Phương án 1:Điều khiển hệ thống bằng PLC.
- Với hệ thống được đều khiển bằng PLC thì sẽ có các ưu điểm như: Có tính linh hoạt, khả năng đáp ứng cao, độ tin cậy cao.
- Có khả năng lập trình với mức độ chính xác cao, giúp hệ thống có thể hoạt động ổn định.
- Tuy nhiên vẫn có nhược điểm như: Giá thành quá cao so với nhu cầu cần thiết cho toàn bộ hệ thống.
- Hệ thống kết nối, lắp đặt cầu kỳ, phức tạp.
Phương án 2:Điều khiển hệ thống bằng Vi xử lý.
- Với phương án hệ thống được điều khiển bằng Vi xử lý cũng có các ưu điểm như: Có thể lập trình, sửa đổi chương trình giúp cho hệ thống hoạt động linh hoạt và nâng cao tính đồng bộ hơn.
- Nhược điểm khi điều khiển hệ thống bằng Vi xử lý là dễ bị nhiễu, ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài nếu không được che chắn và bảo vệ kỹ, điều này khiến cho hệ thống dễ bị lỗi, gặp sự cố và hoạt động không ổn định.
Phương án 3: Điều khiển hệ thống bằng Rơle kết hợp khí nén.
- Với hệ thống này thì phương án điều khiển bằng Rơ le rất có tính khả thi cao, khả năng lắp đặt dễ dàng, gọn và thuận tiện cho việc bố trí vị trí cho từng Rơ le trên toàn hệ thống.
- Phù hợp với chức năng của hệ thống. - Giá cả vừa phải so với toàn hệ thống.
Và đây cũng chính là phương án khả thi nhất được chọn để sử dụng điều khiển cho các phương án trên.
Điều khiển hệ thống bằng Rơle kết hợp điện - khí nén.
Với hệ thống này thì phương án điều khiển bằng Rơ le rất có tính khả thi cao, khả năng lắp đặt dễ dàng, gọn và thuận tiện cho việc bố trí vị trí cho từng Rơ le trên toàn hệ thống.
Phù hợp với yêu cầu và chức năng của hệ thống. Giá cả vừa phải so với toàn hệ thống.
¾ Thiết kế biểu đồ trạng thái.
Hình 3.37 Biểu đồ trang thái của hệ thống.
Chú thích: 1.0 Xilanh đẩy gỗ. 2.0 Xilanh kẹp gỗ. 3.0 Xilanh khoan. 4.0 Xilanh gạt.
¾ Sơđồ mạch khí nén:
¾ Sơđồđấu dây điện phần điều khiển:
Hình 3.39 Sơđồ mạch điều khiển.
¾ Sơđồđấu dây mạch động lực:
Hình 3.40 Sơđồ mạch động lực.
3.5 Ưu - nhược điểm khi khoan gỗ bằng máy khoan tựđộng. Ưu điểm:
- Năng suất cao.
- Chất lượng lượng hai lỗ khoan được đảm bảo.
- Thực hiện ít công đoạn hơn khi khoan gỗ bằng tay.
- Điều chỉnh khoảng cách giữa hai lỗ khoan nhanh chóng.
Nhược điểm:
- Hệ thống dễ mất ổn định khi cho gỗ vào phễu không đều.
- Hệ thống không hoạt động được khi các thanh gỗ không có kích thước chuẩn 20 x 20 x 300 mm.
- Trường hợp xilanh đẩy dàn khoan đi xuống mà động cơ khoan không được khởi động (do kẹt trục) sẽ dễ làm gãy mũi khoan do không có bộ phận nhận biết động cơ có được khởi động hay không.
- Không có bộ phận đếm sản phẩm mà hệ thống đã thực hiện được.
3.6 So sánh năng suất – hiệu quả kinh tế.
Phương pháp truyền thống: nếu áp dụng phương pháp khoan gỗ truyền thống, các doanh nghiệp sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ đầu tư khoảng 800.000 VNĐ cho một máy khoan bàn và một người công nhân với mức lương từ 1.200.000 – 1.500.000 VNĐ/tháng. (theo khảo sát giá cả tại DNTN Kim Long).
Thời gian khoan một thanh gỗ mất 20 s/ thanh gỗ. (theo khảo sát tại DNTN Kim Long).
Tỷ lệ phế phẩm chiếm 10 % (do yếu tố khách quan). (theo khảo sát tại DNTN Kim Long).
Máy khoan gỗ tự động: với mức đầu tư 3.000.000 VNĐ cho một máy khoan gỗ tựđộng và không tốn chi phí cho công nhân đứng máy.
Thời gian khoan một thanh gỗ là 4 s/ thanh gỗ. (theo thực nghiệm).
Tỷ lệ phế phẩm chiếm 0.1 – 0.2 % (do các thanh gỗ có kích thước không đều).
¾ Từ những kết quả trên ta thấy năng suất của máy khoan gỗ tựđộng gấp 5 lần so với phương pháp truyền thống, gần như không phát sinh phế phẩm, … nếu các doanh nghiệp sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ đầu tư vào máy khoan gỗ tự động thì năng suất và chất lượng sản phẩm sẽ tăng lên, đặc biệt sau 2 tháng sẽ sinh lợi.
3.7 Một số hình ảnh thực tế của hệ thống máy khoan gỗ tựđộng.
Hình 3.41 Hình ảnh thực tế của hệ thống đã được thiết kế. [12]
Hình 3.42Xilanh đẩy gỗ. [12] Hình 3.43 Phễu cấp gỗ. [12]
Hình 3.44 Thanh gỗđược đẩy vào vị trí kẹp. [12]
Hình 3.45 Thanh gỗđược kẹp bởi xilanh kẹp. [12]
Hình 3.46Động cơ khoan gỗ. [12] Hình 3.47Xilanh gạt gỗ ra thùng chứa.
[12]
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận.
Đề tài đã thiết kế, chế tạo thành công hệ thống máy khoan gỗ tựđộng góp phần giảm sai lệch về kích thước hai lỗ khoan đến mức tối thiểu, ngoài ra chúng ta còn có thể linh động thay đổi khoảng cách giữa hai lỗ khoan một cách dễ dàng thông qua cơ cấu rãnh trượt cơ khí.
Hệ thống hoạt động tương đối ổn định khi các thanh gỗ có kích chuẩn (20 x 20
x 300 cm) và hầu như không phát sinh phế phẩm. Nhưng nếu dùng hệ thống này để
khoan các thanh gỗ có kích thước không đúng chuẩn thì hệ thống sẽ không thực hiện được.
Kiến nghị
Tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện để hệ thống có thể hoạt động ổn định với các thanh gỗ có kích thước khác nhau. Khi hệ thống cần nâng cấp hay đòi hỏi những yêu cầu cao hơn thì nên sử dụng các cảm biến để phát hiện mũi khoan bị gãy khi khoan, màn hình hiển thị, các bộ đếm Counter để đếm các sản phẩm mà hệ thống đã khoan được, và có thể dùng Vi Xử Lý hay PLC đểđiều khiển.
Hoàn thiện hệ thống và ứng dụng vào sản xuất để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm hàng thủ công mỹ nghệ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Lê Thành Bắc, Giáo trình thiết bịđiện, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2001. [2] Trần Đình Chân – Đậu Đình San, Bảo vệ rơle, NXB Khoa học và kỹ thuật, 1993.
[3] Võ Lâm Chương, Hệ thống MPS, 2009.
[4] Nguyễn Ngọc Phương, Hệ thống điều khiển bằng khí nén, NXB Giáo Dục, 1999.
[5] Vương Kỳ Quân, Mộc, NXB Trẻ, 2000.
[6] Nguyễn Hồng Thái, Phần tử tự động trong hệ thống điện, NXB Khoa học và kỹ thuật, 1998.
[7] Phan Tấn Thọ, UNIGRAPHICS FOR TECHNICAL STUDENTS, 2009.
[8] Nguyễn Thành Trí, Điều khiển bằng khí nén trong tự động hóa kỹ nghệ, NXB Đà Nẵng, 2000.
[9] Nguyễn Thành Trí – Châu Ngọc Thạch, Sửa chữa & Bảo trì các thiết bị & Hệ thống khí nén, NXB Đà Nẵng, 2000.
[10] Nguyễn Văn Vận, Thực hành cơ khí gia công nguội, NXB Giáo Dục, 2000. [11] Nguyễn Hoàng Việt, Bảo vệ rơle và tựđộng hóa trong hệ thống điện, NXB
Đại học quốc gia TPHCM, 2001. [12] Hình ảnh thực tế.
[13] Hình ảnh tại DNTN Kim Long. [14] Technical Data of Cylinder.
[15] Fundamentals of Pneumatics (Festo Didatic GmbH & Co – www.festo.com) Festo Pneumatics Catalog – Festo AG & Co