Báo cáo dự án hệ thống cơ điện tử đề tài thiết kế, chế tạo máy phun sơn mũ bảo hiểm tự động

Kỹ thuật điều khiển tự động là một trong những kỹ thuật then chốt và quan trọng.Hình 1.1 Tự động hóaTự động hóa Automation là khái niệm của công nghệ mà theo đó một hoặc một số quy trình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

KHOA: CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH:CƠ ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO DỰ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

Đề tài : Thiết Kế, Chế Tạo Máy Phun Sơn Mũ Bảo Hiểm Tự Động

Giảng viên : TRỊNH XUÂN THẮNG

Sinh viên thực hiện : NGUYỄN CẢNH DƯƠNG MSV: 11020230

VÕ VĂN LINH MSV: 11020135

VŨ TIẾN MẠNH MSV: 11020137

Hưng Yên,tháng năm 2023

1

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1:

1.1 Cơ sở thực tiễn của đề tài 1

1.2 Đề xuất hướng nghiên cứu máy phun sơn mũ bảo hiểm tự động 4

1.3 Các giải pháp phun sơn mũ bảo hiểm trước đây 5

CHƯƠNG 2:THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY PHUN SƠN MŨ BẢO HIỂM TỰ ĐỘNG 8 2.1 Thiết kế cơ khí 8

2.1.1 Thiết kế tổng thể máy phun sơn mũ bảo hiểm tự động 8

2.2.2 Thiết kế chi tiết máy phun sơn mũ bảo hiểm tự động 9

2.2 Thiết kế hệ điều khiển máy phun sơn mũ bảo hiểm tự động 10

2.2.1 Sơ đồ khối hệ điều khiển và nguyên lý hoạt động của máy phun sơn mũ bảo hiểm tự động 10

2.2.2 Lựa chọn thiết bị cho máy phun sơn mũ bảo hiểm tự động 11

2.3.3 Sơ đồ mạch khí nén trong máy phun sơn mũ bảo hiểm tự động 24

2.3.4 Sơ đồ mạch điện-điện tử trong máy phun sơn mũ bảo hiểm tự động .25

CHƯƠNG 3:KẾT LUẬN 28

3.1 Những kết quả đạt được 28

3.2 Các mặt hạn chế 28

3.3 Kết luận 28

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI1.1 Cơ sở thực tiễn của đề tài

a) Xu hướng ứng dụng tự động hóa hiện nay

Trong thời kỳ hội nhập công nghiệp hóa – hiện đại hóa thiết bị ngày càng hiệnđại và đa dạng qua đó giải phóng sức lao động của con người Hiện nay, các ngành kỹthuật ứng dụng vào các máy móc thiết bị cũng ngày càng được nâng cao và phát triểnmạnh mẽ Kỹ thuật điều khiển tự động là một trong những kỹ thuật then chốt và quantrọng

Hình 1.1 Tự động hóa

Tự động hóa (Automation) là khái niệm của công nghệ mà theo đó một hoặcmột số quy trình gia công, sản xuất, lắp ráp, kiểm tra được thực hiện mà không cần sựtrợ giúp trực tiếp của con người

Tự động hóa đang là một xu thế và được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnhvực khác nhau: công nghiệp sản xuất, y tế, quốc phòng, gia công cơ khí, dây chuyềnlắp ráp tự động, ứng dụng kiểm soát chất lượng… Các hệ thống điều khiển thườngdùng để vận hành quá trình sản xuất bao gồm servo, PLC, mạch điện tử, G code… Các

3

hệ điều khiển này có thể bao gồm việc điều khiển từ đơn giản đến các thuật toán phứctạp, điều khiển những máy móc đơn giản cho đến những hệ thống công nghiệp lớn.

Hình 1.2Dây truyền tự động hóa

Bên cạnh đó, việc ứng dụng tự động hóa trong sản xuất không những giúp đảmbảo an toàn cho người lao động trong một số công đoạn khó, nguy hiểm, độc hại màcòn phù hợp với chiến lược phát triển xanh bền vững của thế giới

Trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ ở tất cả các lĩnhvực và tất cả các khu vực trên thế giới Vì vậy PLC Programmable Logic Controller) (

là một thiết bị không thể thiếu để góp phần tự động hóa các công đoạn cũng như cácquy trình sản xuất phức tạp và khó đỏi hỏi độ chính xác cao PLC hiện nay đã được sửdụng rộng rãi trong công nghiệp, nó có vai trò vô cùng quan trọng trong phần kết nốingười vận hành và các thiết bị máy móc Như vậy PLC được ứng dụng hầu hết cáccông đoạn sản xuất trong các lĩnh vực như : Dầu khí, Điện tử, Dệt may, Cơ khí, Ô tô,

xe máy…

Hình 1.3 Tác dụng của PLC

b) Yêu cầu về mũ bảo hiểm ở Việt Nam

Như đã biết mũ bảo hiểm là vật dụng nhằm mục đích bảo vệ phần đầu của

người đội khi có va đập lúc đua xe đạp, đi xe máy, ô tô, nhằm đảm bảo an toàn và

không bị ảnh hưởng đến não bộ và hệ thần kinh Việc đội mũ bảo hiểm không chỉ để.

bảo vệ với bản thân mà còn thể hiện ý thức trách, trách nhiệm đối với gia đình và xãhội.Theo số liệu được công bố của bộ y tế, việc đội mũ bảo hiểm khi tham gia giaothông giúp giảm khả năng chấn thương tới 69% và hạn chế khả năng tử vong lên đến42% Ngày nay, bắt buộc đội mũ bảo hiểm khi điều khiển các phương tiện 2bánh tham gia giao thông nhằm để hạn chế xảy ra tai nạn giao thông, và đảm bảo đượctín mạng con người

Theo truyền thống, mũ bảo hiểm không được làm bằng kim loại mà bằng nhựatổng hợp như ABS, HDPE nhưng những thập niên gần đây, chất liệu được gia cườngbằng sợi carbon để có độ bền cao và nhẹ hơn.

Theo thống kê, Việt Nam là một trong những đất nước đứng đầu về số lượngngười tham gia giao thông mỗi năm.Trong đó, 70% người dân Việt Nam sử dụng xemáy làm phương tiện đi lại chủ yếu Vì vậy mũ bảo hiểm là một trong những đồ khôngthể thiếu cho người tham gia giao thông để có thể đảm bảo độ an toàn cho chính bảnthân và những người xung quanh

5

Hình 1.4 Mũ bảo hiểm ở Việt Nam

Với lượng tiêu thụ lớn như vậy yêu cầu các công ty ngành công nghiệp sản xuấtnón bảo hiểm phải đáp ứng đủ số lượng, chất lượng mà còn về độ thẩm mỹ cao đápứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng nhất là giới trẻ hiện nay

c) Ý nghĩa

Từ xu hướng hiện nay em muốn tiếp cận nghiên cứu lĩnh vực này để phát triển

năng lực kỹ thuật của bản thân Em đã chọn đề tài: “Thiết kế, chế tạo máy phun sơn

mũ bảo hiểm tự động”.

Qua quá trình học tập trên lớp và rèn luyện trong quá trình thực tập ở xưởng,

em đã học được những kiến thức cơ bản về động cơ, điều khiển lập trình, giám sát, đó

là vốn kiến thức hiểu biết nhất định Việc nghiên cứu đề tài này có tính cấp thiết chonhu cầu bản thân và phục vụ cho công việc sau khi ra trường công tác thực tế trong cáccông ty, nhà máy sau này

1.2 Đề xuất hướng nghiên cứu máy phun sơn mũ bảo hiểm tự động

Để xây dựng đề tài phun sơn tự động thì cần đề ra hướng nghiên cứu cụ thể nhưsau :

Nghiên cứu lý thuyết : sử dụng các kiến thức cơ sở lý thuyết và các tài liệu liênquan

- Nghiên cứu quy trình và điều kiện sơn trên mũ

- Nghiên cứu nguyên lý hoạt động, cách lắp đặt súng phun sơn tự động ST-6

- Nghiên cứu, phân tích đặc điểm cảm biến

- Nghiên cứu, phân tích đặc điểm của động cơ DC

- Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của step motor, servo và cách điều khiển trên phần mềm TIA PORTAL

Nghiên cứu thực tiễn : dựa trên các panel trong xưởng và một số doanh nghiệp, thiết kế và lắp đặt panel

- Nghiên cứu thiết kế, tính toán phần cơ cho mô hình

- Nghiên cứu lắp ráp phần điện cho mô hình

- Thiết kế lưu đồ thuật toán điều khiển và lập trình

- Thiết kế chương trình điều khiển cho mô hình

- Chạy thử nghiệm và cân chỉnh hệ thống cho phù hợp

1.3 Các giải pháp phun sơn mũ bảo hiểm trước đây

a) Quy trình sơn mũ bảo hiểm

Khi sơn mũ bảo hiểm cần thực hiện những bước sau :

- Bước 1: Làm khô và sạch bề mặt cần sơn trên mũ Làm tăng độ bámdính cho sơn lên mũ

- Bước 2: Sơn phủ từ 1-2 lớp sơn nót cho mũ tùy vào yêu cầu của kháchhàng và của nhà sản xuất Lớp sơn này sẽ giúp việc lên màu chính đượctốt hơn Chúng ta nên sử dụng súng phun sơn loại tốt, kim béc thường sửdụng cho giai đoạn này là 1.5mm

- Bước 3: Lên màu sơn chính và trang trí họa tiết ,logo cho mũ Nên sửdụng súng phun sơn loại tốt để tiến hành xịt để tạo màu và độ nhẵn cho

mũ, loại súng phun sơn thường sử dụng trong giai đoạn này là súng phunsơn có kim béc 1.3 mm

- Bước 4: Sơn phủ Ngoài lớp sơn chính tạo nên màu nón, để đảm bảo độbóng đẹp cho mũ thì mũ thường sẽ còn được sơn thêm một lớp sơn phủbóng Bước sơn lớp lót này sẽ kéo dãn thời gian để chắc chắn rằng lớp

7

sơn chính đã kịp khô hoàn toàn Lớp sơn bóng cực kỳ quan trọng để bảo

vệ lớp sơn chính không bị tác động thời tiết, môi trường ảnh hưởng đếnmàu sơn

b) Một số lợi ích khi sơn mũ bảo hiểm hiện nay

Sơn nón bảo hiểm là rất cần thiết đối với một chiếc mũ bảo hiểm Mỗi chiếc

mũ bảo hiểm tiếp cận đến hàng ngàn người mỗi năm và có thời gian sử dụng khá lâuchịu lực va đập khá tốt Một số lợi ích chính mà sơn mũ bảo hiểm mang lại:

- Nhận diện thương hiệu doanh nghiệp qua màu sắc: Nếu bạn cho rằng với mộtchiếc mũ bảo hiểm chỉ dùng để đội đi ngoài đường thì màu gì cũng được Thì

nó lại rất quan trọng và có ý nghĩa lớn với các đơn vị Mỗi đơn vị, đều có màusắc chủ đạo riêng Điều này, giúp tăng tính nhận diện thương hiệu là một hìnhthức nhắc nhở sự hiện diện, có mặt của một công ty Bên cạnh màu sơn thì cácđơn vị sẽ in thêm thông tin, logo để truyền tải thông điệp, quảng bá thương hiệucông ty Từ đó, giúp khách hàng nhớ đến doanh nghiệp bạn một cách tự nhiênnhất

Hình 1.5 Mũ bảo hiểm

- Ngoài tính thẩm mỹ thì sơn nón bảo hiểm còn là cách tăng độ bền cho mũ:Nghe thì cứ tưởng chừng nó rất vô lý nhưng nó lại là sự thật Nếu không có lớpsơn cho mũ sẽ gây ảnh hưởng đến tính chất nhựa bên trong mũ dưới những tácđộng từ bên ngoài Mũ bảo hiểm sẽ nhanh chóng trở nên giòn, vỡ gây mất antoàn cho người sử dụng Do đó, vừa để đảm bảo yếu tố thẩm mỹ, vừa đáp ứng

các yêu cầu kỹ thuật Sơn nón càng kỹ, càng tốt thì mũ bảo hiểm càng bền bỉ và

có tính thẩm mỹ cao

c) Giải pháp phun sơn mũ bảo hiểm trước đây

Biết được những lợi ích của việc sơn mũ nên mũ bảo hiểm đã được sơn và sửdụng rất rộng rãi Tuy nhiên, trước đây khi các các dây truyền tự động hóa, các côngnghệ tiên tiến hiện đại còn chưa phổ biến trong quy trình sản xuất mũ bảo hiểm haythu hẹp lại là sơn một chiếc mũ bảo hiểm được hoàn toàn được sơn thủ công trong cácxưởng có quy mô nhỏ Do 100 % sức lao động con người trực tiếp làm việc

Hình 1.6 Sơn mũ bảo hiểm thủ công

Việc sơn thủ công như vậy sẽ tốn khá nhiều thời gian, công sức, vật liệu và chiphí sản xuất Thời gian chờ cho mỗi một lớp sơn khô, thời gian để sơn tay một lớp tốnrất nhiều nhân công ; một điều quan trọng nữa là khi làm như vậy chất lượng bề mặt sẽphụ thuộc rất nhiều tay nghề của các thợ sơn Như vậy sẽ làm tổn hao rất nhiều chi phísản xuất và nhiều chi phí khác ; không đáp ứng yêu cầu của xu thế hiện nay

Như đã biết sơn là chất hóa học,do nhiều chất kết hợp lại để tạo ra sơn có màusắc và chất lượng như yêu cầu Khi tiếp xúc trực tiếp một thời gian với sơn như vậy sẽảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con người Mùi sơn có thể làm rối loạn hệ thầnkinh trung ương; gây kích ứng hệ hô hấp và mắt; Phát ban, bỏng khi tiếp xúc với cácloại hóa chất và dung môi ở trong sơn suốt một thời gian dài có thể khiến cho lớp mỡbảo vệ da bị hòa tan từ đó dẫn đến hiện tượng da nứt nẻ và viêm nhiễm Ngoài ra, cómột số loại hóa chất ở trong sơn còn có nguy cơ kích thích dị ứng, bỏng da, đặc biệt

9

nếu tiếp xúc dài không có bảo hộ nó rất dễ thẩm thấu vào máu và còn nhiều tác hạihơn nữa.

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY PHUN SƠN

MŨ BẢO HIỂM TỰ ĐỘNG2.1 Thiết kế cơ khí

2.1.1 Thiết kế tổng thể máy phun sơn mũ bảo hiểm tự động

Từ cơ sở lý thuyết đã được học và tham khảo thực tế đã đưa rra dược thiết kếtổng quan của máy phun sơn mũ bảo hiểm như sau:

11 Nón bảo hiểm

2.2.2 Thiết kế chi tiết máy phun sơn mũ bảo hiểm tự động

Từ tính toán và khảo sát thực tế đưa ra được các bản vẽ chi tiết trong máy phunsơn mũ bảo hiểm gồm: