Thiết kế máy ép lề tự động cho nhà máy bao bì

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CÔNG TRÌNH - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ÉP LỀ TỰ ĐỘNG CHO NHÀ MÁY BAO BÌ NGÀNH : CƠ ĐIỆN TỬ MÃ SỐ : 108 Giáo viên hướng dẫn : TS Hoàng Sơn Sinh viên thực : Nguyễn Tá Dũng Mã sinh viên : 1351082082 Lớp : 58 - CĐT Khóa học : 2013 - 2017 Hà Nội, 2017 MỞ ĐẦU Lý lựa chọn đề tài Nền sản xuất giới năm gần đặc trưng cường độ cao trình sản xuất vật chất Chất lượng hiệu trình sản xuất phụ thuộc vào nhiều trình độ kỹ thuật cơng nghiệp chế tạo máy Để thực tốt nhiệm vụ mình, cơng nghiệp chế tạo máy cần khơng ngừng hồn thiện nâng cao trình độ kỹ thuật trình sản xuất Điều khiển tự động tự động hóa phương hướng phát triển chủ yếu công nghiệp chế tạo máy Tự động hoá điều khiển tự động cho phép sử dụng tối đa tiềm sẵn có, đáp ứng yêu cầu ngày cao trang thiết bị gia cơng khí Việc ứng dụng thành công thành tựu lý thuyết điều khiển tối ưu, cơng nghệ thơng tin, cơng nghệ máy tính, cơng nghệ điện điện tử lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác năm ngần đẫn đến đời phát triển thiết bị điều khiển logic khả lập trình (PLC) Xuất phát từ thực tế nhận thức tầm quan trọng nên qua trình nghiên cứu sở lý luận với thời gian thực tập Công ty cổ phần bao bì Tân Hưng em lựa chọn đề tài “Thiết kế máy ép lề tự động nhà máy bao bì” để hồn thành khóa luận tốt nghiệp Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu thiết kế náy ép lề tự động nhà máy bao bì Cơng ty cổ phần bao bì Tân Hưng Mục tiêu cụ thể: - Nghiên cứu chế hoạt động phần khí tủ điện điều khiển máy ép lề tự động - Một số giải pháp nhằm góp phần hồn thiện máy ép lề tự động nhà máy bao bì Cơng ty cổ phần bao bì Tân Hưng Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Thiết kế máy ép lề tự động nhà máy bao bì Cơng ty cổ phần bao bì Tân Hưng - Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu tại: Cơng ty cổ phần bao bì Tân Hưng Địa chỉ: Thôn Ngọc Lặc, Xã Ngọc Sơn, Huyện Tứ Kỳ, Tỉnh Hải Dương Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu, hình ảnh + Nghiên cứu kế thừa có chọn lọc tài liệu liên quan từ giáo trình, khóa luận tốt nghiệp khóa trước + Phương pháp khảo sát thực tế, quy trình làm việc phân xưởng Cơng ty - Phương pháp xử lý số liệu, hình ảnh + Phương pháp thống kê, thực hành tính tiêu có liên quan + Phương pháp lấy hình ảnh thực tế phân xưởng tìm hiểu nguyên nhân đề giải pháp Kết cấu khóa luận Ngồi phần mở đầu, kết luận, danh mục chữ viết tắt, sơ đồ tài liệu tham khảo, nội dung luận văn gồm chương: Chương Tổng quan đề tài nghiên cứu Chương Nggiên cứu chế hoạt động thiết kế sơ phần khí cho máy ép lề tự động Chương Thiết kế tủ điện điều khiển phần mềm điều khiển cho PLC Nhận xét kết luận Sinh viên thực đề tài Nguễn Tá Dũng NHẬN XÉT (Của giảng viên hƣớng dẫn) ……………………………………………………………………………… …………………………………………………………… ………………… ……………………… ……………………………………………………… GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Chữ ký, họ tên) TS.Hoàng Sơn NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) …………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………… GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN (Chữ ký, họ tên) MỤC LỤC Chƣơng TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU .1 1.1 Tính thực tiễn đề tài 1.1.1 Địa điểm nghiên cứu 1.1.2 Phân tích nhu cầu nhà máy a) Giới thiệu dây truyền công nghệ bao bì giấy b) Lý chọn đề tài .3 1.2 Nội dung nghiên cứu .4 1.2.1 Chức máy ép lề 1.2.2 Nguyên lý hoạt động 1.2.3 Chức PLC điều khiển 1.2.3 Hệ thống điều khiển Chƣơng NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG VÀ THIẾT KẾ SƠ BỘ PHẦN CƠ KHÍ CHO MÁY ÉP LỀ TỰ ĐỘNG 2.1 Nghiên cứu chế hoạt động máy ép lề tự động 2.1.1 Hình dáng cấu tạo 2.1.2 Cơ chế hoạt động máy ép lề tự động 2.2 Thiết kế sơ phần khí máy ép lề tự động 11 2.2.1 Giới thiệu phần mềm thiết kế 11 2.2.2 Bản vẽ tổng thể máy ép lề 11 2.2.3 Hình ảnh 3D mô máy 16 2.3 Thiết kế mặt cho máy ép lề tự động 18 Chƣơng THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN VÀ PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN CHO PLC 19 3.1 Thiết kế tủ điện điều khiển 19 3.1.1 Sơ đồ mạch điện 19 3.1.2 Thiết bị cho tủ điện điều khiển 22 3.1.3 Các cảm biến sử dụng 28 3.2 Phần mềm cho PLC máy ép lề tự động .29 3.2.1 Giới thiệu phần mềm lập trình 29 3.2.2 Lưu đồ thuật toán 29 3.2.3 Giải thích kí hiệu chương trình điều khiển máy ép lề tự động .30 3.2.4 Chương trình Lader phần mềm WPLsoft 33 KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ Hình 1.1: giấy cuộn chƣa qua sơ chế Hình 1.2: Lô sấy Hình 1.3: Máy tạo sóng Hình 1.4: Máy ghép lớp Hình 1.5: Máy phân khổ Hình 1.6: Giấy đƣợc ép thành khối lớn Hình 1.7:: Sơ đồ hoạt động máy Hình 2.1: Máy ép lề tự động Hình 2.2: thùng dầu hệ thống bơm thủy lực Hình 2.3: Bàn ép Hình 2.4: Xi lanh điều chỉnh độ chặt giấy ngàm Hình 2.5: Cuộn dây thép buộc Hình 2.6: Hộp xỏ dây Hình 2.7: Cơ cấu truyền hộp buộc Hình 2.8: Dao cắt dây, móc buộc dây Hình 2.9: Cách dây qua lăn khâu buộc 10 Hình 2.10: Hoạt động xỏ dây 10 Hình 2.11: Dây đƣợc buộc hồn chỉnh 10 Hình 2.12: Giao diện phần mềm inventer 2013 11 Hình 2.13: Bản vẽ tổng thể máy ép lề tự động 12 Hình 2.14: Bản vẽ bàn ép xilanh 13 Hình 2.15: Bản vẽ hộp xỏ 14 Hình 2.16: Bản vẽ hộp buộc dây 15 Hình 2.17: Hinh ảnh mơ 3D máy ép lề tự động 18 Hình 2.18: Mặt máy ép lề tự động 18 Hình 3.1: Sơ đồ mạch lực máy ép lề 19 Hình 3.2: Sơ đồ điện van điều khiển 20 Hình 3.3: Sơ đồ đầu vào/ PLC 21 Hình 3.4: Sơ đồ bố trí thiết bị tủ điện 25 Hình 3.5: Tủ điện điều khiển máy ép lề tự động 26 Hình 3.6: Sơ đồ bố trí nút ấn bảng điều khiển 27 Hình 3.7: Sơ đồ dây bảng điều khiển 27 Hình 3.8: Giao diện phần mềm WPLSoft 29 Hình 3.9: Lƣu đồ thuật tốn điều khiển máy ép lề tự động 30 Bảng 2.1 Các chi tiết mô 3D 16 Bảng 3.1 Thiết bị đƣợc sử dụng lắp đặt tủ điện 22 Bảng 3.2 Các cảm biến sử dụng cho máy 28 Bảng 3.3 Chú thích kí hiệu Lader phần mềm WPLsoft 32 Chƣơng TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Tính thực tiễn đề tài nghiên cứu 1.1.1 Địa điểm nghiên cứu Địa điểm nghiên cứu: Nghiên cứu tiến hành công ty cổ phần bao bì Tân Hưng Địa chỉ: Thơn Ngọc Lặc, Xã Ngọc Sơn, Huyện Tứ Kỳ, Tỉnh Hải Dương Nghành nghề công ty: Sản xuất giấy, sản phẩm bao bì giấy phục vụ cho nghành cơng nghiệp tiêu dùng (giấy Kraft, giấy vệ sinh, khăn ăn, giấy gói, bao bì carton 2,3,5,7 lớp, bao bì Duplex) 1.1.2 Phân tích nhu cầu nhà máy a) Giới thiệu dây truyền cơng nghệ bao bì giấy Giấy bìa ngun liệu nhập trực tiếp từ nhà máy sản xuất giấy, đóng thành cuộn lớn Tùy thuộc vào nhu cầu đơn hàng mà giấy bìa có độ dày độ nhám bề mặt khác Tiếp theo tới khâu làm sóng, ghép lớp, phân khổ, in đóng gói Hình 1.1: Giấy cuộn chưa qua sơ chế Giấy cuộn đưa tới máy (máy dùng để cố định trải giấy lên thảm truyền) Từ máy càng, giấy cuộn kéo tới lơ sấy Lơ sấy có 3.1.3 Các cảm biến sử dụng Bảng 3.2: Các cảm biến sử dụng cho máy Tên Hình ảnh Mã hiệu Omron HL5030 Cơng tắc Limit Switch, 125 hành trình VAC, A,1 NC NO Omron E2E, 12Cảm biến 24VDC, 24- tiệm cận 240VAC 28 3.2 Phần mềm cho PLC máy ép lề tự động 3.2.1 Giới thiệu phần mềm lập trình Để lập trình cho PLC Delta PVP- 14SS2, phần mềm WPLsoft Công ty Delta electronic tạo giúp cho lập trình viên giao tiếp với PLC Delta cách thuận tiện Ngôn ngữ hỗ trợ bao gồm Code Lader, Lader sử dụng phổ biến tính tiện dụng biểu diễn chương trình cách trực quan Hình 3.8: Giao diện phần mềm WPLSoft 3.2.2 Lưu đồ thuật tốn Máy có chế độ hoạt động tay tự động, với chế độ tay , người công nhân điều khiển nút nhấn bảng điều khiển Chế độ tự động mang lại tiện lợi với nút nhấn mở máy Lưu đồ thuật toán xây dựng cho chế độ tự động máy ép lề Lưu đồ thuật toán thiết kế phần mềm Visio Microsoft 29 Hình 3.9: Lưu đồ thuật toán điều khiển máy ép lề tự động Chương trình khởi động ấn nút START bảng điều khiển, động bơm dầu hoạt động, PLC thực chu trình cài đặt sẵn Đầu tiên chu trình ép, với giá trị độ dài đặt trước máy, cảm biến đếm hàm Counter so sánh với giá trị ngưỡng giá trị thực >= giá trị ngưỡng chuyển sang khâu xỏ dây Hàm Limit dùng để giới hạn vị trí biên bàn ép thực chu trình ép Bước xỏ dây, máy bơn thứ khởi động, bơm dầu tới động dầu xỏ qua van phân phối đẩy xỏ đến biên Cảm biến biên có tín hiệu gửi đến PLC, chương trình chuyển tới khâu cắt dây Cắt dây tập hợp thao tác van phân phối piston cắt Piston đẩy dao cắt cắt đứt dây thép buộc 2s thu lại vị trí ban đầu Chuyển tới khâu buộc Sau cắt dây hoàn thành, chương trình tiếp tục tới khâu buộc việc xoắn dây tháo xoắn thông qua chuyển động quay móc sắt Số vịng quay 30 móc xoắn cài đặt mặc định chương trình xoắn vòng tháo xoắn vòng Cảm biến đếm vịng xoắn dây lắp hộp buộc đưa tín hiệu đến hàm đếm Counter , số vòng xoắn tháo xoắn thựuc tế đạt đến giá trị đặt trước khâu buộc kết thúc Kết thúc khâu buộc, chương trình điều khiển van dầu làm xỏ vị trí ban đầu Khi xỏ tới vị trí biên nga( vị trí ban đầu) bàn ép thu vị trí biên ngồi (vị trí ban đầu bàn ép) Kết thúc chương trình 3.2.3 Giải thích kí hiệu chương trình điều khiển máy ép lề tự động Bảng 3.3: Chú thích kí hiệu Lader phần mềm WPLsoft 31 Tên Kí hiệu Chú thích Khi có dịng điện tiếp điểm đóng lại Tiếp điểm thường mở NO Mở có dịng điện chạy qua Tiếp điểm thường đóng NC Đầu tín hiệu Nơi ghi liệu vào nhớ tạm (D0~D999) Đếm tăng giá trị ô nhớ Đếm giảm cá giá trị ô nhớ Thanh ghi D Bộ đếm lên Bộ đếm xuống Bộ nhớ đệm M Hàm thời gian Timer Quay lại bước ban đầu đầu giá trị ghi ghi So sánh giá trị ghi xuất tín hiệu /sai Hàm thiết lập lại Reset Hàm đếm tăng Bộ so sánh Kết thúc chương trình 32 3.2.4 Chương trình Lader phần mềm WPLsoft 33 34 35 36 37 38 39 KẾT LUẬN Kết luận đề tài 1.1 Ưu điểm Để tài hoàn thành phần thiết kế khí điện điều khiển cho máy ép lề tự động Những kiến thức môn học : Thiết kế chi tiết máy, thủy lực khí nén, kĩ thuật điều khiển tự động lập trình PLC áp dụng triệt để trình làm đồ án Máy ép lề tự động thay máy ép lề đứng tính tiện dụng suất vượt trội Từ giảm chi phí phân lực , thời gian lao động mà hiệu cao 1.2 Nhược điểm Trong q trình hoạt động, người cơng nhân phải bỏ lề vào khoang ép, điều gây nhiều khó khăn cho người cơng nhân Ngồi trình bốc dỡ lên xe vận chuyển cần phải sử dụng cẩu trục xe nâng Thiết kế máy hạn chế mặt thẩm mỹ Một số cấu cịn cồng kềnh chưa hợp lí Nhận xét kiến nghị 2.1 Nhận xét tính kinh tế mà đề tài đem lại Theo thống kê, với việc tăng khối lượng vận chuyển giấy lề máy ép lề tự động đem lại, nhà máy bao bì Tân Hưng giảm thiểu 30 triệu đồng tháng năm 2017 so với tháng năm 2017 cho việc vận chuyển giấy lề đến sở tái chế Chi phí vận chuyển bao gồm dầu, nhân cơng, xe tải, phí đường bảo trì máy móc Từ ta thấy, máy ép lề tự động giải pháp tối ưu giúp cho nhà máy tăng doanh thu, giảm hao phí, đem lại tiện lợi cho khâu tái chế Không với nhà máy bao bì, máy ép lề tự động cịn áp dụng cho nhà máy tái chế vỏ lon kim loại, tái chế vỏ nhựa đóng gói sản phẩm nông- lâm sản sấy khô 40 2.2 Kiến nghị Từ mặt hạn chế người công nhân phải bỏ lề vào buồng ép, máy ép lề cần có thêm quạt hút chân khơng Quạt hút chân khơng có nhiệm vụ hút lề từ máy sản xuất đồng thời có cấu dao cắt để nghiền nhỏ giấy trước cho qua ống dẫn tới khoang ép Để thuận tiện việc bốc dỡ khối lề lên xe, cần có hệ thống cẩu trục bàn nâng thuận tiện 41 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Giáo trình Trang bị điện- điện tử máy công nghiệp, đại học quốc gia TP.HCM PLC Lập trình ứng dụng cơng nghiệp, Trần Thế San- Nguyễn Ngọc Phương, NXB Khoa học kĩ thuật Tiếng Anh Ebook: Catalog PLC Delta DVP-14SS2 Ebook: PLC Application Manual- Programming Địa website: http://www.deltaww.com http://www.plcvietnam.com.vn 42 ... NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG VÀ THIẾT KẾ SƠ BỘ PHẦN CƠ KHÍ CHO MÁY ÉP LỀ TỰ ĐỘNG 2.1 Nghiên cứu chế hoạt động máy ép lề tự động 2.1.1 Hình dáng cấu tạo Hình 2.1: Máy ép lề tự động Máy có cấu trúc nằm... máy ép lề tự động nhà máy bao bì Cơng ty cổ phần bao bì Tân Hưng Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Thiết kế máy ép lề tự động nhà máy bao bì Cơng ty cổ phần bao bì Tân Hưng... Nghiên cứu chế hoạt động máy ép lề tự động 2.1.1 Hình dáng cấu tạo 2.1.2 Cơ chế hoạt động máy ép lề tự động 2.2 Thiết kế sơ phần khí máy ép lề tự động 11 2.2.1