Thiết kế hệ thống cấp phôi tự động phôi trụ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ  -     - BỘ CÔNG CÔNG THƯƠNG BỘ THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG CƠ KHÍ NGHIỆP KHOA HÀ NỘI    -   - BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN CÔNG THƯƠNG THIẾT KẾBỘ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẤP CÔNGPHÔI TỰ ĐỀ TÀI:TRƯỜNG XÂY DỰNG HỆ CÔNG THỐNG ĐẠI HỌC NGHIỆP HÀ NỘI NGHIỆP HÀPHÔI NỘI TRỤ ĐỘNG KHOA CƠ KHÍ    -  -  BỘ CÔNG THƯƠNG ĐỒ: ÁN MÔN VĂN TRƯỜNG Giáo viên hướng dẫn TS THƯƠNG NGUYỄN BỘ CÔNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG ĐO LƯỜNG VÀCÔNG ĐIỀU KHIỂN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGHIỆP HÀ NỘI NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỀ TÀI: SinhXÂY viên thực DỰNG HỆ : THỐNG Trần Thị ĐO Nhất VÀ- 2018602868 XỬ LÍ TÍN   HIỆU SỬ DỤNG CẢM BIẾN PHÁT HIỆN LỬA, CẢM 2. Lê Bá - 2018602028 -  -Toàn BIẾN NHIỆT ĐỂ CẢNH BÁO VÀ CHỮA CHÁY Lớp BỘ CÔNG : ĐH THƯƠNG CƠ ĐIỆN TỬ – K13 TRƯỜNG HỌC CÔNG BỘ CÔNGĐẠI THƯƠNG NGHIỆP HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI    ĐỒ ÁN KHOA CƠMƠN KHÍ ĐO LƯỜNG - VÀ ĐIỀU  - KHIỂN Nội: 2020 ĐO VÀ XỬ LÍ TÍN ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG HỆHàTHỐNG BỘ CƠNG THƯƠNG HIỆU SỬ DỤNG CẢM BIẾN PHÁT HIỆN LỬA, CẢM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG BIẾN NHIỆTNGHIỆP ĐỂ BỘ CẢNH BÁO VÀ CHỮA CHÁY CƠNG HÀ NỘITHƯƠNG PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM I Thơng tin chung Tên lớp: ME6061.2 Khóa: 13 Tên nhóm: N21 Họ tên thành viên: 1.Trần Thị Nhất…2018602868………………………………………… Lê Bá Toàn……2018602028…………….…………………….……… ………………………………………………………… II Nội dung học tập Tên chủ đề: Thiết kế hệ thống cấp phôi tự động phôi trụ Hoạt động sinh viên Nội dung 1: Phân tích nhiệm vụ thiết kế: nêu khảo sát, đưa ý tưởng, chọn ý tưởng - Thiết lập danh sách yêu cầu Nêu loại mà cần sử dụng Nội dung 2: Thiết kế sơ - Xác định vấn đề Nêu thông số kỹ thuật phận - Thiết lập cấu trúc chức Mũi tên liền, mũi tên đứt đoạn mũi tên nét to - 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) 2 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 DANH SÁCH SẢN PHẨM THIẾT KẾ STT Tên sản phẩm Thang máy đơn tầng dẫn động cáp Thang máy đơn tầng dẫn động Con lắc ngược bậc tự kiểu quay Con lắc ngược bậc tự kiểu tịnh tiến Hệ thống cấp phôi tự động phôi trụ Hệ thống cấp phôi tự động phôi hộp Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc Hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, hệ thống sản xuất cơng nghiệp nói chung q trình sản xuất lĩnh vực gia công cắt gọt khí nói riêng phát triển theo hướng tự động hóa ngày cao Vì q trình cấp phơi yêu cầu cần thiết cần phải nghiên cứu giải hệ thống sản xuất tự động nhằm mục đích nâng cao suất lao động, sử dụng khai thác máy móc, thiết bị cách có hiệu nhất, nâng cao chất lượng sản phẩm giảm giá thành sản phẩm Q trình tự động hóa cơng nghiệp quan trọng phát triển quốc gia Với nước phát triển Mỹ, Nhật, Hàn Quốc…thì tự động hóa khơng cịn xa lạ trở nên quen thuộc Ở nước máy móc thay lao động chân tay, số lượng công nhân nhà máy giảm hẳn thay vào lao động chuyên mơn, kỹ sư có tay nghề, điều khiển giám sát trực tiếp q trình sản xuất thơng qua máy tính Ở nước ta u cầu cơng nghiệp hố, đại hoá đất nước nên ngày xuất nhiều dây truyền sản xuất có mức độ tự động hoá cao với hệ truyền động đại Việc xuất hệ truyền động đại thúc đẩy phát triển, nghiên cứu, đào tạo ngành tự động hoá nước ta tiếp thu khoa học kỹ thuật đại nhằm tạo hệ truyền động hoàn thiện hệ truyền động cũ Trong đề tài tập lớn môn “Xây dựng hệ thống cấp phơi tự động phơi trụ” này, nhóm sinh viên chúng em xin trình bày cách cụ thể q trình nghiên cứu tìm hiểu tính tốn, thiết kế mơ hình hệ thống Thơng qua áp dụng vào nghiên cứu khoa học hay vào đồ án tốt nghiệp chuyên ngành trường Để báo cáo hoàn thiện hơn, nhóm chúng em hi vọng nhận góp ý từ phía thầy Qua đây, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Văn Trường nhiệt tình hướng dẫn cho chúng em Xin gửi lời chúc sức khỏe đến tất quý Thầy Cô! Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2021 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU 10 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG PHÔI TRỤ 11 1.1 Giới thiệu chung hệ thống cấp phôi tự động phôi trụ 11 1.1.1 Khảo sát nhu cầu thị trường 11 1.1.1.1 Khái niệm 11 1.1.1.2 Phân tích nhu cầu thị trường 12 1.1.1.3 Khảo sát nhu cầu thị trường 15 1.1.1.4 Giới thiệu hệ thống cấp phôi tự động phôi trụ 22 1.1.2 Những yêu cầu với thiết bị cấp phôi 23 1.1.3 Phân loại hệ thống cấp phôi tự động phôi trụ 23 1.2 Thiết lập danh sách yêu cầu cho toàn hệ thống 25 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ SƠ BỘ HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG PHÔI TRỤ 32 2.1 Xác định vấn đề 32 2.1.1 Phân loại phôi rời 32 2.1.2 Lựa chọn phễu cho hệ thống 33 2.1.2.1 Hệ thống cấp phôi tự động phơi trụ định hướng vấu móc 33 2.1.2.2 Hệ thống cấp phôi tự động phôi trụ kiểu đĩa quay 34 2.1.2.3 Hệ thống cấp phôi tự động phôi trụ rung động 35 2.1.3 Lựa chọn phương án cấp phôi: 36 2.1.4 Định hướng phôi 38 2.2 Thiết lập cấu trúc chức 40 2.2.1 Phát triển cấu trúc làm việc 41 2.3 Lựa chọn cấu trúc làm việc 45 2.3.1 Thiết kế phần khí máy 46 2.3.1.1 Sơ đồ nguyên lý máy 46 2.3.1.2 Nguyên lý hoạt động máy 46 2.3.2 Bàn máy 46 2.3.3 Tính tốn phễu 47 2.3.3.1 Chọn vật liệu chế tạo phễu 47 2.3.3.2 Các thơng số hình học phễu 47 2.3.4 Định hướng phôi máng xoắn 50 2.3.4.1 Giới thiệu vấn đề định hướng phôi rời 50 2.3.4.2 Thiết kế cấu định hướng phôi nguyên liệu máng xoắn 51 2.3.5 Máng dẫn phôi 53 2.3.5.1 Cấu tạo máng dẫn phôi 53 2.3.5.2 Tính tốn máng dẫn phơi 54 2.3.6 Mơ hình 3D phễu rung: 55 2.3.7 Tính tốn, thiết kế băng tải 55 2.3.7.1 Giới thiệu chung 55 2.3.7.2 Phân loại băng tải 57 2.3.7.3 Băng tải cụm định hướng 57 2.3.7.4 Băng tải cụm xếp phôi 60 2.3.7.5 Băng tải cụm làm phẳng 63 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP PHƠI TỰ ĐỘNG PHÔI TRỤ 67 3.1 Xây dựng bước thiết kế cụ thể 67 3.2 Tích hợp hệ thống 68 3.2.1 Mô tả điều khiển phễu rung: 68 3.2.2 Mô tả điều khiển cụm xếp phôi: 69 3.2.3 Mô tả điều khiển cụm làm phẳng: 69 3.2.4 Các bước thực 70 3.2.5 Số ngõ vào ngõ plc 70 3.2.6 Lựa chọn pcl điều khiển: 71 3.3 Thiết kế sản phẩm phần mềm 73 CHƯƠNG KẾT LUẬN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 PHỤ LỤC 76 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Các bước phân tích nhiệm vụ 12 Hình 1.2 Các bước cần thiết để thiết lập danh sách yêu cầu 13 Hình 1.3 Biểu đồ khảo sát chức vụ khách hàng 15 Hình 1.4 Biểu đồ khảo sát vị trí khách hàng 16 Hình 1.5 Biểu đồ khảo sát kinh nghiệm làm việc khách hàng 16 Hình 1.6 Biểu đồ khảo sát lựa chọn phương thức làm việc khách hàng 16 Hình 1.7 Biểu đồ khảo sát nhu cầu khách hàng tự động hóa q trình cấp phơi 17 Hình 1.8 Biểu đồ khảo sát hệ thống cấp phôi đáp ứng nhu cầu khách hàng chưa 17 Hình 1.9 Biểu đồ khảo sát tiêu chí cần cải tiến khách hàng 17 Hình 1.10 Biểu đồ khảo sát mức độ hài lòng khách hàng 18 Hình 1.11 Biểu đồ khảo sát tiêu chí mong muốn kiểu dáng khách hàng 18 Hình 1.12 Biểu đồ khảo sát tiêu chí mong muốn kích thước khách hàng 18 Hình 1.13 Biểu đồ khảo sát tiêu chí mong muốn mức độ đa dạng khách hàng 19 Hình 1.14 Biểu đồ khảo sát tiêu chí mong muốn chức khách hàng .19 Hình 1.15 Biểu đồ khảo sát tiêu chí mong muốn độ an tồn khách hàng .19 Hình 1.16 Biểu đồ khảo sát tiêu chí mong muốn tải trọng khách hàng 20 Hình 1.17 Biểu đồ khảo sát tiêu chí mong muốn tuổi thọ khách hàng 20 Hình 1.18 Biểu đồ khảo sát tiêu chí mong muốn bảo trì khách hàng 20 Hình 1.19 Biểu đồ khảo sát tiêu chí mong muốn tiếng ồn khách hàng 21 Hình 1.20 Biểu đồ khảo sát tiêu chí mong muốn giá thành khách hàng 21 Hình 1.21 Biểu đồ khảo sát tiêu chí mong muốn suất khách hàng 21 Hình 1.22 Biểu đồ khảo sát mức giá phù hợp với hệ thống cấp phôi khách hàng 22 Hình 1.23 Phễu rung 23 Hình 1.24 Cơ cấu chia phơi 23 Hình 2.1 Chi tiết có hai trục đối xứng vng góc 32 Hình 2.2 Chi tiết có trục đối xứng 32 Hình 2.3 Chi tiết có hai trục đối xứng vng góc 33 Hình 2.4 Chi tiết có hai trục đối xứng vng góc L = 0,8.D 33 Hình 2.5 Chi tiết có trục đối xứng 33 Hình 2.6 Định hướng phơi vấu móc 34 Hình 2.7 Phễu cấp phơi kiểu đĩa quay 34 Hình 2.8 Phễu cấp phơi rung động 35 Hình 2.9 Phễu cấp phôi kiểu rung 38 Hình 2.10 Chức tổng thể .40 Hình 2.11 Cấu trúc chức toàn hệ thống 41 Hình 2.12 Sơ đồ nguyên lý máy .46 Hình 2.13 Biên dạng thép hộp vng chân đế 47 Hình 2.14 Kích thước phơi nhơm 48 Hình 2.15 Cánh xoắn vít 49 Hình 2.16 Lưu đồ di chuyển trạng thái phôi 51 Hình 2.17 Cơ cấu định hướng phơi máng xoắn .51 Hình 2.18 Kích thước L,L1,H cấu định hướng phơi 52 Hình 2.19 Cấu tạo máng dẫn phôi 53 Hình 2.20 Phơi di chuyển máng dẫn nhờ trọng lượng 54 Hình 2.21 Cấu tạo máng dẫn phơi sử dụng đề tài 54 Hình 2.22 Mơ hình phễu rung cấp phơi 55 Hình 2.23 Cấu tạo chung băng tải 56 Hình 2.24 Mơ hình băng tải cho hệ thống cấp phôi 60 Hình 2.25 Mơ hình băng tải cho hệ thống cấp phôi 63 Hình 2.26 Mơ hình băng tải cho hệ thống cấp phôi 66 Hình 3.1 Mơ tả u cầu điều khiển cụm cấp phôi 68 Hình 3.2 Mơ tả u cầu điều khiển Cụm xếp khay .69 Hình 3.3 Mô tả yêu cầu điều khiển Cụm làm phẳng .69 Hình 3.4 Sơ đồ khối điều khiển hệ thống 70 Hình 3.5 Chương trình điều khiển PLC máy 73 Hình 3.6 Thiết kế hệ thống Autocad 73 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thiết lập danh sách yêu cầu .25 Bảng 2.1 So sánh hai phương án cấp phôi 36 Bảng 2.2 Phát triển cấu trúc làm việc 41 Bảng 2.3 Lựa chọn cấu trúc làm việc 45 Bảng 3.1 Ngõ vào: 70 Bảng 3.2 Ngõ ra: 71 10 3.2.2 Mô tả điều khiển cụm xếp phôi: Hoạt động phễu rung điều khiển cảm biến S2 S3 bố trí ống dẫn phơi hình Hình 3.2 Mơ tả u cầu điều khiển Cụm xếp khay Ống dẫn chứa phôi nhôm phễu rung cấp sau qua cụm định hướng để vào đường ống Cảm biến S2 có nhiệm vụ cảm biến mức phôi đầy để phễu rung dừng hoạt động tránh trường hợp tràn phôi Cảm biến S3 có nhiệm vụ cảm biến mức thiếu phơi đường ống để yêu cầu phễu rung hoạt động mạnh biến tần điều phối 3.2.3 Mô tả điều khiển cụm làm phẳng: Hoạt động phễu rung điêu khiển cảm biến S2 S3 bố tri ống dẫn phơi hình Hình 3.3 Mơ tả yêu cầu điều khiển Cụm làm phẳng Khay chứa phôi băng tải di chuyển để làm phẳng Cảm biến S5 nhận tín hiệu có khay, xy lanh chặn khay hoạt động tự kết thúc giây Sau 2s từ S5 nhận tín hiệu, băng tải dừng xy lanh tác động đơn hoạt động lúc Băng tải dừng đợi cảm biến S4 tín hiệu Trong lúc băng tải dừng S4 nhận tín hiệu có khay từ băng tải di chuyển đến, yêu cầu băng tải hoạt động S5 nhận tín hiệu để băng tải dừng lại, chu trình lặp lại 69 3.2.4 Các bước thực Hình 3.4 Sơ đồ khối điều khiển hệ thống 3.2.5 Số ngõ vào ngõ plc Bảng 3.1 Ngõ vào: X0 Start X1 Stop X2 Cảm biến phôi chưa đầy X3 Cảm biến phôi đầy ống X4 Cảm biến mức thiếu phơi X5 Cảm biến có sản phẩm để kẹp, đẩy X6 Cảm biến có phơi đầy băng tải X7 CTHT xy lanh đẩy X10 CTHT Xy lanh đẩy lùi X11 CTHT Xy lanh giữ phôi X12 CTHT Xy lanh giữ phôi rút 70 Bảng 3.2 Ngõ ra: Y0 Máng rung hoạt động Y1 Máng rung không hoạt động Y2 Phễu rung hoạt động Y3 Phễu rung hoạt động mạnh Y4 Phễu rung không hoạt động Y5 Băng tải cụm định hướng hoạt động Y6 Băng tải cụm xếp phôi hoạt động Y7 Băng tải cụm tách phôi hoạt động Y10 Băng tải cụm làm phẳng hoạt động Y11 Băng tải cụm làm phẳng không hoạt động Y12 Xy lanh đẩy hoạt động Y13 Xy lanh đẩy không hoạt động Y14 Xy lanh giữ phôi hoạt động Y15 Xy lanh giữ phôi không hoạt động 3.2.6 Lựa chọn pcl điều khiển: Dựa vào đặc điểm dòng PLC Mitsubishi yêu cầu kỹ thuật sản phẩm Ta chọn PLC họ FX0S, modem FX0S-30- MR- ES/UL loại PLC có kích thước thật nhỏ gọn, có số ngõ vào phù hợp 71 72 Hình 3.5 Chương trình điều khiển PLC máy 3.3 Thiết kế sản phẩm phần mềm Hình 3.6 Thiết kế hệ thống Autocad 73 CHƯƠNG KẾT LUẬN Hệ thống cấp phôi tự động phôi trụ đời xem giải pháp tối ưu vấn đề xử lý vấn đề cấp phôi tự động, không giúp tiết kiệm chi phí, tiết kiệm thời gian mà cịn mang lại hiệu cao Qua tuần thực đề tài với tất cố gắng nhóm với hướng dẫn chu đáo nhiệt tình TS Nguyễn Văn Trường, tồn thể thầy khoa bạn bè, nhóm chúng em trình bày xong phương pháp, phương hướng tính tốn thiết kế hệ thống cấp phôi tự động phôi trụ dùng phễu rung Nhưng có lẽ khơng thể tránh thiếu sót Nhóm chúng em kính mong thầy bảo để nhóm chúng em hồn thiện hơn, vững vàng hơn, để tự tin trình học tập làm việc sau Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn - Những mặt làm được: + Đề tài nghiên cứu thiết kế hệ thống cấp phôi tự động phôi trụ + Đề tài đáp ứng mục tiêu đề - Những mặt chưa làm được: + Trong trình thiết kế, chưa tối ưu hóa sai số, hệ thống chưa hoạt động trơn tru mơ hình chưa nhỏ gọn, đẹp mắt 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Dịch, Tự động hóa q trình sản xuất, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [2] Châu Mạnh Lực, Phạm Văn Song, Trang bị công nghệ cấp phôi tự động, Đại học Đà Nẵng 2003 [3] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, Nhà xuất giáo dục [4] An Văn Minh, Giáo trình kĩ thuật lập trình, Hà Nội: Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2015 [5] https://www.arduino.cc/ [6] https://www.bkaii.com.vn/ [7] https://www.elprocus.com/ [8] https://www.hoclamrobot.com/ 75 PHỤ LỤC 76 Hình 0.1 Chân cao su Hình 0.2 Cuộn cảm ứng 77 Hình 0.3 Đế bàn máy Hình 0.4 Đế phễu 78 Hình 0.5 Nhíp Hình 0.6 Phễu rung 79 Hình 0.7 Phơi Hình 0.8 Máy cấp phơi 80 Đế bàn máy Đế phễu 81 Khay chứa phơi Nhíp 82 Phễu rung Phơi hình trụ 83 ... cho hệ thống 33 2.1.2.1 Hệ thống cấp phôi tự động phôi trụ định hướng vấu móc 33 2.1.2.2 Hệ thống cấp phôi tự động phôi trụ kiểu đĩa quay 34 2.1.2.3 Hệ thống cấp phôi tự động phôi. .. 1.1.1.4 Giới thiệu hệ thống cấp phôi tự động phôi trụ 22 1.1.2 Những yêu cầu với thiết bị cấp phôi 23 1.1.3 Phân loại hệ thống cấp phôi tự động phôi trụ 23 1.2 Thiết lập danh sách... Một số thiết bị cấp phôi hay sử dụng: cấp phôi rung, cấp phơi theo máng trượt… Hình 1.23 Phễu rung Hình 1.24 Cơ cấu chia phôi 1.1.3 Phân loại hệ thống cấp phôi tự động phôi trụ Hệ thống cấp phơi