(Đồ án tốt nghiệp) nghiên cứu thiết kế chế tạo máy dán nhãn năng suất 720 sản phẩm giờ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY DÁN NHÃN NĂNG SUẤT 720 SẢN PHẨM/GIỜ MÃ SỐ: SV2022-184 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: NGUYỄN PHONG TỒN SKC008057 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY DÁN NHÃN NĂNG SUẤT 720 SẢN PHẨM/GIỜ SV2022-184 Thuộc nhóm ngành khoa học: kỹ thuật ứng dụng SV thực hiện: Nguyễn Phong Toàn Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp: 18143CLA1, Khoa : đào tạo chất lượng cao Năm thứ: 4/Số năm đào tạo: Ngành học: Cơ khí chế tạo máy Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Thanh Tân TP Hồ Chí Minh, Tháng 11 Năm 2022 Mục lục Danh mục từ viết tắt Mở đầu CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÁY DAN NHÃN CHAI TRỤ 10 1.1 Cơ sở lý thuyết 10 1.2 Phần mền: 10 1.2.1 Inventor Professional 2019 10 1.2.2 GX Works 11 1.2.3 OP Edit Tool 11 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN 13 2.1 Quy trình hoạt động: 13 2.1.1 Thống số đầu vào 13 2.1.2 Thông số đầu 14 2.1.3 Nguyên lý hoạt động 14 2.2 Yêu cầu thiết kế 15 2.2.1 Động 15 2.2.2 Yêu cầu thiết kế 15 2.3 Phân tích cấu dán nhãn chai 15 2.3.1 Cơ chế dán nhãn chai nằm ngang 15 2.3.2 Cơ chế máy dán nhãn đứng 16 2.4 Tùy chọn thiết kế 17 2.4.1 Phương án 1: Máy dán nhãn sử dụng lăn di động 17 2.4.2 Phương án 2: Máy dán nhãn dùng cấu thủy lực 19 2.4.4 Kết luộn chọn phương án 21 2.5 Tính tồn chọn động băng tải ma sát 21 2.6 Tính tốn truyền đai: 27 2.7 Tính tồn động bước: 32 2.7.1 giá trị đầu vào máy: 32 2.7.2 hệ số đầu vào động bước: 33 2.7.3 Tính tốn: 33 2.8 Tính tồn trục 34 2.8.1 Tính tồn trục băng tải chính: 34 2.8.2 Calculate shaft of Friction conveyor: 37 CHƯƠNG 3: CHẾ TẠO, LẮP GẮP VÀ BẢO TRÌ MÁY DÁN NHẴN 40 3.1 Phương pháp chế tạo: 40 3.2 Thiết kế phận khí: 40 3.2.1 Hệ thống cấp nhãn: 40 3.2.2 Hệ thống ma sát: 41 3.2.3 Khung máy 41 3.2.4 Băng tải 43 3.3 Thiết kế mạch điện 44 3.3.1 giới thiệu 44 3.3.2 phương án cho thiết kế mạch điện 44 3.3.2.1 Điều kiển rơ le 44 3.3.2.2 Diều kiển microprocessor 44 3.3.2.3 điều kiển máy tính 44 3.3.2.4 Diều kiển PLC 45 3.3.2.5 Chọn phương án 45 3.3.3 Chọn thiết bị 45 3.3.3.1 PLC FX3U-24MT 45 5.3.3.2 Driver DM542 48 5.3.3.3 Nguồn điện 24VDC 50 5.3.3.4 Cảm biến nhãn : FC-2600 52 5.3.3.5 Proximity sensor: Autonics BTF30-DDTL 53 5.3.3.6 Relay: MY2N-J DC24 Omcron 54 5.3.3.7 Motor 55 3.3.4 Nguyên lý làm việc máy 57 3.3.4.1 Nguyễn lý 57 3.3.4.2 sơ đồ khối 58 3.3.4.3 Chức khối 58 3.3.5 Thiết kế mạch điện 59 3.3.5.1 Thiết kế mạch điện máy tính 59 5.3.5.2 Lắp đặc mạch điện 59 3.3.6 Lập trình điều khiển PLC5.3.6.1 Content 60 3.3.6.2 GX-Work 60 3.3.6.3 Ngôn ngữ lập trình bậc thang 61 3.3.7 Lập trình điều khiển HMI 64 3.3.7.1 Nội dung 64 3.3.7.2 OP Edit Tool 64 3.3.7.3 HMI OP320A 64 3.4 Vận hành bảo trì máy: 66 3.4.1 Vận hành máy: 66 3.4.1.1 Những kiến thức cần thiết trước vận hành máy: 66 3.4.1.2 Nguyên lý làm việc máy: 66 3.4.1.3 Hoạt động toàn hệ thống: 67 3.4.1.4 Hoạt động phần: 67 3.4.2 Maintenance and replacement: 67 CHƯƠNG 4: THỬ NHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 69 4.1 Thử nghiệm 69 6.2Kết 69 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 71 5.1 Thành tựu 71 5.2 Gợi ý cho nghiên cứu tiếp theo: 72 5.3 Kết luận: 72 TÀI LIỆU KHAM KHẢO 73 Danh mục từ viết tắt CPU: Central Processing Unit CNC: Computer Numerical Control HMI: Human-Machine Interface PPH: Products Per Hour PLC: Programmable Logic Controller POM: Polyoxymetylen PVC: Polyvinyl Chloride FBD: Function Block Diagram SFC: Sequential function Chart BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy dán nhãn suất 720 sản phẩm/giờ - Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Phong Toàn Mã số SV: 18143048 - Lớp: 18143CLA1Khoa: Đào tạo chất lượng cao - Thành viên đề tài: Stt - Họ tên MSSV Lớp Khoa Ngô Duy Hải 18143009 18143CLA1 Đào tạo chất lượng cao Nguyễn Hữu Phúc 18143038 18143CLA1 Đào tạo chất lượng cao Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Thanh Tân Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu sở lý thuyết, thiết kế vẽ, điều khiển máy dán nhãn chai hình trụ phục vụ cho việc kinh doanh hộ gia đình, sở công ty sản xuất nhỏ vừa Sử dụng điều khiển trực tiếp gián tiếp để giao tiếp với người dùng, không cần thông qua chỉnh sửa máy tính Máy dán nhán chai tự động mang đến tiện dụng tối ưu thời gian sản xuất Tính sáng tạo: Máy sữ dụng điều kiển PLC, kế hợp mở rộng nhiều cụm khác để tạo thành chuỗi sản xuất Bên cạnh máy có màng hình điều kiển thân thiện với người dùng (sữ dụng tiếng việt) Kết nghiên cứu: Tập bảng vẽ, tập thuyết minh, mơ hình máy dán nhãn Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Đề tài công ty tự động hóa ROBOWIND mua lại để tiếp tục nghiên cứu phát triển Công bố khoa học SV từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ tên tạp chí có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): Ngày 10 tháng 11 năm 2022 SV chịu trách nhiệm thực đề tài (kí, họ tên) Nguyễn Phong Toàn Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học SV thực đề tài: Ngày 10 tháng 11 năm 2022 Người hướng dẫn (kí, họ tên) ThS Nguyễn Thanh Tân Mở đầu Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Hiện công nghiệp việc dán nhãn sản phẩm chai tròn yếu tố quan trọng việc đảm bảo tính thẩm mỹ, mẫu mã, số lượng đảm bảo độ đồng sản phẩm Việc dán nhãn sản phẩm chai tròn thủ cơng làm cho suất, độ xác khơng cao yếu tố chủ quan Trên thực tế có nhiều hệ thống dán nhãn sản phẩm chai theo yêu cầu cụ thể, khác Hệ thống có mặt hầu hết dây chuyền sản xuất tự động Tại trường đại học sữ phạm kĩ thuật có số đề tài máy dán nhãn Đề tài: “Máy dán nhãn chai tròn tự động PLC S7-1200” sinh viên: Phạm Châu Lâm, Nguyễn Văn Phẩm, Nguyễn Tâm hướng dẫn giảng viên: Trần Kế Thuận Đề tài: “Thiết kế máy dán nhãn chai trịn khí nén” sinh viên: Nguyễn Hữu Hoàng, Bùi Ngọc Thạch, Nguyễn Khoa Chương hướng dẫn giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trường Thịnh Lý chọn đề tài: Đây đề tài không đề tài thực dụng cơng nghiệp Bên cạnh đề tài phù hợp để chúng em sữ dụng lượng kiến thức học để nghiên cứu phát triển Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu sở lý thuyết, thiết kế vẻ, điều khiển máy dán nhãn chai đường kính từ 30mm tới 80mm, chiều cao từ 10cm tới 20cm, chai không bị bám bẩn, phục vụ cho việc kinh doanh hộ gia đình, sở sản xuất vừa nhỏ… Bộ điều khiển chạy trực tiếp giao tiếp với người dùng, không cần thông qua chỉnh sửa máy tính PC Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu dựa thực tuyển thông qua kham khảo máy có mặt thị trường từ rút kết cần thiết để thay đổi phát triển để chở nen tốt Đối tượng phạm vi nghiên cứu: - Lý thuyết cấu chuyển động máy để tìm cấu máy dán nhãn chai500ml - Tìm hiểu, tính tốn, thiết kế khung, chuyển động máy… - Nghiên cứu cài đặt hệ thống điện, cảm biến, động cơ… - Nghiên cứu q trình thí nghiệm máy CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÁY DAN NHÃN CHAI TRỤ 1.1 Cơ sở lý thuyết Máy dán nhãn chai tròn tự động sản phẩm có kết hợp khí điện tử nên q trình thực nghiên cứu này, nhóm vận dụng sở lý thuyết nhiều mơn học chương trình chun ngành Cơng nghệ Chế tạo máy Đối với phần khí: nhóm vận dụng kiến thức học qua môn học thiết kế máy, nguyên lý chi tiết máy, dung sai kỹ thuật, độ bền vật liệu, thực hành CNC để tính tốn, thiết kế, kiểm tra độ bền gia công, lắp ráp máy dán nhãn trai trụ Đối với phần điện tử: nhóm vận dụng kiến thức học qua lý thuyết thực hành tự động hóa vào q trình sản xuất với môn học điện - điện tử điều kiển tự động hóa ngành để thiết kế mạch điện chương trình điều khiển thơng qua hệ thống PLC 1.2 Phần mền: 1.2.1 Inventor Professional 2019 Autodesk Inventor phần mềm thiết kế mơ hình chất rắn học 3D phát triển Autodesk để tạo nguyên mẫu kỹ thuật số 3D Nó sử dụng để thiết kế khí 3D, giao tiếp thiết kế, tạo dụng cụ mô sản phẩm Phần mềm cho phép người dùng tạo mơ hình 3D xác để hỗ trợ thiết kế, hình dung mơ sản phẩm trước chúng chế tạo Hình 1.1: Inventor Professional 2019 Software 10