Thiết kế chế tạo máy rót tự động bột màu trong sản xuất gạch men

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RÓT TỰ ĐỘNG BỘT MÀU TRONG SẢN XUẤT GẠCH MEN Người hướng dẫn: PGS.TS TRẦN XUÂN TÙY Sinh viên thực hiện: LÊ HUỲNH ĐỨC VÕ VĂN HOÀNG HIỆP Đà Nẵng, 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Lê Huỳnh Đức; Võ Văn Hoàng Hiệp Lớp: 15CDT2; 15CDT1 Số thẻ SV: 101150203; 101150165 Tên đề tài: Thiết kế chế tạo máy rót tự động bột màu sản xuất gạch men Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy Học hàm/ học vị: PGS Tiến sĩ II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, tính mới, khả ứng dụng đề tài: (điểm tối đa 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… C C Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: (điểm tối đa 4đ) R L T ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa 2đ) U D ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đề tài có giá trị khoa học/ có báo/ giải vấn đề đặt doanh nghiệp nhà trường: (điểm tối đa 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… III Tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: (điểm tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… IV Đánh giá: Điểm đánh giá: …… /10 (lấy đến số lẻ thập phân) Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Người hướng dẫn TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Lê Huỳnh Đức; Võ Văn Hoàng Hiệp Lớp: 15CDT2; 15CDT1 Số thẻ SV: 101150203; 101150165 Tên đề tài: Thiết kế chế tạo máy rót tự động bột màu sản xuất gạch Người phản biện: Ths Ngô Thanh Nghị Học hàm/ học vị: Thạc sĩ II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, tính mới, khả ứng dụng đề tài: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… C C Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: R L T ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: U D ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đề tài có giá trị khoa học/ có báo/ giải vấn đề đặt doanh nghiệp nhà trường: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… TT Các tiêu chí đánh giá 1a Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải đủ nhiệm vụ đồ án giao - Tính (nội dung ĐATN có phần so với ĐATN trước đây) - Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; ứng dụng thực tiễn Điểm Điểm tối đa đánh giá 70 10 - Kỹ giải vấn đề; hiểu, vận dụng kiến thức bản, sở, chuyên ngành vấn đề nghiên cứu 1b - Chất lượng nội dung ĐATN (thuyết minh, vẽ, chương trình, mơ hình,…) - Có kỹ vận dụng thành thạo phần mềm ứng dụng vấn đề nghiên cứu (thể qua kết tính tốn phần mềm); 1c - Có kỹ sử dụng tài liệu tiếng nước ngồi liên quan vấn đề nghiên cứu (thể qua tài liệu tham khảo); - Có kỹ làm việc nhóm (đánh giá đề tài nhóm SV thực hiện); Kỹ viết: 2a - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích 2b - Thuyết minh đồ án khơng có lỗi tả, in ấn, định dạng Tổng điểm đánh giá theo thang 100: Quy thang 10 (lấy đến số lẻ) 50 10 30 20 10 C C R L T - Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời buổi bảo vệ: ………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… U D ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 201… Người phản biện TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Thiết kế chế tạo máy rót tự động bột màu sản xuất gạch men Sinh viên thực hiện: Lê Huỳnh Đức, Võ Văn Hoàng Hiệp Số thẻ SV:101150203, 101150165 Lớp: 15CDT Tóm tắt đồ án Nhu cầu thực tế đề tài Trong trình sản xuất gạch men việc rót bột màu vào khn q trình thủ công mà cần nhân lực Để giải vấn đề máy rót tự động bột màu giúp q trình rót màu trở nên tự động hóa giảm thiểu số nhân công cho công việc C C R L T Từ yêu cầu nhóm định tiến hành lên ý tưởng tiến hành thực đề tài “Thiết kế chế tạo máy rót tự động bột màu sản xuất gạch men” Máy rót bột màu vào khn cách tự động liên tục U D Phạm vi nghiên cứu đề tài tốt nghiệp Trong đề tài này, nhóm tác thiết kế cấu cho máy, tìm hiểu phương pháp để đưa phương án tối ưu nhất, nghiên cứu tính thiết thực đưa giải pháp phù hợp để đảm bảo suất chất lượng cho cơng việc, từ đó: - Tính tốn thiết kế hệ truyền động - Thiết kế thi cơng máy rót tự động bột màu sản xuất gạch men Nội dung thực - Số trang thuyết minh: trang - Số vẽ: A0 - Mơ hình: máy rót tự động bột màu sản xuất gạch men Kết - Tính thiết thực lý lựa chọn đề tài - Đưa phương án thiết kế lựa chọn phương án tối ưu - Tính tốn cấu lựa chọn động - Thực lập trình điều khiển hệ thống yêu cầu - Sai số cho phép: 10% TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐH ĐÀ NẴNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP STT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Ngành Lê Huỳnh Đức 101150203 15CDT2 Cơ Điện tử Võ Văn Hoàng Hiệp 101150165 15CDT1 Cơ Điện tử Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RÓT TỰ ĐỘNG BỘT MÀU TRONG SẢN XUẤT GẠCH MEN Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Nội dung phần thuyết minh tính tốn: STT R L T Họ tên sinh viên U D Lê Huỳnh Đức Võ Văn Hoàng Hiệp C C Nội dung - Tìm hiểu số loại cấu ngồi thực tế để đưa ý tưởng tốt - Đưa nguyên lí, lựa chọn cấu phù hợp để thiết kế Chế tạo máy Thiết kế phần cứng phần mềm solidwork Tìm hiểu lập trình Arduino - Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): STT Họ tên sinh viên Lê Huỳnh Đức Võ Văn Hoàng Hiệp Nội dung - Bản vẽ phần cứng Bản vẽ sơ mạch lưu đồ thuật toán Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: A0 A0 Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2019 Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn C C U D R L T THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RÓT TỰ ĐỘNG BỘT MÀU TRONG SẢN XUẤT GẠCH MEN LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến, giới ngày thay đổi, văn minh đại Cùng với q trình “Cơng nghiệp hóa- Hiện đại hóa” đất nước, hệ thống dây chuyền sản xuất tự động có suất chất lượng sản phẩm ngày cao, công nhân ngày dễ dàng thực cơng đoạn sản xuất hơn, quản lí dễ dàng việc kiểm soát đánh giá sản phẩm Tuy nhiên việc tiếp cận hệ thống dây chuyền hạn chế nước ta, chủ yếu phải nhập từ nước ngồi Với mục tiêu đóng góp phần nhỏ vào nghành cơng nghiệp đất nước, sở kiến thức học khí, điện tử, điều khiển tự động nhóm định thực để tài: “Thiết kết chế tạo Máy rót tự động bột màu sản xuất gạch C C men” Đề tài giúp nhóm tìm hiểu thêm thiết bị điện tử, máy CNC, lập trình… kinh nghiệm thực tế có ích cho cơng việc sau nhóm R L T Nhóm xin chân thành cảm ơn hướng dẫn bảo nhiệt tình thầy Trần Xuân Tùy giúp đỡ nhóm nhiều q trình tiềm hiểu thiết kế hoàn thành U D đề tài đồ án Cùng với cố gắng nỗ lực nhóm hồn thành xong đồ án mình, nhiên thời gian ngắn thực đề tài cộng với kiến thức nhiều hạn chế, nên tập đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, nhóm thực mong đóng góp ý kiến thầy bạn sinh viên Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2019 Sinh viên thực Lê Huỳnh Đức Sinh viên thực hiện: Lê Huỳnh Đức Võ Văn Hoàng Hiệp Võ Văn Hoàng Hiệp Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RÓT TỰ ĐỘNG BỘT MÀU TRONG SẢN XUẤT GẠCH MEN LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Mọi giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc rõ ràng phép công bố Sinh viên thực C C R L T U D Sinh viên thực hiện: Lê Huỳnh Đức Võ Văn Hoàng Hiệp Lê Huỳnh Đức Võ Văn Hoàng Hiệp Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RÓT TỰ ĐỘNG BỘT MÀU TRONG SẢN XUẤT GẠCH MEN MỞ ĐẦU Trong trình sản xuất gạch bơng bước rót bột màu để tạo nên họa tiết gạch thủ công băng tay phổ biến, với hy vọng tăng xuất, giảm nhân cơng, mang “Hiện đại hóa – Tự động hóa” vào q trình nhóm em nghiên cứu, thiết kế chế tạo “Máy rót tự động bột màu sản xuất gạch bông” C C R L T U D Sinh viên thực hiện: Lê Huỳnh Đức Võ Văn Hoàng Hiệp Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RÓT TỰ ĐỘNG BỘT MÀU TRONG SẢN XUẤT GẠCH MEN Hình 3.4: Sơ đồ chân ICSP Tên pin Arduino Nano ICSP MISO Vcc SCK MOSI RST GND Kiểu Chức Đầu vào đầu Đầu Đầu Đầu đầu vào Đầu vào Nguồn Master In Slave Out Cấp nguồn Tạo xung cho Master Out Slave In Đặt lại, Hoạt động mức thấp Chân nối dất 3.4 Thiết kế hệ thống điều khiển: C C R L T 3.4.1 Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển hệ thống: U D Sinh viên thực hiện: Lê Huỳnh Đức Võ Văn Hoàng Hiệp Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy 42 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RÓT TỰ ĐỘNG BỘT MÀU TRONG SẢN XUẤT GẠCH MEN C C R L T U D Hình 3.5: Lưu đồ thuật toán Sinh viên thực hiện: Lê Huỳnh Đức Võ Văn Hoàng Hiệp Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy 43 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RÓT TỰ ĐỘNG BỘT MÀU TRONG SẢN XUẤT GẠCH MEN C C R L T U D Hình 3.6: Sơ đồ mạch 3.4.2.Nguyên lí hoạt động mạch: Sử dụng Arduino điều khiển động di chuyển trục theo quy luật thiết lập đồng thời đóng xả van quỹ đạo di chuyển để rót bột màu vào khn xác liên tục Sinh viên thực hiện: Lê Huỳnh Đức Võ Văn Hoàng Hiệp Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy 44 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RÓT TỰ ĐỘNG BỘT MÀU TRONG SẢN XUẤT GẠCH MEN C C R L T U D Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý 3.5 Lập trình cho Arduino điều khiển hệ thống: Code lập trình xem phần phụ lục Sinh viên thực hiện: Lê Huỳnh Đức Võ Văn Hoàng Hiệp Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy 45 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RÓT TỰ ĐỘNG BỘT MÀU TRONG SẢN XUẤT GẠCH MEN KẾT LUẬN CHƯƠNG Arduino IDE Solidworks phần mềm thiếu cho kỹ thuật tương lai, Vi điều khiển bo mạch thiếu cho ngành điện tử Solidwork phần mềm CAD/CAM sử dụng rộng rãi phạm vi giới, solidwork thiết kế 3D, mơ chuyển động mô gia công (CAM) Đồ án giúp chúng em tìm hiểu trải nghiệm cơng việc lập trình với Arduino, thiết kế 3D với solidwork Tìm hiểu thực hệ thống điều khiển cấu máy CNC đơn giản C C R L T U D Sinh viên thực hiện: Lê Huỳnh Đức Võ Văn Hoàng Hiệp Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy 46 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RÓT TỰ ĐỘNG BỘT MÀU TRONG SẢN XUẤT GẠCH MEN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Kết đạt đề tài: Với đề tài nhóm em làm nội dung sau: - Nghiên cứu việc thiết kế chế tạo cấu máy CNC Nghiên cứu phần mềm Arduino Solidwork Bổ sung thêm kiến thức khí lập trình giúp ích cho cơng việc - Hệ thống đáp ứng yêu cầu đề Cơ cấu hệ thống nhỏ gọn, vững chắc, giá thành rẻ đảm bảo tính cơng nghệ an tồn vận hành C C R L T Mơ hình nhóm em hoạt động ổn định hạn chế như: - Do thực thủ cơng nên hệ thống chưa thực xác với thiết kế Việc láp - ráp gặp nhiều hạn chế Các linh kiện điện tử, cảm biến sử dụng hệ thống có giá thành rẻ cịn hạn - chế độ xác Hệ thống chưa áp dụng vào nhà máy sản xuất quy mô lớn U D Hướng phát triển: - Đây đề tài có ứng dụng cao thực tế nên chúng em cố gắng để hoàn thiện đề tài phát triển thêm tối ưu lập trình để độ xác tốc độ hoạt động ổn định Sinh viên thực hiện: Lê Huỳnh Đức Võ Văn Hoàng Hiệp Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy 47 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RÓT TỰ ĐỘNG BỘT MÀU TRONG SẢN XUẤT GẠCH MEN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Phước Hải Giáo trình thiết kế khí Solidworks.Trung tâm cơng nghệ Advance CAD 2017 [2] TS Đặng Phước Vinh – TS Võ Như Thành Kỹ thuật vi điều khiển PIC Nhà xuất xây dựng 2019 [3] Nguyễn Trọng Hiệp - Nguyễn Văn Lẫm Giáo trình thiết kế chi tiết máy Nhà xuất giáo dục 1999 [4] https://codientu.org [5] https://advancecad.edu.vn C C [6] https://arduino.vn [7] https://tailieu.vn R L T U D Sinh viên thực hiện: Lê Huỳnh Đức Võ Văn Hoàng Hiệp Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy 48 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RÓT TỰ ĐỘNG BỘT MÀU TRONG SẢN XUẤT GẠCH MEN PHỤ LỤC Code arduino: #include #include #include #include // Keypad #define K1 #define K2 #define K3 #define K4 // -Module connection pins (Digital Pins) #define CLK #define DIO C C R L T TM1637Display display(CLK, DIO); #define Px A2 #define Dx #define Py A1 #define Dy #define Pz A0 #define Dz 10 #define CTHTx A5 #define CTHTy A6 #define CTHTz A7 #define pYellow A4 #define pGreen 11 U D int pos[30][4] = { {125, 25, 1, }, {150 , 25, 2, }, {220, 25, 3, 2}, {245 , 25, 4, 2}, {265 , 40, 5, 1}, {245, 75, 5, 1}, {220, 75, 6, 1}, {200, 40, 6, 1}, {170, 40, 7, 1}, Sinh viên thực hiện: Lê Huỳnh Đức Võ Văn Hoàng Hiệp Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy 49 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RÓT TỰ ĐỘNG BỘT MÀU TRONG SẢN XUẤT GẠCH MEN {150, 75, 7, 1}, {125, 75, 8, 1}, {105, 40, 8, 1}, {110, 105, 9, 2}, {165, 105, 10, 2}, {205, 105, 11, 2}, {260, 105, 12, 2}, // {265, 175, 13, 1}, {245, 135, 13, 1}, {220, 135, 14, 1}, {200, 175, 14, 1}, {170, 175, 15, 1}, {150, 135, 15, 1}, {125, 135, 16, 1}, {105, 175, 16, 1}, {125, 193, 17, }, {150 , 193, 18, }, {220, 193, 19, 2}, {245 , 193, 20, 2}, }; C C R L T U D int resetSpeed = 1; int StepDelay = 0; bool order = false; bool flagUD = false; int tON = 0; int tOFF = 0; int Pr = 1; uint8_t data[] = { 0xff, 0xff, 0xff, 0xff}; // Drawing robot limits, in mm // OK to start with Could go up to 50 mm if calibrated well int Xmin = 0; int Xmax = 300; int Ymin = 0; int Ymax = 210; int Zmin = 0; int Zmax = 150; long Xpos = Xmin; long Ypos = Ymin; long Zpos = Zmax; Sinh viên thực hiện: Lê Huỳnh Đức Võ Văn Hoàng Hiệp Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy 50 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RÓT TỰ ĐỘNG BỘT MÀU TRONG SẢN XUẤT GẠCH MEN // Calculate steps per mm Enter here float StepsPerMillimeterX = 714; float StepsPerMillimeterY = 719; float StepsPerMillimeterZ = 752; void reset(void); void drawLine(long x1, long y1); void zDown(void); void zUp(void); void phunSonON(int color); void phunSonOF(void); void setup() { Serial.begin( 9600 ); display.setBrightness(0x0f); pinMode(K1,INPUT_PULLUP); pinMode(K2,INPUT_PULLUP); pinMode(K3,INPUT_PULLUP); pinMode(K4,INPUT_PULLUP); C C R L T U D pinMode(Px, OUTPUT); pinMode(Dx, OUTPUT); pinMode(Py, OUTPUT); pinMode(Dy, OUTPUT); pinMode(Pz, OUTPUT); pinMode(Dz, OUTPUT); pinMode(CTHTx, INPUT_PULLUP); pinMode(CTHTy, INPUT_PULLUP); pinMode(CTHTz, INPUT_PULLUP); pinMode(pYellow, OUTPUT); pinMode(pGreen, OUTPUT); EEPROM.writeInt(0,6); EEPROM.writeInt(2,10); EEPROM.writeInt(4,1); tON = EEPROM.readInt(0); tOFF = EEPROM.readInt(2); Pr = EEPROM.readInt(4); } void loop() { Sinh viên thực hiện: Lê Huỳnh Đức Võ Văn Hoàng Hiệp Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy 51 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RÓT TỰ ĐỘNG BỘT MÀU TRONG SẢN XUẤT GẠCH MEN data[0] = 0xD0; data[1] = 0x79; data[2] = 0x6D; data[3] = 0x79; display.setSegments(data); reset(); // letter r // letter E // letter S // letter E // letter r: while(digitalRead(K1) == 1){ data[0] = 0x73; // letter P data[1] = 0xD0; // letter r data[2] = display.encodeDigit(Pr/10); data[3] = display.encodeDigit(Pr%10); display.setSegments(data); // letter r: if (digitalRead(K4) == 0) { Pr += 1; if (Pr == 100) Pr = 0; data[2] = display.encodeDigit(Pr/10); data[3] = display.encodeDigit(Pr%10); display.setSegments(data); while(digitalRead(K4) == 0); EEPROM.writeInt(4,Pr); delay(100); } if (digitalRead(K3) == 0) { Pr -= 1; if (Pr == 0) Pr = 99; data[2] = display.encodeDigit(Pr/10); data[3] = display.encodeDigit(Pr%10); display.setSegments(data); while(digitalRead(K3) == 0); EEPROM.writeInt(4,Pr); delay(100); } C C R L T U D } // put your main code here, to run repeatedly: for (int j = 0; j= Xmax) x1 = Xmax; if (x1 = Ymax) y1 = Ymax; if (y1