Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy kiểm tra PCB led tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KIỂM TRA PCB LED TỰ ÐỘNG GVHD: ThS LÊ TẤN CƯỜNG SVTH: LÊ LONG ÐỊNH LÊ ÐÌNH NAM SKL004768 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU,THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KIỂM TRA PCB LED TỰ ĐỘNG Giảng viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: Lớp: Khóa: Tp.Hồ Chí Minh, tháng 07 / 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU,THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KIỂM TRA PCB LED TỰ ĐỘNG Giảng viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: Lớp: Khóa: Tp.Hồ Chí Minh, tháng 07 / 2016 PHẦN A: GIỚI THIỆU TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ Độc lập – Tự – Hạnh phúc - NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: Họ tên sinh viên: Lớp: TH.S LÊ TẤN CƢỜNG LÊ LONG ĐỊNH MSSV: 11146033 LÊ ĐÌNH NAM MSSV: 12146116 121461A Tên đề tài: - Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy kiểm tra PCB led tự động Các số liệu, tài liệu ban đầu - Các thông số kĩ thật đầu dây chuyền sản xuất - Các thông số kĩ thuật loại led mà công ty sản xuất Nội dung đồ án - Tìm hiểu, khảo sát dây chuyền SMT led - Tính tốn, thiết kế khí phù hợp với đầu dây chuyền sản xuất - Thiết kế mạch điện - Thiết kế giao diện điều khiển máy - Lập trình cho máy - Chạy thử nghiệm trình kiểm tra PCB led tự động đƣa vào dây chuyền hoạt động Các sản phẩm dự kiến - Máy kiểm tra PCB led tự động 5.Ngày giao đồ án: 10/03/2016 6.Ngày nộp đồ án: 15/07/2016 TRƢỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) □ rõ họ tên) GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) Đƣợc phép bảo vệ………………………………………… (GVHD ký, ghi LỜI CAM KẾT Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy kiểm tra PCB led tự động GVHD: Họ tên sinh viên: MSSV: Địa sinh viên: Số điện thoại liên lạc: Email: Họ tên sinh viên: MSSV: Địa sinh viên: Số điện thoại liên lạc: Email: Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): 15/07/2016 Lời cam kết: “Chúng tơi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình chúng tơi nghiên cứu thực Chúng không chép viết công bố mà không trích rõ nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, chúng tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm.” Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 07 năm 2016 ( Ký tên) LỜI CẢM ƠN Chúng xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Cơ Khí Máy thầy giảng dạy trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM truyền đạt kiến thức quý báu cho năm học vừa qua Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn thầy Lê Tấn Cường, khoa Cơ Khí Máy, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM tận tình hướng dẫn, động viên giúp đỡ suốt thời gian thực đề tài Và để có kết ngày hơm nay, chúng tơi biết ơn gia đình động viên, khích lệ, tạo điều kiện thuận lợi suốt trình học tập trình thực đề tài tốt nghiệp Xin chân thành cám ơn bạn khoa Cơ Khí Máy – khóa 12, đặc biệt bạn lớp 121461 ủng hộ, giúp đỡ, chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm tài liệu có cho nhóm chúng tơi q trình nghiên cứu thực đề tài Một lần xin chân thành cám ơn! TPHCM, Ngày 10 tháng 07 năm 2016 Sinh viên thực Lê Đình Nam Lê Long Định TÓM TẮT ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY KIỂM TRA PCB LED TỰ ĐỘNG Đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy kiểm tra PCB led tự động” nhằm góp phần tự động hóa q trình sản xuất, đặc biệt dây chuyền sản xuất SMT (Surface Mount Technology) Qua việc khảo sát, nghiên cứu nhóm đề phƣơng pháp kiểm tra phù hợp cho máy đồng thời thiết kế khí lập trình điều khiển máy hoạt động cách tự động đáp ứng đƣợng dây chuyền sản xuất Máy đƣợc lắp đặt hoạt động ổn định thay nhân công công việc kiểm tra chất lƣợng sản phẩm đầu dây chuyền Tuy nhiên sản phẩm cơng ty đa dạng kích cỡ, thiết kế có loại sản phẩm Để kiểm tra đƣợc loại PCB cần có phƣơng pháp tối ƣu Sinh viên thực Lê Long Định Lê Đình Nam ABSTRACT RESEARCHING, DESIGN, MAKING PCB LED AUTOMATIC CHECKING MACHINE Purpose of this project is automate the manufacturing process, especially in SMT production line Through the survey and researching, our team proposed the test method which is suitable for the machine, we also designed the mechanical of the test part, programmed the machine to work automaticlly and be adaptable for manufacturing line The machine has been installed and work stably, it replaces workers in product's quality checking However, the company's products are diverse in size , model and some new products To test the new PCB type requires more optimal methods MỤC LỤC PHẦN A: GIỚI THIỆU NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CAM KẾT LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT ĐỒ ÁN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT PHẦN B: NỘI DUNG CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu 1.3 Tình hình nghiên cứu nƣớc 1.4 Mục tiêu nhiệm vụ đề tài 1.5 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.6 Giới hạn đề tài 1.7 Tính cấp thiết đề tài CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Quy trình kiểm tra 2.2 Thủy lực khí nén 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.3 2.3.1 2.3.2 độ 2.3.3 Cơ sở tính tốn truyền động 2.3.4Chọn cơng suất độ 2.3.5Tính cơng suất 2.4Bộ điều khiển Arduino 2.4.1Sơ lƣợc lịch sử ph 2.4.2Giới thiệu phần CHƢƠNG : THIẾT KẾ CƠ KHÍ 3.1Khảo sát đáp ứng đầu vào phù hợp với thiết kế 3.2Chọn phần mềm thiết kế máy 3.3Tính tốn thiết kế truyền băng tải 3.3.1Các yêu cầu b 3.3.2Các phƣơng án th 3.4Phƣơng pháp truyền động 3.5Bản vẽ thiết kế 2d 3d 3.6Chọn vật liệu thi công CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN 4.1 Ý tƣởng 4.2 Thực CHƢƠNG : PHẦN LẬP TRÌNH 5.1Lập trình điều khiển cấu chấp hành 5.1.1Cảm biến c 5.1.2Sơ đồ giải thuật lậ 5.1.3Lập trình Arduino 5.1.4Lập trình giao diệ CHƢƠNG 6: THỰC NGHIỆM CHƢƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 7.1Kết luận 7.2Hƣớng phát triển PHẦN C: TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP this->cbport->Items->Clear(); array^ congcom = SerialPort::GetPortNames(); this->cbport->Items->AddRange( congcom ); } private: System::Void Form1_Load(System::Object^ sender, System::EventArgs^ e) { findPorts(); timer1->Enabled=true; dulieu=""; tong=0; loi=0; this->cbpcb->Items->Clear(); this->lbpcb->Items->Clear(); StreamReader^ A; A = IO::File::OpenText("D:\\dulieupcb.txt"); String^ B = ""; int i = 0; while (i == 0) { B = A->ReadLine(); if(B != nullptr) lbpcb->Items->Add(B); else i = 1; } A->Close(); for(int i = 0;iItems->Count;i++) { if(i%3==0) cbpcb->Items->Add(lbpcb->Items[i]); } } private: System::Void cbport_Click(System::Object^ sender, System::EventArgs^ e) { findPorts(); } private: System::Void btconnect_Click(System::Object^ e) { if (this->cbport->Text == "") { GVHD: TH.S LÊ TẤN CƢỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MessageBox::Show(L"Vui lịng chọn cổng COM.", L"Thơng báo"); return; } if(this->serialPort1->IsOpen) { try { this->serialPort1->Close(); } catch( ) { } this->btconnect->Text= L"CONNECT"; this->cbport->Enabled=true; this->pbport->Value= 0; this->btconnect->BackColor = System::Drawing::Color::Lime; } else { this->serialPort1->PortName=this->cbport->Text; try { this->serialPort1->Open(); this->pbport->Value= 100; this->btconnect->Text= L"DISCONNECT"; this->cbport->Enabled=false; this->btconnect->BackColor System::Drawing::Color::Red; GVHD: TH.S LÊ TẤN CƢỜNG = ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP } catch ( ) { MessageBox::Show(L"Không thể kết nối", L"Thông báo"); } } } private: System::Void button1_Click(System::Object^ sender, System::EventArgs^ e) { try { this->serialPort1->Close(); Application::Exit(); } catch ( ) { Application::Exit(); } private: } System::Void serialPort1_DataReceived(System::Object^ System::IO::Ports::SerialDataReceivedEventArgs^ e) { if (sender==serialPort1) { dulieu = this->serialPort1->ReadLine(); } } private: System::Void Form1_FormClosed(System::Object^ System::Windows::Forms::FormClosedEventArgs^ e) { try { this->serialPort1->Close(); Application::Exit(); } GVHD: TH.S LÊ TẤN CƢỜNG sender, sender, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP catch ( ) { Application::Exit(); } } private: System::Void timer1_Tick(System::Object^ sender, System::EventArgs^ e) { if (dulieu !="") { lbnhan->Items->Clear(); kt=0; try { somach=Convert::ToInt32(lbsomach->Text); } catch ( ) { somach=8; } tong++; w=0; int n=0; kiemtra = dulieu; M = gcnew array(24); //mảng chứa giá trị để kiểm tra int y = kiemtra -> Length; for (int i=0;iForeColor System::Drawing::Color::Blue; } else { GVHD: TH.S LÊ TẤN CƢỜNG = ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP this->serialPort1->WriteLine("N"); lblketqua->Text="ERROR!"; this->lblketqua->ForeColor = System::Drawing::Color::Red; loi++; } dulieu=""; kiemtra=""; lbtong->Text=Convert::ToString(tong); lbloi->Text=Convert::ToString(loi); label5->Text= Convert::ToString(V); } } private: System::Void button3_Click(System::Object^ sender, System::EventArgs^ e) { PCB = cbpcb->Text; for(int i = 0;iItems->Count;i++) { if(PCB == Convert::ToString((lbpcb->Items[i]))) { lbten->Text = Convert::ToString(lbpcb->Items[i]); lbsomach->Text = Convert::ToString(lbpcb>Items[i+1]); lbdienap->Text = Convert::ToString(lbpcb>Items[i+2]); try { tenhinh="D:\\hinhPCB\\"+ PCB +".jpg"; this->pictureBox1->Image = Image::FromFile(tenhinh); } catch ( ) { MessageBox::Show(L"Lỗi load hình ảnh PCB!"); return; GVHD: TH.S LÊ TẤN CƢỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP } i =(lbpcb->Items->Count); } else { if (i == ((lbpcb->Items->Count) - 1) ) { MessageBox::Show(L"Khơng có liệu PCB"); } } } } private: System::Void label5_Click(System::Object^ sender, System::EventArgs^ e) { } }; } GVHD: TH.S LÊ TẤN CƢỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 6: THỰC NGHIỆM Sau hồn thành nhóm tiến hành lắp đặt máy vào dây chuyền sản xuất công ty để kiểm tra hoạt động máy có đạt yêu cầu đáp ứng đƣợc hoạt động dây chuyền sản xuất cơng nghiệp hay ko a) b) Hình a, b: Hình ảnh máy lắp đặt cơng ty GVHD: TH.S LÊ TẤN CƢỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP a) b) Hình a, b: Hình ảnh máy hoạt động GVHD: TH.S LÊ TẤN CƢỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Kết quả: máy hoạt động ổn định đáp ứng đƣợc u cầu từ phía cơng ty đặt Tự động hóa đƣợc cơng đoạn kiểm tra sản phẩm từ thủ cơng sang tự động Hình 3: Tự động hóa cơng đoạn kiểm tra GVHD: TH.S LÊ TẤN CƢỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 7.1 Kết luận So với nhiệm vụ đề kết nhóm hồn thành đƣợc vấn đề sau: + Tìm hiểu đƣợc hệ thống dây chuyền sản xuất SMT + Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thành công máy kiểm tra PCB led tự động + Máy hoạt động đáp ứng đƣợc dây chuyền sản xuất + Cần có phƣơng pháp kiểm tra tối ƣu để kiểm tra đƣợc tất loại PCB + Việc cố định PCB để kiểm tra cịn chƣa xác, PCB có điểm nhỏ dễ bị sai lệch 7.2 Hƣớng phát triển Phần cứng máy ổn định đáp ứng đƣợc hoạt động theo dây chuyền sản xuất nhƣng sản phẩm công ty đa dạng hình dáng, kích cỡ nhƣ kết cấu Để kiểm tra đƣợc loại PCB cần có phƣơng pháp kiểm tra xác tối ƣu ` GVHD: TH.S LÊ TẤN CƢỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN C: TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu đồ án tốt nghiệp khóa trƣớc Trƣờng Đại học sƣ phạm kỹ thuật TP.HCM Thiết kế với Autocad TS Nguyễn Hữu Lộc Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2007 Vẽ kĩ thuật.ThS Hồng Loan Nhà xuất Đồng Nai Nguyên lý chi tiết máy Nguyễn Trọng Hiệp Nhà xuất Giáo Dục Cơng nghệ thủy lực khí nén PGS.TS Lê Hiểu Giang- TS Nguyễn Thị Hồng Minh Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP.HCM Và tài liệu mạng internet: http://bka.vn/forum/threads/link-download-giao-trinh-tu-hoc-bai-tapthuc-hanh-solidworks-co-ban.48417/ http://arduino.vn/bai-viet/542-gioi-thieu-arduino-mega2560 http://codientu.org/threads/3965/ GVHD: TH.S LÊ TẤN CƢỜNG ... Long Định TÓM TẮT ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY KIỂM TRA PCB LED TỰ ĐỘNG Đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy kiểm tra PCB led tự động? ?? nhằm góp phần tự động hóa q trình sản xuất,...BỘ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU,THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KIỂM TRA PCB LED TỰ ĐỘNG Giảng viên hƣớng... tiêu: nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy kiểm tra tự động sản phẩm dàn máy SMT, phát báo lỗi sản phẩm không đạt yêu cầu Nhiệm vụ: lên vẽ lắp ráp khí máy, dây điện lập trình điều khiển máy tự động