đồ án chiết rót đóng nắp chai tự động Trong công cuộc Công nghiệp hoá Hiện đại hoá đất nuớc, cơ khí nói chung đóng một vai trò rất quan trọng. Nhưng ngày nay với sự phát triển vượt bậc của công nghệ, cơ khí truyền thống không thể mang lại hiệu quả cao trong nền kinh tế thị trường. Chính vì vậy đã xuất hiện một xu hướng mới trong công nghệ, đó là sự kết hợp giữa cơ khí, công nghệ thông tin và điện tử để hình thành một lĩnh vực mới:Lĩnh vực Cơ khí tự động hoá. Trên thế giới, cơ khí tự động hoá đã xuất hiện từ khá lâu và phát triển rất mạnh, nhưng tại Việt Nam đây vẫn là một lĩnh vực mới và đang trong quá trình hình thành và phát triển. Một trong những sản phẩm của cơ điện tử tự động hoá là những hệ thống chiết rót và đóng nắp chai tự động. Bên cạnh đó nhu cầu về nước uống cũng như các sản phẩm đóng gói ngày càng tăng. Nắm được tầm quan trọng của hệ thống Nhóm thực hiện nghiên cứu, thiết kế chế tạo một mô hình hệ thống chiết rót và đóng nắp chai nước tự động. Mặc dù chúng em đã cố gắng hết sức mình để hoàn thiện hệ thống nhưng do còn nhiều khó khăn về kiến thức nên không tránh khỏi những thiếu sót.
1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………… HÀ NỘI, ngày….tháng…năm 2019 Giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… HÀ NỘI, ngày….tháng…năm 2019 Giáo viên phản biện DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT TỪ/ CỤM TỪ PLC CPU HMI CHÚ THÍCH Programmable Logic Controller (Bộ điều khiển Logic lập trình được) Central Processing Unit (Bộ xử lý trung tâm) Human-Machine-Interface (Thiết bị giao tiếp người điều hành máy móc thiết bị) LỜI NĨI ĐẦU Trong cơng Cơng nghiệp hố - Hiện đại hố đất nuớc, khí nói chung đóng vai trò quan trọng Nhưng ngày với phát triển vượt bậc cơng nghệ, khí truyền thống khơng thể mang lại hiệu cao kinh tế thị trường Chính xuất xu hướng cơng nghệ, kết hợp khí, cơng nghệ thơng tin điện tử để hình thành lĩnh vực mới:Lĩnh vực Cơ khí tự động hố Trên giới, khí tự động hố xuất từ lâu phát triển mạnh, Việt Nam lĩnh vực trình hình thành phát triển Một sản phẩm điện tử -tự động hố hệ thống chiết rót đóng nắp chai tự động Bên cạnh nhu cầu nước uống sản phẩm đóng gói ngày tăng Nắm tầm quan trọng hệ thống Nhóm thực nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình hệ thống chiết rót đóng nắp chai nước tự động Mặc dù chúng em cố gắng để hồn thiện hệ thống nhiều khó khăn kiến thức nên khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận ý kiến đóng góp q Thầy Cơ Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Lê Văn Nghĩa giúp đỡ chúng em suốt thời gian thực đề tài tốt nghiệp Nhóm sinh viên thực Bùi Đình Thi Nguyễn Thanh Tùng Nguyễn Hữu Thanh CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG 1.1 Lịch sử nghiên cứu 1.1.1 Trên giới Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai diễn từ nửa cuối kỷ 19 thúc đẩy ngành sản xuất biến chuyển nhanh chóng với hàng loạt dây chuyền sản xuất, tiêu chuẩn chất lượng, tự động hóa Các hệ thống có tự động hóa ngày cao, độ xác q trình làm việc Dây chuyền sản xuất tự động hóa ứng dụng nhiều lĩnh vực công nghiệp khác như: Công nghiệp chế biến thực phẩm, Công nghiệp chế tạo ô tô… Đặc biệt sản xuất đóng chai đồ uống, nhiều quốc gia có nhà máy sản xuất, đóng chai đồ uống lớn Năm 1990 với phát triển mạnh mẽ nước uống đóng chai, hệ thống chiết rót đóng nắp chai tự động từ trọng nghiên cứu phát triển Hình 1.1 Hệ thống chiết rót cơng ty nước khoáng Vĩnh hảo Tại Việt Nam Ngành sản xuất nước đóng chai có tốc độ tăng trưởng cao, giàu tiềm phát triển nhu cầu tiêu thụ lớn sản lượng sản xuất Các công ty xuất với nhiều quy mô khác giúp thúc đẩy cạnh tranh mạnh mẽ thị trường đồng thời đẩy mạnh phát triển trình sản xuất Sự tự động hóa q trình sản xuất yêu cầu bắt buộc với tập đoàn sản xuất Hình 1.2 Hệ thống sản xuất nước có gas cơng ty Bidrico Hình 1.3 Một đoạn hệ thống sản xuất Aseptic Tân Hiệp Phát 1.2 Các vấn đề đặt Đặt vấn đề: Để mô hình hoạt động đạt hiệu Các vấn đề cần quan tâm: Làm để đưa chai vào hệ thống, giữ chai nào? Làm để xác định lượng nước cần rót? Phương pháp việc đóng nắp? Làm cách để chai dừng vị trí rót đóng nắp? Giải vấn đề: để giải vấn đặt ra, đề ta cần xác định nguyên lý vận hành hệ thống chi tiết cần thiết kế Sau đó, xây dựng sơ đồ khối để xác định chế vận hành cho khối Từ thiết kế chi tiết cho khối Cách thức thực hiện: đề tài “Hệ thống chiết rót đóng nắp chai tự động” để thực đề tài nhóm cần thiết phải nắm kiến thức khí, điện tử,về PLC Tìm hiểu thêm tài liệu lện quan đến đề tài thông qua sách báo, mạng,… để củng cố thêm kiến thức Đồng thời cần xây dụng mơ hình phần cứng hệ thống để làm sở cho đề tài Mơ hình hệ thống gồm phần, phần cứng phần mềm Vì ta cần loại giải pháp phần cứng phần mềm Giải pháp phần cứng: Trong phần cứng bao gồm chế tiếp chai, giữ chai, rót nước vào chai đóng nắp chai - Tiếp chai ta dùng cấu xy lanh giữ đẩy chai Ngồi có chế khác như: dùng băng truyền thân chai, đáy chai - Giữ chai ta dùng phương pháp giữ thân chai, ngồi dùng phương pháp giữ cổ chai - Rót nước vào chai ta định lượng phương pháp định thời Ngồi phương pháp định lượng khác như: máy bơm định lượng, bình định lượng, cảm biến thẩm thấu… - Đóng nắp chai theo kiểu vặn, dùng động xoay Giải pháp phần mềm: Xây dựng lưu đồ giải thuật chương trình cho hệ thống, dùng chương trình để lập trình điều khiển cho PLC Misubishi theo kiểu LAD 1.3 Đối tương nghiên cứu Trong thực tế, hóa chất sản phẩm dạng dung dịch lỏng thường bảo quản chai, lọ ưu điểm riêng biệt an tồn, có khả lưu trữ lâu, sản phẩm bảo toàn nguyên vẹn so với ban đầu không bị ảnh hưởng yếu tố bên so với nhiều loại sản phẩm bảo quản khác túi nilong,… Cùng với phát triển không ngừng nghỉ dây chuyền máy móc đại tự động với tính tốn thiết kế xác, hiệu nghiên cứu nên nhóm định ứng dụng dây chuyền sản xuất hệ thống triết rót đóng nắp chai tự động dựa hệ thống có sẵn nhà máy sản xuất với phạm vi nghiên cứu hẹp, chưa ứng dụng thực tế khơng có nghiên cứu đầu tư thêm qua nhóm thực mục tiêu mà học vào nghiên cứu để giải số vấn đề thực tiễn sống 1.4 Phương pháp thực đề tài Dựa sở lý thuyết tính tốn, thiết kế, chế tạo theo giai đoạn, sau tìm phương án hợp lý, đơn giản tiết kiệm Khảo sát thực tế, tìm hiểu phương án định lượng cấu rót chất liệu rót đưa vào sử dụng, kế thừa ưu diểm, tìm cách khắc phục khuyết điểm để áp dụng vào thiết kế đề tài Sau tìm hiểu thực tế tiến hành nghiên cứu thiết kế cấu truyền động, cấu rót bán tự động, cấu định lượng Giai đoạn tiến hành chế tạo Giai đoạn cuối kiểm nghiệm lại hệ thống, tìm phương án chưa hợp lý từ sửa chữa thay đổi phương án thiết kế kịp thời Phương pháp thực hiện: - Tham khảo tổng hợp tài liệu từ nguồn khác - Tiến hành thực nghiệm mơ hình thực tế nhóm 10 - Theo dõi,đánh giá,nhận xét số liệu thực nghiệm - Xử lý số liệu,tính tốn viết báo cáo 1.5 Dự kiến kết đạt - Hoàn thành xây dựng, thiết kế, lắp ráp cấu khí - Xây dựng hồn thiện chương trình điều khiển cho PLC đưa vào vận hành hệ thống - Có khả lập trình hiểu nguyên lý vận hành PLC thực tế - Tính tốn chọn động phù hợp cho băng tải hệ thống cấp chai - Hiểu nguyên lý hoạt động đối tượng áp dụng cảm biến xy lanh thực tế - Có khả chỉnh sửa khắc phục băng tải - Nâng cao khả vẽ thiết kế Solidwork 50 4.4.2 Xây dựng chương trình điều khiển a) Giới thiệu phần mềm GX Works2 Hình 4.18 Phần mềm GX Works2 GX Work2 phần mềm chuyên dùng để lập trình cho dòng PLC Mitsubishi Đây phần mềm hoàn thiện từ phần mềm GX Developer Phần mềm GX Work2 thiết kế để thực số chức sau: - Quản lí nhớ tập tin Phát triển chương trình lập trình Đọc ghi liệu từ/đến module CPU Kiểm tra, giả lập, giám sát chương trình trạng thái địa nhớ b) Sử dụng phần mềm GX Work2 xây dựng chương trình hệ thống - Lựa chọn loại PLC ngơn ngữ lập trình Hình 4.19 Lựa chọn PLC ngơn ngữ lập trình 51 - Thiết lập bảng địa đầu vào Bảng 4.1 Bảng địa đầu vào X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X20 X21 X22 Nút start Nút reset Nút stop Cb1_co chai Cb2_capnuoc Cb4_xoaynap Cb3_conap Ctht1_max Ctht1_min Ctht2_min Ctht2_max Ctht3_min Ctht3_max Ctht4_min Ctht4_max Ctht5_min Ctht5_max Ctht6_min Ctht6_max - Thiết lập bảng địa đầu Bảng 4.2 Bảng địa đầu Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y15 Y16 Chan1 Lui Chan2 Ga Xl xoay Bơm Động xoáy Băng tải Xl đỡ chai Xl đẩy chai Đèn sta Đèn sto 52 Y17 Đèn reset - Xây dựng chương trình điều khiển Phụ lục 53 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ Sau hồn thành đồ án tốt nghiệp nhóm chúng em trang bị thêm cho số kiến kiến thức chuyên môn mà học lý thuyết chúng em chưa hiểu rõ, có thêm số kinh nghiệm gia công chi tiết, biết thêm cửa hàng nơi chuyên buôn bán chi tiết vật liệu khí Những vấn đề mà chúng em đạt hạn chế trình làm đồ án tốt nghiệp 5.1 Kết đạt - Nắm rõ quy trình để thiết kế chế tạo sản phẩm chi tiết máy - Biết sử dụng thêm nhiều phần mêm ngành khí: - solidworks,… Biết quy tắc tác phong làm việc nhà xưởng Khả tinh thần làm việc nhóm nâng cao Kiến thưc chuyên môn nâng cao làm bước đà sau tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo, vận hành hệ thống 5.2 Đánh giá Qua đồ án lần chúng em cảm nhận thấy tầm quan trọng sản phẩm làm có tầm quan trọng xã hội, sản phẩm làm góp phần tăng trưởng kinh tế nước ta Sản phẩm nhóm làm khơng hồn thiện mong muốn tâm huyết mà nhóm em cực khổ làm ngày,đêm để hồn thành Do nhiều hạn chế kiến thức kiến thức thực tế tình hình tài khơng cho phép nên đồ án dừng lại mức độ cho phép mong quý thầy cô thông cảm Đề tài tốt nghiệp học cuối mà thầy dành cho tất chúng em, giúp chúng em cố lại toàn kiến thức học,cũng rèn luyện lại tay nghề chúng em cho vững Bài học giúp cho chúng em biết cách thiết kế vẽ hợp lý, xác gia cơng chi tiết giúp chúng nhận biết khác biệt rõ 54 chi tiết vẽ cách gia công thật thực tế Đồ án giúp em đánh giá thực lực điểm mạnh điểm yếu 5.3 Hạn chế phương pháp giải 5.3.1 Hạn chế - Thời gian đầu làm đồ án chưa quen bỡ ngỡ với công việc - Trong trình gia cơng chi tiết sai sót nên lắp ráp gặp phải khó khăn dẫn đến phải điều chỉnh lại chi tiết nhiều lần - Do thời gian kinh phí có hạn bên cạnh hiểu biết thực tiễn gia cơng khí chưa tốt nên đồ án hoàn thành chưa thực tốt - Cơ cấu cấu chai chưa ổn định - Các chi tiết gá chưa tối ưu dẫn đến hoạt động chưa xác hồn tồn 5.3.2 Phương pháp giải - Do hạn chế mặt kiến thức,thời gian,điều kiện kinh tế nên phạm vi đồ án dừng lại mơ hình,hi vọng đề tài ngày nghiên cứu phát triển hoàn thiện tương lai để ứng dụng nhà máy sản xuất thực tế,đó hướng phát triển đề tài mà nhóm mong muốn thực - Sử dụng phần mềm để điều khiển, giám sát hệ thống - Thiết kế, chế tạo xác chi tiết gá để tránh tình trạng sai sót vận hành 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Tài liệu Fx1N Programmable Controller Manual công ty Mitsubishi http://dl.mitsubishielectric.com/dl/fa/document/manual/plc_fx/jy992d88101/j y992d88101e.pdf [2] Lê Văn Quý, đồ án: “ Thiết kế xây dựng hệ thống định mức chiết rót chai tự động ’’ [3].Nguyễn Thị Thủy, tài liệu “HMI Mitsubishi’’ [4] PGS.TS Bùi Hải Triều (Chủ biên),TS.Nguyễn Ngọc Quế, TS Đỗ Hữu Quyết, TS Nguyễn Văn Hựu, giáo trình “ Truyền động thủy lực khí nén’’ Trường đại học nông nghiệp hà nội [5]TS Nguyễn Hữu Lộc , tài liệu : “ Cơ sở thiết kế máy ’’ trường đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh 56 Phụ lục: Chương trình điều khiển Chương trình điều khiển 57 58 59 60 61 62 63 64