Máy xử lý và phân loại trái cây theo kích thước

1.1. Yêu cầu xã hội Trong điều kiện xã hội phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa nhu cầu đời sống vật chất, tinh thần của con người càng ngày càng nâng cao và đòi hỏi phải được đáp ứng ở một mức độ cao hơn. Việc ứng dụng máy móc để thay thế sức lao động của con người đang phổ biến. Trong nông nghiệp, việc thu hoạch và phân loại sản phẩm sau thu hoạch vốn làm bằng thủ công, nhưng với trình độ ngày nay, người ta hoàn toàn có thể tự động hóa nó, vừa tiết kiệm sức người, vừa tiết kiệm chi phí thời gian. Chỉ nói riêng lĩnh vực nông nghiệp đã có rất nhiều loại máy móc hỗ trợ con người như: Máy cấy lúa, Gặt lúa, Gieo giống, Thu hoạch,….. Trong đó có cả máy phân loại trái cây. Với tiêu chí giúp việc phân loại nông sản sau khi thu hoạch trở nên dễ dàng hơn, kinh tế hơn, và nhanh hơn. Dựa trên những nghiên cứu đã có trên thị trường cũng như vận dụng những kiến thức đã học được từ môn tự động hóa, nhóm chúng em đã lên ý tưởng thiết kế chế tạo mô hình máy phân loại trái cây theo kích thước. 1.2. Mục tiêu của dây chuyền phân loại trái cây 1.2.1. Tính năng tự động Dây chuyền phân loại tự động được thiết kế một cách phù hợp, không cần quá nhiều nhân công để rửa, quạt và phân loại như trước đây, giúp giảm được chi phí thuê nhân công trực tiếp, từ đó nâng cao được năng suất sản xuất. 1.2.2. Tính linh hoạt Có thể thay đổi mẫu lựa trái cây trực tiếp bằng cách điều chỉnh khung phân loại 1.2.3. Tính công nghệ Dây chuyền máy phân loại trái cây tự động không bao giờ bị lỗi thời do nhu cầu tiêu thụ sản phẩm nông sản hằng ngày của người dân rất cao, vì những tính năng của dây chuyền rất cần thiết và phù hợp với ngành nông nghiệp. 1.2.4. Công dụng của dây chuyền máy phân loại trái cây tự động - Năng xuất phân loại cao - Rửa và sấy tự động - Lựa trái cây trên băng tải cho ra 3 đường với 3 kiểu kích thước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO  Tự động hóa trình sản xuất (CKM) MÁY XỬ LÝ VÀ PHÂN LOẠI TRÁI CÂY THEO KÍCH THƯỚC GVHD: Ths Trần Mai Văn SVTH: MSSV: Nguyễn Như Khánh 18145158 Nguyễn Nhật Trường 18145275 Dương Phú Nhã 18145192 Nguyễn Khắc Thành Đạt 18145332 Vũ Đức Toản 18145265 Hoàng Thanh Quan 18145211 Lớp: Thứ – Tiết 456 Nhóm 09CLC NHẬN XÉT Ký tên Ths Trần Mai Văn BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ TH Ứ TỰ NHIỆM VỤ Vẽ 3D PLC, điện PLC, điện Vẽ 3D PPT Word THỰC HIỆN KẾT QUẢ Hoàng Thanh Quan Hoàn thành tốt Nguyễn Nhật Trường Hoàn thành tốt Nguyễn Khắc Thành Đạt Hoàn thành tốt Dương Phú Nhã Hoàn thành tốt Vũ Đức Toản Hoàn thành tốt Nguyễn Như Khánh Hoàn thành tốt MỤC LỤC KÝ TÊN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Yêu cầu xã hội Trong điều kiện xã hội phát triển theo hướng cơng nghiệp hóa, đại hóa nhu cầu đời sống vật chất, tinh thần người ngày nâng cao đòi hỏi phải đáp ứng mức độ cao Việc ứng dụng máy móc để thay sức lao động người phổ biến Trong nông nghiệp, việc thu hoạch phân loại sản phẩm sau thu hoạch vốn làm thủ công, với trình độ ngày nay, người ta hồn tồn tự động hóa nó, vừa tiết kiệm sức người, vừa tiết kiệm chi phí thời gian Chỉ nói riêng lĩnh vực nơng nghiệp có nhiều loại máy móc hỗ trợ người như: Máy cấy lúa, Gặt lúa, Gieo giống, Thu hoạch,… Trong có máy phân loại trái Với tiêu chí giúp việc phân loại nông sản sau thu hoạch trở nên dễ dàng hơn, kinh tế hơn, nhanh Dựa nghiên cứu có thị trường vận dụng kiến thức học từ môn tự động hóa, nhóm chúng em lên ý tưởng thiết kế chế tạo mơ hình máy phân loại trái theo kích thước 1.2 Mục tiêu dây chuyền phân loại trái 1.2.1 Tính tự động Dây chuyền phân loại tự động thiết kế cách phù hợp, không cần nhiều nhân công để rửa, quạt phân loại trước đây, giúp giảm chi phí th nhân cơng trực tiếp, từ nâng cao suất sản xuất 1.2.2 Tính linh hoạt Có thể thay đổi mẫu lựa trái trực tiếp cách điều chỉnh khung phân loại 1.2.3 Tính cơng nghệ Dây chuyền máy phân loại trái tự động không bị lỗi thời nhu cầu tiêu thụ sản phẩm nông sản ngày người dân cao, tính dây chuyền cần thiết phù hợp với ngành nông nghiệp 1.2.4 Công dụng dây chuyền máy phân loại trái tự động - Năng xuất phân loại cao - Rửa sấy tự động - Lựa trái băng tải cho đường với kiểu kích thước 1.3 Giới hạn máy phân loại trái Ở nước ta nay, đa số máy phân loại trái theo kích thước thị trường ứng dụng nhà máy xưởng chế biến với quy mơ lớn Hơn chi phí cho hệ thống phân loại khơng thấp Vì mục đích đề tài nhằm cãi biến máy phân loại (cụ thể phân loại chanh) nhằm hướng đến đối tượng nông trại vựa trái CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU 2.1 Phân tích lựa chọn phương pháp thiết kế 2.1.1 Phương án 1: Phân loại theo khối lượng Sử dụng băng tải để vận chuyển sản phẩm, bảng điều khiển có nút Start/Stop để điều khiển dây chuyền Trên đường trái qua máy phun máy sấy để làm Hệ thống phân loại chanh cân điện tử, loại xilanh đẩy sang bên loại tiếp tục tiếp Ở cuối băng tải cân điện tử để cân đủ khối lượng cần thiết đẩy ngồi Ưu điểm: phân loại xác hơn, gặp lỗi, vận chuyển sản phẩm nhanh phân loại nhanh Nhược điểm: Giá thành cao suất thấp, nhiều chi tiết dẫn đến cồng kềnh, khó việc lập trình điều khiển, phân loại trái một, không phù hợp nhu cầu thị trường 2.1.2 Phương án 2: Phân loại trụ đục lỗ Sử dụng băng tải để vận chuyển sản phẩm, bảng điều khiển có nút Start/Stop để điều khiển dây chuyền Trên đường trái qua máy phun máy sấy để làm Hệ thống phân loại trang bị ống trụ đục lỗ để tách trái loại loại rơi qua lỗ qua nhánh, trái lại loại tiếp tục băng tải Ở cuối băng tải cân điện tử để cân đủ khối lượng cần thiết đẩy Ưu điểm: phân loại nhiều trái lúc nên làm tăng suất, cấu tạo đơn giản dễ hiểu, dễ lắp đặt, sửa chữa bảo dưỡng, làm đơn giản hóa việc lập trình điều khiển Nhược điểm: dễ gặp lỗi kẹt trái, chi phí gia cơng trụ đục lỗ cao, kích thước chi tiết lớn dẫn đến máy bị cồng kềnh  Dựa vào phân tích trên, nhóm chúng em định chọn phương án để thiết kế chế tạo mơ hình CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DỰ THẢO 3.1 Các chi tiết cần có ‐ Băng chuyền lăn: gồm băng chuyền 6m băng chuyền 1m, có tác dụng đẩy trái vào phân loại đưa trái - Giàn phun nước: phun nước với áp suất cao để làm bụi bẩn, đất bám trái đưa qua giàn - Giàn quạt sấy: làm khô trái sau rửa xong để tránh trình trạng nước cịn bám trái dẫn đến hư, úng, giảm thời gian bảo quản sản phẩm Ta chọn quạt có cơng suất để lắp cho máy - Hệ thống ống trụ đục lỗ băng chuyền phân loại: gồm ống trụ đục lỗ đường kính 10cm Khi chanh qua hai ống trụ, trái có đường kính nhỏ 4cm (loại 2) 6cm (loại 3) bị rớt xuống Vì cịn lại băng chuyền tiếp tục đến cuối chanh loại - Loadcell (cân điện tử): giúp cân đủ khối lượng định trước cho thùng chanh 20kg Trong máy phân loại ta sử dụng loadcell đặt bang chuyền 3.2 Lưu đồ giải thuật 10 Start BC1,voi,quats ay,roller: ON Loadcell==32000? NO YESS BC1 OFF BC2 ON T37==5000ms NO YES BC1 ON BC2 OFF CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CHI TIẾT 11 4.1 Bản vẽ 3D chi tiết máy - Băng chuyền: - Giàn lắp vòi phun: - Giàn lắp quạt sấy: 12 - Hệ thống ống trụ băng chuyền phân loại: ‐ LoadCell: 13 4.2 Bản vẽ 3D 14 15 CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 5.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống: Khi người dùng đổ trái vào băng chuyền ấn nút Start, lúc băng chuyền hoạt động đưa trái qua vòi phun quạt sấy để làm Sau trái qua ống trụ đục lỗ phân loại theo kích cỡ Loại loại tách rơi xuống thùng có loadcell để cân đủ khối lượng định trước cho thùng 20kg Khi đủ khối lượng cần thiết, băng chuyền đẩy thùng trái Để dừng hoạt động hệ thống ta nhấn nút Stop 16 5.2 Hoạt động mạch PLC: 5.2.1 Mạch phần mềm: 17 - Chú thích ký hiệu mạch phần mềm: o bc1: tiếp điểm bang chuyền thứ vận chuyển trái ban o o o o o o đầu chưa phân loại voi: tiếp điểm vòi phun quatsay: tiếp điểm quạt sấy khô trái roller: tiếp điểm lăn phân loại theo kích thước trái gialoadcell: tiếp điểm loadcell bc2: tiếp điểm băng chuyền thứ hai đưa thùng chứa đầy trái CBthung: tiếp điểm cảm biến thùng 5.2.2 Mạch phần cứng: 220vV Start Stop Loadcell P N Bộ khuếch đại P 18 Băng L chuyền Q0 Vòi phun N Q0 Lt Quạt sấy M Q0 Con lăn Băng I0.0 phân I0.1 loại I0.2 chuyền 2ADC Q0 Q0 5.2.3 Nguyên lý hoạt động: - Khi người dùng nhấn nút Start, tiếp điểm bc, voi, quatsay, roller mở, giúp trái ban đầu trải qua khâu rửa sơ bộ, sấy khô, phân loại - Trái đến cuối bang chuyền rơi xuống thùng đặt sẵn Thùng đặt bang chuyền thứ 2, có gắn cảm biến nhận biết thùng mặt bên loadcell phía - Khi loadcell nhận thấy cân nặng thùng trái đủ 20kg (giá trị tương ứng 32000 S7 200), tiếp điểm M0.0 mở kích hoạt bc2 chạy, bc1 dừng - Trên bang chuyền thứ 2, ta đặt thùng rỗng cho thời gian đưa thùng đến vị trí hứng trái khoảng giây Khi thùng nặng đủ 20kg, tiếp điểm bc2 mở cộng với việc cảm biến thùng nhận xung lên, kích hoạt cho Timer on T37 bắt đầu đếm - Sau T37 đếm đủ giây, bc2 đóng - Thùng đưa đến vị trí loadcell, lúc thùng có khối lượng nhỏ 20kg nên M0.0 đóng, bang chuyền thứ hoạt động trở lại - Nút Stop để dừng khẩn cấp lúc có cố 19 5.2.4 Mô Factory IO KẾT LUẬN 20 Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu, tìm hướng thiết kế khả thi, lập kế hoạch tiến hành thiết kế, chế tạo Cuối đề tài “Máy xử lý phân loại trái theo kích thước” hoàn thành thời hạn giao Cơ đề tài đạt kết sao: - Phân tích tình hình nhu cầu thực tế từ đưa phương án thiết kế đề tài - Thiết kế, lựa chọn chi tiết để chế tạo mơ hình - Viết chương trình điều khiển PLC Sau thực xong đề tài em nhận thấy nhóm tổng hợp lại kiến thức học tham khảo nhiều tài liệu chuyên ngành Thông qua công việc thực đề tài nhóm em cảm thấy có hiểu biết nhiều hơn, sâu ngành Chế tạo máy Do nội dung đề tài kiến thức em cịn hạn chế nên nội dung đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót định Vì nhóm chúng em mong nhận đóng góp ý kiến thầy bạn sinh viên khác để đề tài ngày hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! 21 ... hình máy phân loại trái theo kích thước 1. 2 Mục tiêu dây chuyền phân loại trái 1. 2 .1 Tính tự động Dây chuyền phân loại tự động thiết kế cách phù hợp, không cần nhiều nhân công để rửa, quạt phân loại. .. nông nghiệp 1. 2.4 Công dụng dây chuyền máy phân loại trái tự động - Năng xuất phân loại cao - Rửa sấy tự động - Lựa trái băng tải cho đường với kiểu kích thước 1. 3 Giới hạn máy phân loại trái Ở nước... đa số máy phân loại trái theo kích thước thị trường ứng dụng nhà máy xưởng chế biến với quy mô lớn Hơn chi phí cho hệ thống phân loại khơng thấp Vì mục đích đề tài nhằm cãi biến máy phân loại