THUYẾT MINH đồ án môn học đề tài nghiên cứu, thiết kế và chế tạo trạm cấp phôi tự động dạng phễu sử dụng bộ điều khiển PLC

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG

KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG

Hệ thống cấp phôi tự động chuyển đổi máy bán tự động thành máy tự động, với cấu trúc đa dạng tùy thuộc vào loại phôi, năng suất và thiết kế của máy.

Hệ thống cấp phôi tự động máy là tổ hợp các cơ cấu chấp hành thực hiện nhiều chức năng như cấp phôi vào vùng gia công, xác định vị trí phôi, kẹp, chuyển phôi và tháo chi tiết đã gia công Mỗi cơ cấu chấp hành đảm nhiệm một chức năng riêng, chẳng hạn như cơ cấu cấp phôi dạng ổ chứa với cơ cấu ngắt liệu điều chỉnh số phôi, thanh đẩy để đẩy phôi, cữ tỳ xác định vị trí và cơ cấu kẹp giữ chặt phôi Cuối cùng, cơ cấu tháo phôi có nhiệm vụ tháo và đẩy chi tiết ra khỏi vùng gia công, tạo thành một hệ thống cấp phôi tự động hoàn chỉnh.

Hệ thống cấp phôi tự động là một giải pháp tiên tiến, bao gồm các cơ cấu vận chuyển phôi giữa các máy khác nhau, giúp tự động hóa quá trình cung cấp vật liệu gia công như phôi rời, phôi thanh, phôi dây và phôi dạng bột Các thuật ngữ khác nhau dùng để chỉ các chức năng cụ thể của hệ thống này, chẳng hạn như "cơ cấu định hướng dạng phễu" mô tả tính năng đặc thù trong việc định hướng phôi, trong khi "cơ cấu cấp phôi rung động" nhấn mạnh cách thức di chuyển phôi dưới tác động của rung động từ phễu chứa.

Nguyên lý làm việc và kết cấu của hệ thống cấp phôi tự động phụ thuộc vào dạng phôi gia công, năng suất và loại máy.

Vị trí lắp đặt hệ thống cấp phôi tự động cần được xác định dựa trên vùng làm việc của máy hoặc dây chuyền, cũng như yêu cầu về nhân chủng học để đảm bảo điều kiện làm việc thuận lợi cho cơ cấu.

Những yêu cầu chủ yếu đối với hệ thống cấp phôi tự động phôi rời là:

 An toàn khi làm việc.

 Hệ số cấp phôi cao (xác suất cấp được phôi vào vị trí đạt giá trị cao)

 Có khả năng tích được đủ số lượng phôi trong phễu chứa.

 Cấp và tháo phôi thuận tiện.

 Bảo đảm tác dụng nhanh của hành trình chạy không và hành trình làm việc.

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat

CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG CẤP PHÔI RỜI

Phôi rời là loại phôi phổ biến trong sản xuất hàng loạt và hàng khối, với sự đa dạng về hình dáng, chủng loại và kích thước Do đó, phân loại phôi rời đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn các cơ cấu cấp phôi.

Thông thường, phôi rời được phân loại theo hình dáng Trong một số trường hợp dựa vào các tính chất khác của phôi để phân loại.

Một số loại phôi rời mà chúng ta thường gặp trong thực tế sản xuất là:

 Chi tiết hình trụ có chiều dài lớn hơn đường kính (L > D) có 2 dạng sau:

- Dạng chi tiết có hai trục đối xứng vuông góc nhau

- Dạng chi tiết có 1 trục đối xứng

 Chi tiết hình trụ có chiều dài gần bằng đường kính ( L ≈ D/( L=D ± 20%) ) là chi tiết có hai trục đối xứng vuông góc

 Chi tiết có chiều dài nhỏ hơn đường kính L ≤ D (L = 0,8.D) cũng là chi tiết có hai trục đối xứng vuông góc nhau

 Chi tiết hình trụ có mũ là dạng chi tiết có một trục đối xứng

Ngoài ra, còn có các chi tiết dạng đĩa, bulông, vít, ốc….

1.2.2 Cấu tạo chung của hệ thống cấp phôi rời

Hệ thống cấp phôi đầy đủ cần phải có các thành phần sau đây:

Phễu chứa phôi hoặc ổ chứa phôi

Cơ cấu định hướng phôi

Cơ cấu điều chỉnh tốc độ phôi

Cơ cấu bắt – nắm phôi khi gá đặt và tháo chi tiết sau khi gia công.

Mỗi thành phần trong hệ thống đều có chức năng và nhiệm vụ riêng, cần được phối hợp đồng bộ để tạo thành một thể thống nhất về không gian và thời gian Tuy nhiên, không nhất thiết phải có đầy đủ tất cả các thành phần, mà có thể chỉ cần một số trong các trường hợp cụ thể Việc phân chia hệ thống thành các thành phần là tương đối, vì có thể kết hợp một số thành phần với nhau dựa trên đặc điểm hình dáng và kích thước của phôi, giúp giảm kích thước hệ thống và đơn giản hóa quá trình thiết kế, chế tạo và lắp ráp.

Trong quá trình tự động cấp phôi rời, việc định hướng phôi đóng vai trò quan trọng và đầy thách thức Hình dáng, kích thước và trọng lượng của phôi ảnh hưởng đến khả năng tự định hướng, từ đó quyết định phương pháp định hướng mà hệ thống cấp phôi sẽ áp dụng.

Những chi tiết đơn giản thường được chia thành 2 loại:

Loại phôi có 1 trục đối xứng.

Loại phôi có 2 trục đối xứng trở lên.

Loại phôi có 2 trục đối xứng trở lên chỉ cần định hướng 1 lần còn những phôi có 1 trục đối xứng thường phải định hướng 2 lần hoặc định hướng kép.

Các phương pháp định hướng:

Định hướng bằng tay: Đối với các chi tiết trụ dài (L/D từ 510), chi tiết trụ hoặc côn có L/D xấp xỉ bằng 1, các chi tiết khó định hướng tự động.

Định hướng tự động: cả 2 bước định hướng diễn ra trong phễu hoặc kết hợp phễu và máng dẫn.

Để thiết kế hệ thống cấp phôi tự lựa hiệu quả, việc định hướng phôi cần tuân thủ một số nguyên tắc quan trọng nhằm đảm bảo tính chính xác và hiệu suất trong quá trình tự động hóa.

+ Cơ cấu định hướng phải tạo điều kiện cho phôi tự nhận lấy vị trí ổn định tự nhiên của nó trong quá trình chuyển động.

+ Tìm cách thu nhận lấy những phôi có vị trí đúng và gạt bỏ hoặc sửa chữa lại vị trí

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat của những phôi sai yêu cầu.

+ Những phôi bị gạt bỏ phải được vận chuyển ngược về phễu cấp phôi.

+ Nếu cơ cấu định hướng có độ tin cậy không cao thì phải bố trí vài ba cơ cấu trên đường vận chuyển phôi.

Chi tiết hình lục giác có 6 trục đối xứng, do đó chỉ cần thực hiện định hướng một lần bằng phương pháp tự lựa chọn Các chi tiết sẽ chuyển động trên máng phễu trong trạng thái nằm.

ĐƯA RA PHƯƠNG ÁN

Vì đây là phôi rời, trong đề tài là phôi có nhiều hơn 2 trục đối xứng nên ta có một số phương án cấp phôi như sau:

1.3.1 Phễu cấp phôi kiểu đĩa quay

Dùng để cấp phôi chi tiết dạng trụ trơn hoặc trụ có bậc nhưng l ≥ d hoặc các phôi có dạng đĩa, vòng.

Hình 1.1 Phễu cấp phôi kiểu đĩa quay

 Nguyên lý làm việc của phễu cấp phôi kiểu đĩa quay:

Phôi được đổ vào cốc phễu và đĩa quay tròn nhờ hệ thống trục vít-bánh vít, tạo ra sự xáo động cho phôi Khi rãnh trên đĩa ở vị trí thấp nhất, một phôi sẽ rơi vào rãnh và được vận chuyển ra máng khi rãnh quay lên vị trí cao nhất Quá trình cấp phôi diễn ra liên tục nhờ vào nhiều rãnh trên đĩa Để giúp phôi dễ dàng định hình và rơi vào rãnh, có thể bố trí thêm cánh dẫn hướng trên đĩa, trong khi đáy phễu được đặt nghiêng khoảng 30° đến 45° so với mặt phẳng nằm ngang.

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Ưu điểm Nhược điểm

Giá thành cao Kết cấu đơn giản, dễ gia công. Định hướng chính xác Năng suất thấp

1.3.2 Phễu cấp phôi rung động

Hình 2.2 Phễu cấp phôi rung động

1: Phễu 4: Phần ứng từ của nam châm điện 2: Máng xoắn 5: Đế nam châm

3: Lò xo lá 6: Phần cảm ứng từ của nam châm điện

Nguyên lý làm việc của phễu rung:

Khi cấp nguồn cho phần cảm từ của nam châm điện, dao động kéo phễu sẽ diễn ra, nhờ lò xo lá, hệ thống dao động sẽ vừa lên xuống vừa xoay quanh tâm Phôi trong phễu sẽ tản ra xung quanh và tiếp cận đầu mối của cánh xoắn, sau đó di chuyển theo cánh xoắn từ đáy phễu lên trên theo mặt phẳng nghiêng cho đến khi ra khỏi phễu Khi phôi đã ra khỏi phễu, nó sẽ theo máng dẫn vào vị trí gia công.

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Ưu điểm Nhược điểm

Năng suất cao Rung động

Không gây kẹt phôi Phổ biến trên thị trường

Phương án dùng phễu cấp phôi dạng rung động là hợp lý nhất vì các lý do sau:

 Cấp phôi thuộc dạng phôi rời từng chiếc cho một máy tự động.

 Phễu đơn giản dễ gia công và giá thành để thi công không cao.

 Dễ dàng trong việc điều tiết phôi.

 Cấp phôi đáp ứng được năng suất đề ra.

GIỚI THIỆU PHỄU RUNG CÓ MÁNG XOẮN VÍT

Cơ cấu cấp phôi rung động với máng xoắn vít là thiết bị phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp như gia công cắt gọt, đóng gói dược phẩm và thực phẩm, cũng như trong lắp ráp Thiết bị này được sử dụng để cung cấp phôi rời từng chiếc cho các máy riêng lẻ hoặc cho các dây chuyền tự động, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất.

Phễu đóng vai trò quan trọng trong việc tích trữ, định hướng và vận chuyển phôi đến máng tiếp nhận Nếu thiếu một trong các chức năng này, cơ cấu cấp phôi sẽ không hoạt động hiệu quả.

Hình1.3 Cơ cấu cấp phôi rung động

Phễu tròn là thành phần quan trọng trong cơ cấu cấp phôi rung động, có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất làm việc của hệ thống Việc phân loại phễu tròn có thể dựa trên hình dáng và phương pháp chế tạo, điều này giúp xác định ứng dụng và hiệu quả của nó trong quá trình sản xuất.

Phễu tròn hình trụ có máng xoắn vít nằm bên thành trong:

Hình 1.4 Phễu tròn hình trụ

 Phễu tròn hình côn có máng xoắn vít nằm bên thành trong:

Hình 1.5 Phễu tròn hình côn

Phễu tổ hợp bao gồm một phễu hình côn làm ổ tích, kết hợp với phễu hình trụ và máng xoắn vít bên ngoài Chức năng chính của hệ thống này là thu thập và vận chuyển phôi đến máng tiếp nhận và khu vực gia công.

Hình 1.6 Phễu tổ hợp b Phân loại theo phương pháp chế tạo

Phương pháp chế tạo phễu rung: tiện, đúc, hàn.

 Phễu tiện: thường làm từ nhôm, phần đáy thường có kết cấu tháo lắp để có khả năng điều chỉnh nhanh khi cần cấp phôi loại khác.

 Phễu đúc: thường được chế tạo có hình côn và trụ.

 Phễu hàn: thường dùng thép lá, đồng lá và đura Chiều dày của vật liệu được chọn tuỳ thuộc vào kích thước của phễu nằm trong khoảng 1÷5mm.

1.4.2 Nguyên lý vận chuyển phôi trên máng xoắn vít Để nghiên cứu cơ cấu cấp phôi kiểu rung động, người ta xét một hệ cơ cấu 4 khâu bản lề chuyển động lắc trong mặt phẳng nằm ngang hoặc nằm nghiêng được mô tả trên hình 1.7 và 1.8.

Hình 1.7: Sơ đồ di chuyển phôi trên mặt phẳng nằm ngang

Xét vật A có trọng lượng G đặt trên thanh BC nằm ngang Khi thanh O1B quay phải một góc ∝ - ∝1 với tốc độ góc, vật A và thanh BC sẽ chuyển động xuống phía dưới theo phương ngang.

Gọi gia tốc chuyển động lớn nhất trong hành trình này là a, ta có:

 a tđ : là gia tốc theo phương thẳng đứng

 a n : là gia tốc theo phương nằm ngang

Khi tay quay O 1 B quay sang trái 1 góc ∝ - ∝ 1 với tốc độ góc thì vật A cùng với thanh B chuyển động lên phía trên Khi đó ta có:

Trong quá trình vật A chuyển động lên phía trên, gia tốc theo hướng thẳng đứng (a’ tđ) và gia tốc theo hướng nằm ngang (a’ n) có thể được coi là bằng nhau, tức là a tđ = a’ tđ và a n = a’ n Khi đó, có thể xảy ra một số hiện tượng nhất định.

Khi vật di chuyển cùng thanh xuống thấp về phía phải, nếu lực ma sát F ms nhỏ hơn lực quán tính F qt, vật A sẽ trượt trên thanh BC Điều này có nghĩa là vị trí của vật A so với thanh BC sẽ ở phía sau, dẫn đến chuyển động tương đối của vật A về phía trái so với thanh BC.

Khi thanh di chuyển lên phía trên và sang trái, lực ma sát (F ms) tăng lên Nếu F ms lớn hơn lực quán tính (F qt), vật A sẽ bám chắc vào thanh BC, tức là không xảy ra chuyển động tương đối giữa vật A và thanh BC.

Tổng hợp một chu trình chuyển động của thanh O 1 B ta có nhận xét sau đây:

Vật A đã dịch chuyển sang trái một khoảng s so với thanh BC Nếu chu trình này lặp lại, A sẽ tiếp tục di chuyển sang trái thêm một lượng s sau mỗi chu trình Quá trình hoạt động của cơ cấu diễn ra liên tục, dẫn đến việc vật A sẽ di chuyển tương đối với thanh BC và có xu hướng rời khỏi thanh này theo thời gian.

Trong trường hợp khi g < a tđ thì F ms < 0, lúc này vật A sẽ không còn tiếp xúc với thanh

BC nữa mà nó có bước nhảy tương đối so với thanh BC về phía trái.

Xét trường hợp thanh BC đặt trong mặt phẳng nghiêng so với mặt phẳng ngang 1 góc ( hình 1.8).

Hình 1.8 Sơ đồ di chuyển phôi trên mặt phẳng nằm nghiêng

Cũng phân tích tương tự như trên chú ý trọng lượng G của vật A được phân thành G n và

G đ tương ứng với phương nằm ngang và phương thẳng đứng, ta có:

Thiết lập công thức tính toán F ms , F qt theo giá trụ G đ và G n , a tđ và a n ta có nhận xét sau:

Khi thanh BC di chuyển sang phải và xuống dưới, vật A cần có khả năng chuyển động tương đối sang bên trái Điều này chỉ xảy ra khi một số điều kiện nhất định được đáp ứng.

Khi thanh quay về phía bên trái và lên phía trên thì điều kiện để vật không trượt trên thanh

Nếu cả hai điều kiện trên được thỏa mãn, vật A sẽ di chuyển một khoảng s tương đối so với thanh BC sau một chu trình chuyển động của thanh O1B Khi cơ cấu hoạt động liên tục, vật A sẽ dịch chuyển sang phía trái và có xu hướng rời khỏi thanh BC theo thời gian.

Dựa trên các kết quả tính toán, các kiểu phiễu rung động đã được chế tạo theo nguyên lý này Trong thiết kế mới, thanh BC được thay thế bằng một cánh xoắn có góc nghiêng, giúp tăng chiều dài và cho phép vật A di chuyển trên khoảng cách lớn hơn Điều này tạo điều kiện cho vật A có thời gian định hướng và điều chỉnh vị trí trước khi được chuyển đến máng phôi.

Cấu trúc 4 khâu bản lề trong sơ đồ nguyên lý đã được thay thế bằng cơ cấu rung động dựa trên thanh đàn hồi, sử dụng lực tạo rung từ nam châm điện từ Bộ tạo rung kiểu này mang lại nhiều ưu điểm vượt trội.

Tải xuống TIEU LUAN MOI tại địa chỉ skknchat123@gmail.com Phiên bản mới nhất cho phép người dùng dễ dàng điều chỉnh tần số rung và biên độ, giúp thay đổi tốc độ và gia tốc cho phễu cấp phôi một cách linh hoạt.

1.4.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của phễu rung 1.4.3.1 Cấu tạo:

Hình 1.9 Cấu tạo phễu rung

1: Phễu 4: Phần ứng từ của nam châm điện 2: Máng xoắn 5: Đế nam châm

3: Lò xo lá 6: Phần cảm ứng từ của nam châm điện

THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠ KHÍ CỦA HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG

TÍNH TOÁN PHỄU

Phễu cấp phôi rung động được chế tạo từ thép Cachen kết cấu CT3, với cánh xoắn hình vành khăn có đường kính ngoài gần bằng đường kính trong của phễu Cánh xoắn này được hàn chắc chắn vào thành trong của phễu theo đường xoắn ốc Thép CT3 nổi bật với thành phần hóa học và cơ tính vượt trội, đảm bảo độ bền và hiệu quả trong quá trình sử dụng.

C chiếm 0,14 ÷ 0,22% Mn chiếm 0,4 ÷ 0,65% S chiếm 0,12 ÷ 0,3% S không quá 0,055% P không quá 0,05%

2.1.2 Các thông số hình học của phễu

Chọn phễu cấp phôi rung động có dạng hình trụ.

Cơ cấu cấp phôi rung động cần đảm bảo cung cấp phôi liên tục cho máy, đồng thời đạt năng suất thực tế Q p lớn hơn năng suất của máy Q m khoảng 1,3 lần.

 K 1 : hệ số tăng năng suất của máy, K 1 = (1,3…1,5)

- Tốc độ vận chuyển chi tiết theo máng của cơ cấu cấp phôi rung động:

 L: chiều dài của chi tiết

 K 2 : hệ số dự phòng năng suất (K 2 = 0,8)

 K 3 : hệ số cấp phôi định hướng

 m: số trạng thái được chấp nhận (m= 1)

 n: tất cả số trạng thái của chi tiết có trên máng (n = 3)

- Thông số hình học của phễu:

 Góc nâng lớn nhất  max của máng tg  f 2 max tg

 f = 0,35: hệ số ma sát tinh giữa phôi và máng

15 o : góc nghiêng tối ưu của nhíp (thép lá)

Chọn đường kính phễu D = 400 mm Chiều dày thành phễu 2 mm

- Bước xoắn của máng là: t D.tg 3,14.400.tg1,5 o

- Chiều rộng của cánh xoắn là:

B r[2-3] = 24,5 + 2,5 = 27 (mm) Trong đó: r - là đường kính lớn nhất của phôi

Cánh xoắn được làm bằng thép CT3 có độ dày là 2mm Cánh xoắn được gắn lên thành phễu bằng cách hàn hồ quang điện.

Dung lượng E của phễu phải có khả năng chứa được số chi tiết đủ cho máy làm việc trong khoảng thời gian là: t max = 4 (giờ) = 240 (phút)

Số chi tiết z có khả năng được xếp thành một lớp trong phễu: n 2.r 2.24,5 2.49 z 1  i

 r i = 1, 2, 3: số lần đường kính phôi

- Số lớp phôi có khả năng được xếp cùng lúc trong toàn bộ dung lượng của phễu: n

 h c : chiều cao của chi tiết

Chiều cao dự phòng của phễu được tính bằng công thức ∆( ∆=1,5.h c ) Phễu được chế tạo từ thép CT3 với thiết kế hình côn ngược 170 độ, giúp phôi lăn ra thành phễu và di chuyển lên theo cánh xoắn khi hệ thống dao động hoạt động.

Hình 2.2 Mô hình 2D Đỏy phễu gắn với lừi sắt, lừi sắt này được chế tạo từ 1 miếng thộp cú kớch thước ỉ = 250 (mm), h = 10 (mm).

Xác định khối lượng của phễu:

Chia phễu ra các phần đơn giản để tính khối lượng:

 m m t m =4+1,47+1,766+3,826,062 (kg) Khối lượng của tất cả chi tiết được chất lên phễu m ct = 0,02.250= 5 (kg)

KÍCH THUỚC ĐẾ

Để đảm bảo hệ thống dao động hoạt động ổn định và duy trì năng suất trong quá trình làm việc, trọng lượng của phần đế máy cần phải lớn hơn từ 3 đến 5 lần so với trọng lượng của phễu.

Chọn vật liệu chế tạo đế là thép CT3.

Chọn đường kính D = 320 mm Như vậy chiều cao của đế sẽ là: h 4.m g

ĐỊNH HƯỚNG PHÔI TRÊN MÁNG XOẮN

Trong quá trình tự động cấp phôi, định hướng phôi là một trong những vấn đề quan trọng và khó khăn nhất Hình dạng, kích thước và trọng lượng của phôi ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tự định hướng và quyết định phương pháp định hướng của hệ thống cấp phôi.

Trong các cơ cấu cấp phôi rung động thì việc định hướng phôi xảy ra trong quá trình chuyển động của nó theo máng xoắn vít.

Có 2 phương pháp định hướng phôi là:

 Chủ động: tất cả các phôi được định hướng không phụ thuộc vào vị trí của chúng ở trong máng xoắn vít.

Trong quá trình cấp phôi, chỉ những phôi có vị trí chính xác mới được chuyển đến vị trí tiếp nhận, trong khi những phôi không đúng vị trí sẽ rơi trở lại phễu chứa Để thiết kế hệ thống cấp phôi hiệu quả, việc định hướng phôi cần tuân thủ một số nguyên tắc nhất định.

 Phải tạo điều kiện cho phôi tự nhận lấy vị trí ổn định tự nhiên của nó trong quá trình chuyển động.

 Tìm cách thu nhận lấy những phôi có vị trớ đúng và gạt bỏ hoặc sửa chữa những phôi có vị trí sai.

 Những phôi bị gạt bỏ phải được vận chuyển ngược trở lại phễu cấp phôi.

 Nếu cơ cấu định hướng có độ tin cậy không cao thì cần bổ sung vài ba cơ cấu trên đường vận chuyển phôi.

2.3.2 Thiết kế cơ cấu định hướng phôi nguyên liệu trên máng xoắn 2.3.2.1 Các trạng thái và lưu đồ di chuyển của phôi nguyên liệu trên máng xoắn

Hình 2.3 Các trạng thái của phôi nguyên liệu

Hình 2.4 Lưu đồ di chuyển của phôi

2.3.2.2 Thiết kế cơ cấu định hướng phôi nguyên liệu trên máng xoắn

Hình 2.5 Sơ đồ lưu chuyển phôi nguyên liệu trong phễu rung

Hình 2.6 Sơ đồ lưu chuyển phôi nguyên liệu trong phễu rung

Tính toán kích thước L,L1,H của cơ cấu định hướng phôi

Kích thước máng xoắn tại vị trí định hướng 1 cần được thiết kế để đảm bảo phôi nguyên liệu di chuyển một cách hiệu quả Trong quá trình này, các trạng thái không đúng (A) sẽ bị loại bỏ và rơi ngược lại vào phễu, trong khi các trạng thái B và C sẽ tiếp tục di chuyển Do đó, kích thước L của máng xoắn tại vị trí 1 phải đáp ứng các điều kiện cụ thể để tối ưu hóa quá trình vận chuyển.

- d: đường kính lớn nhất của phôi (d$,5mm)

- l: chiều cao của phôi (l= 9,5mm)

- L: kích thước máng xoắn tại vị trí 1

Kích thước tại vị trí định hướng 2 cần được điều chỉnh để đảm bảo phôi nguyên liệu chuyển động hiệu quả trên máng xoắn Trong quá trình này, trạng thái không đúng C sẽ bị loại bỏ và rơi ngược lại phễu, trong khi trạng thái B tiếp tục di chuyển xuống băng tải Do đó, kích thước L1 và H tại vị trí 2 của tay gạt phôi phải thỏa mãn điều kiện l < H < 2l.

9,5 H19 Vậy ta chọn: H = 12 (mm) và L1 = 6 (mm)

Trong quá trình di chuyển, phôi nguyên liệu trong phễu sẽ bị loại bỏ nếu gặp phải các vị trí có trạng thái sai trên máng Chỉ những phôi có trạng thái đúng (trạng thái B) mới được tiếp tục di chuyển xuống băng tải.

MÁNG DẪN PHÔI

Máng dẫn phôi là bộ phận thiết yếu trong hệ thống cấp phôi, có nhiệm vụ vận chuyển phôi từ phễu đến vị trí gia công hoặc từ vị trí gia công đến bộ phận tích trữ phôi cho giai đoạn tiếp theo Máng dẫn phôi hiện diện suốt quá trình từ khi cấp phôi cho đến khi sản phẩm hoàn thiện Các loại kết cấu máng được thiết kế đa dạng, phù hợp với hình dáng, kích thước và trọng lượng của phôi.

Máng có kết cấu như hình 4.4 được thiết kế cho các chi tiết nhẹ, cho phép phôi lăn hoặc trượt trên đáy mà không làm hư hỏng bề mặt Đối với phôi có trọng lượng lớn, cần xem xét các biện pháp hỗ trợ phù hợp để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình di chuyển.

Để bảo vệ bề mặt phôi, chúng ta cần giảm diện tích tiếp xúc giữa phôi và máng dẫn Một giải pháp hiệu quả là gắn các con lăn trên đáy máng, giúp nâng cao hiệu suất và bảo vệ sản phẩm tốt hơn.

Hình 2.7 Cấu tạo máng dẫn phôi

 Hình a, b, c, d là máng chữ nhật dùng cho các chi tiết trụ có l/d < 3,5 và các chi tiết dẹt có chiều dày nhỏ hơn đường kính nhiều lần.

 Hình e là máng chữ T dùng cho các chi tiết trụ có mũ dạng bu lông.

 Hình f: máng chữ V, hình g: máng chữ C dùng cho các chi tiết trụ có l/d > 3,5.

 Hình i: máng chữ U có rãnh dùng cho các chi tiết có mũ theo phương pháp đổ phôi vào máng.

 Hình j: máng chữ T ngược dùng cho các phôi có dạng hơn nữa hình trụ.

 Hình m: máng một thanh treo.

 Hình n: máng hai thanh đỡ.

Trong thực tế, trọng lượng của chi tiết cấp phôi được sử dụng để định hướng và di chuyển phôi đến vị trí gia công hoặc lắp ráp.

Hình 2.8 Phôi di chuyển trên máng dẫn nhờ trọng lượng

Đề tài yêu cầu cấp phôi có hình dạng trụ với hai trục đối xứng, vì vậy chúng tôi đã chọn máng dẫn phôi hình chữ nhật như hình minh họa.

Hình 2.9 Cấu tạo máng dẫn phôi sử dụng trong đề tài

2.4.2 Tính toán máng dẫn phôi Để phôi di chuyển được trên máng ta phải tác dụng lực vào phôi Có nhiều cách tạo ra lực di chuyển phôi như:

 Dùng trọng lực của phôi bằng cách đặt máng nghiêng một góc so với phương

Tải xuống TIEU LUAN MOI tại địa chỉ skknchat123@gmail.com Đối với phôi lăn, độ dốc của máng nên nằm trong khoảng 5° đến 7° Trong trường hợp phôi trượt, góc nghiêng của máng phải lớn hơn góc ma sát giữa phôi và đáy máng, thường khoảng 30°.

 Dùng phương pháp rung động.

 Dùng lực cơ khí hoặc thủy lực để đẩy phôi.

Phôi di chuyển trong máng dưới tác động của lực rung từ phễu rung và máng rung nghiêng 30 độ so với mặt phẳng ngang, giúp phôi trượt xuống một cách dễ dàng mà không gặp phải tình trạng kẹt.

Khi xác định chiều cao của máng cho chi tiết dạng trượt, cần lưu ý đến kích thước kẹt phôi, hay còn được gọi là điều kiện kẹt phôi.

Bài viết mô tả một phôi có kích thước L và D đang trượt trong một máng có chiều rộng H Trong quá trình trượt, phôi có thể bị nghiêng, như thể hiện trong hình vẽ.

+ Khi phôi chạm vào máng tại điểm A thì phôi sẽ chịu tác dụng của các lực pháp tuyến

N và lực ma sát F Hợp lực của chúng là T, T tạo với N một góc β là góc ma sát, đường chéo OA tạo với N một góc α.

Hình 2.10 Lực tác dụng khi phôi trượt trong máng

 Nếu α> β thì T sẽ tạo với điểm A một mômen mà mômen đó sẽ làm cho phôi bớt nghiêng nghĩa là phôi hết kẹt.

 Nếu α= IN2, IN1 IN2, IN1 IN2.

So sánh 2 kiểu dữ liệu giống nhau, nếu lệnh so sánh thỏa mãn thì ngõ ra sẽ là mức 1 = TRUE( tác động mức cao) và ngược lại.

Kiểu dữ liệu so sánh là: SInt, Int, Dint, USInt, UDInt, Real, Lreal, String, Time, DTL, Constant.

Lệnh cộng ADD: OUT = IN1 + IN2.

Lệnh trừ SUB : OUT = IN1 - IN2.

Tham số IN1, IN2 phải cùng kiểu dữ liệu: Sint, Int, Dint, USInt, Uint, UDInt, Real, Lreal, Constant.

Tham số OUT có kiểu dữ liệu: Sint, Int, Dint, USInt, Uint, UDInt, Real, Lreal.

Tham số ENO bằng 1 cho thấy không có lỗi xảy ra trong quá trình thực thi, trong khi đó ENO bằng 0 chỉ ra rằng đã có lỗi xảy ra Một số lỗi có thể xảy ra trong quá trình thực thi lệnh này.

Kết quả toán học nằm ngoài phạm vi của kiểu dữ liệu.

Real/Lreal: Nếu một trong những giá trị đầu vào là NaN sau đó được trả về NaN.

ADD Real/Lreal: Nếu cả hai giá trị IN là INF có dấu khác nhau, đây là một khai báo không hợp lệ và được trả về NaN

 Di chuyển và chuyển đổi dữ liệu

Bảng 3 7 Tập lệnh di chuyển

Lệnh Move di chuyển nội dung ngõ vào IN đến ngõ ra OUT mà không làm thay đổi giá trị ngõ IN.

EN: cho phép ngõ vào.

ENO: cho phép ngõ ra.

IN: nguồn giá trị đến.

Hình 3 2 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C AC/DC/Relay

Hình 3 3 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/Relay

Hình 3 4 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/DC.

PHẦN MỀM Tia – Portal v13

3.3.1 Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic

Step 7 Basic hệ thống kỹ thuật đồng bộ đảm bảo hoạt động liên tục hoàn hảo, thông minh, trực quan cấu hình phần cứng kỹ thuật, cấu hình mạng, lập trình, chuẩn đoán và nhiều hơn nữa một cách trực quan dễ dàng để tìm hiểu và dễ dàng để hoạt động.

3.3.2 Các bước tạo một project

Bước 1: Từ màn hình desktop nhấp đúp chọn biểu tượng TIA Portal V13

Hình 3 5 Biểu tượng phần mềm TIA - Portal V13

Bước 2: Click chuột vào “Create new project” để tạo dự án.

Bước 3: Nhập tên dự án vào “Project name” sau đó nhấn “Create”.

Hình 3 7 Đặt tên cho dự án

Hình 3 8 Chọn cấu hình cho thiết bị

Bước 5: Chọn “add new device”.

Hình 3 9 Thêm thiết bị mới

Bước 6: Chọn loại CPU PLC sau đó chọn “add”.

Bước 7: Project mới được hiện ra.

Hình 3 11 Một project mới được tạo ra

Nguyên lí hoạt động của phễu rung

Hoạt động của phễu rung được điều khiển bởi 2 cảm biến S1 được bố trí trên máng và một cảm biến S2 được bố trí trong ổ tích như hình.

Hình 3.13 Nguyên lý hoạt động của phễu rung

Khi nhấn nút start, phễu rung sẽ hoạt động và phôi di chuyển đến máng, nơi cảm biến S1 phát hiện sản phẩm đầu tiên Phễu rung tiếp tục hoạt động cho đến khi cả hai cảm biến S1 và S2 nhận diện sản phẩm, sau đó sẽ dừng lại Khi cảm biến S2 phát hiện sản phẩm, xi lanh tự động hạ xuống 1 bậc tương ứng với độ dày của phôi Phễu rung sẽ hoạt động trở lại khi cảm biến S2 không còn thấy sản phẩm Nhờ vậy, trong các chu kỳ sau, phôi luôn được dự trữ trên máng, đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục trong khi chờ phễu rung cung cấp phôi cho chu kỳ tiếp theo.

Hình 3.14 Lưu đồ điều khiển

3.3.4 Lập bảng địa chỉ ngõ vào và ra của thiết bị

Bảng 3.8 Địa chỉ ngõ vào và ra của thiết bị

Tên thiết bị Địa chỉ Chú thích

Start I0.0 Nút khởi động hệ thống

Stop I0.1 Nút dừng hệ thống

S2 I0.3 Cảm biến blue Q0.0 Đèn báo hoạt động

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

➢ Những kết quả đạt được:

− Đưa ra những phương án truyền động phù hợp cho mô hình hệ thống.

− Thực hiện việc tính chọn thiết bị phù hợp với yêu cầu.

− Xây dựng bản vẽ chế tạo và bản vẽ lắp hệ thống trên phần mềm SolidWork.

Hình 4.1 Mô hình phễu rung cấp phôi

Hình 4.2 Bản vẽ lắp phễu rung cấp phôi

Hình 4.3 Bản vẽ đế dưới

Hình 4.4 Bản vẽ đế trên

Hình 4.5 Bản vẽ đế xi lanh

Hình 4.6 Bản vẽ trụ xi lanh

Hình 4.7 Bản vẽ thân xi lanh

Hình 4.8 Bản vẽ giá đỡ dưới

Hình 4.9 Bản vẽ giá đỡ trên

Hình 4.13 Bản vẽ thanh nối

Hình 4.14 Bản vẽ lõi thép

Hình 4.15 Bản vẽ thanh chữ E

Tiêu đề	Nghiên Cứu, Thiết Kế Và Chế Tạo Trạm Cấp Phôi Tự Động Dạng Phễu Sử Dụng Bộ Điều Khiển PLC
Tác giả	Phạm Hồng Hiếu, Lê Đức Hiếu, Nguyễn Xuân Hinh, Ngô Việt Hoàng, Vũ Tiến Anh
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Trường Giang
Trường học	Trường Đại Học Điện Lực
Chuyên ngành	Cơ Khí & Động Lực
Thể loại	đồ án
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	98
Dung lượng	2,1 MB