(Đồ án hcmute) nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình máy mạ điện bán tự động phục vụ môn học thí nghiệm xử lí và hóa bền bề mặt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY MẠ ÐIỆN BÁN TỰ ÐỘNG PHỤC VỤ MƠN HỌC THÍ NGHIỆM XỬ LÝ VÀ HĨA BỀN BỀ MẶT GVHD: ThS TRẦN THẾ SAN SVTH: PHẠM XUÂN SƠN HUỲNH TRƯƠNG NGỌC LINH S KL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 an MSSV: 12104207 MSSV: 12104134 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY MẠ ĐIỆN BÁN TỰ ĐỘNG PHỤC VỤ MƠN HỌC THÍ NGHIỆM XỬ LÝ VÀ HÓA BỀN BỀ MẶT GVHD: ThS TRẦN THẾ SAN SVTH: PHẠM XUÂN SƠN MSSV: 12104207 SVTH: HUỲNH TRƯƠNG NGỌC LINH MSSV: 12104134 Khóa: 2012-2016 Tp.Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn kỹ thuật công nghiệp NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: Trần Thế San MS CBGV: 1047 Đơn vị: Khoa khí chế tạo máy Học hàm, học vị: Giảng viên, thạc sỹ Sinh viên thực hiện: Phạm Xuân Sơn MSSV: 12104207 Huỳnh Trương Ngọc Linh MSSV: 12104134 Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình máy mạ điện bán tự động phục vụ mơn học thí nghiệm xử lý hóa bền bề mặt Các số liệu, tài liệu ban đầu: Mạ đồng sunfat học số (môn học thí nghiệm xử lý hóa bền bề mặt) Nội dung đồ án: 3.1 Tính tốn, thiết kế mơ hình máy mạ điện bán tự động 3.2 Nghiên cứu, lập trình nhập vào xuất liệu, lưu trữ liệu vào máy tính 3.3 Chế tạo thử nghiệm máy mạ điện bán tự động 3.4 Vận hành sửa chữa phương án thử nghiệm của máy Các sản phẩm dự kiến - Mô hình máy mạ điện bán tự động Ngày giao đồ án: 21/3/2016 Ngày nộp đồ án: 27/07/2016 TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)  Được phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) an MỤC LỤC LỜI CAM KẾT i LỜI CẢM ƠN .ii TÓM TẮT ĐỒ ÁN .iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH SÁCH CÁC BẢNG vi DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH .vii Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1.Tính cấp thiết đề tài 1.2.Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3.Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.4.Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài 1.4.1.Đối tượng nghiên cứu…….………………………………………………2 1.4.2.Phạm vi nghiên cứu…………….……………………………………… 1.5.Phương pháp nghiên cứu 1.5.1.Cơ sở phương pháp luận…………….……………………………………2 1.5.2.Các phương pháp nghiên cứu cụ thể……………………… …………….3 1.6.Kết đạt được 1.7.Kết cấu đồ án tốt nghiệp 1.8.Quá trình thực Chương 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI……………….………… 2.1 Giới thiệu chung 2.1.1 Bài thí nghiệm số “ Mạ đồng”…………………………………………6 2.1.2 Cơ sở vật chất có tại phịng thí nghiệm xử lý hóa bền bề mặt-trường ĐH Sư phạm kỹ thuật TP.HCM…………………………………………………….7 2.1.3 Nhận xét ưu nhược điểm…………………………………………… 2.1.4 Ý tưởng: Để khắc phục nhược điểm trên, nhóm nhóm nghiên cứu có ý tưởng chế tạo máy mạ điện bán tự động……………………………………… 2.2.Nguyên lý làm việc 2.4.Kết cấu máy 2.5.Các nghiên cứu liên quan đến đề tài 2.5.1.Nghiên cứu nước………………………………………………… 2.5.2.Nghiên cứu nước………………………………………………… 10 2.5.3.Kết luận rút sau nghiên cứu đề tài liên quan……………… 10 an 2.5.Các tồn tại máy 11 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 3.1 Tổng quan công nghệ mạ điện 12 3.1.1 Lịch sử phát triển……………………………………………………….12 3.1.2 Mạ điện…………………………………………………………………12 3.1.2.1 Khái niệm………………………………………………………… 12 3.1.2.2.Cơ chế quá trình mạ điện……………………………………….13 3.1.2.3 Các tiêu chí đánh giá lớp mạ……………………………………….15 3.1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến lớp mạ………………………………….15 3.2 Thực trạng công nghệ mạ điện 15 3.2.1 Công nghệ mạ điện giới…………………………………… 15 3.2.2 Công nghệ mạ điện ở Việt Nam………………………………… …15 3.3 Công nghệ mạ đồng………………………………………………… ……16 3.3.1 Khái niệm mạ đồng………………………………………… ….… 16 3.3.2 Ứng dụng lớp mạ đồng……………………………………………….16 3.3.3 Nguyên lý mạ đồng……………………………………………… …18 3.3.4 Các tham số ảnh hưởng đến lớp mạ đồng…………………………….19 3.3.5 Thành phần dung dịch mạ đồng………………………………….20 3.3.6 Những hư hỏng cách khắc phục………………………………… 21 3.3.7 Quy trình mạ đồng………………………………………………… 22 3.5 Những nguyên tắc cần thiết làm việc phịng thí nghiệm 22 3.51 Quy định tại phịng thí nghiệm………………………………………….22 3.5.2 Quy tắc an tồn mạ điện……………………………………………23 3.6 Cơ sở lý thuyết ARM Cortex M3 STM32F103 24 3.6.1.Giới thiệu chung ARM Cortex M3 STM32F103 (STM32)………….24 3.6.2.Đặc điểm bật STM32……………………………………………25 3.6.3.Lập trình STM32…………………………………………………….… 27 3.6.3.1.Phần mềm………………………………………………………… 27 3.6.3.2.Phần cứng……………………………………………………………27 3.6.3.3.Nạp chương trình vào vi điều khiển…………………………………27 Chương 4: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP…………………… 28 4.1.Lựa chọn phương án di chuyển các trục 28 4.1.1.Phương án trục X cố định trục Y……………………………………28 4.1.2.Phương án tất các trục chuyển động………………………… …29 an 4.1.3.Kết luận chọn phương án……………………………………………… 29 4.2.Lựa chọn cấu truyền động……………………………………………… 29 4.2.1.Vít me đai ớc………………………………………………………….….29 4.2.1.1.Vít me đai ớc thường…………………………………………….… 29 4.2.1.1.1.Vít me đai ớc bi……………………………………………………30 4.2.2.Phương án dùng đai……………………………………………… ….…31 4.2.3.Kết luận chọn phương án……………………………………………… 31 4.3.Lựa chọn cấu dẫn động………………………………………………… 31 4.3.1.Động bước……………………………………………………………32 4.3.2.Động SERVO……………………………………………………… 32 4.3.3.Kết luận………………………………………………………………….34 4.4 Trình tự tiến hành 34 Chương 5: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH 35 5.1.Tính toán lựa chọn cơng suất động step 35 5.1.1.Tính công suất cần thiết động dẫn động trục Z, Y………………35 5.1.2.Kết luận lựa chọn động cơ………………………………………………36 5.2.Bể mạ 36 5.3.Thiết kế khung 37 5.4.Thiết kế side chuyển động khung : 37 5.5.Thiết kế trục Z phận gắp phôi 38 5.6.Sơ đồ mạch KIT STM32 Development 38 5.7.Lập Trình vi điều khiển STM32F103C8T6 39 5.7.1.Hướng dẫn tạo project keil C …………………………… 39 5.7.1.1.Hướng dẫn cho ứng dụng với KIT STM32F103……….39 5.7.1.2.Các bước tạo Project Keil C MDK……………………39 5.7.2.Nạp chương trình vào vi điều khiển :……………………………………44 5.8.Lập trình cho hình LCD text 20x4, phần hiển thị liệu 46 5.9.Lập trình cho phím cứng để điều khiển nhập liệu 58 5.10.Điều khiển động bước 65 5.11 Lập trình mạch relay tự ngắt động không sử dụng : 72 5.11.1 Giới thiệu relay ứng dụng………………………………………72 5.11.2 Lắp mạch lập trình cho relay………………………………………73 5.12.Lập trình ADC đọc thơng sớ cường độ dịng điện : 75 5.12.1.Giới thiệu ADC DMA………………………….……………….75 an 5.13.Giới thiệu phần mềm STMStudio 79 5.14.Lập trình điều khiển MMC/SD card với board STM32-GEM3M 79 Chương 6: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 84 6.1 Liệt kê các chi tiết, linh kiện 84 6.2 Chế tạo thử nghiệm 86 6.2.1 Chế tạo khung máy…………………………………………………86 6.2.2 Bộ phận di chuyển trục Z……………………………….………………87 6.2.3 Hai side đỡ trục X, Z gắn với phận di chuyển trục Y….…… 88 6.2.4 Bộ phận gắp phôi………………………………………………….…….88 6.2.5 Lắp ráp bể mạ bể rửa……………………………………………… 89 6.2.6 Hệ thống sấy……………………………………………………………89 6.2.7 Hệ thống sục khí bể mạ………………………………………… 89 6.2.8 Hộp mạch điện…………………………………………………………89 6.3 Thí nghiệm 90 6.4 Nhận xét 91 6.5 Kết luận: 92 CHƯƠNG 7: KẾT QUẢ VÀ ĐỀ NGHỊ 93 7.1 Kết thực được 93 7.2 Kiến nghị 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 an LỜI CAM KẾT Tên đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình máy mạ điện bán tự động phục vụ mơn học thí nghiệm xử lý hóa bền bề mặt.” GVHD: ThS Trần Thế San Họ tên sinh viên: Huỳnh Trương Ngọc Linh MSSV 12104134 Phạm Xuân Sơn MSSV 12104207 Lớp: 121041 Khóa: 2012-1016 Số điện thoại liên lạc: 0988210084 Email : Leesay94@gmail.com Lời cam kết: “Nhóm nghiên cứu xin cam đoan đồ án tốt nghiệp cơng trình nhóm nghiên cứu thực Nhóm khơng chép từ viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc.Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác có vi phạm nào, nhóm nghiên cứu xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 07 năm 2016 Thay mặt nhóm nghiên cứu Ký tên Phạm Xuân Sơn i an LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình máy mạ điện bán tự động phục vụ mơn học thí nghiệm xử lý hóa bền bề mặt”, nhóm nghiên cứu nhận giúp đỡ nhiệt tình từ thầy cơ, bạn bè gia đình Nay nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô, người bạn ba mẹ giúp đỡ, hướng dẫn động viên nhóm thực đề tài tốt nghiệp, thơng qua q trình thực đề tài tốt nghiệp nhóm nghiên cứu trau dồi kiến thức, kỹ thu thập thơng tin…, tích lũy thêm nhiều kiến thức để chuẩn bị cho đường lập nghiệp đầy gian nan phía trước Những kiến thức kỹ hành trang mà thầy trang bị cho nhóm nghiên cứu bước vào môi trường Xin gửi lời cám ơn chân thành nhất!  Q thầy khoa Cơ khí chế tạo máy trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM truyền đạt cho nhóm nghiên cứu kiến thức kinh nghiệm quý báu để nhóm mở rộng thêm vốn hiểu biết cịn nhiều hạn chế  Đến thầy ThS Trần Thế San hết lòng hỗ trợ hướng dẫn tận tình cho nhóm nghiên cứu kiến thức thực tế quan trọng dẫn hướng cho trình thực đồ án tốt nghiệp Đồng thời cung cấp cho nhóm tài liệu cần thiết liên quan đến đề tài Thầy dành nhiều thời gian q báu để hướng dẫn nhóm  Ngồi ra, nhóm nghiên cứu xin cảm ơn đến thầy Nguyễn Văn Thức thầy Nguyễn Nhựt Phi Long tận tình dạy giúp nhóm giải vấn đề khó q trình thử nghiệm mơ hình  Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô hội đồng bảo vệ cho nhóm nghiên cứu đóng góp quý báu góp phần làm cho đề tài hồn thiện tương lai Một lần nhóm nghiên cứu xin chân thành cảm ơn Chúc tất người sức khỏe thành cơng! Thay mặt nhóm sinh viên Phạm Xn Sơn ii an TÓM TẮT ĐỒ ÁN Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mơ hình máy mạ điện bán tự động phục vụ mơn học Thí nghiệm xử lý và hóa bền bề mặt Ngày nay, cơng nghệ xử lý hóa bền bề mặt nước ta ngày phát triển mạnh, để đáp ứng nhu cầu làm cho sản phẩm khí nói riêng bề mặt vật liệu nói chung Đề tài máy mạ điện triển khai nhằm mục đích tháo gỡ khó khăn cho doanh nghiệp Hiện nước có vài nhóm nghiên cứu chế tạo thử nghiệm máy mạ điện đa phần chưa thành công không đáp ứng nhu cầu nhà sản xuất sản lượng chất lượng sản phẩm đầu Đề tài tốt nghiệp nhóm nghiên cứu triển khai nghiên cứu, lên phương án, xác định nguyên lý máy, đồng thời tiến hành thí nghiệm để kiểm tra tính thực tế nguyên lý Từ kết thực nghiệm có nhóm nghiên cứu tiến hành thiết kế chế tạo thử nghiệm máy mạ điện bán tự động nhằm hạn chế tiếp xúc người làm thí nghiệm với hóa chất độc hại, tối ưu hóa thời gian thực thí nghiệm giúp quản lý kết học tập Sản phẩm máy mạ điện bán tự động với quy mô phục vụ thí nghiệm số “ Mạ đồng” phịng thí nghiệm, máy có khả tự động hóa quy trình di chuyển phơi bể mạ, mạ hai phôi lần mạ, xuất kết mạ thẻ nhớ để giáo viên quản lý kết nhóm sinh viên Sản phẩm có ý nghĩa chuyển đổi từ việc thực thí nghiệm cách thủ cơng sang bán tự động q trình cho thấy hiệu việc tự động tối ưu hóa thí nghiệm Nội dung đồ án trình bày ba phần: Phần mở đầu: lý chọn đề tài, tầm quan trọng đề tài, mục đích nghiên cứu đề tài, đối tượng phạm vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu Phần nội dung: trình bày chương tiếp, tập trung vào vấn đề sau: -Giới thiệu tổng quan đề tài -Phương hướng giải pháp thực -Tính tốn, thiết kế số chi tiết -Nghiên cứu lập trình STM32 development -Chế tạo thử nghiệm Phần kết luận kiến nghị - hướng phát triển đề tài: trình bày kết đạt q trình nghiên cứu chế tạo thử nghiệm thành công máy mạ điện bán tự động Đưa số kiến nghị với mong muốn nhóm nghiên cứu sau tiếp tục nghiên cứu phát triển đề tài theo hướng hoàn thiện Các vấn đề nghiên cứu trình bày cách chi tiết đồ án Sinh viên thực đồ án Phạm Xuân Sơn Huỳnh Trương Ngọc Linh iii an Chương 5: Tính tốn thiết kế chi tiết điển hình rcvr_spi_m(buff++); rcvr_spi_m(buff++); rcvr_spi_m(buff++); } while (btr -= 4); rcvr_spi(); /* Discard CRC */ rcvr_spi(); - Trước nhận liệu, kiểm tra xem thẻ MMC/SD có bận hay khơng + hàm xmit_spi(): #define SPI_SD #define xmit_spi(dat) SPI1 sd_raw_rw_spi(dat) BYTE sd_raw_rw_spi(BYTE b_data) { BYTE Data = 0; /* Wait until the transmit buffer is empty */ //while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET); /* Get the received data */ Data = SPI_I2S_ReceiveData(SPI_SD); /* Return the shifted data */ return Data; } + hàm rcvr_spi(): static BYTE rcvr_spi (void) { return sd_raw_rw_spi(0xFF); } 83 an Chương 6: Chế tạo thử nghiệm đánh giá Chương 6: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 6.1 Liệt kê chi tiết, linh kiện Bảng 6.1 Thống kê linh kiện để chế tạo STT Tên thiết bị/linh kiện SL Đơn Đơn giá Thành giá Chú thích vị (VNĐ) (VNĐ) I Phần khung: 270.000 VNĐ Thanh nhơm định hình 02 Cây 60.000 120.000 02 Cây 35.000 70.000 30x30x740 Thanh nhơm định hình 30x30x250 Thanh gỗ 25x25x150 04 Cây 5.000 20.000 Tấm gỗ 220x740x10 01 Cái 15.000 15.000 Lục giác M6,4 20 Cái 750 15.000 Vít M4 Cái 250 2000 Bát nối 12 Cái 4.000 28.000 II Giá đỡ di chuyển trục Y : 448.600 VNĐ Con lăn Cái 20.000 160.000 Lục giác M5 16 Cái 1.000 16.000 Tấm side mica 02 Cái 30.000 60.000 Ống đệm lăn 12 Cái 2.000 24.000 Tấm đệm gắn moto step mica 02 Cái 10.000 20.000 Gia công Tấm đệm mica 08 Cái 2.500 20.000 Gia cơng Ốc vít M3 08 Cái 200 1.600 Dây đai GT2 1600 mm 36 54.000 Lục giác M6 04 Cái 750 3.000 10 Step motor 02 Cái 45.000 90.000 III Giá đỡ di chuyển trục Z: 211.000 VNĐ 84 an Gia công Chương 6: Chế tạo thử nghiệm đánh giá Thanh nhơm định hình 01 Cái 30.000 30.000 20x20x315 Tấm meca gắn ray 01 Cái 20.000 20.000 Thanh 01 Cái 18.000 18.000 ray tầng Gia công 20x20x0.5 Tấm chắn 01 Cái 10.000 10.000 Ổ lăn 4x11x4 02 Cái 5.500 11.000 Dây đai GT2 500 mm 30.000 30.000 Step moto 01 Cái 45.000 45.000 Ốc vít M3 04 Cái 250 1.000 Bát nối 04 Cái 1.000 4.000 10 Ốc vít M4 04 Cái 500 2.000 11 Lục giác M6 06 Cái 750 4.500 12 Ốc M4 11 Cái 500 5.500 13 Thanh gắn móc 01 Cái 10.000 10.000 Gia cơng 14 Móc phơi 02 Cái 10.000 20.000 Gia cơng III Phần điện:1.460.000 VNĐ Vi điều khiển STM32F103C8T6 + mạch nạp ST Link 01 Bộ 250.000 250.000 Màn hình LCD text 20x4 01 Cái 150.000 150.000 Phím bấm 05 Cái 3.000 15.000 Cơng tác đóng ngắt 01 Cái 3.000 3.000 nguồn cấp cho vdk Công tắc hành trình 02 Cái 3.000 6.000 Replay 01 Cái 45.000 45.000 85 an Gia công Chương 6: Chế tạo thử nghiệm đánh giá Mạch giảm áp DC 01 Cái 40.000 40.000 LM2596 Mạch chuyển đổi I2C 01 Cái 60.000 60.000 Mạch dimmer 400W DC 01 Cái 85.000 85.000 10 Cảm biến dòng điện 02 Cái 75.000 150.000 01 Cái 150.000 150.000 03 Cái 75.000 225.000 Hall ACS712 5A Mạch điều khiển CNC 11 trục GRBL arduino nano Driver điều khiển động 12 BRV8825 13 Quạt tản nhiệt 01 Cái 20.000 20.000 14 Hộp mica 01 Cái 40.000 40.000 15 Ốc M4 30 Cái 500 15.000 16 Bát nối 06 Cái 1.000 6.000 17 Nguồn biến áp 01 Cái 200.000 200.000 Tổng: 2.389.600 VNĐ Bằng chữ: Hai triệu, ba trăm, tám mươi chín nghìn sáu trăm đồng 6.2 Chế tạo thử nghiệm 6.2.1 Chế tạo khung máy  Vật tư: Nhơm định hình, ốc, vít, bu lơng, bạc nối - Kích thước nhơm định hình: + 30x30x740 (Số lượng: 2) + 30x30x250 (Số lượng: 2) - Kích thước chân gỗ: 25x25x150 (Số lượng: 1) 86 an Chương 6: Chế tạo thử nghiệm đánh giá Ốc, vít, bu lơng, bạc nối Nhơm định hình Ván gỗ Hình 6.1 Vật tư chế tạo khung máy  Các bước thực lắp ráp khung máy: B1: Sắp xếp khung kích thước cố định góc B2: Lắp chân gỗ B3: Lắp ván đỡ bể mạ B4: Hoàn thành, kiểm tra kích thước 6.2.2 Bộ phận di chuyển trục Z  Vật tư Hình 6.2 Vật tư lắp ráp phận di chuyển trục Z  Hoàn thành lắp ráp 87 an Chương 6: Chế tạo thử nghiệm đánh giá Hình 6.3 Bộ phận di chuyển trục Z 6.2.3 Hai side đỡ trục X, Z gắn với phận di chuyển trục Y Hình 6.4 Thanh side phận di chuyển trục Y 6.2.4 Bộ phận gắp phơi Hình 6.5 Bộ phận gắp phơi 6.2.5 Lắp ráp bể mạ bể rửa 88 an Chương 6: Chế tạo thử nghiệm đánh giá Hình 6.6 Bố trí bể mạ lên máy 6.2.6 Hệ thống sấy Hình 6.7 Máy sấy 6.2.7 Hệ thống sục khí bể mạ Hình 6.8 Máy sục khí 6.2.8 Hộp mạch điện 89 an Chương 6: Chế tạo thử nghiệm đánh giá Hình 6.9 Hộp mạch điện Hình 6.10 Màn hình LCD phím bấm 90 an Chương 6: Chế tạo thử nghiệm đánh giá Hình 6.11 Lắp máy hồn chỉnh 6.3 Thí nghiệm  Dung dịch mạ giảng viên chuẩn bị trước  Các bước để thực thí nghiệm: Bước 1: Kiểm tra nồng độ dung dịch Bước 2: Vệ sinh máy mạ Bước 3: Cấp phôi cho sinh viên - Sau nhận phôi, sinh viên đánh dấu phôi theo nhóm - Làm bề mặt bảo quản phơi - Nhóm thực sau quan sát nhóm trước thực Bước 4: Nhập liệu ban đầu vào máy Bước 5: Xuất liệu lưu lại vào thẻ nhớ 91 an Chương 6: Chế tạo thử nghiệm đánh giá Bước 6: Vệ sinh Bước 7: Làm báo cáo Bước 8: Giảng viên đánh giá kết báo cáo dựa kết sinh viên thực máy đo 6.4 Nhận xét Sau tiến hành chế tạo máy mạ điện bán tự động, nhóm nghiên cứu thực hành thí nghiệm mạ đồng sunfat phịng thí nghiệm vật liệu học (trường ĐH Sư phạm kỹ thuật TP.HCM)  Đối với mạ đồng photphat: Mật độ dòng Thời gian điện (A/dm ) (phút) Phòng 0.3 Phòng 0.3 Phòng 0.3 Phòng 0.3 Phòng 0.3 Phịng 0.3 Nhóm Nhiệt độ (0C) Tổng 33 (Trích dẫn từ bảng 2.1.Tiến hành thí nghiệm mạ đồng photphat) Vì mạ lần phơi nên thời gian đươc tiết kiệm nhiều, rút ngắn từ 33 phút (khi mạ lần phơi) xuống cịn 18 phút Tiết kiệm 15 phút  Đối với mạ đồng sunfat: Nhóm Nhiệt độ (0C) Mật độ dịng điện (A/dm2) Phòng 15 Phòng 20 Phòng 15 Phòng 20 Phòng 15 Phòng 20 Tổng Thời gian (phút) 105 (Trích dẫn từ bảng 2.2.Tiến hành thí nghiệm mạ đồng sunfat) 92 an Chương 6: Chế tạo thử nghiệm đánh giá Tương tự vậy, mạ đồng sunfat rút ngắn thời gian từ 105 phút xuống 60 phút Tiết kiệm thời gian 45 phút - Tổng thời gian mạ rút ngắn q trình mạ là: 60 phút - Thời gian làm báo cáo: 30 phút - Thời gian nghỉ giờ: 15 phút - Thời gian giảng viên dạy lý thuyết 50 phút  Tổng thời gian thí nghiệm: 155 phút Như vậy, sau áp dụng máy mạ điện bán tự động này, thời gian rút ngắn nhiều (từ 220 phút xuống 155 phút) - So sánh mơ hình máy mạ bán tự động so với thiết bị mạ cũ: Bảng 6.2 So sánh mơ hình máy mạ so với thiết bị cũ Đặc điểm Mơ hình Mơ hình cũ Thời gian mạ Tự động Sinh viên tự canh thời gian Hiệu suất mạ Cao Thấp Ít tiếp xúc với hóa chất Tiếp xúc nhiều với hóa chất Tự động Bằng tay Độ an toàn Di chuyển q trình mạ Kiểm sốt q trình Hiển thị q trình mạ lên Khơng có kiểm sốt q hình LCD trình Canh chỉnh phơi mạ Canh chỉnh không tốn nhiều Tốn nhiều thời gian thời gian 6.5 Kết luận: - Về nguyên lý: máy hoạt động theo nguyên lý đặt - Về hiệu suất: máy chạy gần đạt suất yêu cầu, rút ngắn thời gian làm thí nghiệm - Do thời gian thực ngắn nên chưa hoàn thiện mong muốn 93 an Chương 7: Kết đề nghị Chương 7: KẾT QUẢ VÀ ĐỀ NGHỊ 7.1 Kết thực Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu, tính tốn, thiết kế chế tạo hoàn thiện đến đồ án tốt nghiệp nhóm nghiên cứu hồn thành thời hạn với kết đề tài sau: - Tìm hiểu mạ đồng sunfat, xác định yếu tố ảnh hưởng đến lớp mạ đồng - Tìm hiểu loại máy mạ điện nghiên cứu có thị trường - Tính tốn, thiết kế máy chế tạo máy mạ điện bán tự động - Lập trình hiểu thị trình mạ kết sau mạ lên hình LCD - Sử dụng phím bấm để điều khiển xuất nhập liệu - Sử dụng lập trình relay để đóng ngắt tự động, tiết kiệm lượng - Các clip động minh họa, tập vẽ chi tiết, vẽ lắp máy Trong trình nghiên cứu, thiết kế, đề tài gặp số hạn chế, nhược điểm sau: - Điều chỉnh dòng tay (sử dụng biến trở) - Sử dụng móc phơi gây rung động - Thời gian nghiên cứu ngắn nên máy cịn chưa hồn hảo hoạt động hiệu suất cao - Phương án chọn làm việc mơi trường địi hỏi vệ sinh y tế nên vật liệu chế tạo chưa phù hợp, địi hỏi q trình thử nghiệm lâu dài đầu tư lớn để hoàn thiện máy - Dung dịch sau mạ xong chưa xử lý tự động, cịn thủ cơng 7.2 Kiến nghị Trong khoảng thời gian thực đề tài nhóm nghiên cứu cố gắng, nổ lực nghiên cứu nhiên kết chưa mong muốn, nên kết đạt xin đề xuất số ý kiến sau: - Chế tạo phần gắp phôi tự động - Dung dịch sau mạ 1-2 lần phải kiểm tra nồng độ để bổ sung cần thiết để tránh ảnh hưởng đến chất lượng lớp mạ - Chế tạo thêm hệ thống xử lý nước thải sau mạ Sử dụng băm xung PWM để điều chỉnh điện áp, từ điều chỉnh dịng tự động Sử dụng nam châm điện thay cho móc phơi để xác Sử dụng module Wifi để gửi kết thí nghiệm lên website khơng lưu vào thẻ nhớ 94 an Chương 7: Kết đề nghị Với đề tài “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình máy mạ điện bán tự động phục vụ mơn học thí nghiệm xử lý hóa bền bề mặt” nhóm nghiên cứu tin đề tài phát triển đưa vào giảng dạy mơn thí nghiệm xử lý hóa bền bề mặt Hơn nữa, phát triển đề tài để sản xuất cách rộng rãi tương lai gần với hiệu chất lượng cao nhất, đáp dứng tối đa nhu cầu đa dạng sở sản xuất cần trình mạ chi tiết 95 an Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt: [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí, Tập 1, Nhà xuất giáo dục [2] Trần Minh Hoàng, Sổ tay mạ điện, NXB Bách khoa – Hà Nội, 2013 [3] TS Nguyễn Khương, Mạ điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2009 [4] Lê Thị Ngọc Ly, Nguyễn Thị Quý, Đồ án tốt nghiệp Ngành xi mạ, ĐH Bách khoa Đà Nẵng [5]Nguyễn Bá Phong, Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu, thiết kế thi công thiết bị mạ điện, ĐH Bách Khoa Đà Nẵng [6] Nguyễn Đăng Khoa, Trầm Thùy Linh, Huỳnh Thị Kim Hoàng, Đồ án tốt nghiệp, Thiết kế giảng cho môn thí nghiệm xử lý hóa bền bề mặt, ĐH Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Tài liệu nước ngoài: [7]I.Ohono, in Modern Electroplating, M.Schlesinger and M Paunovic, Ed., Wiley, New York, 2000, p.210 [8] Joseph Yiu, ARM Architecture at ARM Techcon 2013 [9] Shunde SamYang CO., LTD, Plating Machine for Chrome, Zinc, Nickel, Gold, Copper Plating Rectifier Nguồn khác: [10] http://thanhnt.com/blog/tu-hoc-lap-trinh-arm/ (15/5/2016) [11] http://icviet.vn/bai-hoc/vi-dieu-khien/stm32/ (15/5/2016) [12] https://www.youtube.com/watch?v=kaHbmD9Lqng (20/5/2016) [13]http://www.picvietnam.com/forum/showthread.php?t=10283(15/6/2016) [14]http://www.dientuchiase.com/2014/11/bai-1-led-7-oan-nut-bam.html (15/6/2016) 96 an S an K L 0