Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ  - - BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ  - - BÀI TẬP LỚN CÔNG THƯƠNG THIẾT KẾBỘHỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOAphân CƠ KHÍ Đề tài: Thiết kế hệ thống loại sản phẩm theo màu sắc  - - : TS Nguyễn Văn Trường Giáo viên Sinh viên thực BỘ CÔNG THƯƠNG : Nguyễn Như Quân – 2018604313 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Nguyễn Văn Hứng – 2018604740 KHOA CƠ KHÍ Nguyễn Duy Minh – 2018602030 Nhóm - : Nhóm 07 - Lớp : ĐH CƠ ĐIỆN TỬ – K13 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Hà Nội: 2021 KHOA CƠ KHÍ  - - PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM I Thơng tin chung Tên lớp: ME6061.2 Tên nhóm: Nhóm 07 Khóa: 13 Họ tên thành viên: Nguyễn Văn Hưng- 2018604740 Nguyễn Duy Minh- 2018602030 Nguyễn Như Quân- 2018604313 II Nội dung học tập Tên chủ đề: Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc Hoạt động sinh viên Nội dung 1: Phân tích nhiệm vụ thiết kế - Thiết lập danh sách yêu cầu Nội dung 2: Thiết kế sơ - Xác định vấn đề - Thiết lập cấu trúc chức - Phát triển cấu trúc làm việc - Lựa chọn cấu trúc làm việc Nội dung 3: Thiết kế cụ thể - Xây dựng bước thiết kế cụ thể - Tích hợp hệ thống - Phác thảo sản phẩm phần mềm CAD và/hoặc vẽ phác Áp dụng cơng cụ hỗ trợ: Mơ hình hóa mô phỏng, CAD, HIL,… để thiết kế sản phẩm Sản phẩm nghiên cứu : Báo cáo thu hoạch tập lớn III Nhiệm vụ học tập Hoàn thành tập lớn theo thời gian quy định (từ ngày 25/03/2021 đến ngày 02/05/2021) Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề giao trước hội đồng đánh giá IV Học liệu thực tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án Tài liệu học tập: Bài giảng môn học thiết kế hệ thống điện tử tài liệu tham khảo Phương tiện, nguyên liệu thực tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính KHOA CƠ KHÍ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TS Nguyễn Anh Tú TS Nguyễn Văn Trường MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.1 Yêu cầu thị trường, công ty, môi trường 1.2 Cấu tạo chung hệ thống phân loại sản phẩm 12 1.3 Lập kế hoạch làm rõ nhiệm vụ 17 1.4 Thiết lập danh sách yêu cầu 18 CHƯƠNG THIẾT KẾ SƠ BỘ 22 2.1 Xác định vấn đề 22 2.2 Thiết lập cấu trúc chức 24 2.3 Phát triển cấu trúc làm việc 26 2.4 Lựa chọn cấu trúc làm việc 28 CHƯƠNG THIẾT KẾ CỤ THỂ 32 3.1 Nhận diện phương án làm rõ ràng buộc không gian 32 3.2 Xác định phận thực chức 34 3.1 Lựa chọn layout sơ phù hợp 36 3.2 Phát triển layout sơ 37 3.3 Giải pháp cho chức phụ trợ 51 3.4 Một số lỗi điều hành xảy 53 3.5 Checklist sản phẩm 54 3.6 Thiết kế chi tiết 56 3.7 Bản vẽ chi tiết 60 PHỤ LỤC 64 DANH SÁCH THAM GIA KHẢO SÁT 64 PHIẾU KHẢO SÁT 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Số lượng giá trị xuất cà phê Việt Nam giai đoạn 2010 – 2018 Hình 1.2 Tỉ lệ phần trăm hình thức làm việc mong muốn Hình 1.3 Nhu cầu tự động hóa q trình sản xuất Hình 1.4 Nhu cầu đáp ứng máy phân loại sản phẩm Hình 1.5 Số lượng máy tự động sản xuất xuất hạt cafe Hình 1.6 Các loại máy phân loại hạt cafe sử dụng Hình 1.7 Các tiêu chí đánh giá máy phân loại sản phẩm Hình 1.8 Kết khảo sát thị trường nhu cầu khách hàng 11 Hình 1.9 Sơ đồ tổng quát hoạt động máy phân loại sản phẩm theo màu sắc 13 Hình 1.10 Phễu cấp nguyên liệu 13 Hình 1.11 Cơ cấu rung máy phân loại sản phẩm 14 Hình 1.12 Băng tải định hướng 15 Hình 1.13 Cụm điều khiển 16 Hình 1.14 Cơ cấu tách hạt phế phẩm 16 Hình 1.15 PLC S7-1200 CPU 1212C, DC/DC/DC 17 Hình 3.1 Phễu chứa nguyên liệu 37 Hình 3.2 Sàng rung 38 Hình 3.3 Quạt gió 38 Hình 3.4 PLC S7-1200 CPU 1212C, DC/DC/DC 40 Hình 3.5 Module TB6560 3A 45 Hình 3.6 Sơ đồ đấu dây Động bước với Module TB6560 3A 45 Hình 3.7 Động bước 45 Hình 3.8 Sơ đồ khối tổng thể 47 Hình 3.9 Sơ đồ nối dây tổng thể 47 Hình 3.10 Sơ đồ đấu dây PLC 48 Hình 3.11 Sơ đồ đấu driver động 48 Hình 3.12 Sơ đồ đấu dây động 49 Hình 3.13 Sơ đồ kết nối 50 Hình 3.14 Tổng thể hệ thống máy phân loại sản phẩm 56 Hình 3.15 Tổng thể sản phẩm máy phân loại sản phẩm theo màu sắc 57 Hình 3.16 Phễu máng dẫn định hướng 58 Hình 3.17 Khung băng tải 58 Hình 3.18 Băng tải 59 Hình 3.19 Bộ phận tách màu sản phẩm 59 Hình 3.20 Bản vẽ lắp 60 Hình 3.21 Con lăn 61 Hình 3.22 Khung đỡ phễu nguyên liệu 62 Hình 3.23 Khung đỡ băng tải tách màu 63 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Kế hoạch phát triển hệ thống phân loại hạt cà phê theo màu sắc 17 Bảng 1.2 Danh sách yêu cầu cho hệ thống 18 Bảng 2.1 Phát triển cấu trúc làm việc máy phân loại sản phẩm theo màu sắc 26 Bảng 2.2 Lựa chọn cấu trúc làm việc máy phân loại sản phẩm theo màu sắc 28 Bảng 3.1 Các phận thực chức 34 Bảng 3.2 Thông số động 46 Bảng 3.3 Các giải pháp thiết kế 51 Bảng 3.4 Các lỗi thường gặp biện pháp khắc phục 53 Bảng 3.5 Checklist máy phân loại sản phẩm theo màu sắc 54 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, hệ thống điều khiển, giảm sát tự động khơng cịn q xa lạ với Nó đời từ sớm nhằm đáp ứng nhu cầu thiết yếu sống người Vì vậy, điều khiển tự động trở thành nghành khoa học kỹ thuật chuyên nghiên cứu ứng dụng tự động hóa vào thực tiễn lao động sản xuất người Những ứng dụng cơng nghiệp tiêu dùng ngày phân loại sản phẩm sử dụng cách rộng rãi, ứng dụng nhiều ngành tự động hóa, điện tử Việc hiểu ứng dụng giúp ích nhiều cho người Để góp phần nhỏ vào việc này, nhóm em thực đề tài thiết kế concept “Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc” Thơng qua đề tài nhóm em có nhứng điều kiện tốt để học hỏi, tích lũy kinh nghiệm quý báu bỏ sung vào hành trang đướng chọn Nhận thức tầm quan trọng chúng em làm việc nghiêm túc vận dụng kiến thức sẵn có thân, đóng góp ý kiến bạn bè đặc biệt hướng dẫn thầy Nguyễn Văn Trường để hoàn thành tập lớn Trong q trình thực đề tài có nhiều sai sót hi vọng q thầy thơng cảm dạy cho chúng em, xin chân thành cảm ơm quý thầy CHƯƠNG PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.1 Yêu cầu thị trường, công ty, môi trường 1.1.1 Nhu cầu thị trường Theo Cục Trồng trọt, diện tích cà phê Việt Nam đạt 664.000 ha, sản lượng cà phê đạt 1,5 triệu nhân/năm; cà phê Robusta chiếm diện tích lớn (93%), cịn lại cà phê Arabica Cà phê Việt Nam xuất sang 80 quốc gia vùng lãnh thổ Năm 2018, Tổng cục Hải quan Việt Nam công bố nước ta xuất 1,8 triệu với kim ngạch xuất đạt 3,5 tỷ USD, chiếm 14% thị phần 10% giá trị cà phê nhân xuất toàn cầu, đứng thứ sau Brazil 4000 3686 3557 3543 3337 3500 3000 2717 2714 3244 2671 2500 2000 1763 1500 1734 1173 1250 2010 2011 1442 1341 1301 1882 1780 1691 1000 500 2012 2013 Cà Phê (Triệu USD) 2014 2015 2016 2017 2018 Cà Phê (Nghìn tấn) Hình 1.1 Số lượng giá trị xuất cà phê Việt Nam giai đoạn 2010 – 2018 Theo VICOFA, thời điểm diện tích sản lượng cà phê khơng có biến động mạnh, nước có 140 doanh nghiệp xuất khẩu, có khoảng 20 doanh nghiệp nước ngồi có máy móc quan đại diện Việt Nam khoảng doanh nghiệp hàng đầu cà phê Việt Nam TCT Cà phê Việt Nam, Cà phê 2/9, XNK Intimex, Tập đồn Thái Hịa Với số lượng máy móc hạn chế kéo theo chi phí sản xuất tăng lên cụ thể việc phân loại sản phẩm chiếm tới 10% tổng chi phí tương đương 350 triệu USD Chính vấn đề cần loại máy móc nơng nghiệp nói chung máy phân loại sản phẩm nói riêng Với vấn đề này, tiến hành khảo sát 100 công ty, doanh nghiệp lĩnh vực sản xuất, xuất sản phẩm nông nghiệp cho kết sau: Khi đặt câu hỏi việc lựa chọn phương thức làm việc trình sản xuất phân loại sản phẩm, kết thu khả quan doanh nghiệp hướng tới việc áp dụng máy móc vào sản xuất với 76.5% lựa chọn phương thức làm việc tự động Hình 1.2 Tỉ lệ phần trăm hình thức làm việc mong muốn Trong số đó, có tới 73.5% doanh nghiệp bày tỏ cần áp dụng tự động hóa vào q trình sản xuất họ Hình 1.3 Nhu cầu tự động hóa q trình sản xuất Đặt vấn đề việc liệu máy móc phân loại sản phẩm đáp ứng đủ nhu cầu hay chưa câu trả lời khiêm tốn với 61.8% cho biết đạt phần nhỏ Bộ phận kèm Chức phụ trợ Quá trình vận hành Quá trình vận chuyển  x ! Thùng chứa nguyên liệu Bộ phận cảnh báo hết nguyên liệu Bộ phận cảnh báo lưu lượng hạt Tiếng ồn Rung động trình làm việc Số cấu bị hư hại (Chi tiết vào phần ghi có) Đạt Khơng đạt chưa đủ thơng tin  2m Có/Khơng Có/Khơng < 80dB    40000$ Mục khác 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ môn Cơ điện tử, Đề cương giảng môn thiết kế hệ thống điện tử, ĐHCNHN [2] Robert H Bishop (2007), The mechatronics handbook điện tử, NXB đại học quốc gia Hà Nội [3] G Pahl, W Beitz (2008), Engineering design, Springer [4] Matchett, E., 1963 The Controlled Evolution of Engineering Design, Institution of Engineering Designers, London [5] Matousek, R., 1963 Engineering Design: A Systematic Approach, Blackie, London 69 ... đề: Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc Hoạt động sinh viên Nội dung 1: Phân tích nhiệm vụ thiết kế - Thiết lập danh sách yêu cầu Nội dung 2: Thiết kế sơ - Xác định vấn đề - Thiết. .. 49 Hình 3.13 Sơ đồ kết nối 50 Hình 3.14 Tổng thể hệ thống máy phân loại sản phẩm 56 Hình 3.15 Tổng thể sản phẩm máy phân loại sản phẩm theo màu sắc 57 Hình 3.16... 1.1 Kế hoạch phát triển hệ thống phân loại hạt cà phê theo màu sắc 17 Bảng 1.2 Danh sách yêu cầu cho hệ thống 18 Bảng 2.1 Phát triển cấu trúc làm việc máy phân loại sản phẩm theo màu