Lựa chọn cấu trúc làm việc hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc
Bảng 2.2 đánh giá theo các tiêu chí
1 2 3 Tiêu chí lưa chọn 1.Kích thước vỏ máy 1 1 1 Dài: 1,5-2m Rộng: 1,25-2m Cao: 1,5-2m 2.Dung tích
phễu cấp phôi 1 1 0 Dung tích từ 0,5-0,75m3
3.vật liệu băng
truyền 1 1 0
Bền, thân thiện với môi trường,độ bám dính tốt giá thành hợp lý 4.Vật liệu vỏ
máy, phễu,
máng trượt 0 1 1
Chống rỉ, cách điện, chịu lực và chịu rung tốt, dễ gia công,ma sát
thấp 5.Độ dày vỏ
máy 1 1 1
Chịu lực tốt, dễ gia công Độ dày khoảng 1,5-2,5
6. Động cơ 1 0 1 Hoạt động ổn định công xuất đủ
lớn để vận hành hệ thống
7.Bộ điều
khiển 1 1 1
Hoạt động ổn định tốc độ sử lý nhanh được nhiều sản phẩm một
lúc
25 9. Công nghệ
chiếu sáng 1 0 1
Ánh sáng cần cừa đủ, cường độ sáng cps thể thay đổi để chánh ảnh hưởng đến chất lượng phân
loại 10.Bộ phận
phân loại 1 1 0
Phân loại chính xác, hoạt đông trơn tru, độ phản hồi cao, chi phí
hợp lý
11.Bộ tản nhiệt 1 1 0
Hoạt động hiệu quả trong nhiều loại thời tiết, hiệu xuất tản nhiệt
cao
12.Giao diện 1 1 0 Dễ dàng thao tác và sử dụng
13.Hiển thị 0 0 1 Vận hành sử dụng dễ dàng, giá
thành hợp lý
14.Hệ thống
nén khí 1 1 1
Độ ồn thấp, cung cấp khí ổn định, đủ áp suất cho cho máy phóng khí 15.Cảnh báo
khi phôi đầy
hoặc lỗi 1 0 0
Cảnh báo kịp thời dễ dàng nhận thấy
16.Giá thành 1 1 1 Cạnh tranh hợp lý vs các doanh
nghiệp Việt Nam
Tổng 14 11 9
Như vậy theo bảng đáng giá thì concept 1 là concept tối ưu nhất nên ta sẽ dùng concept 1 để thiết kế cụ thể
26
CHƯƠNG 3 :THIẾT KẾ CỤ THỂ 3.1 Xây dựng các bước thiết kế cụ thể
Bước 1: Lựa chọn concept phù hợp
- Trước khi đi vào thiết kế, ta phải quyết định lựa chọn 1 concept phù hợp nhất với nhu cầu sử dụng trên thị trường.
- Xác định những thông số hệ thống, bố cục, kích thước…. - Xác định những yêu cầu về hệ thống
Nhu cầu thị trường
Máy hình dạng không quá cồng kềnh, thiết kế tối ưu, cơ bản, có thể để được ở nhiều vị trí địa
Dễ vận hành , bảo trì sửa chữa
Bước 2: Tính toán các thông số hệ thống
- Độ rung của hệ thống - Độ nghiêng của máng : 600
- Dung tích thùng chứa từ 0,5-0,75m3 - Công suất điện : 2.7 KW
- Điện áp : 220/50 (V/Hz)
- Độ chính xác : Lựa màu >= 99% - Áp Suất hơi : 0.5-0.7 (Mpa) - Trọng lượng : 600KG
- Kích thước vỏ máy : 2x1,5x1,75m - Hơi tiêu thụ : < 1000 (L/min)
Bước 3 : Thiết kế Phần cơ khí
- Đảm bảo hình dáng đơn giản tối ưu, phù hợp với nhu cầu người dùng, yêu cầu của thị trường
- Linh kiện tốt , bền , dễ tìm kiếm và thay thế - Đảm bảo tính an toàn khi sử dụng
- Vỏ máy dày , sơn cách điện tốt , đảm bảo máy dùng trong thời gian dài không bị dò rỉ điện
- Hệ thống dẫn liệu tiên tiến:
Phễu nguyên liệu đầu vào, đầu ra được làm bằng inox không gỉ; băng chuyền với chất liệu đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm. Băng chuyền được thiết kế phù hợp với mọi nguyên vật liệu, đáp ứng nhu cầu tách của khách hàng từ điều nhân sống, đến điều trắng, điều vỡ, điều tấm nhỏ.
- Camera đa sắc hoàn toàn mới:
Camera đa sắc hoàn toàn mới, kết hợp với chip xử lý Altera Intel và đèn Led siêu sáng giúp cho máy tách màu hạt điều, có khả năng nhận diện toàn bộ các dãy màu sắc khác nhau. Nhờ vậy, có thể loại bỏ được một cách chính xác các loại hạt có khuyết điểm mà mắt thường có thể phân biệt được.
27
Máy cũng có thể tùy chỉnh được độ lớn nhỏ của khuyết điểm nguyên vật liệu giúp phân tách tối ưu theo nhu cầu của khách hàng.
- Hệ thống quan sát sử dụng công nghệ đèn LED băng thông rộng:
Hệ thống LED trắng siêu sáng trợ giúp camera trong việc phát hiện các khuyết điểm và vật lạ lẫn trong nguyên liệu. Hệ thống làm sạch tự động giúp mặt kính luôn sạch sẽ, nâng cao khả năng nhận diện của Camera
Nguồn sáng ổn định, tuổi thọ đèn LED cao, mức độ tiêu thụ điện năng thấp, dễ dàng bảo trì.
- Hệ thống béc khí tuổi thọ cao:
Hệ thống béc khí siêu bền, có khả năng làm việc với cường độ cao; thiết kế đơn giản tạo điều kiện thuận lợi trong việc bảo trì.
- Bộ rung:
Nguyên liệu đổ xuống bộ rung sẽ được phân bổ đều xuống máng. Độ rung nhanh hay chậm sẽ quyết định năng suất của máy tách màu nhiều hay ít. - Máng:
Là bộ phận định hình dòng chảy cho nguyên liệu. Có 2 loại máng trơn và máng rãnh. Máy tách màu DTC sử dụng loại máng rãnh giúp định hình đường rơi xuống của nguyên liệu tạo điều điện cho việc bắn các hạt phế phẩm ra tốt hơn.
- Hộp quang học (Hộp camera trước và sau):
Phía trước máy có 2 dãy đèn led trên, 1 dãy đèn led dưới và 1 đèn bảng nền hỗ trợ cho camera phía sau. Tương tự, phía sau máy cũng có 2 dãy đèn led trên, 1 dãy đèn led dưới và 1 đèn bảng nền hỗ trợ cho camera phía trước. - Đảm bảo tốc độ vận hành của máy
- Đảm bảo năng suất đạt yêu cầu
- Máy tiêu thụ lượng điện năng không quá lớn
- Đảm bảo máy có thể vận hành trong một khoảng thời gian dài liên tục mà không bị trục trặc hỏng hóc nhiều
Bước 4: Thiết kế phần mềm
- Hệ thống CPU điều khiển: Là nơi phân tích hình ảnh của camera gửi về, khi phát hiện hạt phế phẩm, Hệ thống CPU sẽ truyền thông tin cho Súng hơi. - Máy tách màu sử dụng Phần mềm tự động điều chỉnh trên nền Windows, dễ
dàng cài đặt thêm chương trình mới, tiết kiệm chi phí nâng cấp, xử lý tốt các nguyên liệu khó như: Gạo xô, Huyết rồng, nếp than… Có kết nối wifi, giúp người vận hành điều khiển máy từ xa.
- Hệ thống JARVIS:
Dữ liệu kết nối thông qua điện toán đám mây, phục vụ khách hàng bất cứ nơi đâu, chỉ cần kết nối 3G,4G, wifi.
- Màn hình điều khiển trí tuệ:
Tốc độ truyền tải cực nhanh, giúp các kỹ sư kết nối với máy của người dùng nhanh chóng, xử lý vấn đề tức thời.
Màn hình cảm ứng tức thì , thời gian đáp ứng nhỏ hơn 0.1ms, màn hình có khả năng chống chói nắng và bảo vệ tốt nhất dữ liệu của CPU bên trong màn hình.
28 - Mạch cảm biến phối hợp:
Thông qua hệ thống truyền thông thông tin, tích hợp hệ thống SOC. Truyền dữ liệu nhanh gấp 4 lần thế hệ trước.
Bước 5: Xác định những bộ phận thực hiện chức năng chính và chức năng phụ. Các bộ phận thực hiện chức năng chính: - Camera - Động cơ điện - Bộ xử lí thông tin - Bộ phận rung - Đèn LED Các bộ phận thực hiện chức năng phụ
- Các cụm bộ phận kết nối các bộ phận thực hiện chức năng chính với nhau.
- Các cụm bộ phận hỗ trợ những bộ phận thực hiện chức năng chính di chuyển so với khung.
- Các cụm bộ phận kết nối vĩnh viễn các bộ phận thực hiện chức năng chính với khung
- Các bộ phận thực hiện chức năng phụ kết nối các bộ phận thực hiện chức năng chính với nhau là:
o Mối nối bắt vít giữa đòn bẩy và mẫu thử; vòng đệm để tránh mômen uốn bổ sung và đảm bảo lắp ráp dễ dàng.
o Thiết kế tấm đỡ bằng thép để giúp cố định các xilanh, động cơ
Các bộ phận thực hiện chức năng phụ được sử dụng để kết nối vĩnh viễn các bộ phận thực hiện chức năng chính với khung là:
o Các sản phẩm bán thành phẩm đơn giản (thép tấm hàn), mà các bộ phận mang chức năng chính đã được bắt vít.
Bước 6: Vẽ phác thảo nên những phần mềm hộ trợ ( CAD , creo, solid,...)
- Vẽ phác thảo hệ thống trên những phần mềm hỗ trợ trước khi đưa vào gia công có rất nhiều tác dụng và giảm được nhiều kinh phí, rủi ro không đáng có.
- Thiết kế là một bước rất quan trọng trong bất kỳ quá trình chế tạo và sản xuất. Mặc dù với tầm quan trọng của nó, nhưng đã có một thời gian việc thiết kế bị hạn chế khi không còn chính xác trong việc sử dụng các bản vẽ truyền thống và các công cụ vật lý. Theo nhu cầu loại bỏ những việc không chính xác này, các ứng dụng phần mềm CAD đã được phát triển.
- Trong những năm qua, một số thay đổi tiến bộ đã được thực hiện trong ngành công nghiệp CAD. Hàng trăm phần mềm CAD mạnh mẽ có khả năng
29
thiết kế rất phức tạp và tạo mô hình 3D. Trong bài viết này, tôi sẽ tổng hợp danh sách các phần mềm thiết kế cơ khí hàng đầu hiện nay, chúng ta sẽ xem xét các tính năng mà các phần mềm mang lại.
- Hiện nay có rất nhiều những phần mềm hỗ trợ như:
Solidworks là một chương trình CAD hàng đầu của công ty Dassault Systèmes. Nó là một phần mềm CAD phân tích vững chắc. Với các sản phẩm ấn tượng cùng với các tính năng xây dựng mô hình tiên tiến làm cho Solidworks trở thành một trong những phần mềm thiết kế CAD hàng đầu hiện nay. Cho dù bạn đang thiết kế mô hình với một thành phần riêng lẽ hoặc tổ hợp bao gồm nhiều bộ phận, Solidworks có đầy đủ các tính năng phù hợp cho phép bạn thực hiện việc đó. Ngoài khả năng thiết kế của nó, Solidworks có các công cụ mô phỏng mạnh mẽ cho phép bạn thực hiện phân tích trực tiếp trên mô hình của mình. Chúng bao gồm phân tích chu kỳ, tính toán động lực học chất lỏng và độ bền khi bị duỗi thẳng.
CATIA là gói phần mềm mô hình 3D . Đây là một trong hai phần mềm hàng đầu đến từ Dassault Systems. Tương tự như Solidworks, Catia có đầy đủ các tính năng xử lý các lĩnh vực khác nhau của mô hình 3D.3DEXPERIENCE CATIA là sản phẩm chính cho tất cả các hoạt động thiết kế và kỹ thuật. Nó cho phép bạn tạo các bộ phận 3D và lắp ráp khác nhau cho một loạt các quy trình kỹ thuật. Các công cụ của sản phẩm này được phân loại là xây dựng, thiết kế kiểu dáng kỹ thuật và kỹ thuật hệ thống.Với CATIA V5, người dùng có thể thực hiện thiết kế cơ khí (Mechanical design) , thiết kế hình dạng & kiểu dáng (Shape design & Styling), Product synthesis, Equipment & systems engineering, Analysis, and Machining.
AutoCAD là phần mềm mô hình CAD 2D và 3D của nhà phát triển phần mềm CAD Autodesk. Mặc dù phần mềm này được phát hành lần đầu tiên vào năm 1982 dưới dạng phần mềm phác thảo biên dạng 2D, một số tiến bộ trong những năm qua đã thấy AutoCAD phát triển để bao gồm các tính năng mạnh mẽ phục vụ nhu cầu mô hình hóa của nhiều ngành công nghiệp. Những bộ công cụ, tính năng và khả năng của AutoCAD như sau:
AutoCAD classic đi kèm với giao diện AutoCAD quen thuộc, cho phép người dùng tạo bản vẽ phác thảo 2D, sản xuất mô hình 3D và chú thích bản vẽ 2D.
AutoCAD Architecture, như tên của nó, là một bộ công cụ cho ngành kiến trúc. Nó chứa các tính năng cho sản xuất và tài liệu thiết kế kiến trúc và tạo ra các mô hình xây dựng.
AutoCAD Mechanical được phát triển cho DFM (Design For
Manufacturing). Nó được sử dụng để tạo, sửa đổi các mô hình cơ học. AutoCAD Plant 3D cho phép bạn lập mô hình các nhà máy rất chi tiết với các tuyến đường ống phức tạp và nhiều máy móc.
30 - Đi vào hoàn thiện những chi tiết máy nhỏ - Xét đến tính thẩm mĩ của hệ thống
- Sắp xếp vị trí của từng phụ kiện một cách khoa học , hợp lí
- Lắp những bánh xe và những miếng đệm cao su tại các chân máy , giúp người dùng dễ có thể di chuyển máy đi nơi khác một cách dễ dàng hơn - Vận hành bằng bảng điều khiển đơn giản , dễ dàng sử dung
- Thiết kế những bản vẽ và hướng dẫn sử dụng, hướng dẫn lắp ráp đi kèm với máy, để giúp những doanh nghiệp, công xưởng chưa hiểu rõ về cấu trúc của hệ thống có thể xem hướng dẫn để sử dụng hệ thống
- Chế độ bảo dưỡng , bảo trì cho hệ thống định kì , những chế độ hỗ trợ sửa chữa đi kèm theo hệ thống
3.2 Các lỗi thường gặp, các khó khăn và cách khắc phục *Các lỗi, các khó khăn thường gặp:
- Hệ thống chưa quá phổ biến nên ban đầu mọi người sẽ gặp khó khăn trong cách tiếp cận và học các sử dụng máy
- Máy sử dụng với công suất cao và trong thời gian dài liên tục nên thỉnh thoảng sẽ có những hỏng hóc và lỗi phần cơ khí
- Công nghệ và phần mềm mới nên có chút khó khăn cho người sử dụng khi mới tiếp cận công nghệ
-
*Cách khắc phục:
- Có hướng dẫn chi tiết về cách lắp đặt và hướng dẫn vận hành máy kèm theo - Thường xuyên bảo dưỡng máy và kiểm tra phần cứng
31
32
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Phan Xuân Minh, Nguyễn Doãn Phước (2006), Tự động hóa với S7-200, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
[2]. Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền (1998), Truyền Động Điện, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội
[3]. https://shopee.vn/%C4%90%E1%BB%99ng-C%C6%A1-775-150w-12-24VDC-22000V- P-(-M%E1%BB%9Bi-100-Si%C3%AAu-Kh%E1%BB%8Fe-)-i.259126156.4242879634 [4]. https://shopee.vn/Relay-R%C6%A1le-R%C6%A1-le-5-ch%C3%A2n-5V-12V-24V- SRD-05VDC-SL-C-SRD-12VDC-SL-C-SRD-24VDC-SL-C-i.85716713.2307349623 [5]. https://shopee.vn/van-%C4%91i%E1%BB%87n-t%E1%BB%AB-5-2-v%C3%A0- ngu%E1%BB%93n-Dc24v-i.279074397.5141861529 [6]. https://shopee.vn/C%E1%BA%A3m-Bi%E1%BA%BFn-Quang-E18-D80NK- i.37693385.617759221
33
PHỤ LỤC
Code Arduino IDE cho khối sử lí màu sắc:
#define lim it 90 #define threshhold 23
#define read_button digitalRead(3) Const int s0=8;
Const int s1=9; Const int s2=11; Const int s3=12; Const int out=10; Int brownLed=4; Int yellowLed=5; Int blackLed=6;
Unsigned long brown=0; Unsigned long black=0; Int delta; Void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(s0, OUTPUT); pinMode(s1, OUTPUT); pinMode(s2, OUTPUT); pinMode(s3, OUTPUT); pinMode(out, INTPUT); pinMode(3, INTPUT); pinMode(brownled, OUTPUT); pinMode(blackled, OUTPUT); pinMode(yellowled, OUTPUT); digitalWrite(brownLed, LOW); digitalWrite(blackLed, LOW); digitalWrite(yellowLed, LOW); digitalWrite(s0, HIGH); digitalWrite(s1, HIGH); digitalWrite(s2, HIGH); digitalWrite(s3, LOW); } void Brownphoto() { digitalWrite(s2, LOW); digitalWrite(s3, LOW); } void Blackphoto() { digitalWrite(s2, HIGH); digitalWrite(s3, HIGH); }
34 void loop() { if(read_button == 0) { Color(); Cashewclassify(); Brown=0; Black=0; } } void Cashewclassify() { Serial.print(“R:”); Serial.print(brown); Serial.print(“G:”); Serial.print(black); if( black<limit) { Serial.print(“ delta: ”); Serial.println(delta); if(delta > threshhold) { Serial.println(“-(Brown Cashew)”); digitalWrite(brownLed, HIGH); digitalWrite(blackLed, LOW); digitalWrite(yellowLed, LOW); } else if (delta>6&&delta<=threshhold) { Serial.println(“-(Orange Cashew)”); digitalWrite(brownLed, LOW); digitalWrite(blackLed, LOW); digitalWrite(yellowLed, HIGH); } else { Serial.println(“-(Black Cashew)”); digitalWrite(brownLed, LOW); digitalWrite(blackLed, HIGH); digitalWrite(yellowLed, LOW); } } else Serial.println(“-(Unidentify)”); digitalWrite(brownLed, LOW); digitalWrite(blackLed, LOW); digitalWrite(yellowLed, LOW); } void color()
35 {
Brownphoto();
brown = pulseIn(out, LOW); Blackphoto();
black = pulseIn(out, LOW); delta = black-brown;