Đang tải... (xem toàn văn)
TỔNG QUAN HỆ THỐNG MÁY ĐẾM TIỀN Về cơ bản các hệ thông đếm tiền đểu sử dụng chung 1 nguyên lý tách tiền, chúng đểu sự dụng 1 cơ cấu hút chân không và sự kết hợp đồng bộ 2 chuyển động qu[r]
(1)NỘI DUNG LỜI NÓI ĐẦU PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐẾM TIỀN GIẤY .1 1.1 Lịch sử phát triển máy đếm tiền giấy 1.2 Nhu cầu sử dụng máy đếm tiền giấy 1.3 Các loại máy đếm tiền giấy PHẦN 2: PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Phân tích sản phẩm .5 2.2 Các phương án thiết kế 2.3 Chọn phương án thiêt kế .8 PHẦN 3: THIẾT KẾ SƠ BỘ: 3.1 Các phận máy 3.2 Năng suất làm việc: .10 PHẦN 4: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 4.1 Tính toán và thiết kế động học 4.1.1 Nội dung thiết kế động học .11 4.1.2 Sơ đồ nguyên lý .12 4.1.3 Sơ đồ động học .15 4.1.4 Tính toán tỷ số truyền 16 4.1.5 Hoạt động máy 17 4.2 Tính toán động lực học và chọn động 4.2.1 Cụm hút 18 4.2.2 Tính toán công suất và chọn động .24 4.3 Nguyên lý đếm tiền 4.3.1 Cấu tạo cảm biến .26 4.3.2 Nguyên lý hoạt động mạch đếm 27 PHẦN 5: QUI TRÌNH VẬN HÀNH, HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, BẢO TRÌ, BẢO DƯỠNG PHẦN 6: MÔ PHỎNG PHẦN 7: TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, bên cạnh phát triển vũ bão khoa học kỹ thuật giới, lĩnh vực khoa học kỹ thuật Việt Nam có chuyển biến lớn và tích cực (2) Và ngành khí Việt Nam bắt đầu trỗi dậy mạnh mẽ với việc liên tục tiếp thu các kiến thức khoa học kỹ thuật tiên tiến từ các quốc gia hàng đầu công nghệ Một số đó là lĩnh vực tự động hoá Trên giới, công nghệ tự động hoá đã phát triển từ lâu và vững chắn, nhiên Việt Nam đây là lĩnh vực thu hút chú ý lượng lớn tập đoàn công ty lăm nhe chiếm lĩnh sản xuất tiên tiến Một lần yêu cầu thiết nguồn nhân lực chất lượng cao từ các trường đại học có khả tiếp thu và thực công nghệ Tự động hoá nói riêng và khí nói chung trở nên thiết hết Và để đáp ứng nhu cầu thiết đó, trường ĐH BK TPHCM đã mở đồ án môn học Tự động hoá sản xuất, đồ án bước đầu giúp sinh viên tiếp cận công nghệ tiên tiến trên giới Có thể nói đồ án Tự động hoá sản xuất là nấc thang quan trọng giúp sinh viên liên hệ thực tiễn và lý thuyết thông qua các chương trình mô hàng đầu trên giới Nó đòi hỏi kết hợp cách khôn khéo các kiến thức công nghệ đã học cùng với cách áp dụng linh hoạt vào chương trình để có thể hoàn thành đồ án đồng thời hình dung cách tổng quan quá trình thiết kế hệ thống tự động hoàn chỉnh Từ đó giúp sinh viên có cái nhìn tốt nghề nghiệp mà mình chọn sau này Đồ án này tập trung vào các vấn đề chính sau đây: - Thiết kế hệ thống - Mô hoạt động hệ thống Dù đã cố gắng nhiên kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên đồ án chưa đầy đủ và còn nhiều sai sót Rất mong đóng góp nhận xét chân thành các thầy để nhóm có thể hoàn thiện đồ án cách tốt Cuối cùng nhóm xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô môn và đặc biết là TS Lưu Thanh Tùng đã giúp nhóm cách tận tình để nhóm có thể hoàn thành đồ án này Sinh viên thực THÂN TRỌNG KHÁNH ĐẠT NGUYỄN QUANG THANH TRẦN ĐỨC THỊNH PHẦN TỔNG QUAN MÁY ĐẾM TIỀN GIẤY 1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY ĐẾM TIỀN GIẤY (3) Hệ thống máy đếm tiền giấy tự động đầu tiền trên giới giới thiệu năm 1920 Mỹ công ty Federal Bill Counter Hệ thống này giúp tăng suất cho công tác kiểm kê cục Dự trữ liên bang Mỹ lúc và giúp giảm sai sót cho người Đến năm 1962, Tokyo Calculating Machine Works, Nhật đã giới thiệu loại đếm tiến giấy với công nghệ vượt bậc, chiếm ưu trên thị trường lúc Máy có tốc độ đếm cao và tăng độ chính xác Năm 1981 với việc phát triển và nâng cao loại máy đếm tiền dựa trên nguyên tắc lực ma sát Tốc độ máy đếm tiền cao, có thể đạt 72000 tờ/giờ, điều này đã loại bỏ cần thiết người công tác kiểm kê tiền Với phát triển khoa học máy tính, việc nhận dạng tiền giả, loại bỏ các tờ tiền bị rách nát quá nhiều thực Công nghệ phát tiền giả nghiên cứu và cải tiến nhiều, nó dựa trên nguyên tắc nhận dạng ký tự mực từ, mực tia tử ngoại…để xác định tiền giả và loại bỏ chúng 1.2 NHU CẦU SỬ DỤNG MÁY ĐẾM TIỀN GIẤY Công tác đếm tiền và kiểm kê tiền bạc là công việc không thể thiếu các ngân hàng nơi trên giới Mặc dù việc sử dụng tài khoản ngân hàng, toán qua thẻ phỏ biến vấn đề trao đổi sử dụng và lưu trữ tiền mặt chiếm số lượng lớn Các quốc gia các nước phát triển có nhu cầu sử dụng máy đếm tiền nhiều các nước phát triển Đặc biệt các khu vực Châu Phi, Châu Á sử dụng lớn, số nước điển hiền Ấn Độ, Trung Quốc, Việt Nam, Zimbabwe…Các nước có đồng tiền nhỏ, lạm phát nhiều thì càng sử dụng nhiều máy đếm tiền 1.3 - CÁC LOẠI MÁY ĐẾM TIỀN GIẤY Có nhiều cách phân loại máy đếm tiền, đây ta phân làm loại Loại máy đếm tiền giữ dây buộc tiền và loại phải bỏ dây buộc tiền 1.3.1 Máy đếm tiền phải gỡ dây buộc: Trong quá trình đếm phải gỡ bỏ phần bó tiền phía đuôi, máy sử dụng cấu quét tiền qua các cặp diode hồng ngoại ( mắt thần), làm thay đổi điện áp diode thu, tín hiệu này đưa vào xử lý, qua đó đếm số lượng tờ tiền bỏ vào máy Ưu điểm: Tốc độ đếm khá cao, khoảng 1000 tờ/phút Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, kích thước hợp lí Dễ sử dụng, bảo trì, bảo dưỡng Độ bền khá cao, giá thành rẽ Nhược điểm: Phải bỏ dây buộc tiền đếm, đó làm tốn công tháo và buộc dây giữ tiền Gặp kho khăn đếm các loại tiền công vênh, gấp nhăn Khi sử dụng loại máy này, người sử dụng phải tháo bỏ phận bó tiền phía đuôi, đó, quá trình kiểm kê, không đảm bảo độ chính xác có hay nhiều tờ tiền dính nhau, phải lau chùi thường xuyên cặp diode hồng ngoại để đảm bảo không có vật cản cặp diode này quá trình đếm (4) HÌNH 1.1 MÁY ĐẾM TIỀN DẠNG TRƯỢT Hiện chúng ta còn có các loại máy đếm tiên bỏ túi, gọn nhẹ (5) HÌNH 1.2 MÁY ĐẾM TIỀN BỎ TÚI 1.3.2 Máy đếm tiền không cần gỡ dây buộc: Năm 1957, nhận thấy bất tiện các loại máy đếm tiền phải gỡ bỏ dây buộc, ông De La Rue người Anh đã phát minh loại máy đếm tiền hút chân không De La Rue chính là người phát minh máy ATM năm 1967 HÌNH 1.3 MÁY ĐẾM TIỀN HÚT CHÂN KHÔNG ĐẦU TIÊN TRÊN THẾ GIỚI Đây là loại máy đếm tiền cải tiến từ ưu nhược điểm từ loại máy đếm tiền phải bỏ dây buộc.Thông thường các ngân hàng người ta thường buộc tiên theo lóc, đó việc sử dụng máy đếm tiền loại này hữu dụng, người kiểm kê không phải thời gian gỡ và buộc dây giữ tiền Thêm vào đó tốc độ đếm tiền là nhanh, tốc độ trung bình đạt là 100 tờ/4 giây Hệ thống đếm tiền này có đầy đủ các thiết bị nhận diện và loại bỏ tiền giả, đảm bảo độ chính xác cao (6) HÌNH 1.4 CÁC MODEL CỦA HÃNG MAXSELL(ẤN ĐỘ) Tuy nhiên loại máy đếm tiền loại này dựa trên nguyên tắc hút chân không nên kích thước và trọng lượng máy lớn so với loại gỡ dây buộc Tuy nhiên, việc hạn chế kích thước tối ưu Thêm vào đó, sử dụng hệ thống hút chân không nên phải bảo trì bão dưỡng thường xuyên Trên giới người ta có nhiều phát minh máy đếm tiền loại này, đó là dạng máy đếm sử dụng lăn nhẫn Mỗi lần trượt thì nó đếm, cách đếm giống cách đểm thủ công người Có điều người không phải đếm là đã có bao nhiêu tiền HÌNH 1.5 MÁY ĐẾM TIỀN DẠNG NHẪN ĐEO TAY PHẦN PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 PHÂN TÍCH SẢN PHẨM (7) Trên giới ngoài sản phẩm máy đếm tiền buộc dây quấn, thì khoảng 50 năm trở lại đây người ta phát triển loại máy đếm tiền không cần gỡ bỏ dây quấn Hiện có nhiều model sản phẩm các công ty MAXSELL,GBTECH, SAGUN ELECTRONICS NOIDA, TEXTRON (Ân Độ), TAY-CHIAN (Đài Loan), Hebei Huijin Electromechanical (Trung Quốc) Một số sản phẩm phổ biến trên thị trường: HÌNH 2.1 MODEL C-29 CỦA HÃNG SAGUN ELECTRONICS NOIDA (8) HÌNH 2.2 MODEL TC5500 CỦA HÃNG TAY-CHIAN (ĐÀI LOAN) (9) HÌNH 2.3 MODEL XD-0372 CỦA BEIJING ROYAL AVIATION TECHNOLOGIES BẢNG 2.1 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MỘT SỐ MÁY TRÊN THỊ TRƯỜNG Đặc tính kĩ thuật STT Model Hãng sản xuất Công suất Khối lượng Năng suất trên (W) (Kg) 100 tờ (s) MX-600 420 32 4.2 Desktop MAXSELL MX-600 Floor 440 47 TC 5500 330 25 3.5 TAY-CHIAN TC 5500s 330 40 SAGUN C-29 350 30 ELECTRONICS BEIJING ROYAL AVIATION XD-0372 355 28 TECHNOLOGIE S NGUYÊN LÝ CHUNG CỦA HỆ THỐNG ĐẾM TIỀN: (10) HÌNH 2.4 TỔNG QUAN HỆ THỐNG MÁY ĐẾM TIỀN Về bản các hệ thông đếm tiền đểu sử dụng chung nguyên lý tách tiền, chúng đểu dụng cấu hút chân không và kết hợp đồng chuyển động quay đầu hút và đĩa quay chứa các đầu hút hệ thống bánh hành tính, nhờ hệ thống bánh hành tình với bánh lớn đứng yên đã tạo nên chuyển động đồng đĩa quay và đâu hút Các hệ thống đếm tiền thường có cải tiến phận đếm và cấu giữ, đây là số phương án cải tiến mà người ta đã sử dụng (11) HÌNH 2.5 CÁC LOẠI CẢM BIẾN XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẾM 2.2 CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Ý tưởng thiết kế máy đếm tiền tự động dựa trên nguyên lý tách tờ tiền có bó, sau đó tờ đưa qua các cấu đếm số lượng tờ tiền, tín hiệu thu được đưa qua xử lý, xuất kết quả màn hình hiển thị Cơ cấu tách tờ tiền máy đếm tiền bó tự động là sử dụng giác hút, phân bố trên đĩa quay Các giác hút này quay tương đĩa quay với chiều ngược lại Khi đĩa quay quay, với lực hút chân không, các giác hút với chiều quay ngược lại hút tờ tiền, bẻ cong chúng và đưa qua các cấu đếm tự động Các phương án thiết kế cấu đếm máy đếm tiền tự động: 2.2.1 Phương án 1: Sử dụng cảm biến áp suất, nhận biết thay đổi áp suất tác động lên màng đàn hồi tiền hút dính vào với giác hút Áp suất sinh làm biến dạng màng đàn hồi, tín hiệu biến dạng sinh kích hoạt đếm lên Như vậy, ta đếm số tờ tiền bó Ở hình 2.5, bó tiền (nhiều tờ tiền xếp chồng lên nhau) kẹp chặt phần đuôi lực lò xo thông qua miếng đệm liên kết với cấu đàn hồi miếng đệm định vị trên đỡ 2a, di chuyển rãnh hình vòng cung 3a và toàn hệ thống này dịch chuyển theo chiều kim đồng hồ lò xo Do đó, phần đuôi không kẹp bó tiền luôn giữ nguyên vị trí với cấu di chuyển bó tiền, không bị rớt (12) HÌNH 2.6 MÔ HÌNH TỔNG QUAN CỦA MÁY Hệ thống tách tờ tiền bó bao gồm đĩa tròn quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ dẫn động động thông qua trục ngắn Đĩa này cố định vít Trên đĩa phân bố đầu hút dẫn động bánh quay cùng chiều kim đồng hồ phía đĩa Bề mặt làm việc đầu hút bao gồm mặt và lỗ hút chân không 8, nó kết nối với nguồn chân không cửa phân phối đĩa quay Sự bố trí các cửa hút này miêu tả chi tiết sau Bề mặt đĩa làm kín vòng gắn trên vỏ hộp máy 10 Bắt đầu hoạt động, miếng đệm cùng cấu đàn hồi kẹp chặt bó tiền hình Khi động hoạt động, tờ tiền bẻ cong tác động các đầu hút đến tất cả các tờ tiền bó tiền bẻ cong đến vị trí 1A Một tờ tiền 1B dính chặt với mặt làm việc đầu hút và chuyển đến vị trí khác Khi tờ tiền này đầu hút bẻ cong, đầu hút sinh tín hiệu kích hoạt cấu đếm, từ đó tổng số tờ tiền ghi nhận Cấu tạo chi tiết đĩa quay miêu tả chi tiết hình Để đơn giản hóa, hình biểu diễn đầu hút, thêm vào đó, các phận ống lót chống ma sát và ổ lăn… bỏ qua, không miêu tả hình để có cái nhìn rõ đặc điểm quan trọng máy đếm tiền tự động (13) HÌNH 2.7 SƠ ĐỒ LẮP CỦA MÁY Cơ cấu đĩa quay có lỗ khoan tâm đĩa 11 có khả quay quanh trục thẳng đứng 11, đĩa quay có rãnh chữ V 13 bên ngoài chu vi nó để đặt dây đai thang truyền động từ động điện Trên đĩa quay khoan lỗ 14 cách so với lỗ trung tâm 11 để lắp phần đuôi 15 các đầu hút hình trụ lỗ khoan xuyên tâm 16 khoan trên đĩa quay dùng để kết nối các lỗ 14 với lỗ trung tâm 11 Và trên thực tế, nó khoan bên và nút lại vít 17 hình vẽ (14) Mỗi đầu hút khoan theo chiều dọc để tạo thành các rãnh dẫn 18 và nó nút lại đầu các đầu hút này vít có thể tháo 19 Một màng lọc ( không biểu diễn hình) nằm bên các rãnh dẫn chân không này có tác dụng lọc bụi Các lỗ khoan 20, 21 thông với 18, và thông với cửa hút và rãnh 16 Phía cuối đầu hút gắn với bánh cố định chắn vít 23 và then, rãnh then ( không biểu diễn hình) Trục thẳng đứng 12 gắn măng-sông 24, cùng với phận nắp gắn trên đỉnh vít 25 Phần đuôi trục làm ren vị trí 26 để gắn đai ốc 27 và long đền 28 Bề mặt làm việc trục thiết kế với cổng 28, 30, 31 và 32, tất cả thẳng hàng với rãnh 16 trên đĩa ; vị trí chính xác các cửa này miêu tả chi tiết từ hình đến hình Cửa 29 ( cửa hút) thông với nguồn chân không thông qua các lỗ dọc trục 33 và 34 khoan trục 12 Cửa 30 ( cửa cảm biến) thông với cảm biến áp suất S phía đuôi trục lỗ dọc trục 35 và 36 phía đuôi trục; cửa xả 31 thông với cửa 32 qua đường 37 bên trong, cửa 31 và 32 tạo với góc 72 theo hướng chiếu từ trên Các lỗ khác bên trục miêu tả trên hình thực tế chúng khoan và làm kín cho phù hợp với công dụng máy Các đầu hút quay quanh các trục riêng biệt nhờ vào ăn khớp hệ thống bánh hành tinh 22 và bánh cố định 38 Bánh 38 nằm bên hộp hình ống 39 dạng hình tròn, phía đáy hộp này khoan tâm đáy để đặt phần đuôi có ren 26 trục 12,được cố định nút 27 Một lỗ hướng tâm 41 đáy hộp nút vị trí 42 và thông trực tiếp với cấu lọc F qua lỗ 43 Nhờ đó, có liên kết cấu lọc F này với rãnh 33 Bộ phận lọc bụi F liên kết với bơm chân không P qua đầu nối 44 và ống 45 Đoạn làm ren phía đuôi trục 12 nút lại nút chặn 46, đoạn ren này thiết kế để phù hợp với đai ốc 27 Nút chặn 46 khoan lỗ tâm và làm ren 47 để có thể liên kết với mặt bích nhựa 48 Mặt bích 48 khoan dọc trục để giữ phần đầu vào cấu cảm biến áp suất S ( trình bày chi tiết hình và 7) (15) HÌNH 2.8 CẤU TẠO CỦA CẢM BIẾN MÀNG Cơ cấu cảm biến áp suất cấu tạo bao gồm khung hình chữ L kim loại có bề mặt phẳng 59 và 50 Mặt 49 khoan lỗ để giữ đầu kết nối hình ống 51 và vòng đệm cao su 52 Đầu kết nối 51 này cố định nút 52a Bên đầu kết nối khoan lỗ dọc trục 53 thông với hộp các màng mỏng đàn hồi làm cao su (bellows) 55 Các màng đàn hồi này có khả hoạt động vận tốc cao, tất nhiên điều kiện không cần bôi trơn Phía đuôi hộp màng 55 bít phận làm kín vát mép 56, lỗ khoan 57 để nhận lưỡi công tắc tác động 58 công tắc 59 Mặt 50 khoan và làm ren lỗ 60 và 61 để giữ cố định công tắc 59 cách dùng bulông gắn chặt công tắc này với mặt 50 qua miếng đệm 62 Trong quá trình hoạt động, có tác động nguồn hút vào bên hộp màng, đó tác động lực lên lưỡi (16) công tắc tác động 58 và đóng mạch điều khiển bên công tắc 59 Cần phải điều chỉnh chính xác để tránh tháo lỏng bu long 60 và 61 làm cho công tắc và miếng đệm dao động quanh bulong 60 Vị trí chính xác là mạch công tắc phải trạng thái mở các màng đàn hồi trạng thái tĩnh, tức là chưa có áp lực nào tác động lên màng Trình tự hoạt động hệ thống các cửa hút trình bày từ hình 2.8 đến hình 2.10 HÌNH 2.9 VỊ TRÍ BẮT ĐẦU HÚT Ở hình 2, đầu hút vẽ vị trí ban đầu nó chu kỳ hoạt động; có nghĩa là bề mặt đầu hút này tiếp xúc trực tiếp với tờ tiền đầu tiên bó tiền và có lực hút từ nguồn hút qua bơm P và cấu lọc bụi F, cửa hút 29, rãnh 16, và sau đó qua dọc trục đầu hút qua lỗ 20 và cửa (17) HÌNH 2.10 VỊ TRÍ TIẾP THEO CỦA TỜ TIỀN Khi đĩa quay quay ngược chiều kim đồng hồ, tờ tiền dính chặt với đầu hút nhờ lực hút nhấc khỏi bó tiền, lập tức, cửa hút 29 và cửa cảm nhận áp suất 30 thông với công tắc cảm biến áp suất S Khi cửa cảm nhận áp suất hoàn toàn kết nối với công tắc S hình 3, áp lực áp suất sinh tác động lên hộp màng đàn hồi 55, đóng công tắc 59 và đó kích hoạt đếm C (18) HÌNH 2.11 VỊ TRÍ HOÀN THÀNH MỘT CHU TRÌNH Đầu hút mang tờ tiền tiếp tục quay, rãnh 16 lúc này không thông với cửa cảm nhận áp suất 30 mà thông với cửa xả 31, có áp suất với áp suất không khí Do đó, tờ tiền không còn hút nên thả và màng đàn hồi trở trạng thái cân hình Trên hình 4, rãnh 16 lúc này hoàn toàn thông với cửa xả 31, cửa 32 đó áp suất rãnh 16 và cửa hút với áp suất không khí Sau tờ tiền thả ra, tờ tiền không thể tự động quay trở lại bó tiền mà nó giữ lại vị trí sau cùng 1A để tránh tượng tờ tiền đếm lần 2.2.2 Phương án 2: Như đã trình bày loại cảm biến Cảm biến áp suất màng để phản hồi tín hiệu tờ tiền trên Thì đây là cải tiến việc sử dụng cảm biến đó là cảm biến quang ( Optical sensor) (19) Nguyên lý hoạt động : Khi tờ tiền sau hút và nhả khỏi đầu hút 4, thì vào vùng mà đó tia sáng phát từ đầu phát qua tờ tiền và bị khúc xạ đến đầu thu Khi đầu thu nhận tín hiệu thì nó tạo xung để kích cho đếm HÌNH 2.12 NGUYÊN LÝ ĐẾM SỬ DỤNG CẢM BIẾN QUANG Cơ cấu 11 giúp tờ tiền luôn thẳng đứng để đầu thu có thể nhận tín hiệu từ đầu phát tờ tiền đã hút và nhả 2.2.3 Phương án 3: Cơ cấu đếm thiết kế sau: trên chu vi đĩa quay, ta thiết kế các khối nhỏ kim loại lồi khỏi chu vi đĩa quay, nằm cách góc 72 Ở vị trí vuông góc với vị trí đếm, người ta bố trí cảm biến tiệm cận Trong khoảng thời gian tờ tiền hút thì cùng lúc đó khối lồi đó ngang qua cảm biến tiệm cận, tạo tín hiệu điện Cứ lẫn cảm biến tiệm cận tạo xung để kích cho mạch đếm (20) HÌNH 2.13 NGUYÊN LÝ SƯ DỤNG CẢM BIẾN TIỆM CẬN 2.3 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIÊT KẾ Ba phương án sử dụng cấu giác hút ( là những….định nghĩa) để tách các tờ tiền khỏi bó tiền các giác hút này đuộc phân bố tren đĩa tròn, dẫn động đai thang, làm đĩa quay theo chiều kim đồng hồ Phía đĩa là hệ thống bánh ăn khớp tương ứng với giác hút phân bố trên đĩa Hệ thống này làm giác hút quay ngược chiều với chiều quay đĩa, hút tờ tiền bó, mà không rút hẳn các tờ tiền khỏi bó Phương án 1:đảm bảo độ chính xác cao, nào giác hút hút tờ tiền thì đếm kích hoạt Tuy nhiên cần phải lưu ý đến vật liệu màng đàn hồi vì (21) yêu cầu máy phải hoạt động với tần số cao, nên tuổi thọ máy giảm, cần phải bảo trì thường xuyên Thêm vào đó, với loại này thì kết cấu hệ thống các ống hút thiết kế khó, cần độ chính xác cao Phương án 2: Kết cấu máy đơn giản, chính xác Tuy nhiên nó sử dụng với các loại tiền polime có tính phản xạ cao, còn các loại tiền giấy thì khó đảm bảo tính khúc xạ Việc xác định vị trí phản xạ cần phải chính xác, đó cần phải điều chỉnh vị trí đầu cảm biến quang phát và đầu thu nhận tín hiệu Phương án 3: sử dụng nguyên lý cảm biến tiệp cận, kết cấu đơn gian Không phân biệt loại tiền Tuổi thọ cao không tiếp xúc Tín hiệu ổn định Giá thành cảm biến tiệm cận loại điện cảm khá rẻ Tổng hợp ba phương án trên ta thấy phương án mạng lại hiểu quả suất, đáp ứng yêu cầu kỷ thuật và kinh tế Nhóm định chọn phương án cho việc thiết kế PHẦN THIẾT KẾ SƠ BỘ 3.1 CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁY Mô hình chung máy (22) HÌNH 3.1 KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁY Ghi chú: 1.Trục chứa đầu hút 2.Đầu hút Vít cố định trục chính Trục chính Đĩa quay chính Đầu nhận biết vị trí Cảm biến tiệm cận Đai ốc M16 Máy hút chân không 10 Bulong M6 11 Ống dẫn khí 12 Lỗ thông với không khí bên ngoài 13 Đường ống dẫn khí lên các đầu hút 14 Lỗ hút 3.2 NĂNG SUẤT LÀM VIỆC: Năng suất đếm máy là 100 tờ vòng 4s Giả sử vòng quay máy đếm tờ tiền (đĩa quay gồm có ống hút) Do đó 100 tiền n1 thì cần 20 vòng vận tốc đĩa quay cần thiết Vậy vận tốc n1=300 (vòng/phút) - 20 60 300 (v / p ) (23) PHẦN TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 4.1 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC 4.1.1 Nội dung thiết kế động học Động học máy là bao gồm các chuyển động và phối hợp các chuyển động để tạo tốc độ, chiều quay mong muốn Đối với máy đếm tiền thì việc làm đầu tiên là chúng ta phải tách riêng lẻ tờ tiền sau đó đếm, đó phải có cấu tách lực hút kết hợp với chiều quay trục hút Để tạo chiều quay mong muốn thì phải có hệ thống truyền động : đai, hộp giảm tốc từ động đến cấu và bánh hành tinh để tạo chiều quay mong muốn (24) Như ta phải tính toán tỷ số truyền cho các hệ thống truyền động để đảm bảo chiều quay theo thiết kế và đảm bảo tốc độ theo yêu cầu Việc nghiên cứu các nguyên lý truyền chuyển động để chọn các truyền phù hợp cho giai đoạn, vị trí khác vừa đảm bảo truyền chuyển động và momen xoắn vừa đảm bảo kích thước nhỏ gọn kinh tế 4.1.2 Sơ đồ nguyên lý Trước tiên là hình thể cấu truyền động tới phận công tác Động quay truyền chuyển động qua truyền đai để cung cấp chuyển động cho đĩa lớn số 2, trên đĩa lơn số mang các trục hút để tách các tờ tiền , việc tách các tờ tiền thể rõ các hình 4.2, 4.3(2) và 4.3(3) bên HÌNH 4.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY (25) HÌNH 4.2 MÔ TẢ NGUYÊN LÝ HÚT VÀ TÁCH TỜ TIỀN Mô tả sơ nguyên lý : Đĩa số và trục hút phải quay ngược chiều tức là đĩa số quay ngược chiều kim đồng hồ và trục hút quay cùng chiều kim đồng hồ Tại lại ? Câu trả lời là mặt hút trục hút luôn có thể hut tiền vị trí trục hút a Khi trục hút quay tới vị trí nằm ngang giống vị trí trục hút a thì trục hút cung cấp lực hút nhờ áp suất chân không và thông qua phận ống hút số Do đĩa lớn số và trục hút quay ngược chiều nên sau khoảng thời gian ngắn thì trục hút a giống Hình 4.3.1 (26) (1) (2) HÌNH 4.3 CÁC VỊ TRÍ CỦA TỜ TIỀN Hình 4.3.1 cho thấy lúc này tâm trục hút a quay góc so với tâm đĩa và đông thời tiền còn dính trên trục hút a Khi trục hút a vị trí giống hình 4.3.2, tức là đường ống hút trục a và trục b thông với va thông với không khí, tức lúc này áp suất để hút bị cân với áp suất khí đó lúc này lực hút trên tờ tiền không còn và nó bị tách khỏi trục hút Tiếp túc trục hút e lập lại quá trình giống trục hút a 4.1.3 Sơ đồ động học (27) Đầu hút Bộ truyền đai Bánh nhỏ Bánh lớn đứng yên Động HÌNH 4.4 SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC 4.1.4 Tính toán vận tốc và tỷ số truyền: Từ sơ đồ nguyên lý ta thấy rằng, vận tốc quay đầu hút phải lớn gấp lần vận tốc quay đĩa quay Do đó ta cần phân phối tỷ số truyền để đạt vận tốc yêu cầu Ta có O và A là điểm đứng yên, O thuộc trục chính, A điểm thuộc bánh cố đinh Vận tốc quay n2 là vận tốc quay n1 làm cho điểm B có vận tốc dài V B/O, các bánh nhỏ ăn khớp với bánh lớn cố định, đó nó làm cho điểm A có vận tốc VA/ B VB / O tương điểm B là , bánh nhỏ quay với vận tốc n ngược chiều với n1 Ta chọn bánh nhỏ có số z 2=16 răng, và bánh ngoài z 1=48 răng, cả có module m=2 Ta có công thức tính hệ vi sai sau: i12c nc Z 16 ( 1)0 n2 nc Z1 48 nc n1 300 (v / p ) n2 2n1 600 (v / p) (28) HÌNH 4.5 SƠ ĐỘNG HỌC Kết luận: n1 300(v / p) n2 600 (v / p) Baùnh raêng nhoû d a1 32mm, Z1 16 raêng, m1 2 Bánh lớn d 96mm, Z 48 răng,m 2 a2 2 Chọn tỷ số truyền truyền đai là u = Tốc độ sơ trục động là : ndc= 300.4 = 1200(v/p) 4.1.4 HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY: Qua trình tách các tờ tiền là hoạt động đồng số vòng quay đĩa quay n 1, số vòng quay đầu hút n2 và cách bố trí đâu hút Số vòng quay n 1, n2 có là (29) cấu bánh hành tinh Nhờ bố trí hợp lý vị trí đầu hút đã tạo thống ổn định việc tách và đếm các tờ tiền Các giác hút này quay tương đĩa quay với chiều ngược lại Khi đĩa quay quay, với lực hút chân không, các giác hút với chiều quay ngược lại hút tờ tiền, bẻ cong chúng và đưa qua các cấu đếm tự động 4.2 TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC VÀ CHỌN ĐỘNG CƠ 4.2.1 CỤM HÚT - Để hút tờ tiền thì cần áp suất chân không để hút Vấn đề tính toán áp suất chân không kho khăn trên lý thuyết Do lực hút cần thiết chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố, nó bao gồm: Lực ma sát các tờ tiền Lực dính ướt tờ tiền độ ẩm không khí Nhiệt độ không khí Loại tiền: tiến giấy, polime… - Do việc tính toán chịu nhiều yếu tố ảnh hưởng nên vấn đề cài đặt áp suất chân không thực trên thực nghiệm Ta điều chỉnh valve chân không để điều chỉnh lực hút Nhóm đã tham khảo số bài báo và patent trên thê giới, thì lực hút để hút tờ tiền giấy loại Polime nằm khoảng từ 495mmHg đến 609.6mmHg Khi sử dụng thì giá trị này điều chỉnh lại để lực hút này lớn MÁY HÚT CHÂN KHÔNG Yêu cầu: - Công suất: 70W - Điện áp: Xoay chiều pha, 220V AC - Áp suất chân không: 31 mbar (29’’Hg) - Áp lực nén: 50 psi (3.5 bar) - Không sử dụng dầu: - Độ ồn: Thấp tới dB Chọn lựa: BẢNG 4.1 MÁY HÚT LOẠI GAST - Diaphragm model DOA - P504 BN (30) Chọn loại: MAA(AC) Công suất (W) MAA(AC) 50Hz 70 60Hz 90 Lưu lượng khí (l/min) 50Hz 60Hz 40 45 Áp suất MAX(bar) 3.5 Độ chân không MAX mbar 48 ‘’Hg 28.5 4.2.2 TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ Yêu cầu: - Động DC không chổi than - Khối lượng nhẹ, kích thước nhỏ - Đặc tính cơ: Số vòng quay không đổi, độc lập với moment xoắnChính xác đếm tiền Chọn lựa: - Chọn động công suất 100w (31) BẢNG 4.2 BẢNG CHỌN ĐỘNG CƠ BRUSHLESS 4.3 NGUYÊN LÝ ĐẾM TIỀN 4.3.1 Cảm biến tiệm cận: Cảm biến tiệm cận bao gồm tất cả các loại cảm biến phát vật thể không cần tiếp xúc công tắc hành trình mà dựa trên mối quan hệ vật lý cảm biến và vật thể cần phát Cảm biến tiệm cận chuyển đổi tín hiệu chuyển động xuất vật thể thành tín hiệu điện Có hệ thống phát để thực công việc chuyển đổi này: hệ thống sử dụng dòng điện xoáy phát vật thể kim loại nhờ tượng cảm ứng điện từ, hệ thống sử dụng thay đổi điện dung đến gần vật thể cần phát hiện, hệ thống sử dụng nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ Nguyên lý cảm biến tiệm cận: Cảm biến tiệm cận dùng phát vật thể kim loại từ tính, kim loại không từ tính (như Nhôm, đồng ) sử dụng cảm biến loại điện cảm (Inductivity Proximity Sensor) và phát vật phi kim sử dụng loại cảm biến tiệm cận kiểu điện dung (Capacitve Proximity Sensor) (32) Đồng thời có sẵn Model đáp ứng hầu hết các điều kiện môi trường lắp đặt: nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, chống nước, chống hóa chất … Nguyên lý hoạt động: Cảm biến tiệm cận kiểu điện cảm: HÌNH 4.6 NGUYÊN LÝ CẢM BIẾN TIỆM CẬN DẠNG ĐIỆN CẢM Cảm biến tiệm cận kiểu điện cảm phát suy giảm từ tính dòng điện xoáy sinh trên bề mặt vật dẫn từ trường ngoài Trường điện từ xoay chiều sinh trên cuộn dây và thay đổi trở kháng phụ thuộc vào dòng điện xoáy trên bề mặt vật thể kim loại phát Một phương pháp khác để phát vật thể nhôm nhờ phát pha tần số Tất cả các cảm biến phát kim loại sử dụng cuộn dây để phát thay đổi điện cảm Ngoài còn có loại cảm biến đáp ứng xung, loại này phát dòng điện xoáy dạng xung và phát số lần thay đổi dòng điện xoáy với điện áp sinh trên cuộn dây Vật thể cần phát và cảm biến tiến gần giồng tượng cảm ứng điện từ máy biến áp Cảm biến loại điện dung: HÌNH 4.7 NGUYÊN LÝ CẢM BIẾN TIỆM CẬN DẠNG ĐIỆN CẢM Cảm biến tiệm cận kiểu điện dung phát thay đổi điện dung cảm biến và đối tượng cần phát Giá trị điện dung phụ thuộc vào kích thước và khoảng cách đối (33) tượng Một cảm biến tiệm cận điện dung thông thường tương tự tụ điện với bản điện cực song song, và điện dung thay đổi bản cực đó phát Một điện cực là đối tượng cần phát và là bề mặt cảm biến Đối tượng có thể phát phụ thuộc vào giá trị điện môi chúng CHỌN CẢM BIẾN TIỆM CẬN: Cảm biến tiệm cận loại điện cảm: phát các đầu nhô kim loại BẢNG 4.3 CÁC LOẠI CẢM BIẾN TIỆM CẬN DẠNG ĐIỆN CẢM Chọn model E2E hãng OMRON, loại DC dây nối thường loại E2E-X5E1 4.3.3 Nguyên lý hoạt động mạch đếm: (34) Quá trình đếm tiền thực sau: Tại thời điểm ban đầu, máy kiểm tra trạng thái đứng yên động và trạng thái đóng valve chân không Sau ta thiết lập số tiền cần đếm, nhấn nút ON để bắt đầu đếm Tuy nhiên máy kiểm tra vị trí HOME (Đầu nhận biết trên đĩa nằm trùng với vị trí cảm biến tiệm cân), không nằm vị trí HOME, Relay thời gian làm trể quá trình đếm, thay vào đó động quay chậm để đến đúng vị trí HOME Khi đã đúng vị trí HOME, Motor kích để quay với tốc độ đã thiết kế, đồng thời mỡ Valve hút chân không, quá trình đếm thực bắt đầu Khi cảm biến nhận tín hiệu thì nó tạo xung để kích mạch đếm lên đơn vị Khi số tiền cần đếm đã đủ khay đếm tiến đã hết tiền thì motor dừng và đóng Valve chân không (35) HÌNH 4.8 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐẾM PHẦN QUI TRÌNH VẬN HÀNH, HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, BẢO TRÌ (36) 5.1 QUI TRÌNH VẬN HÀNH Máy đếm tiền tự động có quá trình điều khiển khá dễ dàng Nhưng để máy hoạt động cách chính xác, an toàn, không gây hư hại, rách tróc bề mặt tiền, nâng cao tuổi thọ và độ bền máy…yêu cầu người sử dụng và người bảo trì máy phải thực đúng các quy định sau: Đối với người sử dụng: - Máy phải đặt nơi phẳng, không rung động quá trình làm việc - Môi trường làm việc không có nhiều bụi - Người sử dụng phải thực đúng quy trình vận hành máy - Không tự ý điều chỉnh máy - Reset máy bắt đầu chạy máy - Không đưa tay vào vùng hoạt động máy máy chạy - Các thao tác điều chỉnh máy nên thực máy đã dừng - Khi máy bi kẹt thì phải nhấn nút dừng máy để tránh hư hỏng - Đọc kỹ hướng dẫn trước sử dụng máy Đối với nhân viên bảo trì: - Thực đúng các quy định chăm sóc kỹ thuật và bảo trì máy - Thực bảo trì định kỳ 6tháng/lần - Trong quá trình bảo trì: + Thực đầy đủ việc bôi trơn, xiết ốc hệ thống truyền động + Không bôi trơn các giác hút để tránh dầu văng vào tiền quá trình hoạt động + Kiểm tra hút chân không (áp suất, làm bụi các đường ống dẫn hệ thống + Lưu ý: không để dầu hay chất bôi trơn lọt vào các đường dẫn này + Kiểm tra kỹ lưỡng hoạt động cảm biến tiệm cận để đảm bảo độ chính xác + Kiểm tra tình trạng kỹ thuật các thiết bị điều khiển: nút nhấn, màn hình… + Kiểm tra tình trạng dây đai truyền động 5.2 HƯỚNG DẨN SỬ DỤNG: Người sử dụng máy nên thực đúng quy định vận hành máy và tuân thủ theo các bước sau: - Đầu tiên, xem xét kỹ lưỡng có vật gì đặt lên trên thùng máy và vùng quay máy hay không? - Cắm điện để sử dụng máy (máy sử dụng điện dân dụng 220V) - Màn hình máy số tức là đã có thể bắt đầu sử dụng Nếu màn hình máy số ( lần đếm trước) thì nhấn nút RESET để màn hình trở - Đặt bó tiền cần đếm vào cấu giữ tiền máy Sau đó, nhấn nút START để máy hoạt động, máy tự động đẩy bó tiền vào vùng quay giác hút (37) - 5.3 Khi đếm xong bó tiền, màn hình lên số tờ tiền bó, người sử dụng lấy bó tiền khỏi máy Sau đó, nhấn nút OFF không sử dụng máy Nên thực việc đếm 2-3 lần/bó để đảm bảo chính xác quá trình kiểm kê tiền BẢO TRÌ: Việc bảo trì máy định kỳ quan trọng Nó giúp cho máy hoạt động tốt hơn, tăng tuổi thọ và độ bền máy Nên bảo trì máy đúng thời gian quy định tháng/lần Nhân viên bảo trì máy yêu cầu thực đúng các thao tác sau: - Đầu tiên, ngắt nguồn điện sử dụng khỏi máy để đảm bảo an toàn - Tháo các bulông trên hộp che các phận bên trong, nhấc hộp này để nơi xa tầm tay - Tiếp đó, thực các thao tác kiểm tra, làm sạch, bôi trơn đã nêu trên Khi máy có hư hỏng, liên hệ với nhân viên bảo trì sửa chữa, không tự ý mở, tháo lắp, điều chỉnh máy PHẦN MÔ PHỎNG MÔ HÌNH TỔNG QUAN: (38) (39) CƠ CẤU ĐĨA QUAY: CƠ CẤU BÁNH RĂNG HÀNH TÌNH (40) HỆ THÔNG HÚT: CƠ CẤU GIỮ TIỀN: (41) PHẦN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Địch: Tự động hóa sản xuất Nhà xuất bản giáo dục, 2003 [2] Pattent 4385229: Sheet counting apparatus with time delay, 1983 [3] Pattent 3983367: Sheet counting machine, 1976 [4] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển: Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, tập Nhà xuất bản giáo dục, 2003 [5] Nguyễn Hữu Lộc: Cơ sở thiết kế máy Nhà xuất bản Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2004 [6] Trần Hữu Quế: Vẽ kỹ thuật khí, tập và Nhà xuất bản giáo dục, 2001 [7] Đỗ Kiến Quốc (chủ biên): Sức bền vật liệu Nhà xuất bản Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2004 (42)