ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG CUNG CẤP VẬT TƯ DỤNG CỤ TRONG SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS NGUYỄN THẾ TRANH NGUYỄN THẾ THANH ĐỖ ĐẠT Số thẻ sinh viên : 101130215 101130197 Lớp: 13CDT2 Đà Nẵng, 2018 Đồ án tốt nghiệp Cơ điện tử GVHD: ThS Nguyễn Thế Tranh TÓM TẮT Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG CUNG CẤP VẬT TƯ DỤNG CỤ TRONG SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG Họ tên sinh viên: Nguyễn Thế Thanh Số thẻ sinh viên: 101130215 Lớp: 13CDT2 Ngành: Kỹ thuật Cơ điện tử Khoa: Cơ Khí Họ tên sinh viên: Đỗ Đạt Số thẻ sinh viên: 101130197 Lớp: 13CDT2 Ngành: Kỹ thuật Cơ điện tử Khoa: Cơ Khí Nội dung: Sau học tất môn chuyên ngành Cơ điện tử, việc thực đồ án tốt nghiệp để tổng hợp, vận dụng kiến thức học vào thực tiễn tính tốn, chế tạo hệ thống hoàn chỉnh với cấu phù hợp Bao gồm chương: Chương 1: Tổng quan hệ thống cung cấp vật dụng tự động sản xuất công nghiệp Chương 2: Sơ đố cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống Chương 3: Tính tốn thiết kế phận hệ thống Chương 4: Thiết kế điều khiển hệ thống Chương 5: Kết luận hướng phát triển đề tài Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Đồ án tốt nghiệp Cơ điện tử GVHD: ThS Nguyễn Thế Tranh LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại ngày nay, mà trình độ khoa học kĩ thuật đạt mức cao dần phổ biến, loại máy móc nhiều có tính chất tự động hóa, bán tự động Đặc biệt lĩnh vực sản xuất tự động công nghiệp, hệ thống máy tự động ngày đóng vai trị then chốt việc giảm giá thành sản phẩm tăng suất lao động Đối với khâu vận chuyển hàng hóa phân xưởng công nghiệp, việc sử dụng hệ thống tự động để thay cơng việc có tính tuần hoàn, tốn nhiều lao động điều tất yếu Do đó, hồn cảnh nước ta nay, nhu cầu hệ thống cung cấp hàng hóa sản xuất tự động lớn cấp thiết Tuy nhiên, lâu thị trường vốn ưu thuộc nhà sản xuất nước với nhiều điểm vượt trội công nghệ kinh nghiệm Các nhà sản xuất nước yếu non nớt lĩnh vực cung cấp tự động Vì vậy, địi hỏi cấp bách lớp kỹ sư trẻ phải tiên phong việc thiết kế, chế tạo hệ thống cung cấp hàng tự động có chất lượng tốt, cạnh tranh với nhà sản xuất nước sở tảng, tư kĩ thuật đào tạo mạnh dạn áp dụng tiến khoa học kĩ thuật tiên tiến giới Nắm bắt xu tại, chúng em định thực đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống cung cấp vật tư, dụng cụ sản xuất tự động” Trong q trình thực đồ án cịn nhiều khó khăn, thiếu hụt kinh nghiệm, kiến thức nên không tránh khỏi thiếu sót, kính mong q thầy bạn bỏ qua góp ý chân thành để chúng em hồn thiện Chúng em xin chân thành cám ơn ThS Nguyễn Thế Tranh TS Võ Như Thành hướng dẫn giúp đỡ tận tình để chúng em hồn thành đồ án tốt nghiệp Đà Nẵng, ngày tháng năm 2018 Sinh viên thực Nguyễn Thế Thanh Đỗ Đạt Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Đồ án tốt nghiệp Cơ điện tử GVHD: ThS Nguyễn Thế Tranh MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP VẬT DỤNG TỰ ĐỘNG TRONG SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP 1.1 TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 1.1.1 Giới thiệu tự động hóa q trình sản xuất 1.1.2 Một số khái niệm định nghĩa tự động hóa q trình sản xuất 1.1.3 Vai trị ý nghĩa tự động hóa q trình sản xuất 1.2 YÊU CẦU CUNG CẤP VẬT TƯ, DỤNG CỤ TỰ ĐỘNG TRONG SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP 1.3 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG XE TỰ HÀNH (AUTOMATED GUIDED VEHICLES SYSTEM-AGVS) 1.3.1 Các chức cở AGVS 1.3.2 Phân loại AGV CHƯƠNG SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 2.1 NHIỆM VỤ CỦA HỆ THỐNG 2.1.1 Yêu cầu thực tế hệ thống 2.1.2 Lập mơ hình giả định 2.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG 2.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG KHỐI CẤP HÀNG A 10 2.2.1 Chuẩn bị phương án 10 2.2.2 Lựa chọn phương án 11 2.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ KHỐI NHẬN HÀNG 11 2.3.1 Cấu tạo 11 2.4 SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA XE TỰ HÀNH 12 2.4.1 Chuẩn bị phương án 12 2.4.2 Lựa chọn phương án 15 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG 16 3.1 BĂNG TẢI 16 3.1.1 Nhiệm vụ băng tải hệ thống 16 3.1.2 Tính chọn thơng số 17 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Đồ án tốt nghiệp Cơ điện tử GVHD: ThS Nguyễn Thế Tranh 3.2 XY LANH KHÍ NÉN 20 3.3 XE TỰ HÀNH 21 3.3.1 Yêu cầu kĩ thuật 21 3.3.2 Bánh xe 22 3.3.3 Tính chọn động bánh xe 23 3.3.4 Kích thước thân xe 26 3.3.5 Các kích thước sở xe 27 CHƯƠNG THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 29 4.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG 29 4.1.1 Yêu cầu điều khiển hệ thống tự động 29 4.1.2 Giới thiệu loại điều khiển 30 4.1.3 Điều khiển PLC 32 4.1.4 Điều khiển vi điều khiển 35 4.2 U CẦU VỀ ĐIỀU KHIỂN CỦA MƠ HÌNH HỆ THỐNG CUNG CẤP VẬT TƯ, DỤNG CỤ TRONG SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG 36 4.3 THUẬT TOÁN PID TRONG ĐIỀU KHIỂN ĐƯỜNG ĐI CỦA ROBOT 37 4.3.1 Giải thuật điều khiển vi tích phân tỉ lệ (PID) 37 4.4 THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN 40 4.4.1 Thiết kế điều khiển xe dò line 40 4.4.4 Thiết kế mạch kích rơ le điều khiển xy lanh cấp hàng 51 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 60 5.1 KẾT LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 60 5.1.1 Mơ hình hệ thống 60 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG 61 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP VẬT DỤNG TỰ ĐỘNG TRONG SẢN XUẤT CƠNG NGHIỆP 1.1 TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT 1.1.1 Giới thiệu tự động hóa trình sản xuất Từ lâu, người ln mơ ước loại máy có khả thay cho q trình sản xuất cơng việc thường nhật khác Những thông tin cấu tự động, làm việc không cần trợ giúp người đã xuất từ nhiều năm trước Từ sở đó, với tiến khoa học kĩ thuật đại, môn khoa học quy luật chung trình điều khiển truyền tin hệ thống có tổ chức góp phần đẩy mạnh phát triển ứng dụng tự động hóa trình sản xuất vào cơng nghiệp Tự động hóa q trình sản xuất giai đoạn phát triển sản xuất khí hóa Nó thực phần cơng việc mà khí hóa khơng thể đảm đương điều khiển q trình Trên thiết bị tự động hóa máy tự động, tồn q trình làm việc (kể tác động điều khiển) thực tự động nhờ cấu hệ thống điều khiển tự động Để thực tự động hóa trình sản xuất, cần có cấu thiết bị tự động phù hợp Tự động hóa trình sản xuất ln gắn liền với q trình hồn thiện đổi cơng nghệ Nó tốn thiết kế cơng nghệ tổng hợp, có nhiệm vụ tạo kĩ thuật hoàn toàn dựa sở q trình cơng nghệ gia cơng cơ, kiểm tra lắp ráp tiên tiến Như vậy, tự động hóa q trình sản xuất tổng hợp biện pháp sử dụng thiết kế trình sản xuất cơng nghệ mới, tiên tiến Trên sở q trình sản xuất cơng nghệ đó, tiến hành thiết lập hệ thống thiết bị có suất cao, tự động thực q trình phụ cấu thiết bị tự động, mà không cần đến tham gia người Tự động hóa q trình sản xuất gắn liền với việc ứng dụng cấu hệ thống tự động vào trình cơng nghệ cụ thể Chỉ có sở q trình cơng nghệ cụ thể thiết lập ứng dụng cấu hệ thống điều khiển tự động Quá trình tự động Hệ thống cảm biến Hệ thống điều khiển Hệ thống phản hồi Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống tự động Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 1.1.2 Một số khái niệm định nghĩa tự động hóa q trình sản xuất Cơ khí hóa Cơ khí hóa q trình thay tác động bắp người thực trình cơng nghệ chuyển động máy Sử dụng khí hóa cho phép nâng cao suất lao động, không thay người chức điều khiển, theo dõi diễn tiến trình thực loạt chuyển động phụ trợ khác Tự động hóa chu kì gia cơng Tự động hố chu kỳ gia công giai đoạn phát triển sản xuất khí hố Nó thực phần cơng việc mà khí hóa khơng thể đảm đương điều khiển thực tự động chuyển động phụ Khoa học tự động hóa Khoa học tự động hóa lĩnh vực khoa học kỹ thuật Nó bao gồm sở lý thuyết, nguyên tắc sử dụng thiết lập hệ thống điều khiển kiểm tra tự động trình khác để đạt mục đích cuối mà khơng cần tới tham gia trực tiếp người Hệ thống thiết kế chế tạo có trợ giúp máy tính (CAD-CAM) Khâu chuẩn bị thiết kế tự động hóa nhờ hệ thống thiết kế tự động có trợ giúp máy tính (CAD-Computer Aided Design) Nhờ trang thiết bị tính tốn thiết kế máy tính, hình đồ họa, bút vẽ, máy vẽ (Plotter), phần mềm chuyên dùng (Matlab, Catia, CAD) cho phép tạo mơ hình sản phẩm khơng gian ba chiều, thuận lợi cho việc khảo sát, đánh giá sửa đổi nhanh chóng trực tiếp hình Khâu điều hành chế tạo sản phẩm tự động hóa nhờ hệ thống CAM (Computer Aided Manufacturing) CAM phần hệ CIM (Computer Integrated Manufacturing) thiết lập sở sử dụng máy tính cơng nghệ máy tính để thực tất cơng đoạn q trình sản xuất, chế tạo sản phẩm lập kế hoạch sản xuất, thiết kế qui trình cơng nghệ gia cơng, quản lý điều hành trình chế tạo kiểm tra chất lượng sản phẩm Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS – Flexible Manufacturing Systems) hệ thống bao gồm thiết bị gia công máy điều khiển số, trung tâm gia công, thiết bị gá lắp, tháo dỡ chi tiết dụng cụ tự động, hệ thống cấu định hướng chi tiết tự động trình gia công, cấu kiểm tra tự động, cấu vận chuyển tự động, cấu cấp phát dụng cụ tự động, hệ thống điều khiển, …được thiết kế theo nguyên tắc mơđun điều khiển máy tính hệ thống máy tính Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang Robot công nghiệp Robot công nghiệp thiết bị tự động đa chức lập trình cho nhiều công việc điều khiển máy tính Một phận chức robot hệ thống điều khiển, có nhiệm vụ xử lý thông tin nhận để tạo chuỗi lệnh cần thiết Hệ thống điều khiển coi kho chứa trung chuyển liệu ta sử dụng cho công việc khác Các robot thường trang bị hệ thống điều khiển thích nghi, hệ thống điều khiển theo chương trình lơgic PLC (Programmable Logic Control), hệ thống cảm biến Robot thiết bị đáp ứng đặc tính thay đổi nhanh linh hoạt sản xuất đại, mở rộng đáng kể chức thiết bị trình sảnxuất với hiệu cao 1.1.3 Vai trị ý nghĩa tự động hóa q trình sản xuất - Tự động hóa q trình sản xuất cho phép giảm giá thành nâng cao suất lao động - Tự động hóa q trình sản xuất cho phép cải thiện điều kiện sản xuất Tự động hóa thay đổi tính chất lao động, cải thiện điều kiện làm việc công nhân, khâu độc hại, nặng nhọc, có tính lặp lặp lại nhàm chán, khắc phục dần khác lao động trí óc lao động chân tay - Tự động hóa q trình sản xuất cho phép đáp ứng cường độ lao động sản xuất đại - Tự động hóa q trình sản xuất cho phép thực chun mơn hóa hốn đổi sản xuất - Tự động hóa q trình sản xuất cho phép thực cạnh tranh đáp ứng điều kiện sản xuất 1.2 YÊU CẦU CUNG CẤP VẬT TƯ, DỤNG CỤ TỰ ĐỘNG TRONG SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP Logistics nguồn gốc cách mạng công nghiệp thứ tư đóng góp vào khái niệm Cơng nghiệp 4.0 Hệ thống vận chuyển, cung cấp hàng hóa thông minh công nghệ cung cấp biện pháp ứng phó đột phá với thách thức intralogistics Với nhu cầu tự động hóa cơng nghiệp ngày cao, địi hỏi tất công đoạn dây chuyền sản xuất phải tối ưu hóa đến mức cao Cùng với mở rộng nhà máy tự động hóa khí hóa, vấn đề việc vận chuyển, bốc dỡ tích trữ hàng hóa trở nên ngày quan trọng Một số giải pháp cung cấp, vận chuyển vật tư, dụng cụ sản xuất công nghiệp: - Hệ thống vận tải xe tự hành (AGV) không cần đường ray sàn cung cấp vận chuyển hàng hóa linh hoạt quy trình sản xuất khác khu sản xuất Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang - Hệ thống phương tiện chuyển hàng theo đường ray - Sorting Transfer Vehicle (STV): Hệ thống STV trượt mượt mà, im ắng với tốc độ cao - Các loại băng chuyền đáp ứng quy trình xử lý vật liệu phức tạp, linh hoạt theo nhu cầu hoạt động yêu cầu lượng hàng hóa, tối ưu hóa khơng gian thiết kế 1.3 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG XE TỰ HÀNH (AUTOMATED GUIDED VEHICLES SYSTEM-AGVS) Hệ thống vận chuyển dẫn hướng tự động (AGV) trở thành phần thiếu danh mục giải pháp cho hệ thống intralogistics hoàn toàn tự động Hệ thống AGV có phạm vi giải pháp đa dạng cho phương tiện chứa tải lớn nhỏ tạo mạng lưới logistics, bao gồm nhiều kho hàng khu vực làm việc Giải pháp cấu hình mở rộng linh hoạt để đáp ứng yêu cầu cụ thể phân xưởng Lợi ích từ việc giảm đáng kể chi phí vận hành hiệu logistics lưu kho tăng lên Hệ thống xe vận chuyển dẫn hướng tự động hệ thống vận chuyển tự động hoàn toàn tự động sử dụng robot không người lái tự động AGV vận chuyển tất loại sản phẩm cách an tồn mà khơng cần can thiệp người môi trường sản xuất, kho hàng phân phối, cách rõ ràng để giảm chi phí tăng hiệu quả, lợi nhuận AGVS thiết kế để đáp ứng u cầu tự động hóa cơng nghiệp doanh nghiệp AGV nâng, luân chuyển luân phiên hàng hoá, lấy hàng từ kệ, lưu trữ sản phẩm hầm, vận chuyển sản phẩm khoảng cách dài đưa chúng vào băng tải, vào xe tải, vào kho cất giữ Hình 1.2 Hệ thống xe tự hành AGV Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 1.3.1 Các chức cở AGVS - Định tuyến: phương pháp mà AGVS điều hướng thông qua đường dẫn hệ thống AGV đến đích Các cách tiếp cận khác để định tuyến logic thực bao gồm thời gian ngắn nhất, khoảng cách ngắn mô hình cố định - Kiểm sốt giao thơng: đảm bảo AGVS không va chạm với hoạt động đường Kiểm sốt giao thơng cung cấp với khả tách xe cố định biến đổi - Giao tiếp: sử dụng cho chức khác hệ thống AGV Nó phương tiện, phương tiện thiết bị trung tâm cho giao diện cục Giao tiếp thực thông qua phương tiện RF hồng ngoại 1.3.2 Phân loại AGV Phân loại theo chức - Xe kéo (Tow type): dùng để kéo xe đẩy, xe kéo, xe lăn, Khả kéo thông thường từ 10.000 đến 50.000 kg - Xe chở (Unit load type): AGV chở hàng lưng xe, thùng hàng lúc Thường kết hợp vận chuyển tải tự động trạm lấy thả - Xe nâng (Fork Type): Sử dụng chế nâng fork/mast để giao tiếp với tải trọng độ cao khác Thông thường tải trọng sàn cao lấy gửi cách tự động - Loại tải nhẹ (Commercial/Office Type) - Loại nhỏ với sức chứa 500 pounds Được thiết kế để vận chuyển hàng lẻ hàng nhỏ môi trường sản xuất nhẹ môi trường Nhiều phiên sử dụng để phân phối thư văn phòng - Loại tải nặng (Heavy Carrier Type) - Được thiết kế để vận chuyển vật lớn nặng Thông thường sử dụng ngành công nghiệp luyện kim cơng nghiệp giấy Có khả vận chuyển tải trọng có trọng lượng vượt 250.000 pounds Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang } void Sensor2Value(){ float sumSensor = 0; int _k = 0; for(int i = 0; i < 5; i++){ if(Sensor[i] == LOW) { sumSensor += i - 2; _k++; } } if(_k == 0) IsStart = false; else { IsStart = true; OffsetSensor = (float)sumSensor/_k; } } void RunMotor(int _intA, int _intB){ digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, HIGH); digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, HIGH); if(_intA < 0) _intA = 0; if(_intB < 0) _intB = 0; Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 48 analogWrite(ENA, _intA); analogWrite(ENB, _intB); } void PIDController() { float error = 0; int PIDout = 0; if(millis() - LastTime > Time_Exm) { LastTime = millis(); error = OffsetSensor; I += Ki*error; PIDout = (int)(Kp*error + I + Kd*(error - LastError)); LastError = error; //Serial.println("A"); if(PIDout < 0) { RunMotor( 55 - abs(PIDout),55+ abs(PIDout)); } else { RunMotor( 55 + PIDout,55 - PIDout); } if(IsStart == false){ //RunMotor(0, 0); Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 49 } } } void Stop(){ if (SensorStop== HIGH){ digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW); digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, LOW); delay(5000); digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, HIGH); digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, HIGH); delay(500); } } Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 50 4.4.4 Thiết kế mạch kích rơ le điều khiển xy lanh cấp hàng a Lưu đồ thuật toán Hình 4.12 Lưu đồ thuật tốn mở piston cấp hàng Ban đầu xe di chuyển vào khu băng tải để nhận hàng, sau cấp khu B,C,D ứng với piston 1,2,3 Mỗi vòng di chuyển xe cấp gói hàng khu Hình 4.13 Mơ hình cấp hàng hệ thống Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 51 b Sơ đồ mạch điện Hình.4.14 Sơ đồ mạch kích rơ le điều khiển cấp hàng Nguyên lí hoạt động: Xe vận chuyển hàng chạy bàn mô (xưởng làm việc) Ban đầu xe di chuyển theo line dừng lại 5s khu A) nhờ cảm biến dò line (theo vạch) Tại Khu A: xe di chuyển tới kích hoạt cảm biến hồng ngoại qua vi điều khiển xử lý kích hoạt role làm quay băng tải cấp hàng cho xe Tiếp đến xe chuyển hàng tới khu B dừng lại 5s khu B nhờ cảm biến dò line(theo vạch) Tại Khu B: xe di chuyển tới kích hoạt cảm biến hồng ngoại qua vi điều khiển kích hoạt role mở van solenoid, piston đẩy hàng khu B xuống thùng chứa Sau xe di chuyển qua C, D chờ C, D 5s không mở piston C,D.Cuối xe quay lại A Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 52 Bắt đầu chu trình nhận trả hàng C: Tương tự xe nhận hàng A dừng lại 5s Sau xe di chuyển qua khu B, chờ 5s mà không trả hàng (piston B khơng kích hoạt) Tại Khu C: xe di chuyển tới kích hoạt cảm biến hồng ngoại qua vi điều khiển kích hoạt role mở van solenoid, piston đẩy hàng khu C xuống thùng chứa Sau xe di chuyển qua D (chờ 5s) mà không trả hàng quay lại A Kết thúc chu trình nhận trả hàng C Tương tự chu trình nhận trả hàng C Tại chu trình nhận trả hàng D: Xe nhận hàng A di chuyển qua B,C mà không trả hàng cuối trả hàng D Kết thúc vòng nhận hàng A trả hàng theo thứ tự B, C D Chương trình tiếp tục lặp lại Tại vị trí A ,B ,C ,D gồm cảm biến hồng ngoại DS30C4 Khi xe di chuyển qua A, B, C D Gặp vật cản cảm biến hông ngoại từ mức thấp sang mức cao gửi tín hiệu vào VĐK qua VĐK kích cổng D3 xuống mức thấp (trong 5s) từ kích hoạt role mở 5s Role mở kích hoạt dịng điện 220V qua van solenoid nhờ van mở piston mở Các linh kiện sử dụng mạch a Arduino Uno (Các thông số tương tự Arduino Nano) b Van solenoid Van đảo chiều 5/2: Hình 2.12 mô tả cấu tạo van Bao gồm cửa P cửa cung cấp nguồn lượng, cửa A lắp với buồng bên trái xi lanh cấu chấp hành, cửa B lắp với buồng bên phải xi lanh cấu chấp hành, cửa T cửa R cửa xả lượng Khi trượt van di chuyển qua trái, cửa P thông với cửa B, cửa A thông với cửa R Trạng thái ban đầu cửa A thơng với cửa P, có tín hiệu điện piston trượt bên phải, lúc cửa A xả khí qua cửa T, cửa B thơng với cửa P A T B P R Hình 4.15 Sơ đồ cấu tạo van solenoid Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 53 Hình 4.16 Cấu tạo van điện từ khí nén 5/2 d Mạch từ: Có tác dụng dẫn từ Đối với rơle điện từ chiều, gông từ chế tạo từ thép khối thường có dạng hình trụ trịn (vì dịng điện từ khơng gây dịng điện xốy nên khơng gây phát nóng từ ) Đối với rơle điện từ xoay chiều, mạch từ thường chế tạo từ thép kỹ thuật điện ghép lại (để giảm dịng điện xốy Fuco phát nóng ) Thơng số kỹ thuật : Điện áp cuộn dây : 220VDC Tiếp điểm: Chịu dòng 5A-220VAC 5A-28VDC Bộ nguồn ta sử dụng nguồn 5V-2A để cấp cho role cảm biến sân nguồn 12v-5A cấp cho băng tải Code điều khiển int IN1 = 2; //Control Pin int IN2 = 3; int IN3 = 13; //Control Pin int IN4 = 5; int num=0; int Sensor1 = 1; int Sensor2 = 1; int Sensor3 = 1; int Sensor4 = 1; int a=1; int b=0; Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 54 int c=0; int d=0; int e=0; int f=0; void setup() { pinMode(IN1, OUTPUT); pinMode(IN2, OUTPUT); pinMode(IN3, OUTPUT); pinMode(IN4, OUTPUT); Serial.begin(9600); pinMode(Sensor1,INPUT); pinMode(Sensor2,INPUT); pinMode(Sensor3,INPUT); pinMode(Sensor4,INPUT); digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, HIGH); digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, HIGH); } void loop(){ ReadSensor(); bangtai(); batpiston1(); batpiston2(); batpiston3(); } void ReadSensor() Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 55 { Sensor1 = digitalRead(6); Sensor2 = digitalRead(7); Sensor3 = digitalRead(8); Sensor4 = digitalRead(9); } void bangtai() { if(Sensor1 == LOW) { digitalWrite(IN1 , HIGH); delay(2000); digitalWrite(IN1, LOW); delay(7000); digitalWrite(IN1, HIGH); delay(500); num=num +1; if(num ==1) a = 1; Serial.println(a); if(num == 2) {b = 1; a= 0;} if(num == 3) {c= 1; b =a =0;} if(num == 4) {num=1; a = 1;c=0; d =e = f =0; Serial.println((String)a + (String)b + (String)c); } } } void batpiston1() { Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 56 //Out vong lap 1(piston1) if(Sensor2 == LOW && a==1 && b==0 && c==0 && d==0 ){ digitalWrite(IN2 , HIGH); delay(2000); digitalWrite(IN2, LOW); delay(5000); digitalWrite(IN2 , HIGH); delay(500); Serial.println("p2on"); d++; } // tat piston va if(Sensor3 == LOW && a== && b==0 && c==0 ) { digitalWrite(IN3 , HIGH); delay(1000); } if(Sensor3 == LOW && a==1 && b==0 && c==0 ) { //a=0; //b=1; digitalWrite(IN2 , HIGH); delay(1000); } Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 57 } void batpiston2() { // vong lap bat piston if(Sensor2 == LOW && a==0 && b==1 && c==0 ) { digitalWrite(IN2 , HIGH); delay(1000); } // bat piston if(Sensor3 == LOW && a==0 && b==1 && c==0 && e==0 ) { digitalWrite(IN3 , HIGH); delay(2000); digitalWrite(IN3, LOW); delay(5000); digitalWrite(IN3 , HIGH); delay(500); e++; } // tat piston3 if(Sensor4 == LOW && a==0 && b==1 && c==0 ) { //c=1; //b=0; Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 58 digitalWrite(IN4 , HIGH); delay(1000); } } void batpiston3() { if(Sensor2 == LOW && a==0 && b==0 && c==1 ) { digitalWrite(IN2 , HIGH); delay(1000); } if(Sensor3 == LOW && a==0 && b==0 && c==1 ) { digitalWrite(IN3 , HIGH); delay(1000); } if(Sensor4 == LOW && a==0 && b==0 && c==1 && f==0 ) { digitalWrite(IN4 , HIGH); delay(2000); digitalWrite(IN4, LOW); delay(5000); digitalWrite(IN4 , HIGH); delay(500); } } Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 59 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5.1 KẾT LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 5.1.1 Mơ hình hệ thống Hình 5.1 Mơ hình hồn thiện Kết quả: Sau tháng thực thiện, nhóm đề tài thiết kế thành cơng mơ hình hệ thống cung cấp vật tư dụng cụ sản xuất tự động Hệ thống chạy với quy trình cơng nghệ đặt từ trước, giải vấn đề lớn đặt chương giải tốn cấp phơi tự động theo Tuy nhiên vấn đề thời gian, kinh tế kiến thức khí, lập trình cịn hạn chế nên phần cấu cấp hàng (xy lanh) chưa thật xác Do sử dụng linh kiện chưa tốt nên số nhiễu xe dò line dẫn đến xe chưa di chuyển vị trí Sử dụng nguồn pin chưa chất lượng nên xe chạy nhiều vòng gây tượng sụt áp Cách khắc phục Thay đổi cấu dò line ánh sáng sang dị line băng từ, sử dụng pin có chất lượng tốt Hồn thiện khâu hiệu chỉnh PID để có xác di chuyển Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 60 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG - Sử dụng điều khiển khơng dây RF khu để dễ dàng điều khiển xe tới vị trí cần cấp hàng - Sử dụng nguồn ac quy để giúp xe di chuyển lâu hơn, chống sụt áp Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất & Lê Văn Uyển, Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tập 1, 116117 Việt Nam, Cơng ty In Cơng Đồn Việt Nam, 2006 [2] Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy tập 1, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội 1999 [3] Nguyễn Trọng Hiệp-Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội 2010 [4] GS.TSKH Phan Kỳ Phùng- Ths: Thái Hoàng Phong Sức bền vật liệu (tập ,2), nhà xuất khoa học kỹ thuật,xuất năm 2006 [5] Sam Virit Blog, PID control- line follower robot [6] DAIFUKU, SMARTCART, Automatic Guided Cart Installed Systems Richard T Vannoy II, M.S.I.T., B.S.E.E.T Designing and Building a Line Following Robot [7] VISHAY, TCRT5000, TCRT5000L Datasheet, Document number: 80112, Rev 1.1, 02-Jul-09 [8] VISHAY, Application of Optical Reflex SensorsTCRT1000, TCRT5000, CNY70, Document number: 80107, Rev 1.1, 02-02 [9] LM358Datasheet Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thanh, Đỗ Đạt Lớp 13CDT2 Trang 62 ... MÔ HÌNH HỆ THỐNG CUNG CẤP VẬT TƯ, DỤNG CỤ TRONG SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG Thông qua việc xác định mực tiêu nhiệm vụ nêu chương 1, u cầu đặt cho việc điều khiển mơ hình hệ thống cung cấp vật tư, dụng cụ. .. quan hệ thống cung cấp vật dụng tự động sản xuất công nghiệp Chương 2: Sơ đố cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống Chương 3: Tính tốn thiết kế phận hệ thống Chương 4: Thiết kế điều khiển hệ thống. .. trình cơng nghệ cụ thể thiết lập ứng dụng cấu hệ thống điều khiển tự động Quá trình tự động Hệ thống cảm biến Hệ thống điều khiển Hệ thống phản hồi Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống tự động Sinh viên