LẮP ĐẶT, LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÁY MÀI MÁ PHANH TẠI CÔNG TY NISSIN BRAKE VIETNAM

Giới thiệu về công ty NISSIN BRAKE VIETNAM

Hình 1.1 Hình ảnh về công ty NISSIN BRAKE [1]

Công ty NISSIN BRAKE VIETNAM CO.,LTD, có vốn 100% từ Nhật Bản, chuyên sản xuất phanh, tọa lạc tại xã Quất Lưu, huyện Bình Xuyên, tỉnh Vĩnh Phúc.

Công ty đã chính thức hoạt động từ ngày 01/11/1997, với hơn 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực sản xuất phụ tùng xe hơi và xe máy Đặt mục tiêu cống hiến cho cộng đồng, công ty chuyên cung cấp sản phẩm chính là phanh xe gắn máy cho thương hiệu Honda.

Công ty hiện có 4 xưởng sản xuất hoạt động 24/7, mỗi xưởng chuyên sản xuất một loại sản phẩm chính Đội ngũ công nhân đông đảo lên đến hàng nghìn người Cụ thể, xưởng 2 chuyên sản xuất má phanh, xưởng 3 thực hiện lắp ráp, và xưởng 4 đảm nhận việc đúc các sản phẩm bằng nhôm.

Các khách hàng chính của công ty là các doanh nghiệp đến từ ngành công nghiệp xe như Honda, Toyota, Yamaha, Kawasaki Industries, …

Hình 1.2 Hình ảnh một số sản phẩm của công ty NISSIN BRAKE [1]

Bảng 1.1 Một số sản phẩm của công ty NISSIN BRAKE

Số thứ tự Tên sản phẩm

1 Bộ phanh tang trống của ô tô

2 Bộ phanh đĩa của ô tô

3 Bộ phanh đĩa xe máy ở bánh trước

4 Bộ phanh đĩa xe máy ở bánh sau

5 Bộ tay phanh bánh trước của xe máy

6 Bộ tay phanh bánh sau của xe máy

Chương 1: Tổng quan về công ty Nissin Brake VietNam

Giới thiệu về các sản phẩm phanh của công ty

Hình 1.3 Hình ảnh bộ phanh tang trống ở bánh trước ngoài thực tế

Trên hình là hình ảnh thực tế của một bộ phanh tang trống ở bánh trước xe Dream của hãng xe Honda

Hình 1.4 Cấu tạo của phanh tang trống [2]

Với cấu tạo của phanh tang trống, khi bóp phanh, má phanh sẽ ép vào trống phanh, tạo lực ma sát khiến xe giảm tốc độ

Hình 1.5 Hình ảnh bộ phanh đĩa bánh trước ngoài thực tế

Bộ phanh đĩa ở bánh xe trước của xe Wave Honda bao gồm các thành phần chính như bộ má phanh, đĩa phanh và dây dầu phanh kết nối với hộp dầu phanh.

Hình 1.6 Cấu tạo của phanh đĩa [3]

Phanh đĩa hoạt động bằng cách khi bóp phanh, dầu từ hộp dầu phanh được đẩy xuống, khiến pít-tông đẩy ra Quá trình này ép hai má phanh vào đĩa phanh, tạo ra ma sát và giúp giảm tốc độ của phương tiện.

Bộ phanh đĩa bánh trước Đĩa phanh

Chương 1: Tổng quan về công ty Nissin Brake VietNam

Hình 1.7 Hình ảnh về phanh ABS

Phanh ABS hoạt động tương tự như phanh đĩa, nhưng được trang bị thêm encoder để đo tốc độ xe Khi người lái bóp phanh, tín hiệu từ encoder sẽ giúp phanh tự nhả, đảm bảo an toàn tối ưu cho người điều khiển.

1.2.4 So sánh các loại phanh

Bảng 1.2 So sánh về các loại phanh

Tiêu chí Phanh tang trống Phanh đĩa Phanh ABS

- Khi bóp tay phanh dây cáp và cần phanh kéo căng pít tông, lá kép phanh ép căng

- Phần má phanh ép vào trống làm cho bánh xe dừng lại

- Khi bóp tay phanh, dầu nhờn đẩy xylanh sẽ ép ngàm phanh lại

- Má phanh trực tiếp kẹp đĩa phanh, khiến roto ngừng quay, làm bánh xe dừng lại

- Có hệ thống giám sát tốc độ của các bánh khi phanh để phát hiện tình trạng bó cứng trong quá trình phanh

- Từ đó đưa ra tín hiệu điều khiển để quá trình phanh an toàn

Bộ phanh ABS bánh trước

Bộ đếm xung để đo tốc độ của xe Đĩa phanh được thiết kế đặc biệt

- Dừng chính xác nhưng kém hơn so với phanh đĩa

- Rẻ tiền, lúc phanh không sợ bị sốc

- Lâu mòn do diện tích tiếp xúc với không khi rộng hơn

- Má phanh nhanh nguội nên cũng lâu mòn hơn

- Hạn chế tình trạng bó cứng khi phanh

- An toàn khi đi tốc độ cao, hoặc đường trơn trượt

- Khi cần dừng gấp thì vẫn trượt trên đường một đoạn do khó dừng chính xác

- Nhanh bị mòn má phanh trong trống vì không tiếp xúc với không khí khiến má phanh nhanh hỏng

- Dễ bị sốc, khiến xe đổ, lật nếu bóp nhanh, bất ngờ

- Được áp dụng trên các xe hiện đại và xe đời mới

- Giá đắt do được trang bị tính năng hiện đại, đòi hỏi chi phí chế tạo cao

- Vẫn còn hiếm trên thị trường Việt Nam nên chỉ bảo dưỡng ở chính hãng Áp dụng

- Xe có dung tích xy lanh thấp, công suất thấp

- Ví dụ: Dream, wave của Honda, Sirius của Yamaha

- Xe có dung tích cy lanh trên 100cc và công suất lớn

- Ví dụ: xe tay ga hiện đại

- Xe có tốc độ cao, công suất lớn

- Ví dụ: xe tay ga hiện đại và ô tô Vespa 946, Piaggio Liberty, Yamaha Nmax,…

Chương 1: Tổng quan về công ty Nissin Brake VietNam

Giới thiệu quá trình sản xuất má phanh cho phanh tang trống

1.3.1 Dùng khuôn ép nóng tạo hình dạng má phanh

Hình 1.8 Má phanh sau khi ép khuôn và cắt tạo hình được xếp gọn gàng

Các má phanh, sau khi được sản xuất từ khuôn ép nóng và cắt theo hình dạng tùy chỉnh, sẽ được sắp xếp gọn gàng trong các khay chờ để chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo.

9 khi bắt đầu làm việc sẽ mang các khay này về thực hiện công đoạn thứ hai đó là mài mặt trong của má phanh

Mỗi dòng xe và đời xe có thiết kế riêng biệt, dẫn đến kích thước, độ cong, độ dày và nguyên liệu của má phanh cũng khác nhau tùy theo từng sản phẩm.

1.3.2 Quy trình mài mặt trong của má phanh

Hình 1.10 Đặt sản phẩm vào chuẩn bị mài

Hình 1.11 Quy trình mài mặt trong má phanh

Bánh đà bên trong đã được che chắn Đá mài bên trong đã được che chắn

Chiều quay của bánh đà

Chiều quay của đá mài

Chương 1: Tổng quan về công ty Nissin Brake VietNam

Hình 1.12 Sắp xếp lại và để vào khay đựng

Trong công đoạn này, người công nhân ở bộ phận mài trong có nhiệm vụ lấy các khay má phanh đã được xếp sẵn về khu vực của mình

Người công nhân tiến hành căn chỉnh bánh đà và thay đồ gá cho đá mài theo bảng hướng dẫn làm việc treo rõ ràng trước vị trí làm việc Mỗi loại sản phẩm sẽ có bộ đồ gá riêng cho đá mài và vị trí bánh đà đã được xác định trước Vị trí này được ghi rõ trong hướng dẫn và xác định dựa trên thước đo gắn vào máy.

Sau khi hoàn tất việc căn chỉnh, công nhân khởi động máy bằng cách bật nguồn và sử dụng các nút nhấn trên tủ điều khiển để khởi động động cơ quay bánh đà và động cơ quay đá mài Sau khi tất cả các động cơ đã được bật, công nhân sẽ chờ ít nhất 5 giây để đảm bảo các động cơ hoạt động ổn định.

Công nhân tiến hành mài mặt trong của từng cụm má phanh bằng cách lấy từng cái lên và đưa trực tiếp vào điểm gia công Tại đây, bánh đà quay ngược chiều với đá mài, với tốc độ chậm và momen lớn, trong khi đá mài quay nhanh, giúp mài mịn mặt sản phẩm.

Người công nhân mài từ 10 đến 15 sản phẩm trước khi dừng lại để kiểm tra kích thước theo tiêu chuẩn đã được quy định trong hướng dẫn làm việc Việc kiểm tra kích thước được thực hiện bằng thước panme, đo ít nhất 6 điểm trên mỗi sản phẩm Nếu sản phẩm đạt tiêu chuẩn, công nhân sẽ tiếp tục quá trình mài.

11 đạt thì công nhân phải căn chỉnh tiếp hoặc nhờ sự giúp đỡ của tổ trưởng để khi đạt yêu cầu thì mới được sản xuất tiếp

Sau khi hoàn tất quá trình mài, công nhân sẽ sắp xếp gọn gàng các sản phẩm vào khay, chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo là mài vát hai cạnh bên, nhằm tiếp tục quy trình sản xuất.

Kết quả sau khi mài mặt trong của sản phẩm:

Hình 1.13 Kết quả sau khi má phanh được mài trong Bảng kiểm tra tiêu chuẩn của sản phẩm

Hình 1.14 Bảng kiểm tra kích thước của sản phẩm sau khi mài trong

Chương 1: Tổng quan về công ty Nissin Brake VietNam

Sản phẩm được kiểm tra kích thước bằng thước panme tại ít nhất 6 điểm trên một má phanh, bao gồm 2 điểm ở đầu bên trái, 2 điểm ở đầu bên phải và 2 điểm ở giữa sản phẩm.

Thực hiện đo từ 10 đến 15 sản phẩm đầu tiên, nếu đạt đủ yêu cầu thì tiếp tục quy trình Nếu không thì phải thực hiện căn chỉnh lại

Sau khoảng từ 500 đến 600 sản phẩm thì thực hiện lại quá trình kiểm tra và căn chỉnh

Yêu cầu sản phẩm sau khi mài là không bị sứt mẻ, với bề mặt gia công mịn màng và sạch sẽ Các sản phẩm cần đạt kích thước có dung sai khoảng ± 0.2 mm, và các chi tiết kích thước tiêu chuẩn được đo theo đơn vị mm.

- Mã sản phẩm GBG-110, 5VT, X06, 5VD, SZK-110: 4.2 ± 0.2

- Mã sản phẩm GBG-130, SZK-130, HPI-130: 4.5 ~ 4.8

Hệ thống truyền động của động cơ quay đá mài sử dụng động cơ xoay chiều 3 pha không đồng bộ rotor lồng sóc, có công suất đầu ra 2.2 kW Động cơ này được điều khiển thông qua biến tần, giúp điều chỉnh hiệu suất hoạt động một cách linh hoạt.

Hệ thống truyền động của động cơ quay bánh đà là loại động cơ xoay chiều có điều chỉnh, sử dụng động cơ xoay chiều một pha với bộ giảm tốc Động cơ này có công suất 90 W và được điều khiển thông qua một bộ điều khiển đi kèm, với nguồn cấp cho bộ điều khiển là 100 VAC.

Hệ thống điều khiển máy hiện tại sử dụng relay với cấu trúc đơn giản, thiếu tính năng và không đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao từ phía quản lý Ngoài ra, hệ thống cũng không được trang bị cảm biến để đảm bảo an toàn, do đó cần thiết phải nâng cấp và cải tiến.

1.3.3 Quy trình mài vát hai cạnh bên của má phanh

Hình 1.15 Sản phẩm trước và sau khi mài vát 2 cạnh bên

Sau khi công nhân ở bộ phận mài sắp xếp má phanh vào khay, công nhân ở bộ phận mài vát sẽ chuyển khay sản phẩm đã mài ra khu vực của mình để tiến hành mài vát hai cạnh bên của má phanh.

Quy trình mài vát hiện nay được thực hiện bằng máy tự động hóa, giúp giảm bớt công sức của người công nhân, chỉ cần xếp sản phẩm vào vị trí đầu vào của máy để hoàn thành công đoạn này.

Sau khi máy hoàn tất quy trình, công nhân sẽ sắp xếp sản phẩm vào khay chờ và tập kết tại vị trí quy định, để công nhân ở công đoạn tiếp theo tiếp tục thực hiện quy trình.

1.3.4 Nhận xét ưu, nhược điểm và các điểm cải tiến của quy trình

Nhận xét toàn bộ quy trình sản xuất má phanh dùng cho phanh tang trống ở trên:

Đề xuất đề tài và phương án cải tiến cho quy trình mài trong

Sau khi khảo sát và lắng nghe nhu cầu từ khách hàng về việc quản lý khu vực mài, công ty Hưng Thịnh đã đề xuất một phương án cải tiến hiệu quả.

Chúng tôi đang phát triển một máy tự động hóa nhằm thay thế quy trình mài hiện tại, với mục tiêu đáp ứng đầy đủ yêu cầu của quy trình mài và nhu cầu của khách hàng.

- Nhỏ gọn, thao tác dễ dàng, năng suất công việc cao

- Thay thế, tháo lắp nhanh gọn, thích ứng được với nhiều mẫu mã sản phẩm

- Sản phẩm phải đảm bảo đúng yêu cầu vì kỹ thuật cũng như chất lượng

- Giải quyết được vấn đề an toàn trong lao động

- Tận dụng nguồn nhân lực tốt hơn có hiệu quả hơn

- Máy mới có chi phí ít tốn kém nhất

Trong quá trình thực hiện phương án cải tiến, công ty Hưng Thịnh đã bố trí một chuyên gia thiết kế cơ khí để hỗ trợ tôi học hỏi về thiết kế, lắp đặt và lập trình cho phần điện - tự động hóa của máy Nhiệm vụ của đề tài này là phát triển kỹ năng và kiến thức trong lĩnh vực tự động hóa.

- Thiết kế, tính chọn các thiết bị cần thiết để có thể thực hiện được quy trình dựa theo ý tưởng cải tiến

- Lắp đặt hệ thống điện, PLC và các thiết bị trong máy mới

- Lập trình điều khiển hệ thống

Chương 2: Giới thiệu về máy mài má phanh mới [DATE]

Tổng quan thiết kế của máy mài mới

Hình 2.1 Hình ảnh máy mài khi được thiết kế trên máy tính

Bảng 2.1 Các thành phần chính của máy

Số thứ tự Tên chi tiết

2 Khay đựng sản phẩm đầu vào

3 Khu vực gia công đã được che chắn

4 Khay đựng sản phẩm sau khi mài

8 Bộ phận đẩy phôi được điều khiển xy lanh quay

2.1.1 Bố trí các động cơ

Hình 2.2 Bố trí các động cơ

Máy được thiết kế mới với động cơ, bánh đà và đá mài được sắp xếp hợp lý, cho phép động cơ quay bánh đà di chuyển để điều chỉnh kích thước điểm gia công, giúp sản phẩm mài đạt kích thước mong muốn Động cơ quay đá mài là loại điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc, trong khi động cơ quay bánh đà là điện xoay chiều 1 pha tích hợp bộ giảm tốc.

Trên bánh đà, có một thước đo giúp xác định vị trí phù hợp cho từng sản phẩm, nhằm đạt được kích thước mong muốn Các vị trí này được ghi lại trong quá trình căn chỉnh và kiểm nghiệm khi kiểm tra máy.

2.1.2 Hệ truyền động điện của máy mới a, Hệ truyền động biến tần – động cơ để điều khiển động cơ quay đá mài Để truyền động cho động cơ quay đá mài, ta sử dụng hệ truyền động biến tần – động cơ

Quá trình mài sản phẩm yêu cầu đá mài phải quay với tốc độ rất cao để đảm bảo độ mịn, tuy nhiên, trong quá trình mài, có thể xảy ra tình trạng tăng tải đột ngột do sản phẩm khi vào mài có độ nặng Động cơ quay đá mài và bánh đà đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hiệu suất mài.

Bánh đà Điểm gia công

Chương 2: Giới thiệu về máy mài má phanh mới [DATE]

Độ cứng 18 cứng cao gây khó khăn trong quá trình mài Để đảm bảo hiệu suất làm việc của động cơ trong các tác vụ nặng, việc sử dụng biến tần là lựa chọn tối ưu nhằm đáp ứng các yêu cầu cần thiết.

Việc sử dụng biến tần cho phép điều chỉnh tốc độ đá mài linh hoạt, phù hợp với yêu cầu của quy trình sản xuất từng sản phẩm cụ thể.

Các ưu điểm khi sử dụng biến tần điều khiển động cơ

- Cho phép mở rộng dải điều chỉnh và nâng cao tính chất động học của hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều

- Có khả năng điều chỉnh tốc độ động cơ dễ dàng

- Đáp ứng được nhu cầu của các thiết bị có tốc độ làm việc cao như máy mài, máy li tâm

Khởi động động cơ bằng biến tần giúp bảo vệ động cơ khỏi mài mòn cơ khí, mang lại sự khởi động êm ái và giảm thiểu hao mòn trong quá trình khởi động hoặc ngắt liên tục.

Tiết kiệm điện và bảo vệ thiết bị điện trong hệ thống là một lợi ích quan trọng khi sử dụng biến tần để khởi động động cơ, vì dòng khởi động thấp hơn so với khởi động trực tiếp, giúp giảm thiểu sụt áp cho các thiết bị khác Để điều khiển động cơ quay bánh đà, cần sử dụng bộ điều khiển tốc độ đi kèm với động cơ có bộ giảm tốc, vì động cơ thường có tốc độ cao, trong khi quá trình mài yêu cầu tốc độ quay nhỏ hơn.

Hộp giảm tốc giúp bánh đà đạt được tốc độ quay theo ý muốn, đồng thời tăng momen xoắn của trục quay, đảm bảo lực kéo lớn và ổn định Nhờ đó, khi kéo sản phẩm qua đá mài, quá trình diễn ra một cách ổn định, tránh tình trạng sản phẩm bị sứt mẻ do đá mài quay với tốc độ cao hoặc bị văng ra khỏi khe mài.

2.1.3 Bố trí thiết bị trên tủ điều khiển

Hình 2.3 Bộ phận điều khiển và hiển thị của máy Bảng 2.2 Tên và nhiệm vụ của thiết bị trên tủ điều khiển

Số thứ tự Thiết bị Tác dụng

1 Bộ đếm Hiển thị số sản phẩm đã được mài

2 Công tắc Bật hoặc tắt nguồn

3 Công tắc Bật hoặc tắt động cơ quay đá mài trong chế độ điều khiển bằng tay

4 Công tắc Bật hoặc tắt động cơ quay bánh đà trong chế độ điều khiển bằng tay

5 Nút nhấn có đèn Bắt đầu quá trình mài trong chế độ tự động

6 Bộ điều khiển Đặt tốc độ và điều khiển động cơ quay bánh đà

7 Nút nhấn có đèn Dừng quá trình mài trong chế độ tự động

8 Công tắc Điều khiển xy lanh quay

9 Công tắc Lựa chọn chế độ điều khiển bằng tay hoặc tự động

Chương 2: Giới thiệu về máy mài má phanh mới [DATE]

Các thiết bị điều khiển được sắp xếp theo hình vẽ, với tất cả dây điện trong tủ điều khiển được kết nối về tủ điện trung tâm thông qua một dây cáp tháo rời Điều này cho phép tách riêng tủ điều khiển và tủ điện trung tâm trong quá trình sửa chữa khi cần thiết.

2.1.4 Bố trí thiết bị tại khu vực mài của máy

Hình 2.4 Bố trí các thiết bị tại khu vực mài Bảng 2.3 Tên thiết bị tại khu vực mài

Số thứ tự Thiết bị

1 Khay đựng sản phẩm ở đầu vào

2 Điểm chờ của sản phẩm chuẩn bị mài

5 Khay đựng sản phẩm ở đầu ra

6 Cảm biến thu phát độc lập ở đầu vào

9 Cảm biến thu phát độc lập ở đầu ra

Vị trí các thiết bị được thiết kế và bố trí như trên hình vẽ một cách hợp lý để có thể dễ dàng thay thế và sửa chữa.

Nguyên lý hoạt động của máy mài mới

Người công nhân bắt đầu quy trình bằng cách lấy các khay sản phẩm đã được cắt thành miếng phanh và sắp xếp chúng gọn gàng vào vị trí của máy mài mới.

Người công nhân sẽ điều chỉnh vị trí bánh đà, độ dày đá mài và chọn tốc độ quay phù hợp với từng mã sản phẩm Các thông số này đã được ghi rõ trong bảng hướng dẫn làm việc treo ngay trước vị trí làm việc của công nhân.

Sau khi hoàn tất việc căn chỉnh, công nhân sẽ bật công tắc nguồn để khởi động máy Tiếp theo, họ sẽ lựa chọn chế độ hoạt động cho máy, bao gồm chế độ điều khiển bằng tay hoặc chế độ tự động Chế độ điều khiển bằng tay thường được sử dụng để kiểm tra thiết bị và trong quá trình căn chỉnh, trong khi chế độ tự động sẽ được chọn khi tiến hành sản xuất.

Khi chế độ chạy tự động được kích hoạt, công nhân cần kiểm tra đèn báo trạng thái và còi báo Nếu còi không kêu và đèn nút dừng chạy tự động sáng bình thường, máy đã sẵn sàng để hoạt động, cho phép công nhân bắt đầu quá trình sản xuất.

Công nhân sẽ lấy từ 15 đến 20 sản phẩm và đặt vào khay đựng ở đầu vào Thiết kế hợp lý cho phép chỉ có một sản phẩm ở điểm chờ, đó là sản phẩm ở vị trí thấp nhất, trong khi các sản phẩm khác nằm trong khay chờ Số lượng sản phẩm cần đủ để cảm biến ở đầu vào được kích hoạt.

Sau khi đặt đủ số lượng sản phẩm, người dùng chỉ cần nhấn nút để máy hoạt động tự động Lúc này, động cơ quay đá mài và động cơ quay bánh đà sẽ bắt đầu hoạt động Sau khoảng 5 giây, máy sẽ đạt đủ tốc độ và ổn định Tiếp theo, máy tự động điều khiển xy lanh để đẩy sản phẩm từ điểm chờ vào điểm mài.

Chương 2: Giới thiệu về máy mài má phanh mới [DATE]

Khoảng hở giữa bánh đà và đá mài là 22, cho phép thực hiện quá trình mài hiệu quả Khi chi tiết gạt đẩy sản phẩm vào, nó cũng sẽ đóng vai trò bịt điểm chờ lại, ngăn không cho sản phẩm trên khay đựng rơi xuống.

Sau khi quá trình mài hoàn tất, sản phẩm sẽ rơi xuống dưới cho đến khi cảm biến ở đầu ra được kích hoạt, khiến xy lanh quay trở về trạng thái ban đầu Nhờ lực hấp dẫn, các sản phẩm trong khay chờ phía trên sẽ rơi xuống điểm chờ, trong đó chỉ có một sản phẩm ở vị trí thấp nhất được giữ lại, trong khi các sản phẩm còn lại vẫn nằm trong khay chờ.

Sau đó, máy sẽ tiếp tục quay xy lanh để đẩy tiếp sản phẩm vào mài Sau khoảng

Trong quá trình sản xuất, công nhân sẽ dừng máy sau 10 đến 15 sản phẩm để kiểm tra kích thước và tiêu chuẩn bằng thước panme Nếu sản phẩm đạt yêu cầu theo bảng hướng dẫn, công nhân sẽ tiếp tục cho máy chạy tự động và đặt phôi vào Ngược lại, nếu sản phẩm không đạt, công nhân sẽ kiểm tra độ dày của đá mài hoặc điều chỉnh vị trí của bánh đà để đảm bảo sản phẩm đạt kích thước mong muốn trước khi tiếp tục sản xuất.

So sánh giữa hệ thống cũ và máy mài mới

2.3.1 Các điểm kế thừa từ hệ thống cũ

Trong quá trình thiết đó hệ thống mới có kế thừa những điểm sau từ hệ thống cũ:

- Cách thực hiện công đoạn mài sản phẩm đó là cách hoạt động của bánh đà với đá mài để mài sản phẩm

Sử dụng các động cơ mới dựa trên thông số của động cơ cũ giúp đảm bảo các yêu cầu về thiết bị trong quá trình mài được giữ nguyên.

2.3.2 So sánh hệ thống cũ và máy mài mới a, So sánh giữa hệ thống cũ và máy mài mới

So sánh về hoạt động của hệ thống cũ và mới được trình bày trong bảng sau:

Bảng 2.4 So sánh hệ thống cũ và máy mài mới

Hệ thống cũ Máy mài mới

Cách đưa sản phẩm vào gia công

Dùng tay đẩy trực tiếp sản phẩm vào gia công

Dùng xy-lanh quay bằng khí nén để đưa sản phẩm vào gia công

Người công nhân phải đứng làm việc đồng thời với máy

Công nhân có thể thực hiện các công việc khác để nâng cao năng suất lao động trong khi máy móc hoạt động tự động Thiết kế máy mài mới mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với hệ thống cũ.

Thiết kế mới cần có diện tích sử dụng nhỏ gọn và linh hoạt, giúp công nhân dễ dàng căn chỉnh theo yêu cầu khi làm việc với máy.

Có các bộ phận che chắn khu vực mài để đảm bảo an toàn cho người công nhân

Và có cửa đóng mở giúp công nhân có thể vệ sinh bên trong máy, hoặc căn chỉnh, hoặc kiểm tra quá trình một cách dễ dàng

Các lỗ thiết kế cho phép kết nối ống hút bụi, giúp loại bỏ bụi mài hiệu quả trong quá trình mài sản phẩm Sau khi hoàn tất, sản phẩm sẽ sạch bụi, đồng thời việc vệ sinh máy cũng trở nên dễ dàng hơn sau mỗi ca làm việc.

Máng đỡ sản phẩm sau khi mài được thiết kế hợp lý, giúp sản phẩm được xếp gọn gàng và theo thứ tự Điều này hỗ trợ công nhân trong việc thu dọn và sắp xếp sản phẩm một cách nhanh chóng và nhẹ nhàng.

Có khay đựng sản phẩm chờ trước khi làm việc

- Công nhân có thể đặt sản phẩm vào khay chờ sao cho phù hợp và máy sẽ giải quyết công việc cho người công nhân

Công nhân có thể giảm bớt thời gian đứng liên tục bên máy móc; thay vào đó, họ chỉ cần đưa sản phẩm vào máy, thực hiện các công việc khác và quay lại để tiếp tục quy trình sản xuất.

Sử dụng xy lanh quay bằng khí nén

Chương 2: Giới thiệu về máy mài má phanh mới [DATE]

- Sử dụng cylinder khí nén để quá trình có thể điều khiển, tự động hóa dễ dàng với nguồn khí nén có sẵn tại nhà máy

- Xy lanh quay sẽ được điều khiển để đưa sản phẩm vào mài, thay thế thao tác trực tiếp của công nhân.

Nhận xét

Sau khi máy được thiết kế mới đã giải quyết được những vấn đề sau:

- Diện tích sử dụng nhỏ gọn

- Có các phần che chắn, bảo vệ các khu vực gây nguy hiểm cho công nhân

Khay đựng sản phẩm đầu vào và đầu ra kết hợp với máy làm việc tự động giúp công nhân không cần phải đứng thao tác trực tiếp như trước, nâng cao hiệu suất làm việc và giảm thiểu mệt mỏi.

- Có các cảm biến để kiểm tra chính xác các tín hiệu đầu vào, đầu ra, tín hiệu an toàn trong quá trình làm việc

- Hệ thống có hiển thị rõ ràng, hệ thống điều khiển đơn giản với người dùng

Việc áp dụng biến tần và bộ điều khiển tốc độ động cơ là rất quan trọng để đảm bảo quá trình tự động hóa diễn ra chính xác, đồng thời đáp ứng các yêu cầu công nghệ cho nhiều loại sản phẩm khác nhau.

Sử dụng bộ điều khiển khả trình PLC giúp tạo ra hệ thống điều khiển nhỏ gọn, nâng cao tính tự động hóa và dễ dàng nâng cấp, thay đổi trong tương lai.

Thiết kế mới của máy đã khắc phục nhiều nhược điểm của hệ thống cũ, với những nâng cấp về tự động hóa giúp tăng năng suất và hiệu quả công việc Bên cạnh đó, máy mới còn nâng cao tính an toàn cho công nhân trong quá trình lao động.

Tính chọn biến tần điều khiển động cơ quay đá mài

3.1.1 Tính chọn động cơ quay đá mài

Động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc có công suất đầu ra 2.2 kW được sử dụng để quay đá mài trong hệ thống cũ Do đó, động cơ trong máy mài mới cũng được chọn với công suất 2.2 kW để đảm bảo chất lượng quá trình mài Bên cạnh đó, thông số thiết kế lắp đặt động cơ cũng được xác định phù hợp.

- Mã động cơ: SF-JRV (Vertical Type)

- Công suất đầu ra: 3 (HP) – 2.2 (kW)

- Mức độ chống bụi và chống nước theo chuẩn IEC: IP55

- Điện áp định mức: 3 pha – 220 (V) hoặc 3 pha – 380 (V)

Chương 3: Tính chọn các thiết bị điện

- Dòng điện định mức: 7.8 (A) đối với điện áp định mức 3 pha 220 (V) với điều kiện đầy tải hoặc 4.5 (A) đối với điện áp định mức 3 pha 380 (V) với điều kiện đầy tải

- Hiệu suất chuyển hóa năng lượng của động cơ: 0.91

- Kết cấu đơn giản nên giá thành rẻ

- Vận hành dễ dàng, bảo quản thuận tiện

Lựa chọn kiểu vertical type giúp dễ dàng lắp đặt cơ khí theo thiết kế, nhờ vào bộ phận có thể lắp đặt động cơ theo phương của trục động cơ.

3.1.2 Tính chọn biến tần sử dụng

Tính chọn biến tần dựa vào 2 yếu tố sau đây:

- Công suất của động cơ mà biến tần điều khiển

Với động cơ có công suất 2.2 kW, việc chọn biến tần phù hợp dựa trên catalog sản phẩm là rất quan trọng Biến tần được lựa chọn sẽ được sử dụng để điều khiển hiệu quả cho động cơ 2.2 kW, đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu suất tối ưu.

+ Tại nơi máy được đặt có nguồn điện được cấp đến là 1 pha 220 (V) nên ta chọn biến tần có nguồn điện cấp vào là 1 pha 220 (V)

Sau đó, dựa vào catalog của hãng ta sẽ lựa chọn biến tần

Hình 3.2 Catalog để lựa chọn thông số biến tần [4]

Cuối cùng, ta lựa chọn được biến tần như sau:

Hình 3.3 Biến tần được sử dụng trong dự án

- Mã biến tần: SV022iC5 – 1F

- Biến tần được dùng để điều khiển cho động cơ có công suất: 2.2 (kW)

- Nguồn cấp vào: 1 pha 220 (VAC)

- Điện áp ra: 3 pha 200 ~ 230 (VAC)

- Có bộ lọc EMI filter được lắp bên trong biến tần

Tính chọn động cơ có hộp số giảm tốc và bộ điều khiển

3.2.1 Tính chọn động cơ có hộp số giảm tốc Để làm gọn thiết kế và bớt phức tạp cho quá trình lắp đặt cũng như sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa nên ta chọn động cơ đã được tích hợp sẵn hộp số giảm tốc và bộ điều khiển đi kèm Ta chọn được sản phẩm có thông số như sau:

Chương 3: Tính chọn các thiết bị điện

Hình 3.4 Động cơ có hộp số giảm tốc và bộ điều khiển [5]

- Mã thiết bị: US2-590JA-GHR30-2 (Bao gồm cả động cơ và bộ điều khiển)

- Công suất đầu ra của trục động cơ: 90W

- Nguồn cấp đầu vào: 1 pha 100 (VAC)

- Tỉ số truyền giữa đầu vào và đầu ra: 30 : 1

Tính chọn cảm biến trong máy

3.3.1 Tính chọn cảm biến cho đầu vào và đầu ra của máy

Cảm biến được đặt ở khay đựng sản phẩm đầu vào có nhiệm vụ phát hiện có sản phẩm ở đầu vào hay không?

Còn cảm biến được đặt ở khay đựng sản phẩm sau khi mài có nhiệm vụ phát hiện sản phẩm đã đi ra khỏi điểm mài hay chưa?

Trong quá trình mài, bụi bẩn có thể bám vào thiết bị mặc dù đã sử dụng ống hút bụi Do đó, cảm biến được lựa chọn cần phải chịu được môi trường làm việc nhiều bụi và hoạt động ổn định Bộ cảm biến được chọn phải có thông số phù hợp với yêu cầu này.

Hình 3.5 Cảm biến thu phát độc lập được dùng trong máy [6]

- Mã cảm biến: PX-H71TZ

- Loại: Thu phát độc lập

- Mã bộ khuếch đại cảm biến: PX-10P

Trong trạng thái bình thường, đầu thu nhận ánh sáng từ đầu phát trong phạm vi tiêu chuẩn, tín hiệu cảm biến duy trì ở mức logic 0 Tuy nhiên, khi có vật cản chắn ánh sáng đến đầu thu, tín hiệu cảm biến sẽ chuyển sang mức logic 1.

Tính chọn PLC cho máy mài

Sau khi tổng hợp lại các yêu cầu, ta có số đầu vào và đầu ra của máy được liệt kê ở bảng dưới đây:

Bảng 3.1 Liệt kê số đầu vào của PLC

Số thứ tự Đầu vào

1 Công tắc lựa chọn chế độ tự động hoặc điều khiển bằng tay

2 Công tắc điều khiển động cơ đá mài

3 Công tắc điều khiển động cơ bánh đà

4 Công tắc điều khiển xy lanh quay

Chương 3: Tính chọn các thiết bị điện

7 Công tắc dừng khẩn cấp

8 Tiếp điểm an toàn của biến tần

9 Tín hiệu báo đá mài đang quay

10 Tín hiệu báo bánh đà đang quay

11 Tín hiệu báo xylanh đang hoạt động

12 Cảm biến báo xylanh đang mở

13 Cảm biến báo xylanh đang đóng

14 Cảm biến xác nhận phôi ở đầu vào

15 Cảm biến đếm sản phẩm ở đầu ra

16 Cảm biến cửa an toàn

Bảng 3.2 Liệt kê số đầu ra của PLC

Số thứ tự Đầu ra

1 Bật / tắt hoạt động của động cơ quay đá mài

2 Bật / tắt hoạt động của động cơ quay bánh đà

3 Điều khiển trạng thái của xylanh

4 Đếm số sản phẩm được đã mài được

5 Reset số đếm trên counter

Dựa vào tổng số đầu vào và đầu ra của máy, với 16 đầu vào và 8 đầu ra, cùng với việc các tín hiệu chỉ ở dạng số đơn giản mà không yêu cầu PLC xử lý tín hiệu phức tạp, chúng ta đã chọn PLC với các thông số phù hợp.

Hình 3.6 PLC được dùng để điều khiển

- Mã thiết bị: CP1E-E30DR-A

- Tổng số cổng vào/ra: 18 đầu vào / 12 đầu ra

- Điện áp cổng vào: 24 (VDC) / Sink-Source type

- Loại ngõ ra: relay output

- Ngôn ngữ lập trình: Ladder

- Phần mềm lập trình: Cx-Programmer 9.5

Lắp đặt các thiết bị điện

4.1.1 Tìm hiểu sơ đồ chân của biến tần SV022ic5-1F a, Bố trí chân cấp nguồn của biến tần

Hình 4.1 Bố trí chân cấp nguồn của biến tần [4]

Với bố trí chân như trên ta có cách đầu cấp nguồn như sau:

Hình 4.2 Cách đấu cấp nguồn cho biến tần và động cơ [4]

Để kết nối biến tần, đầu tiên, hãy đấu nguồn 220 VAC vào hai chân L1 và L2 của biến tần Sau đó, kết nối ba chân đầu ra U, V, W của biến tần với đầu vào của động cơ Cuối cùng, bố trí chân điều khiển của biến tần một cách hợp lý để đảm bảo hoạt động hiệu quả.

Hình 4.3 Sơ đồ chân điều khiển của biến tần [4]

Ta có chức năng của các chân được biểu diễn dưới bảng sau:

Bảng 4.1 Bố trí và chức năng các chân điều khiển của biến tần

P1/P2/P3/P4/P5 Đầu vào đa chức năng tùy vào cài đặt

CM Chân chung của các chân từ P1 đến P5

VR Nguồn cấp 12V cho biến trở ngoài

V1 Ngõ vào điện áp analog 0-10 (V)

I Ngõ vào dòng điện analog 0-20 (mA)

AM Đầu ra analog đa chức năng

MO Đầu ra collector hở đa chức năng

P24 Nguồn cấp 24V cho chân từ P1 đến P5

Chương 4: Lắp đặt các thiết bị, cài đặt và lập trình điều khiển

30A/30B Tiếp điểm relay đầu ra đa chức năng

Với yêu cầu của nguyên lý hoạt động, ta sẽ đấu tiếp điểm 30B – 30C làm 1 tín hiệu báo biến tần đang làm việc bình thường

Và chân P1 với CM để chạy thuận động cơ, P2 với CM để chạy ngược động cơ Chân P5 với CM để đặt tốc độ động cơ

Chi tiết về cách đấu được nêu rõ trong phần bản vẽ mạch điện

4.1.2 Tìm hiểu sơ đồ chân của bộ điều khiển động cơ có hộp số giảm tốc

Bố trí sơ đồ chân của bộ điều khiển

Hình 4.4 Bố trí chân của bộ điều khiển [5]

Bảng 4.2 Chức năng chân của bộ điều khiển

FG Tiếp địa của bộ điều khiển

FWD Điều khiển động cơ quay theo chiều kim đồng hồ

REV Điều khiển động cơ quay ngược chiều kim đồng hồ

GND Chân chung của FWD và REV

CN2 Cáp cắm cấp nguồn cho động cơ

Để kết nối nguồn 100 VAC, bạn cần đấu vào hai chân L và N của bộ điều khiển Tiếp theo, kết nối rắc cắm từ động cơ với chân CN2 Motor Để điều chỉnh hướng quay, hãy đấu chân FWD hoặc REV với chân GND để motor chạy theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ.

Chi tiết về cách đấu được nêu rõ trong phần bản vẽ mạch điện

4.1.3 Lắp đặt các thiết bị

Chương 4: Lắp đặt các thiết bị, cài đặt và lập trình điều khiển

Chương 4: Lắp đặt các thiết bị, cài đặt và lập trình điều khiển

Chương 4: Lắp đặt các thiết bị, cài đặt và lập trình điều khiển

Chương 4: Lắp đặt các thiết bị, cài đặt và lập trình điều khiển

Chương 4: Lắp đặt các thiết bị, cài đặt và lập trình điều khiển

Chương 4: Lắp đặt các thiết bị, cài đặt và lập trình điều khiển

4.2 Cài đặt tham số của biến tần và bộ điều khiển

4.2.1 Cài đặt tham số của biến tần a, Các tham số của biến tần

Các tham số của biến tần được chia thành 4 nhóm như sau:

Hình 4.7 Các nhóm tham số của biến tần [4]

Các nhóm chức năng trên biến tần có thể được chuyển đổi và lựa chọn dễ dàng bằng các phím chức năng Cụ thể, phím sang trái hoặc phải dùng để chuyển đổi giữa các nhóm chức năng, trong khi phím lên và xuống cho phép chuyển đổi các tham số trong nhóm chức năng đó Để chốt tham số, người dùng chỉ cần nhấn phím giữa.

Hình 4.8 Phím lựa chọn của biến tần

Chương 4: Lắp đặt các thiết bị, cài đặt và lập trình điều khiển

48 b, Cài đặt tham số cho biến tần

Dựa vào các yêu cầu hoạt động của máy, nên ta cài đặt các tham số lần lượt như sau:

Bảng 4.3 Cài đặt tham số cho biến tần

Nhóm chức năng Tham số Chức năng

H – Function Group 2 H93 = 1 Reset các tham số về mặc định

Drive Group ACC = 5 Thời gian tăng tốc từ 0 đến giá trị tần số đặt Drive Group DEC = 5 Thời gian giảm tốc từ giá trị đặt về 0

Drive Group Drv = 1 Chạy/dừng động qua các chân điều khiển

Drive Group Frq = 0 Cài đặt tần số qua phím chức năng của biến tần

F – Function Group 1 F21 = 60 Tần số ra lớn nhất

F – Function Group 1 F22 = 60 Tần số định mức của động cơ

F – Function Group 1 F50 = 1 Lựa chọn bảo vệ quá nhiệt cho động cơ

F – Function Group 1 F51 = 120 [%] Dòng điện lớn nhất chảy qua động cơ

I/O Group I24 = 7 Chọn tần số được cài đặt ở tham số I30

I/O Group I30 = 60 Tần số ra mong muốn

Với các cài đặt như trên, ta sẽ điều khiển biến tần như sau:

- Khi chân P1 nối với CM thì động cơ quay thuận hoặc P2 nối với CM thì động cơ quay ngược

- Khi chân P5 nối với CM thì động cơ tăng tốc từ tần số thấp nhất lên tần số được đặt ở tham số I30 trong 5(s)

- Có bảo vệ quá nhiệt cho động cơ Dòng điện lớn nhất được đặt lên động cơ bằng 120 % so với dòng định mức

Biến tần có tiếp điểm báo sự cố tại chân 30B và 30C Khi hai chân này thông nhau, biến tần hoạt động bình thường Ngược lại, nếu hai chân không thông, biến tần sẽ gặp lỗi.

4.2.2 Cài đặt tham số cho bộ điều khiển

Các bước cài tham số cho bộ điều khiển lần lượt như sau:

- Gạt phím chỉnh về phía STAND – BY

Hình 4.9 Chỉnh chế độ STAND-BY ở bộ điều khiển

- Chọn chế độ quay thuận hoặc ngược chiều kim đồng hồ cho động cơ bằng cách nối chân FWD hoặc REV với chân GND ở khu vực chân điều khiển

Hình 4.10 Chọn chế độ quay thuận hoặc quay ngược [5]

Chọn chế độ cài tham số bằng phím chức năng, sau đó điều chỉnh tham số khởi động hoặc dừng động cơ thông qua tiếp điểm ngoài trong chế độ lệnh ngoại.

Chương 4: Lắp đặt các thiết bị, cài đặt và lập trình điều khiển

Hình 4.11 Chọn chế độ điều khiển bộ điều khiển [5]

Chọn tốc độ của bánh đà bằng cách xoay núm xoay và ấn vào để đặt tốc độ

Hình 4.12 Cài đặt tốc độ động cơ quay bánh đà

Sơ đồ grafcet hoạt động của máy

4.3.1 Danh sách địa chỉ đầu vào, đầu ra, tên gọi và ý nghĩa

Bảng 4.4 Danh sách địa chỉ đầu vào, ra và ý nghĩa

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích các thuật ngữ quan trọng liên quan đến điều khiển thiết bị "auto_manual" đề cập đến lựa chọn giữa chế độ tự động và điều khiển bằng tay "motor_manual" là chức năng bật/tắt bằng tay cho động cơ đá mài, trong khi "speed_manual" là tính năng tương tự cho động cơ bánh đà Đối với "cylinder_manual", đây là cách đóng/mở xy lanh bằng tay Các nút điều khiển cũng rất quan trọng, bao gồm "start_button" để khởi động và "stop_button" để dừng thiết bị Cuối cùng, "e_stop" là công tắc dừng khẩn cấp, đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.

Biến tần báo an toàn tại điểm 30B – 30C của ss_motor cung cấp tín hiệu báo động cơ đá mài đang hoạt động (ss_speed) và động cơ bánh đà đang chạy (ss_rotate) Các cảm biến cũng theo dõi trạng thái xy lanh, với tín hiệu ss_on cho biết xy lanh đang mở và ss_off cho biết xy lanh đang đóng Cảm biến đếm sản phẩm ở đầu ra (ss_count) và xác nhận phôi đầu vào (ss_workpiece) đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra suôn sẻ Cuối cùng, cảm biến xác nhận cửa đang đóng (ss_door) và chức năng bật/tắt động cơ quay đá mài (motor Out) giúp duy trì an toàn trong hoạt động.

Chương 4: Lắp đặt các thiết bị, cài đặt và lập trình điều khiển

Bài viết này mô tả các chức năng của hệ thống điều khiển máy móc, bao gồm: bật/tắt động cơ quay bánh đà, đếm sản phẩm, và reset số đếm trên bộ đếm Đèn xanh báo hiệu máy đang hoạt động, trong khi đèn đỏ cảnh báo sự cố hoặc khi máy dừng Ngoài ra, hệ thống có khả năng đóng/mở xy lanh quay và phát còi báo Trạng thái máy hoạt động trong chế độ tự động được báo qua bit working Temp, trong khi bit reset_manual cho biết các thiết bị đã trở về trạng thái ban đầu trong chế độ điều khiển bằng tay.

4.3.2 Sơ đồ thuật toán cho chương trình tổng quát

Hình 4.13 Sơ đồ grafcet và sơ đồ thuật toán cho chương trình tổng quát

Theo sơ đồ thuật toán ở trên, khi bật nguồn máy sẽ kiểm tra các điều kiện an toàn bao gồm:

- Đã nhả công tắc dừng khẩn cấp

- Tiếp điểm 30B – 30C của biến tần đóng

- Cửa an toàn đã được đóng

Sau khi đáp ứng đầy đủ các điều kiện, công nhân cần nhấn nút reset/stop màu đỏ trên bảng điều khiển để máy khôi phục các thiết bị về trạng thái sẵn sàng hoạt động.

Máy sẽ không hoạt động nếu không thỏa mãn các điều kiện an toàn Khi đạt đủ yêu cầu an toàn, máy sẽ tự động reset các thiết bị về trạng thái sẵn sàng Tại trạng thái này, nếu các điều kiện reset được đáp ứng, máy sẽ chuyển sang trạng thái hoạt động bình thường Ngược lại, nếu không đạt đủ điều kiện, máy sẽ ngừng hoạt động Các điều kiện reset là yếu tố quan trọng để đảm bảo máy vận hành hiệu quả.

- Nhả công tắc dừng khẩn cấp, tiếp điểm 30B – 30C của biến tần đóng, cửa an toàn đóng

- Tín hiệu báo động cơ đá mài chạy ở mức logic 0

- Tín hiệu báo động cơ bánh đá chạy ở mức logic 0

- Cảm biến xác nhận xy lanh về trạng thái ban đầu ở mức logic 1

Chương 4: Lắp đặt các thiết bị, cài đặt và lập trình điều khiển

Khi máy đạt đủ yêu cầu, nó sẽ tự động chuyển sang trạng thái hoạt động bình thường và tiếp tục chạy chương trình đã chọn, bao gồm chế độ tự động hoặc điều khiển bằng tay Trong quá trình hoạt động, máy cũng sẽ kiểm tra các điều kiện lỗi để đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định.

- Nhấn công tắc dừng khẩn cấp

- Tiếp điểm 30B – 30C của biến tần mở báo biến tần gặp sự cố

Khi máy gặp lỗi, nó sẽ chuyển sang trạng thái lỗi và ngừng tất cả các chương trình đang chạy Sau đó, máy sẽ kiểm tra các điều kiện an toàn Khi các điều kiện này được đáp ứng, người dùng chỉ cần nhấn nút reset/stop màu đỏ để máy trở lại trạng thái reset và tiếp tục hoạt động bình thường.

4.3.3 Sơ đồ thuật toán lựa chọn giữa chế độ tự động hoặc bằng tay

Hình 4.14 Sơ đồ grafcet và sơ đồ thuật toán cho chương trình chọn chế độ

Khi chương trình hoạt động bình thường, nó sẽ kiểm tra trạng thái của công tắc chọn chế độ auto hoặc manual Nếu công tắc được bật, chương trình sẽ chuyển sang chế độ tự động; ngược lại, nếu công tắc tắt, chương trình sẽ chuyển sang chế độ điều khiển bằng tay.

55 Ở chế độ hoạt động tự động, chương trình cũng sẽ kiểm tra các điều kiện để chuyển chế độ điều khiển bằng tay bao gồm:

- Trạng thái bit báo hiệu máy đang hoạt động ở mức logic 0

- Công tắc chọn chế độ ở trạng thái tắt (gạt sang phía điều khiển bằng tay)

Khi các điều kiện được đáp ứng, chương trình sẽ chuyển sang chế độ điều khiển bằng tay, cho phép người dùng điều khiển riêng lẻ các bộ phận thông qua các công tắc Trong chế độ này, chương trình cũng sẽ kiểm tra các điều kiện cần thiết để chuyển đổi sang trạng thái điều khiển tự động.

- Bit báo trạng thái các thiết bị đã về trạng thái ban đầu ở mức logic 1

- Công tắc chọn chế độ ở trạng thái bật (gạt sang phía điều khiển tự động)

Khi các điều kiện được đáp ứng, chương trình sẽ thực hiện việc reset các thiết bị, đưa chúng về trạng thái sẵn sàng cho hoạt động tự động Các điều kiện reset này tương tự như các điều kiện reset trong chương trình tổng quát.

Sau khi thỏa mãn điều kiện reset, chương trình sẽ quay trở lại chế độ tự động và chương trình tiếp tục hoạt động như trên

4.3.4 Sơ đồ thuật toán của chế độ điều khiển tự động

Trong chế độ điều khiển tự động, có hai phần tương ứng với hai chương trình Sau khi công nhân chọn chế độ tự động và đặt phôi vào khay, máy sẽ bắt đầu hoạt động theo các bước đã được lập trình.

- Khởi động động cơ điều khiển đá mài và động cơ điều khiển bánh đà trong 5(s) để động cơ đạt được tốc độ cần thiết

- Sau đó, xy lanh sẽ hoạt động vào – ra để đưa từng sản phẩm và điểm gia công theo các bước được nêu chi tiết ở dưới đây

Chương 4: Lắp đặt các thiết bị, cài đặt và lập trình điều khiển

Hình 4.15 Sơ đồ Grafcet và sơ đồ thuật toán để khởi động các động cơ

Khi chế độ điều khiển tự động được chọn, chương trình sẽ chuyển sang trạng thái chờ để kiểm tra các điều khiển khởi động, nhằm khởi động các động cơ Các điều kiện cần thiết sẽ được xác minh trong quá trình này.

- Cảm biến xác nhận phôi đầu vào ở mức logic 1 báo có phôi

- Cảm biến đếm phôi đầu ra ở mức logic 0 báo không bị sản phẩm ở khay đầu ra

- Sau khi đủ 2 điều kiện trên, người công nhân bấm nút start (màu xanh) để máy bắt đầu chạy

Nếu không đáp ứng đủ các điều kiện cần thiết, máy sẽ ở chế độ chờ và liên tục kiểm tra để khởi động động cơ Khi các điều kiện được thỏa mãn, chương trình sẽ chuyển sang trạng thái khởi động động cơ và các động cơ sẽ bắt đầu hoạt động Đồng thời, chương trình cũng sẽ kiểm tra điều kiện về thời gian.

- Timer đếm 5(s) chuyển từ mức logic 0 sang mức logic 1

Nếu không đáp ứng các điều kiện cần thiết, chương trình sẽ tiếp tục kiểm tra và chờ đến khi đủ thời gian để thay đổi trạng thái Khi đủ điều kiện, chương trình sẽ chuyển sang trạng thái điều khiển xy lanh, như được mô tả chi tiết trong sơ đồ thuật toán dưới đây.

Trong quá trình vận hành chương trình điều khiển xy lanh, hệ thống sẽ liên tục kiểm tra các điều kiện cần thiết để dừng động cơ Những điều kiện này bao gồm các yếu tố quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả cho quá trình hoạt động của máy.

- Hoặc là người công nhân bấm nút reset/stop (màu đỏ) để dừng máy chạy

- Hoặc là khi cảm biến báo phôi chuyển sang mức logic 0 trong một thời gian nhất định

Thực nghiệm

Hình 5.1 Hình ảnh máy sau khi được lắp đặt và hoạt động

63 Hình 5.2 Bộ phận lọc khí, cảm biến bảo vệ và che chắn

Hình 5.3 Cụm xylanh, bánh đà và đá mài

Chương 5: Thực nghiệm, đánh giá chất lượng và đề xuất phát triển

64 Hình 5.4 Lắp đặt thiết bị trên tủ điều khiển

Hình 5.5 Lắp đặt thiết bị bên trong tủ điện

5.1.2 Đánh giá chất lượng của sản phẩm được sản xuất a, Về chất lượng sản phẩm được mài

Hình 5.6 Kết quả của sản phẩm được mài bằng máy mới

Mỗi sản phẩm đều đi kèm với bộ gá và bộ cấp phôi riêng biệt Trong quá trình kiểm tra chất lượng, mã sản phẩm được chọn sẽ đảm bảo rằng má phanh đạt tiêu chuẩn về kích thước, độ dày, độ đều và độ mịn Các điểm nổi bật của máy mới cũng được chú trọng để nâng cao hiệu suất sản xuất.

Sản phẩm đầu vào được đặt vào khay đựng phôi, cho phép công nhân thực hiện các công việc khác trong khi máy móc vẫn hoạt động hiệu quả.

Hình 5.7 Khay đựng sản phẩm đầu vào

Chương 5: Thực nghiệm, đánh giá chất lượng và đề xuất phát triển

Sản phẩm sau khi được mài được tự động xếp ngay ngắn giúp cho người công nhân nhanh chóng thu gọn được sản phẩm để cất vào khay đựng

Sản phẩm sau khi mài không chỉ đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật trong phương án đề xuất mà còn nâng cao năng suất quy trình mài Người công nhân làm việc nhẹ nhàng, an toàn và hiệu quả hơn, đồng thời sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng cao.

Đề xuất phát triển

Máy mài mới đã đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về chất lượng sản phẩm và kỹ thuật, đồng thời mang lại tính năng vượt trội cho khách hàng Sản phẩm này cũng thỏa mãn mong muốn của quản lý khu vực trong việc nâng cấp công nghệ.

Sau khi máy móc được đưa vào hoạt động, một công nhân có khả năng vận hành nhiều máy cùng lúc mà không gặp khó khăn, từ đó nâng cao năng suất và giảm chi phí, phù hợp với chiến lược phát triển của công ty.

Nhưng sau một thời gian hoạt động vẫn còn một số thiếu sót cần khắc phục

- Mỗi một lần thay sản phẩm khác thì phải thay bộ đồ gá và các phụ tùng mất khác nhiều thời gian và công lắp đặt

Để nâng cao chất lượng sản phẩm, quá trình căn chỉnh máy chủ yếu vẫn được thực hiện bằng tay, điều này gây tốn thời gian và yêu cầu kinh nghiệm cao Nhằm cải tiến quy trình mài trong, tôi xin đề xuất một số hướng phát triển cho máy.

Để tối ưu hóa quy trình sản xuất, cần thiết kế đồ gá phù hợp hoặc điều chỉnh quy trình mài, nhằm giảm thiểu thời gian căn chỉnh thiết bị khi chuyển đổi giữa các sản phẩm khác nhau, đảm bảo đạt được kích thước tiêu chuẩn một cách hiệu quả.

Giao diện điều khiển HMI có thể được áp dụng cho toàn bộ quy trình mài má phanh, giúp tạo ra báo cáo dữ liệu nhanh chóng và phát hiện các lỗi gặp phải, đồng thời cho phép giám sát toàn bộ hệ thống một cách trực quan và chính xác.