Phễu rung và các hệ thống cấp phôi tự động

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Những khái niệm cơ bản
Yêu cầu:
1. Hiểu và phân biệt được các khái niệm
+ Cơ khí hoá quá trình sản xuất
+ Tự động hoá quá trình sản xuât
+ Tự động hoá từng phần
+ Tự động hoá hoàn toàn
+ Máy tự động
2. Phân tích được ưu nhược điểm của việc ứng dụng các thiết bị tự động trong sản xuất
3. Lý giải được nguyên nhân tăng năng suất lao động khi tự động hoá quá trình sản xuất
4. Ý nghĩa xã hội của, ưu điểm của tự động hoá sản xuất.
1.2 Đặc tính cơ bản của quá trình sản xuât
Yêu cầu:
Hiểu được khái niệm và ý nghĩa của các đặc tính cơ bản của quá trình sản xuất, bao gồm
- Chủng loại và số lượng sản phẩm
- Chất lượng sản phẩm
- Năng suất lao động
- Tính linh hoạt
- Mức độ tự động hoá
- Hiệu quả của quá trình sản xuất.
1.3 Mối quan hệ giữa kích thước, thời gian và thông tin trong sản xuất tích hợp
Yêu cầu:
1. Biết các yêu cầu để tổ chức và điều khiển được các dòng lưu thông trong sản xuất
2. Lý giải được tại sao kích thước, thời gian và thông tin lại liên quan với nhau

Chương 2: CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

2.1 Khái niệm về các hệ thống điều khiển tự động
Yêu cầu: Hiểu được các khái niệm:
- Hệ thống điều khiển tự động
- Máy tự động, máy vạn năng
- Hệ thống điều khiển
- Các chức năng chung của hệ thống điều khiển tự động
2.2 Phân loại các hệ thống điều khiển tự động
- Hệ thống điều khiển chương trình không theo số
+ Hệ thống điều khiển hành trình
+ Hệ thống điều khiển bằng Cam
+ Hệ thống điều khiển bằng dưỡng chép hình
- Hệ thống điều khiển chương trình theo số
+ Hệ thống điều khiển NC
+ Hệ thống điều khiển CNC
+ Hệ thống điều khiển thích nghi

Chương 3: CƠ CẤU TIẾP LIỆU

3.1 Những khái niệm cơ bản
Yêu cầu: Nắm được các nội dung sau:
1. Khái niệm cơ cấu tiếp liệu cho máy?
2. Những yêu cầu chủ yếu đối với cơ cấu tiếp liệu phôi dời
3. Phân loại được phôi rời từng chiếc theo mức độ tự động hoá
Bao gồm:
+ Nhóm 1: Phôi có khả năng định hướng tự động

+ Nhóm 2:Các loai phôi định hướng bằng tay
+ Nhóm 3: Các phôi có kích thước rất lớn
4. Cấu trúc chung của các cơ cấu tiếp liệu
Bao gồm: + Cơ cấu vận chuyển
+ Cơ cấu định hướng phôi
+ Cơ cấu cấp phôi
+ Các cơ cấu khác được lắp trên máy
3.2 Cơ cấu định hướng phôi dạng phễu
Yêu cầu:
1. Hình dung được cấu trúc chung của cơ cấu định hướng phôi dạng phễu
1. Máng
2. Cơ cấu gạt phôi thừa
3. Cơ cấu định hướng phôi
4. Phễu
5. Tay tóm dạng đĩa
6. Bộ truyền động


Hình 3.1 Cơ cấp định hướng phôi dạng phễu
2. Hiểu được vai trò của hình dạng phễu trong định hướng phôi
Định hướng bên trong phễu của phôi chịu ảnh hưởng của tỷ lệ giữa chiều dài l và
đường kính phôi; vị trí của tâm độ cứng vững; số lượng phôi trong phễu và hình dạng của
phần đáy phễu.

Hình 3.2 Các hình dạng của phễu có khả năng định hướng phôi
3. Một số biện pháp phá vỡ chỗ vòm cuốn trong quá trình cấp phôi
Bao gồm:
+ Dùng thành sắt chọc bằng tay
+ Dùng các thanh đảo cơ khí
+ Rung phễu
+ Dùng bộ ngắt
+ Dùng cơ cấu rung động
+ Chọn hình dạng phễu








Hình 3.3 Các phương pháp phá vỡ chỗ vòm cuốn
4. Cơ cấu định hướng phôi
Quá trình định hướng phôi là cơ sở để thiết kế cơ cấu cấp phát tự động. Vì vậy lựa
chọn phương án thiết kế và chế tạo cơ cấu định hướng phôi là một trong những nhiệm vụ
quan trọng nhất của quá trình thiết kế chế tạo các cơ cấu cấp phôi tự động.
Dưới đây giới thiệu một số phương pháp định hướng phôi được dùng rộng rãi trong
sản xuất.

Hình 3.4 Định hướng phôi bằng cách lồng phôi vào móc vào chốt


1. Phôi
2. phễu

3. Chốt chứa
4. Ống dẫn
5. Móc
1. Móc
2. Phễu quay
3. Phôi
4. Bộ di
chuyển phôi
Hình 3.5 Cơ cấu định hướng phôi móc 1 bước

1. Phôi (vòng đệm)
2. Phễu
3. Chốt chứa
4. Xẻng dao động
1. Phễu
2. Máng chứa
3. Đĩa quay
4. Móc
2. Đĩa quay
3. Móc
4. Máng chứa
Dùng cho phôi nhỏ, có l ≥ d
1. Phễu
Dùng cho phôi nhỏ, có l ≥ d
1. Vòng quay
2. Hốc chứa
3. Tấm chắn
4. Chốt chuyển
5. Máng chứa
Hoạt động gây va đập, nên dễ hý hỏng Dùng cấp phôi dạng nắp

Hình 3.6 Các cơ cấu định hướng phôi hai bước
1. dải quạt
2. khe định hướng
1. đĩa quay
2. đáy phễu
3. rãnh
4. tay gạt
5. lò xo
Dùng để định hướng vòng đệm, bulông
Dùng để định hướng đai ốc
1. Thành phễu
2. Thành dẫn đường
3. Máng chứa
4. Thanh đảo phôi
1. Phễu
2. Thanh đảo phôi
3. Máng
4. Cam
Dùng để định hướng vòng đệm

Hình 3.7 Định hướng phôi bằng rãnh







1. Đĩa quay

2. Túi định hình
3. Phôi
4. Phễu
5. Máng chứa




Hình 3.7 Định hướng phôi bằng túi định hình

Hình 3.8 Định hướng phôi bằng ống di động
(a) Định hướng bằng ống quay (b) Định hướng bằng ống chuyển động tịnh tiến



Hình 3.9 Định hướng phôi bằng ống xẻ và ống rung động







5. Các phương pháp tách phôi thừa
Dưới đây giới thiệu một số phương pháp tách phôi thừa
1. Thanh gạt
2. Bộ ly hợp
3. Móc
4. Máng chứa
5. Phôi

6. Bánh cóc
1. Máng chứa
2. Phôi
1. Máng chứa
2. Tay gạt
3. Van trýợt
4. Cam
1. Máng chứa
2. Thùng chứa phôi dý
3. Lỗ thoát phôi
4. Đĩa cấp phôi

Hình 3.10: Các phương pháp tách phôi thừa

Video Clip









3.5 Cơ cấu cấp phôi dạng ổ tích
Yêu cầu:
1. Nắm được khái niệm cơ cấu cấp phôi dạng ổ tích
Cơ cấu cấp phôi dạng ổ tích là tổ hợp các cơ cấu chấp hành để thực hiện việc cấp
phôi rời từng chiếc từ ổ tích tới vị trí gia công. Trong trường hợp này định hướng phôi và
cấp phôi vào ổ tích được thực hiện bằng tay.

2. Nắm được khái niệm ổ tích và các phương pháp dịch chuyển phôi trong ổ tích













Hình 3.11 Các loại ổ tích nhờ tác dụng của trọng lực để di chuyển












Hình 3.12 Các loại ổ tích dạng ống, dạng phễu, dạng phễu rung động

Hình 3.13 Ổ tích sử dụng phương pháp dịch chuyển cưỡng bức
4. Hiểu được cơ cấu cấp phôi dạng ổ tích
Kết cấu của cơ cáu tiếp liệu dạng ổ tích rất đa dạng, nó phụ thuộc vào kết cấu của
máy, hình dạng và kích thước của chi tiết. Tuỳ thuộc vào dạng chuyển động của khâu tiếp
liệu, cơ cấu tiếp liệu được chia làm nhóm chuyển động tịnh tiến khứ hồi, nhóm chuyển
động dao động khứ hồi, chuyển động quay và chuyển động phức tạp.

Hình 3.14 Các cơ cấu tiếp liệu dạng ổ tích

Hình 3.15 Các cơ cấu tiếp liệu dạng đĩa(a,b), dạng xích(c), dạng xoắn vit (d,e)
5. Hiểu được cơ cấu ngắt liệu cho ổ tích
Cơ cấu ngắt liệu là cơ cấu điều chỉnh số lượng phôi được cấp từ ổ tích tới cơ cấu tiếp liệu.
Tuỳ thuộc vào đặc tính của chuyển động, các cơ cấu ngắt liệu được chia làm 4 nhóm:
chuyển động tịnh tiến khứ hồi, chuyển động dao động, chuyển động xoay và chuyển động
phức tạp.

Hình 3.16 Cơ cấu ngắt liệu dạng chuyển động khứ hồi











Hình 3.18 Cơ cấu ngắt liệu dạng tang trống, dạng cam và dạng xoắn vít
6. Hiểu được cơ cấu tháo phôi và một số cơ cấu tháo phôi điển hình.
Cơ cấu tháo phôi được dùng để tháo các chi tiết đã gia công và chuyển tới máng tháo, tới
thùng chứa và tới băng tải. Tháo phôi thường được thực hiện sau khi gia công xong chi tiết
và thời gian tháo phôi là 1 phần của thời gian chu kỳ. Vì vậy, khi thiết kế cơ cấu thao phôi
phải nghĩ cách giảm thời gian hoạt động của cơ cấu.

Hình 3.19 Cơ cấu tháo phôi bằng Hình 3.20 Tháo phôi bằng thanh
tay tóm máng gạt chặn và máng gạt

Hình 3.21 Tháo phôi bằng thanh đẩy Hình 3.22 Tháo phôi bằng cơ cấu
và máng dao động chuyên dụng
3.6 Cơ cấu cấp phôi rung động
Yêu cầu:
1. Nắm được cấu trúc của cơ cấu cấp phôi rung động và một số nhóm phôi có thể dùng cơ
cấu tiếp liệu bằng phễu rung có máng xoắn vít.



V
1
Hướng tác dụng của lực ly tâm
V
2
Hướng dịch chuyển của phôi


Hình 3.23 Sơ đồ cơ cấu cấp phôi rung động







Hình 3.24 Cơ cấu cấp phôi rung động Hình 3.25 Cơ cấu cấp phôi rung động

có phếu phụ có nam châm điện
2. Các loại phễu tròn điển hình









Hình 3.26 Các loại phễu tròn điển hình
Phễu tròn là phần cơ bản của cơ cấu cấp phôi rung động. Kết cấu của phễu tròn có
ảnh hưởng lớn đến khả năng làm việc của cơ cấu cáp phôi rung động
3. Hiểu được cách định hướng phôi trong phễu tròn
Hình 3.27 Cơ cấu định hướng phôi trong phễu tròn

Chương 4: DÂY TRUYỀN TỰ ĐỘNG

Yêu cầu: Nắm vững được các nội dung sau
1. Lịch sử phát triển của dây truyền tự động?
2. Thế nào dây truyền, đặc điểm của dây truyền
Dây truyền là hệ thống các máy móc được lắp đặt cạnh nhau. hoạt động độc lập với
nhau, còn chi tiết gia công được chuyển từ máy này sang máy khác để thực hiện tất cả các
nguyên công. Máy của dây truyền về nguyên tắc thường là máy bán tự động, do đó việc
cấp tháo phôi, vận chuyển phôi giữa các máy và kiểm tra chi tiết được thực hiện bằng tay.

Hình 4.1 Mô hình một dây truyền sản xuất
Đặc điểm:
- Giá thành hạ
- Năng suất cao
- Chi phí về lao động còn nhiều
3. Thế nào là dây truyền tự động có liên kết cứng, đặc điểm của chúng
- Liên kết vận chuyển cứng giữa các máy
- Dây truyền tự động có kết cấu đơn giản
- Giá thành hạ, chi phí lao động sống nhỏ hơn so với dây truyền
- Chi phí thời gian ngoài chu kỳ vẫn còn nhiều
- Năng suất vẫn chưa cao


4. Thế nào là dây truyền tự động có liên kết mềm, đặc điểm của chúng
- Có ổ tích phôi giữa các máy
- Kết cấu phức tạp, giá thành cao
- Năng suất cao hơn so với dây truyền tự động có liên kết cứng
5. Thế nào là dây truyền tự động được chia làm nhiều công đoạn,, đặc điểm của chúng

Là một hệ thống mà giữa các máy trong một công đoạn có liên kết vận chuyển tự
động cứng, giữa các công đoạn có ổ tích trữ phôi (liên kết mềm)
6. Chủng loại chi tiết gia công trên dây truyền?
7. Yêu cầu đối với phôi gia công trên dây truyền tự động?
8. Định vị chi tiết gia công trên dây truyền tự động?
9. Lập qui trình công nghệ cho dây truyền tự động?
10. Vận hành dây truyền tự động?
+ Yêu cầu đối với người vận hành dây truyền
+ Cách bảo quản dự phòng và điều kiện làm việc bình thường cho dây truyền tự động
+ Những sai sót khi điều chỉnh dây truyền tự động
+ Những nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng gia công trên dây truyền tự động












Video clip
Dây truyền tự động hàn khung ô tô




Chương 5: ROBOT CÔNG NGHIỆP

Yêu cầu: Hiểu và nắm bắt được các nội dung sau
1. Khái niệm về robot công nghiệp (RI)
RI là một máy tự động linh hoạt thay thế từng phần hoặc toàn bộ các hoạt động cơ
bắp và hoạt động trí tuệ của con người trong nhiều khả năng thích nghi khác nhau.

Hình 5.1 Robot lắp ráp động cơ ô tô

2. Bậc tự do của Robot (Dof - Degree of Freedom)
Là số khả năng chuyển động của một cơ cấu trong không gian


n: Số khâu động
(i = 1,2,3,4,5 là số bậc tự do bị hạn chế)
Số bậc tự do của tay m
Pi: Số khớp loại i
áy là không kể đến các chuyển động đóng mở của bàn kẹp

Hình 5.2 Tay m
Hình 5.4 Tay máy có 5 bậc tự do
Giữa mỗi bậc tự do c khi một khớp có nhiều
bậc tự d

áy có 4 bậc tự do Hình 5.3 Tay máy có 3 bậc tự do









ó 1 khâu có chiều dài nhất định, đôi
o trong cùng một vị trí









Hình 5.5 Bậc tự do nếu tính theo công thức sẽ bằng 0

3. Hệ toạ độ (coordinate frames)
hâu (links) các khâu liên kết với nhau bằng khớp (joints)
tạo thàn

ắc bàn
tay phả
công tác của robot (workspace or Range of Motion)
i khi robot thực hiện tất cả
các chu


Mỗi robot thường nhiều k
h một xích động học xuất phát từ khâu cơ bản (base) đứng yên. Hệ toạ độ gắn với
khâu cơ bản gọi là hệ toạ đội cơ bản (hệ toạ độ chuẩn). Các hệ toạ độ trung gian khác gắn
với khâu động gọi là hệ toạ suy rộng. Trong từng thời điểm hoạt động, các hệ toạ độ suy
rộng xác định cấu hình của robot bằng các chuyển dịch dài hoặc chuyển dịch góc của các
khớp tịnh tiến hoặc khớp xoay
Hình 5.6 Các hệ toạ độ suy rộng của robot Hình 5.7 Qui tắc bàn tay phải
Các hệ toạ độ gắn trên các khâu của robot phải được xác định tuân theo qui t
i.
4. Trường
Là toàn bộ thể tích được quét bởi khâu chấp hành cuố
yển động có thể.
Hình 5.8 Biểu diễn trường công tác của robot



5. Các thành phần chính của một robot công nghiệp

Hình 5.9 Các thành phần chính của một robot công nghiệp
6. Kết cấu của
bản của các khâu
, z trong không gian Descarde, thường ký

ng
Các kế y máy
Hình 5.10 Robot kiểu toạ độ Descarde

tay máy
Chuyển động cơ
- Tịnh tiến theo phương x, y
hiệu chuyển động này là T (Translation) hoặc P (Prismatic)
- Xoay quanh các trục x, y, z. Ký hiệu R (Rotation)
Các thông số cần quan tâm trong thiết kế và sử dụng:
- Tầm với (trường công tác)
- Số bậc tự do
- Độ cứng vững
- Tải trọng vật nâ
- Lực kẹp vv
t cấu thường gặp của ta

Hình 5.11 Robot kiểu toạ độ tr

Hình 5.12 Robot kiểu toạ độ cầu

độ góc

ạ độ Scara
(Selec rm)

ụ














Hình 5.13 Robot kiểu toạ

Hình 5.14 Robot kiểu to
tive Compliant Articulated Robot A

7. Kết cấu tay tóm


ình 5.16 Tay tóm có các m Hình 5.17 Cơ cấu tay tóm dạng ngón tay
Video clip Robot lăp ráp đồ chơi
Hình 5.15 Các cơ cấu tay tóm của robot





H á kẹp thay đổi
8. Ứng dụng của robot công nghiệp
(a) Lắp ráp

(b) Nâng hạ, di chuyển
Video Clip Robto sơn ô tô

Video clip robot vận chuyển bơ sữa trong xưởng lạnh, tiệt trùng
(c) Sơn

Chương 6 TỰ KIỂM TRA

và nắm bắt được những nội dung sau:
i bằng phương pháp trực tiếp xúc trực tiếp?
Hình 6.1 Các ơ đồ kiểm tra kích thước ngoài bằng phương pháp trực tiếp
3. Kiểm

Hình 6.2 Các sơ đồ kiểm tra tự động đường kính ngoài bằng ph ng pháp không tiếp
ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH
Yêu cầu: Hiểu
1. Phân loại các thiết bị kiểm tra?
2. Kiểm tra tự động kích thước ngoà

1








tra tự động đường kính ngoài bằng phương pháp không tiếp xúc trực tiêp
,2 Chi tiết kiểm tra
tra
g
1. Mặt tỳ
kiểm tra
n điện

át(thu)
3. Calip
di chuyển 4. Thanh
5,6. Công tắc
hêm 7. Calip hình c
8. Calip phẳng
9. Khối V
kiểm 10. Thanh
11. Tay đòn lắc lư
n12. Cơ cấu định dạ
13. Chi tiết kiểm tra
2. Chi tiết

3. Nguồn sáng
4. Thấu kính
5. Khe hở
n 6. Tấm ngă
7. Vật kính
a8. Tế bào qu
9,13,16. Chi tiết ktra
10. Ống dẫn khí nén
11. Máng
ắc 12. Công t
14. Lõi
n dây 15. Cuộ
17,18 Vòng ph
ươ
xúc trực tiếp


4. Kiểm tra tự động đường kính lỗ

ỗ
5. Kiểm tra tự độn
ố vị trí tương quan
6. ột
Hình 6.5 Thiết bị kiểm tra tích cực
Hình 6.3 Các sơ đồ kiểm tra tự động đường kính l
g sai số hình dáng và sai số vị trí tương quan

Hình 6.4 Các sơ đồ kiểm tra tự động sai số hình dáng và sai s
Kiểm tra tích cực khi mài mòn ngoài bao gồm thiết bị kiểm tra tích cực tiếp xúc m
1. Đường kính lỗ
éo
ng
tra
1,4,6,10. Chi tiết

ng

1. Vít chỉnh

ấn
g
2. Calip giới hạn
3. Calip côn
ng k4. Tay đòn dạ
5. Calip khí nén
6. Quả cầu
y 7. Khớp qua
8,10. Khớp di độ
11,12. Công tắc
13. Tay đòn
iểm 14. Chi tiết k
2,5,14,16. Dattric

3. Khối V
7. Đầu đo
8. Tay đòn
9. Công tắc
11. Thanh đứ
12. Thanh ngang
2. Lò xo lá
3. Lò xo
iến4. Cảm b
6. Tay đòn
ch6. Bộ giảm
7. Đầu đo
gia côn8. Chi tiết
9. Buồng khí nén
P. Áp suất khí nén
điểm, tiếp xúc hai điểm và tiếp xúc ba điểm








tiếp xúc một điểm

3,6. Vít
4. Lò xo lá

Hình 6.6 Thiết bị kiểm tra tích cực tiếp xúc hai điểm

Hình 6.7 Thiết bị kiểm tra tích cực tiếp xúc ba điểm
7. Kiểm tra tích cự
c khi mài tròn trong

1. Thân
a
ều khiển chỉ thị
2. Đầu r
6. Tay treo
7. Cõ cấu đi
8, 10. Đầu tiếp xúc
tra 9. Chi tiết cần kiểm










1,3,6. Cữ tỳ

n
ài

2. Vòng cặp
6. Đồng hồ so
7. Tay đòn
chấ8. Bộ giảm
9. Hộp chắn đá m
c khi mài tròn trong










Hình 6.7 Các sơ đồ kiểm tra tích cự
1. Calip
hi tiết mài
tắc
2,4,20. C
3. Ụ sau
1. Đầu đo 6,17,19,2
6,9,11. Lò xo
7,14. Cán tỳ
o 8. Đồng hồ s
10,11,12. Công
13,16,18. Tay đòn