nghiên cứu ,tìm hiểu ,ứng dụng bộ điều khiển khả lập trình plc vào sản suất tự động chi tiết vành xe máy

Đồ án tốt nghiệp ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy 1 Lời nói đầu Trong thời gian gần đây, nền kinh tế của đất nước ta đang trong thời kỳ phát triển rất mạnh mẽ . Vấn đề hội nhập của nước ta đang được dư luận cả trong nước cũng nh trên thế giới đặc biệt quan tâm .Việt Nam đang nỗ lực cố gắng để được gia nhập tổ chức thương mại thế giới WTO. Để đạt được điều đó đòi hỏi Việt Nam phải tận dụng đựơc tối đa các nguồn lực hiện có cũng nh các cơ hội của việc mở cửa để có thể cạnh tranh với các cường quốc trên thế giới. Chính vì vậy tất cả các nghành của nước ta không những phải tiếp tục phát huy những điểm mạnh của mình mà còn phải luôn luôn cập nhật, tiếp thu những công nghệ mới, hiện đại. Nghành Cơ Khí của chúng ta không phải là một ngoại lệ. Phát triển công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu tư trang bị hiện đại .Hiện nay trong các nghành kinh tế nói chung và nghành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản sâu và rộng ,đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề thường gặp trong sản suất . Công nghệ phát triển, việc chỉ sử dụng các máy công cụ truyền thống để gia công các chi tiết Cơ khí đã không đáp ứng đựơc nhu cầu của sản xuất. Việc kết hợp giữa công nghệ cổ điển với công nghệ hiện đại sẽ tạo ra được khối lượng hành hoá và năng suất tăng lên rất nhiều lần so với chỉ sử dụng công nghệ cổ điển .Do đó đòi hỏi chúng ta phải nghiên cứu, ứng dụng những công nghệ tiên tiến hơn. Một trong số những công nghệ đó là các sản phẩm cơ điện tử. Có thể ví dụ một số sản phẩm cơ điện tử nh- : máy điều khiển số CNC, các loại máy dập tự động, máy hàn tự động, các loại Robot công nghiệp ,các hệ thống sản suất linh hoạt FMS, hệ thống CIM (Computer integrated Manufacturing System)… Đồ án tốt nghiệp ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy 2 Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp này bọn em nghiên cứu ,tìm hiểu ,ứng dụng bộ điều khiển khả lập trình PLC vào sản suất tự động chi tiết vành xe máy . Đó là máy tự động đột dập vành xe máy điều khiển bằng PLC. Trong thời gian làm đồ án chúng em có tham khảo thực tế về máy đột dập vành xe máy tại nhà máy GOSHI THĂNG LONG AUTOPART, cùng với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo Nguyễn Huy Ninh đến nay chóng em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy. Trong quá trình thiết kế và tính toán, chắc còn có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm chóng em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô trong bộ môn và sự đóng góp ý kiến của các bạn để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn. Chóng em xin chân thành cảm ơn! THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ MÁY TỰ ĐỘNG ĐỘT LỖ VÀNH XE MÁY ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC. Đồ án tốt nghiệp ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy 3 Nội dung: Phần I: Tổng quan về máy đột dập vành xe máy , thiết lập các bản vẽ lắp của máy Phần II:Điều khiển :ứng dụng hệ thống điều khiển điện tử (bao gồm các phần tử trong điều khiển nh cảm biến , bộ điều khiển khả lập trình PLC…) để điều khiển quá trình làm việc của máy. Phần III: Hệ thống thủy lực trong máy. Phần IV: Thiết kế qui trình chế tạo một số chi tiết trong máy. PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐỘT DẬP VÀNH XE MÁY 1. Phân tích chức năng làm việc, yêu cầu kỹ thuật và kết cấu của chi tiết Chi tiết vành là một chi tiết quan trọng trong xe gắn máy. Đây là bộ phận chịu tác động của nhiều lực như trọng lực của xe, trọng lực của người trên xe, mômem xoắn do động cơ gây ra, các phản lực và các lực ma sát…(như hình 1.1).Chính vì vậy chi tiết vành cần được chế tạo với độ cứng vững cao, độ đồng tâm cao. Để chi tiết vành không bị biến dạng cong vênh , hóp…, luôn đạt độ đồng tâm và độ cứng vững khi sử dụng và chế tạo ta cần phải thiết kế sao cho phù hợp với điều kiện làm việc của máy ,ở đây phương án thiết kế là các lỗ lắp nan hoa chính xác và có độ xiên so với tâm vành( trên thực tế thường là 6 o so với phương ngang và 15,5 o so với phương dọc là tốt nhất ) (như hình 1.2) Đồ án tốt nghiệp ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy 4 1 5 . 5 ° 1 5 . 5 ° H×nh 1.2 : ®uêng t©m c¸c lç l¾p nan hoa nghiªng 15,5 so víi t©m vµnh o 2. Quy trình công nghệ chế tạo vành xe máy • NC1: cắt phôi thành dạng tấm Đồ án tốt nghiệp ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy 5 • NC2: dập định hình • NC3: uốn phôi thành dạng tròn • NC4: hàn nối thành vòng tròn • NC5: mài ba via • NC6: nắn sơ bộ • NC7: mài bóng • NC8: đột lỗ chân van và đột các lỗ lắp nan hoa • NC9: nắn tinh và mài bóng • NC10: kiểm tra và sửa • NC11: mạ  Nhận xét : Chi tiết vành thường được chế tạo với một số lượng lớn, hàng khối hoặc hàng loạt lớn do đây là chi tiết có tính chất lắp lẫn cao, trong quy trình công nghệ trên thì nguyên công 8 là rất quan trọng nên để đạt được hiệu suất và năng suất cao trong thực tế người ta sử dụng một máy chuyên dùng để gia công nguyên công này. 3. Phân tích tổng quan về máy thiết kế Đây là một máy đột cơ điện tử , được kết hợp từ hai phần chính là phần Cơ Khí ,và phần Điện tử . Phần Cơ Khí bao gồm hệ thống Cơ Khí , hệ thống thủy lực và hệ thống khí nén, phần này tạo nên các chuyển động , vận tốc, gia tốc và lực cần thiết để có thể gia công được chi tiết. Phần điện tử có nhiệm vụ nhận biết, thông báo, điều khiển và điều chỉnh các qúa trình trên của phần Cơ Khí. Máy thiết kế cần phải được điều khiển tự động, đạt được độ chính xác, năng suất và hiệu suất cao. Dưới đây là sơ đồ tổng quan về hệ thống máy (hình 1.3) : ỏn tt nghip ngnh Cụng Ngh Ch To Mỏy 6 Hệ thống cơ khí (chày đột .đe, thân máy ) +Cảm biến +Cữ hành trình Bộ điều khiển khả lập trình PLC Hệ thống thuỷ lực khí nén Đột vành Hỡnh 1.3 4. Phõn tớch phng ỏn ch to ca mỏy thit k a) Phng ỏn gỏ t: +nh v : gia cụng c vnh ,cn phi khng ch c sỏu bc t do . Ta cn phi khng ch c sỏu bc t do vỡ cỏc l ca chi tit vnh cn cú v trớ tng quan chớnh xỏc vi cỏc l khỏc Di õy l phng ỏn gỏ t chi tit vnh : -Ta dựng ba qu lụ nm trờn mt phng ngang khng ch ba bc t do , -Sỏu mỏ kp cỏch u v i xng nhau khi bung ra va kp cht va nh v hai bc t do mt trong ca vnh -L chõn van nh v mt bc t do +Kp cht : - chi tit khụng b bin dng ta dựng 6 mỏ gn trờn cỏc cng t cỏch nhau 60 o , khi banh cỏc cng ra thỡ va cú th nh v, va kp cht. C cu gỏ t phi c thit k sao cho cú th gỏ t c cỏc loi vnh cú ng kớnh khỏc nhau. Đồ án tốt nghiệp ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy 7 3 Qu¶ l« 6 M¸ kÑp §Þnh vÞ lç ch©n van Hình 1.4: phương án định vị Phương án bố trí các mũi đột : để đạt được hiệu quả cao và độ đồng đều 7ab ố trí 4 mũi đột , khi đột cùng vào đột một lúc. Các mũi độ cần được gá nghiêng một góc 6 o so với phương ngang và 15,5 o so với phương dọc.( Hình 1.5) Đồ án tốt nghiệp ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy 8 16 0 S - 1 R 6 S D 5 0 N 5 0 B F2 ( T A I Y O ) 90° 1 5 , 5 ° 1 5 , 5 ° 6 ° 6 ° 5 0 ° 5 0 ° 16 0 S - 1 R 6 S D 5 0 N 5 0 B F2 ( T A I Y O ) Hình 1.5:phương án bố trí mũi đột b) Phương án phân độ :Để có thể đột được 36 lỗ với 4 mũi đột một lần đột thì ta phải phân độ mỗi lần là 40 o ( đột 9 lần). Để phân độ được chính xác và nhanh chóng ta dùng một cảm biến vị trí,kết hợp với động cơ nối qua hộp giảm tốc ,(trục động cơ có cơ cấu phanh siêu nhạy để có thể dừng ngay khi có tín hiệu của cảm biến vị trí ). Nh hình 1.5 Đồ án tốt nghiệp ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy 9 C¶m biÕn vÞ trÝ §éng c¬ g¾n liÒn hép gi¶m tèc G¾n 9 ®iÓm Hình 1.5 c) Phương án đột : để đột được lỗ chính xác ta chia ra làm hai bước là đột lồi và đột thủng. Bước đột lồi được thực hiện bằng mũi đột lồi, tiếp sau đó là bước đục thủng được thực hiện bằng mũi đục thủng đều dùng thuỷ lực. Để điều khiển được các quá trình này ta dùng các cữ hành trình và các van điều khiển bằng các cuộn hút. Nh hình 1.6 Chµy ®ét thñng Chµy ®ét låi §e Chi tiÕt Hình 1.6 Đồ án tốt nghiệp ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy 10 d) Phương án điều khiển :để cho máy có thể hoạt động một cách tự động ,ở đây ta dùng bộ điều khiển khả lập trình PLC để điều khiển phối hợp các hoạt động của máy. Hiện nay có nhiều loại PLC của các hãng khác nhau: Bộ PLC ALLEN-BRADLEY SLC500 của hãng AMATROL Mỹ. Họ các bộ PLC Simatic S5, Simatic S7 của hãng Siemens, cộng hoà liên bang Đức. Các họ PLC Series 90 TM của hãng Fanme, Nhật Bản. Các họ PLC CQM1, CPM1, CPM1A và SRM1 của hãng OMRON, Nhật Bản. Trong đồ án này ta dùng bộ PLC S7200(hiện có trong phòng thí nghiêm FMS & CIM bộ môn công nghệ chế tạo máy ) 5. Phân tích nguyên lý làm việc và điều khiển của máy: Nguyên lý làm việc của máy nh sau : Trước tiên người công nhân đặt vành lên máy . Chú ý là khi đó lỗ chân van cần được lắp đúng vào chốt định vị ở trên máy. Sau đó người công nhân sẽ Ên nút phát tín hiệu cho máy tự động hoạt động theo từng bước như sau: _Trục kẹp đi xuống do xi lanh khí nén được bơm khí nén vào, làm cho các má kẹp sẽ văng ra kẹp chặt chi tiết . Do cơ cấu kẹp là tự lựa nên chi tiết được kẹp vừa đủ lực, vành không bị biết dạng.( Nh hình 1.7) Trôc kÑp ®i xuèng M¸ kÑp bung ra M¸ kÑp bung ra Hình 1.7 [...]... phỏt tớn hiu bỏo cho PLC , ể PLC phỏt tớn hiu dng ng c -Khi ng c dng li nú s bỏo cho PLC bit PLC phỏt tớn hiu lm cho quỏ trỡnh li thc hin li t bc e i vo -Chu trỡnh c lp li 9 ln t bc e i vo n bc phõn cú th t c ht 36 l -Sau khi thc hin c 9 ln thỡ bỏo cho PLC bit ể PLC phỏt tớn hiu lm cho nh v l chõn van lựi ra -xi lanh nh l chõn van lựi ra s gp c hnh trỡnh ca nú ,bỏo cho PLC PLC phỏt tớn hiu lm... thủng Chi tiết hỡnh 1.11 _Sau khi t thng sau ,chy t thng s gp phi c hnh trỡnh ca nú , bỏo cho PLC PLC phỏt tớn hiu úng van thu lc ca xi lanh t thng Xi lanh ny loi cú kh nng t hi v (hi v bng lũ xo ) s lm cho chy t thng rỳt v ngay lp tc -Khi chy t thng rỳt v nú s gp c hnh trỡnh ca nú ,bỏo cho PLC bit PLC phỏt tớn hiu m van thu lc ca xi lanh t li lm cho chy t li lựi ra - Khi t li lựi ra nú s bỏo cho PLC. .. -Sau khi nh v l chõn van ó lựi vo, chm phi c hnh trỡnh ca xi lanh khớ nộn s bỏo cho PLC bit PLC phỏt tớn hiu m van thu lc ca cỏc e lm cho c 4 e i vo nh v lờn vnh (hỡnh 1.9) 160S-1R 6SD50 N50BF2 (TAIYO) 160S-1R6SD50 N50BF2 (TAIYO) Đe đi vào Đe đi vào Đe đi vào Hỡnh 1.9 _e i vo nh v s gp c hnh trỡnh ca nú ,bỏo cho PLC phỏt lnh m xi lanh thu lc ca cỏc chy t li cỏc chy t ny vo t li vnh (hỡnh 1.10) ... nghip ngnh Cụng Ngh Ch To Mỏy 13 Đột lồi tiến vào 160S-1R6SD50N5 (TAIYO) 0BF2 160S-1R6 SD50N5 0BF2 (TAIYO) Đột lồi tiến vào Đột lồi tiến vào Đột lồi tiến vào Hỡnh 1.10 -Sau khi t li xong chy t li s gp phi c hnh trỡnh ca nú , phỏt tớn hiu bỏo cho PLC ể PLC phỏt lnh m xi lanh thu lc ca cỏc chy t thng lm c 4 chy ny cựng vo t thng vnh mt lỳc (hỡnh 1.11)... chn ch lm vic cho PLC Cụng tc chn ch lm vic nm phớa trờn , bờn cnh cỏc cng ra ca S7-200 cú ba v trớ ghộp chn cỏc ch lm vic khỏc nhau cho PLC RUN cho phộp PLC thc hin chng trỡnh trong b nh PLC S7-200 s ri khi ch RUN v chuyn sang ch STOP nu trong mỏy cú s c hoc trong chng trỡnh STOP , thm chớ ngay khi cụng tc ch RUN Nờn quan sỏt trng thỏi thc ti ca PLC theo ốn bỏo STOP cng bc PLC dng cụng vic... ca nú ,bỏo cho PLC PLC phỏt tớn hiu lm cho xi lanh ca trc kp m trc kp i lờn ,cỏc mỏ kp nh chi tit ra Hỡnh 1.13 ỏn tt nghip ngnh Cụng Ngh Ch To Mỏy 16 Trục kẹp đi lên Má kẹp đi vào Má kẹp đi vào Chi tiết Xi lanh khí nén Cảm biến vị trí Trục kẹp đi lên 6 Má kẹp Định vị lỗ chân van 3 Quả lô Đi... - Sau ú cm bin t cui trc s phỏt tớn hiu cho PLC bit l quỏ trỡnh kp ó xong Tip ú PLC s phỏt ra tớn hiu cho mỏy nộn khớ bm khớ vo lm cho nh v l chõn van lựi vo ( hỡnh 1.8) Má kẹp bung ra Trục kẹp đi xuống Má kẹp bung ra Chi tiết Xi lanh khí nén Cảm biến vị trí Trục kẹp đi xuống 6 Má kẹp 3 Quả lô Định vị lỗ chân van Lùi vào Hỡnh 1.8 ... tng t - Ton b vựng nh khụng b mt gi liu tronh khong thi gian 190 giờ khi PLC b mt ngun nuụi Mụ t cỏc ốn bỏo trờn S7 200 , CPU 214 SF ốn SF bỏo hiu h thng b hng ốn SF sỏng lờn khi PLC ( ốn ) cú hng húc RUN ốn xanh RUN ch nh PLC ang ch lm vic v thc (ốn xanh ) thc hin chng trỡnh c np vo trong mỏy STOP ốn vng STOP ch nh rng PLC ang ch dng Dng ( ốn vng ) chng trỡnh ang thc hin li Ix.x ốn xanh... mỏy Trong t thc tp tt nghip chỳng em ó tỡm hiu v hot ng t ng ca mỏy t dp vnh xe mỏy ca cụng ty GOSHI-THNG LONG AUTO-PART c iu khin bng b kh lp trỡnh PLC ca hóng MISUBISHI ELECTRIC Nhng do iu kin nờn khụng th lm vic nhiu ti cụng ty do vy m khụng lm vic vi b iu khin PLC ca hóng MISUBISHI ELECTRIC Trong ỏn ny chỳng em tỡm hiu b PLC S7-200 ca hóng SIEMENS hin cú trong phũng thớ nghim FMS-CIM ca b mụn cụng... theo ốn bỏo STOP cng bc PLC dng cụng vic thc hin chng trỡnh ang chy v chuyn sang ch STOP ch STOP PLC cho phộp hiu chnh li chng trỡnh hoc np mt chng trỡnh mi TERM cho phộp mỏy lp trỡnh t quyt nh mt trong ch lm vic cho PLC hoc RUN hoc STOP Chnh nh tng t iu chnh tng t ( 1 bộ trong CPU 242 v 2 bộ trong CPU 244 ) cho phộp iu chnh cỏc biờn cn phi thay i v s dng trong chng trỡnh Nỳm chnh analog . Tạo Máy 2 Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp này bọn em nghiên cứu ,tìm hiểu ,ứng dụng bộ điều khiển khả lập trình PLC vào sản suất tự động chi tiết vành xe máy . Đó là máy tự động đột dập vành. thiết lập các bản vẽ lắp của máy Phần II :Điều khiển :ứng dụng hệ thống điều khiển điện tử (bao gồm các phần tử trong điều khiển nh cảm biến , bộ điều khiển khả lập trình PLC ) để điều khiển. Phương án điều khiển :để cho máy có thể hoạt động một cách tự động ,ở đây ta dùng bộ điều khiển khả lập trình PLC để điều khiển phối hợp các hoạt động của máy. Hiện nay có nhiều loại PLC của