Thiết kế và chế tạo khâu lắp ráp sản phẩm dùng trong công nghiệp

công nghiệp Họ và tên sinh viên Phan Thế Hiền-Trần Quang Chiến TÊN ĐỀ TÀI :Thiết kế và chế tạo khâu lắp ráp sản phẩm dùng trong ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN -ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH:CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHÂU LẮP RÁP SẢN PHẨM DÙNG TRONG CÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn: TS Phạm Duy Dưởng Sinh viên thực hiện: Phan Thế Hiền Mã sinh viên: 1911505510114 Lớp: 19TDH1 Đà Nẵng, 6/2023 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHÂU LẮP RÁP SẢN PHẨM DÙNG TRONG CÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn : TS PHẠM DUY DƯỞNG PHAN THẾ HIỀN Sinh viên thực hiện : 19TDH1 Lớp : Đà Nẵng, tháng 6 năm 2023 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo khâu lắp ráp sản phẩm dùng trong công nghiệp Sinh viên thực hiện 1: Phan Thế Hiền MSV: 1911505510114 Sinh viên thực hiện 2: Trần Quang ChiếnMSV: 1911505510108 Lớp: 19TDH1 Nhóm thực hiện đề tài: “Thiết kế và chế tạo khâu lắp ráp sản phẩm dùng trong công nghiệp” sử dụng bộ điều khiển khả trình PLC S7-1200 1214 DC/DC/DC Siemens để nhận dữ liệu từ thiết bị ngoại vi bên ngoài như: cảm biến sau đó điều khiển các xi lanh, động cơ để thực hiện các thao tác lắp ráp 1 sản phẩm theo yêu cầu và giám sát hệ thống thông qua Websever Xây dựng được một hệ thống quản lý , điều khiển, giám sát các thông số sản phẩm một cách thuận tiện và dễ dàng nhất TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT THUẬT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn : TS Phạm Duy Dưởng 1911505510114 Sinh viên thực hiện : Phan Thế Hiền 1911505510108 Trần Quang Chiến 1 Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo khâu lắp ráp sản phẩm dùng trong công nghiệp 2 Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Sử dụng PLC S7-1200 - Hệ thống truyền động Robot T-Bot - Có băng tải đưa sản phẩm vào và trả sản phẩm ra bên ngoài 3 Nội dung chính của đồ án: NỘI DUNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NỘI DUNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM PLC S7-1200 VÀ TIA PORTAL NỘI DUNG 3: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO PHẦN CỨNG NỘI DUNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN NỘI DUNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4 Các sản phẩm dự kiến - Mô hình khâu lắp ráp sản phẩm dùng trong công nghiệp - Báo cáo - Chương trình trên phần mềm lập trình và hệ thống giám sát 5 Ngày giao đồ án: 02/01/2023 6 Ngày nộp đồ án: 02/05/2023 Trưởng Bộ môn Đà Nẵng, ngày 18 tháng 2 năm 2023 Người hướng dẫn LỜI NÓI ĐẦU Sau hơn 4 năm học tại trường đại học Đồ án tốt nghiệp kỹ sư là môn học cuối cùng đánh dấu sự kết thúc quá trình rèn luyện và học tập các kiến thức cơ bản, đồng thời đã mở ra những con đường thực tế đi vào cuộc sống của chúng em trong tương lai Quá trình làm đồ án giúp chúng em tổng hợp, thu thập lại các kiến thức đã được học trong suốt những năm tháng qua, qua đó rèn luyện được những khả năng tính toán và giải quyết các vấn đề trong thực tế Trong quá trình làm đồ án này chúng em gặp không ít những trở ngại và khó khăn do vốn kiến thức còn nhiều hạn chế Dù bận rộn rất nhiều công việc nhưng các Thầy Cô vẫn giành nhiều tâm huyết và thời gian để hướng dẫn chúng em Thầy Cô luôn quan tâm, hướng dẫn và sửa chữa những vấn đề quan trọng giúp chúng em định hướng và làm việc theo quan điểm đúng đắn, chính sự nhiệt huyết và tận tâm của Thầy đã giúp chúng em có được tinh thần, một niềm tin và khối kiến thức phong phú để đến ngày hôm nay đồ án tốt nghiệp của chúng em được hoàn thành Với tất cả tấm lòng biết ơn sâu sắc, chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu cùng toàn thể quý Thầy Cô Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật – Đại Học Đà Nẵng, các Thầy Cô khoa Điện- Điện Tử, bộ môn Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển và Tự Động Hóa đã chân tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình học tập tại trường, đặc biết là Thầy Phạm Duy Dưởng – Giảng viên hưỡng dẫn đồ án này Chúng em còn xin cảm ơn Công Ty TNHH TDH Nhật Tri đã hỗ trợ chúng em trong quá trình xây dựng mô hình robot từ những ngày đầu Sau cùng chúng em xin cảm ơn gia đình, người thân luôn bên cạnh ủng hộ và động viên Cảm ơn tất cả bạn bè đã gắn bó và cùng học tập, giúp đỡ chúng mình trong suốt thời gian qua, cũng như trong quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Chúng em xin chân thành cảm ơn! TP Đà Nẵng, ngày 2 tháng 5 năm 2023 Sinh viên thực hiện Phan Thế Hiền CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng đề tài Thiết kế và chế tạo khâu lắp ráp sản phẩm dùng trong công nghiệp được tiến hành một cách minh bạch, công khai Mọi thứ được dựa trên sự cố gắng cũng như sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ không nhỏ từ đơn vị Công ty TNHH TDH Nhật Tri và hướng dẫn tận tình của Thầy Phạm Duy Dưởng Các số liệu và kết quả nguyên cứu được đưa ra trong đồ án là trung thực Những phần có sử dụng tài liệu tham khảo có trong đồ án đã được liệt kê và nêu rõ tại phần tài liệu tham khảo Nếu như sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm và chịu tất cả các kỹ luật của bộ môn cũng như nhà trường đề ra Sinh viên thực hiện Phan Thế Hiền ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:T.S PHẠM DUY DƯỞNG MỤC LỤC MỞ ĐẦU 8 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 9 1.1 Lí do chọn đề tài 9 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài 10 1.2.1 Ý nghĩa khoa học 10 1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn 10 1.3 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 10 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu: 10 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu: 10 1.4 Mục tiêu và phương pháp tiếp cận 11 1.4.1 Mục tiêu 11 1.4.2 Phương pháp tiếp cận .11 1.5 Nội dung đề tài 11 1.6 Tổng quan về các phương án thiết kế .11 1.6.1 Phương án 1 11 1.6.2 Phương án 2 12 1.7 Tiêu chí lựa chọn .13 1.8 Lựa chọn phương án 13 1.8.1 Phương án 1: Cánh tay robot 4 bậc 13 1.8.2 Phương án 2: Cơ cấu robot T-BOT 14 1.9 Hệ thống đề xuất 14 1.10 Một số vấn đề về tính an toàn và môi trường trong thiết kế robot .14 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1200 VÀ TIA PORTAL 16 2.1 Giới thiệu về PLC 16 2.1.1 Lịch sử hình thành 16 2.1.2 Các loại PLC thông dụng 16 SVTH: PHAN THẾ HIỀN – TRẦN QUANG CHIẾN Trang 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD:T.S PHẠM DUY DƯỞNG 2.1.3 Ngôn ngữ lập trình 17 2.1.4 Cấu trúc và phương thức thực hiện chương trình PLC .17 2.1.5 Ứng dụng 19 2.2 Tổng quan về S7-1200 .19 2.2.1 Cấu trúc 19 2.2.2 Phân vùng bộ nhớ .21 2.2.3 Sơ đồ đấu dây 21 2.3 Phần mềm lập trình 22 2.3.1 Tổng quan về phần mềm TIA Portal V17 22 2.3.2 Giao diện phần mềm 23 2.4 Giới thiệu hệ SCADA 27 2.4.1 Khái niệm 27 2.4.2 Kết nối giữa máy tính và PLC 27 2.4.3 Các đổi tượng sử dụng trong WinCC 28 2.4.4 Ngôn ngữ thiết kế giao diện 28 2.4.5 Các chức năng hỗ trợ trong lập trình giao diện 28 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG .30 3.1 Tính toán lựa chọn thiết bị 30 3.1.1 Phân tích động lực học kết cấu T-Bot .30 3.1.2 Thiết kế và lựa chọn thiết bị hệ truyền động .39 3.2 Thiết kế phần cứng 57 3.2.1 Kết cấu truyền động 57 3.2.2 Thiết kế đầu tay gắp 58 3.2.3 Chi tiết lắp ráp 58 3.2.4 Chi tiết đế giữ vật .59 3.2.5 Chi tiết dẫn hướng cho vật 60 3.3 Chế tạo mô hình 60 CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 61 4.1 Sơ đồ nối dây .61 SVTH: PHAN THẾ HIỀN – TRẦN QUANG CHIẾN Trang 2