81
Hình 5.15 Lắp ráp xi lanh với mơ hình
82
Hình 5.17 Lắp ráp động cơ với rulo
Hình 5.18 Lắp ráp khung che trạm sấy
83
5.4 Giới thiệu phần mềm mơ phỏng
Hình 5.20 Phần mềm RobotStuido
RobotStudio là phần mềm mơ phỏng và lập trình ngoại tuyến của hãng ABB, cho phép lập trình robot được thực hiện trên máy tính mà khơng cần ngừng sản xuất. Giúp thực hiện các tác vụ như đào tạo, lập trình và tối ưu hố mà khơng làm ảnh hưởng đến q trình sản xuất.
Mơ phỏng trên phần mềm sẽ giúp hình dung và nhận định các giải pháp đề ra. xác định rõ ràng bố cục, cách thức hoạt dộng, phạm vi di chuyển của mơ hình, giảm xảy ra các rủi ro hậu quả khi lắp đặt thực tế
Phần mềm robotstudio cho phép người sử dụng lập trình hệ thống bằng ngơn ngữ RAPID dựa trên ngơn ngữ lập trình C.
84
Hình 5.21 Ngơn ngữ lập trình RAPID
5.4.1 Ưu điểm và nhược điểm của phần mềm
❖ Ưu điểm
Định dạng file CAD 3D gốc của robotstudio là SAT, phần mềm cũng hỗ trợ các định dạng khác của các phần mềm thiết kế 3D:
- AutoCAD (.dxf, .dwg)
- Inventor ( .ipt, .iges)
- SolidWorks ( .sldprt, .sldasm)
- STEP (stp, step)
Ngơn ngữ RAPID dễ lập trình, dựa trên ngơn ngữ C.
Thiết lập mô phỏng được sử dụng để thực hiện 2 tác vụ chính:
- Thiết lập trình tự và các điểm di chuyển vào trong chương trình robot.
85
Kết nối mỗi quy trình mơ phỏng với một trạng thái xác định trước đảm bảo trạng thái phải thật chính xác.
Có thể mơ phỏng từng quy trình nhỏ trong một hệ thống mơ phỏng lớn chỉ cần thiết lập các đối tượng cần thiết.
Mặc định của phần mềm có tập hợp các thành phần logic cho chuyển động cơ bản, logic tín hiệu On/Off, tính tốn số học, vị trí, mơ hình tham số, cảm biến, ẩn hiện,…
Các thành phần logic được sử dụng để xây dựng các hoạt động mô phỏng theo ý muốn do người dùng xác định.
❖ Nhược điểm
Vì đây là phần mềm chủ yếu dành cho robot và các thiết bị ngoại vi liên quan đến robot. Nên sẽ có những hạn chế khi thiết lập hệ thống mô phỏng.
5.4.2 Thiết lập hệ thống mơ phỏng cho mơ hình
❖ Thêm file mơ hình 3D vào phần mềm
Vì phần mềm thiết kế mơ hình 3D là SolidWorks nên cần lưu với định dạng .STEP để thêm vào phần mềm mô phỏng.
86
Hình 5.23 Mơ hình khi thêm vào phần mềm
❖ Tạo chuyển động
Trong mơ hình có các thiết bị chuyển động như: xi lanh tay nâng, xi lanh tay gạt, băng tải, quạt sấy.
Phân loại các chuyển động:
- Chuyển động tịnh tiến: xi lanh tay nâng, xi lanh tay gạt, băng tải.
- Chuyển động tròn: quạt sấy.
Phân loại các chi tiết đứng yên, chi tiết hoạt động.
- Chi tiết đứng yên: Khung xi lanh, khung quạt,…
87
Hình 5.24 Tạo chuyển động xi lanh và khung tay nâng
88
Hình 5.26 Tạo chuyển động quạt sấy
❖ Lắp ráp các chi tiết chuyển động vào mơ hình Lắp ráp các chi tiết chuyển động phải chính xác. Kiểm tra các chuyển động đúng theo thực tế.
89
5.4.3 Thiết lập thành phần logic cho hệ thống mô phỏng
Khi bắt đầu chạy mô phỏng hệ thống, khối repeater_2 sẽ tạo xung liên tục cho xi lanh tay gạt di chuyển về vị trí có giá trị (-35.00mm).
Sau khi tay gạt về đúng vị trí (-35.00mm), ngõ ra tín hiệu xi lanh tay gạt tạo tín hiệu cho xi lanh tay nâng di chuyển lên vị trí có gia trị (0.00mm)
Khối Comparer_2 và Comparer_6 là khối so sánh bằng nếu xi lanh đã về đúng vị trí mặc định đã đặt thì bắt đầu chu trình tiếp theo.
Hình 5.28 Khối logic di chuyển xi lanh về vị trí làm việc
Xi lanh ở vị trí làm việc, khối Source tạo ra 1 khay chứa và di chuyển từ theo trên thanh trượt bằng khối LinearMover_2.
Khối LinearMover_2 di chuyển khay chứa với khoảng cách được đặt tại phần Distance với giá trị (190.00mm), thời gian di chuyển hết khoảng cách là (1.0s).
Khối PoseMover_7 sẽ xuất tín hiệu cho tay gạt di chuyển đưa khay chứa từ khu vực đầu vào đến trạm rửa 1.
90
Hình 5.29 Khay chứa di chuyển trên thanh trượt.
Khi tay gạt đến vị trí trạm 1, xuất tín hiệu cho tay nâng nhận khay chứa sản phẩm. Đồng thời tay gạt di chuyển về vị trí ban đầu (-35.00mm).
Tay nâng cũng đồng thời di chuyển xuống bồn rửa đến vị trí (LifterArm_Wash) của khối PoseMover_5. Khi xuống đến vị trí tay nâng bắt đầu q trình rửa khay chứa, di chuyển lên xuống từ vị trí (LifterArm_Home) đến vị trí (LifterArm_Wash).
Đây là 2 vị trí khay chứa nằm ngập trong hố chất, mỗi lần di chuyển giữa 2 vị trí mất thời gian 3s. Phần Duration là phần cài đặt thời gian di chuyển.
91
Khi tay nâng rửa khay chứa xong sẽ di chuyển xuống vị trí có giá trị (0.00mm) để giá trị bằng giá trị đã cài đặt của khối Comparer_6, khối này sẽ xuất tín hiệu cho xi lanh tay nâng di chuyển lên vị trí (HomePose) của khối PoseMover_6.
Hình 5.31 Xi lanh tay nâng di chuyển lên vị trí (HomePose)
Khi tay gạt di chuyển đến vị trí (PusherArm_ST1) của khối PoseMover_7 lớn hơn 2 lần. Khối Comparer so sánh số lần gạt của xi lanh tay gạt, và số lần khay chứa được trượt ở khu vực đầu vào.
Nếu thoả mãn 2 yêu cầu, khay chứa bắt đầu di chuyển trong trạm sấy bởi băng tải.
92
Hình 5.32 Khối so sánh cho khay chứa di chuyển trong trạm sấy
Khối điều khiển góc xoay cho quạt.
Hình 5.33 Khối điều khiển quạt xoay
Khối điều khiển băng tải để di chuyển khay chứa.
Khối LineSensor giới hạn cho khay chứa di chuyển. Start vị trí bắt đầu di c huyển khay chứa đến End là vị trí khay chứa dừng lại.
Khi khay chứa dừng lại tại vị trí End sẽ xuất tín hiệu đến khối Sink để ẩn khay chứa.
93
94
5.5 Sơ đồ đấu nối tủ điều khiển
5.5.1 Bố trí thiết bị trong tủ điều khiển
95
5.5.2 Sơ đồ đấu nối PLC
Hình 5.36 Sơ đồ đấu nối Input PLC
96
Hình 5.38 Sơ đồ đấu nối thiết bị 220V
Hình 5.39 Sơ đồ đấu nối xi lanh và động cơ DC 5.6. Kết luận 5.6. Kết luận
Nêu rõ các bước thiết kế và hồn thiện mơ hình mơ phỏng. Về phần mơ hình thực tế, nêu rõ các q trình gia cơng các chi tiết và các bước lắp ráp phần khung.
Bên cạnh việc thiết kế phần mơ hình mơ phỏng, nhóm đã thiết kế sơ đồ đấu nối cho hệ thống tủ điện cho mơ hình.
97
Chương 6
TỔNG KẾT VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI
6.1 Giới thiệu
Việc thiết kế và lập trình cho mơ hình khơng được sn sẻ ngay từ đầu mà phải trải qua nhiều sự thay đổi, thất bại và khắc phục để đạt được những hiệu quả mà nhóm đề ra. Tuy nhiên, vẫn cịn nhiều nhược điểm, hạn chế đi cùng với đó là những ưu điểm. Phần sau đây, nhóm sẽ phân tích những thứ đã được đúc kết trong suốt thời gian thực hiện đồ án.
6.2 Phân tích ưu, nhược điểm của mơ hình
❖ Ưu điểm
Đề tài lần này, nhóm nghiên cứu thiết kế mơ hình đạt đầy đủ chức năng của một hệ thống tẩy rửa cơ bản. Với cơng dụng và kích cỡ phù hợp cho các doanh nghiệp nhỏ, tiết kiệm chi phí và đảm bảo được độ an tồn khi làm việc.
❖ Nhược điểm
- Số lượng hàng cho một lần tẩy rửa rất ít.
- Cịn bị động trong việc cung cấp khay chứa vì phải thêm bằng tay.
- Vì là mơ hình nên có thể ra thực tế sẽ khơng đảm bảo được sự ổn định.
- Tuy nhiên, muốn đưa vào thực tiễn và hồn thiện với phương pháp tốt nhất thì nên cần nhiều thời gian và kiến thức để nghiên cứu.
6.3 Hướng phát triển và cải tiến
- Thay đổi từ băng tải dây belt thành băng tải đai xích.
- Thêm băng tải cung cấp khay chưa cho đầu vào.
- Thay đổi chất liệu cho tay gạt, tay nâng từ inox 201 thành inox 304 chống ăn mòn tốt hơn.
- Nâng cấp cơ cấu tay nâng bằng việc sử dụng động cơ Servo để điều khiển
được nhiều vị trí khác nhau, linh động hơn trong việc di chuyển.
98
- Thêm máy siêu âm vào bồn rửa để loại bỏ chất bẩn sâu hơn.
- Thay đổi chất liệu thanh dẫn hướng từ mica thành nhựa teflon để chống ăn
mòn tốt nhất.
- Ngồi ra, nhóm cịn muốn lắp đặt 1 hệ thống cấp thoát nước sử dụng valve
điện từ để tự động cấp và xả nước.
- Nhóm có thể phát triển một hệ thống và thay đổi các cơ cấu ổn định với độ
chính xác cao hơn.
- Với thời gian và lượng kiến thức cịn hạn chế, trong q trình làm đề tài khơng thể khơng tránh khỏi những sai sót. Nhóm hi vọng sẽ nhận được những lời góp ý của các thầy cơ, bạn bè sinh viên để có thể hồn chỉnh đồ án một cách tốt nhất.
6.4 Kết luận chung
Đề tài này nghiên cứu và thực hiện mơ hình tẩy rửa trang sức. Thiết bị bao gồm:
- Một tay đẩy di chuyển ngang để đưa các khay chứa vào.
- Một tay nâng di chuyển lên xuống để tẩy rửa trang sức.
- Một hê thống buồng sấy gồm: băng tải, quạt gió và đèn sấy.
- Khi khay chứa ở vị trí chờ sẽ được tay đẩy đưa vào lần lượt trạm rửa nước và trạm rửa hoá chất sau khi tẩy rửa xong thì vào buồng sấy để sấy khơ, kết thúc 1 chu trình. Mơ hình đã được thực thiết kế và lập trình một mơ hình mơ phỏng và kết quả là hoạt động tốt.
99
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Tài liệu solidworks của trung tâm tin học Hutech - Tài liệu PLC & HMI hãng Omron
- Tài liệu Robotstudio ABB
- Tài liệu truyền động điện Lê Quang Đức - Tài liệu cơ sở thiết kế máy Nguyễn Hữu Lộc - Nguồn Internet theo những đường link sau:
• https://forums.robotstudio.com/categories/rapid • https://industrial.omron.eu/en/services-support/support/cad-library • https://www.jkseng.com/ • https://assets.omron.eu/downloads/manual/en/v122_nb7w- tw1_b_hmis_users_manual_en.pdf • https://assets.omron.eu/downloads/manual/en/v3/w479_cp1e_cpu_users_ma nual_en.pdf • https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/science-fair/science- fair-project-final-report
100
PHỤ LỤC
Nước DI và những ứng dụng thực tế:
- Nước DI là loại nước loại bỏ các khoáng chất và muối ion khỏi dung dịch thơng qua q trình trao đổi ion
- Nước ion là thành phần thiết yếu trong nhiều ứng dụng như: y tế, thí nghiệm, dược, điện tử, mỹ phẩm.
- Vì mơ hình tẩy rửa trang sức cần sử dụng hoá chất chuyên dụng nên cần nguồn nước phải tinh khiết và ít tạp chất nhất. Tính chất của nước DI để hấp thụ khống chất, tăng cường tính tẩy rửa giúp làm sạch bề mặt các loại trang sức.
Làm sạch sản phẩm bằng sóng siêu âm:
- Làm sạch bằng sóng siêu âm là dùng âm thanh có tần số tối đa dao động từ 20kHz – 40kHz.
- Rửa bằng sóng siêu âm đang rất được ưa chuộng và có nhiều loại sản phẩm nhỏ gọn cho người tiêu dùng.
- Lợi ích của việc rửa sản phẩm bằng sóng siêu âm giúp các chát hố chất chun dụng có thể len lỏi sâu vào các ngóc ngách đẩy nhanh q trình tẩy rửa sản phẩm và tăng hiệu suất làm việc.
Sử dụng chất liệu inox 316l:
- Sử dụng chất liệu inox 316l thay thế cho inox 304 cho các thiết bị tiếp xúc trực tiếp với hoá chất chuyên dụng.
- Vì inox 316l có tính chống ăn mịn cao hơn inox 304.
- Vì trong việc tẩy rửa trang sức cần yêu cầu độ sạch cao nên inox 316l đáp ứng được mơi trường địi hỏi độ sạch cao.
- Khả năng chống ăn mịn tốt và có khả năng chống rổ và tạo vụn kim loại. Nhựa teflon:
101
- Nhựa teflon được sản xuất áp dụng rộng rãi cho các ngành thực phẩm, dược phẩm, các ngành liên quan đế tiếp xúc hố chất, vì có khả năng chống mài mịn và có độ bền cao.
- Nhựa teflon khơng thấm nước, bề mặt láng mịn, áp dụng là thanh định hướng trên tay nâng và khung mơ hình giúp khay chứa dễ dàng di chuyển trên bề mặt
- Nhựa teflon chịu được các loại hoá chất và axit, chịu đươc nhiệt từ -260 độ C đến +260 độ C.