1.1. Công nghệ thiết kế sử dụng phần mềm chuyên dụng
phần mềm nhúng, vừa trợ giúp vừa là công cụ cho người thiết kế thể hiện ý tưởng về sản phẩm một cách đầy đủ và tối ưu nhất.
Trong dự án, có thể sử dụng các phần mềm trợ giúp sau:
- Phần mềm Autocad 2004 làm công cụ thiết kế khung tủ bảng, thể hiện hình dáng, cấu trúc bảng điện chính, thể hiện sơ đồ hệ thống, sơ đồ nguyên lý, và sơ đồđấu dây bảng điện chính.
- Thiết kế hệ thống điện sử dụng phần mềm trợ giúp chuyên dụng Promise và Engineering Base.
- Phần mềm mô phỏng Matlab hỗ trợ cho quá trình lập sơ đồ cấu trúc, mô tả toán học, khảo sát quá trình quá độ và tính ổn định hệ thống.
- Phần mềm mô phỏng mạch điện tử Orcad, Proteus, Circuit maker,... để
kiểm tra thiết kế, giúp người thiết kế lựa chọn phần tử tối ưu cho mạch điện. - Các phần mềm lập trình Simentic, Twindo,... để lập trình cho PLC.
- Các phần mềm lập trình bậc cao Visualbasic, C/C++ được sử dụng để lập trình cho chip, lập trình truyền thông và lập trình giao diện.
1.2. Công nghệ chế tạo tủ bảng
- Công nghệ cắt kim loại như: công nghệ máy cắt gas-plasma tựđộng,… - Công nghệ hàn như: công nghệ hàn điểm tựđộng và bán tựđộng. - Công nghệ làm sạch, mạ tôn vỏ tủ bảng điện.
- Công nghệ sơn tĩnh điện.
- Công nghệ gia công cơ khí như: phay, doa, tiện, gấp mép, đột dập,... Trong việc sản xuất vỏ tủ bảng điện thì dây chuyền làm vỏ tủ, bảng điện là dây chuyền quan trọng nhất. Nó bao gồm các công đoạn và các thiết bị chính như: Cắt tôn, sắt thép làm vỏ tủ bảng điện: Sau khi được sơ bộ gia công (xử lý) thì tôn, sắt thép làm vỏ tủ bảng điện được cắt ra theo kích thước (thiết kế) yêu cầu. Việc cắt, việc đột dập vỏ tủ bảng điện cũng như việc đục lỗ thanh đồng cho tủ bảng điện, gia công cơ khí,… sẽđược thực hiện bằng máy cắt cơ khí CNC.
Hình 2.2. Sơđồ các trục của máy CNC
Đây là một nét mới trong công nghệ chế tạo tủ bảng điện. Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã thúc đẩy các ngành công nghiệp sản xuất tựđộng phát triển theo. Trong lĩnh vực cơ khí chế tạo, sự ra đời của máy công cụđiều khiển bằng chương trình số với sự trợ giúp của máy tính, gọi tắt là máy CNC, đã đưa ngành cơ khí chế tạo sang một thời kỳ mới, thời kỳ sản xuất hiện đại.
Có rất nhiều lợi ích do những chiếc máy CNC mang lại, nhưng có thể kể đến 3 ưu điểm chính: tự động hoá sản xuất, độ chính xác và lặp lại cao của sản phẩm, tính linh hoạt trong sản xuất.
Dây chuyền sản xuất vỏ tủ bảng điện của nhà máy được trang bị một loạt các máy CNC như máy cắt, máy đột dập, máy đột lỗ thanh, máy uốn gấp thuỷ
lực... Máy cắt cắt chính xác và nhanh các nguyên vật liệu như sắt, thép, tôn thành các tấm kích thước khác nhau theo yêu cầu. Máy đột dập hoàn toàn tự động tạo các lỗ lắp đặt, gá thiết bị, máy đột lỗ thanh dùng đột lỗ các thanh cái theo thiết kế. Với các máy này, sau khi nạp chương trình gia công có thể tựđộng chạy liên tục cho tới khi kết thúc, và như vậy giải phóng nhân lực cho công việc khác, đồng thời ít xảy ra hỏng hóc do lỗi vận hành, thời gian gia công được dự
báo chính xác, người vận hành không đòi hỏi phải có kỹ năng thao tác. Các sản phẩm làm ra có độ chính xác và độ phức tạp cao. Một khi chương trình gia công
đã được kiểm tra và hiệu chỉnh, máy CNC sẽđảm bảo cho “ra lò” hàng loạt sản phẩm với chất lượng đồng nhất. Đây là yếu tố vô cùng quan trọng trong sản xuất công nghiệp quy mô lớn.
Được kết nối với các phần mềm CAD/CAM, công nghệ CNC trở nên vô cùng linh hoạt giúp doanh nghiệp thích ứng với các thay đổi nhanh chóng và liên tục về mẫu mã và chủng loại sản phẩm của khách hàng.
Ngày nay, nhiều phần mềm đồ họa phục vụ trong lĩnh vực thiết kế 3 chiều, mô phỏng chuyển động, hỗ trợ lập trình gia công trên máy công cụ CNC lần lượt
được giới thiệu ở các nước phát triển như: Mastercam, Solid Work, Cimatron, Catia, Pro/Engineer, Unigrafic... Các phần mềm tiện ích này cũng đã có mặt ở
Việt Nam. Đây là những phần mềm rất mạnh, cho phép chúng ta nhanh chóng thiết lập được các bản vẽ 2D, 3D của chi tiết máy và cho phép tựđộng chuyển mã chương trình gia công trên máy công cụ CNC.
Hình 2.3. Mô phỏng gia công trên máy CNC Hình 2.4. Lập trình trên máy CNC
* Dây chuyền mạ Ni-Cr, Zn, Ag:
Sau khi chi tiết đã gia công cơ khí sẽ được đưa vào tẩy sạch dầu mỡ - mạ - sấy khô - lắp ráp. Dây chuyền này bao gồm các thiết bị như: Hệ thống bể tẩy dầu mỡ hoá học, hệ thống bể mạ Ni-Cr, hệ thống bể mạ Zn, hệ thống bể mạ Ag, hệ
thống chỉnh lưu cung cấp dòng điện cho bể mạ, hệ thống quạt hút khí thải cho bể
mạ,… Trong quá trình làm việc, có sinh ra khí thải và nước có chứa axít kiềm nên khu vực này phải bố trí riêng biệt và thông thoáng.
* Dây chuyền sơn tĩnh điện:
Sau khi xử lý bề mặt thì vỏ tủ bảng điện được phốt phát hoá, sau đó làm khô sơ bộ trước khi đưa vào sơn tĩnh điện. Sơn tĩnh điện là một giai đoạn quan
điện, nhất là đối với môi trường khá khắc nghiệt của các thiết bị trên tàu thủy,
đồng thời nó cũng đảm bảo yêu cầu mỹ thuật của vỏ tủ bảng điện.
Công nghệ sơn tĩnh điện (Electro Static Power Coating Technology) là công nghệ hiện đại được phát minh bởi TS. Erwin Gemmer vào đầu thập niên 1950. Qua nhiều cải tiến bởi các nhà khoa học, các nhà sản xuất chế tạo về thiết bị và bột sơn đã giúp cho công nghệ sơn tĩnh điện ngày càng hoàn chỉnh về chất lượng và mẫu mã tốt hơn.
Có 2 loại công nghệ sơn tĩnh điện:
- Công nghệ sơn tĩnh điện khô (sơn bột): Ứng dụng để sơn các sản phẩm bằng kim loại: sắt thép, nhôm, inox...
- Công nghệ sơn tĩnh điện ướt (sử dụng dung môi): Ứng dụng để sơn các sản phẩm bằng kim loại, nhựa gỗ,...
Mỗi công nghệđều có những ưu khuyết điểm khác nhau:
- Đối với công nghệ sơn tĩnh điện ướt thì có khả năng sơn được trên nhiều loại vật liệu hơn, nhưng lượng dung môi không bám vào vật sơn sẽ không thu hồi được để tái sử dụng, có gây ô nhiễm môi trường do lượng dung môi dư, chi phí sơn cao.
- Đối với công nghệ sơn khô chỉ sơn được các loại vật liệu bằng kim loại, nhưng bột sơn không bám vào vật sơn sẽđược thu hồi (trên 95%) để tái sử dụng, chi phí sơn thấp, ít gây ô nhiễm môi trường.
Sơđồ qui trình công nghệ sơn tĩnh điện:
Xử lý bề mặt ⇒ Hấp ⇒ Phun sơn ⇒ Sấy ⇒ Thành phẩm
- Xử lý bề mặt: Vật sơn phải được xử lý bề mặt trước khi sơn qua các bước sau: Tẩy dầu → Rửa nước chảy tràn → Tẩy gỉ → Rửa nước chảy tràn → Định hình → Phosphat kẽm → Rửa nước.
- Hấp: Hấp khô vật sơn sau khi xử lý bề mặt.
- Phun sơn: Áp dụng hiệu ứng tĩnh trong quá trình phun sơn có bộ điều khiển trên súng, có thể điều chỉnh lượng bột phun ra hoặc điều chỉnh chế độ
- Sấy: Vật sơn sau khi sơn được đưa vào buồng sấy. Tùy theo chủng loại thông số kỹ thuật của bột sơn mà đặt chếđộ sấy tự động thích hợp (nhiệt độ sấy 1500C - 2000C, thời gian sấy 10 - 15 phút).
- Cuối cùng là khâu kiểm tra thành phẩm.
Do trong qui trình xử lý bề mặt tốt, qui trình phosphat kẽm bám chắc lên bề
mặt kim loại, nên sản phẩm sau khi sơn tĩnh điện có khả năng chống ăn mòn cao dưới tác động của môi trường. Màu sắc của sản phẩm sơn tĩnh điện rất đa dạng và phong phú như sơn bóng hay nhám sần, vân búa hay nhũ bạc...
Dưới đây là hình ảnh minh họa một dây chuyền công nghệ sơn tĩnh điện
Hình 2.5. Dây chuyền sơn tĩnh điện
* Dây chuyền lắp ráp vỏ - thiết bị - linh kiện:
Các khí cụ, thiết bị, linh kiện điện được cung cấp phải đảm bảo nguồn gốc, xuất xứ và được cung ứng ổn định, đúng thời hạn. Các khí cụ, thiết bị, linh kiện
điện sau khi đã được kiểm định chất lượng được lắp ráp trong và trên vỏ tủ
thành phẩm theo bản vẽ thiết kế.
* Dây chuyền kiểm tra - hiệu chỉnh: Các sản phẩm trước khi lắp ráp,
máy sản xuất thiết bị, hệ thống điện chất lượng cao, bao gồm: oscilloscope, đồng hồ vạn năng, thiết bị phát dòng áp chuẩn, máy tạo từ trường, máy tạo nhiễu điện trường, máy tạo nhiễu vô tuyến điện, máy tạo áp suất, máy tạo độ rung động, máy tạo điện áp cao, các công cụ lập trình,…
* Dây chuyền đóng gói thành phẩm: Sản phẩm sau khi kiểm tra, hiệu chỉnh được đóng gói bao bì trên dây chuyền, đánh mã số sản phẩm theo qui trình quản lý, chuẩn bị nhập kho hoặc chuyển đến nơi lắp đặt.