Đồ án Thiết kế và chế tạo mô hình đóng nắp chai tự động (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế và chế tạo mô hình đóng nắp chai tự động (Phần 1)

1. 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 CHẾ TẠO MÔ HÌNH ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG GVHD: ThS. NGUYỄN ĐỨC SÂM SVTH: TRẦN QUANG MSSV: 11243038 SVTH: HOÀNG VĂN AN MSSV: 11243001 SVTH: NGUYỄN TRỌNG TÀI MSSV: 11243043 S K L 0 0 4 3 2 2 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1/2016
2. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM MỤC LỤC Trang Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp Lời cảm ơn Nhận xét của giáo viên hƣớng dẫn Nhận xét của giáo viên phản biện MỤC LỤC 1 DANH MỤC CÁC BẢNG 5 DANH MỤC CÁC HÌNH 6 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỂ TÀI 8 1.1. Dẫn nhập 8 1.2. Mục đích nghiên cứu 8 1.3. Ý tƣởng đề tài 9 1.4. Giới hạn đề tài 9 1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu 10 1.6. Thời gian thực hiện 10 1.7. Cơ sở lý luận 11 1.7.1. Nguyên liệu chứa trong chai 11 1.7.2. Chai 11 1.7.3. Nắp chai 12 CHƢƠNG II: PHẦN NỘI DUNG 13 2.1. Giới thiệu và nguyên lý hoạt động của hệ thống đóng nắp chai 13 2.1.1. Giới thiệu đề tài 13 2.1.2. Vật tƣ chế tạo dây chuyền 13 2.1.3. Băng tải 13 2.1.4. Cụm chi tiết đóng nắp 14 2.1.5. Nguyên lý hoạt động chung cho dây chuyền 15 2.2. Tính toán chế tạo các cụm chi tiết trong dây chuyền 17 SVTH : TRẦN QUANG Trang - 1 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
3. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM 2.2.1. Tính toán thiết kế băng tải 17 2.2.1.1 Chọn loại băng tải 18 2.2.1.2. Chọn cụm chi tiết dẫn động 20 2.2.1.3. Thiết kế băng 23 2.2.2. Tính công suất động cơ 27 2.3. Thiết kế cụm chi tiết xoáy nắp 28 2.3.1. Lịch sử phát triển của khí nén 28 2.3.2. Xilanh 29 2.3.3. Tínhtoán chọn xi lanh cho bộ nâng hạ cụm chi tiết đóng nắp 37 2.3.4. Phân tích lực tác dụng vào chai khi xoáy nắp 40 CHƢƠNG III. GIỚI THIỆU BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH SIMATICIC S7-200 (PLC -PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) 43 3.1. Tổng quan về PLC 43 3.1.1. Cấu trúc phần cứng của CPU -(CENTRALPROCCESSING UNIT) 3.1.2. Cấu trúc phần cứng PLC 44 3.1.2.1. Bộ xử lý trung tâm (CPU-CENTRAL PROCCESSING UNIT) 3.1.2.2. Bộ nhớ và bộ phận khác 46 3.1.2.3. Khối vào ra 47 3.1.2.4. Thiết bị lập trình 48 3.1.3. Khái niệm về lập trình PLC 48 3.1.3.1. Giải thích chƣơng trình LADDER 49 3.1.3.2. Ngõ vào và ngõ ra 49 3.1.3.3. Thanh ghi (register) 50 3.1.3.4. Bộ đếm (counter) 51 3.1.3.5. Bộ định thời gian (timer) 52 3.2. Giới thiệu bộ điều khiển lập trình S7-200 53 3.2.1. Cấu trúc phần cứng 53 3.2.1.1. Đặc điểm chung 53 SVTH : TRẦN QUANG Trang - 2 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
4. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM 3.2.1.2. Các đèn trạng thái 54 3.2.1.3. Ngõ vào 55 3.2.1.4. Ngõ ra 55 3.2.1.5. Nguồn cung cấp 55 3.2.1.6. Cổng truyền thông nối tiếp 56 3.2.1.7. Công tắc chọn chế độ làm việc 57 3.2.1.8. Giao tiếp với thiết bị ngoại vi 57 3.2.2. Cấu trúc bộ nhớ S7-200 58 3.2.2.1. Phân chia bộ nhớ 58 3.2.2.2. Vùng nhớ dữ liệu 50 3.2.2.3. Vùng đối tƣợng 61 3.2.2.4. Mở rộng cổng vào ra 63 3.2.2.5. Phƣơng thức truy cập bộ nhớ 63 3.2.3. Cấu trúc chƣơng trình của S7-200 65 3.2.4. Nguyên lý hoạt động 67 3.2.5. Ngôn ngữ lập trình 69 3.2.5.1. Phƣơng pháp LADDER 69 3.2.5.2. Phƣơng pháp hình khối FBD 71 3.2.5.3. Phƣơng pháp liệt kê STL 72 CHƢƠNG IV. HỆ THỐNG VÀ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 4.1. Các phần tử điều khiển điều chỉnh 74 4.1.1. Van điều khiển 74 4.1.1.1. Van một chiều 74 4.1.1.2. Van đảo chiều 74 4.1.1.3. Sơ đồ điều khiển của van 80 4.1.2. Phần tử đƣa tín hiệu 81 4.1.2.1. Nút nhấn 82 4.1.2.2. Công tắc 82 4.1.2.3. Giới hạn hành trình 83 SVTH : TRẦN QUANG Trang - 3 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
5. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM 4.1.2.4. Cảm biến 83 4.2. Sơ đồ điện động của hệ thống điện trong dây chuyền 88 4.3. Chƣơng trình điều khiển 88 4.3.1. Lƣu đồ thuật toán của chƣơng trình 88 4.3.2. Chƣơng trình điều khiển 90 KẾT LUẬN 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO 106 SVTH : TRẦN QUANG Trang - 4 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
6. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM DANH MỤC CÁC BẢNG 1. Bảng 1: Thời gian thực hiện. 2. Bảng 2. Thông số của các PLC s7 200 -22x 3. Bảng 3. Phân chia và toán hạng vùng dữ liệu 4. Bảng 4. Toán hạng và phân chia vùng đối tƣợng 5. Bảng 5. Các module mở rộng của CPU 224 SVTH : TRẦN QUANG Trang - 5 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
7. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM DANH MỤC CÁC HÌNH 1. Hình 1.1 Chai 2. Hình 1.2 Nắp Chai 3. Hình 2.1 Băng Tải. 4. Hình 2.2 Cụm chi tiết xoáy nắp. 5. Hình 2.3 Mô hình hệ thống đóng nắp chai 6. Hình 2.4 Cấu tạo chung của băng tải 7. Hình 2.5 Băng tải đai 8. Hình 2.6 Băng tải đai trong dây chuyền sản xuất 9. Hình 2.7 Băng tải con lăn 10. Hình 2.8 Băng tải 11. Hình 2.9 Động cơ bƣớc 12. Hình 2.10 Động cơ servo 13. Hình 2.11 Động cơ 1 chiều 14. Hình 2.12 Động cơ giảm tốc DC 24V 15. Hình 2.13 Động cơ bƣớc 16. Hình 2.14 Driver điều khiển động cơ bƣớc 17. Hình 2.15 Băng tải cấp chai 18. Hình 2.16 Băng tải cấp nắp 19. Hình 2.17 Bản vẽ chi tiết của rulô băng tải cấp chai 20. Hình 2.18 Bản vẽ chi tiết của rulô băng tải cấp nắp 21. Hình 2.19 Mâm xoay cấp chai 22. Hình 2.20 Mâm xoay đóng nắp 23. Hình 2.21 Lực tác động lên xilanh tác dụng đơn. 24. Hình 2.22 Kí hiệu xi lanh tác dụng đơn 25. Hình 2.23 Xilanh màng(Hãng EFFBE). 26. Hình 2.24 Xilanh tác dụng hai chiều. 27. Hình 2.25 Xilanh tác dụng hai chiều không có giảm chấn. 28. Hình 2.26 Các loại kết cấu đồ gá lắp thêm với xilanh tác dụng 2 chiều. SVTH : TRẦN QUANG Trang - 6 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
8. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM 29. Hình 2.27 Xilanh tác dụng hai chiều có cụm chi tiết giảm chấn điều chỉnh đƣợc ở cuối khoảng chạy. 30. Hình 2.28 Sơ đồ lực 31. Hình 2.29 Xilanh với pittông rỗng và khả năng ứng dụng. 32. Hình 2.30 Phần tử đệm kín xilanh 33. Hình 2.31 Xilanh 34. Hình 3.1 Sơ đồ cấu trúc bên trong PLC 35. Hình 3.2 Hìnhdạng và cấu trúc bên ngoài của PLC s7 200 -224 36. Hình 3.3 Chuyển đổi RS232 sang RS485 37. Hình 3.4 Cấu trúc bộ nhớ S7 200 38. Hình 3.5 Chƣơng trình thực hiện theo vòng quét (Scan) trong S7 200 39. Hình 3.6 Ví dụ về ngôn ngữ LAD 40. Hình 3.7 Ví dụ về ngôn ngữ FBD 41. Hình 3.8 Ví dụ về ngôn ngữ STL 42. Hình 4.1 Van một chiều 43. Hình 4.2 Các thành phần van chỉnh hƣớng 44. Hình 4.3 Kí hiệu van đảo chiều 45. Hình 4.4 Van 2/2 46. Hình 4.5 Van đảo chiều 3/2 47. Hình 4.6 Van đảo chiều 4/2 48. Hình 4.7 Van đảo chiều 5/2 49. Hình 4.8 Van đảo chiều 4/3 50. Hình 4.9 Sơ đồ điều khiển của các Van 5/2 trong hệ thống 51. Hình 4.10 Tín hiệu điện (NO,NC) 52. Hình 4.11 Công tắc 53. Hình 4.12 Cảm ứng từ trƣờng trên pittong 54. Hình 4.13 Xác định hành trình bằng cảm biến từ trƣờng 55. Hình 4.14 Cảm biến tia rẽ nhánh 56. Hình 4.15 Cảm biến tia phản hồi 57. Hình 4.15 Cảm biến quang SVTH : TRẦN QUANG Trang - 7 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
9. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM CHƢƠNG 1. TỔ NG QUAN VỀ ĐỂ TÀ I 1.1. Dẫn nhập: Ngày nay, khoa hoc̣ kỹ thuâṭ đa ̃ trở thà nh một yếu tố quan trọng , quyết điṇ h sƣ ̣ phát triển của nền kinh tế toàn cầu . Điều này đƣơc̣ phản ánh rõ thông qua các hoac̣ h điṇ h chính sách, chiến lƣợc phát triển khoa học kỹ thuật và kinh tế của nhiều nƣớc trên thế giới. Cùng với sự phát triển của khoa hoc̣ công nghê ̣, đa ̃ giúp giải phóng sƣ́ c lao đôṇ g của con ngƣời khỏi những công viêc̣ năṇ g nhoc̣ . Máy móc đƣợc đƣa vào đ iều khiển các quá trình sản xuất tổng hợp và hiện đại , vƣơṭ quá khả năng về thể chất của con ngƣời. Nhƣ̃ng cỗ máy thô cƣ́ ng trở thành công cu ̣có khả năng thƣc̣ hiêṇ các đôṇ g tác uyển chuyển, phƣ́ c tap̣ và khéo léo hơn. Đối với công nghiệp của Việt Nam hiện nay ,quá trình áp dụng khoa học kỹ thuật và công nghệ tự động vào sản xuất có vai trò to lớn , quyết điṇ h đến năng suất và chất lƣơṇ g của sản phẩm công nghiêp̣ . Tuy nhiên, trong điều kiê ṇ còn khó khăn sau chiến tranh, kinh tế ở giai đoaṇ chuyển tƣ̀ sản xuất nông nghiêp̣ sang công nghiêp̣ hóa -hiêṇ đaị hóa, thì vừa nắm bắt công nghệ, vƣ̀ a chế taọ , cải tiến và áp dụng cơ sở vật chất sẵn có là việc làm cần thiết. Trên cơ sở nhƣ vâỵ , nhóm sinh viên chúng em đƣơc̣ sƣ ̣ đồng ý của Kho a Cơ Khí Máy trƣờng Đaị Hoc̣ Sƣ Phaṃ Kỹ Thuâṭ Tp HCM , cùng sự hỗ trợ, hƣớng dâñ tâṇ tình của thầy Nguyễn Đức Sâm , thông qua nhu cầu thƣc̣ tế của công ty Hơp̣ Trí, KCN Nhà Bè, chúng em quyết định chọn đề tài “ Thiết kế & chế taọ mô hình đóng nắ p chai tƣ ̣ đôṇ g”. Mô hình hê ̣thống đƣơc̣ nâng cao khả năng tƣ ̣ đôṇ g hóa bằng sƣ ̣ kết hơp̣ giƣ̃a phần cơ và phần điều khiển, hoạt động chính xác qua bô ̣điều khiển PLC. 1.2. Mục đích nghiên cứu: Đề tài này nhằm muc̣ đích áp duṇ g các kiến thƣ́ c đƣơc̣ hoc̣ ở nhà trƣờng vào quá trình thiết kế , chế taọ thƣc̣ tế , giúp chúng em hoàn thành nhiệm vụ đề tài tốt nghi ệp của khóa học. SVTH : TRẦN QUANG Trang - 8 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
10. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM Là cơ hội để chúng em đƣợc làm quen , trƣc̣ tiếp tham gia và lấy kinh nghiêṃ trong khi thiết kế, chế taọ máy đóng nắp chai sƣ̉ duṇ g chƣơng trình điều khiển tƣ ̣ đôṇ g bằng PLC, tƣ̀ đó có cơ sở cho viêc̣ nghiên cƣ́ u hoc̣ tâp̣ về sau. Ngoài ra nhóm sinh viên thƣc̣ hiêṇ mong muốn có thể đƣa thiết kế lần này vào phục vụ cho quá trình sản xuất, nhằm cải thiêṇ điều kiêṇ làm viêc̣ cho công nhân, nâng cao năng suất cho công ty. 1.3. Ý tƣởng đề tài: Kết hơp̣ với viêc̣ tham quan thực tế xƣởng sản xuất thuốc trƣ̀ sâu của công ty Hóa nông Hơp̣ Trí và nghiên cứu qua môṭ số tài liêụ , cũng nhƣ căn cứ vào điều kiện kinh tế của nhóm, chúng em đã hình thành ý tƣởng thiết k ế và chế tạo mô hình đóng nắp chai tƣ ̣ đôṇ g dựa trên những nguyên lý sau: Sơ đồ khối mô hình đóng nắp chai tự động Mô hình đóng nắp chai tự động 3D: SVTH : TRẦN QUANG Trang - 9 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
11. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM 1.4. Giới hạn đề tài: Đề tài là “ Thiết kế & chế taọ mô hình đóng nắ p chai tƣ ̣ đôṇ g” tâp̣ trung vào các nôị dung chính nhƣ sau : - Xây dƣṇ g nguyên lý hoaṭ đôṇ g cho mô hình đóng nắp chai tự động. - Thiết kế và chế tạo phần cơ khí bao gồm: * Thiết kế cuṃ cấp phôi. * Tính toán và thiết kế cụm đóng nắp chai. - Thiết kế sơ đồ mạch điện điều khiền. - Lâp̣ trình chƣơng trình điều khiển bằng PLC S7-200. - Chế tạo, lắp ráp mô hình đóng nắp chai. - Chạy thử, kiểm tra và hiêụ chỉnh mô hình. 1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu: Các phƣơng pháp mà nhóm sinh viên nghiên cứu trong quá trình thực hiện đề tài bao gồm : - Phƣơng pháp tham khảo tài liêụ - Phƣơng pháp thƣc̣ nghiêṃ - Tham khảo ý kiến của giáo viên hƣớng dâñ và baṇ bè SVTH : TRẦN QUANG Trang - 10 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM 1.6. Thời gian thực hiện: TUẦ N NÔỊ DUNG CÔNG VIÊC̣ 1 Chọn đề tài và tên đề tài 2 Tham quan, khảo sát dây chuyền sản xuất tại công ty Hợp Trí , xây dƣṇ g ý tƣởng thiết kế nguyên lý ho ạt động, cụm cơ cấu cho mô hình đóng nắp chai tự động. 3 Thiết kế c ho toàn bô ̣mô hình đóng nắp chai; Bắt đầu viết bản thuyết minh. 4 Lên bản ve ̃ chi tiếp và bản ve ̃ lắp , làm phim mô phỏng. 5 Chế taọ , gia công cơ khí, lắp ráp mô hình. 6 Chạy thử , test mô hình. 7 Lâp̣ bản thuyết minh , kiểm tra toàn bô ̣và nôp̣ đề tài. Bảng 1. Thời gian thực hiện 1.7. Cơ sở lý luận: Khi thiết kế chế taọ đƣơc̣ dây chuyền đóng nắp chai tƣ ̣ đôṇ g , chúng ta cần phân tích các yếu tố kỹ thuật đầu vào đầu ra bao gồm: Kết cấu chai, vật liệu làm chai và loại nắp chai. Ngoài ra, chúng ta cũng cần xem xét các ảnh hƣởng do tác động tính chất lý hóa của môi trƣờng làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm. Từ quan điểm phân tích trên chính là cơ sở khoa học giúp ta có đƣợc phƣơng pháp tính toán, thiết kế và chế taọ sản phẩm tối ƣu đáp ứng sản xuất cũng nhƣ yêu cầu của đế tài cho đề tài tốt nghiệp đƣợc giao. SVTH : TRẦN QUANG Trang - 11 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM 1.7.1. Nguyên liệu chứa trong chai: Nguyên liêụ đƣơc̣ chƣ́ a trong chai là các loại thức uống giải khát, thực phẩm hoặc thuốc dạng ở dạng lỏng, 1.7.2. Chai: Chai đƣợc làm từ nhựa PET, tên khoa học là Poly Ethylene Terephthalate ( đƣợc gọi là PET, PETE hoặc PETP hoặc PET-P). Thuộc tính cứng và dai. Phần lớn đƣợc dùng để thổi chai nhựa đựng nƣớc giải khát(chai nƣớc suối, chai Cocacola, C2, Pepsi ), sản xuất sợi thủ công . PET chịu nhiệt khá kém, chảy mềm ở 80 độ C . Có thể sản xuất ở trạng thái sạch và tái chế và không độc hại. Kết cấu chai : Hình 1.1 Chai Dung tích chai 330ml Chiều cao của chai 165mm. Đƣờng kính đáy chai 60mm. Đƣờng kính cổ chai và miệng chai 32mm. Bề dày thân chai 1mm. SVTH : TRẦN QUANG Trang - 12 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM 1.7.3. Nắp: Phần nắp có hình daṇ g nhƣ sau: Đƣờng kính nắp 32mm Chiều cao nắp 15mm Bề dày nắp 1mm Bề dày phần trên nắp 2mm. Hình 1.2 Nắp Chai SVTH : TRẦN QUANG Trang - 13 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM CHƢƠNG II. PHẦ N NÔỊ DUNG 2.1. Giới thiệu và nguyên lý hoạt động của hệ thống đóng nắp chai: 2.1.1. Giới thiệu đề tài: Trong giới hạn đề tài tốt nghiệp, do còn nhiều hạn chế về kiến thức, thời gian, kinh tế chúng em giới hạn thực hiện các công đoạn của dây đóng nắp chai tự động: - Cấp chai bằng tay. - Chiết rót tự động. - Cấp nắp bằng tay. - Đóng nắp tự động. 2.1.2. Vật tƣ chế tạo dây chuyền: Các chi tiết của dây chuyền đƣợc làm bằng nhôm là chủ yếu: gồm nhiều loại nhôm hộp 12x25, 25x25, 76x25 nhôm ke, nhôm ống nhỏ phù hợp với từng vị trí. Những chỗ chịu lực lớn, momen lớn, cần độ cứng vững cao nhôm đƣợc nhét gỗ để gia tăng độ cứng vững. Các chi tiết trục và buli đều đƣợc gia công chính xác trên máy tiện. Các cụm chi tiết có yêu cầu về độ cứng vững và chính xác cao chúng em đều làm bằng thép. Trong dây chuyền có sử dụng 6 xi lanh khí nén đi kèm với bộ xilanh là các van 5 của 2 vị trí, dây dẫn khí, khí nén. Trong dây chuyền còn có các cảm biến quang và cảm biến từ. 2.1.3. Băng tải: Băng tải sử dụng đai để dẫn chai, và đƣợc chia làm 2, dẫn động bởi 2 động cơ DC, động cơ DC chạy nguồn 24V có momen lớn và có hộp giảm tốc trên thân động cơ, công suất 80w. Trục của 2 động cơ đƣợc gá trực tiếp vào trục của ru lô và 1 động cơ đƣợc gá trên nhôm thanh 25x50, động cơ còn lại đƣợc gá trên nhôm tấm. Nhôm 12x25, nhôm ống nhỏ đƣợc sử dụng để dẫn hƣớng chai trong quá trình chai chạy trên băng tải. Các thanh nhôm gá động cơ dẫn động đƣợc nhét gỗ để tăng độ cứng vững và giữ chặt chi tiết nhôm xuống đế gỗ phía dƣới. SVTH : TRẦN QUANG Trang - 14 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM Dây đai băng tải làm bằng giấy nhám vải có cát mịn loại 400, đƣợc đặt trên 1 tấm fip mỏng đỡ trên nhôm ke và chai chạy trên đó. Hình 2.1 Băng Tải. 2.1.4. Cụm chi tiết đóng nắp: Để thực hiện xoáy nắp, cụm chi tiết xoáy phải vừa chuyển động quay vừa chuyển động lên xuống. Do đó, chúng em đã chọn giải pháp dùng xilanh khí nén đƣa cụm chi tiết xoáy nắp lên xuống. Một động cơ luôn quay mang đầu xoáy nắp đƣợc gắn vào phần chuyển động lên xuống. Nên đầu xoáy có hai chuyển động vừa xoay liên tục vừa đi xuống để thực hiện xoáy nắp chai. Có nhiều cách để thực hiện các chuyển động lên xuống, chúng em lựa chọn cụm chi tiết con lăn gắn chặt bên trong nhôm hộp 25x75, tạo ra cơ cấu trƣợt trên trụ làm bằng nhôm hộp 25x50. Khi van cấp khí cho xilanh, pittong sẽ đi xuống đƣa cả cụm đóng nắp đi xuống, đầu pittong đƣợc gắn lên cụm xoáy nắp nhờ 1 mặt bích dày 2mm, làm bằng mika. Vật liệu đƣợc sử dụng trong cụm chi tiết: + Một van 5/2, xilanh 2 tác động. + Nhôm hộp 25x50,25x75, nhôm ke. + Con lăn. + Một động cơ một chiều 24V có hộp giảm tốc. SVTH : TRẦN QUANG Trang - 15 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM Để tạo ra chuyển động xoay của cụm chi tiết xoáy ta dùng 1 động cơ. Động cơ này luôn xoay khi dây chuyền hoạt động. Nguyên lý hoạt động: Động cơ luôn quay làm cho đầu xoáy nắp luôn quay, chuyển động lên xuống đƣợc thực hiện nhƣ trên đã giới thiệu. Đầu xoáy nắp đi xuống tỳ vào mặt nắp chai do tác dụng của lực ma sát của đệm cao su trong đầu xoáy làm cho nắp chai quay và chuyển động đi xuống xoáy chặt vào chai. Do có rãnh trƣợt và lò xo, nên khi cụm chi tiết xoáy đi xuống tì vào chai, chai không bị bẹp vì cụm chi tiết xoáy nắp trƣợt dần lên trong rãnh, tuy trƣợt lên nhƣng lực xoáy không hề giảm do có lò xo luôn nén xuống. Hình 2.2 Cụm chi tiết xoáy nắp. SVTH : TRẦN QUANG Trang - 16 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM 2.1.5. Nguyên lý hoạt động chung cho dây chuyền: Hình 2.3 Mô hình hệ thống đóng nắp chai Chai đƣợc đƣa vào băng tải 1 thông qua cơ cấu mâm xoay cấp chai. Tại đây, cảm biến sẽ phát hiện có chai đi qua, và cho băng tải 1 dừng lại , vị trí chai trên băng tải 1 nằm đúng ngay vị trí chiết rót. Lúc này, xilanh chiết rót sẽ đƣợc điều khiển đi xuống, chiết rót 1 lƣợng nƣớc vào trong chai theo thông số timer đã đƣợc cài đặt. Sau khi chiết rót xong, xilanh sẽ đi lên, và băng tải 1 hoạt động trở lại. Chai đƣợc đến vị trí mâm xoay đóng nắp. Tại đây cảm biến phát hiện chai đã đƣợc chiết rót đƣa đến, sẽ tự động mở chƣơng trình con phát xung điều khiển động cơ bƣớc của mâm xoay. Mâm xoay quay đƣa chai qua cơ cấu cấp nắp tự động. Cảm biến phát hiện chai có nắp sẽ cho mâm xoay dừng lại, vị trí dừng chai đúng ngay vị trí cố định nắp. Xilanh cố định nắp đi xuống cố định nắp trên miệng chai, sau đó đi lên và mâm xoay quay trở lại. Tại vị trí đóng nắp, cảm biến phát hiện chai có nắp đi qua, sẽ điều khiển mâm xoay dừng lại. Xilanh vặn nắp đi xuống đúng hành trình, sau đó quay trở về. Sau đó mâm xoay sẽ quay, đƣa chai đã đƣợc đóng nắp đến vị trí băng tải 2 đang hoạt động. Nếu chai đã đƣợc đóng nắp, băng tải 2 sẽ tiếp tục hoạt động, đƣa chai đến vị trí đã thành phẩm. Còn nếu chai chƣa đƣợc đóng nắp, cảm biển trên băng tải 2 sẽ phát hiện, và cho băng tải 2 dừng lại, xilanh đi ra đẩy chai chƣa đƣợc đòng nắp vào vị trí chƣa thành phẩm. SVTH : TRẦN QUANG Trang - 17 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM 2.2. Thiết kế chế tạo các cụm chi tiết trong dây chuyền 2.2.1.1 Chọn loại băng tải: - Băng tải đai: Hình 2.5 Băng tải đai Hình 2.6 Băng tải đai trong dây chuyền sản xuất SVTH : TRẦN QUANG Trang - 18 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM - Băng tải con lăn: Hình 2.7 Băng tải con lăn - Băng tải lá: - Băng tải thanh đẩy: Trong đồ án này chúng em quyết định chọn băng tải đai với những lý do sau: - Chi tiết dẫn động chai đƣợc dẫn trực tiếp trên băng tải. - Tải trọng của băng tải không cần lớn. - Dễ chế tạo, dễ thiết kế. - Giá thành rẻ. - Vật liệu dễ kiếm. Hình 2.8 Băng tải SVTH : TRẦN QUANG Trang - 19 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
21. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐƢ́ C SÂM 2.2.1.2. Chọn cụm chi tiết dẫn động: Băng tải dẫn động bằng động cơ điện DC. Có 3 loại động cơ điện đƣợc đƣa ra để lựa chọn đó là a. Động cơ bƣớc: Hình 2.9 Động cơ bước b. Động cơ servo: Hình 2.10 Động cơ servo c. Động cơ một chiều: SVTH : TRẦN QUANG Trang - 20 HOÀNG VĂN AN NGUYỄN TRỌNG TÀI
22. S K L 0 0 2 1 5 4