Thiết kế và chế tạo máy kiểm tra bề mặt của chi tiết

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY KIỂM TRA BỀ MẶT CỦA CHI TIẾT GVHD: ThS NGUYỄN MINH TRIẾT SVTH: LÊ MINH QUỐC PHẠM QUỐC CƯỜNG NGUYỄN THÀNH ĐẠT SKL011324 Tp Hồ Chí Minh, Tháng năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY KIỂM TRA BỀ MẶT CỦA CHI TIẾT Giáo viên hướng dẫn: ThS NGUYỄN MINH TRIẾT Sinh viên thực hiện: LÊ MINH QUỐC MSSV: 19146248 PHẠM QUỐC CƯỜNG MSSV: 19146145 NGUYỄN THÀNH ĐẠT MSSV: 19146172 Lớp: 19146CL1B Khố: 2019 – 2023 Tp Hồ Chí Minh 07/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BỘ MÔN: CƠ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY KIỂM TRA BỀ MẶT CỦA CHI TIẾT Giáo viên hướng dẫn: ThS NGUYỄN MINH TRIẾT Sinh viên thực hiện: LÊ MINH QUỐC MSSV: 19146248 PHẠM QUỐC CƯỜNG MSSV: 19146145 NGUYỄN THÀNH ĐẠT MSSV: 19146172 Lớp: 19146CL1B Khoá: 2019 – 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn: Cơ Điện Tử NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Học kỳ / năm học 2023 Giảng viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Minh Triết Sinh viên thực : Lê Minh Quốc Phạm Quốc Cường Nguyễn Thành Đạt MSSV: 19146248 MSSV: 19146145 MSSV: 19146172 Điện thoại:0336596498 Điện thoại:0377344494 Điện thoại:0988203364 Mã số đề tài: Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY KIỂM TRA BỀ MẶT CỦA CHI TIẾT Các số liệu, tài liệu ban đầu:  Máy cần kiểm tra bề mặt chi tiết cho trước  Áp dụng phương pháp sử dụng cảm biến quét điểm bề mặt để kiểm tra độ phẳng  Tiêu chuẩn kiểm tra dựa thời gian giữ áp suất chân không sản phẩm Nội dung đồ án:  Tìm hiểu tiêu chuẩn phương án kiểm tra mặt phẳng chi tiết  Thiết kế, tính tốn chọn lựa hệ thống khí cho máy  Thiết kế chế tạo điều khiển cho máy  Xây dựng giao diện điều khiển thu thập liệu vận hành Các sản phẩm dự kiến  Thiết kế chế tạo thành công kiểm tra bề mặt chi tiết  Có thể kết luận xác tình trạng bề mặt chi tiết lưu trữ liệu vận hành ổn định Ngày giao đồ án: Ngày nộp đồ án: Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh  Tiếng Việt  Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh  Tiếng Việt  TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)  Được phép bảo vệ ………………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo máy kiểm tra bề mặt chi tiết GVHD: ThS Nguyễn Minh Triết Họ tên sinh viên: Lê Minh Quốc MSSV: 19146248 Lớp: 19146CL1B Địa sinh viên: 31a, Tăng Nhơn Phú, phường Phước Long B, quận Thành Phố Thủ Đức Số điện thoại liên lạc: 0336596498 Email: leminhquoc2503@gmail.com Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 18/07/2023 Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Tôi không chép từ viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 07 năm 2023 Ký tên i LỜI CẢM ƠN Lời nói đầu tiên, nhóm em xin bày tỏ lịng thành biết ơn lời cảm ơn vô sâu sắc gửi đến tất quý thầy cô Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh nói chung khoa Đào tạo Chất lượng cao nói riêng tạo điều kiện thuận lợi để hỗ trợ giúp đỡ nhóm em suốt khoảng thời gian học tập, phát triển, nghiên cứu để thực đề tài đồ án tốt nghiệp Thầy cô vô tâm huyết giảng dạy, không ngừng nhiệt huyết truyền đạt lại vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường Nhờ có lời hướng dẫn, dạy bảo tận tính, quý giá thầy cô nên đề tài nghiên cứu chúng em hồn thành tốt đẹp Nhóm em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Minh Triết giáo viên hướng dẫn trực tiếp cho chúng em đề tài đồ án tốt nghiệp lần Thầy tận tình hướng dẫn bảo, dẫn dắt chúng em suốt khoảng thời gian thực đề tài Chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Thầy Dương Thế Phong Thầy Đặng Minh Phụng hết lịng hỗ trợ nhóm chúng em có nơi thực đồ án tạo điều kiện hỗ trợ cho nhóm chúng em thiết bị, khí cụ cần thiết thời gian thực đề tài Các thầy luôn tận tình hướng dẫn, truyền động lực mà nhóm gặp khó khăn, thử thách, đồng thời đưa lời khun vơ q giá để giúp đỡ nhóm hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Một lần nữa, nhóm xin cảm ơn thầy thuộc hội đồng bảo vệ đồ án tốt nghiệp năm 2023 dành thời gian quý báu để lắng nghe đưa lời góp ý, nhận xét thiết thực bổ ích cho nhóm Đề tài tốt nghiệp thực gần tháng Với bước đầu tiếp cận thực tế để đưa phương án nghiên cứu, chế tạo, Vận dụng kiến thức học nên khơng tránh khỏi cịn nhiều hạn chế thiếu xót, nhóm chúng em mong có ý kiến đóng góp quý báu đến từ quý Thầy/Cô để giúp cho việc tiếp thu thêm vốn kiến thức lĩnh vực chúng em hồn thiện động thời có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức cơng việc tương lai sau Em xin chân thành cảm ơn! ii TÓM TẮT ĐỒ ÁN Chất lượng bề mặt chi tiết yếu tố quan trọng q trình gia cơng chi tiết máy, đặc biệt giai đoạn gia cơng tinh Nó ảnh hưởng đến độ bền, khả hoạt động thẩm mĩ chi tiết Thực tế thì, bề mặt chi tiết sau gia công có điểm nhấp nhơ mà mắt thường mà thấy Biên độ điểm nhấp nhô nhỏ lại gây lỗi nghiêm trọng làm hỏng sản phẩm Chính điều để đảm bảo chất lượng bề mặt chi tiết gia cơng việc chuẩn bị dụng cụ, hệ thống công nghệ đo lường bề mặt phải thật tốt xác để đảm bảo chắn sản xuất diễn cách hàng loạt, đặc biệt lĩnh vực khí xác q trình xác định độ phẳng co bề mặt chi tiết công việc phải làm Vì lý trên, nhóm tiến hành nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy kiểm tra độ phẳng bề mặt chi tiết, sản phẩm giúp cho người sử dụng lĩnh vực khí xác phát điểm nhấp nhơ hay lõm bề mặt chi tiết sau gia công phương pháp quét điểm bề mặt chi tiết cảm biến dịch chuyển laser khoảng thời gian tiêu chuẩn Tiến hành tìm hiểu thực nghiệm khía cạnh suất, độ tin cậy an tồn vận hành máy Sau đó, nhóm thực việc tính tốn thiết kế khung máy cấu chấp hành nhằm đáp ứng tiêu chuẩn vận hành máy Cuối , nhóm tiến hành nghiên cứu phương pháp lưu trữ liệu Data Logging có khả lưu trữ liệu sau trình vận hành nhằm tổng hợp, giám sát tỷ lệ chi tiết lỗi xuất sau q trình gia cơng Kết quả, nhóm nghiên cứu, thiết kế chế tạo thành công máy kiểm tra bề mặt chi tiết với hai chức chính: Tự động kiểm tra thu kết xác cao tình trạng bề mặt chi tiết sau quét lưu trữ thành công liệu vận hành chi tiết kiểm tra Bài báo cáo xậy dựng với sáu chương Cụ thể là: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN – ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ THỰC NGHIỆM CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN` iii ABSTRACT The surface quality of a part is one of the important factors for the machining process of the machine part, especially at the finishing stage It affects the durability, operability and aesthetics of a part In fact, the detailed surfaces after machining will have undulating points that our naked eyes cannot see The amplitude of these undulations is extremely small but it can be caused serious errors such as damage to an entire product Because of that, in order to ensure the quality of the surface of the work piece, the preparation of the tools, the surface measurement technology system must be very good and accurate to ensure that the production is performed correctly mass production, especially in the field of precision mechanics, the process of determining the flatness of the surface of the part is a must-do For the above reasons, the team has researched, designed and manufactured a part surface flatness tester, a product that helps users in the field of precision mechanics detect undulation or depression of the part surface after machining by scanning the surface of the part by a laser sensor in a standard time Conduct research and experiment on the productivity, reliability and safety aspects of machine operation The team then calculated the design of the chassis and the actuators to meet the standards when operating the machine Finally, the team has conducted a study on data storage methods using Data Logging capable of storing data after the operation process in order to synthesize and monitor the error rate that occurs after the machining process As a result, the team has successfully researched, designed and manufactured a surface inspection machine with two main functions: Automatically check and obtain highly accurate results about the surface condition of the following part Moreover, successfully scanning and storing the operating data of each tested part The report is built with main chapters Specifically: CHAPTER 1: OVERVIEW OF THESIS CHAPTER 2: THEORETICAL BASIS CHAPTER 3: MECHANICAL SYSTEM DESIGN CHAPTER 4: DESIGN OF ELECTRIC SYSTEM - CONTROL CHAPTER 5: RESULTS AND EXPERIMENTAL CHAPTER 6: CONCLUSION iv MỤC LỤC LỜI CAM KẾT i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT ĐỒ ÁN iii ABSTRACT iv DANH MỤC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan đề tài 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.2.1 Lý chọn đề tài 1.2.2 Tác động xung quanh 1.2.3 Ý nghĩa thực tiễn đề tài 1.2.4 Mục tiêu đề tài 1.2.5 Giới hạn đề tài 1.3 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu 1.3.1 Cách tiếp cận đề tài nghiên cứu 1.3.2 Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP LUẬN 2.1 Các phương pháp kiểm tra bề mặt chi tiết 2.1.1 Kiểm tra bề mặt đồng hồ so: 2.1.2 Kiểm tra bề mặt thước thuỷ 10 2.2 Cơ sở lý thuyết cảm biến dịch chuyển laser 14 2.2.1 Nguyên lý hoạt động cảm biến dịch chuyển laser 15 2.2.2 Cấu tạo cảm biến dịch chuyển laser 16 2.2.3 Các ưu nhược điểm cảm biến dịch chuyển laser 16 2.3 Cơ sở lý thuyết bàn rà chuẩn (Bàn MAP) 17 2.3.1 Các loại bàn rà chuẩn thị trường 17 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ KHÍ 19 3.1 Yêu cầu thiết kế: 19 3.1.1 Yêu cầu kiểm tra 19 v