Đồ án thiết kế hệ thống khoan lỗ tự động

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, có thể nói một trongnhững tiêu chí để đánh giá sự phát triển của mỗi quốc gia là mức độ tự động hóatrong các quá trình sản xuất mà

MỤC LỤC

MỤC LỤC :

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

LỜI NÓI ĐẦU

Chương 1 : Tổng quan về gia công tự động và nguyên công khoan lỗ

1.1.Giới thiệu về gia công tự động và tự động hóa sản xuất

1.1.1.Các khái niệm cơ bản

1.1.2.Dây chuyền sản xuất tự động hóa

1.1.3.Vai trò của gia công tự động trong nền sản xuất hiện nay

1.1.4.Một số ví dụ minh họa về hệ thống sản xuất tự động

1.2.Giới thiệu về hệ thống khoan lỗ tự động

1.2.1.Giới thiệu mục tiêu đề tài

1.2.2.Sơ đồ nguyên lý

1.2.3.Nguyên lý hoạt động của hệ thống khoan

Chương 2: Tính toán thiết kế các cơ cấu của hệ thống

2.1.Thiết kế băng tải

2.2.Thiết kế cơ cấu đẩy phôi

2.3.Cơ cấu khoan lỗ

2.4 Tính toán chế độ cắt…

Chương 3: Thiết kế phần điều khiển

3.1.Hệ thống điều khiển khí nén

3.1.1 Van đảo chiều………

3.1.2 Van chắn

3.1.3 Van tiết lưu

3.1.4 Cơ cấu chấp hành

3.1.5 Các loại đồ gá lắp thêm với xilanh tác dụng hai chiều

3.2 Rơ le

3.3 Công tắc hành trình :

3.4 Bộ đếm sản phẩm………

3.4.1 Cảm biến………

3.4.2.Hiển thị sản phẩm………

3.5 Thiết bị điều khiển

3.5.1 Phương án chọn thiết bị điều khiển cho hệ thống………

3.5.2 Giới thiệu tổng quan về PLC

3.5.3 Phân loại PLC

3.5.4 Ưu điểm của PLC

3.5.5 Phương thức thực hiện chuơng trình trong plc………

3.5.6.Vai trò của plc trong tự động hóa………

Chương 4: Lập trình cho hệ thống……… …

Chuơng 5: Kết luận và huớng phát triển ………

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Hình 1.7- Khoan chi tiết hình vuông bốn lỗ.

Hình 1.8- Khoan chi tiết hình vuông bốn lỗ

Hình 1.9-Khoan chi tiết hình tròn bốn lỗ

Hình 1.10- Khoan chi tiết hình tròn bốn lỗ

Hình 1.11- Sơ đồ bố trí hệ thống

Hình 1.12-Cơ cấu cấp gỗ

Hình 1.13- Cơ cấu khoan

Hình 1.14- Cơ cấu xả phôi

Hình 2.1-Băng tải đai

Hình 3.1- Các thiết bị điều khiển

Hình 3.2- Ký hiệu chuyển đổi của nòng van

Hình 3.3- Ký hiệu van xả khí

Hình 3.4 –Ký hiệu các cửa nối của van đảo chiều

Hình 3.5- Các loại van đảo chiều.

Hình 3.6- Van tiết lưu một đầu

Hình 3.7- Van tiết lưu có tiết diện thay đổi

Hình 3.8 - Van tiết lưu có tiết diện thay đổi

Hình 3.9- Van tiết lưu có tiết diện thay đổi.

Hình 3.15 Xi lanh tác dụng 2 chiều không có giảm chấn

Hình 3.16 Các loại kết cấu đồ gá lắp thêm với xilanh tác dụng 2 chiều

Xilanh tác dụng hai chiều có giảm chấn

Hình 3.17 - Xilanh tác dụng hai chiều có cụm chi tiết giảm chấn

điều chỉnh được ở cuối khoảng chạy

Hình 3.18 - Xi lanh có tác dụng kép

Hình 3.19 - Relay OMRON 8C-24VDC và sơ đồ chân của nó

Hình 3.20 - Một số loại công tắc hành trình tiêu biểu

Hình 3.22 Cảm biến quang E3F-DS30P1

Hình 3.23 Cảm biến hồng ngoại dùng led phát thu phát

Hình 3.2Sơ đồ nguyên lí mạch cảm biến hồng ngoại

Hìnhh3.24-LED 7 đoạn

Hình 3.25- PLC hãng SIEMENS

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, có thể nói một trongnhững tiêu chí để đánh giá sự phát triển của mỗi quốc gia là mức độ tự động hóatrong các quá trình sản xuất mà trước hết là năng suất sản xuất và chất lượng sảnphẩm làm ra.Sự phát triển rất nhanh chóng của máy tính điện tử, công nghệ thôngtin và những thành tựu của lý thuyết điều khiển tự động đã làm cơ sở và hỗ trợ cho

sự phát triển tương xứng trong lĩnh vực tự động hóa

Ở nước ta, mặc dù là nước chậm phát triển nhưng trong những năm gần đâycùng với đòi hỏi của sản xuất cũng như sự hội nhập vào nền kinh tế thế giới thì việc

áp dụng các tiến bộ khoa học kĩ thuật mà đặc biệt là sự tự động hóa các quá trìnhsản xuất đã có bước phát triển mới tạo ra những sản phẩm có hàm lượng chất xámcao tiến tới hình thành một nền kinh tế tri thức

Ngày nay tự động hóa các quá trình sản xuất đã đi sâu vào trong từng ngõngách của nền kinh tế, vào trong tất cả các khâu của quá trình tạo ra sản phẩm Mộttrong những ứng dụng đó là hệ thống khoan lỗ tự động Dưới sự hướng dẫn tận tình

của thầy Th.s NGÔ TẤN THỐNG, nhóm chúng em đã thực hiện đồ án “Thiết kế

và chế tạo mô hình hệ thống khoan lỗ tự động”

Trong quá trình thực hiện đồ án, được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáohướng dẫn và các bạn, nhóm chúng em đã hoàn thành đồ án này.Tuy nhiên do kiếnthức và thời gian có hạn nên không thể tránh được những thiếu sót trong quá trìnhthực hiện, vì vậy rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2015

SV: -Nguyễn Công Chính -Nguyễn Văn Thắng

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CẮT GỌT KIM LOẠI

1.1.GIỚI THIỆU CẮT GỌT KIM LOẠI VÀ TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT: 1.1.1 Các khái niệm cơ bản:

1.1.1.1.Cơ khí hóa:

Để tạo ra sản phẩm yêu cầu, các quá trình sản xuất thực hiện việc biến đổivậtchất, năng lượng và thông tin từ dạng này sang dạng khác Các quá trình biếnđổi vật chất thường bao gồm hai dạng sau :

1.Các quá trình chính 2.Các quá trình phụ

Các quá trình chính là các quá trình liên quan trực tiếp đến việc thay đổi tínhchất cơ lí hóa, hình dáng hình học ban đầu của phôi liệu để tạo ra sản phẩm yêucầu Còn các quá trình phụ là các quá trình cần thiết cho các quá trình chính thựchiện được Hầu hết các quá trình sản xuất cơ khí đều có mục đích cuối cùng làlàm biến đổi trạng thái cơ lýtính và hình dáng hình học ban đầu của phôi liệu đểtạo ra chi tiết (sản phẩm yêu cầu)

Trong quá trình chính để thực hiện việc biến đổi, tất cả các thiết bị sản xuất

cơ khí phải thực hiện được hai dạng chuyển động cơ bản là chuyển động chính vàchuyển động phụ

Trên các máy tiện gỗ cổ điển, chuyển động quay của chi tiết là chuyển động chính

và được thực hiện bằng lực đạp chân của công nhân Khi thực hiện cơ khí hóa,người ta tiến hành thay lực đạp chân bằng động cơ điện Các chuyển động còn lạicủa dao vẫn do công nhân thực hiện bằng tay

Như vậy, cơ khí hóa chính là quá trình thay thế tác động cơ bắp của con người

khi thực hiện các quá trình công nghệ chính hoặc các chuyển động chính bằngmáy

1.1.1.2 Tự động hóa chu kỳ gia công.

Để gia công hoàn chỉnh một bề mặt hay một số bề mặt, phải tiến hành mộthoặc nhiều chu kỳ gia công khác nhau Máy vạn năng không thể tự động thựchiện được nhiệm vụ đó

Tự động hoá các chu kỳ gia công là giai đoạn phát triển tiếp theo của nền sảnxuất cơ khí hoá Nó sẽ thực hiện phần công việc mà cơ khí hóa không thể đảm

đương được đó là điều khiển và thực hiện tự động các chuyển động phụ

Điều khiển là một quá trình sử dụng thông tin để tạo ra các tác động cần thiết

tới cơ cấu chấp hành, đảm bảo cho một quá trình vật lí hoặc thông tin nào đó xảy

ra theo mục đích định trước Với những quá trình sản xuất và công nghệ phức tạp,khi mà số lượng các thông số tham gia vào quá trình lớn và có giá trị thay đổi liêntục theo thời gian, thì khả năng hoàn thành nhiệm vụ của người thợ thực hiệnnhiệm vụ điều khiển sẽ bị suy giảm đáng kể Vì vậy cần giao nhiệm vụ đó chomáy

Sự ra đời của kỹ thuật số trong những năm 1955-1956 đã giúp cho tự độnghóa phát triển lên một trình độ mới Các máy NC, CNC và các MRP(Manufacturing ResoureesPlanning) ra đời trong giai đoạn này đã đặt nền móngcho sự xuất hiện trong những năm1985-1990 một hình thức sản xuất mới – sản

xuất tích hợp Trong nền sản xuất tích hợp (đôi khi còn được gọi là tự động hóa toàn phần), toàn bộ các công đoạn và nguyên côngcủa quá trình sản xuất, từ phôi

liệu tới các công đoạn kết thúc như kiểm tra, đóng gói v.v , đều được tự độnghóa

1.1.2.Dây chuyền sản xuất tự động hóa:

1.1.2.1.Khái niệm :

Dây chuyền sản xuất tự động hóa có các đặc điểm sau đây:

- Là một hệ thống thiết bị để sản xuất một hay vài loại sản phẩm nhất địnhvới sảnlượng lớn

- Hệ thống thiết bị này tự động thực hiện các nhiệm vụ gia công theo quytrình công nghệ đã định, chỉ cần người theo dõi và kiểm tra

- Nguyên liệu hay bán thành phẩm lần lượt dời chỗ theo nhịp sản xuất từ vịtrí giacông này đến vị trí gia công khác theo một cơ cấu chuyển động nào đó(nghĩa là khó thay đổi nhịp thời gian và nhịp không gian)

Trên các dây chuyền tự động người ta thường gia công các chi tiết dạng hộplớn vàcác chi tiết có hình dáng phức tạp với yêu cầu phải gia công qua nhiềubước Các chi tiếtđó là: các vỏ động cơ ôtô, máy kéo, vỏ hộp tốc độ, vỏ hộp chạydao, vỏ máy bơm, nắp vòng bi, trục khuỷu, vỏ động cơ điện, các loại bánh răng

dẫn động, giá đỡ, động cơ điện,các loại ống nối, các bánh xích v…v Phần lớn cácchi tiết trên đây đều được chế tạo trên các dây chuyền tự động trong các nhà máychế tạo ôtô, máy kéo, động cơ và các nhà máychế tạo phụ tùng.

Tất cả các nguyên công được thực hiện trên các máy riêng lẻ đều có thể thựchiện trên các dây chuyền tự động Trong những năm gần đây, người ta đã chế tạothêm nhiều dây chuyền tự động có thêm những máy chuốt mặt phẳng và máy cán

lỗ cho một chi tiết nhất định

Theo lịch sử phát triển tự động hóa, các dây chuyền sản xuất tự động đã cótrong thực tế là:

1- Dây chuyền gồm các máy vạn năng cải tiến

2- Dây chuyền gồm các máy chuyên dùng

3- Dây chuyền gồm các máy tổ hợp

4- Dây chuyền gồm các máy chuyên môn hóa

5- Dây chuyền gồm các máy NC, CNC

1.1.2.2.Cơ cấu vận chuyển phôi trên dây chuyền:

Để vận chuyển loại phôi không quay lúc gia công, người ta thường dùngcác cơ cấu sau:

- Cơ cấu thanh tịnh tiến có chấu đẩy

- Cơ cấu thanh tịnh tiến và quay có các chấu kẹp và đẩy

- Cơ cấu tay đòn có má kẹp nâng kiểu khớp

- Cơ cấu đẩy thủy lực

- Băng tải, xích tải

1.1.2.3.Đinh vị chi tiết trên dây chuyền tự động:

Hình dáng, kích thước và độ chính xác vị trí tương quan của các bề mặtchi tiết quyết định việc vận chuyển trên dây chuyền tự động hoặc phải gá đặt trêncác đồ gá vệ tinh Phương pháp tối ưu là di chuyển chi tiết trực tiếp trên dâychuyền tự động (di chuyển giữa các máy), tuy nhiên điều này chỉ cho phép khichi tiết gia công có bề mặt đảm bảo vị trí ổn định khi di chuyển và sai số chuẩncủa chi tiết ở mỗi vị trí phải nhỏ hơn sai số gia công cho phép Tất cả các bề mặt

có khả năng đảm bảo độ ổn định của chi tiết khi di chuyển phải có mối liên hệchặt chẽ với mặt chuẩn Các chi tiết gia công được di chuyển trực tiếp trên dâychuyền tự động thường làcác chi tiết dạng hộp như xilanh, hộp tốc độ, hộp chạydao v…v Đối với các chi tiết này chuẩn được chọn là mặt phẳng đáy và hai lỗđược gia công với độ chính xác đường kínhvà vị trí tương quan nhất định

1.1.3.Vai trò của gia công tự động trong nền sản xuất hiện nay:

Tự động hóa các quá trình sản xuất cho phép giảm giá thành và nâng caonăng suất lao động Trong mọi thời đại, các quá trình sản xuất luôn được điềukhiển theo các quy luật kinh tế Có thể nói giá thành là một trong những yếu tố

quan trọng xác định nhu cầu phát triển tự động hóa Không một sản phẩm nào cóthể cạnh tranh được nếu giá thành sản phẩm cao hơn các sản phẩm cùng loại, cótính năng tương đương với các hãng khác Trong bối cảnh nền kinh tế đang phảiđối phó với các hiện tượng như lạm phát, chi phí cho vật tư, lao động, quảng cáo

và bán hàng ngày càng tăng buộc công nghiệp chế tạo phải tìm kiếm các phươngpháp sản xuất tối ưu để giảm giá thành sản phẩm Mặt khác nhu cầu nâng cao chấtlượng sản phẩm sẽ làm tăng mức độ phức tạp của quá trình gia công Khối lượngcác công việc đơn giản cho phép trả lương thấp sẽ giảm nhiều Chi phí cho đàotạo công nhân và đội ngũ phục vụ, giá thành thiết bị cũng tăng theo Đây là độnglực mạnh kích thích sự phát triển của tự động hóa

Tự động hóa các quá trình sản xuất cho phép cải thiện điều kiện sản xuất.Cácquá trình sản xuất sử dụng quá nhiều lao động sống rất dễ mất ổn định về giờgiấc, về chất lượng gia công và năng suất lao động, gây khó khăn cho việc điềuhành và quản lý sản xuất Các quá trình sản xuất tự động cho phép loại bỏ cácnhược điểm trên Đồng thời tự động hóa đã thay đổi tính chất lao động, cải thiệnđiều kiện làm việc của công nhân, nhất là trong các khâu độc hại, nặng nhọc, cótính lặp đi lặp lại nhàm chán, khắc phục dần sự khác nhau giữa lao động trí óc vàlao động chân tay

Tự động hóa các quá trình sản xuất cho phép đáp ứng cường độ lao động sảnxuất hiện đại Với các loại sản phẩm có số lượng lớn (hàng tỉ cái trong một năm)như đinh, bóng đèn điện, khóa kéo v v.thì không thể sử dụng các quá trình sảnxuất thủ công để đáp ứng sản lượng yêu cầu với giá thành nhỏ nhất

Tự động hóa các quá trình sản xuất cho phép thực hiện chuyên môn hóa vàhoán đổi sản xuất Chỉ có một số ít sản phẩm phức tạp là được chế tạọ hoàn toànbởi một nhà sản xuất Thông thường một hãng sẽ sử dụng nhiều nhà thầu để cungcấp các bộ phận riêng lẻ cho mình, sau đó tiến hành liên kết, lắp ráp thành sảnphẩm tổng thể Các sảnphẩm phức tạp như ôtô, máy bay.v…v nếu chế tạo theophương thức trên sẽ có rất nhiều ưu điểm Các nhà thầu sẽ chuyên sâu hơn với cácsản phẩm của mình Việc nghiên cứu, cải tiến chỉ phải thực hiện trong một vùngchuyên môn hẹp, vì thế sẽ có chất lượng cao hơn, tiến độ nhanh hơn Sản xuất củacác nhà thầu có điều kiện chuyển thành sản xuất hàng khối Do một nhà thầutham gia vào quá trình sản xuất một sản phẩm phức tạp nào đó có thể đóng vaitrò như một nhà cung cấp cho nhiều hãng khác nhau, nên khả năng tiêu chuẩn hóa

sản phẩm là rất cao Điều này cho phép ứng dụng nguyên tắc hoán đổi một trong

các điều kiện cơ bản dẫn tới sự hình thành dạng sản xuất hàng khối khi chế tạocác sản phẩm phức tạp, số lượng ít Tuy nhiên, cũng không nên quá đề cao tầmquan trọng của tiêu chuẩn hoá Không có tiêu chuẩn hóa trong sản xuất chỉ có thểgây cản trở cho việc hoán chuyển ở một mức độ nhất định, làm tăng tiêu tốn thời

gian cho các quá trình sản xuất các sản phẩm phức tạp chứ không thể làm cho cácquá trình này không thể thực hiện được Có thể nói tự động hóa giữ một vai tròquan trọng trong việc thực hiện tiêu chuẩn hóa bởi chỉ có nền sản xuất tự độnghóa mới cho phép chế tạo các sản phẩm có kích cỡ và đặc tính không hoặc ít thayđổi với số lượng lớn một cách hiệu quả nhất

Tự động hóa các quá trình sản xuất cho phép thực hiện cạnh tranh và đápứng điều kiện sản xuất Nhu cầu về sản phẩm sẽ quyết định mức độ áp dụng tựđộng hóa cần thiết trong quá trình sản xuất Đối với sản phẩm phức tạp như tàubiển, giàn khoan dầu và các sản phẩm có kích cỡ, trọng lượng rất lớn khác, sốlượng sẽ rất ít Thời gian chế tạo kéo dài từ vài tháng đến vài năm Khối lượng laođộng rất lớn Việc chế tạo chúng trên các dây chuyền tự động cao cấp là khônghiệu quả và không nên Mặt khác các sản phẩmnhư bóng đèn điện, ôtô, các loạidụng cụ điện dân dụng thường có nhu cầu rất cao tiềm năng thị trường lớn, nhưnglại được rất nhiều hãng chế tạo Trong nhiều trường hợp, lợi nhuận riêng của mộtđơn vị sản phẩm là rất bé Chỉ có sản xuất tập trung với số lượng lớn trên các dâychuyền tự động, năng suất cao mới có thể làm cho giá thành sản phẩm thấp, hiệuquả kinh tế cao Sử dụng các quá trình sản xuất tự động hóa trình độ cao trongnhữngtrường hợp này là rất cần thiết Chính yếu tố này là một tác nhân tốt kíchthích quá trình cạnh tranh trong cơ chế kinh tế thị trường Cạnh tranh sẽ loại bỏcác nhà sản xuất chế tạo ra các sản phẩm chất lượng thấp, giá thành cao Cạnhtranh bắt buộc các nhà sản xuất phải cải tiến công nghệ, áp dụng tự động hóa cácquá trình sản xuất để tạo ra sản phẩm tốt hơn với giá rẻ hơn Có rất nhiều ví dụ vềcác nhà sản xuất không có khả năng hoặc không muốn cải tiến công nghệ và ápdụng tự động hóa sản xuất nên dẫn đến thất bại trong thị trường

1.1.4.Một số ví dụ minh họa về các loại máy tự động hóa

a.Máy CNC dùng trong công nghiệp

Hình 1.1 Máy CNC dùng trong công nghiệp

b.Máy phay CNC

Hình 1.2 Máy phay CNC

c.Máy khắc CNC

Hình 1.3 Máy khắc CNC

1.2.GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG KHOAN LỖ TỰ ĐỘNG:

1.2.1.Giới thiệu mục tiêu đề tài:

Ngày nay tự động hóa điều khiển các quá trình sản xuất dần đi sâu vào từngngõ ngách,vào trong các khâu của quá trình sản xuất.Một trong những ứng dụng đó

là công nghệ khoan tự động

Khoan đóng vai trò quan trọng trong cơ khí chế tạo cũng như một số nghànhkhác trong nền kinh tế

Nguyên công khoan lỗ là quá trình tạo ra một lỗ thủng trên bề mặt vật thể có

kích thước chiều sâu định trước

Bên cạnh các máy móc cơ khí khác như máy doa,máy bào,máy tiện,máyphay…dần dần được tự động hóa theo 1 dây chuyền hiện đại,thì những phươngpháp khoan truyền thống dần được thay thế bởi hệ thống khoan tự động theo dâychuyền hiện đại nhằm đạt được những mục đích như:

Trước những yêu cầu thực tế đó,chúng em đã đi vào nghiên cứu và thiết kế môhình hệ thống khoan lỗ tự động

Trong việc thiết kế và chế tạo, tự động hóa điều khiển được thể hiện qua 2quá trình sau:

+Tự động hóa đưa vật thể cần khoan vào vị trí định trước (xác định vị trí lỗkhoan)

+Tự động hóa đưa mũi khoan vào khoan vật thể sau đó tự động lùi về vị trí

cũ để thực hiện chu trình tiếp theo

+Sau đây một số loại máy khoan tự động

Hình 1.4 Máy khoan gỗ vi tính

Hình 1.5 Máy khoan trong công nghiệp

Hình 1.6 Máy khoan CNC

+Một số sản phẩm cần khoan lỗ tự động :

Hình 1.7 Khoan chi tiết hình vuông bốn lỗ

Hình 1.8 Khoan chi tiết hình vuông nhiều lỗ

Hình 1.9 Khoan chi tiết hình tròn bốn lỗ

Hình 1.10 Khoan chi tiết hình trò nhiều lỗ

Thực hiện đề tài này những mục tiêu chính được đặt ra như sau:

+Mục tiêu kinh tế:

-Thiết kế hệ thống khoan lỗ với giá hợp lý nhất

-Năng suất làm việc phải đảm bảo

+Mục tiêu kỹ thuật:

-Phải đạt được các giải pháp thiết kế tổng hợp về cơ khí-truyền động, điện-điệntử,…

-Hoạt động nhịp nhàng, ổn định

-Đạt được độ chính xác gia công, không bị sai lệch các lỗ khoan

-Đảm bảo an toàn lao động và thay thế tốt cho người công nhân

Từ những mục tiêu kĩ thuật trên nhóm đã quyết định thiết kế khoan tự động vớisản phẩm là hình 2.1

1.2.2.Sơ đồ nguyên lý:

1.2.2.1.Sơ đồ bố trí hệ thống:

HOP CAP PHOI

Hình 1.11- Sơ đồ bố trí hệ thống

Hệ thống gồm có 3 cơ cấu sau:cơ cấu cấp gỗ,cơ cấu khoan gỗ,cơ cấu gạt gỗ.

a.Cơ cấu cấp gỗ:

Cơ cấu cấp gỗ gồm một hình chữ nhật giữ gỗ và cơ cấu đẩy phôi tự động

Cơ cấu này có nhiệm vụ cung cấp khối gỗ có kích thước 60x60x20mm cho hệthống hoạt động Cơ cấu cấp phôi tự động cho hệ thống, pít tông có nhiệm vụ dịchchuyển khối gỗ đến vị trí bàn khoan

Hình 1.12- Cơ cấu cấp gỗ.

c.Cơ cấu khoan lỗ:

Khối gỗ sau khi được pít tông đặt đúng vào vị trí bàn khoan thì động cơmang cơ cấu khoan đi xuống, đồng thời động cơ khoan khởi động để thực hiện việckhoan lỗ.Khi dàn khoan đi xuống khoan xong rồi lùi về nhờ việc đảo chiều động cơmang cơ cấu khoan đi lên khi chạm vào công tắt hành trình 2

Cơ cấu khoan được bố trí như hình vẽ

Hình 1.13- Cơ cấu khoan

d.Cơ cấu xả phôi:

Đây là công đoạn sau cùng của quá trình khoan

Cơ cấu này có nhiệm vụ gạt khối gỗ xuống băng tải thông qua sự tác động củaPittông

Hình 1.14- Cơ cấu xả phôi

1.2.3.Nguyên lý hoạt động của hệ thống khoan:

Khởi động hệ thống, pittong 1cấp phôi gạt phôi lên đế xoay, sau đó pittong1trở về > lúc này động cơ mang cơ cấu khoan xoay thuận đưa động cơ đi xuốngkhoan 1lỗ sau đó gặp công tắc hành trình 1 động cơ mang cơ cấu khoan xoayngược đi lên >sau đó gặp công tắc hành trình 2>đế xoay ¼ vòng mang cơ cấu mangkhoan đi xuống khoan lỗ>gặp công tắc hành trình 1>động cơ mang khoan đảochiều đi lên >gặp công tắc hành trình 2>đế xoay ¼ vòng >hệ thống mang khoanxoay thuận đi xuống khoan lỗ thứ 2>gặp công tắc hành trình 1> động cơ mangkhoan đảo chiều đi lên >gặp công tắc hành trình 2> đế xoay ¼ vòng >hệ thốngmang khoan xoay thuận đi xuống khoan lỗ thứ 3> gặp công tắc hành trình 1>>động cơ mang khoan đảo chiều đi lên >gặp công tắc hành trình 2> đế xoay ¼vòng> hệ thống mang khoan xoay thuận đi xuống khoan lỗ thứ 4> gặp công tắchành trình 1> động cơ mang khoan đảo chiều đi lên >gặp công tắc hành trình 2>lúcnày pittong2 hoạt động đẩy phôi từ đế xoay ra băng tải và trở về sau đó đế xoaythêm ¼ vòng trở về vị trí ban đầu nhận phôi tiếp theo.Chu trình được lặp lại

CHƯƠNG 2

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CƠ CẤU CỦA HỆ THỐNG

2.1.THẾT KẾ HỆ THỐNG BĂNG TẢI:

2.1.1.Giới thiệu về công dụng và phân loại băng tải:

Băng tải thường được sử dụng để di chuyển các vật liệu đơn chiếc và vật liệurời rạc theo phương ngang và theo phương nghiêng.trong các dây chuyền sảnxuất,thiết bị này được sử dụng rộng rãi như những phương tiện để vận chuyển cáccấu kiện nhẹ, trong các xưởng luyện kim dùng để vận chuyển quặng , than đá, cácloại xỉ lò; trên các trạm thủy điện thì dùng để vận chuyển nhiên liệu Trên các khobãi thì dùng để vận chuyển các loại hàng bao kiện, vật liệu hạt, hoặc một số sảnphẩm khác.Trong một số ngành công nghiệp nhẹ, công nghiệp thực phẩm, hóa chấtthì dùng để vận chuyển các sản phẩm đã hoàn thành và chưa hoàn thành giữa cáccông đoạn, các phân xưởng, đồng thời cũng dùng để loại bỏ các sản phẩm khôngdùng được…

Băng tải có ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển các sảnphẩm rời và đơn chiếc theo các hướng nằm ngang và nghiêng, vốn đầu tư khôngcao, vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng, làm việc không ồn ào, năng suất cao

và tiết kiệm năng lượng so với những máy vận chuyển khác

Tuy vậy phạm vi sử dụng của băng tải bị hạn chế do độ dốc cho phép củabăng tải không cao và không đi theo đường cong được

Hình 2.2-Băng tải con lăn

Trong nhiệm vụ đồ án băng tải có nhiệm vụ cung cấp phôi gỗ đến bàn khoan

để thực hiện việc khoan lỗ Do yêu cầu là sản phẩm ở dạng rời rạc nên ta chọnphương án dùng băng tải đai là phù hợp yêu cầu đặt ra.Sở dĩ ta chọn băng tải đai là

vì những lý do sau:

Nguyên lý hoạt động:

Động cơ quay kéo con lăn chủ động thông qua bộ truyền xích, khi đó con lăn

bị động cũng được kéo quay theo cùng tốc độ với con lăn chủ động thông quachuyển động của đai vải Hành trình của đai vải sẽ kéo khối gỗ đến vị trí làm việcthực hiện nguyên công khoan lỗ

2.1.3.2.Tính toán thiết kế băng tải:

- Điều khiển vị trí tốc độ chính xác,không cần mạch phản hồi

-Thường được sử dụng trong các loại máy CNC

+Nhược điểm:Giá thành cao, moment xoắn nhỏ

-Đáp ứng chậm trong khi mạch điều khiển lại phức tạp

-Phải có mạch phản hồi thì mới nâng cao độ chính xác

Hình 2.4-Động cơ servo Hình 2.5-Động cơ bước

Với yêu cầu khá đơn giản của băng tải như là:

+Chỉ cần vận chuyển khối gỗ trên băng tải+Không đòi hỏi độ chính xác cao, tải trọng nhỏ

+Giá thành rẻ, dễ điều khiển

Từ những yêu cầu trên ta chọn động cơ điện một chiều để dẫn động cho băngtải Động cơ được chọn yêu cầu phải có moment lớn do yêu cầu làm việc của băngtải có tải trọng.Và băng tải chuyển động với vận tốc nhỏ nên ta chọn động cơ có tốc

độ thấp nhưng phải đảm bảo yêu cầu về tốc độ cũng như tải Vì thế chọn động cơ

KM-3448A là thích hợp nhất Động cơ KM-3448A được thiết kế tích hợp bộ giảm

tốc bên trong nên có thể tải với tải trọng khá lớn

Hình 2.6-Động cơ KM-3448A

Động cơ có các thông số như sau:

Nguồn 24VDC, tốc độ 48 vòng/phút ,công suất 17w.Momen xoắn cực đại 2.5N.m.Khối lượng 250g, đường kính trục 6mm Hệ số giảm tốc là 50:1.Nhông bằngthép,tuyệt đối không có hiện tượng bị bể nhông Không có hiện tượng bị gãy cùi

2.1.3.2.2.Chọn bộ truyền cho cụm dẫn động:

Theo như chúng ta được biết thì trong truyền động cơ khí có rất nhiềuphương án để lựa chọn bộ truyền.Ví dụ như có những phương án chọn bộ truyềnnhư sau:

Từ nhu cầu thực tế của đồ án, ta chọn bộ truyền đai để truyền động kéo băngtải bởi vì bộ truyền đai có những ưu điểm sau:

+Khả năng chịu tải lớn, lực tác dụng lên ổ nhỏ

+Vật liệu mô phỏng nhẹ

+Hiệu suất cao

+Truyền chuyển động giữa 2 trục gần nhau

Khoảng cách giữa 2 trục a=130mm

+Vận tốc trung bình của đai: V=

Với n = nđc = 140 (vòng/phút)

Khi đó v= = 0.29 (m/s)

+Tỉ số truyền: u = = = = 1

2.1.3.2.4.Tính toán băng tải:

Hình 2.8- Sơ đồ băng tải

Ta chọn đường kính con lăn d = 35 mm

Chiều rộng băng tải B = 80 mm

Để thiết kế cơ cấu đẩy và kẹp chặt ta có thể sử dụng các phương án sau:

1 Dùng xilanh thủy lực để đẩy và kẹp:

+Ưu điểm:

-Êm ái , cơ cấu chấp hành nhệ nhàng , ít giật cục gây ứng suất động

-Kích thước nhỏ gọn.Biến mô , biến tốc thuận lợi

-Tuổi thọ cao

-Ít tiêu hao do ma sát khi truyền động

-Thiết kế đảo chiều dễ dàng

-Chịu quá tải tốt

+Nhược điểm:

-Chế tạo đòi hỏi chính xác cao

-Hiệu suất không cao do sự rò rỉ khí , mất mát từ ống dẫn khí

-Có thời gian trễ lớn hơn cơ khí.

-Chuyển động gây tiếng ồn do ma sát sinh ra

-Tuổi thọ không cao do bị mài mòn

-Kinh phí lắp đặt cao

như ta biết hệ thống động cơ kích thước cồng kềnh, tuổi thọ thấp, kinh phí lắp đặt cao

2.2.2.Thiết kế cơ cấu đẩy phôi:

Hình 2.9-Cơ cấu đẩy chi tiết Hình 2.10 xilanh thuỷ khí

Cơ cấu này gồm có: Gắn vào đầu Pittong tay kẹp như hình vẽ, đầu kẹp này

có tác dụng dẫn hướng cho khối gỗ nằm yên trong khi khoan

Hoạt động của cơ cấu: Phôi đã đến vị trí chuẩn bị đưa vào bàn khoan van khíkẹp phôi hoạt động làm xilanh chuyển động tịnh tiến tới, và đầu kẹp sẽ tiếp xúc vớikhối gỗ đẩy khối gỗ vào bàn khoan