Thiết kế và chế tạo mô hình nhận dạng hành lý trong sân bay

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH NHẬN DẠNG HÀNH LÝ TRONG SÂN BAY Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGS.TS ĐINH MINH DIỆM VÕ VĂN THÔI NGUYỄN THANH MẠO Đà Nẵng, 2017 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế chế tạo mơ hình nhận dạng hành lý sân bay Sinh viên thực hiện: Võ Văn Thôi MSSV: 101120144 Lớp 12C1A Nguyễn Thanh Mạo MSSV: 101120125 Lớp 12C1A Tóm tắt đề tài: - Mơ hình nhận dạng hành lý sân bay bao gồm cụm sau: • Cụm tiếp nhận hành lý • Cụm kiểm tra an ninh • Cụm di chuyển hành lý qua băng tải • Cụm nhận dạng mã vạch - • Cụm kiểm tra lại hành lý Tính tốn thiết kế cụm Lắp đặt thiết bị lên cụm Thiết kế chế tạo mơ hình R L C C U D T ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TT Họ tên sinh viên Nguyễn Thanh Mạo Số thẻ SV 101120125 Lớp 12C1A Ngành Công nghệ Chế tạo máy Võ Văn Thôi 101120144 12C1A Công nghệ Chế tạo máy Tên đề tài đồ án: Thiết kế chế tạo mô hình nhận dạng hành lý sân bay Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Sản phẩm dạng hộp - Kích thước phơi cho phép: • Chiều rộng sản phẩm : • Chiều dài sản phẩm : • Chiều cao sản phẩm : C C 70 mm R L 70 mm 70 mm T Nội dung phần thuyết minh tính toán: a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Nguyễn Thanh Mạo Võ Văn Thôi b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên U D Nội dung Tìm hiểu thực tế băng tải hành lý sân bay Lựa chọn phương án thiết kế băng tải nhận dạng hành lý sân bay Tính toán thiết kế cụm băng tải nhận dạng hành lý Thiết kế hệ thống điều khiển băng tải nhận dạng hành lý Chế tạo mơ hình nhận dạng hành lý sân bay Nội dung Các vẽ, đồ thị (ghi rõ loại kích thước vẽ): a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Nội dung TT Họ tên sinh viên Nguyễn Thanh Mạo Võ Văn Thôi Nội dung Bản vẽ phương án lựa chọn băng tải Bản vẽ sơ đồ động học máy A0 A0 Bản vẽ tổng thể máy Bản vẽ cụm kiểm tra an ninh A0 A0 Bản vẽ cụm di chuyển hành lý qua băng tải Bản vẽ cụm nhận dạng mã vạch Bản vẽ cụm kiểm tra lại hành lý A0 A0 A0 b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Nội dung Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung: C C PGS.TS Đinh Minh Diệm Toàn phần Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: …… /……./201… …… /……./201… Đà Nẵng, ngày tháng năm 201 Trưởng Bộ môn……………………… Người hướng dẫn U D T R L LỜI NÓI ĐẦU Trong cơng cơng nghiệp hố đại đất nước, ngành kinh tế nói chung ngành Cơ khí nói riêng địi hỏi kỹ sư cán kỹ thuật có kiến thức tương đối rộng phải biết vận dụng sáng tạo kiến thức học để giải vấn đề thường gặp thực tế Đồ án tốt nghiệp đóng vai trị quan trọng trình đào tạo trở thành người kỹ sư Quá trình làm đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viên hiểu rõ kiến thức tiếp thu trình học tập, đồng thời nâng cao khả vận dụng sáng tạo kiến thức để làm đồ án công tác sau Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp giao nhiệm vụ: “Thiết kế chế tạo mơ hình nhận dạng hành lý sân bay’’ Được bảo tận tình thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Đinh Minh Diệm, Chúng hoàn thành đồ án Mặc dù cố gắng để hoàn thành đồ án này, nhiên, kiến thức non yếu nên đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vì mong C C R L T nhận góp ý thầy bạn để đồ án tốt Chúng xin bày tỏ biết ơn sâu sắc thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Đinh Minh Diệm, thầy khoa Cơ khí - Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng tận tình hướng dẫn chúng tơi hồn thành đồ án U D Sinh viên thực Võ Văn Thôi Nguyễn Thanh Mạo CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu đồ án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Sinh viên thực Võ Văn Thôi Nguyễn Thanh Mạo C C R L U D T MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÁC BĂNG TẢI .3 NHẬN DẠNG HÀNH LÝ TRONG SÂN BAY 1.1 HỆ THỐNG NHẬN DẠNG HÀNH LÝ TRONG SÂN BAY 1.1.1 Mơ hình chung nhận dạng hành lý sân bay 1.1.2 Đặc tính chung CHƯƠNG 14 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 14 BĂNG TẢI NHẬN DẠNG HÀNH LÝ TRONG SÂN BAY 14 2.1 YÊU CẦU ĐỐI VỚI BĂNG TẢI THIẾT KẾ 14 2.2 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI HÀNH LÝ .14 2.2.1 Giới thiệu phương án băng tải hành lý 14 2.2.2 Phương án lựa chọn truyền cho băng tải 19 2.2.3 Phân tích lựa chọn cấu đẩy hành lý từ băng tải sang băng tải 20 C C R L T U D CHƯƠNG 22 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CỤM CỦA BĂNG TẢI 22 NHẬN DẠNG HÀNH LÝ 22 3.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BĂNG TẢI NHẬN DẠNG HÀNH LÝ TRONG SÂN BAY .22 3.2 TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CỤM BĂNG TẢI CHUYỂN HÀNH LÝ (BĂNG TẢI 1) .23 3.2.1 Sơ đồ tính tốn, thơng số kỹ thuật ban đầu cụm băng tải chuyển hành lý (Băng tải 1) 23 3.2.2 Tính tốn băng tải chuyển hành lý (băng tải 1) 24 3.2.3 Tính tốn, chế tạo băng tải tiếp nhận hành lý 25 3.3 TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CỤM BĂNG TẢI .28 3.3.1 Sơ đồ tính tốn, thơng số kỹ thuật ban đầu 28 3.3.2 Tính tốn băng tải 28 3.4 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN TỐC ĐỘ CHUYỂN ĐỘNG CHO BĂNG TẢI VÀ BĂNG TẢI 30 3.4.1 Chọn tốc độ chuyển động cho cấu 30 3.4.2 Tính tốn cơng suất động chọn động 30 CHƯƠNG 33 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 33 BĂNG TẢI NHẬN DẠNG HÀNH LÝ 33 4.1 SƠ ĐỒ KHỐI BĂNG TẢI ĐANG THIẾT KẾ 33 4.2 SƠ ĐỒ KHỐI CỤM ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BĂNG TẢI 34 4.3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN KHẢ LẬP TRÌNH THƠNG DỤNG .34 4.3.1 Thiết bị điều khiển khả lập trình S7-300 .34 4.3.2 Chương trình viết cho PLC phần mềm Lập trình PLC Siemens S7- C C 300 40 4.4 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VI ĐIỀU KHIỂN ARDUINO 41 4.4.1 Tổng quát .41 R L 4.4.2 Tổ chức nhớ 42 4.4.3 Cách phân chia nhớ 43 T 4.4.4 Viết code cho chương trình Arduino 44 4.5 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM WINCC V7.0 44 4.5.1 Tổng quan mạng truyền thông công nghiệp 44 4.5.2 Tổng quan phần mềm WINCC v7.0 45 4.6 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỂN TOÀN BỘ HỆ THỐNG 47 4.6.1 Phân tích chọn phương án thiết kế điều khiển hệ thống 47 4.6.2 Kết luận lựa chọn thiết kế hệ điều khiển .48 4.7 THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN BĂNG TẢI THƠNG QUA MÀN HÌNH .49 U D 4.7.1 Thiết kế hệ điều khiển PLC S7- 300 49 4.7.2 Giao diện giám sát hoạt động mơ hình 50 4.7.3 Ứng dụng vi điều khiển điều chỉnh tốc độ động 51 CHƯƠNG 56 CHẾ TẠO MƠ HÌNH BĂNG TẢI 57 NHẬN DẠNG HÀNH LÝ TRONG SÂN BAY 57 5.1 CHUẨN BỊ VẬT LIỆU CÁC CHI TIẾT CHẾ TẠO CÁC CỤM 62 5.1.1 Cụm phân loại kim loại .63 5.1.2 Cụm chuyển đổi hướng hành lý 65 5.1.3 Cụm phân loại hành lý theo mã vạch 67 5.1.4 Cụm cấu hành lý cần kiểm tra lại 67 5.1.5 Tủ điều khiển trung tâm 70 5.2 MƠ HÌNH SAU KHI HỒN THÀNH 72 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHỤ LỤC .1 C C R L U D T DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Hệ thống băng chuyền hành lý sân bay (1) .3 Hình 1.2 Hệ thống băng chuyền hành lý sân bay (2) .3 Hình 1.3 Hệ thống băng chuyền hành lý sân bay (3) .4 Hình 1.4 Sơ đồ khối hệ thống băng chuyền đến nội địa Hình 1.5 Sơ đồ mơ tả việc tương tác hệ thống băng chuyền hành lý hệ thống khác nhà ga Hình 1.6 Giới thiệu số mẫu mã vạch nhận dạng hành lý sân bay (1) 11 Hình 1.7 Giới thiệu số mẫu mã vạch nhận dạng hành lý sân bay (2) 12 Hình 1.8 Ví dụ nhãn nhận dạng hành lý 13 Hình 2.1 Băng tải xích 15 Hình 2.2 Băng tải lăn 15 Hình 2.3 Băng tải cao su 16 Hình 2.4 Băng tải kiểu xoắn ốc .17 Hình 2.5 Băng tải thẳng đứng 17 C C R L T Hình 2.6 Băng tải linh hoạt 18 Hình 2.7 Băng tải rung 18 Hình 2.8 Bộ truyền đai 19 Hình 2.9 Bộ truyền xích 19 U D Hình 2.10 Cơ cấu vít me đai ốc .20 Hình 2.11 Cơ cấu bánh 21 Hình 2.12 Cơ cấu xi lanh khí nén 21 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý băng tải nhận dạng hành lý sân bay 22 Hình 3.2 Sơ đồ băng tải chuyển hành lý (băng tải 1) 23 Hình 3.3 Lực kéo tang 24 Hình 3.4 Lực xilanh 25 Hình 3.5 Áp lực tác dụng lên thành xilanh 26 Hình 3.6 Sơ đồ băng tải chuyển hành lý (Băng tải 2) 28 Hình 3.7 Lực kéo tang 29 Hình 3.8 Mơ hình thiết kế phần mềm SolidWords 32 Hình 4.1 Sơ đồ điều khiển chu trình hoạt động máy 33 Hình 4.2 Sơ đồ khối cụm điều khiển hệ thống băng tải 34 Hình 4.3 Sơ đồ vị trí PLC – Hệ thống băng chuyền hành lý đến quốc nội 34 Hình 4.4 Sơ đồ hệ thống điều khiển khả lập trình PLC 35 Thiết kế chế tạo mơ hình nhận dạng hành lý sân bay C C R L T U D Hình 5.23 Cơ cấu nhận diện mã vạch Đồ gá cảm biến Cảm biến quét mã vạch Băng tải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Mạo Võ Văn Thôi Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 73 Thiết kế chế tạo mơ hình nhận dạng hành lý sân bay C C R L T U D Hình 5.24 Ảnh cấu đồ gá động Đồ gá động Băng tải cao su Động Tang Dây đai Bánh đai Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Mạo Võ Văn Thôi Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 74 Thiết kế chế tạo mơ hình nhận dạng hành lý sân bay C C R L T U D Hình 5.25 Cơ cấu căng đai Tang Băng tải Trục Bộ phận căng tải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Mạo Võ Văn Thôi Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 75 Thiết kế chế tạo mơ hình nhận dạng hành lý sân bay C C R L T U D 1 Hình 5.26 Ảnh cấu trượt phân loại hành lý vip thường (1) Xuất hành lý thường Khung Cơ cấu phân loại Xuất hành lý Vip Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Mạo Võ Văn Thôi Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 76 Thiết kế chế tạo mơ hình nhận dạng hành lý sân bay C C R L T U D Hình 5.27 Ảnh cấu trượt phân loại hành lý vip thường (2) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Mạo Võ Văn Thôi Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 77 Thiết kế chế tạo mơ hình nhận dạng hành lý sân bay 10 C C Hình 5.28 Ảnh tồn mơ hình sau hồn thành (1) Băng tải Vùng kiểm tra an ninh Tủ điện Máy quét mã vạch R L T U D Máy quét mã vạch Băng tải Vùng hành lý cần kiểm tra lại Vùng hành lý HCM Vùng hành lý HN 10 Vùng di chuyển hành lý qua Băng tải Hình 5.29 Ảnh tồn mơ hình sau hồn thành (2) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Mạo Võ Văn Thôi Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 78 Thiết kế chế tạo mơ hình nhận dạng hành lý sân bay KẾT LUẬN Qua gần tháng làm đề tài tốt nghiệp, tận tình hướng dẫn PGS TS Đinh Minh Diệm, với giúp đỡ nhiệt tình thầy khoa Cơ khí, với nỗ lực thân, hồn thành đề tài tốt nghiệp Đề tài giúp nắm vững sở lý thuyết thực tế tiến hành thiết kế chế tạo mơ hình sản xuất tự động vận chuyển, nhận dạng, phân loại, hành lý Ngồi trình độ chun mơn, vấn đề quản lý sản xuất, khả thiết kế đồng thời làm việc theo nhóm quan trọng Điều bổ ích ứng dụng công việc sau Trong thời đại công nghiệp hóa, đại hóa nước ta nay, việc ứng dụng hệ thống tự động hóa vào sản xuất vô quan trọng Việc xây dựng thành cơng mơ hình vận chuyển, nhận dạng, phân loại hành lý tự động điều khiển giám sát sử dụng PLC đóng góp vào sở vật chất công tác giảng dạy hệ thống tự động hóa sản xuất dành cho sinh viên PFIEV nói riêng sinh viên trường Đại học Bách Khoa nói chung C C R L T Một lần nữa, xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo, đặc biệt thầy Đinh Minh Diệm, người tận tình hướng dẫn để chúng tơi hồn thành đề tài U D Đà Nẵng, Ngày tháng năm 2017 Người thực Võ Văn Thôi Nguyễn Thanh Mạo Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Mạo Võ Văn Thôi Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Khánh An, Giáo trình Simatic S7-200, Trung tâm điện tự động, Đà Nẵng, 2003 [2] Lê Văn Doanh, Cẩm nang kỹ thuật điện tự động hoá tin học công nghiệp, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1999 [3] PGS.TS Phạm Đắp, PGS TS Trần Xuân Tuỳ, Điều khiển tự động lãnh vực khí, tập 1, Nxb Giáo dục, Hà Nội, 1998 [4] Tô Xuân Giáp, Vũ Đình Hịe, Lưu Minh Trị, Nguyễn Ngọc Trường, Hà Văn Vui, Sổ tay thiết kế khí, tập 3, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1982 [5] Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Trọng Quế, Nguyễn Văn Hoà, Kỹ thuật đo lường đại lượng vật lý, Nxb Giáo dục, Hà Nội, 2003 [6] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lâm, Thiết kế chi tiết máy, Nxb Giáo dục, Hà Nội, 1999 C C R L [7] Nguyễn Văn Hoà, Bùi Đăng Thành, Hoàng Sỹ Hồng, Đo lường điện Cảm biến đo lường, Nxb Giáo dục, Hà Nội, 2004 [8] Văn Thế Minh, Kỹ thuật vi xử lý, Nxb Giáo dục, Hà Nội, 1997 T [9] Phan Công Ngô, Lý thuyết điều khiển tự động, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1996 [10] Tống Văn On, Hoàng Đức Hải, Họ Vi điều khiển 8051, Nxb Lao động - Xã hội, TP Hồ Chí Minh, 2005 [11] Ngô Diên Tập, Vi xử lý đo lường điều khiển, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2004 [12] Ngơ Diên Tập, Lập trình ghép nối máy tính windows, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2004 U D [13] PGS.TS Nguyễn Tiến Thọ, GVC Nguyễn Thị Xuân Bảy, Th.S Nguyễn Thị Cẩm Tú, Kỹ thuật đo lường kiểm tra chế tạo khí, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2005 [14] TS Đỗ Xuân Tiến, Kỹ thuật vi xử lý lập trình Assembly cho hệ vi xử lý, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2003 [15] TS Nguyễn Anh Tuấn, Phạm Đắp, Thiết kế máy công cụ, tập 2, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1983 [16] PGS Hà Văn Vui, TS Nguyễn Chỉ Sáng, Sổ tay thiết kế khí, tập 1, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2004 [17] PGS Hà Văn Vui, TS Nguyễn Chỉ Sáng, Sổ tay thiết kế khí, tập 2, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2004 [18] Dientuvietnam, http://www.dientuvietnam.net C C R L U D T PHỤ LỤC Phụ lục 1: Chương trình viết cho PLC phần mềm Lập trình PLC Siemens S7-300 C C R L T U D Phụ lục C C R L T U D Phụ lục C C R L T U D Phụ lục Phụ lục 2: Viết code cho chương trình Arduino #include #include #include //#include #include #include //#include #include #include Servo myservo; int pos = 0; #define S2 #define S3 #define sensorOut int frequency = 0; int a=0; USB Usb; USBHub Hub(&Usb); C C U D Phụ lục R L T HIDUniversal Hid(&Usb); HIDBoot Keyboard(&Usb); class KbdRptParser : public KeyboardReportParser { void PrintKey(uint8_t mod, uint8_t key); protected: virtual void OnKeyDown (uint8_t mod, uint8_t key); virtual void OnKeyPressed(uint8_t key); }; void KbdRptParser::OnKeyDown(uint8_t mod, uint8_t key) { uint8_t c = OemToAscii(mod, key); if (c) OnKeyPressed(c); } uint8_t code[13],i=0, dung[]="936014822227"; uint32_t t=millis(); void KbdRptParser::OnKeyPressed(uint8_t key) { if ((millis()-t