(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công hệ thống truyền động cơ cấu dán bìa và điều khiển máy dán bìa giấy tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ CẤU DÁN BÌA VÀ ĐIỀU KHIỂN MÁY DÁN BÌA GIẤY TỰ ĐỘNG GVHD: Th.S TƯỞNG PHƯỚC THỌ SVTH: LÊ TRƯỜNG SINH MSSV: 10911048 SVTH: TRẦN THANH THÁI MSSV: 10911052 SKL003933 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Bộ môn …………………………… NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: ThS Tƣởng PhƣớcThọ Sinh viên thực hiện: Lê Trƣờng Sinh MSSV: 10911048 Trần Thanh Thái MSSV: 10911052 Tên đề tài: Thiết kế thi công hệ thống truyền động cấu dán bìa điều khiển máy dán bìa giấy tự động Các số liệu, tài liệu ban đầu: Phần khung máy nhƣ truyền động có sẵn Phần cấu dán bìa có nhƣng dựa ngun lý cấp bìa xy lanh khí nén Nội dung đồ án: Cải tiến cấu dán bìa từ việc điều khiển khí nén sang việc điều khiển AC servo Thiết kế hệ thống điều khiển điều khiển máy dán bìa giấy tự động Các sản phẩm dự kiến: Máy dán bìa giấy tự động điều khiển AC servo Ngày giao đồ án: Ngày nộp đồ án:  Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i LỜI CAM KẾT - Tên đề tài:THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ CẤU DÁN BÌA VÀ ĐIỀU KHIỂN MÁY DÁN BÌA GIẤY TỰ ĐỘNG - - GVHD: ThS Tƣởng Phƣớc Thọ Họ tên sinh viên: Lê Trƣờng Sinh MSSV: 10911048 Lớp: 109110 Địa sinh viên:Mỹ Phong – Phù Mỹ - Bình Định Số điện thoại liên lạc: Email:truongsinhspk@gmail.com Họ tên sinh viên: Trần Thanh Thái MSSV: 10911052 Lớp: 109110 Địa sinh viên: Nghĩa Hòa – Tƣ Nghĩa - Quãng Ngãi Số điện thoại liên lạc: Email: thanhthai.spkt.cdt@gmail.com Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 31-7-2015 Lời cam kết: “Nhóm thực đề tài tốt nghiệp xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình nhóm nghiên cứu thực Nhóm thực đề tài không chép từ viết công bố mà không trích dẫn nguồn gốc.Nếu có vi phạm nào, nhóm xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20… Ký tên ii LỜI CẢM ƠN Kể từ bƣớc chân vào giảng đƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, khoảng thời gian học trƣờng Đại Học tiếp thu đƣợc lƣợng kiến thức đáng kể không kiến thức chuyên ngành mà kiến thức giới xung quanh Tất nhiên, đƣợc điều khơng có hỗ trợ trƣờng Đại Học với chƣơng trình tuyệt vời, nhƣ kiến thức đƣợc truyền đạt từ giảng viên mơn Cơ Điện Tử Vì lời cảm ơn xin gửi đến trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Bộ mơn Cơ Điện Tử Đồ án hồn thành với hỗ trợ to lớn từ ngƣời giảng viên hƣớng dẫn Th.S Tƣởng Phƣớc Thọ Dƣới hƣớng dẫn chân thành nhiệt tình, chúng tơi thực bƣớc trở thành ngƣời nghiên cứu độc lập lĩnh vực học làm để tạo ý tƣởng nhƣ hoàn thành nhiệm vụ đề đồ án Thầy hỗ trợ nhiều việc tiếp cận vấn đề chúng tơi xin gởi đến thầy lời cảm ơn chân thành Lời cảm ơn chúng tơi xin gởi đến ơng Ơng Lê Văn Hùng – Giám đốc công ty TNHH Kỹ Thuật Lê Quân giúp chúng tơi hồn thành tốt đồ án Lời cảm ơn cuối đựợc gởi đến ba mẹ chúng tôi, ngƣời đƣa đến hội để suốt đời giới Tp.HCM, ngày 14 tháng 06 năm 2015 Nhóm sinh viên thực iii TĨM TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ CẤUDÁN BÌA VÀ ĐIỀU KHIỂNMÁY DÁN BÌA GIẤY TỰ ĐỘNG Dựa máy dán bìa giấy truyền động khí nén, nhóm thiết kế truyền động servo cho cấu trƣợt thi công hệ thống điều khiển cho máy dán bìa giấy tự động Máy gồm có động pha truyền chuyển động qua bánh để nâng-hạ bàn giấy, động AC Servo dùng để truyền chuyển động cho cấu dán giấy kết hợp cảm biến để lấy dán giấy vị trí Máy điều chỉnh vận tốc vị trí tùy theo nhu cầu sử dụng ngƣời dùng Máy có hai chế độ hoạt động chạy tay ngƣời điều khiển thử hoạt động máy chế độ tự động máy dựa theo tín hiệu chuyền để hoạt động Nhóm sử dụng PLC Driver AC Servo điều khiển máy Các thiết bị ngoại vi (nút nhấn, công tắt, cơng tắc hành trình, cảm biến, v.v.) đƣợc kết nối điều khiển thơng qua chƣơng trình PLC Kết nhóm hồn thành thi cơng điều khiển máy hoạt động theo yêu cầu công ty Lê Trƣờng Sinh Trần Thanh Thái iv ABSTRACT DESIGN AND CONSTRUCTION SYSTEM TRANSMISSION OF STRUCTURE PASTE PAPERBOARD AND CONTROL AUTOMATIC PASTE PAPERBOARD Based on actuator glued pneumatic paste paperboard machine, group design actuator sevro sliding structure anddesign the electric control panel for the automatic paste paperboard It includes 3-phase motor motion transmission through gears to lift down paper table, using AC servo motor to transmit motion for paper structure plus sensors that can grab and paste paper The machine can adjust the velocity and position according to user needs of the user It has two operation modes Manual operation means the operation of the machine is controlled by human Automatic operation based on the signal of conveyor belt to operate We use PLC and AC-Servo Driver to control model with 3-phase motor is controlled by the inverter The peripheral devices (buttons, switches, v.v) is connected and controled by the PLC program Our group has completed construction and control the model v MỤC LỤC 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 CHƢƠNG : GIỚI THIỆU 1.1Tính cấp thiết đề tài 1.1.1Nghiên cứu nƣớ 1.1.2Nghiên cứu nƣớ 1.2Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.4Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.5Phƣơng pháp nghiên cứu 1.6Kết cấu đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG : TỔNG QUAN VỀ MÁY DÁN BÌA GIẤY TỰ ĐỘNG 2.1Khảo sát công ty 2.2Các bƣớc quy trình sản xuất CHƢƠNG : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1Cơ sở thiết kế 3.2Cơ sở lý thuyết cần cho việc thiết kế 3.2.1Giới thiệu phần mềm 3.2.2Một số thiết bị đƣợc sử CHƢƠNG : PHƢƠNG HƢỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP 4.1Yêu cầu đề tài 4.2Phƣơng hƣớng giải pháp thực 4.2.1Phƣơng án đẩy xy 4.2.2Phƣơng án hút-đẩy bằn 4.2.3Phƣơng án hút-đẩy bằn vi 4.3Lựa chọn phƣơng án CHƢƠNG : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 5.1Phần khí 5.1.1Tổng quan máy đƣợ 5.1.2Thiết kế truyền độn 5.1.3Cơ cấu truyền động ch 5.2Thiết kế điện 5.2.1Lựa chọn thiết bị điều 5.2.2Tính tốn thiết bị s 5.2.3Tính tốn thiết kế tủ 5.2.4Mạch điện hệ thống : 5.2.5Sơ đồ dây mạch độn 5.2.6Sơ đồ nối dây PLC CHƢƠNG 6: LẮP ĐẶT CHI TIẾT MÁY VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN 6.1Lắp đặt cảm biến quang 6.2Lắp đặt cảm biến tiệm cận 6.3Lắp đặt cấu lấy-dán bìa 6.4Lắp đặt ray 6.5Lắp đặt động AC Servo 6.6Lắp đặt cấu nâng-hạ bàn chứa bìa 6.7Lắp đặt tủ điện CHƢƠNG : ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 7.1Khái niệm 7.1.1Phƣơng pháp điều khiể 7.1.2Phƣơng pháp điều khiể 7.2Lập trình điều khiển 7.2.1Qui trình lập trình điều 7.2.2Địa I/O lập tr 7.3Biểu đồ chức CHƢƠNG : THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ 8.1Thông số kỹ thuật máy 8.2Thực nghiệm 8.3Kết luận vii 8.4 Hƣớng phát triển thêm tƣơng lai 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 PHỤ LỤC I XÁC NHẬN CỦA ĐƠN VỊ ỨNG DỤNG V viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Chân điều khiển chế độ điều khiển vị trí Bảng 3.2 Thông số cài đặt cho điều khiển vị trí servo driver Bảng 4.1 Đánh giá phƣơng án thiết kế cấu lấy-dán bìa Bảng 5.1 Lựa chọn thiết bị Bảng 5.2 Lựa chọn thiết bị Bảng 5.3 Lựa chọn cảm biến Bảng 5.4 Đơn vị tính Bảng 5.5 Tiêu chuẩn tiết diện dây dẫn dòng điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC 60439-1 Bảng 7.1 Địa ngõ vào PLC Bảng 7.2 Địa ngõ PLC Bảng 8.1 Bảng thông số máy Bảng 8.2 Kết thực nghiệm Bảng 8.3 Kết thực nghiệm Bảng 8.4 Kết thực nghiệm Bảng 8.5 Kết thực nghiệm Bảng 8.6 So sánh suất dán b ix 82 18 20 22 24 26 28 30 Bảng 8.6 So sánh suất dán bìa cơng nhân máy phút THỜI GIAN (s) NĂNG SUẤT CƠNG NHÂN NĂNG SUẤT MÁY DÁN BÌA Hình 8.3 Biểu đồ so sánh suất làm việc công nhân máy 8.3.Kết luận Về máy đáp ứng tốt yêu cầu đề ra: -Nâng-hạ bàn chứa bìa, Servo dừng vị trí lấy dán, tốc độ ổn định Servo cao, dán bìa với khả xác cao dù tốc độ cao -Q trình máy chạy ổn định -Máy có khả điều chỉnh để dán lại bìa khác Bên cạnh cịn số nhƣợc điểm: -Máy có độ rung xylanh dán-lấy bìa hoạt động 83 -Dây đai truyền động Servo cho cấu lấy-dán bìa bị lỏng trình hoạt động lâu ngày 8.4.Hƣớng phát triển thêm tƣơng lai -Thiết kế thêm giao diện điều khiển HMI -Thiết kế phận chống rung cho cấu lấy – dán bìa -Nâng cấp khí để khơng bị lỏng dây đai truyền động Servo cho cấu lấy-dán bìa trình hoạt động lâu ngày -Thiết kế thêm phận tản nhiệt cho động AC Servo 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] [2] PGS.PTS Bùi Xuân Liêm, Nguyên lý chi tiết máy, TP.Hồ Chí Minh Lê Thanh Phong,Sức bền vật liệu, TP.Hồ Chí Minh [3] Biện Quốc Thoại, Đồ án điều khiển tốc độ moment động ac-servo plc kết hợp wincc-flexible ULR:http://doc.edu.vn/tai-lieu/dieu-khien-van-toc-va-moment-dong-co-acservobang-plc-ket-hop-wincc-flexible-siemens Hưng Phú Automation, Tài liệu hướng dẫn lập trình PLC PLC Master- [4] K URL: www.hungphu.com.vn [5] Tính tốn thiết kế truyền đai URL:http://thietkemay.com/uploads/userfiles/file/3_%20T%C3%8DNH%20TO%C3%81 N %20THI%E1%BA%BET%20K%E1%BA%BE%20B%E1%BB%98%20TRUY%E 1%BB%80N%20%C4%90AI%20R%C4%82NG.pdf [6] Hướng dẫn chịn dây dẫn, theo tiêu chuẩn IEC 60439 URL:http://dien-congnghiep.com/ho-tro-ky-thuat/566-huong-dan-chon-day-danthanh-cai-tu-dien-theo-tieu-chuan-iec-60439.html [7] Tính tốn thiết kế truyền xích URL: :http://vgc.hcmute.edu.vn/Resources/Docs/SubDomain/vgc/T%C3%A0i%20li%E1 %BB%87u%20tham%20kh%E1%BA%A3o%20c%C6%A1%20kh%C3%AD/5_TH I %E1%BA%BET%20K%E1%BA%BE%20%20B%E1%BB%98%20TRUY%E1%B B %80N%20X%C3%8DCH.pdf Nguồn khác [8] Series SGMBH/SGDH User’s Manual XG5000 User's Manual URL: http://www.otomasyonline.com/download/LSLG/XG5000%20(XGK-XGB).pdf [9] [10] https://www.youtube.com/watch?v=0uClOoQF8BI 85 86 PHỤ LỤC I KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cán hƣớng dẫn:………………………………………………………………………… Sinh viên thực hiện………………………………………… MSSV……………………… Sinh viên thực hiện………………………………………… MSSV……………………… Tên đề tài:…………………………………………………………………………………… Yêu cầu đề tài: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Giới hạn đề tài: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Dự kiến tiến độ thực Tuần Thời gian 1319/4/2015 2026/4/2015 273/4/2015 II 10/5/2015 11- 17/5/2015 18- 24/5/2015 2531/5/2015 1- 10 11 12 7/6/2015 814/6/2015 15- 21/6/2015 22- 28/6/2015 III 13 14 294/6/2015 512/7/2015 15 IV XÁC NHẬN CỦA ĐƠN VỊ ỨNG DỤNG V ... TRUYỀN ĐỘNG CƠ CẤUDÁN BÌA VÀ ĐIỀU KHIỂNMÁY DÁN BÌA GIẤY TỰ ĐỘNG Dựa máy dán bìa giấy truyền động khí nén, nhóm thi? ??t kế truyền động servo cho cấu trƣợt thi công hệ thống điều khiển cho máy dán. .. cứu đề tài máy dán bìa giấy tự động nằm giới hạn:    Thi? ??t k? ?cơ cấu lấy -dán bìa Thi? ??t kế thi cơng tủ điều khiển Lập trình điều khiển Máy có khả dán mặt bìa giấy cách tự động. Bìa giấy đƣợc đặt... Tên đề tài: Thi? ??t kế thi cơng hệ thống truyền động cấu dán bìa điều khiển máy dán bìa giấy tự động Các số liệu, tài liệu ban đầu: Phần khung máy nhƣ truyền động có sẵn Phần cấu dán bìa có nhƣng