lượt
Chêm thêm miếng xốp trung gian giúp vừa bảo vệ được mặt nam châm điện cũng như vừa giảm được lực hút nam châm
Thử nghiệm nam châm điện Không hút được vòng bi do nam châm điện gá đặt ngay tâm vòng bi
Giảm số lượng vòng bi từ 4 xuống còn 2 để tâm nam châm điện nằm ngay điểm giao nhau giữa 2 vòng bi
Cấp phôi tự động không đáp ứng được năng suất làm việc
Thêm một nút nhấn để cấp phôi tự động, đảm bảo năng suất làm việc đạt hiệu quả cao
Nổ tủ điện do chập mạch Kiểm tra lại từng module, tìm hư hỏng và thay thế Tháo hết ra và đi lại
Kết quả sau khi vận hành
Sau quá trình nghiên cứu và thử nghiệm, máy xếp vòng bi BKLAYER đã hoạt động ổn định, đáp ứng đầy đủ các tiêu chí ban đầu Quy trình bắt đầu từ việc hút vòng bi lên băng tải, tiếp theo là phân loại và xếp vòng bi thông qua các thanh dẫn hướng Khi cảm biến xác định đủ số lượng vòng bi, máy sẽ hút vòng bi từ băng tải và xếp vào thùng đầu ra theo số hàng và số lớp.
Hình 6.5 Quá trình cấp vòng bi đầu vào
Hình 6.6 Quá trình phân loại vòng bi
Hình 6.7 Quá trình xếp vòng bi vào thùng đầu ra
Hướng phát triển
Chúng em đã hoàn thiện tính toán và thiết kế kết cấu cho máy "Máy xếp vòng bi BKLAYER", tuy nhiên vẫn còn một số hạn chế và chưa đưa vào sản xuất thực tế, có thể gặp một số vấn đề phát sinh Chúng em cam kết sẽ khắc phục những lỗi cơ khí để tối ưu hóa thời gian và nâng cao hiệu suất máy Ngoài ra, chúng em cũng đang nghiên cứu một số ý tưởng phát triển tiềm năng, như tích hợp thêm các cơ cấu tự động để cải thiện hiệu suất hoạt động của máy.
+ Thiết kế thêm hệ thống cấp giỏ tự động ở vị trí thùng đầu ra nhằm giảm sức lao động cho nhân công
Cơ cấu hút đầu ra có thể được cải tiến bằng cách thêm 1 - 2 làn nữa so với thiết kế ban đầu, cùng với việc bổ sung một tay hút đầu ra làm việc xen kẽ và luân phiên Điều này sẽ giúp tăng năng suất hoạt động và tối ưu hóa thời gian xếp vòng bi.
+ Sử dụng màn hình HMI để điều khiển cho toàn bộ hệ thống.
Sau 5 tháng nỗ lực nghiên cứu, tính toán và thiết kế, nhóm chúng em đã hoàn thành ĐATN “Thiết kế chế tạo mô hình máy xếp vòng bi BKLAYER” đúng thời hạn Đây là thành quả xứng đáng của mỗi thành viên sau quá trình làm việc chăm chỉ, cùng với sự hỗ trợ và hướng dẫn tận tình từ Thầy Nguyễn Văn Đoàn.
Trong suốt quá trình thực hiện, chúng em đã đối mặt với nhiều khó khăn và thử thách, nhưng nhờ đó, chúng em đã học hỏi và trưởng thành hơn Chúng em không chỉ tiếp thu kiến thức mới mà còn biết cách vận dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn Điều này giúp rèn luyện khả năng tư duy, sáng tạo và kiên nhẫn trong việc giải quyết các vấn đề trong công việc.
Mặc dù chúng em đã nỗ lực hết mình và tâm huyết với đồ án, nhưng vẫn còn một số hạn chế cần khắc phục Chúng em rất mong nhận được ý kiến và hướng dẫn từ các thầy cô trong bộ môn, nhằm tiếp tục học hỏi sau khi tốt nghiệp và phát triển đồ án để áp dụng hiệu quả trong thực tế.
[1] Trần Quốc Hùng, Giáo trình Dung sai – kỹ thuật đo, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia
GS TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS TS Lê Văn Tiến và các tác giả khác đã đóng góp vào cuốn sách "Cở sở công nghệ chế tạo máy", được xuất bản bởi Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật tại Hà Nội năm 2008.
GS TS Trần Văn Địch, PGS TS Nguyễn Trọng Bình, PGS TS Nguyễn Thế Đạt cùng các tác giả khác đã đóng góp vào cuốn sách "Công nghệ chế tạo máy", được xuất bản bởi Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật tại Hà Nội.
[4] Nguyễn Hồng Ngân, Nguyễn Danh Sơn, Kỹ thuật nâng chuyển tập 2 máy vận chuyển liên tục, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2004
[5] PGS TS Trịnh Chất, TS Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động tập 1,
Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam
[6] PGS TS Trịnh Chất, TS Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động tập 2,
Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam
[7] ThS Nguyễn Quang Tuyến, Giáo trình hướng dẫn đồ án công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất bản Hà Nội, 2007
#define xl1 11 //xi lanh qua lại hút đầu vào, 1 là kích, 0 là không
#define xl2 10 //xi lanh lên xuống hút đầu vào
#define xl3 12 //xi lanh lên xuống hút đầu ra
#define nc1 8 // 1 là không, 0 là kích
#define button_reset 2 int xl1v = 0; int xl1r = 0; int xl2l = 0; int xl2x = 0; int xl3l = 0; int xl3x = 0; int cbd1 = 0; int cbd2 = 0; int Ctht = 0; int laplai = 4;
III int t = 0; int b = 0; int r = 0; int CTHT = 0; int buttonreset = 0; int buttonstart = 0; int buttonstop = 0;
Trong đoạn mã này, có một số biến được khai báo, bao gồm hai biến nguyên `covb1` và `covb2` được khởi tạo bằng 0, cùng với các biến `dem1`, `dem2`, `vitri_xung`, `dung`, `step_vit`, và `vit` cũng được khởi tạo bằng 0 Ngoài ra, có hai biến boolean `giatricbd1` và `giatricbd2` được thiết lập là false (0) Các biến `vitri1`, `vitri2`, `vitri3`, và `vitri4` cũng được khai báo nhưng chưa được gán giá trị cụ thể Cuối cùng, hai biến `tdauranha` và `bdauranha` được khởi tạo bằng 0, cho thấy sự chuẩn bị cho các thao tác liên quan đến vị trí và kích thước.
The code initializes several integer and unsigned long variables, including `hientaira`, `hientairanha`, `tdaurahut`, `bdaurahut`, and `vitme_chay`, all set to zero Additionally, it defines constants for various height levels: `H1` at 0, `H2` at 1300, `H3` at 2600, `H4` at 3900, and `L1` and `L2` at 6850 and 5475, respectively The function `millis()` is also referenced, and the setup function is defined but not yet implemented.
// put your setup code here, to run once:
In this Arduino setup, the serial communication is initiated at a baud rate of 9600, and several buttons are configured as input with internal pull-up resistors The buttons include 'button_start', 'button_start_tram_1', 'button_stop', and 'button_reset', all set to input mode to detect their states, where pressing a button registers as 0 and not pressing as 1 Additionally, two control buttons, 'cbD1' and 'cbD2', along with 'ctht', are also configured as input with pull-ups Finally, 'nc1' is defined as an output pin, allowing it to control other components in the circuit.
V pinMode(nc2, OUTPUT); pinMode(dcbt, OUTPUT); pinMode(xl1, OUTPUT); pinMode(xl2, OUTPUT); pinMode(xl3, OUTPUT); pinMode(Pul, OUTPUT); pinMode(Dir, OUTPUT);
Timer1.initialize(1000); // 1000us = 1ms =ngắt 1 lần
Timer1.attachInterrupt(dem); // khai báo ngắt timer 1 - goi ham timer1_callback Timer1.stop();
Timer1.start(); digitalWrite(button_start, 1); digitalWrite(button_stop, 1); digitalWrite(button_reset, 1); digitalWrite(dcbt, 0); digitalWrite(nc1, 1); digitalWrite(nc2, 1); digitalWrite(xl1, 0); digitalWrite(xl2, 0); digitalWrite(xl3, 0);
// Đếm số lượng vòng bi void dem() {
// buttonstart = digitalRead(button_start); // Ctht = digitalRead(ctht);
// Nhấn nút stop if(digitalRead(button_stop) == 0){ buttonstop = 0; for(int i = 0; i 1000) { r = 2;
} if (r == 2 && xl2l == 1) { digitalWrite(xl1, 0); xl1v = 1; xl1r = 0; r = 3;
Serial.println(" Xi lanh 1 vào! "); hientai = millis();
Serial.println(" Hệ thống đã sẵn sàng! "); digitalWrite(button_reset, 1); t = 0; r = 4; laplai = 4; xl1v = 0; xl1r = 0; xl2l = 0; xl2x = 0; xl3l = 0; xl3x = 0; dung = 0; dem1 = 0; dem2 = 0;
// Nhấn nút start buttonstart = digitalRead(button_start); if (dung == 0) { if (r == 4 && t == 0 && (buttonstart == 0 || laplai < 4) && laplai > 1 && xl1v == 0 && xl1r == 0 && xl2l == 0 && xl2x == 0) { digitalWrite(dcbt, 1);
Serial.println(" Đã nhấn nút Start! "); digitalWrite(xl1, 1);
Serial.println(" Xi lanh 1 đi ra 3s! "); hientai = millis();
} if (b == 1 && xl1v == 0 && xl1r == 1 && xl2l == 0 && xl2x == 0) { digitalWrite(xl2, 1); xl2x = 1; t = 2;
Serial.println(" Xi lanh 2 đi xuống 5s "); digitalWrite(nc1, 0);
Serial.println(" Bật nam châm hút! "); hientai = millis();
} if (b == 2 && xl1v == 0 && xl1r == 1 && xl2l == 0 && xl2x == 1) { digitalWrite(xl2, 0); xl2x = 0; xl2l = 1; t = 3;
Serial.println(" Xi lanh 2 đi lên 3s "); hientai = millis();
} if (b == 3 && xl1v == 0 && xl1r == 1 && xl2l == 1 && xl2x == 0) { digitalWrite(xl1, 0); xl1r = 0; xl1v = 1; t = 4;
Serial.println(" Xi lanh 1 đi vào 3s "); hientai = millis();
} if (b == 4 && xl1v == 1 && xl1r == 0 && xl2l == 1 && xl2x == 0) { digitalWrite(xl2, 1); xl2l = 0; xl2x = 1; t = 5;
Serial.println(" Xi lanh 2 đi xuống 5s ");
// Serial.println(" Băng tải chạy "); hientai = millis();
} if (b == 5 && xl1v == 1 && xl1r == 0 && xl2l == 0 && xl2x == 1) { digitalWrite(xl2, 0); digitalWrite(nc1, 1); delay(2000); xl2l = 1; xl2x = 0;
Serial.print(" Ngắt nam châm! ");
Serial.println(" Xi lanh 2 đi lên 3s! "); t = 6; hientai = millis();
} if (b == 6 && xl1v == 1 && xl1r == 0 && xl2l == 1 && xl2x == 0 ) { Serial.print(millis());
Serial.println(" Xong 1 lần hút! "); t = 0; laplai ;
XIII xl1v = 0; xl1r = 0; xl2l = 0; xl2x = 0;
// Nhấn nút start int nutnhantram_1 = digitalRead(button_start_tram_1); if (dung == 0) { if (r == 4 && t == 0 && nutnhantram_1 == 0 ) { digitalWrite(dcbt, 1);
Serial.println(" Đã nhấn nút Start! "); digitalWrite(xl1, 1); t = 1; xl1r = 1;
Serial.println(" Xi lanh 1 đi ra 3s! "); hientai = millis();
} if (b == 1 && xl1v == 0 && xl1r == 1 && xl2l == 0 && xl2x == 0) { digitalWrite(xl2, 1); xl2x = 1; t = 2;
Serial.println(" Xi lanh 2 đi xuống 5s "); digitalWrite(nc1, 0);
Serial.println(" Bật nam châm hút! "); hientai = millis();
} if (b == 2 && xl1v == 0 && xl1r == 1 && xl2l == 0 && xl2x == 1) { digitalWrite(nc1, 1); digitalWrite(xl2, 0); xl2x = 0; xl2l = 1; t = 3;
Serial.println(" Xi lanh 2 đi lên 3s "); hientai = millis();
} if (b == 3 && xl1v == 0 && xl1r == 1 && xl2l == 1 && xl2x == 0) { digitalWrite(xl1, 0);
Serial.println(" Xi lanh 1 đi vào 3s "); hientai = millis();
} if (b == 4 && xl1v == 1 && xl1r == 0 && xl2l == 1 && xl2x == 0) { digitalWrite(xl2, 1); xl2l = 0; xl2x = 1; t = 5;
Serial.println(" Xi lanh 2 đi xuống 5s ");
// Serial.println(" Băng tải chạy "); hientai = millis();
} if (b == 5 && xl1v == 1 && xl1r == 0 && xl2l == 0 && xl2x == 1) { digitalWrite(nc1, 1); digitalWrite(xl2, 0); xl2l = 1; xl2x = 0;
Serial.print(" Ngắt nam châm! ");
Serial.println(" Xi lanh 2 đi lên 3s! "); t = 6; hientai = millis();
} if (b == 6 && xl1v == 1 && xl1r == 0 && xl2l == 1 && xl2x == 0 ) { Serial.print(millis());
Serial.println(" Xong 1 lần hút! "); t = 0; laplai = 3; xl1v = 0; xl1r = 0; xl2l = 0; xl2x = 0;
} giatricbd1 = digitalRead(cbD1); giatricbd2 = digitalRead(cbD2); if (giatricbd1 == 0 && covb1 == 0) { covb1 = 1; dem1 += 1;
Serial.print("Tín hiệu cảm biến 1: ");
} if (giatricbd2 == 0 && covb2 == 0) { covb2 = 1; dem2 += 1;
Serial.print("Tín hiệu cảm biến 2: ");
// kiểm tra đủ số lượng trong làn 1 if (dung == 0 ) { if (dem1 >= 4) { runStep(1, nho_vi_tri_hang);
// kiểm tra đủ số lượng trong làn 2 if (dem2 >= 4) { runStep(2, nho_vi_tri_hang);
XVIII void runStep(int vitri_lan, int vitri_hang)
// if(digitalRead(ctht == 1)){ if (vitri_hang == 1) {
// chạy qua để gắp if (step_vit == 0 && vit == 0) { digitalWrite(Dir, 1); while (1) { digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200);
Serial.print("Đang chạy 1: "); step_vit = 1; tdaurahut = 0; xl3l = 0; xl3x = 0;
} else if (step_vit == 1 && vit == 0) { hut(); vit = 1;
} else if (step_vit == 1 && vit == 1) { digitalWrite(Dir, 0); while (1) { digitalWrite(dcbt, 1); digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200);
} step_vit = 2; tdauranha = 0; xl3l = 0; xl3x = 0;
} else if (step_vit == 2 && vit == 1) { nha(); vit = 2;
// delay(500); nho_vi_tri_hang = 2; dem1 = dem1 - 4;
//làn 1 hàng 2 else if (vitri_hang == 2) {
// chạy qua để gắp if (step_vit == 2 && vit == 2) { digitalWrite(Dir, 1); while (1) { digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200);
// digitalWrite(dcbt, 0); step_vit = 3; tdaurahut = 0; xl3l = 0; xl3x = 0;
// Xi lanh xuống hút else if (step_vit == 3 && vit == 2) { hut(); vit = 3;
// Về để nhả else if (step_vit == 3 && vit == 3) { digitalWrite(Dir, 0); while (1) { digitalWrite(dcbt, 1); digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200);
} step_vit = 4; tdauranha = 0; xl3l = 0; xl3x = 0;
// Xi lanh đi xuống để nhả else if (step_vit == 4 && vit == 3) { nha(); vit = 4;
// delay(500); nho_vi_tri_hang = 3; dem1 = dem1 - 4;
// Làn 1 hàng 3 else if (vitri_hang == 3) {
// chạy qua để gắp if (step_vit == 4 && vit == 4) { digitalWrite(Dir, 1); while (1) { digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200);
XXIII step_vit = 5; tdaurahut = 0; xl3l = 0; xl3x = 0;
// Xi lanh xuống hút else if (step_vit == 5 && vit == 4) { hut(); vit = 5;
// Về để nhả else if (step_vit == 5 && vit == 5) { digitalWrite(Dir, 0); while (1) { digitalWrite(dcbt, 1); digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200);
// Xi lanh đi xuống để nhả else if (step_vit == 6 && vit == 5) { nha(); vit = 6;
// delay(500); nho_vi_tri_hang = 4; dem1 = dem1 - 4;
// Làn 1 hàng 4 else if (vitri_hang == 4) {
// chạy qua để gắp if (step_vit == 6 && vit == 6) { digitalWrite(Dir, 1); while (1) { digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200);
// digitalWrite(dcbt, 0); step_vit = 7; tdaurahut = 0; xl3l = 0; xl3x = 0;
// Xi lanh xuống hút else if (step_vit == 7 && vit == 6) { hut(); vit = 7;
// Về để nhả else if (step_vit == 7 && vit == 7) { digitalWrite(Dir, 0); while (1) { digitalWrite(dcbt, 1); digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200);
XXVI step_vit = 8; tdauranha = 0; xl3l = 0; xl3x = 0;
// Xi lanh đi xuống để nhả else if (step_vit == 8 && vit == 7) { nha();
Serial.println("Làn 1 hàng 4"); delay(500); dem1 = dem1 - 4; step_vit = 0; vit = 0; nho_vi_tri_hang = 1;
// Làn 2 else if (vitri_lan == 2) {
// if(digitalRead(ctht == 1)){ if (vitri_hang == 1) {
// chạy qua để gắp if (step_vit == 0 && vit == 0) { digitalWrite(Dir, 1); while (1) {
XXVII digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200);
Serial.print("Đang chạy 2: "); step_vit = 1; tdaurahut = 0; xl3l = 0; xl3x = 0;
} else if (step_vit == 1 && vit == 0) { hut(); vit = 1;
} else if (step_vit == 1 && vit == 1) { digitalWrite(Dir, 0); while (1) { digitalWrite(dcbt, 1); digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200);
} step_vit = 2; tdauranha = 0; xl3l = 0; xl3x = 0; delay(500);
} else if (step_vit == 2 && vit == 1) { nha(); vit = 2;
// delay(500); nho_vi_tri_hang = 2; dem2 = dem2 - 4;
//làn 2 hàng 2 else if (vitri_hang == 2) {
// chạy qua để gắp if (step_vit == 2 && vit == 2) { digitalWrite(Dir, 1);
XXIX while (1) { digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200);
// digitalWrite(dcbt, 0); step_vit = 3; tdaurahut = 0; xl3l = 0; xl3x = 0;
// Xi lanh xuống hút else if (step_vit == 3 && vit == 2) { hut(); vit = 3;
// Về để nhả else if (step_vit == 3 && vit == 3) { digitalWrite(Dir, 0); while (1) { digitalWrite(dcbt, 1);
XXX digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200);
} step_vit = 4; tdauranha = 0; xl3l = 0; xl3x = 0; delay(500);
// Xi lanh đi xuống để nhả else if (step_vit == 4 && vit == 3) { nha(); vit = 4;
// delay(500); nho_vi_tri_hang = 3; dem2 = dem2 - 4;
// Làn 2 hàng 3 else if (vitri_hang == 3) {
// chạy qua để gắp if (step_vit == 4 && vit == 4) { digitalWrite(Dir, 1); while (1) { digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200);
// digitalWrite(dcbt, 0); step_vit = 5; tdaurahut = 0; xl3l = 0; xl3x = 0;
// Xi lanh xuống hút else if (step_vit == 5 && vit == 4) { hut(); vit = 5;
// Về để nhả else if (step_vit == 5 && vit == 5) {
XXXII digitalWrite(Dir, 0); while (1) { digitalWrite(dcbt, 1); digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200);
} step_vit = 6; tdauranha = 0; xl3l = 0; xl3x = 0;
// Xi lanh đi xuống để nhả else if (step_vit == 6 && vit == 5) { nha(); vit = 6;
// delay(500); nho_vi_tri_hang = 4; dem2 = dem2 - 4;
// Làn 2 hàng 4 else if (vitri_hang == 4) {
// chạy qua để gắp if (step_vit == 6 && vit == 6) { digitalWrite(Dir, 1); while (1) { digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200);
// digitalWrite(dcbt, 0); step_vit = 7; tdaurahut = 0; xl3l = 0; xl3x = 0; delay(500);
// Xi lanh xuống hút else if (step_vit == 7 && vit == 6) { hut(); vit = 7;
// Về để nhả else if (step_vit == 7 && vit == 7) { digitalWrite(Dir, 0); while (1) { digitalWrite(dcbt, 1); digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200);
} step_vit = 8; tdauranha = 0; xl3l = 0; xl3x = 0;
// Xi lanh đi xuống để nhả else if (step_vit == 8 && vit == 7) { nha();
// delay(500); dem2 = dem2 - 4; step_vit = 0;
XXXV vit = 0; nho_vi_tri_hang = 1;
//Chương trình con hút nam châm đầu ra void hut() { if (tdaurahut == 0 && xl3l == 0 && xl3x == 0) { digitalWrite(xl3, 1); digitalWrite(nc2, 0); delay(1500); xl3l = 0; xl3x = 1; tdaurahut = 1;
Serial.println("Xi lanh 3 đi xuống 5s! ");
Serial.println("Nam châm 2 bật hút! ");
} if (tdaurahut == 1 && xl3l == 0 && xl3x == 1) { digitalWrite(xl3, 0); delay(2000); xl3l = 1; xl3x = 0; tdaurahut = 2;
Serial.println("Xi lanh 3 đi lên 3s! ");
Serial.println("Đã hút vòng bi! ");
} void nha() { if (tdauranha == 0 && xl3l == 0 && xl3x == 0) { digitalWrite(xl3, 1); delay(1500); xl3l = 0; xl3x = 1; tdauranha = 1;
Serial.println("Xi lanh 3 đi xuống 5s! ");
} if (tdauranha == 1 && xl3l == 0 && xl3x == 1) { digitalWrite(nc2, 1); digitalWrite(xl3, 0); delay(1000); xl3l = 1; xl3x = 0; tdauranha = 2;
Serial.println("Tắt nam châm! ");
Serial.println("Xi lanh 3 đi lên 3s! ");
Serial.println("Đã nhả vòng bi! ");