Hệ Thống Xếp Block Sữa Tự Động

Đồ án Thiết kế hệ thống điều khiển tự động : thiết kế hệ thống xếp block sữa tự động, file thuyết minh gồm tính toán băng tải, hệ dẫn động, tính chọn cyliner, thiết kế hệ thống điều khiển. File bản vẽ gồm bản vẽ tổng thể hệ thống, bản vẽ sơ đồ công nghệ hệ thống.Vui Lòng gửi tin nhắn sau khi download để nhận file 3D và file video ( .AVI )

ĐỒ ÁN MÔN HỌC TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP VÀ ĐÓNG GÓI BLOCK SỮA HỘP Sinh viên thực hiện: (1) (2) (3) (4) (5) Huỳnh Hải Đăng MSSV: 21300832 Nguyễn Hữu Nhân MSSV: 21302708 Người hướng dẫn: Ths Nguyễn Minh Tuấn Ký tên: Ngày bắt đầu: 12/08/2016 Ngày kết thúc: 23/11/2016 Ngày bảo vệ: Hệ thống thiết kế bao gồm: Hệ thống cấp phôi Nguyên lý làm việc phận khí Thiết kế, tính toán hệ thống truyền động cho cụm làm việc Mô chuyển động 3D Bố trí biến, vị trí, vận tốc … Chọn điều khiển (nếu có) Các thành phần thiết kế cho theo yêu cầu sau: Dựa yêu cầu sản phẩm, chi tiết cần định hướng cấp phôi, tính toán thiết kế nguyên lý cụm máy thiết bị làm việc theo suất yêu cầu KẾT QUẢ YÊU CẦU: 01 tập thuyết minh (khổ A4, 30 đến 40 trang) 01 đến 02 vẽ (A3), sơ đồ nguyên lý sơ đồ động học 01 file *.avi mô hoạt động NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN N Tuần lễ Nội dung thực 02-03 Tổng quan tìm hiểu phương án sản xuất giao 04-05 Lên phương án chọn phương án khả thi (lý chọn) 06 Thiết kế sơ đồ nguyên lý 07 Thiết kế sơ đồ động học 08-09 Thiết kế phần điều khiển (nếu có) 10-11 Tính toán động học Mô chuyển động 2D, 3D (autocard, Solid work,…) 12-13 kết luận 14 Chuẩn bị bảo vệ Mục Lục Trang Lời nói đầu Chương : Tổng quan việc xếp đóng gói Block sữa hộp 1.1 Tổng quan tự động hóa, phát triển tự dộng hóa 1.2 Khái niệm tự động hóa sản xuất 1.3 Nguyên tắc chung 10 Chương : Phân tích phương án chọn phương án tối ưu 11 2.1 Phương án 11 2.2 Phương án 11 2.3 Phương án 12 2.4 Phương án 13 Chương : Nguyên lý hoạt động 14 3.1 Sơ đồ nguyên lý sơ đồ động 14 3.2 Nguyên lý hoạt động 15 3.3 Phân tích ưu nhược điểm phương án 16 Chương : Thiết kế số cấu khí 17 4.1 Tính toán thiết kế băng tải 17 4.2 Thiết kế băng tải xích 23 Chương : Lựa chọn hệ thống điều khiển 32 5.1 Lựa chọn thiết bị khí nén .32 5.2 Lựa chọn phương án điều khiển 39 Tài Liệu Tham Khảo 45 LỜI NÓI ĐẦU Khoa học kỹ thuật ngày phát triển giúp tiện ích sinh hoạt , linh hoạt sản xuất Do đó, hầu hết nhà máy công nghiệp ứng dụng khoa học nhằm tăng suất , chất lượng sản phẩm đảm bảo Muốn làm điều không thực tự động hóa , tự động hóa phương án nâng cao suất, chất lượng sản phẩm Từ thực tế đó, môn tự động hóa đời với môn đồ án tự động hóa nhằm nâng cao nhận thức kiến thức sinh viên tạo hành trang vững bước vào đời Từ yêu cầu thực tế đóng bao bì, đóng gói đề tài “ Xếp thùng Block sữa hộp”, đưa sinh viên tới gần sản xuất thực tế Đồ án hoàn thành hướng dẫn tận tình quí thầy cô môn nói chung, tận tụy thầy Th.S Nguyễn Minh Tuấn nói riêng Chúng em chân thành cảm ơn tình cảm, kiến thức quí báo quí thầy cô dành cho chúng em suốt trình làm đồ án Nhóm sinh viên thực CHƯƠNG : TỔNG QUAN TÌM HIỂU VỀ VIỆC XẾP VÀ ĐÓNG GÓI BLOCK SỮA HỘP 1.1 TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HOÁ ,SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG GIAI ĐOẠN HIỆN NAY Trước tìm hiểu vấn đề chương khái niệm tự động hóa phát triển giai đoạn mới, ta xem sơ lược tình hình ngành khí nước nhà phát triển tương lai để thấy rõ cần thiết phải có tự động hoá nào? Việc áp dụng tự động hoá cho nhà máy, xí nghiệp việc lắp ráp chi tiết với cần thiết hay không ? Có nhìn chung thế,ta nắm vững, hiểu rõ phát huy hết tác dụng áp dụng cách linh hoạt phù hợp với sản xuất nước nhà,từng bước cải tiến kỹ thuật, nâng cao chất lượng sản phẩm Đào tạo nhân lực cho công nghệ tiên tiến  Đào tạo nhân công: Đủ lực vận hành thiết bị tiên tiến, biết phát bất thường để kịp xem xét  Đào tạo kỹ sư: Hiểu nguyên lý hoạt động, chọn công nghệ thích hợp, nắm phần mềm thiết bị Làm chủ, sử dụng phần mềm thiết bị để điều khiền lập trình cách hiệu Khả bảo dưỡng thiết bị hiệu  Khả đào tạo nước Ngoài việc gửi tu nghiệp nước ngoài, nước có số sở có lực đào tạo: Viện máy công cụ Hà Nội, trường đại học BK HN Trường đại học BKTP_HCM khoa Cơ Khí Trung tâm Việt Đức trường đại học BKTp- HCM Đang đầu tư trường Lý Tự Trọng Có thể đào tạo công nhân Kỹ thuật viên kỹ sư Cần ý đào tạo nhân lực thực hành, dạng Kỹ Sư thực hành mà cần sở đào tạo nước lại yếu việc  Quan tâm nửa việc đào tạo nhân lực: Không có người đủ lực không tiếp thu phát huy công nghệ tiên tiên giới dù có tiếp cận Đầu tư trang thiết bị công nghệ đại, gửi đào tạo đội ngũ kỹ thuật viên giảng viên ( cho sở có chức đào tạo ) Nhà nước nối tiếp doanh nghiệp góp cho việc đào tạo nhân lực cho Các sở đào tạo nước, thành phố nên liên kết để bổ sung cho đào tạo, đồng thời hợp tác với nước sơ hai bên có lợi Đó thực số sở đào tạotrong nước làm 1.2 Khái niệm tự động hoá sản xuất: 1.2.1 Định nghĩa tự động hoá: Là dùng lượng phi sinh vật ( cơ, điện, điện tử …) để thực phần hay toàn trình công nghệ mà nhiều không cần can thiệp người Tự động hoá trình liên quan tới việc áp dụng hệ thống khí, điện tử, máy tính để hoạt động, điều khiển sản xuất Công nghệ bao gồm:  Những công cụ máy móc tự động  Máy móc lắp ráp tự động  Người Máy công nghiệp  Hệ thống vận chuyển điều khiển vật liệu tự động  Điều khiển có hồi tiếp điều khiển trình máy tính  Hệ thống máy tính cho việc thảo kế hoạch, thu nhập liệu định để hỗ trợ hoạt động sản xuất 1.2.2 Các hình thức tự động hoá - Tự động hoá cứng: Là hệ thống chuỗi hoạt động (xử lý hay lắp ráp ) cố định cấu hình thiết bị Các nguyên công dây chuyền thường đơn giản Chính hợp phối hợp nguyên công vào thiết bị làm cho hệ thống trở nên phức tạp Những đặc trưng tự động hoá cứng là:  Đầu tư ban đầu cao cho thiết bị thiết kế theo đơn đặt hàng  Năng suất máy cao  Tương đối không linh hoạt việc thích nghi với thay đổi sản phẩm - Tự động hoá lập trình: Thiết bị sản xuất thiết kế với khả thay đổi trình tự nguyên công để thích ứng với cấu hình sản phẩm khác Chuỗi hoạt động điều khiển chương trình, tức tập lệnh mã hoá để hệ thống đọc diễn dịch chúng Những chương trình chuẩn bị nhập vào thiết bị để tạo sản phẩm Một vài đặc trưng tự động hoá lập trình là: + Đầu tư cao cho thiết bị có mục đích tổng quát + Năng suất tương đối thấp so với tự động hoá cứng + Sự linh hoạt có thay đổi cấu hình sản phẩm + Thích hợp cho sản xuất hàng loạt Tự động hoá linh hoạt mở rộng tự động hoá lập trình Khái niệm tự động hoá linh hoạt phát triển khoảng 25 đến 30 năm vừa qua Và nguyên lý phát triển - Tự động hoá linh hoạt: Là hệ thống tự động hoá có khả sản xuất nhiều sản phẩm ( hay phận ) khác mà không thời gian cho việc chuyển đổi từ sản phẩm sang sản phẩm khác Không thời gian cho sản xuất cho việc lập trình lại thay cài đặt vật lý ( công cụ đồ gá, máy móc ) Hậu hệ thống lên kế hoạch kết hợp sản xuất nhiều loại sản xuất khác thay theo loại riêng biệt Đặc trưng tự động hoá linh hoạt tóm tắt sau: + Đầu tư cao cho thiết bị + Sản xuất liên tục sản phẩm hỗn hợp khác + Tốc độ sản xuất trung bình + Tính linh hoạt sản phẩm thay đổi thiết kế 1.2.3 Sự phát triển tự động hoá Tự động hoá theo tiếng Hy Lạp có nghĩa là: “ Tự chuyển động “ Ở hiểu thuật ngữ tự động hoá thực trình sản xuất mà tất tác động cần thiết để thực nó, kể việc điều khiển trình tiến hành tham gia người Hiện tự động hoá áp dụng rộng rãi nhiều ngành kinh tế quốc dân, mà người ta gọi kỹ 20 kỹ tự hoá điều khiển tự động Nhưng rà theo lịch sử phát triển thấy có nguồn góc từ thời cổ xưa  Vào kỹ thứ sau công nguyên Heron Ai Cập làm múa rối với nhiều loại rối tự động  Đến kỹ 17-18 nhiều loại đồ chơi tự động đồng hồ tự động xuất  Sau đến kỷ 18 đầu kỷ 19 giai đoạn cách mạng công nghiệp châu âu tự động hoá xâm nhập vào thực tế sản xuất  Năm 1765 xuất điều chỉnh tự động mức nước nồi Pondunóp  Năm 784 điều chỉnh tốc độ nồi Johnoát xuất  Giai đoạn phát triển tự động hoá đóng vai trò quan trọng khoa học kỹ thuật, thúc đẩy việc tự động hoá trình sản xuất chế tạo máy Trong trình lao động người bắt đầu cải tiến công cụ thô sơ thành máy đơn giản chẳng hạn máy tiện gỗ đặc trưng Dần dần người ta tiến hành khí hoá, thay lực đặc trưng động cơ, thay tay người cầm dao tiện bàn dao chạy theo sống trượt máy Tiếp tục bổ sung phận khí hoá khác, thêm cải tiến dần cấu điều khiển, ngày máy thay đổi tiến trở thành máy bán tự động, tự động  Năm 1712 thợ khí người Nga NARTOP thiết kế máy tiện chép hình để tiện chi tiết định hình Việc chép hình theo mẫu tiến hành tự động, chuyển động dọc bàn dao bánh – thực Và đến năm 1798 Henry Nandsley nước Anh dùng vít – Đai óc để dịch bàn máy  Năm 1873 Spender chế tạo máy tiện tự động có ổ cấp phôi trục phân phối với cam đĩa cam thùng  Đến năm 1880 nhiều hãng giới như: Pittler, ludwig, lowe( đức ), RSA( Anh ) … Đã chế tạo máy tiện tự động Rơvonve dùng phôi thép Sau xuất máy tiện tự động tiên dọc định hình  Vào đầu kỉ 20 bắt đầu có máy tự động nhiều trục chính, máy tự động tổ hợp đường dây tự động Ngày nhiều nước tiên tiến giới có nhiều đường dây tự động phân xưởng tự động nhà máy tự động gia công sản phẩm hàng loạt lớn, hàng khối vòng bi, pittong, chốt ắc … Để áp dụng tự động hoá vào điều kiện sản xuất hàng loạt nhỏ sản xuất đơn mà số lượng chi tiết loạt mà chủng loại lại nhiều, người ta dùng máy điều khiển theo chương trình số Máy cho phép điều chỉnh máy nhanh chuyển sang gia công loạt chi tiết khác Bước phát triển xuất trung tâm gia công mà đặc điểm có ổ trữ dụng cụ để thay theo trình tự gia công Những năm gần giới đặc biệt nước tư có khuynh hướng mạnh hệ thống sản xuất linh hoạt Ưu điểm bật hệ số sử dụng thiết bị cao ( 85%), suất cao tính linh hoạt cao Nó áp dụng rộng rãi ngành công nghiệp máy công cụ, máy ô tô, máy kéo công nghiệp hàng không… Trong hệ thống sản xuất linh hoạt áp dụng tự động hoá toàn trình sản xuất từ công đoạn thiết kế tự động chi tiết, thiết kế tự động qui trình công nghệ, thiết kế tự động chương trình gia công, tự động điều khiển trình sản xuất, tự động kiểm tra chất lượng sản phẩm …Đây hình thức tự động hoá tiến đưa lại hiệu kinh tế lớn Sau tìm hiểu cách kỹ lưỡng kết hợp để thiết kế sản phẩm cho rắp ráp vấn đề quan trọng trước thiết kế dây chuyền sản xuất người thiết kế phải nắm rõ sản phẩm thuộc tính nó, ưu điểm nào, kết cấu để việc tự động hoá sản phẩm dễ dàng Do ta xem xét vấn đề thiết kế sản phẩm cho rắp ráp tự động Hình 1.1 Hộp sữa tham khảo 1.3 NGUYÊN TẮC CHUNG: - Các Block sữa đóng gói bao nilong công đoạn trước, cấp phôi vào công đoạn đòng thùng Block sữa hệ thống tự động bán tự động, chủ yếu sử dụng băng tải cấp - Thông thường block sữa đóng bao nilong gồm hộp, dính liền khối Sẽ có hệ thống gom block nhỏ thành block lớn hơn, bao gôm block nhỏ - Các Block lớn ( khối block nhỏ ) chuyển đến vị trí xếp vào hộp Các hộp Carton trước tạo hình hộp, mở miệng hộp để cấp block sữa ( phôi ban đầu phẳng ), cấp đến vị trí chờ cấp block sữa để đóng thùng hệ thống tự động ( băng tải ) - Tại vị trí đóng thùng, block sữa lớn ( block nhỏ ) cấp vào thùng carton cấu gắp, đẩy Các thùng sau cấp liệu qua phận đóng thùng dán keo làm kín S ≈ 50(q + qb ) = 50(0.8 + 100) = 5040 N Lực căng nhánh băng theo hương chuyển động phía lăn: S 5a = S + W 5a W = WLV = (q + qb ) g Ln ( f , cos β + sin β ) đây: 5a Lực căng nhánh băng phía cuối lăn theo hướng chuyễn động: S 5b = S a + Wc Wc = S a ( f , sin với λ +ξ) γ =β P = SV − S R = SV (1 − e ϖα ) Khi truyền lực kéo thou lực căng băng nhánh khỏi tang chủ động nhỏ lực căng ban đầu xác định theo kinh nghiệm từ độ bền phận kéo SR=S0 ta có : P=SV-SR=SV-SO P = SV (1 − S0 ) SV CHƯƠNG V : LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 5.1 Lựa chọn thiết bị khí nén 5.1.1 Tầm quan trọng khả ứng dụng khí nén: 5.1.1.1 Trong lĩnh vực điều khiển: - Những năm sau cách mạng nổ ra, tất yếu trình tự động hóa sản xuất, kỹ thuật điều kiển khí nén ñöôïc phát triển rộng rãi đa dạng - Hệ thống điều khiển khí nén thường sử dụng lĩnh vực có nguy xảy nguy hiểm cao điều kiện vệ sinh môi trường tốt tính an toàn cao - Hệ thống điều khiển khí nén thường sử dụng lĩnh vực: thiết bị phun sơn, loại chi tiết kẹp đồ gá, lĩnh vực sản xuất thiết bị điện tử hay thiết bị vận chuyển kiểm tra 5.1.1.2 Trong lĩnh vực truyền động: - Các dụng cụ, thiết bị, máy va đập lĩnh vực khai thác than, khai thác đá - Truyền động quay với công suất lớn khí nén giá thành cao, cao từ 10-15 lần so với động điện Nhưng ngược lại, thể tích lượng 2/3 dụng cụ vặn vít, máy khoan, máy mài dụng cụ có khả sử dụng truyền động khí nén - Truyền động thẳng: đồ gá kẹp chi tiết, thiết bị đóng gói, thiết bị máy gia công, thiết bị làm hay thiết bị phanh hãm ôtô - Trong hệ thống đo đạc kiểm tra chất lượng sản phẩm 5.1.2.3 Ưu nhược điểm khí nén: - Ưu điểm : + Có khả tích chứa để thành lập trạm tích chứa khí nén + Có khả truyền tải lượng xa độ nhớt động học khí nén nhỏ thất thoát đường dẫn thấp + Không gây ô nhiễm môi trường + Hệ thống phòng ngừa áp suất giới hạn đảm bảo - Nhược điểm : + Lực truyền tải trọng thấp + Khi tải trọng thay đổi , vận tốc truyền tải thay đổi + Dòng khí nén thoát gây tiếng ồn 5.1.2 Máy nén khí Thiết bị phân phối khí nén: 5.1.2.1 Máy nén khí * Khái niệm : Máy nén khí thiết bị tạo áp lực khí, lượng học động điện động đốt chuyển đổi thành lượng khí nén nhiệt * Phân loại: - Theo áp suất: + Máy nén khí áp suất thấp: p ≤ 15 bar + Máy nén khí áp suất cao: p ≥ 15 bar + Máy nén khí áp suất cao: p ≥ 300bar - Theo nguyên lý hoạt động: + Máy nén khí theo nguyên lý thay đổi thể tích: máy nén khí kiểu pittons, máy nén khí kiểu cánh gạt, máy nén khí kiểu root, máy nén khí kiểu trục vít + Máy nén khí kiểu tua bin: gồm có máy nén khí li tâm máy nén khí theo chiều trục 5.1.2.2 Bình trích chứa khí nén: - Khí nén sau khỏi máy nén khí cần phải có phận lưu trữ để sử dụng Bình trích chứa khí nén có nhiệm vụ cân áp suất khí nén từ máy nén khí chuyển đến trích chứa, ngưng tụ tách nước - Kích thước bình trích chứa phụ thuộc vào công suất máy nén khí công suất tiêu thụ thiết bị sử dụng,ngoài kích thước phụ thuộc vào phương pháp sử dụng: ví dụ sử dụng liên tục hay gián đoạn Ký hiệu : 5.1.2.3 Mạng đường ống dẫn khí nén: - Mạng đường ống dẫn khí nén thiết bị truyền dẫn khí nén khí từ máy nén khí đến bình trích chứa đến phần tử hệ thống điều khiển cấu chấp hành - Mạng đường ống dẫn khí phân thành loại: + Mạng đường ống lắp cố định (mạng đường ống nhà máy) + Mạng đường ống lắp ráp di động (mạng đường ống dây chuyền máy móc thiết bị) + Trong thí nghiệm, đường ống dẫn khí nén trang bị cho phép tháo lắp dễ dàng nhanh chóng Nối hệ thống đến thiết bị cách đơn giản đẩy ống vào, cổng vào(in-let) hay cổng (out-let).Tháo ống cách tay đè vào vành tỳ, tay kéo ống 5.1.3 Các phần tử hệ thống điều khiển : Một hệ thống điều khiển mạch điều khiển vòng hở (Open-loop Control System) với phần tử sau : - Phần tử tín hiệu : nhận giá trị đại lượng vật lý đại lượng vào phần tử mạch điều khiển Ví dụ: van đảo chiều, rơ le áp suất - Phần tử xử lý tín hiệu: xử lý tín hiệu nhận vào theo quy tắc logic định, làm thay đổi trạng thái phần tử điều khiển Ví dụ: Van đảo chiều, van tiết lưu, van logic OR AND - Cơ cấu chấp hành: thay đổi trạng thái đối tượng điều khiển, đại lượng mạch điều khiển Ví dụ: xi lanh, động khí nén 5.1.3.1 Van đảo chiều: Van đảo chiều có nhiệm vụ điều khiển dòng lượng cách đóng mở hay thay đổi vị trí cửa van để thay đổi hướng dòng lượng * Ký hiệu van đảo chiều: - Vị trí nòng van ký hiệu bằn ô vuông liền với chữ o,a ,b ,c , … hay chữ số 0, 1, 2, … a o b a b Hình 5.1 Ký hiệu chuyển đổi vị trí nòng van Vị trí “không” vị trí mà van chưa có tác động tín hiệu bên vào Đối với Cửa nối vớicó cửa34 vị trí, vị trí ký hiệu “o” vị trí “không’ Đối với van có vị trí vị van trí “không” “a” “b”, thong thường vị trí bên phải “b” vị trí “không” nối với cửa - Cửa nối van ký hiệu sau: CửaISO 5599 ISO 1219 Cửacác nối cửa với nguồn đảo lọc khí) P Hình 5.3 ký +hiệu nối của(từvan chiều Cửa nối điều khiển + Cửa nối làm việc , 4, 6, … A , B , C, … + Cửa xả khí , , 7… R , S , T… + Cửa nối tín hiệu điều khiển 12 , 14… X,Y… 12(Y) Cửa nối điều khiển 14(Z) a b Hình 5.2 ký hiệu cửa nối Nối với nguồn khí vào Trường hợp a cửa xả khí mối nối cho ống dẫn, cửa xả khí có mối nối cho ống dẫn khí trường hơp b Bên ô vuông vị trí đường mũi tên 3(R) biểu diễn hướng chuyển động dòng khí nén qua van.Khi dòng bị chặn biểu diễn dấu gạch 4(B)ngang 2(A) 1(P) 5(S) * Ký hiệu tên gọi van đảo chiều: - Hình ký hiệu van đảo chiều 5/2 đó: : số cửa, : số vị trí - Cách gọi tên ký hiệu số van đảo chiều: Van đảo chiều 2/2 Van đảo chiều 4/2 Van đảo chiều 5/2 5.1.3.2 Van tiết lưu: Van tiết lưu có nhiệm vụ thay đổi lưu lượng dòng khí nén, có nghĩa thay đổi tốc độ cấu chấp hành * Van tiết lưu có tiết diện không đổi: Khe hở van có tiết diện không đổi, lưu lượng dòng chảy không đổi Ký hiệu: Hình 5.4 - Van tiết lưu có tiết lưu có tiết diện không thay đổi * Van tiết lưu có tiết diện thay đổi: Lưu lượng dòng chay qua van thay đổi nhờ vào vít điều chỉnh làm thay đổi tiết diện khe hở Ký hiệu: A B Ký hiệu chung Có mối nối ren Không có mối nối ren Hình 5.5- Van tiết lưu có tiết diện thay đổi * Van tiết lưu chiều điều chỉnh tay: Nguyên lý hoạt động tương tự van tiết lưu điều chỉnh tay nhiên dòng khí nén theo chiều từ A qua B, chiều ngược lại bị chặn A B Ký hiệu: Hình 5.6- Van tiết lưu chiều điều chỉnh tay 5.1.3.3 Cơ cấu chấp hành: Cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến đổi khí nén thành lượng học Cơ cấu chấp hành thực chuyển động thẳng (xi lanh) chuyển động quay (động khí nén) Gồm có piston xylanh thủy lực khí nén, thực chất loại động thủy lực (khí nén) dùng để biến đổi dầu (khí nén) thành năng, thực chuyển động thẳng chuyển động vòng không liên tục piston xylanh dùng phổ biến thiết bị có cấu chấp hành chuyển động thẳng xylanh thủy lực có kết cấu đơn giản, có khả thực công suất lớn, làm việc ổn định giải vấn đề chắn khít tương đối đơn giản So với hệ thống thủy lực, hệ thống khí nén có công suất nhỏ có nhiều ưu điểm như: - Có khả truyền lượng xa, độ nhớt động học khí nén nhỏ tổn thất áp suất đường dẫn nhỏ - Do khả chịu nén (đàn hồi) lớn không khí, nên trích chứa khí nén thuận lợi - Không khí dùng để nén, có số lượng không giới hạn thải ngược trở lại bầu khí - Hệ thống khí nén sẽ, có rò rỉ không khí nén hệ thống ống dẫn, không tồn mối đe dọa bị nhiễm bẩn - Chi phí nhỏ để thiết lập hệ thống truyền động khí nén, phần lớn xí nghiệp, nhà máy có sẵn đường dẫn khí nén - Hệ thống phòng ngừa áp suất giới hạn đảm bảo, nên tính nguy hiểm trình sử dụng hệ thống truyền động khí nén thấp - Các van khí nén phù hợp cách lý tưởng chức vận hành logic, sử dụng để điều khiển trình tự phức tạp máy móc phức hợp * Xilanh - Xilanh tác dụng đơn (xilanh tác dụng chiều) : Áp lực khí nén tác dụng vào phía xilanh, phía lại ngoại lực hay lò xo tác dụng Ký hiệu: a b Hình 5.7- Xilanh tác dụng đơn a- Chiều tác dụng ngược lại ngoại lực b- Chiều tác dụng ngược lại lò xo - Xilanh tác dụng chiều (xilanh tác dụng kép): Áp suất khí nén nối vào phía xilanh, yêu cầu điều khiển mà xilanh vào hay tùy thuộc vào áp lực khí nén vào phía Ký hiệu: Kí hiệu chung Kí hiệu theo yêu cầu Hình 5.8- Xilanh tác dụng kép 5.1.4 Tính chọn xilanh khí nén cho cấu đẩy sản phẩm vào cabin : Hình 5.9 Xylanh khí nén tác động chiều Chiều dài hành trình pitong phụ thuộc vào bề rộng băng tải đồng thời phải phù hợp với xilanh tiêu chuẩn hóa Nếu hành trình dài làm văng sản phẩm cần phân loại khỏi cabin Nếu ngắn không đảm bảo đẩy sản phẩm cần phân loại vào cabin Chiều rộng băng tải B = 250 mm nên ta chọn chiều dài hành trình pitông L = 250 mm Chọn Lưu lượng qua van tiết lưu pitông lùi 0,1 m3/s Ta xác định tiết diện làm việc pitong: A2 = Qmin 0,1 = = × 10 −3 (m ) vlv Thông thường ta có: i= => A1 =2 A2 A1 = × A2 = × × 10 −3 = 10 × 10 −3 (m ) Đường kính xylanh xác định theo công thức: D = 2× A1 10 × 10 −3 = 2× = 0,12m π 3,14 Đường kính cần pitong d = 2× A1 − A2 10 × 10 −3 − × 10 −3 = 2× = 0,079m π 3,14 Lưu lương khí vào xylanh đẩy sản phẩm Qvào = A1 × v xl = 10 × 10 −3 × = 30 × 10 −3 m / s Đối với van đảo chiều tổn thất áp suất vào cửa lấy Δp 1= 0,15bar Tổn thất ống nối lấy Δp2= 0,25bar Nếu không kể tổn thất áp suất ống dẫn lắp sau van tiết lưu ta xem p4=0, van tiết lưu cần đảm bảo áp suất đường 2bar, p3=2bar Áp suất buồng có tiết diện A2 là: p = p3 + ∆p1 + ∆p = + 0,15 + 0,25 = 2,40bar Phương trình cân lực A1 × p1 − A2 p = ⇒ p1 = A2 p × 10 −3 × 2,40 = = 1,2bar A1 10 × 10 −3 Vậy áp suất cần cung cấp cho hệ thống 1,2 bar 5.2 Lựa chọn phương án điều khiển 4.1.1 Phương án nhận tín hiệu 5.2.1.1 Cảm biến quang  Ưu điểm - Hoạt động xác, an toàn - Phát vật không cần tiếp xúc - Tốc độ đáp ứng cao - Đầu sensor nhỏ lắp nhiều nơi - Có thể sử dụng môi trường khắc nghiệt  Nhược điểm - Khó chế tạo - Giá thành cao - Dễ bị nhiễu 5.2.1.2 Cử hành trình khí nén  Ưu điểm - Đơn giản - Tác động hành trình xác - Lắp ráp dễ dàng, tuổi thọ cao  - Nhược điểm Khí nén có tổn thất, thời gian tác động chậm so với tác động điện 5.2.1.3 Công tắc hành trình điện – Công tắt hành trình công tắc có chức đóng mở mạch điện, đặt đường hoạt động cấu cho cấu đến vị trí tác động lên công tắc Hành trình tịnh tiến quay Khi công tắc hành trình tác động làm đóng ngắt mạch điện ngắt khởi động cho thiết bị khác Người ta dùng công tắc hành trình vào mục đích như: - Giới hạn hành trình: (Khi cấu đến vị trí dới hạn tác động vào công tắc làm ngắt nguồn cung cấp cho cấu → vượt qua vị trí giới hạn) - Hành trình tự động: Kết hợp với rơle, PLC hay vi điều khiển để cấu đến vị trí định trước tác động cho cấu khác hoạt động (hoặc cấu đó) Hình 5.10 Công tác hành trình điện Từ phân tích ta thấy ta thấy so với cảm biến quang, công tắc hành trình có độ nhạy hơn, phạm vi tác động bị hạn chế Tuy nhiên, có ưu điểm khả làm việc môi trường khắc nghiệt, có độ ổn định cao, khả chống nhiễu tốt so với cảm biến quang dễ bị ảnh hưởng nhiễu  Ưu điểm - Nhỏ gọn - Tác động xác, thời gian tác động ngắn - Rẻ cữ hành trình - Đơn giản  Nhược điểm - Tuổi thọ không cao - Dễ làm mắc kẹt sản phẩm ⇒Kết luận Từ đây, theo yêu cầu hệ thống cần đáp ứng nhanh, lại nhỏ gọn, giá thành cho hệ thông thấp nhất, thành phần yêu cầu tuổi thọ không cần cao, thay công tắc hành trình điện – phần tử thích hợp cho hệ thống điều khiển yêu cầu 5.2.2 Phương án xử lý tín hiệu 5.2.2.1 Dùng Rơle ( Rơle điện từ, Rơle thời gian ) 5.2.2.1.1 Cấu tạo Rơle điện từ có phận mạch từ, cuộn dây, tiếp điểm, vỏ Mạch từ chế tạo từ vật liệu sắt từ gồm phần Phần tĩnh hình chữ phần động thép hình chữ U Phần động nối liên tiếp khí với tiếp điểm động 5.2.2.1.2 Phân loại - Theo cuộn hút : Cuộn hút chiều cuộn hút xoay chiều - Theo dòng điện qua tiếp điểm : Rơle chiều rơle xoay chiều - Theo số lượng cặp tiếp điểm : cặp tiếp điểm, cặp tiếp điểm… - Theo cấu trúc chân : Chân tròn, chân dẹt - Theo đế cắm rơle : Đế tròn, đế vuông 5.2.2.1.3 Nguyên lý hoạt động : Khi có dòng điện chạy qua, cuộn dây sinh lực hút điện từ, hút động phía lõi Lực hút điện từ có giá trị tỷ lệ thuận với bình phương dòng điện tỷ lệ nghịch với khoảng cách khe hở mạch từ Khi dòng điện cuộn dây nhỏ dòng tác động ( I < I tđ lực hút điện từ nhỏ lực kéo lò xo F < Flx , động đứng yên Khi I > Itđ lực hút điện từ lớn lực kéo lò xo F > Flx Tấm động hút phía làm cho khe hở mạch từ nhỏ nhất, tức hút phía phần tĩnh Khi khe hở mạch từ nhỏ, lực hút tăng, động hút dứt khoát phía phần tĩnh tiếp điểm động đóng vào tiếp điểm tĩnh Khi dòng điện cuộn dây giảm, lực lò xo thắng lực hút điện từ, lò xo kéo động khỏi phần tĩnh Khe hở mạch từ tăng, lực điện từ giảm, lò xo kéo dứt khoát động về, tiếp điểm động rời khỏi tiếp điểm tĩnh 5.2.2.1.4 Các thông số - Điện áp định mức cuộn hút điện áp cấp cho cuộn hút làm việc chế độ lâu dài Diện áp 9, 12 , 24 , 110 , 220 , 440 chiều 24 , 110 , 220 , 440 xoay chiều Diện áp ghi cuộn hút - Điện áp định mức : Điện áp làm việc lâu dài mạch điện mà rơle khống chế Điện áp định mức 24 , 110 , 220 , 440 chiều 24 , 110 , 127 , 220 , 380 , 500 xoay chiều - Dòng điện định mức : Dòng điện dài hạn qua tiếp điểm rơle mà không làm hỏng tiếp điểm - Tuổi thọ khí tính số lần đóng ngắt, thường vài trăm ngàn lần đóng ngắt không điện trăm ngàn lần đóng ngắt dòng có định mức : Điện áp cách điện, Điện áp thử cách điện - Thời gian tác động khoảng thời gian kể từ lúc dòng điện vượt giá trị tác động đến lúc phần động hút hoàn toàn vào phần tĩnh Thường vào khoảng – 20ms  Ưu điểm - Giá thành rẻ - Dễ thiết kế mạch điều khiển  Nhược điểm - Tiếp điểm dễ bị hỏng - Đấu nối phức tạp - Khó kiểm tra sửa chữa - Thời gian đáp ứng chậm 5.2.2.2 Dùng vi điều khiển  Ưu điểm - Khả tính toán nhanh - Dùng mạch có khối lượng thiết bị cần xử lý tính toán lớn  Nhược điểm - Thiết kế mạch phức tạp - Đòi hỏi phải có kiến thức lập trình điện tử 5.2.2.3 Dùng khả lập trình PLC  Ưu điểm - Sử dụng nhiều công nghiệp sản xuất tự động - Ổn định vi điều khiể rơle - Bền - Có khả quản lý hệ thống nhà máy lớn  Nhược điểm - Giá thành tương đối cao - Đòi hỏi phải có kỹ mạch điện kỹ lập trình - Xử lý tính toán với khối lượng lớn chậm vi điều khiển ⇒Kết luận Hệ thống phân loại tương đối đơn giản, chuyển động nên ta sử dụng Rơle để điều khiển hệ thống Hình 5.11 Rơle điện từ 5.2.3 Lựa chọn loại van đảo chiều 5.2.3.1 Van đảo chiều 4/2 tác động khí nén Hình 5.12 Van đảo chiều 4/2 tác động khí nén Nguyên tắc hoạt động: Ban đầu, van vị trí (0), có tín hiệu khí nén, van chuyển sang vị trí (1) , nguồn khí cấp tới cấu chấp hành để công tác Ngược lại, có tín hiệu khí nén tác động ngược trở lại, van chuyển từ vị trí (1) sang vị trí (0), nguồn khí nén cấp tới cấu chấp hành để thực công tác hành trình ngược lại  Ưu điểm: - Tín hiệu khí nén sẵn có, không cần tốn lượng - Điều khiển đơn giản - Nhỏ gọn  Nhược điểm: - Tác động có độ xác không cao Van đảo chiều 4/2 tác động nam châm điện từ: Hình 5.13 Van đảo chiều 4/2 tác động nam châm điện từ Nguyên tắc hoạt động: Cuộn dây nam châm điện bên A có điện, van chuyển từ vị trí ban đầu (1) qua vị trí (0), nguồn khí nén cấp từ nguồn thông qua van tới cấu chấp hành Ngược lại, cuộn dây nam châm bên B có điện, van truyền từ vị trí (0) qua vị trí (1) Nguồn khí nén cấp từ nguồn tới cấu chấp hành đề thực hiền hành trình ngược lại  Ưu điểm - Tác động nhanh, xác - Ít cồng kềnh  Nhược điểm - Kết cấu phức tạp - Đắt ⇒Kết luận Để đáp ứng điều khiển nhanh, xác cao, ta chọn loại Van đảo chiều 4/2 đầu lò xo đầu lại điều khiển nam châm điện từ hệ thống TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển ; Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí , Nhà xuất giáo dục 1999 [2] Thạc sĩ Lê Trung Thực , Tự động hóa sản xuất , Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM , 2000 [3] Nguyễn Kim Đính, Kỹ thuật điện , Nhà xuất khoa học kỹ thuật 1998 [4] Lê Phi Yến , Nguyễn Như Anh , Kỹ thuật điện tử ,Nhà xuất khoa học kỹ thuật 1998 [5] Dương Minh Trí , Linh kiện quang điện tử , Nhà xuất khoa học kỹ thuật 1998 [6] NguyễnVăn Hợp , Phạm Thị Nghĩa, Lê Thiện Thành , Máy trục vận chuyển , Nhà xuất giao thông vận tải , Hà nội 2000 [7] Tài liệu Thiết kế khuôn ép phun nhựa PGS TS Đoàn Thị Minh Trinh - môn Chế Tạo Máy ĐH BÁCH KHOA TP HCM [8] www.youtube.com [9] www.polypack.com [10] Nguyễn Hữu Lộc - CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY ĐH BÁCH KHOA TP HCM [11] Trần Hữu Quế – VẼ KỸ THUẬT CƠ KHÍ - tập 1, tập [12] Ninh Đức Tốn – DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP [...]... vo bng ti 18, thụng qua c cu y 10 - Cỏc block di chuyn vo bng ti 18, khi 6 block s chm vo cụng tc hnh trỡnh 13, kớch hot cylinder chn 15 i lờn cỏc khi 6 block s di chuyn dc theo bng ti 13, 1 thi gian sau khi cụng tc hnh trỡnh 13 mt tớn hiu ( khong thi gian khi block di chuyn ra khi cylinder chn), cylinder 15 i xung, tip tc ch cỏc block tip theo - Cỏc khi 6 block di chuyn theo bng ti 18 n chm vo... khụng di chuyn cỏc block v trớ ch v t vo thựng carton - u im : c cu n gin, d ch to, khc phc c nhc im ti c cu 2 Nng sut cao - Nhc im : B phn hỳt chõn khụng tui th thp, kộm n nh, gõy nhiu ting n khi lm vic 2.4 Phng ỏn 4 : - S dng c cu gp gp cỏc block t vo thựng carton Cỏc block c a n v trớ gp nh bng ti, khi cm bin nhn c cú xut hin cỏc block, c cu gp bng xylanh v m kp s di chuyn kp cỏc block t vo thựng... KHU V? C G? P 6 BLOCK CễNG T? C HNH TRèNH CHI? U DI CHUY? N CễNG T? C HNH TRèNH CC BLOCK S? A XYLANH é? Y KHU V? C C? P LI? U S ng hc : A-A 1 2 3 4 6 5 7 880 826 825 1515 1622 A A 5536 3000 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 246 955 310 19 2000 3.2 Nguyờn lý hot ng: - Cỏc block sa ( gụm 4 hp ) 9 c cp vo bng ti 8, khi cỏc block di chuyn ờn cụng tc hnh trỡnh 14, kớch hot cylinder 11 hot ng, y block 9 vo bng... ỏn 2 : - S dng c cu y y cỏc block vo thựng carton Cỏc block c cp vo v trớ y nh bng ti, khi bng ti a cỏc block chm vo cm bin ( hoc cụng tc hnh trỡnh ) thỡ b phn y di chuyn v trc nh xylanh, y cỏc block vo thựng carton ch sn phớa trc Sau khi úng thựng, cỏc thựng carton tip tc di chuyn nh bng ti - u im : Nng sut cao, giỏ thnh gim, c cu n gin d ch to - Nhc im : C cu y d lm cỏc block lch khi v trớ ban u dn... dung úng gúi sn phm, tựy thuc vo loi hỡnh sn phm, yờu cu v nng sut, cht lng m to ra nhiu loi mỏy khỏc nhau Di õy l 1 s phng ỏn úng gúi block chi tit dng hp a ra phõn tớch : 2.1 Phng ỏn 1 : - úng gúi sn phm s dng cỏnh tay robot Cỏc block nh c di chuyn n v trớ tay robot ch gp bng bng ti, thựng carton c to hỡnh v di chuyn n v trớ úng gúi nh cỏc c cu to hỡnh v bng ti Cỏnh tay robot gp block t vo thựng carton... : C cu gp cn thit k tt trỏnh lm bin dng cỏc block khi gp Kt lun : Da trờn nhng u nhc im cỏc phng ỏn ó phõn tớch trờn, ta chn phng ỏn 4 lm phng ỏn thit k CHNG 3: NGUYấN Lí HOT NG 3.1 S nguyờn lý v s ng: S nguyờn lý : XYLANH DI CHUY? N LấN XU? NG THNG CARTON CH? A BLOCK H? TH? NG G? P H? P V DN MI? NG CHI? U DI CHUY? N CO C? U K? P THNH PH? M CC KH? I BLOCK SAU KHI GOM BANG T? I RA LI? U CHI? U... tc hnh trỡnh 17, lỳc ny bng ti 18 dng, cylinder 16 mang c cu kp di chuyn xung ht hnh trỡnh, c cu kp hot ng kp cht khi block sa cylinder 16 di chuyn lờn - Motor 19 hot ng di chuyn ton b c cu kp + khi block qua v trớ bng ti 3 ó cú hp carton ch sn Ti õy cylinder 16 di chuyn xung, th khi block vo hp vo di chuyn v v trớ ban u - Bng ti 3 di chuyn thờm 1 bc cỏc hp carton 5 n v trớ mi Khi qua b phn gp hp v... nhanh, va p ca mt xớch vo rng a cng tng v xớch lm vic cng n Do ú cn hn ch s rng nh nht ca a xớch Nờn chn s rng a nh Z1 theo cỏc giỏ tr trong bng 6-3 ( thit k chi tit mỏy Nguyn Trng Hip, Nguyn Vn Lm), tựy theo t s truyn i, tr s nh ng vi t s truyn ln v ngc li Bng 4.2 T s truyn ca cỏc loi xớch : Loi xớch Xớch ng con ln Xớch rng T s truyn i 3-4 4-5 1-2 2-3 30-27 27-25 25-23 35-32 32-30 30-27 5-6 >6 23-21