thiết kế là hệ thống đóng dấu sản phẩm tự động

Đây là công việc được thực hiện lên một loạt lớn các sản phẩm, quy trình đóng dấu, in ấn lên sản phẩm lập đi lập lại cho từng sản phẩm, từ đặc điểm này ta có thế thiết kế một hệ thống đó

Phần A: GIỚI THIỆU VÀ XÁC ĐỊNH NHIỆM VỤ

I Chọn đề tài thiết kế:

Trong công nghiệp hiện nay, dây chuyền sản xuất tự động được ứng dụng rộng rãi vì mang lại năng suất làm việc, độ chính xác và đồng bộ cao trong sản xuất, mang lại hiệu quả kinh tế cao, ít tốn lao động con người

Hầu hết các sản phẩm trước khi xuất xưởng để đưa ra thị trường đều đi trải qua công đoạn in ấn các nhãn mác, có thể là logo sản phẩm, logo nhà sản xuất, tên sản phẩm, mã vạch, hạn sử dụng, các lưu ý khi vận chuyển hoặc các lưu ý khi sử dụng sản phẩm Có thể thực hiện đóng dấu trực tiếp lên sản phẩm hoặc bao bì Đây là công việc được thực hiện lên một loạt lớn các sản phẩm, quy trình đóng dấu, in ấn lên sản phẩm lập đi lập lại cho từng sản phẩm, từ đặc điểm này ta có thế thiết kế một hệ thống đóng dấu sản phẩm tự động để tăng năng suất, giảm lao động con người

Qua phân tích trên, nhóm đồ án của chúng em quyết định chọn đề tài thiết

kế là hệ thống đóng dấu sản phẩm tự động

II Xác định các đặc điểm của sản phẩm:

Sản phẩm minh họa là phôi có dạng khối lập phương 60x60x60 mm (mô phỏng thực tế cho các sản phẩm được đóng gói trong các hộp hoặc các sản phẩm

có dạng hình hộp) được cấp tự động từ dây chuyền sản đến hệ thống đóng dấu

Chọn nhãn hiệu để in lên sản phẩm là tên sản phẩm

Phần B: THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY VÀ CƠ CẤU

I Phân tích, lựa chọn nguyên lý và chu trình làm việc:

1 Chọn phương án cấp phôi.

Phôi được đưa vào băng chuyền bằng xilanh và ống cấp phôi Băng

chuyền mang phôi đến vị trí đóng dấu:

- Ưu điểm: cấp phôi bằng phương pháp này có thể thực hiện quá trình sản xuất

và đóng dấu liên tục, không bị ngắt quãng, sản phầm sau khi được sản xuất được đưa vào băng chuyền và được chuyển đến vị trí đóng dấu, dùng băng chuyền có thể vận chuyển phôi tự động trên một khoảng cách lớn

- Nhược điểm: cần tính toán và thiết kế băng chuyền

2 Chọn phương án thiết kế cơ cấu chấp hành:

Đóng dấu nhãn hiệu lên sản phẩm không cần độ chính xác cao, nhãn hiệu được đặt trên bề mặt phôi có diện tích khá lớn nên không cần thiết kế cơ cấu định vị quá phức tạp Thực hiện đóng dấu từ trên xuống nên xi lanh mang cơ cấu đóng dấu vừa có vai trò đóng dấu, vừa có vai trò kẹp chặt phôi, vì thế không cần thiết kế cơ cấu kẹp chặt

3) Nguyên lý làm việc:

Từ việc lựa chọn phương án cấp phôi và cơ cấu đóng dấu như trên, ta có thế thiết kế nguyên lý làm việc sơ bộ như sau:

- Phôi được đẩy vào băng chuyền nhờ xilanh khí nén A

- Băng chuyền (được truyền động nhờ động cơ điện) mang phôi đi đến vị trí đóng dấu

- Phôi ra khỏi băng chuyền, vào vị trí đóng dấu, xilanh khí nén B mang cơ cấu chấp hành (con dấu) đi xuống thực hiện đóng dấu lên bề mặt chi tiết

- Sau khi đóng dấu xong, xilanh khí nén C thực hiện đẩy phôi ra khỏi vị trí đóng dấu, chu trình được lặp lại cho sản phẩm tiếp theo

4) Chu trình làm việc:

Hình 2.1: Chu trình hoạt động của cơ cấu chấp hành

Phôi (được xếp trong ống phôi)Băng chuyềnXilanh A cấp phôi

Xilanh B đóng dấu

Xilanh C đẩy phôi ra

II Thiết kế động học toàn máy:

1) Sơ đồ khối:

Hình 2.2: Sơ đồ khối

Xilanh A Xilanh C

Băng chuyền được truyền động nhờ động cơ, quay và tải chi tiết đến cuối băng chuyền, phôi rơi ra khỏi băng chuyền, vào vị trí đóng dấu, chạm công tắt hành trình S2làm đổi chiều van khí nén điều khiển xilanh B, tác động lên xilanh

B, đẩy xilanh B mang đầu đóng dấu đi ra, chạm vào bề mặt chi tiết mà thực hiện đóng dấu lên chi tiết Sau khi xilanh B đi đến cuối hành trình, chạm vào công tắc hành trình S4 làm van khí nén trở lại vị trí ban đầu, xilanh B được đấy lùi về

Khi xilanh B lùi về chạm công tắc hành trình S3 làm tác động lên van khí nén điều khiển xilanh C, làm đổi chiều van, đẩy xilanh C đi ra, đẩy phôi ra khỏi

vị trí đóng dấu, khi xilanh C đi đến cuối hành trình, chạm công tắc hành trình

S5, tác động đồng thời lên 2 van khí nén điều khiển xilanh C và xilanh A, làm xilanh C đi về và xilanh A đi ra tiếp tục đẩy phôi vào bằng chuyền, đây cũng là lúc chu trình được lập lại.

4) Thiết kế hệ thống thủy lực và khí nén:

Phôi (sản phẩm) đã chọn có kích thước và khối lượng tương đối nhỏ, nên

ta chọn hệ thống khí nén để vận hành các cơ cấu vì sử dụng hệ thống khí nén sẽ đơn giản hơn hệ thống thủy lực nhưng vẫn đáp ứng được yêu cầu làm việc

5) Thiết kế hệ thống băng tải:

Kết cấu băng tải:

1

2

Hình 2.5: Kết cấu băng tải

Băng tải cấu tạo gồm:

- Tang quấn băng tải (1) đường kính 50mm

- Giá đỡ (2) tiết diện 30x60mm

- Cơ cấu căng đai (3) bằng vitme đai ốc

- Trục mang tang có lắp ổ bi đỡ

Phần C: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN.

I.Chu trình làm việc các xilanh:

Khi chưa có tín hiệu tác động vào cửa (12), thì cửa (1) bị chặn và cửa (2) nối với cửa (3).

Khi có tín hiệu tác động vào cửa (12), lúc này nòng van sẽ dịch chuyển về phía phải, cửa (1) nối với của (2) và cửa (3) bị chặn

Trong trường hợp tín hiệu tác động vào cửa (12) mất đi, dưới tác dụng của lò xo, nòng van sẽ trở về vị trí ban đầu

Hình 3.3.Nguyên lí hoạt động của van đảo chiều

Ở đây ta sử dụng van đảo chiều 5/2, tín hiệu tác động là nam châm điện từCửa nối van được kí hiệu như sau:

1 Cửa nối với nguồn khí

2,4,6…Cửa nối làm việc

3,5,7…Cửa xả khí

12,14…Cửa nối với tín hiệu điều khiển

Hình 3.4: Sơ đồ van 5/23) Van tiết lưu

Dùng để điều chỉnh lưu lượng dòng khí

Hình 3.5.Van tiết lưu 1 chiều.

4) Rơle điệ từ:

a Cấu tạo:

Rơle điện từ có các bộ phận chính là mạch từ, cuộn dây, tiếp điểm, vỏ.Mạch từ được chế tạo từ vật liệu sắt từ gồm 2 phần.Phần tĩnh hình chữ và phần động là tấm thép hình chữ U Phần động nối liên tiếp cơ khí với tiếp điểm động

b Phân loại

- Theo cuộn hút : Cuộn hút một chiều và cuộn hút xoay chiều

- Theo dòng điện qua tiếp điểm : Rơle một chiều và rơle xoay chiều

- Theo số lượng cặp tiếp điểm : 2 cặp tiếp điểm, 3 cặp tiếp điểm…

- Theo cấu trúc chân : Chân tròn, chân dẹt

- Theo đế cắm rơle : Đế tròn, đế vuông

hở mạch từ nhỏ nhất, tức là hút về phía phần tĩnh Khi khe hở mạch từ nhỏ, lực hút càng tăng, tấm động được hút dứt khoát về phía phần tĩnh và tiếp điểm động được đóng vào tiếp điểm tĩnh

Khi dòng điện trong cuộn dây giảm, lực lò xo sẽ thắng lực hút điện từ, lò

xo kéo tấm động ra khỏi phần tĩnh.Khe hở mạch từ tăng, lực điện từ càng giảm,

lò xo kéo dứt khoát tấm động về, tiếp điểm động dời khỏi tiếp điểm tĩnh

d Các thông số cơ bản

- Điện áp định mức cuộn hút là điện áp cấp cho cuộn hút làm việc ở chế độ lâu dài Diện áp này có thể là 9, 12 , 24 , 110 , 220 , 440 một chiều và 24 , 110 , 220 , 440 xoay chiều Diện áp này ghi trên cuộn hút

- Điện áp định mức : Điện áp làm việc lâu dài của mạch điện mà rơle khống chế Điện áp định mức có thể là 24 , 110 , 220 , 440 một chiều và 24 ,

- Thời gian tác động là khoảng thời gian kể từ lúc dòng điện vượt quá giá trị tác đọng đến lúc phần động được hút hoàn toàn vào phần tĩnh Thường vào khoảng 2 – 20ms

Hình 3.6- Rơ le điện từ e) Sơ đồ đấu dây

Rơle đơn thuần là một nam châm điện khi có diện thì nam châm điện hút tấm sắt làm cho các tiếp điểm thay dổi

Hình 3.7- Rơle và sơ đồ đấu dây

1) Chân nam châm điện từ 12_24_110_220 v

2) Chân cấp nguồn, Chân còn lại đầu ra

3)Miếng kim loại

- Giới hạn hành trình: (Khi cơ cấu đến vị trí dới hạn tác động vào công tắc

sẽ làm ngắt nguồn cung cấp cho cơ cấu → nó không thể vượt qua vị trí giới hạn)

- Hành trình tự động: Kết hợp với các rơle, PLC hay vi điều khiển để khi

cơ cấu đến vị trí định trước sẽ tác động cho các cơ cấu khác hoạt động (hoặc chính cơ cấu đó)

Hình 3.8- Một số loại công tắc hành trình

Từ những phân tích trên ta thấy ta thấy so với cảm biến quang, công tắc hành trình có độ nhạy kém hơn, phạm vi tác động cũng bị hạn chế Tuy nhiên, nó có ưu điểm là khả năng làm việc trong môi trường khắc nghiệt, có độ ổn định

cao, khả năng chống nhiễu tốt so với cảm biến quang dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu Để sát với thực tế sản xuất của một nhà máy Nhóm đồ án chọn công tắc hành trình làm thiết bị nhận dạng, phân loại sản phẩm.

Hình 3.9Mạch nối Rơle

III) Thiết kế mạch điện điều khiển:

1) Sơ đồ nối dây xilanh:

Hình 3.10: Sơ đồ bố trí các xilanh

2) Sơ đồ mạch điện:

Hình 3.11: Sơ đồ mạch điện.

Phần D: KẾT CẤU TỔNG THỂ VÀ LẮP RÁP MÁY.

1) Kết cấu chung:

Hình 4.1: Kết cấu chung của máy

Hình 4.2: Bản vẽ 3 hình chiếu

2 An toàn lao động và vận hành máy:

Tuổi thọ và hiệu quả sử dụng máy phụ thuộc rất nhiều vào phương pháp sử dụng

và bảo quản máy móc Nếu tổ chức sử dụng và bảo quản một cách hợp lý, máy

có thể làm việc được lâu dài hơn Do đó việc sử dụng và bảo quản máy, ngoài tính chất kỹ thuật còn có ý nghĩa về kinh tế

Để máy khoan làm việc được an toàn và hiệu quả kinh tế cao đòi hỏi người công nhân vận hành máy phải nghiên cứu kỹ về máy qua bản hướng dẫn vận hành máy, nghĩa là :

- Biết điều khiển các chức năng của máy một cách thành thạo

- Nắm được các kiến thức cơ bản về vật liệu khoan

- Bảo quản và sử dụng máy hợp lý

a) Trước khi làm việc.

Trước khi làm việc người công nhân phải kiểm tra toàn bộ máy, tức là kiểm tra các bộ phận truyền động có làm việc an toàn hay không

- Kiểm tra các thiết bị điều khiển

- Kiểm ta hệ thống van điều khiển, hệ thống cung cấp khí, đồng hồ đo áp suất, đông cơ

- Ấn nút khởi động động cơ, cho máy chạy thử khi chưa có phôi, sau đó kiểm tra lại hệ thống đã làm việc được chưa Khi đảm bảo các yêu cầu mới được vận hành máy

b) Trong khi làm việc

Trong quá trình làm việc người công nhân đứng máy phải mang bảo hộ lao động đúng quy định

Vị trí làm việc phải gọn gàng sạch sẽ tạo điều kiện cho việc thao tác được dễ dàng

Khi phát hiện có sự cố phải dừng máy, ngắt cầu dao chính của máy và báo ngay cho người có trách nhiệm để kiểm ta, sửa chữa

c) Sau khi làm việc

Tuổi thọ của máy sẽ được kéo dài thêm và các hỏng hóc sẽ được loại trừ nhờ vào việc bảo dưỡng thường xuyên và đúng lúc

Sau khi nghỉ làm việc phải ngắt cầu dao điện an toàn

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

[1] Giáo trình Hệ thống truyền động thủy khí – Trần Xuân Tùy, Trần Minh Chính, Trần Ngọc Hải Khoa cơ khí, Trường đại học bách khoa Đà Nẵng

[2] Giáo trình Điều khiển thủy khí & lập trình PLC – Khoa cơ khí, Trường Đại học bách khoa Đà Nẵng

[3] Nguyên lý cắt và dụng cụ cắt – Trần Đình Sơn Khoa cơ khí, Trường đại học bách khoa Đà Nẵng

[4] Giáo trình Chi tiết máy – Nguyễn Văn Yến Khoa SPKT, trường Đại học bách khoa Đà Nẵng

[5] Giáo trình Hệ thống điều khiển tự động trong lĩnh vực cơ khí – Trần Xuân Tùy Khoa cơ khí, Trường Đại học bách khoa Đà Nẵng

[6] Giáo trình Trang bị công nghệ và cấp phôi tự động – Phạm Văn Song, Châu Mạnh Lực Trường đại học bách khoa Đà Nẵng