Trong sự nghiệp Công nghiệp hoá Hiện đại hoá đất nước, có thể nói một trong những tiêu chí để đánh giá sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia là mức độ tự động hoá trong các quá trình sản xuất mà trước hết đó là năng suất sản xuất và chất lượng sản phẩm làm ra. Sự phát triển nhanh chóng của các thiết bị điện tử, công nghệ thông tin và những thành tựu của lý thuyết điều khiển tự động đã làm cở sở và hỗ trợ cho sự phát triển tương xứng của lĩnh vực tự động hoá. Ngày nay, mỗi quốc gia đều coi trọng và lấy Khoa học Công nghệ làm quốc sách hàng đầu. Vì vậy, những sinh viên khối ngành Kĩ thuật như chúng em phải ra sức học tập, nghiên cứu để có thể theo kịp được sự phát triển như vũ bão của thời đại công nghệ. Xuất phát từ điều đó, cũng như xuất phát từ những mong muốn của bản thân, nhóm chúng em đã chọn và thực hiện đề tài “Mô hình máy khoan phôi tự động” trong Đồ án môn học “Thiết kế hệ thống Điều khiển tự động”, với mục đích bổ sung vào các dây chuyền sản xuất để tự động hóa một số công đoạn trong dây chuyền sản xuất nhằm thay thế sức lực của con người và nâng cao năng suất sản xuất hàng hóa công nghiệp.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ - - ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Đề tài: Thiết kế hệ thống máy khoan tự động khoan hai lỗ GVHD: SVTH: NHÓM: Đà Nẵng – 12/2022 LỜI NĨI ĐẦU Trong nghiệp Cơng nghiệp hố - Hiện đại hố đất nước, nói tiêu chí để đánh giá phát triển kinh tế quốc gia mức độ tự động hố q trình sản xuất mà trước hết suất sản xuất chất lượng sản phẩm làm Sự phát triển nhanh chóng thiết bị điện tử, cơng nghệ thơng tin thành tựu lý thuyết điều khiển tự động làm cở sở hỗ trợ cho phát triển tương xứng lĩnh vực tự động hoá Ngày nay, quốc gia coi trọng lấy Khoa học - Công nghệ làm quốc sách hàng đầu Vì vậy, sinh viên khối ngành Kĩ thuật chúng em phải sức học tập, nghiên cứu để theo kịp phát triển vũ bão thời đại công nghệ Xuất phát từ điều đó, xuất phát từ mong muốn thân, nhóm chúng em chọn thực đề tài “Mơ hình máy khoan phơi tự động” Đồ án môn học “Thiết kế hệ thống Điều khiển tự động”, với mục đích bổ sung vào dây chuyền sản xuất để tự động hóa số công đoạn dây chuyền sản xuất nhằm thay sức lực người nâng cao suất sản xuất hàng hóa cơng nghiệp Nhóm em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo - TS Trần Đình Sơn, tận tình hướng dẫn chúng em suốt trình thực Đồ án Cảm ơn thầy bạn có ý kiến đóng góp giúp nhóm em hồn thiện Đồ án Để hồn thành Đồ án, nhóm thực nỗ lực nghiên cứu, thiết kế chế tạo, thời gian kiến thức hạn hẹp nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót lỗi sai, chúng em mong nhận lời góp ý chân thành từ thầy để có thêm hiểu biết sâu hồn thiện q trình nghiên cứu làm việc sau Đà Nẵng, ngày 13 tháng 12 năm 2022 Nhóm sinh viên thực MỤC LỤC Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU .1 1.1 Giới thiệu chung tự động hóa: 1.2 Giới thiệu đề tài: 1.3 Tính cấp thiết đề tài: 1.4 Nguyên lý hoạt động: CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Phương án cấp phôi 2.1.1 Sử dụng băng tải 2.1.2 Sử dụng ống cấp phôi 2.2 Phương án đưa phơi vào vị trí khoan 2.2.1 Dùng cánh tay robot 2.2.2 Dùng xilanh 2.3 Phương án mang đầu khoan xuống 2.3.1 Sử dụng xilanh .7 2.3.2 Sử dụng truyền bánh – .8 2.4 Phương án tiến bàn khoan tới để khoan lỗ thứ 2.4.1 Sử dụng xilanh 2.4.2 Sử dụng truyền bánh – .10 2.5 Phương án đẩy sản phẩm khoan xong .10 2.5.1 Sử dụng xilanh 10 2.5.2 Sử dụng truyền bánh – .11 CHƯƠNG 3: CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG 13 3.1 Xilanh 13 3.2 Động 13 3.3 Van 14 3.3.1 Van đảo chiều 5/2 14 3.3.2 Van tiết lưu .15 3.4 Rơle thời gian .16 3.5 Cơng tắc hành trình .16 3.6 Rơle trung gian 17 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ VÀ ĐIỀU KHIỂN .19 4.1 Thiết kế hệ thống khí .19 4.1.1 Tính cơng suất động khoan 19 4.1.2 Tính chọn xilanh 20 4.2 Thiết kế hệ thống điều khiển 23 4.3 Đấu nối dây 31 4.3.1 Các thành phần mạch điện điều khiển: 31 4.3.2 Nối dây: 33 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 36 5.1 Ưu, nhược điểm 36 5.2 Hướng phát triển đề tài 36 DANH MỤC HÌ Hình 1:Hình ảnh mơ đề tài .2 Hình 2: Biểu đồ trạng thái .3Y Hình 1:Băng tải Hình 2: Ống cấp phôi Hình 3:Cánh tay robot Hình 4: Xilanh .7 Hình 5: Xilanh .8 Hình 6: Thanh – Bánh Hình 7: Xilanh .9 Hình 8: Thanh – Bánh 10 Hình 9: Xilanh 11 Hình 10: Thanh – Bánh Hình 1: Cấu tạo xilanh 13 Hình 2: Động 13 Hình 3: Van đảo chiều 5/2 14 Hình 4: Cấu tạo an tiết lưu .15 Hình 5: Van tiết lưu 16 Hình 6: Role thời gian .16 Hình 7: Cơng tắc hành trình .17 Hình 8: Role trung gian Hình 1: Hình ảnh động 19 Hình 2: Các thơng số để tính chọn xilanh .20 Hình 3: Các thơng số kích thước xilanh Airtac tn16 21 Hình 4: Các thơng số để tính chọn xilanh .22 Hình 5: Các thơng số để tính chọn xilanh .23 Hình 6: Biểu đồ trạng thái 24 Hình 7: Nút nhấn start - Stop 32 Hình 8: Các tiếp điểm Role trung gian .32 Hình 9: Các tiếp điểm role thời gian 33 Hình 10: Các tiếp điểm cơng tắc hành trình .33 Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển tự động GVHD: TS.Trần Đình Sơn Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu chung tự động hóa: Thuật ngữ tự động hóa đặt ngành công nghiệp ô tô khoảng năm 1946 để mô tả việc sử dụng ngày nhiều thiết bị điều khiển tự động dây chuyền sản xuất giới hóa Nguồn gốc từ DS Harder, giám đốc kỹ thuật Ford Motor Company vào thời điểm Thuật ngữ sử dụng rộng rãi bối cảnh sản xuất, áp dụng bên ngồi sản xuất liên quan đến nhiều hệ thống có thay đáng kể hoạt động cơ, điện máy tính cho nỗ lực trí tuệ người Trong cách sử dụng chung, tự động hóa định nghĩa cơng nghệ liên quan đến việc thực quy trình lệnh lập trình kết hợp với điều khiển phản hồi tự động để đảm bảo thực hướng dẫn Hệ thống kết có khả hoạt động mà không cần can thiệp người Sự phát triển công nghệ ngày phụ thuộc vào việc sử dụng máy tính cơng nghệ liên quan đến máy tính Do đó, hệ thống tự động ngày trở nên tinh vi phức tạp Các hệ thống tiên tiến thể mức lực hiệu suất vượt qua nhiều mặt khả người để hoàn thành hoạt động tương tự Sự phát triển máy tính kỹ thuật số điện tử cho phép chức điều khiển tự động hóa trở nên tinh vi nhiều phép tính liên quan thực nhanh nhiều so với trước Sự phát triển vi mạch tích hợp thúc đẩy xu hướng thu nhỏ hóa cơng nghệ máy tính dẫn đến việc máy nhỏ tốn nhiều so với máy tiền nhiệm có khả thực phép tính với tốc độ lớn nhiều Xu hướng ngày thể vi xử lý, thiết bị đa vịng thu nhỏ có khả thực tất chức logic số học kỹ thuật số lớn.máy vi tính Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển tự động GVHD: TS.Trần Đình Sơn Cùng với tiến cơng nghệ máy tính, có cải tiến song song cơng nghệ lưu trữ chương trình để chứa lệnh lập trình Phương tiện lưu trữ đại bao gồm băng đĩa từ tính, nhớ bong bóng từ tính, lưu trữ liệu quang học đọc laser, máy quay video hệ thống nhớ định địa chùm tia điện tử Ngoài ra, cải tiến thực phương pháp lập trình máy tính (và máy lập trình khác) Các ngơn ngữ lập trình đại dễ sử dụng có khả xử lý liệu logic mạnh Tiến công nghệ cảm biến cung cấp loạt thiết bị đo lường sử dụng thành phần hệ thống điều khiển phản hồi tự động Các thiết bị bao gồm đầu dị điện có độ nhạy cao, qt chùm tia laze, kỹ thuật điện trường thị giác máy Một số hệ thống cảm biến yêu cầu công nghệ máy tính để thực chúng Ví dụ, thị giác máy yêu cầu xử lý lượng lớn liệu mà máy tính kỹ thuật số tốc độ cao thực Cơng nghệ chứng tỏ khả cảm nhận linh hoạt cho nhiệm vụ công nghiệp khác nhau, chẳng hạn xác định phận, kiểm tra chất lượng hướng dẫn robot 1.2 Giới thiệu đề tài: Máy khoan sử dụng rộng rãi nhà máy khí công xưởng gia công kim loại, xưởng chế biến gỗ Máy khoan dùng để gia công chi tiết với ngun cơng khoan lỗ trịn chế biến gỗ kht lỗ trịn dài Cũng loại máy móc khí khác máy tiện, phay, máy bào, máy doa tự động hóa máy khoan tự động hóa Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển tự động GVHD: TS.Trần Đình Sơn Đáp ứng nhu cầu chúng em thiết kế máy khoan cấp phôi tự động, máy thực khoan hai lỗ Máy khoan loại phơi gỗ, kim loại Máy thực khoan cấp phôi tự động nhờ hệ thống điều khiển điện khí nén Hình 1:Hình ảnh mơ đề tài 1.3 Tính cấp thiết đề tài: Máy khoan cấp phơi tự động ứng dụng vào chyền sản suất tự động Máy trực tiếp giải công việc người thợ gia công khoan phôi máy khoan cầm tay máy khoan bàn Phôi tự động cấp nhờ phận cấp phôi tư động, gá phôi tự động mang lại độ xác cao khoan Việc tự động hóa giải chuỗi thao tác người thợ gia công (đưa phôi vào, gá kẹp Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển tự động GVHD: TS.Trần Đình Sơn phơi, vận hành máy khoan) ta cần nhấn nút để máy tự động vận hành giúp tăng cao xuất, giảm nhân cơng mà sảm phẩm tạo có độ xác cao, đồng chất lượng không phụ thuộc vào tay nghề người thợ 1.4 Nguyên lý hoạt động: Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển tự động GVHD: TS.Trần Đình Sơn Hình 2: Biểu đồ trạng thái Nguyên lí hoạt động: Sau nhấn nút khởi động, Xilanh A mang phôi chạm a kẹp chặt phôi đồng thời set động khoan, lúc xilanh B mang đầu khoan duỗi thẳng chạm cơng tắc hành trình b 1, động khoan hoạt động Sau khoan xong khoảng thời gian t Xilanh B mang đầu khoan lùi chạm công tắc hành trình b Xilanh C mang bàn mang phơi tiến tới chạm c 1, lúc xilanh B mang đầu khoan duỗi thẳng chạm cơng tắc hành trình b1, động khoan hoạt động Sau khoan xong khoảng thời gian t Xilanh B mang đầu khoan lùi chạm cơng tắc hành trình b đồng thời reset động khoan, Xilanh C lùi chạm c 0, Xilanh A lùi chạm a 0, Lúc Xilanh D đẩy phơi ngồi lùi vị trí ban đầu chạm cơng tắc hành trình d0 Tùy theo nút nhấn tự động hay tay để phôi gia công liên tục