ĐỒ ÁN HT CDT PHÂN LOẠI SẢN PHẨM TỰ ĐỘNG

ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ



GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

LỜI NÓI ĐẦU
-----------Ở nước ta các nghành công nghiệp đang có xu hướng phát triển mạnh, đặt biệt là
các nghành công nghiệp đòi hỏi tự động hóa cao.Các dây chuyền sản xuất tự động ngày
càng được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất và hoạt động ngày càng chính xác.Việc
ứng dụng các dây chuyền công nghệ trong sản xuất là một bước tiến lớn trong việc áp
dụng các thành tựu khoa học kĩ thuật vào trong sản xuất.
Qua thực tế tìm hiểu thông tin ở Viện cơ khí tự động hóa và qua mạng Internet,
chúng em đã chọn đề tài là “Thiết kế và chế tạo mô hình phân loại sản phẩm tự
động”
Đồ án hệ thống cơ điện tử này là một trong những đồ án rất quan trong và rất cần
thiết cho sinh viên trước khi làm đồ án tốt nghiệp.Qua đây tạo điều kiện cho sinh viên
làm quen với các hệ thống sản xuất thực tế ở bên ngoài. Với những kiến thức đã học
cộng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo ĐẶNG PHƯỚC VINH cùng sự đóng góp
ý kiến của bạn bè và các thầy cô trong khoa và sự cố gắng của bản thân,chúng em đã
hoàn thành xong đồ án này.
Đồ án của chúng em đã được hoàn thành, nhưng do trình độ hiểu biết của chúng
em, thời gian và chi phí chế tạo mô hình có hạn nên trong quá trình thiết kế sẽ không
tránh khỏi những sai sót, kính mong sự chỉ bảo của quý thầy cô.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa và đặc biệt là thầy giáo
hướng dẫn ĐẶNG PHƯỚC VINH đã giúp chúng em hoàn thành đồ án này.
Đà Nẵng, ngày 20 tháng 11 năm 2011
Nhóm sinh viên thực hiện:

Nguyễn Thế Anh

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Dương Hoàng Dũng

Trang 1


ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

CHƯƠNG 1:



GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

GIỚI THIỆU CHUNG

1.1Giới thiệu hệ thống phân loại sản phẩm.
1.1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Trong công nghiệp hệ thống phân loại sản phẩm được ứng dụng rất nhiều.Từ các dây
chuyền sản xuất nhỏ đến các dây chuyền sản xuất lớn trong công nghiệp đều sử dụng hệ
thống này.Những năm gần đây mô hình hệ thống phân loại sản phẩm được sử dụng rất
nhiều trong dạy học, dựa trên việc mô phỏng các mô hình thực tế sử dụng trong công
nghiệp. Các mô hình phân loại sản phẩm luôn hoạt động một cách tự động không cần
con người điều khiển và luôn cho một năng suất và hiệu quả cao. Ngày nay, cùng với
sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật, đặc biệt là sự sáng tạo trong việc sử dụng robot trong
công nghiệp mà hệ thống phân loại ngày càng tự động hóa hơn.Và cùng với sự phát
triển trong việc ứng dụng thủy lực khí nén trong công nghiệp mà hệ thống phân loại sản

phẩm hoạt động ổn định hơn.Hệ thống phân loại sản phẩm chỉ là một modul nhỏ trong
cả dây chuyền sản xuất nhưng đóng vai trò quan trọng trong cả dây chuyền. Hệ thống
này kết hợp với các hệ thống khác trong dây chuyền để tạo nên một dây chuyền hoạt
động thống nhất.Kĩ thuật ngày càng phát triển đồng nghĩa với các dây chuyền sản xuất
ngày càng hiện đại hơn và hệ thống phân loại sản phẩm cũng luôn được cải tiến để cả
dây chuyền luôn hoạt động với một năng suất cao nhất.
Phân loại sản phẩm là một bài toán đã và đang được ứng dụng rất nhiều trong thực
tế hiện nay.Dùng sức người, công việc này đòi hỏi sự tập trung cao và có tính lặp lại,
nên các công nhân khó đảm bảo được sự chính xác trong công việc.Chưa kể đến có
những phân loại dựa trên các chi tiết kĩ thuật rất nhỏ mà mắt thường khó có thể nhận
ra.Điều đó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng sản phẩm và uy tín của nhà sản xuất.Vì
vậy hệ thống tự động nhận dạng và phân loại sản phẩm ra đời là một sự phát triển tất
yếu nhằm đáp ứng nhu cầu cấp bách này.
1.1.2 Lựa chọn giải pháp cho đề tài
Có nhiều cách phân loại sản phẩm như phân loại sản phẩm theo hình dáng, theo
màu sắc, theo độ cao, nhờ xử lí ảnh tùy thuộc vào việc ứng dụng trong từng lĩnh

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 2


ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ



GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

vực.Trong đồ án hệ thống cơ điện tử này chúng em chọn phân loại sản phẩm theo màu
sắc.
 Trong công nghiệp thì cảm biến màu được sử dụng rộng rãi khi cần phát hiện các
đối tượng có màu gần tương tự nhau và là giải pháp với độ tin cậy cao.
Tùy vào trường hợp có thể sử dụng cảm biến phát hiện cường độ ánh sáng để phát
hiện màu đơn sắc để thay thế. Nhưng đối với ứng dụng phát hiện nhiều màu thì điều
này sẽ làm gia tăng số lượng cảm biến và tính chính xác không cao.

Hình: 1.1 Quang trở.
Sauđây xin giới thiệu cảm biến E3MC của hãng OMRON.
Điểm chính trong kỹ thuật phát hiện:

Hình 1.2 Cảm biến màu.

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 3


ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ





GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

Nguyên lý hoạt động:

Phát hiện màu sắc bằng cách sử dụng các yếu tố là tỷ lệ phản chiếu của một màu

chính (ví dụ như đỏ, trắng hoặc xanh ) được phản xạ bởi các màu khác nhau theo các
thuộc tính màu của đối tượng. Bằng cách sử dụng công nghệ lọc phân cực đa lớp gọi là
FAO (góc quang tự do), cảm biến E3MC phát ra màu đỏ, trắng và màu xanh trên một
trục quang học đơn. E3MC sẽ thu ánh sáng phản chiếu của các đối tượng thông qua các
cảm biến nhận và xử lý tỷ lệ các màu xanh lá cây, đỏ, xanh lam của ánh sáng để phân
biệt màu sắc của vật cần cảm nhận.
Trên cơ sở những lựa chọn đó, chúng em đã lựa chọn để tài “Thiết kế và chế tạo mô
hình phân loại sản phẩm tự động”, sử dụng quang trở để phân biệt màu sắc, bằng cách
so sánh mức ánh sáng bị phản xạ về mà phân biệt màu sắc. Đây là mô hình thường
được sử dụng trong các mô hình dạy học dựa trên việc mô phỏng các mô hình thực tế
trong công nghiệp và có những ưu điểm:
+ Đơn giản, rẻ tiền, phù hợp với hệ thống nhỏ.
+ Cơ cấu hoạt động ổn định.
+ Độ chính xác cao.
1.1.3 Nguyên lý làm việc của hệ thống
Băng tải chính vận chuyển sản phẩm. Khi sản phẩm màu xanh đi qua sẽ được băng
tải chính vận chuyển đi thẳng tới kho chứa. Nếu là sản phẩm màu trắng hay màu đỏ sẽ
được cần gạt đẩy qua băng tải phụ. Ở băng tải phụ nếu là sản phẩm màu trắng thì sẽ
được cần gạt đẩy ra khỏi băng chuyền,nếu là sản phẩm màu đỏ thì sẽ đi thẳng tới kho
chứa sản phẩm màu đỏ.
1.2 Giới thiệu băng chuyền phân loại sản phẩm.
1.2.1. Giới thiệu băng tải:
Băng tải là thiết bị được dùng rất rộng rải trong công nghiệp cũng như trong dân
dụng. Băng tải có nhiệm vụ di chuyển 1 vật nào đó từ nơi này đến nơi khác. Ngày nay
hầu hết các băng tải làm việc tự động và rất chính xác. Một băng tải gồm các thành
phần cơ bản sau:
 Tang dẫn
SVTH: Nguyễn Thế Anh

–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 4




ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

 Tang bị dẫn
 Tấm băng
 Hệ thống con lăn đỡ
 Nguồn dẫn động và các cơ cấu truyền động
Trong đồ án này hệ thống phân loại sản phẩm của chúng em gồm 2 bằng tải rẽ nhánh
vuông góc với nhau. Băng tải số 1 để sản phẩm màu xanh đi qua càng gạt trên băng tải
số 1sẽ gạt sản phẩm màu đỏ và màu trắng sang băng tải thứ 2. Trên băng tải thứ 2 sản
phẩm màu đỏ sẽ được đi thẳng, sản phẩm màu trắng sẽ được gạt ra ngoài.

2

6

1

7

3

4

5

Hình 1.3 Mô hình băng tải.
1-Động cơ
phôi

2-Bộ truyền xích 3-Động cơ càng gạt

4-Càng gạt 5-Máng chứa

6-Bộ phận căng đai 7- Băng tải

 Một băng tải chính và một băng tải phụ
SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 5


ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ



GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

 Nguồn dẫn động gồm 4 động cơ DC:2 động cơ truyền động cho băng tải và 2

động cơ cần gạt
 Bộ phận truyền động cơ khí.
 Mạch điều khiển trung tâm: bao gồm mạch vi điều khiển, mạch cảm biến màu
để nhận biết sản phẩm, mạch điều khiển động cơ có đảo chiều và không đảo
chiều mạch đếm sản phẩm mạch nguồn.
1.2.2.Các linh kiện thiết bị được dùng trong đề tài
1.2.2.1 Vi điều khiển 89C51


AT89C51 là vi điều khiển do Atmel sản xuất, chế tạo theo công nghệ
CMOS



có các đặc tính như sau:
-

4 KB PEROM (Flash Programmable and Erasable Read Only Memory),

có khả năng tới 1000 chu kỳ ghi xoá
-

Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz

-

3 mức khóa bộ nhớ lập trình

-

128 Byte RAM nội.

-

4 Port xuất /nhập I/O 8 bit.

-

2 bộ Timer/counter 16 Bit.

-

6 nguồn ngắt.

-

Giao tiếp nối tiếp điều khiển bằng phần cứng.

-

64 KB vùng nhớ mã ngoài

-

64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài.

-

Cho phép xử lý bit.

-

210 vị trí nhớ có thể định vị bit.

-

4 chu kỳ máy (4 µs đối với thạch anh 12MHz) cho hoạt động nhân hoặc

chia.
-

Có các chế độ nghỉ (Low-power Idle) và chế độ nguồn giảm (Power-

down). Ngoải ra, một số IC khác của họ MCS-51 có thêm bộ định thời thứ
3 và 256 byte RAM nội.


AT89C51 gồm có 40 chân, mô tả như sau:

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 6


ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ



GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

Hình 1.4 Sơ đồ chân vi điều khiển 89C51.


Port 0
Port 0 là port có 2 chức năng ở các chân 32 – 39 của AT89C51:
-

Chức năng IO (xuất / nhập): dùng cho các thiết kế nhỏ. Tuy nhiên, khi

dùng chức năng này thì Port 0 phải dùng thêm các điện trở kéo lên (pullup),giá trị của điện trở phụ thuộc vào thành phần kết nối với Port. Khi dùng
làm ngõ ra, Port 0 có thể kéo được 8 ngõ TTL.Khi dùng làm ngõ vào, Port
0 phải được set mức logic 1 trước đó.
-

Chức năng địa chỉ / dữ liệu đa hợp: khi dùng các thiết kế lớn, đòi hỏi

phải sử dụng bộ nhớ ngoài thì Port 0 vừa là bus dữ liệu (8 bit) vừa là bus
địa chỉ (8 bit thấp).Ngoài ra khi lập trình cho AT89C51, Port 0 còn dùng để
nhận mã khi lập trình và xuất mà khi kiểm tra (quá trình kiểm tra đòi hỏi
phải có điện trở kéo lên).


Port1
Port1 (chân 1 – 8) chỉ có một chức năng là IO, không dùng cho mục đích
khác
(chỉ trong 8032/8052/8952 thì dùng thêm P1.0 và P1.1 cho bộ định

thời

thứ 3). Tại Port 1 đã có điện trở kéo lên nên không cần thêm điện trở ngoài.
Port 1 có khả năng kéo được 4 ngõ TTL và còn dùng làm 8 bit địa chỉ thấp
trong quá trình lập trình hay kiểm tra. Khi dùng làm ngõ vào, Port 1 phải
được set mức logic 1 trước đó.


Port 2:

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 7


ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ



GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

Port 2 (chân 21 – 28) là port có 2 chức năng:
- Chức năng IO (xuất / nhập): có khả năng kéo được 4 ngõ TTL.
- Chức năng địa chỉ: dùng làm 8 bit địa chỉ cao khi cần bộ nhớ ngoài có địa
chỉ 16 bit. Khi đó, Port 2 không được dùng cho mục đích IO.Khi dùng làm
ngõ vào, Port 2 phải được set mức logic 1 trước đó.Khi lập trình, Port 2
dùng làm 8 bit địa chỉ cao hay một số tín hiệu điều khiển.


Port 3:
Port 3 (chân 10 – 17) là port có 2 chức năng:
Chức năng IO: có khả năng kéo được 4 ngõ TTL.
Khi dùng làm ngõ vào, Port 3 phải được set mức logic 1 trước đó.

1.2.2.2 Quang trở
Thông thường điện trở của quang trở khoảng 1M  . Khi chiếu ánh sáng vào, điện trở
này giảm xuống rất thấp. Người ta ứng dụng đặc tính này của quang trở để làm ra các
mạch phát hiện sáng/tối. Quang trở được ứng dụng rộng rãi trong các mạch phát hiện
sáng tối, ví dụ như: mạch mở/tắt đèn tự động, mạch đo tốc độ quay, mạch định vị phát
hiện được vị trí của vật.
Dưới đây là hình ảnh ví dụ về mạch định vị dùng quang trở:

Hình 1.5 Ví dụ về định vị trí dùng quang trở

Hình 1.6 Quang trở
SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 8


ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ



GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

1.2.2.3 Công tắc hành trình

Công tắc hành trình hay còn gọi là cử chận thường được dùng để báo cho hệ thống
biết càng gạt đã đi hết hành trình hay chưa.Có 2 loại cử chận là cử chận tác động một
chiều và hai chiều.

Hình 1.6

Hình 1.7 Công tắc hành trình.
1.2.2.4

Rơ le

Rơle là một loại thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp khi tín
hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định.Rơle là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch
điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện động lực.
Các bộ phận (các khối) chính của rơle
+ Cơ cấu tiếp thu( khối tiếp thu): Có nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đầu vào và
biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cung cấp tín hiệu phù hợp cho khối trung gian.
+ Cơ cấu trung gian (khối trung gian): Làm nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đưa
đến từ khối tiếp thu và biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cho rơle tác động.
+ Cơ cấu chấp hành (khối chấp hành): Làm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch điều
khiển.
Ví dụ các khối trong cơ cấu rơle điện từ hình 1.7
-Cơ cấu tiếp thu ở đây là cuộn dây.
-Cơ cấu trung gian là mạch từ nam châm điện.
-Cơ cấu chấp hành là hệ thống tiếp điểm.

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 9


ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ



GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

Hình 1.8 Mô hình rơle điện
1.2.2.5 Bộ truyền bánh răng
Truyền động bánh răng thực hiện truyền chuyển động hay biến đổi chuyển động nhờ
sự ăn khớp giữa các răng trên bánh răng.
Theo vị trí tương đối giữa các trục, phân truyền động bánh răng thành các loại sau:
 Truyền động giữa các trục song song: bộ truyền bánh răng trụ tròn răng thẳng
(hình1.2a), răng nghiêng răng chữ V
 Truyền động giữa 2 trục giao nhau: bộ truyền bánh răng nón răng thẳng, răng
nghiêng răng cung tròn.
 Truyền động giữa 2 trục chéo nhau: Bộ truyền bánh răng trụ chéo (hinh 1.2d), bộ
truyền bánh răng nón chéo
Theo kiểu ăn khớp có thể phân thành: bộ truyền bánh răng ăn khớp trong hoặc ăn
khớp ngoài. Ngoài ra còn nhiều cách phân loại khác.
Trong đồ án này em chỉ sử dụng bộ truyền bánh răng trụ tròn răng thẳng
và răng nghiêng ăn khớp ngoài.
 Ưu điểm
 Khả năng tải lớn, kích thước nhỏ gọn
 Tỉ số truyền không thay đổi
 Hiệu suất cao, có thể đạt tới 0,97 - 0,98 trong 1 cấp
 Tuổi thọ cao, làm việc tin cậy
 Có thể truyền công suất từ nhỏ đến rất lớn(hàng chục ngàn KW), vận

tốc có thể từ rất thấp đến rất cao (200m/s)
 Truyền động bánh răng được sử dụng rất rộng rãi trong tất cả các lĩnh
vực của ngành chế tạo máy và dụng cụ đo

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 10


ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ



GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

Trong các loại bộ truyền bánh răng, bộ truyền bánh răng trụ được sử dụng rất rộng rãi
vì làm việc tin cậy, kích thước gọn
1.2.2.6. Bộ truyền xích
- Bộ truyền xích đơn giản bao gồm 2 đĩa xích (đĩa dẫn 1 và đĩa bị dẫn 2) nối với giá
bằng khớp quay và dây xích (3) mắc trên đĩa. Ngoài ra trong bộ truyền xích còn sử
dụng thiết bị căng xích, thiết bị bôi trơn, che chắn...
- Chuyển động quay và tải trọng truyền từ đĩa dẫn 1 sang đĩa dẫn 2 nhờ sự ăn khớp
giữa các mắc xích với các răng của đĩa xích.
Theo công dụng truyền động xích có thể phân thành: xích kéo, xích trục và xích truyền
động. Trong đề tài này sử dụng xích truyền động loại xích ống con lăn.
- Kết cấu xích ống con lăn được trình bày trên hình 1.8 bao gồm má xích ngoài, má
xích trong, chốt, ống, con lăn.
- Cấu tạo, kích thước, vật liệu, cơ tính và độ chính xác của xích được quy định trong

tiêu chu
(3)

(2)

(1)

O1

O2

Hình 1.9 Xích ống con lăn
+ Ưu điểm của bộ truyền xích:
So với bộ truyền đai thì bộ truyền xích có kích thước nhỏ gọn hơn, khi làm việc không
có trượt, hiệu suất khá cao khi chăm sóc tốt, lực tác dụng lên trục nhỏ do không cần lực
căng ban đầu. Có thể truyền momen xoắn và chuyển động đến 1 số trục cách nhau
tương đối xa, lợi dụng đặc điểm này khi cơ cấu trượt cần hành trình tương đối dài.

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 11


ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ



GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ
2.1.Tính chọn động cơ .
Sơ đồ nguyên lý truyền động:

1
2
3
4

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý truyền động băng tải
1-Động cơ 2- Hộp giảm tốc 3-Bộ truyền xích

4- Tang kéo băng tải

Các số liệu cho trước:
 Vận tốc băng tải : v = 0.5 m/s.
 Lực kéo băng tải : F = 2,5 kN.
 Đặc tính làm việc : Êm.
 Thời gian phục vụ : 15500 giờ.
 Đường kính tang : D = 300mm.
Gọi Pt là công suất tính toán trên trục máy công tác (kw)
Pct là công suất cần thiết trên trục động cơ
η là hiệu suất truyền động

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 12

ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

η=
Với:

Ta có:

η 12.



GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

3

η2 . η3 . η

η 1 = 0,98 hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ

( tra bảng 2-1, TLTKCTM )

η2 = 0,99 hiệu suất của 1 cặp ổ lăn

( tra bảng 2-1, TLTKCTM )

η3 = 1 hiệu suất của khớp nối

( tra bảng 2-1, TLTKCTM )

η4 = 0,96 hiệu suất bộ truyền xích

( tra bảng 2-1, TLTKCTM )

Pt = F.v = 2,5*0,5 = 1,25 kw

Áp dụng công thức: Pt = η Pct
Suy ra

Pct 

Pt
1.25

 1.39 KW
 0.96 *1 * 0.98 2 * 0.993

( CT 2-1, trang27, TKCTM )

Tính số vòng quay của tang:

Nt 

60.1000.V 60.1000.0,5

 31.84 (V/ph)
.D
.300

Nt: tốc độ quay của tang (v/p)
V = 0,5 m/s: vận tốc của tang.
D = 300 mm: đường kính tang
 Tính sơ bộ số vòng quay của động cơ
Chọn sơ bộ tỉ số truyền của các bộ truyền:
ihgt = 12 – tỉ số truyền của hộp giảm tốc
ix = 4 – tỉ số truyền của bộ truyền xích
Số vòng quay của động cơ là:
ndc = nt . ihgt. ix = 31,84 *12*4 = 1528 (v/p)

(TLTKCTM)

 Chọn động cơ (Tra bảng 2p - TLTKCTM ):
 Công suất định mức: Pđm = 1,5 kw
 Tốc độ quay: ndc = 1500 (v/p)

2.2.1 Tính chọn tấm băng.
SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 13


ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ



GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

 Số liệu ban đầu:
Năng suất Q (lượng vật liệu vận chuyển trong 1 đơn vị thời gian). Ở đây, ta thiết
kế máy với năng suất Q= 20 (sp/ph).
Chiều dài vận chuyển L = 10 (m).
Góc nghiêng đặt máy β = 0 o.
Tốc độ dịch chuyển v = 0,5(m/s)
2.2.1 Tính chọn tấm băng:
- Chọn loại tấm băng:
Với những phân tích ở trên, ta chọn loại tấm băng vải cao su có phần lõi bằng vải và
phần bọc cao su.Vì chúng có giá thành rẻ mà vẫn đảm bảo được những yêu cầu về độ
bền kéo và uốn, độ đàn hồi và dãn dài nhỏ, chịu được nhiệt tốt.
- Tính chiều rộng tấm băng:
Ở đây, băng tải vận chuyển dạng vật liệu đơn chiếc nên ta chọn chiều rộng tấm băng
lớn hơn kích thước lớn nhất của vật vận chuyển từ 100-200mm
Do đó, ta chọn chiều rộng tấm băng là B= 500mm.
Tra bảng 4.4[2] ta chọn dây băng công dụng chung loại 2, rộng B= 500 mm, có 4 lớp
màng cốt bằng vải bạt Б-820 có bọc cao su bề mặt làm việc dày 3mm, bề mặt không
làm việc dày 1mm.
Kí hiệu của tấm băng đã chọn L2-500-4B-830-3-1
-Tính chiều dày tấm băng: δ = δl + i.δm + δk

(TLTKCTM)

Trong đó, δl – chiều dày lớp cao su ở bề mặt làm việc: δl= 3mm.
δk – chiều dày lớp cao su ở bề mặt không làm việc: δk= 1mm
δm– chiều dày một lớp màng cốt : δm= 1,5mm
i- số lớp màng cốt. Chọn i= 4
Như vậy: δ = 3 + 4.1,5 + 1 = 10 (mm).
2.2.2 Tính chọn tang:

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 14




ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

Chọn sử dụng tang trụ có:
Đường kính cần thiết của tang truyền động:
Dt ≥ a.i = 125.4 = 500(mm)

(TLTKCTM)

- Trong đó :
a - hệ số tỉ lệ. Lấy a = 125 theo bảng 6.5 (TKCTM) với vải làm màng cốt, dây băng
Б-820.

là

i - số lớp màng cốt của dây băng. i = 4
Theo tiêu chuẩn của ГOCT10624-63 chọn Dt = 500 mm .
- Đường kính tang cuối và tang căng băng bằng Dt = 0,8*500 = 400mm.
- Chiều dài của tang lấy hơn chiều rộng băng từ 100-200:
B +100 = 500 +100 = 600 mm

Hình 2.2 Các thông số của tang
Bảng 2.1 Thông số của tang dẫn
Chiều
Rộng dây
băng
B(mm)
500

Dt
(mm
)
500

A

A1

L

L1

L2

H

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

850

270

600

1140

650

185

Khối
lượng
(kg)
96

Bảng 2.2: Thông số của tang bị dẫn
SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 15




ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

ChiềuRộng
dây băng
B(mm)
500

GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

Dt

A

A1

L

L1

L2

H

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

400

800

160

600

850

210

65

Khối
lượng
(kg)
96

2.2.3 Tính chọn con lăn:
Theo quy định của bảng 6.8 (TKCTM) lấy con đỡ loại trung bình có đường kính bằng
108 mm
Theo số liệu ở bảng 6.9(TKCTM) lấy khoảng cách giữa các con lăn đỡ ở nhánh băng
làm việc (có tải): ll=1000 mm.
Khoảng cách giữa các con lăn đỡ ở nhánh không tải lk=2000mm.Ở đoạn cong của
băng, khoảng cách giữa các con lăn đỡ lấy bằng một nửa khoảng cách giữa các con lăn
đỡ ở đoạn thẳng, tức là bằng 500 mm đối với nhánh chịu tải và 1000 mm đối với nhánh
không tải .
Con lăn đỡ nhánh có tải:

Hình 2.3 : Con lăn đỡ nhánh có tải
Bảng 2.3: Thông số con lăn đỡ nhánh có tải
Kí hiệu
con lăn
Ж5020H

Các thông số kích thước(mm)

Khối
lượng

Dc

A

L

l

l1

H

H1

H2

102

720

760

195

20

190

205

260

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

(kg)

18,5

Trang 16


ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ



GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

Hình 2.4 : Con lăn đỡ nhánh không tải
Bảng 2.4: Thông số của con lăn đỡ nhánh không tải
Các thông số kích thước(mm)

Kí

Khối

hiệu

lượng

con

Dc

A

L

L1

l1

H

H1

B1

102

720

760

600

14

154

205

100

lăn
П50-B

(kg)
10,5

2.3. Bộ truyền xích
Bộ truyền xích đơn giản (H2.5) bao gồm 2 đĩa xích (đĩa dẫn 1 và đĩa bị dẫn 2) nối
với giá bằng khớp quay và dây xích (3) mắc trên đĩa. Ngoài ra trong bộ truyền xích
còn sử dụng thiết bị căng xích, thiết bị bôi trơn, che chắn...
Chuyển động quay và tải trọng truyền từ đĩa dẫn 1 sang đĩa dẫn 2 nhờ sự ăn khớp
giữa các mắc xích với các răng của đĩa xích.
-

Theo công dụng truyền động xích có thể phân thành: xích kéo, xích trục và xích
truyền động. Trong đề tài này sử dụng xích truyền động loại xích ống con lăn.

-

Kết cấu xích ống con lăn được trình bày trên hình2.5 bao gồm má xích ngoài, má
xích trong, chốt, ống, con lăn.

-

Cấu tạo, kích thước, vật liệu, cơ tính và độ chính xác của xích được quy định
trong

tiêu chuẩn

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 17


ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ



GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

(2)

(3)

(1)
O1

O2

Hình 2.5:Bộ truyền xích

+ Ưu điểm của bộ truyền xích: So với bộ truyền đai thì bộ truyền xích có kích
thước nhỏ gọn hơn, khi làm việc không có trượt, hiệu suất khá cao khi chăm sóc
tốt, lực tác dụng lên trục nhỏ do không cần lực căng ban đầu. Có thể truyền
momen xoắn và chuyển động đến 1 số trục cách nhau tương đối xa, lợi dụng đặc
điểm này khi cơ cấu trượt cần hành trình tương đối dài.
-Chọn loại xích
Do vận tốc làm việc bé hơn 10 m/s và không có yêu cầu làm việc êm, không ồn
nên ta
chọn loại xích ống con lăn.

CHƯƠNG 3 :THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
3.1. Thiết kế phần cứng
3.1.1 Khối vi điều khiển

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 18




ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
5VDC

GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

KHOI VI DIEU KHIEN

1

4.7K
R7
VCC

1
2
3
4

5
6
7

1
2
3
4
5
6
7
8
X1
X2

19
18

5VDC

31
9
rst

VCC

P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3

P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7

EA/VPP
RST
AT89C51

cambienphoi1
cambienphoi2
stop
EMstop
cambienkhay 2
cambienkhay 3
start
cambienkhay 1

10
11
12
13

14
15
16
17

P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/WR
P3.7/RD

XTAL1
XTAL2

dco_gat1_ra
dco_gat1_v e
dco_gat2_ra
dco_gat2_v e
CTHTTRONG1
CTHTNGOAI1
CTHTTRONG2
CTHTNGOAI2

21
22
23
24

25
26
27
28

P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15

30
29

ALE/PROG
PSEN
GND

39
38
37
36
35
34
33
32

20

led7
led7
led7
led7
led7
led7
led7

1
2
3
4
5
6

40

U18

2
3
4
5
6
7
8
9

kich led7
kich led7
kich led7
kich led7
kich led7
kich led7
dco_bt1
dco_bt2

C1
X1
33pF
11.059MHZ
C2

Q1

5VDC

5VDC

X2
33pF

KHOI DAO DONG

R2
100
1

C3
1n

rst

4
SW3

D8
LED

SW PUSHBUTTON-SPST-2
2
3

R1
10K
R12
330

KHOI RESET

3.1.2Khối nguồn

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 19



ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH
5V-1
1
2

U2
LM7805

D1
1
D3

VOUT

3A

C1

+

-

104
C3
1000UF-50V

CON2

C4
10UF-50V

2

1
2

3

GND

~
J1

OUT 5V

VIN

C2
104

R1
290

5V-2
1

2

~
DIODE BRIDGE_1234

D2
LED

OUT 5V

KHOI NGUON

Vi điều khiển sử dụng nguồn 5V, do đó để tạo được nguồn 5V ổn định không phụ thuộc
tải ta sử dụng vi mạch ổn áp LM7805.
3.1.3. Khối cảm biến
Khối cảm biến có nhiệm vụ phát hiện sản phẩm và truyền tín hiệu về vi điều khiển
5VDC

D1
1
2
LED PHAT

8

1
2

QT1

Q.TRO
3
VR1

280

R3
3.3K

+

cambienphoi1

1

LM358
4

R2

2

U1A

100K

R1

D4

330

LED

Nguyên lý hoạt động :
Khi có ánh sáng chiếu từ LED vào quang trở sẽ làm cho điện trở quang trở giảm xuống,
từ đó làm cho điện áp đầu vào chân 3 của LM358 tăng lên. Đến khi vượt qua điện áp
đặt vào chân 2 thì sẻ có tín hiệu ra chân 1 và đưa vào vi điều khiển. Với mỗi màu phản
xạ khác nhau thì ánh sáng chiếu vào quang trở là mạnh yếu khác nhau. Tùy vào ánh

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 20




ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

sáng chiếu vào quang trở và điện áp đặt vào chân 6 mà sẽ có tín hiệu ra chân 7 hay
không. Trong đề tài này em dùng 3 màu là xanh, đỏ, trắng.
3.1.4 Khối đếm sản phẩm
kich led7 6
kich led7 5
kich led7 4
kich led7 3

kich led7 2
kich led7 1
5VDC

R7

5VDC

R8

5VDC

R9

Q1
A1015

R10

Q2
A1015
4.7K

5VDC

R11

Q3

Q5

A1015

4.7K

5VDC

R12

Q4

A1015

4.7K

5VDC

Q6

A1015

4.7K

A1015

4.7K

4. 7K

led7 1

led7 2
led7 3
led7 4
led7 5
led7 6
led7 7

7
6
4
2
1
9
10
5

A
B
C
D
E
F
G
H

7
6
4
2
1

9
10
5

A
B
C
D
E
F
G
H

7
6
4
2
1
9
10
5

A
B
C
D
E
F
G
H

7
6
4
2
1
9
10
5

A
B
C
D
E
F
G
H

7
6
4
2
1
9
10
5

A
B

C
D
E
F
G
H

7
6
4
2
1
9
10
5

8

3

D6

LED2

A2

LED2

A1

8

3

D5

R6
270

A2

LED2

A1

8

3

D4

R5
270

A2

LED2

A1

8

3

R4
270

A2

D3
LED2

A1

8

3

D2

R3
270

A2

LED1

A1

8

R2
270

A2

A1

D1

3

R1
270

A
B
C
D
E
F
G
H

KHOI DIEM SAN PHAM

3.1.5 Khối điều khiển động cơ.
Nguyên lý hoạt động :
Khối điều khiển động cơ có nhiệm vụ đóng ngắt,đảo chiều quay động cơ.

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 21




ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

12VDC
5VDC
RL1_8C
RL2_4C
4
5
12VDC

5
8

4

D1

1
2

DIODE

DCO_GAT1

3

3

1
2

6
7

D2

1
2

CON2

RELAY SPDT
DIODE

RELAY DPDT

12VDC
L1
4

2

dco_gat1_ra
OPTO11
LED R1

OPTO 817B
1

3

2

4

5VDC
330
L2
dco_gat1_ve
OPTO12
LED R2

5VDC

OPTO817B

12VDC

RL3_8C

DCO_GAT2

3

1

5VDC
330

RL4_4C

4

1
2

3

L3

5

dco_gat2_ra

5
8

4

2

3
U1

D3

OPTP21
LED R3

OPTO817B
3

1

5VDC
330

L4

12VDC

dco_gat2_ve

1
2
3
4
5
6

7
8

LED

OPTP22
OPTO 817B

R4

IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
IN8

OUT1
OUT2
OUT3
OUT4
OUT5
OUT6
OUT7
OUT8

COM

GND

18
17
16
15
14
13
12
11

CON2

6

1
2

D4

7
1
2

12VDC
DIODE

RELAY SPDT
DIODE

RELAY DPDT

9

4

2

10

4

ULN2803
12VDC

3

1

5VDC

RL7_4C
330
5

DCO_BT1

3

L5

dco_bt1

D12 DIODE

1
2

1
2

4

OPTP31
2

4

OPTO 817B

LED

CON2

3
4

RELAY SPDT
1

5VDC

2

R5
330
L6
dco_bt2
OPT32
OPTO 817B

LED
5VDC

3

12VDC
1

R6

RL8_4C
330

5

DCO_BT2

3
4
D13

DIODE

1
2

1
2

RELAY SPDT
CON2

KHOI DIEU KHIEN DONG CO

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 22


ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ



GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

3.2.Thiết kế phần mềm
3.2.1 Sơ đồ thuật toán
3.2.1.1 Chương trình chính

Begin

Khai báo ban đầu
IE
#87H
IP
#05H
TMOD
01H

Buộc ngắt bộ
định thời 0

Reset hệ thống

Start=0

N

Y
Y

Bật động cơ
BT1,BT2

CB phôi
một =1

N

Y

CBkhay
một=0

Động cơ gạt 1 đi
ra Y

CTHT
ngoài 1=0

N

Y

N

Y

Stop=0

Y
Dừng hệ thống

1

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 23




ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

1

Dừng đ/c gạt 1

1
Cảm biến
phôi2=1

N

Y
Cảm biến
khay 3=0

Động cơ gạt 2 ra

N

Y
CTHT

ngoài 2=0

Động cơ gạt 1 về

N

Y
Dừng đ/c gạt 2
Đ/c gạt
Y1 về

CTHT
trong1=0

Y
CTHT
trong 1=0

N

Dừng đ/c gạt Y
1

Y
Dừng đ/c gạt 1

Y

Stop=0

Cảm biến
khay2=0

N

N

Y
Dừng hệ thống

Y
Đ/c gạt 2 về

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Chờ
Start

Trang 24


ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ



GVHD: ĐẶNG PHƯỚC VINH

1

CTHT
trong2=0

N

Y
Dừng đ/c gạt 2

Stop=0

N

Y
Dừng hệ thống

Chờ
Start

SVTH: Nguyễn Thế Anh
–Lớp:10CDTLT
Dương Hoàng Dũng –Lớp:10CDTLT

Trang 25