Trong nghiên cứu này, máy phân loại lò xo theo chiều dài được thiết kế, chế tạo thành công. Máy có khả năng tự động phân loại lò xo theo chiều dài trong khoảng 20-50 mm và giám sát số lượng lò xo đạt và không đạt trên màn hình LCD. Máy sử dụng bộ vi điều khiển giá thành rẻ hoạt động ổn định giúp tiết kiệm nhân công và tăng năng suất lao động.
ISSN 2354-0575 NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TỰ ĐỘNG PHÂN LOẠI LỊ XO THEO CHIỀU DÀI Hồng Quốc Tuân1, Phạm Xuân Hiển2, Nguyễn Công Thuật3 Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên Trường Đại học Giao thông vận tải Trường Đại học cơng nghiệp Việt Hung Ngày tịa soạn nhận báo: 08/04/2019 Ngày phản biện đánh giá sửa chữa: 03/05/2019 Ngày báo duyệt đăng: 24/05/2019 Tóm tắt: Trong nghiên cứu này, máy phân loại lò xo theo chiều dài thiết kế, chế tạo thành công Máy có khả tự động phân loại lị xo theo chiều dài khoảng 20-50 mm giám sát số lượng lị xo đạt khơng đạt hình LCD Máy sử dụng vi điều khiển giá thành rẻ hoạt động ổn định giúp tiết kiệm nhân công tăng suất lao động Từ khóa: phân loại lò xo, Arduino Uno, cảm biến quang Giới thiệu Lò xo phận sử dụng phổ biến thiết bị, máy móc Trong nhà máy sản xuất hay sử dụng lị xo việc phân loại, kiểm đếm lò xo quan trọng Trong báo nhóm tác giả tiến hành nghiên cứu thiết kế chế tạo thử nhiệm máy tự động phân loại lò xo theo chiều dài dựa nhu cầu thực tế công ty TNHH Kwang Jin Công ty TNHH Kwang Jin công ty chuyên sản xuất lắp ráp linh kiện phụ tùng xe máy, tơ, xe nâng, có sản phẩm dây cáp phanh xe máy, dây cáp nâng, hạ cửa kính cho tơ, xe nâng… Hiện nay, cơng ty có nhu cầu tăng sản lượng sản phẩm dây cáp nâng, hạ cửa kính tơ với lao động cơng ty chủ yếu người chưa đáp ứng yêu cầu sản lượng đề Nguyên nhân yêu cầu đảm bảo thời gian nghỉ công nhân, công đoạn kiểm tra chiều dài lò xo mắt thường nhiều thời gian Chính vậy, Cơng ty có nhu cầu sử dụng thiết bị giảm thời gian cơng đoạn kiểm tra chiều dài lò xo, giảm lao động sức người, đảm bảo độ xác chất lượng sản phẩm Để kiểm tra chiều dài lị xo, đội ngũ kỹ thuật viên Cơng ty đưa vài giải pháp sử dụng board mạch gồm cơng tắc hành trình mắc nối tiếp tiếp điểm thường hở vào bóng đèn, board mạch gắn vào mã Dùng lò xo mẫu làm chuẩn để kiểm tra lò xo lại Nếu tất lò xo kiểm tra tác động vào công tắc hành trình làm đèn sáng lị xo đạt u cầu, đèn khơng sáng lị xo có sai lệch chiều dài Quy trình kiểm tra chiều dài lị xo thể Hình [1] Trên thực tế thị trường Việt nam chủ yếu bán sản phẩm phân tách lò xo riêng biệt Khoa học & Công nghệ - Số 22/Tháng - 2019 [2, 3] song thiết bị tập trung vào việc phân tách lị xo mà khơng kiểm tra số lượng chiều dài lò xo Các lò xo sau phân tách lại có khả dính vào lị xo sau tách lại bỏ chung vào ô chứa Do đó, từ nhu cầu thực tế cơng ty, thiết bị tự động phân loại lị xo tự động thiết kế nghiên cứu phải kết hợp hai chức năng: tách kiểm tra lị xo theo chiều dài Hình Cơng đoạn kiểm tra chiều dài lò xo Thiết kế thiết bị phân loại kiểm đếm lò xo tự động theo chiều dài Hiện nay, công ty sử dụng hai loại lị xo có thơng số kỹ thuật Bảng [1] Bảng Thơng số lị xo Thơng số lị xo Chiều dài tự nhiên Đường kính dây Đường kính Đường kính ngồi Bước Kích thước 34 mm 27 mm mm mm mm mm Journal of Science and Technology 13 ISSN 2354-0575 Từ Bảng cho thấy hai lị xo có chênh lệch chiều dài 7mm Sản phẩm lị xo cơng ty chứa túi nilong với số lượng khoảng 200 lò xo/1 túi nên sử dụng thường sảy trường hợp lò xo bị mắc vào Trong trình sản xuất, người cơng nhân phải tốn thời gian gỡ rời lị xo làm chậm dây chuyền sản xuất Do để giải vấn đề, thiết bị phân loại lị xo tự động phải có cấu tách lò xo cấu dẫn hướng lò xo Để tách dẫn hướng lị xo dùng phễu rung sử dụng phương pháp quay ly tâm Ưu điểm phương pháp dùng phễu rung it xảy tượng tắc phôi, đặc biệt với phơi có hình dạng phức tạp đồng thời điều chỉnh công suất dễ dàng cách thay đổi độ rung phễu Tuy nhiên phương pháp lại gây tiếng ồn lớn làm việc việc chế tạo tương đối phức tạp Phương pháp quay ly tâm có ưu điểm kết cấu đơn giản, làm việc tin cậy đạt suất cao, thích hợp cho phơi hình trụ có tỉ lệ l/d >1 (l chiều dài phơi, d đường kính ngồi phơi) Do đó, cấu tách hướng phơi phương pháp quay ly tâm để sử dụng cho mơ hình máy phân loại lị xo theo chiều dài lựa chọn Phần kết cấu khí thiết bị mơ tả hình Hình Kích thước sơ cấu tách lò xo 1: nắp máy; 2: ống chứa lò xo; 3: chân máy; 4: đĩa quay nhỏ; 5: nối trục động Dung sai: ± mm Hình Kích thước sơ cấu dẫn hướng lò xo 6: thành dẫn hướng; 7: chân máy; 8: máng dẫn phôi; 9: đĩa quay hướng lò xo; 10: nối trục động Dung sai: ± mm 14 Khoa học & Công nghệ - Số 22/Tháng - 2019 Journal of Science and Technology ISSN 2354-0575 Hình Kích thước sơ cấu phân loại lị xo 9: máng dẫn phơi; 10: ống khí nén; 11: khay chứa lị xo lỗi; 12: giá lắp cảm biến; 13: giá lắp xilanh Dung sai: ± mm Hình Bản vẽ tổng thể thiết bị Động cho cấu tách lò xo cấu dẫn hướng lị xo chọn có thơng số Bảng Bảng Thông số động thiết bị Thông số kỹ Động cho Động cho thuật cấu tách lò xo cấu dẫn hướng Công suất định mức 12 W 24 W Điện áp định mức 12 V 12 V Tốc độ 1000 v/p 60 v/p Kiểu lắp Mặt bích Mặt bích Khoa học & Công nghệ - Số 22/Tháng - 2019 Hình Vị trí lắp đặt cảm biến Journal of Science and Technology 15 ISSN 2354-0575 Như trình bày trên, hai loại lò xo dùng để phân loại có chiều dài chênh mm, thiết bị sử dụng ba cảm biến laser Cảm biến số gắn cố định để xác định điểm đầu lò xo Cảm biến số số lắp đặt cho di trượt với khoảng cách chiều dài tự nhiên lò xo (L0) Các cảm biến lắp đặt Hình Thiết bị phân loại lị xo tự động gồm khối Hình Thiết bị sử dụng nguồn xoay chiều 220V biến đổi thành điện áp 12 VDC cung cấp cho khối Khối cảm biến gồm cảm biến laser dùng để xác định chiều dài lị xo đồng thời đưa tín hiệu để loại lị xo khơng đạt chất lượng Van điện từ kết hợp với xi lanh để điều khiển loại sản phẩm không đạt yêu cầu Tốc độ quay động điều khiển nhờ khối điều xung PWM Kết hiển thị hình LCD Tồn hoạt động thiết bị điều khiển nhờ vi điều khiển Arduino Uno R3 [4] Hình Sơ đồ khối thiết bị phân loại lò xo tự động Hình Lưu đồ thuật tốn chương trình điều khiển cho thiết bị phân loại lò xo tự động 16 Khoa học & Công nghệ - Số 22/Tháng - 2019 Journal of Science and Technology ISSN 2354-0575 Kết thảo luận Thiết bị phân loại lò xo tự động thiết kế, chế tạo thành cơng có khả phân loại lò xo theo chiều dài đồng thời kiểm đếm giám sát số lượng sản phẩm đạt khơng đạt u cầu hình LCD giúp nâng cao hiệu suất công việc, giảm sức lao động người Thiết bị chế tạo dựa vật liệu linh kiện với giá thành rẻ, dễ kiếm thị trường giúp giảm giá thành sản phẩm đồng thời đáp ứng yêu cầu hoạt động tương đối ổn định Các cảm biến thay đổi vị trí để thay đổi chiều dài lị xo cần phát Do sản phẩm cải tiến sản xuất hàng loạt để áp dụng việc phân loại kiểm đếm lò xo không riêng cho công ty TNHH Kwang Jin mà cịn cho cơng ty khác có nhu cầu tương tự Tài liệu tham khảo [1] Công ty TNHH Kwang Jin, Quy trình phân tách lị xo [2] Cơ khí Đăng Khoa, Máy tự động phân chia lị xo DK-P212 [3] Công ty TNHH Công nghệ tự động Đông Quan Rener, Máy tách lò xo tự động tốc độ cao RESM005 RESEARCH, DESIGN AND MANUFACTURE OF AUTOMATIC LENGTH-BASED SPRING CLASSIFICATION MACHINE Abstract: In study, an automatic length-based spring classification machine has been successfully designed and fabricated It has ability to automatically the springs which has the length range of 20-50 mm The number of good and bad springs are also monitored and displayed on the LCD screen This machine using a cheap microcontroller is in stable operation It help to reduce labor cost and improve labor productivity Keywords: Spring classification, Arduino Uno, photoelectronic sensor Khoa học & Công nghệ - Số 22/Tháng - 2019 Journal of Science and Technology 17 ... cho thiết bị phân loại lò xo tự động 16 Khoa học & Công nghệ - Số 22/Tháng - 2019 Journal of Science and Technology ISSN 2354-0575 Kết thảo luận Thiết bị phân loại lò xo tự động thiết kế, chế tạo. .. hình máy phân loại lị xo theo chiều dài lựa chọn Phần kết cấu khí thiết bị mơ tả hình Hình Kích thước sơ cấu tách lị xo 1: nắp máy; 2: ống chứa lò xo; 3: chân máy; 4: đĩa quay nhỏ; 5: nối trục động. .. cho di trượt với khoảng cách chiều dài tự nhiên lò xo (L0) Các cảm biến lắp đặt Hình Thiết bị phân loại lị xo tự động gồm khối Hình Thiết bị sử dụng nguồn xoay chiều 220V biến đổi thành điện áp