- Khâu cấp lon sơn - Khâu trộn màu sơn - Khâu cấp nắp lon - Khâu đóng nắp lon Nhóm sử dụng PLC Xipeng Dianqi FX3U để nhận các thông tin đầu vào như nút ấn, cảm biến, sau đó giải mã để đi
TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, sơn không chỉ có chức năng trang trí mà còn bảo vệ bề mặt sản phẩm khỏi ẩm và mốc Màu sắc sơn là yếu tố quan trọng, và quy trình pha trộn màu đã chuyển sang tự động hóa Tuy nhiên, chi phí máy móc cao khiến một số nơi vẫn cần nhân công pha màu thủ công, dẫn đến độ chính xác thấp và chất lượng sản phẩm không đảm bảo Để khắc phục vấn đề này và cung cấp sản phẩm với giá cả hợp lý, nhóm đã quyết định thực hiện đề tài nghiên cứu này.
Hiện nay, PLC đóng vai trò quan trọng trong tự động hóa nhờ vào sự ổn định, dễ vận hành, chi phí hợp lý và khả năng lắp đặt, bảo trì thuận tiện Do đó, nhóm đã quyết định thực hiện đề tài tự động hóa mang tên: "Nghiên cứu, phát triển, chế tạo hệ thống đổ sơn và đóng nắp lon tự động."
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Đất nước ta đang phát triển mạnh mẽ, và tự động hóa quy trình sản xuất trở thành yếu tố quan trọng và cần thiết Việc tự động hóa mang lại nhiều lợi ích cho các ngành công nghiệp, giúp tối ưu hóa hiệu suất và nâng cao chất lượng sản phẩm.
Việc tối ưu hóa hiệu suất vận hành máy móc và duy trì thường xuyên không chỉ giảm thiểu sai số dung sai trong sản phẩm mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm Sự tự động hóa trong quy trình sản xuất giúp tăng cường năng suất, từ đó gia tăng lợi nhuận cho doanh nghiệp.
- An toàn trong lao động: Giảm lượng công nhân trong quá trình sản xuất giúp cho các tai nạn ít xảy ra hơn
- Giảm thiểu ngân sách chi tiêu do cần ít nguồn nhân lực hơn vì đã có máy móc tự động thay thế
- Tối ưu linh hoạt: Quá trình vận hành và sản xuất có thể được thay đổi tự do linh hoạt.
Các vấn đề nghiên cứu đặt ra
Hiện nay, nhiều khu công nghiệp sản xuất sơn lớn đã áp dụng máy móc tự động để pha màu, nhưng chi phí đầu tư cao khiến nhiều khách hàng không tiếp cận được, dẫn đến việc nhiều công trình nhỏ vẫn sử dụng nhân lực để pha trộn màu sơn thủ công Điều này gây ra sự không đồng đều trong chất lượng sơn, khó được đánh giá cao và thường đi kèm với hiệu suất và giá thành thấp Để khắc phục những nhược điểm này, nhóm nghiên cứu đã phát triển một hệ thống tự động đổ sơn và đóng nắp lon với các mục tiêu rõ ràng.
- Gia công được một hệ thống mô hình ổn định, chắc chắn với ngân sách vừa phải
- Các lon sơn đồng đều về thể tích và khối lượng
- Pha chế được nhiều màu sắc
- Sử dụng HMI để giám sát và điều khiển
- Những công đoạn cấp lon sơn, trộn màu sơn, đóng nắp hoàn toàn tự động
- Sử dụng được cho hai loại lon khác biệt kích thước.
Đối tượng nghiên cứu
Để tối ưu hóa quy trình sản xuất sơn, việc tìm hiểu và phân tích các kỹ thuật pha trộn màu sơn là rất quan trọng Điều này giúp lựa chọn phương pháp phù hợp nhất cho mô hình sản xuất, đảm bảo chất lượng thành phẩm và đáp ứng nhu cầu thị trường.
- Nghiên cứu chi tiết các thiết bị sẽ được sử dụng trong mô hình.
Phạm vi nghiên cứu
Với đề tài tốt nghiệp này, nhóm em tập trung vào các phạm vi sau:
- Hệ thống cấp tối đa 2 kích thước lon
- Nhiều hơn 60 màu sơn có thể pha được
- Một loại lon sơn cấp được nhiều nhất 2 đơn vị
- Một loại nắp chỉ cấp được nhiều nhất 4 đơn vị
Phương pháp thực hiện
Nhóm đã phát triển một mô hình hệ thống dựa trên nguyên tắc pha trộn màu sơn, trong đó màu sơn được chiết rót theo tỷ lệ dựa trên dữ liệu từ cảm biến YF S201 Mỗi 2.25ml nước lỏng tương ứng với 1 xung từ cảm biến, giúp đảm bảo độ chính xác trong quá trình pha trộn.
Nhóm sử dụng PLC có vai trò quan trọng trong việc thu thập thông tin tín hiệu đầu vào, xử lý dữ liệu và truyền đạt thông tin đến các cơ cấu chấp hành như băng chuyền, van khí nén, van xả và bơm tăng áp.
Ngoài ra nhóm còn sử dụng HMI để trao dổi thông tin dữ liệu giữa người sử dụng vàà hệ thống.
Kết cấu của đồ án tốt nghiệp
Đề tài: “NGHIÊN CỨU, PHÁT TRIỂN, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐỔ SƠN VÀ ĐÓNG
NẮP LON TỰ ĐỘNG” gồm có 6 chương sau:
Chương 1: Tổng quan về đồ án tốt nghiệp Đặt ra mục tiêu cũng như lý do chọn lựa đề tài, trình bày mục tiêu và tiến hành nghiên cứu thực hiện.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÀU SƠN VÀ PHA TRỘN SƠN
Tổng quan về màu sơn và công thức pha trộn
Sơn đã trở thành một vật liệu phổ biến, không chỉ giúp tô điểm cho bức tường, ghế, thanh sắt và các vật trang trí mà còn tạo ra lớp bảo vệ bề mặt, ngăn chặn các tác nhân gây hại từ môi trường bên ngoài.
Sơn thường được lưu trữ ở dạng lỏng và hầu hết không chuyển hóa thành chất rắn sau thời gian dài không sử dụng Mỗi loại sơn có những đặc tính riêng biệt, tùy thuộc vào gốc dầu hoặc gốc nước của nó.
Sơn được sử dụng để: Các công dụng của sơn có thể kể đến như: trang trí màu sắc, bảo vệ bề mặt vật thể, chống mốc ẩm,
Trong lĩnh vực kinh doanh, sơn thường được lưu trữ dưới dạng lỏng và phân loại theo nhiều màu sắc khác nhau, với độ bám dính cao tùy thuộc vào chất lượng của sản phẩm.
Hình 2.1 Hình ảnh màu sơn sau khi được pha
Các thành phần chính tạo nên sơn
- Chất tạo màng: Bao gồm nhựa thiên nhiên, nhựa tổng hợp, dầu khô hoặc dầu bán khô và thường chiếm khoảng 10 đến 60% thành phẩm sơn
- Bột tạo màu: chiếm từ 7 đến 40%, theo phân loại bột màu được chia làm bột thiên nhiên, bột tổng hợp, bột màu hữu cơ, vô cơ
- Dung môi: thông thường chiếm từ 40 đến 50% khối lượng thành phẩm, có tác dụng hòa tan 2 thành phần bột tạo màu và chất tạo màng
Chất phụ gia trong sơn chiếm từ 0 đến 5%, không có tác dụng pha màu hay che phủ nhưng giúp giảm chi phí sản xuất Chúng nâng cao tính cơ, lý, nhiệt, tăng độ bóng cho màng sơn và ngăn ngừa nấm mốc sau thời gian dài.
- Chất phụ trợ: gồm chất xúc tác, chất ổn định, kết dính, tiêu bọt, bột độn,…
2.1.2 Quy trình sản xuất sơn
Hình 2.2 Quá trình sản xuất cho ra thành phẩm
Toàn bộ quy trình sản xuất sơn như ảnh trên gồm:
- Chuẩn bị nguyên vật liệu
- Pha trộn màu sơn dựa trên bảng tỉ lệ màu
- Khuấy đều sơn, pha loãng sơn sau đó chiết rót
- Đóng gói hàng, vận chuyển và sử dụng
Quá trình tạo ra sơn gồm các giai đoạn:
Giai đoạn ủ muối là bước đầu tiên trong sản xuất sơn nước, trong đó bột màu, bột độn, dung môi, chất tạo màng và đất sét được tính toán hợp lý Các nguyên liệu này được cho vào thùng chứa và khuấy đều ở tốc độ thấp từ 30 phút đến 1 giờ, sau đó đậy nắp và ủ ít nhất 12 giờ tùy thuộc vào loại bột Kết quả thu được là một hỗn hợp nhão, sẵn sàng cho giai đoạn tiếp theo.
Trong giai đoạn nghiền sơn, sản phẩm từ quá trình ủ muối sẽ được đưa vào máy nghiền để tạo ra dung dịch lỏng nhuyễn Việc đảm bảo thời gian nghiền đủ lâu là rất quan trọng để sơn đạt được độ mịn theo yêu cầu.
Giai đoạn pha trộn sơn diễn ra khi hỗn hợp nghiền đạt độ mịn cần thiết, sau đó thùng chứa hỗn hợp được đưa vào máy khuấy Tại đây, sơn sẽ được khuấy đều với chất tạo màng và dung môi, tạo thành một hỗn hợp đồng nhất.
Đóng gói sản phẩm là giai đoạn quan trọng trong quy trình sản xuất, thường được thực hiện bằng dây chuyền đóng gói tự động Tuy nhiên, một số nhà máy quy mô nhỏ vẫn sử dụng nhân lực để thực hiện công việc này.
Các dây chuyền sản xuất sơn trên thế giới ở thời điểm hiện tại:
Hình 2.3 Dây chuyền sản xuất sơn Bluezone
Hình 2.4 Dây chuyền sản xuất ở ICI Dulux
Hình 2.5 Dây chuyền sản xuất Lavisson, Bình Dương
2.1.3 Quy tắc pha màu sơn
Theo quang học, khi ánh sáng xuyên qua lăng kính mặt trời, ánh sáng phân tách thành
Có bảy loại màu sắc chính, bao gồm đỏ, vàng, lục, cam, chàm và tím Hiện tượng này xảy ra do ánh sáng có các bước sóng riêng biệt, mỗi màu sắc đại diện cho một bước sóng cụ thể Do đó, chúng ta có thể kết luận rằng màu sắc thực chất là các dạng ánh sáng khác nhau.
Hình 2.6 Dải màu sắc từ đỏ tới tím của cầu vòng 7 sắc
Hình 2.7 Dải màu vô sắc
Ba yếu tố cơ bản của màu sắc
- Sắc (Tone): Đại diện cho độ đậm hoặc nhạt của một màu khi được pha trắng hoặc pha đen
Quang độ (Value) là khái niệm liên quan đến độ sáng hoặc tối của màu sắc, thể hiện sự tương quan giữa các mức độ đậm nhạt khác nhau Trong vòng thuần sắc, màu vàng có độ sáng cao nhất, trong khi màu tím có độ sáng thấp nhất, điều này phụ thuộc vào sự thay đổi của ánh sáng.
- Cường độ (Intensity): Được sử dụng để đánh giá mức độ sáng hay tối của màu sắc dựa trên cảm quan thị giác
Hình 2.8 Quang độ và cường độ của hai màu
Các quy luật pha màu
Có 2 quy luật pha trộn màu sắc bao gồm:
Màu Đỏ (Red - R), lục (Green - G), xanh (Blue - B) là ba màu sơ cấp (hay còn gọi là các màu cơ bản nhất) trong ánh sáng
Hình 2.9 Quy luật cộng màu hệ màu RGB
- Ánh sáng lam hòa với ánh sáng đỏ tạo ra ánh sáng tím hồng (Magenta - M)
- Ánh sáng đỏ hòa với ánh sáng lục tạo ra ánh sáng vàng (Yellow - Y)
- Ánh sáng lục hòa với ánh sáng xanh tạo ra ánh sáng màu da trời (Cyan - C)
Tím hồng là màu khá gần với màu tím (Violet) Tím hồng (Magenta) là màu không có trong phổ ánh sáng tự nhiên
Các màu thứ cấp của ánh sáng bao gồm màu tím hồng (M), vàng (Y) và da trời (C), được hình thành khi hai chùm ánh sáng màu sơ cấp hòa quyện với nhau.
Khi kết hợp ba chùm ánh sáng sơ cấp R (đỏ), G (xanh lá cây) và B (xanh dương), chúng ta tạo ra ánh sáng trắng, theo quy luật cộng màu.
Quy luật màu sắc trong hóa chất như mực in, phẩm nhuộm và sơn có sự khác biệt so với màu sắc tự nhiên Ba màu sơ cấp trong hệ thống này bao gồm tím hồng (Magenta - M), da trời (Cyan - C) và vàng (Yellow - Y).
Hình 2.10 Quy luật trừ màu trong hệ màu CMYK
- Tím hồng (M) hòa da trời (C) cho lam (Blue - B)
- Da trời (C) hòa với vàng (Y) cho lục (Green - G)
- Vàng (Y) hòa với tím hồng (M) cho đỏ (Red - R)
Vật chất không có màu sắc tự nhiên (ngoại trừ những vật phát sáng) và màu sắc của nó phụ thuộc vào quy luật trừ màu Khi ánh sáng chiếu vào vật, nó sẽ tán xạ và hấp thụ các bước sóng ánh sáng đơn sắc Do đó, màu sắc của vật chất được xác định bởi khả năng hấp thụ và tán xạ các bước sóng ánh sáng khác nhau.
Hình 2.11 Các hình ảnh pha 2 màu của sơn và ánh sáng
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY
Yêu cầu sơ bộ mô hình
Phần cơ khí phải đảm bảo độ chính xác, phải đảm bảo an toàn không rò rĩ điện gây cháy nổ
Hệ thống có các khâu với các chức năng riêng biệt:
- Khâu cấp lon sẽ đưa lon vào băng tải thông qua xy lanh
Khâu chiết rót kết hợp với cảm biến tín hiệu vật cản để phát hiện lon sơn Sau đó, xy lanh sẽ giữ chặt lon và tiến hành đổ sơn theo đúng tỷ lệ bảng màu đã được nghiên cứu và lập trình.
Khâu cấp và đóng nắp lon sử dụng cảm biến để phát hiện lon, sau đó xy lanh giật ra giữ cố định lon Đồng thời, xy lanh trong cơ cấu cấp nắp nhận tín hiệu và đưa nắp vào vị trí chỉ định, rồi đẩy xuống với lực đủ lớn để đảm bảo lon được kín nắp.
Hệ thống sử dụng nguồn điện 220V để cung cấp dòng điện 24VDC cho hoạt động của PLC Các thiết bị như van điện từ, đèn báo hiệu, nút nhấn, động cơ và cảm biến được lắp đặt một cách hợp lý và gọn gàng, đảm bảo rằng ngay cả khi sơn bị chảy trong quá trình vận hành, các thiết bị vẫn không bị hư hỏng.
Màn hình HMI hiện thị các nội dung sau:
- Màn hình chính nhập giá trị
- Màn hình thông báo lỗi
- Màn hình cung cấp thông tin được tập hợp
- Màn hình chọn màu sơn
- Màn hình thời gian hẹn giờ
Tính toán thiết kế
Tổng quan hình dạng cơ khí máy
Hình 3.1 Hình ảnh thiết kế cơ khí
➤ Sơ bộ vị trí thiết bị trong tủ điện
Hình 3.2 Các thiết bị điện được bố trí trong tủ điện
Hệ thống tủ điện điều khiển có các thiết bị sau:
- 1 bộ nguồn 12V10A và 1 bộ nguồn 24V 10A
- 6 con Relay Ly2N 2 cặp tiếp điểm Omron
- 1 Cầu dao CB tổng, 1 cầu dao CB 24V, 1 cầu dao CB 12V
Phương án thiết kế khung máy:
Sử dụng nhôm định hình
+ Dễ vận chuyển, lắp đặt
+ Khối lượng nhẹ nên khi vận hành sẽ có độ rung nhất định
+ Phải kiểm tra và siết chặt ốc trước khi vận chuyển
+ Độ chính xác cao so với thiết kế bản vẽ
+ Dễ dàng tạo được những khớp nối như mong muốn
+ Bề mặt trơn không nhám phù hợp cho các khâu cấp nắp lon
+ Phải kiểm tra và siết chặt ốc trước khi vận chuyển
Nhóm thiết kế đã quyết định sử dụng nhôm định hình làm khung máy chính cho toàn bộ quy trình, kết hợp với các chi tiết mica đen để điều chỉnh hình dạng cho các khâu như cấp lon, cấp nắp lon, và tấm che tủ điện Ngoài ra, một tấm mica lớn cũng được sử dụng để gắn màn hình HMI và các nút điều khiển Cuối cùng, hai tấm gỗ lớn được đặt trên và dưới tủ điện không chỉ che chắn mà còn làm đế cố định cho khung nhôm định hình.
Hình ảnh thiết kế khung máy
Phương án cơ cấu cấp lon:
Hộp đựng lon bằng mica có khả năng chứa tối đa hai lon mỗi loại, kết hợp với dung xy lanh, giúp đưa lon ra băng tải để khởi động chu trình chiết sơn tự động.
+ Hộp đựng lon chứa tối đa 2 lon mỗi loại
+ Cảm biến vật cản nhận biết lon có trong hộp đựng không
+ Xy lanh đẩy lon ra băng tải
Hình ảnh khâu cấp lon
Khi cảm biến vật cản phát hiện lon trong hộp đựng, nó sẽ truyền tín hiệu về PLC Sau đó, PLC gửi tín hiệu điều khiển cho xy lanh đẩy lon ra băng tải Khi xy lanh thu hồi lon, chúng sẽ xếp chồng và rơi xuống vị trí cảm biến vật cản, tiếp tục gửi tín hiệu về PLC để lặp lại quy trình Ưu điểm của hệ thống này là khả năng tự động hóa quy trình đưa lon ra băng tải một cách hiệu quả.
+ Thiết kế đơn giản tiết kiệm chi phí
+ Có cảm biến vật cản xác định lon có trong hộp đựng hay không nên đảm bảo được việc cấp lon đầy đủ cho quy trình tự động
Xy lanh hoạt động dựa vào khí nén, do đó khi hết khí, quá trình thu vào sẽ diễn ra chậm, dẫn đến tình trạng kẹt lon Mỗi hộp chỉ có khả năng chứa tối đa 2 lon mỗi loại, vì vậy cần có người thao tác để bỏ lon vào hộp đựng Hơn nữa, hộp đựng được làm bằng mica có độ bền không cao.
Phương án cơ cấu chiết rót:
Sử dụng nhôm định hình để tạo khung cho quy trình chiết rót, với 4 bồn chứa sơn được đặt ở vị trí trên cùng Máy chiết rót hoạt động dựa vào cảm biến lưu lượng được gắn chắc chắn vào khung nhôm.
Gồm các bộ phận chính:
+ Ống dẫn sơn chiết vào lon có 4 ống
+ Khung nhôm gá các bộ phận khâu chiết rót
Hình ảnh thiết kế cơ cấu chiết rót ban đầu
Sơn được chứa trong bốn bồn và được vận chuyển qua băng tải đến khâu chiết rót, nơi có xy lanh đẩy cản lon để tiến hành chiết rót cho đến khi đạt đủ lượng sơn Sau đó, xy lanh thu hồi và băng tải tiếp tục đưa lon qua khâu tiếp theo Sơn được dẫn qua ống dẫn đến cảm biến lưu lượng, nơi cảm biến gửi tín hiệu về PLC khi đủ xung cần thiết để chiết rót, sau đó sơn sẽ chảy vào lon Ưu điểm của quy trình này là đảm bảo chính xác và hiệu quả trong việc chiết rót sơn.
+ Thiết kế đơn giản tiết kiệm chi phí
Sơn được chiết rót dựa trên cảm biến, với mỗi xung trả tín hiệu tương đương 2,25 ml Hệ thống không đếm xung lẻ, đảm bảo lượng sơn chảy ra đạt độ chính xác cao.
+ Sơn chảy vào lon trực tiếp qua ống dẫn xuyên suốt từ bồn chứa qua cảm biến tới lon nên không bị rò rỉ ra ngoài khi chiết rót
Để khắc phục tình trạng sơn chảy không đều và cảm biến đếm không đủ xung, nhóm đã lắp đặt thêm bơm tăng áp 12V dưới mỗi bồn sơn nhằm đảm bảo dòng chảy ổn định.
+ Cảm biến lưu lượng không hoạt động được nếu sơn quá đặc
Phương án cơ cấu cấp nắp:
Sử dụng mica để chế tạo chi tiết giống như một thanh trượt vuông góc với băng tải, giúp đưa nắp vào miệng lon Đồng thời, thanh trượt nghiêng song song với băng tải được thiết kế để đựng nắp lon, bao gồm các bộ phận chính.
+ Thanh trượt nghiêng bằng mica đen
+ Hàng rào hai bên băng tải bằng mica đen
Hình ảnh thiết kế cơ cấu cấp nắp lon
Sau khi lon sơn rời khỏi khâu chiết rót, chúng được định vị bằng hàng rào hai bên băng tải và xy lanh đẩy ra cản lon tại vị trí cấp nắp Một cảm biến vật cản xác nhận lon đã vào đúng vị trí và gửi tín hiệu về PLC, cho phép xy lanh đẩy nắp lon trượt xuống theo thanh trượt nghiêng Đồng thời, các nắp trên thanh trượt nghiêng sẽ trượt xuống vị trí nắp vừa được đẩy ra để chuẩn bị cho lon tiếp theo Ưu điểm của quy trình này là đảm bảo sự chính xác và hiệu quả trong việc cấp nắp cho lon.
+ Thiết kế đơn giản tiết kiệm chi phí
+ Phần đựng nắp giúp nắp lon được cấp liên tục
+ Cấp nắp lon bằng thanh trượt nghiêng kết hợp lực đẩy xy lanh giúp tiến trình cấp nắp lon diễn ra nhanh chóng
+ Có hàng rào chắn hai bên và cảm biến vật cản giúp cho lon đến đúng vị trị được cấp nắp
+ Thanh trượt làm bằng mica ít ma sát giúp nắp trượt trơn tru
+ Vì làm bằng mica nên độ bền không cao
Lực đẩy của xy lanh sẽ yếu nếu không có đủ khí, dẫn đến việc nắp không được đẩy tới miệng lon Do đó, cần điều chỉnh áp suất khí nén trên xy lanh cho phù hợp, tránh tình trạng lực đẩy quá mạnh khiến nắp văng ra khỏi vị trí chờ cấp nắp.
Sử dụng hai xy lanh lớn được cố định trên băng tải, sau khi nắp được cấp vào vị trí của lon, xy lanh sẽ ép chậm xuống để đảm bảo nắp được đóng chặt vào lon.
Hình ảnh thiết kế cơ cấu đóng nắp lon
Sau khi hoàn thành khâu cấp nắp, xy lanh sẽ ép nắp xuống lon hai lần: lần đầu để nắp khớp với miệng lon và lần sau để ép chặt hơn Hệ thống sử dụng hai xy lanh cho hai vị trí cấp lon cao và thấp, và trong quá trình ép, băng tải sẽ dừng lại Ưu điểm của quy trình này là đảm bảo nắp được gắn chặt và chính xác.
+ Thiết kế đơn giản tiếp kiệm chi phí
+ Xy lanh ép hai lần giúp nắp được đậy kín
+ Phụ thuộc vào khâu cấp nắp
+ Lực ép sẽ yếu nếu không cung cấp đủ khí dẫn đến nắp đóng không chặt
3.2.2 Sơ đồ hệ thống khối
Hình 3.3 Tổng thể sơ đồ hệ thống khối
3.2.3 Sơ đồ kết nối, nối dây
Bảng 3.1 Thông tin địa chỉ ngỏ output
Y001 Van nén xy lanh lon loại I
Y002 Van nén xy lanh lon loại II
Y003 Bơm tăng áp và van xả sơn màu đỏ
Y004 Bơm tăng áp và van xả sơn màu xanh
Y005 Bơm tăng áp và van xả sơn màu vàng
Bơm tăng áp Y006 và van xả sơn màu trắng là thiết bị quan trọng trong hệ thống khí nén Van nén khí xy lanh chặn khâu đóng nắp loại I (Y010) và loại II (Y011) đảm bảo quy trình đóng nắp hiệu quả Ngoài ra, van nén khí xy lanh cấp nắp loại I (Y012) cũng đóng vai trò thiết yếu trong việc cung cấp nắp cho các sản phẩm.
Y013 Van nén khí xy lanh chặn khâu chiết rót
Y015 Van nén khí xy lanh đập nắp loại II Y016 Van nén khí xy lanh đập nắp loại I Y017 Van nén khí xy lanh chặn khâu đóng nắp loại II
Bảng 3.2 Thông tin địa chỉ ngõ input
X003 Cảm biến lưu lượng sơn màu đỏ
X004 Cảm biến lưu lượng sơn màu xanh
X005 Cảm biến lưu lượng sơn màu vàng
X006 Cảm biến lưu lượng sơn màu trắng
X007 Cảm biến vật cản lon loại II
X010 Cảm biến vật cản lon loại I
X011 Cảm biến vật cản khâu chiết rót
X013 Cảm biến vật cản khâu cấp nắp loại II X014 Cảm biến vật cản khâu cấp nắp loại I
Lưu đồ thuật toán
Hình 3.4 Lưu đồ thuật toán trong chương trình
Lưu đồ thuật toán chiết nước sơn
Hình 3.5 Lưu đồ thuật toán cơ cấu
Tính toán lựa chọn thiết bị
Tên cảm biến: Cảm biến mã YF-S201
Lý do lựa chọn: Đo đạc lượng sơn chiết rót đúng tỉ lệ phần trăm
Hình 3.1 Hình ảnh cảm biến lưu lượng hoạt động
- Cảm biến có kích thước 61x36x34 mm
- Dòng điện tối đa: 15 mA với đầu vào 5 Vol
- Nhiệt độ hoạt động được dưới 120 0 C
- Lưu lượng đo được: 1 đến 30 L/ph
- Các dây nối trong cảm biến:
Hình 3.2 Cảm biến lưu lượng YF-S201
Tần số tín hiệu đầu ra: F = 7.5 x Q (L/Ph)
F : Tần số tín hiệu đầu ra (Hz)
Ví dụ: 1 lít nước sẽ có công thức: 1 x 7.5 x 60 = 450 xung => 1 xung = 2.22 ml
Kết quả cứ 110 ml nước sơn cần 50 xung với dung sai 99.1%
3.4.2 Cảm biến vật cản hồng ngoại
Tên cảm biến: Cảm biến E3FDS10P1 PNP
Lý do lựa chọn: Tiếp nhận thông tin vị trí của lon khi nó chạy qua cảm biến vật cản ở các cơ cấu trong hệ thống
- Điện áp hoạt động: 6 ~ 36 VDC
- Điện áp kích ngõ ra: từ 80 đến 300 mA
- Phạm vi hoạt động 5 đến 20 cm
- Đối tượng phát hiện: tất cả vật xuất hiện bên trong phạm vi
- Cảm biến dùng chất liệu nhựa ABS có độ bền vừa phải
- Độ trễ tín hiệu: 2ms
- Các dây trong cảm biến:
Hình 3.3 Cảm biến hồng ngoại E3FDS10P1 PNP
3.4.3 Van nước điện từ DAUER
Tên cảm biến: van nước điện từ DAUER 24V
Cảm biến được lựa chọn vì nó có khả năng cung cấp thông tin cho PLC, cho phép dừng quá trình chiết rót khi lượng sơn đã đạt yêu cầu.
- Phạm vi phát hiện: 5 mm
- Nhiệt độ cho phép: 5 đến 80 0 C
- Phương pháp tác động: trực tiếp
- Áp suất hoạt động: 0 đến 4 kgf/cm²
- Vật liệu tạo thành: sắt, nhựa
- Kiểu nối ống: nối nhanh
Hình 3.9 Van xả nước DAUER 24V
Tên thiết bị: Van điện từ Airtac (Van 5/2)
Chúng tôi đã chọn phát ra tín hiệu đóng/mở để điều khiển đường dẫn nén khí, từ đó kích hoạt các xy lanh kéo vào trong mô hình Với 9 xy lanh trong hệ thống, nhóm quyết định sử dụng một cụm van điện từ Airtac với 9 van nén khí để kiểm soát hiệu quả.
- Điện áp hoạt động: 24VDC
- Kích thước nối cổng nhanh: 5 mm
- Áp suất tối đa: từ 0.15 đến 0.8 MPa
- Kích thước cổng xả: ren 5 mm
- Loại van hơi 5 cửa 2 vị trí
- Phạm vi nhiệt độ: từ -20 0 C đến +70 o C
Hình 3.10 Hình ảnh cụm van Airtac
Việc lựa chọn xy lanh phù hợp là rất quan trọng do mô hình sử dụng cơ cấu kiểm soát dựa trên các van nén, giúp kéo đẩy lon Mỗi xy lanh có hành trình khác nhau, ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của hệ thống.
Tên thiết bị: Xy lanh MAL16X100-CA
Lý do lựa chọn: Hỗ trợ các xy lanh chặn lon, đẩy lon
- Loại tác động: Tác động kép
- Phạm vi nhiệt độ tối đa: từ -5 0 C đến +65 0 C
- Tối đa hoạt động áp suất: 1.3 MPA
Hình 3.11 Xy lanh MAL 16 X 100-CA
Công thức tính toán lựa chọn đường kính xy lanh
Khi chọn xy lanh, cần đảm bảo lực tác động đủ mạnh để di chuyển một lon sơn rỗng xuống băng tải và giữ chặt lon trên băng Lực tối thiểu cần đạt là 35N để xy lanh có thể di chuyển lon, đồng thời xy lanh phải được lắp đặt phù hợp với hệ thống.
Ta có công thức tính lực tác động như sau:
60∗ 𝜋 4 ∗ (16 2 − 6 2 ) = 3375 mm/s Với kết quả trên, tiến hành lựa chọn xy lanh MAL16X100-CA
Việc lựa chọn xy lanh phù hợp là rất quan trọng do mô hình sử dụng các cơ cấu kiểm soát dựa trên van nén, giúp điều khiển quá trình kéo đẩy lon, và mỗi xy lanh có hành trình khác nhau.
Tên thiết bị: Xy lanh MAL32X125-S
Lý do lựa chọn: Hỗ trợ đóng nắp lon trong cơ cấu
- Độ dài hành trình: 125 mm
- Kiểu tác động: loại kép
- Phạm vi nhiệt độ hoạt động từ 5 0 C đến 65 0 C
- Kích thước trục vít: 10 mm
- Áp suất tối đa: từ 0,1 đến 0,9 MPA
Khi chọn xy lanh, cần đảm bảo lực tác động đủ mạnh để ấn dập nắp vào lon mà không làm nắp bị bung ra Theo ước tính, lực tác động cần đạt ít nhất 130 N để đáp ứng tiêu chí này.
Công thức lực tác động:
Lực khi piston thu: Ft = 𝜋
60∗ 𝜋 4 ∗ (32 2 − 10 2 ) = 803,9 mm/s Với kết quả trên, tiến hành lựa chọn xy lanh MAL32X125-S
3.4.7 Động cơ giảm tốc cho băng tải Động cơ mà nhóm quan tâm phải hoạt động chậm để việc di chuyển lon trên băng tải không xảy ra tình trạng lon di chuyển nhanh, không đồng đều làm cho lon rơi xuống đất, ảnh hưởng đến năng suất của hệ thống
Tổng khối lượng hàng hóa trên băng tải: 0.6 kg
Tải trọng của băng tải: W= 0.6 g
Hệ số ma sát pulley: π1= 0.95
Hệ số ma sát hộp giảm tốc: π2= 0.9
Thời gian làm việc: 8 giờ/ngày
Công thức momen quán tính của băng tải:
Công thức momen quán tính của Roller:
Công thức tổng momen của băng tải và roller
Vòng quay Pulley có tốc độ:
Tỉ số truyền băng tải:
Hình 3.13 Hình động cơ kèm hộp số Động cơ 46SW3700246000-108K được lựa chọn vì thỏa các điều kiện:
- Tốc độ không tải: 60 rpm
- Tốc độ có tải: 55 rpm
- Bánh răng kiểu: Worm Gear
- Bán kính hộp số: 46 mm
Thiết bị trong tủ điện
Tên thiết bị: PLCXipeng Dianqi FX3U
- Nguồn điện áp được lưu ở mức 24VDC
- Độ chống bào mòn cao
- Transistor có 24 đầu vào và 24 đầu ra
- Có độ chính xác 12bit, 6 đầu vào analog, được thiết kế theo cấu trúc WR3A
- Có độ chính xác lên tới 12bit, 2 đầu ra analog có thể tạo điện áp từ 0 đến 10V và được thiết kế theo cấu trúc WR3A
- Có thể đạt đến 100khz xung tại chân phát
- Kích thước dài x rộng x cao: 191 mm x 120 mm x 43 mm
- Bộ đếm tốc độ cao 6 kênh mặc định 8k
- Kết nối giao tiếp được với HMI RS232, RS485
Hình 3.14 Các chi tiết bên trong PLC FX3U
3.5.2 Lựa chọn bộ nguồn 24VDC
Công thức công suất tổng Pmax sử dụng nguồn 24VDC:
Tổng dòng điện Ifull của cả các tải thiết bị:
Công suất tối thiểu của bộ nguồn DC 24V phải đạt được:
Bộ nguồn phải lớn hơn hoặc bằng với giá trị 52,8 W Để thỏa điều kiện, nhóm chọn bộ nguồn S 240-24 với công suất tối đa P max 240 W
Tên thiết bị: Bộ nguồn tổ ong S-240-24
- Đầu vào điện áp: 110V hoặc 220V
- Phạm vi nhiệt độ: từ 5 0 C đến 70°C
- Có tản nhiệt làm mát
Hình 3.15 Bộ nguồn tổ ong S-240-24
3.5.3 Lựa chọn bộ nguồn 12VDC
Công thức công suất tổng Pmax sử dụng nguồn 24 Vdc
Tổng dòng điện Ifull của các tải thiết bị
Công suất tối thiểu bộ nguồn DC 12V cần
Bộ nguồn phải lớn hơn hoặc bằng với giá trị 115,2 W Để thỏa điều kiện, nhóm chọn bộ nguồn S-120-12 với công suất tối đa P max 120 W Tên thiết bị: Bộ nguồn S-120-12
- Đầu vào điện áp: 180/240VAC có thể đổi bằng công tắc ở trong
- Đầu ra điện áp: từ 10VDC đến 15VDC
- Phạm vi nhiệt độ: từ 0 0 C đến 50°C
Hình 3.16 Bộ nguồn tổ ong S120 12
Chọn n hệ số an toàn = 2
Dòng điện tối đa máy bơm tăng áp đề nghị: I max = 0,3A
Dòng điện chịu đựng relay kiểm soát máy bơm tăng áp
Dòng điện tối đa máy bơm hơi khí nén đề nghị: I max = 8A
Dòng điện chịu đựng relay kiểm soát máy bơm tăng áp
Dòng điện tối đa động cơ giảm tốc đề nghị: I max = 0,16A
Dòng điện chịu đựng relay kiểm soát máy bơm tăng áp
Relay cần có dòng điện chịu đựng lớn hơn giá trị ICD đã tính toán ở các trường hợp trước Để đáp ứng yêu cầu này, nhóm đã lựa chọn Relay LY2N OMRON 24DC-10A, có khả năng chịu tải lên đến 25A.
Tên thiết bị: Relay Omron LY2N 24DC 10A
- Điện áp nguồn dây cuộn 24VDC
- Tiếp điểm dòng điện nguồn: 250VAC 25A/ 30VDC 25A
- Phạm vi nhiệt độ: từ -30 0 C đến 60 0 C
- Kiểu đầu nối chân hàn
- Tiếp điểm: SPDT (NO+NC)
Domino gồm các điện áp 12VDC, 24VDC và 220VAC
Dòng điện tối đa khi đi qua domino đề nghị:
Dòng điện chịu đựng relay kiểm soát máy bơm tăng áp:
Domino cần có dòng điện định mức trên 16A và điện áp trên 220V Để đáp ứng yêu cầu này, nhóm đã lựa chọn Domino TB series với dòng điện định mức 25A và điện áp định mức 600V.
Tên thiết bị: Domino đấu nối khối TB Series
Dòng điện tối đa với các nguồn 12/24VDC mà cầu chì chịu đựng:
Công thức chọn cầu chì phù hợp:
Icầu chì = K * Itải (K: hệ số an toàn 1,25)
Cầu chì phải có khả năng chịu được dòng điện lớn hơn 12A với nguồn 12VDC Với nguồn 24VDC:
Cầu chì phải có khả năng chịu được dòng điện lớn hơn 3A với nguồn 24VDC
Tên thiết bị: Đế cầu chì KHF-32L và cầu chì R015 RT18 RT14 12A, 6A
Thông số kỹ thuật đế cầu chì KHF-32L:
Thông số kỹ thuật cầu chì R015 RT18 RT14 12A, 6A:
- Dòng điện định mức 12A 500VAC và 6A 500VAC
- Sử dụng theo kiểu hộp cầu chì
Hình 3.20 Cầu chì R015 RT18 RT14 2A
CHẾ TẠO MÔ HÌNH
Các thiết bị sử dụng trong đề tài
PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị lập trình các thuật toán logic để hệ thống được điều khiển tự động dựa theo các nội dung được thiết lập
Nhóm quyết định chọn PLC cho hệ thống tự động hóa quy trình chiết rót màu sơn, nhờ vào khả năng lập trình linh hoạt theo bảng xung màu đã được tính toán trước Hệ thống cũng được lập trình để điều khiển các nút ấn như Start, Stop và Emergency, nhằm đảm bảo khả năng dừng khẩn cấp khi gặp sự cố Sự nổi bật của hệ thống sử dụng PLC nằm ở tính tự động hóa và khả năng điều khiển hiệu quả.
- Thao tác thực hiện được cùng lúc nhiều thiết bị
- Tự đưa ra các chuẩn đoán về lỗi gặp phải, giúp phát hiện và sửa chữa dễ dàng
- Chương trình đã viết có thể thực hiện linh hoạt
- Giảm đáng kể được relay và timer cần sử dụng
- Dễ dàng thay thế, nâng cấp vì có thể trang bị được nhiều mô đun khác nhau
- Giám sát từ xa cực kỳ thuận tiện
- Dễ dàng giao tiếp với các thiết bị khác.
Hình 4.1 Sự khác biệt giữa PLC so với dùng relay, timer Ứng dụng: Hiện nay các hệ thống sử dụng PLC đang dần phổ biến, điển hình như:
- Các hệ thống điều khiển sản xuất tự động các sản phẩm bảng mạch điện tử, các viên thuốc chữa bệnh, thậm chí là các lốp xe gắn máy, …
- Dây chuyền xử lý hóa chất, sản xuất thủy tinh, dây chuyền đóng gói lắp ráp linh kiện, dây chuyền chế tạo xe, …
- Các hệ thống cấp báo sự cố
- Các hệ thống thang treo, thang máy
- Hệ thống tưới nước tự động.
Hình 4.2 Vai trò của PLC
Tổng quan về PLC Xipeng Dianqi FX3U
PLC Xipeng Dianqi FX3U được sản xuất bởi Xipeng Dianqi Vì có giá tiền hợp lý nên đây là sản phẩm được biết đến rộng rãi trên thế giới
Hình 4.3 Thiết kế bên ngoài
PLC Xipeng Dianqi FX3U có các ưu điểm như sau:
- Các cổng kết nối giao tiếp đa dạng như RS232, RS485
Công nghệ tự động hóa PLC rất thân thiện với sinh viên và người mới bắt đầu, nhờ vào khả năng thực hiện nhiều chức năng như điều khiển đèn báo hiệu, cảm biến và động cơ.
Giới thiệu về phần mềm lập trình PLC Xipeng Dianqi FX3U
PLC Xipeng Dianqi FX3U sử dụng phần mềm lập trình Mitsubishi GX Works2 để lập trình
Hình 4.4 Phần mềm lập trình GX Works2
GX Works2 có các công dụng nổi trội như:
- Giao diện thân thiện, dễ sử dụng
- Dễ dàng mô phỏng, giám sát hệ thống
- Hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình
Băng tải là thiết bị cơ khí thiết yếu giúp di chuyển hàng hóa từ vị trí này sang vị trí khác Sử dụng băng tải không chỉ giảm thiểu chi phí nhân sự mà còn tiết kiệm thời gian, tăng năng suất sản phẩm và đảm bảo dây chuyền vận chuyển hoạt động một cách ổn định và cân bằng.
Nhóm quyết định lựa chọn băng tải kết hợp với động cơ đã được tính toán ở chương 3 để vận chuyển các lon sơn qua từng công đoạn, nhằm tạo ra sản phẩm hoàn thiện trong hệ thống đổ sơn đóng nắp tự động.
Hình 4.5 Hình dạng băng tải
Hình 4.6 Dây chuyền băng tải trong các KCN
- Khung băng tải: thường làm từ nhôm định hình, inox hoặc thép tĩnh điện
- Tấm đỡ belt: làm từ dây PVC hoặc PU
- Con lăn chủ động: làm từ thép mạ kẽm, nhôm
- Con lăn bị động: làm từ thép mạ kẽm hoặc inox
- Bộ điều khiển tốc độ
- Các gối bi của con lăn
- Truyền động từ động cơ vào trục công tác
Nguyên lý hoạt động của hệ thống băng tải bắt đầu khi động cơ được kích hoạt, khiến rulo quay và tạo ra lực ma sát, làm cho dây băng tải di chuyển Sản phẩm đặt trên bề mặt dây băng sẽ được vận chuyển đến vị trí tiếp theo Để đảm bảo dây băng không bị võng hoặc căng, cần điều chỉnh con lăn bị động một cách hợp lý, tạo ra lực ma sát cần thiết với dây băng tải và con lăn chủ động.
Cảm biến có chức năng nhận diện được vật thể sau đó cung cấp các thông tin mà nó nhận được cho hệ thống
Nhóm lựa chọn cảm biến lưu lượng YF-S201 để đếm số xung tương ứng với mỗi 2.25 ml nước sơn, với 1 xung từ cảm biến Đồng thời, nhóm cũng sử dụng các cảm biến vật cản để phát hiện các lon sơn khi chúng vào vị trí chỉ định, từ đó cung cấp tín hiệu cho hệ thống, giúp các khâu cấp nắp hoạt động hiệu quả.
- Hoạt động ổn định trong các môi trường khác nhau
- Dễ dàng sử dụng và lắp đặt
- Có thời gian sử dụng dài cũng như giá thành rẻ
4.1.4 Xy lanh – khí nén, van điện từ
Nhóm quyết định sử dụng xy lanh khí nén để thực hiện các công đoạn đẩy nắp lon đến vị trí chỉ định và đóng chặt nắp lon, dựa trên các lực được tính toán ở chương 3 Việc lựa chọn máy bơm khí nén là do thiết bị này dễ sử dụng và tiện lợi, phù hợp với yêu cầu của dự án.
Khí nén là nguồn năng lượng được tạo ra từ không khí Hiện nay, có nhiều phương pháp để nén khí, nhưng cách đơn giản nhất là sử dụng máy bơm khí nén để nén khí vào bình chứa.
1 Bình chứa 7 Van an toàn
2 Van xả 8 Đồng hồ đo
3 Van tay 9 Rulo điều khiển
4 Bộ lọc khí 10 Động cơ điện
5 Bộ chỉnh áp suất và đồng hồ đo 11 Máy nén khí
Hình 4.7 Các bộ phận của bình bơm khí nén
Van khí nén là thiết bị quan trọng trong hệ thống khí nén, giúp điều phối khí theo yêu cầu của người vận hành Mặc dù có nhiều kích thước khác nhau, chức năng chính của các van nén khí là mở và đóng cửa van để cung cấp khí, phục vụ nhu cầu hoạt động của các thiết bị khác trong hệ thống.
Công dụng van khí nén:
- Điều chỉnh áp lực dòng chảy để điều khiển tốc độ làm việc của động cơ
- Van khí còn có thể điều chỉnh bằng tua vít hoặc núm vặn
- Hạn chế việc khí chạy ngược lại nhờ có van khí
Xi lanh khí nén là thiết bị sử dụng áp suất khí nén để tạo ra lực chuyển động Thiết bị này chuyển hóa năng lượng từ khí nén thành động năng, tạo ra chuyển động thẳng hiệu quả.
Xy lanh khí nén hiện nay chia làm 3 dạng chính với những đặc điểm nổi bật:
- Xy lanh tác động đơn
- Xy lanh tác động kép
- Xy lanh khí nén dạng quay
Hình 4.9 Xy lanh tác động đơn
Hình 4.10 Xy lanh tác động đơn
Van điện từ hoạt động dựa trên nguyên lý đóng mở do lực điện từ tác động để kiểm soát dòng chảy điều khiển van
Hình 4.11 Van điện từ khí nén và chất lỏng
Cấu tạo van điện từ:
Hình 4.12 Cấu tạo van điện từ
Chức năng của thiết bị này bao gồm việc điều khiển đóng/mở và trộn khí từ máy nén hoặc trộn chất lỏng từ máy bơm thủy lực Thiết bị có ưu điểm là dễ dàng sử dụng, điều khiển và có cấu tạo đơn giản, đồng thời sở hữu độ bền cao Tuy nhiên, nhược điểm lớn là tốc độ dòng chảy phụ thuộc vào cấu tạo của ống khí.
4.1.5 Động cơ DC Động cơ DC thường được sử dụng hoặc xuất hiện trong các thiết bị hay món đồ mà ta tiếp xúc hằng ngày như các máy công nghiệp, máy chạy bộ, máy in, Nó còn được dùng trong các ứng dụng cần điều khiển tốc độ quay Động cơ DC bao gồm các phần: stator, rotor, trục, thiết bị đầu cuối, nam châm, bộ chuyển đổi.
Động cơ DC hoạt động dựa trên quy tắc bàn tay trái, sử dụng dòng điện trực tiếp để lấy năng lượng và chuyển hóa thành chuyển động quay của roto Ưu điểm của động cơ này là hiệu suất cao và khả năng điều khiển tốc độ tốt.
- Dễ dàng lắp đặt, độ an toàn cao
- Điện năng tiêu thụ ít
- Tuổi thọ trung bình hơn 10 năm
- Phù hợp với nhiều dòng điện khác nhau
- Giá sản phẩm cao so với các động cơ AC
Cấu tạo tiếp điểm giữa chổi than và cổ góp có thể dẫn đến tình trạng tia điện hoạt động, làm gia tăng nhiệt độ động cơ và tăng nguy cơ cháy mạch.
CB, hay còn gọi là "Circuit Breaker", là thiết bị tự động ngắt mạch điện khi xảy ra tình trạng quá tải Ngoài chức năng tự động, CB cũng cho phép người dùng bật tắt dòng điện bằng tay, giúp bảo vệ các linh kiện máy móc khỏi hư hại trong trường hợp xảy ra sự cố điện.
Quá trình lắp ráp máy
4.2.1 Bộ phận cung cấp lon tự động
Bài viết mô tả hai hộp chữ nhật bằng mica dày 3 ly, được gắn trên khung nhôm định hình, phục vụ để chứa hai loại lon với chiều cao khác nhau.
Nhóm chúng em đã tối ưu hóa chi phí và áp dụng thiết kế tối giản để kết hợp chi tiết chứa lon với xy lanh, giúp đưa lon ra băng tải và hoàn thiện quy trình cung cấp lon tự động.
Hình 4.23 Chi tiết cung cấp lon tự động
Cảm biến lưu lượng YF-S201 là bộ phận quan trọng nhất của máy, quyết định độ chính xác cao trong việc chiết xuất lượng sơn và đảm bảo màu sắc mong muốn.
Khi sơn chảy qua quạt nước, nó làm cho quạt quay, trong khi cảm biến Hall bên trong đo lượng sơn và chuyển đổi thành các xung gửi đến PLC Khi đủ số xung được đếm, van nước điện từ sẽ ngắt điện và đóng van, đảm bảo sơn chảy vào lon với lượng cần thiết.
Vào thời điểm đó, nhóm đã lắp đặt thêm 4 bơm tăng áp 12V, giúp cho sơn chảy mạnh mẽ và ổn định, đồng thời kích hoạt quạt nước trong cảm biến YF-S201.
Sau khi sơn đã được chiết đủ, băng tải sẽ hoạt động để chuyển lon sơn đến bộ phận cấp nắp Tại đây, có hai thanh trượt nắp tương ứng với hai loại lon mà máy sử dụng.
Tùy thuộc vào kích thước của lon loại I hoặc loại II, xy lanh bên dưới sẽ chặn lon, trong khi xy lanh ở trên sẽ cung cấp lực cần thiết để đưa nắp vào thành lon qua thanh trượt.
Hình 4.25 Bộ phận cấp nắp
Khi nắp được đặt lên miệng lon trong quá trình cấp nắp, một xy lanh sẽ thực hiện hai lần đẩy xuống để ấn chặt nắp, đảm bảo rằng nắp được đóng kín và chắc chắn.
Là nơi chứa các thiết bị quan trọng để điều khiển máy như PLC, nguồn, nút nhấn, relay, cầu dao, domino
Hình 4.27 Hình ảnh bên trong tủ điện
4.2.6 Bộ phận khí nén điều khiển xy lanh
Nhóm em thiết kế mạch khí nén có tổng cộng 9 xy lanh kết hợp với van điện từ kiểm soát không khí điều khiển xy lanh
Hình 4.28 Thiết kế mạch khí nén
Thiết kế mạch khí nén (xem thêm tại PHỤ LỤC 4_TẬP BẢN VẼ KHÍ NÉN)
4.2.7 Mô hình sau khi hoàn thiện
Hình 4.29 Hình ảnh tổng thể máy sau khi hoàn thành
THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ
Mô tả thực nghiệm
Môi trường thực nghiệm được thiết lập tại sân nhà với nhiệt độ khoảng 34℃ và áp suất đầu ra từ bơm tăng áp từ 1-2,5 kg cho mỗi bình chứa màu sơn Các thí nghiệm thường được tiến hành vào khoảng 2 giờ chiều, với giới hạn khoảng 10 lon cho mỗi ID màu Mục đích là kiểm tra sự đồng nhất giữa các lần đổ sơn của cùng một ID màu và độ chính xác của màu sắc theo từng ID màu đã chọn.
Nhóm thực nghiệm theo bảng màu tiêu chuẩn Nhóm em quyết định dùng lon sơn loại
1 để giảm bớt chi phí lượng sơn sẽ sử dụng
Hình ảnh chụp được có thể khác màu so với thực tế vì nhóm không có camera tốt, bắt buộc phải dùng camera trên điện thoại
Hình 5.1 Bảng màu tiêu chuẩn
Tiến hành thực nghiệm
Nhóm bắt đầu bằng việc chuẩn bị màu sơn và kiểm tra vị trí lắp đặt của bình chứa Màu sơn được pha trộn từ bốn màu chính: xanh dương, đỏ, vàng và trắng.
Hình 5.2 Hình ảnh 4 màu sơn
Tiếp theo, nhóm thiết lập các thông số ban đầu trên màn hình HMI:
Hình 5.3 Hình ảnh giao diện khởi động trên HMI
Hình 5.4 Hình ảnh giao diện thiết lập thông số ban đầu
(1) Chọn loại lon cao hay thấp
Hình 5.5 Hình ảnh giao diện Color Page
Giao diện Color Page hiển thị mã màu sơn đã chọn và số xung đếm cho từng màu trong bình chứa để pha trộn màu sắc Ví dụ, màu ID 73 là màu trắng, do đó cần 119 xung màu trắng, trong khi các màu khác không cần xung nào.
Tương tự như vậy ở mã màu ID 10 là màu xanh lục tổng số xung cần là 118 trong đó có
116 xung màu vàng và 2 xung màu xanh dương
Sau khi thiết lập xong các thông số, nhóm ấn nút Start để chạy chế độ auto
Hình 5.6 Giao diện kiểm tra máy đang chạy ở chế độ auto