thiết kế, chế tạo bàn gá hàn bán tự động cho công ty arcon sunmark

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO
BÀN GÁ HÀN BÁN TỰ ĐỘNG CHO
CÔNG TY ARCON SUNMARK

SVTH1: Hoàng Trung Tín
MSSV: 21203857
SVTH2: Lê Văn Minh
MSSV: 21202139
GVHD: TS. Phùng Trí Công

TP.HCM, 2016


LỜI CẢM ƠN
Qua bốn năm học tập và rèn luyện tại trường đại học Bách Khoa Tp.HCM, được sự tận
tâm giúp đỡ của quý thầy cô trong trường nói chung và thầy cô trong khoa cơ khí nói riêng
đã truyền dạy cho em rất nhiều kiến thức, đặt biệt chúng em cảm ơn thầy Công đã chỉ dẫn
và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tụi em hoàn thành luận văn. Chúng em cũng vô cùng
cảm ơn anh Tuân (giám đốc Cty TNHHTM ARC Hồ Quang) và ông Kelm ( Giám đốc nhà
máy ARCON SUNMARK) đã tin tưởng và tài trợ cho chúng em được thực hiện luận văn
này.
Do kiến thức còn hạn chế nên khó tránh khỏi những sai xót trong cách hiểu và trình bày.
Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô để báo cáo tốt nghiệp đạt được
kết quả tốt hơn.

i


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Hiện nay,Công ty ARCON SUNMARK thuộc tập đoàn ARCON SUNMARK có chi
nhánh tại tỉnh Bình Dương, Việt Nam. Đang có nhu cầu đẩy mạnh năng suất ở nhà máy
bằng cách muốn đặt để làm ra máy móc phục vụ cho việc gá đặt các phoi hàn trở nên dễ
dàng thuận tiện hơn với người thợ hàn.
Nắm bắt được vấn đề đó, chúng em đã đề xuất ra ý tưởng thiết kế, chế tạo bàn nâng hạ
bán tự động và đã thuyết phục được phía công ty đầu tư và đang triển khai thực hiện. Ở
luận văn này, chúng em xin được trình bày về thiết kế và chế tạo của mình phù hợp theo
như yêu cầu phía công ty.

ii


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... i
TÓM TẮT LUẬN VĂN .....................................................................................................ii
DANH SÁCH HÌNH ẢNH ............................................................................................. viii
DANH SÁCH BẢNG BIỂU .............................................................................................xii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .............................................................................................. 1
1.1 Giới Thiệu .................................................................................................................. 1
1.1.1 Arcon Sunmark .................................................................................................... 1
1.1.2 Sản Phẩm Mới ..................................................................................................... 2
1.2 Các Bàn Gá Hàn Đã Có Trên Thị Trường ................................................................. 2
1.2.1 Bàn Gá ABB ........................................................................................................ 2
1.2.2 Bàn Gá Khung Của FORSTERI WELDING SYSTEMS ................................... 4
1.2.3 Bàn Gá Khung Xe Của FORSTERI WELDING SYSTEMS ............................. 5

1.2.4 Bàn Gá Hàn Của Đan Mạch ................................................................................ 6
1.3 Mục Tiêu .................................................................................................................... 6
1.4 Nhiệm Vụ Của Đề Tài Luận Văn............................................................................... 7
1.5 Phạm Vi Đề Tài .......................................................................................................... 7
CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ....................................................................... 9
2.1

Phương Án Cơ Khí ................................................................................................. 9

2.1.1

Phương Án Nâng Hạ Bàn................................................................................. 9

2.1.2

Phương án xoay bàn ....................................................................................... 12

2.1.3

Phương án gá kẹp phôi hàn ............................................................................ 12
iii


2.1.4 Phương án chon lựa sơ đồ nguyên lý cơ khí....................................................... 13
2.2

Phương án điện ..................................................................................................... 14

2.2.1

Chọn động cơ ................................................................................................. 14

2.2.2

Lựa chọn cảm biến ......................................................................................... 15

2.2.3

Sơ Đồ Phân Bố Điện ...................................................................................... 15

2.3

Phương án điều khiển ........................................................................................... 16

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ KHÍ CHÂN ĐẾ ...................................... 18
3.1 Phân tích lực trên các khâu: ...................................................................................... 19
3.2 Tính toán bộ truyền động trục vít............................................................................. 23
3.2.1 Tính toán trục vít me bi ..................................................................................... 23
3.2.2 Tính toán độ ổn định chịu nén cho trục vít me bi .............................................. 24
3.3 Tính toán ổ chặn ....................................................................................................... 25
3.4 Tính toán ổ bi đỡ ...................................................................................................... 26
3.5 Tính toán chọn động cơ điện .................................................................................... 27
3.5.1 Chọn động cơ nâng cần thiết .............................................................................. 27
3.5.2 Chọn động cơ xoay bàn ...................................................................................... 30
3.6 Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng.......................................................... 30
3.7 Tính toán kiểm nghiệm độ bền của then .................................................................. 36
3.8 Tính toán bulong chỗ trục nối với bàn ..................................................................... 37
3.9 Tính toán vài chi tiết máy bằng phần mềm .............................................................. 37
3.9.1 Trục nối bàn ....................................................................................................... 37
3.9.2 Hộp con trượt ..................................................................................................... 38

3.9.3 Gối đỡ trục gia công ........................................................................................... 40
iv


CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ KHUNG BÀN ....................................................................... 42
4.1 Nhiệm Vụ, Cấu Tạo ................................................................................................. 42
4.1.1 Nhiệm Vụ ........................................................................................................... 42
4.1.2 Cấu Tạo .............................................................................................................. 42
4.2 Cách Thao Tác Trên Mặt Bàn .................................................................................. 46
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN ....................................... 56
5.1 Thiết kế hệ thống điện điều khiển khí nén ................................................................ 56
5.1.1 Phương án lựa chọn ........................................................................................... 56
5.1.2 Sơ đồ bố trí khí nén của bàn nâng hạ ................................................................. 56
5.1.3 Mạch điện điều khiển khí nén. ........................................................................... 57
5.2 Thiết kế tủ điện và mạch điều khiển ......................................................................... 58
5.2.1 Thiết kế tủ điện. ................................................................................................. 58
5.2.2 Thiết kế mạch điều khiển ................................................................................... 59
5.3 Thiết kế mạch động lực ............................................................................................ 61
5.3.1 Chọn động cơ và driver ...................................................................................... 61
5.3.2 Cách kết nối dây giữa motor servo và servopack ............................................... 62
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ................................................................. 64
6.1

Lựa Chọn Phương Án Điều Khiển........................................................................ 64

6.1.1 Vi điều khiển...................................................................................................... 64
6.1.2 Program Logic Control (PLC) ........................................................................... 64
6.2

Cấu Trúc Của PLC FX3G-24MT ......................................................................... 64

6.2.1 Các Ngõ Input/Output........................................................................................ 64
6.2.2 Relay Bổ Trợ [M] .............................................................................................. 66
v


6.2.3 Cờ Trạng Thái [S] .............................................................................................. 66
6.2.4 Timer [T]............................................................................................................ 66
6.2.5 Counter [C] ........................................................................................................ 67
6.2.6 Bộ đếm tốc độ cao (High Speed Counter) ......................................................... 68
6.2.7 Thanh Ghi Dữ Liệu [D] ..................................................................................... 72
6.3 Một Số Lệnh Cơ Bản Của PLC FX3G-24MT/ES ................................................... 72
6.3.1 FNC10 Compare – CMP ................................................................................... 72
6.3.2 FNC12 Move – MOV ........................................................................................ 73
6.3.3 FNC20 – Addition – ADD ................................................................................. 73
6.3.4 FNC21 – Subtraction – SUB ............................................................................. 74
6.3.5 FNC40 – Zone Reset – ZRST ............................................................................ 75
6.3.6 FNC57 – Pulse Y Output – PLSY ..................................................................... 76
6.3.7 FNC58 – Pulse Width Modulation – PWM....................................................... 79
6.3.8 FNC59 – Acceleration/Deceleration Setup – PLSR .......................................... 81
6.3.9 FNC224 – Load compare – LD ......................................................................... 82
6.3.10 Các lệnh khác ................................................................................................... 83
6.4 Sơ đồ khối mạch điều khiển ..................................................................................... 85
6.5 Lưu đồ giải thuật ...................................................................................................... 86
CHƯƠNG 7: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ....................................... 87
7.1 Giới thiệu................................................................................................................... 87
7.2 Quá trình thực nghiệm ............................................................................................. 87
7.2.1 Quá trình thực nghiệm về chế tạo và kết cấu cơ khí ......................................... 87
7.2.2 Quá trình thực nghiệm đấu nối điện và khí nén ................................................. 91
vi

7.2.3 Quá trình thực nghiệm điều khiển đồng tốc hai động cơ ................................... 92
7.3 Đánh giá độ chính xác ............................................................................................... 92
CHƯƠNG 8: TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI ...................... 94
8.1 Đánh giá kết quả đạt được......................................................................................... 94
8.2 Hướng phát triển đề tài.............................................................................................. 94
PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 95
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................. 111

vii


DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1. Các tấm pin thu năng lượng mặt trời của Arcon Sunmark ................................... 1
Hình 1.2. Ảnh minh họa cho sản phẩm mới của Arcon Sunmark ........................................ 2
Hình 1.3. Bàn gá của tập đoàn ABB .................................................................................... 3
Hình 1.4. Bàn gá lúc mới đặt phôi lên .................................................................................. 4
Hình 1.5. Bàn gá khung xe sau khi lắp đặt xong .................................................................. 5
Hình 1.6. Bàn gá hàn tấm năng lượng mặt trời ở Đan Mạch ............................................... 6
Hình 2.1. Mạch thủy lực đồng tốc hai xylanh bằng van chia kiểu con trượt ....................... 9
Hình 2.2. Mạch đồng tốc hai xy lanh dùng van tỷ lệ điện từ ............................................. 10
Hình 2.3. Cần nâng trục hai vít me tự hãm ........................................................................ 11
Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý Cơ khí ...................................................................................... 13
Hình 2.5. Phương án Điện lựa chọn ................................................................................... 16
Hình 2.6. Sơ đồ khối bộ điều khiển motor servo................................................................ 17
Hình 3.1. Phân tích lực trên khâu (4) ................................................................................. 19
Hình 3.2. Phân tích lực trên khâu (2) ................................................................................. 20
Hình 3.3. Biểu đồ moment của trục vitme.......................................................................... 21
Hình 3.4. Sơ đồ tải trọng ................................................................................................... 31

Hình 3.5. Ứng suất trên trục ............................................................................................... 37
Hình 3.6. Độ võng của trục ................................................................................................ 38
Hình 3.7. Ứng suất trên hộp ............................................................................................... 38
Hình 3.8. Độ biến dạng của hộp ......................................................................................... 39
Hình 3.9. Ứng suất trên gối đỡ trục .................................................................................... 40
Hình 3.10. Độ biến dạng của gối đỡ trục............................................................................ 41
viii


Hình 4.1. Gá lắp sản phẩm trên bàn. .................................................................................. 42
Hình 4.2. Xilanh định vị MCGS-03-12-75......................................................................... 43
Hình 4.3. Thanh định vị chữ T ........................................................................................... 44
Hình 4.4. Chân đỡ định vị .................................................................................................. 44
Hình 4.5. Bố trí các xilanh trên bàn.................................................................................... 45
Hình 4.6. Xilanh MCGS-03-12-20. .................................................................................... 45
Hình 4.7. Cụm xilanh kẹp................................................................................................... 46
Hình 4.8. Sau khi đặt thanh Karmprofil assembly beslag/studs lên chân định vị. ............. 48
Hình 4.9. Sơ đồ nút nhấn. ................................................................................................... 48
Hình 4.10. Sau khi nhấn nút No.1 và nhóm xilanh định vị No.1 ..................................... 49
Hình 4.11. Nhóm xilanh ép No.2 ....................................................................................... 49
Hình 4.12. Sau khi lắp ráp hoàn thành. .............................................................................. 50
Hình 4.13. Sơ đồ các nút nhấn và cụm xilanh kẹp-định vị. ............................................... 50
Hình 4.14. Sau khi bàn nâng đến độ cao +2095 mm.......................................................... 51
Hình 4.15. Sau khi bàn xoay +900 ...................................................................................... 52
Hình 4.16. Sau khi bàn xoay một góc -1800 ....................................................................... 53
Hình 4.17. Sau khi tiếp tục xoay một góc -900 ................................................................... 54
Hình 4.18. Khoảng cách giữa bề mặt thanh Underprofils với đất và xe ............................ 54
Hình 5.1. Role 24V (trên),Van điện từ (dưới). ................................................................... 56
Hình 5.2. Sơ đồ bố trí khí nén. ........................................................................................... 57
Hình 5.3. Cách bố trí nút nhấn ........................................................................................... 58

Hình 5.4b. Hình ảnh đi dây ................................................................................................ 59
Hình 5.4a. Bố trí các khí cụ điện ........................................................................................ 59
ix


Hình 5.5. Sơ đồ mạch điện ................................................................................................. 60
Hình 5.6. Torque động cơ SGMAH-08AAA4C ................................................................ 61
Hình 5.6. Torque động cơ SGMGH-05ACA6C ................................................................. 61
Hình 5.7. Cách đấu dây cho mạch động lực ....................................................................... 63
Hình 6.1. Sơ đồ ngõ IO dạng transitor của PLC ................................................................ 65
Hình 6.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của các ngõ IO PLC ............................................... 65
Hình 6.3. Các phase counter 32bit...................................................................................... 68
Hình 6.4. Danh sách các cờ đếm tốc độ cao. ...................................................................... 69
Hình 6.5. Mô tả cách thức hoạt động của lệnh reset. ......................................................... 76
Hình 6.6. Mô tả các thông sô trong lệnh PLSY. ................................................................ 77
Hình 6.7. Mô tả các thông số của lệnh PWM. .................................................................... 80
Hình 6.8. Mô tả các thông số trong lệnh DPLSR. .............................................................. 81
Hình 6.9. Lưu đồ thuật toán chính (main program). .......................................................... 85
Hình 6.10. Một phần của lưu đồ giải thuật của PLC. ......................................................... 86
Hình 7.2. Bánh răng bị dẫn ................................................................................................. 87
Hình 7.1. Chi tiết bánh răng dẫn......................................................................................... 87
Hình 7.3. Trục xoay bàn ..................................................................................................... 88
Hình 7.4. Thợ hàn đang lắp đặt một số chi tiết gá kẹp của xylanh .................................... 88
Hình 7.5. Quá trình lắp máy ............................................................................................... 89
Hình 7.7. Các con ốc cân chỉnh .......................................................................................... 90
Hình 7.6. Hộp lớn đã được lắp xong ................................................................................. 90
Hình 7.9. Gối đỡ đầu thanh trượt ....................................................................................... 90
Hình 7.8. Chi tiết BK tự thiết kế ....................................................................................... 90
x

Hình 7.11. Thi công khí nén ............................................................................................... 91
Hình 7.10. Thi công đấu nối tủ điện ................................................................................... 91
Hình 7.12. Máy đã sẵn sàng cho sản xuất .......................................................................... 91
Hình 7.13. Kiểm nghiệm nâng hạ thành công .................................................................... 92
Hình 7.14. Cơ cấu kẹp giữ chặn góc phôi hàn ................................................................... 93

xi


DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật yêu cầu ................................................................................... 9
Bảng 3.1. Thông số kỷ thuật của ổ NSK 51405 ................................................................. 26
Bảng 3.2. Thông số kỹ thuật của ổ NSK 6208 ................................................................... 27
Bảng 3.3. Bảng thông số chọn then .................................................................................... 36
Bảng 6.1. Bảng các cờ đặc biệt đảo chiều đếm counter. .................................................... 68
Bảng 6.2. Phân chia hoạt động của các loại counter. ......................................................... 70
Bảng 6.3. Các cờ đặc biệt dùng để đảo chiều đếm counter tốc độ cao. ............................. 71
Bảng 6.4. Các cờ đặc biệt dùng để đóng/mở chế độ đếm tốc độ cao. ................................ 71
Bảng 6.5. Các thiết bị được phép sử dụng trong lệnh compare. ........................................ 72
Bảng 6.6. Các thiết bị được phép sử dụng trong lệnh move. ............................................. 73
Bảng 6.7. Các thiết bị được phép sử dụng trong lệnh addition. ......................................... 74
Bảng 6.8. Các cờ đặc biệt thể hiện kết quả của phép cộng. ............................................... 74
Bảng 6.9. Các thiết bị được phép sử dụng trong lệnh subtraction. .................................... 75
Bảng 6.10. Các thiết bị được phép sử dụng trong lệnh SUB. ............................................ 75
Bảng 6.11. Các thiết bị được phép sử dụng trong lệnh ZRST. .......................................... 76
Bảng 6.12. Các thanh ghi đặc biệt lưu giữ số xung đã bắn được ở các ngõ xung ra. ........ 77
Bảng 6.13. Các ngõ ra đảo chiều quay motor. ................................................................... 78
Bảng 6.14. Các chế độ bắn xung thông dụng. .................................................................... 79
Bảng 6.15. Các cờ đặc biệt dùng để ngừng bắn xung ngay lập tức. .................................. 79

Bảng 6.16. Các thiết bị được phép sử dụng trong lệnh PWM. ........................................... 80
Bảng 6.17. Các cờ đặc biệt phát hiện lệnh bắn xung đã hoàn tất. ...................................... 80
Bảng 6.18. Các cờ đặc biệt thể hiện lệnh bắn xung đã thực thi xong. ............................... 82
xii


Bảng 6.19. Các thanh ghi đặc biệt, lưu giữ tổng số xung đã bắn ra được ở mỗi ngõ ra. ... 82

xiii


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Giới Thiệu
1.1.1 Arcon Sunmark
Arcon Sunmark là tập đoàn của Đan Mạch chuyên sản xuất các tấm pin năng lượng
mặt trời được sử dụng ở các khu dân cư lớn, nhà hàng, khách sạn, cơ sở thể thao, văn
phòng và các tòa nhà công cộng.
Hệ thống thu năng lượng mặt trời của Arcon Sunmark đã tối ưu hóa cho việc cài
đặt quy mô lớn và sản lượng cao nhất có sẵn. Họ không ngừng phát triển các dòng sản
phẩm mới để đáp ứng các yêu cầu của khách hàng hiện nay.

Hình 1.1. Các tấm pin thu năng lượng mặt trời của Arcon Sunmark

1


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.2 Sản Phẩm Mới

Đáp ứng nhu cầu của khách hàng, Tháng 6/2016 Arcon Sunmark đã thay đổi sự
thiết kế của các sản phẩm cũ và cải tiến nó, từ đó một sản phẩm mới đã được ra đời.

Hình 1.2. Ảnh minh họa cho sản phẩm mới của Arcon Sunmark
Với sự ra đời này, Arcon Sunmark mong muốn có một bàn gá hàn chuyên dụng để
gá đặt giúp cho quá trình lắp ráp các chi tiết nhỏ với nhau diễn ra một cách nhanh chóng
và hiệu quả nhất có thể. Từ đây, bàn gá hàn bán tự động được bắt tay vào tính toán thiết
kế để đáp ứng được các yêu cầu kĩ thuật từ sản phẩm và sự tiện nghi khi công nhân làm
việc.
1.2 Các Bàn Gá Hàn Đã Có Trên Thị Trường
1.2.1 Bàn Gá ABB
Được thiết kế và chế tạo bởi tập đoàn ABB. Với thiết đơn giản nhưng hiệu quả rất
cao. Được bố trí tổng cộng 20 xilanh ép MCGS và 14 xilanh kẹp MCKC để định vị và
cố định phôi trong toàn bộ quá trình hàn.
Ưu điểm:

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
+ Bố trí xilanh gọn, tiết kiệm được không gian để dễ dàng thực hiện các thao
tác hàn.
+ Bàn có khả năng xoay 3600 xung quanh trục đi qua trung tâm bàn và xoay
1200 xung quanh trục chân đế nên cho phép hàn ở nhiều vị trí và tư thế khác nhau.
+ Thiết kế và chế tạo khá đơn giản.

Hình 1.3. Bàn gá của tập đoàn ABB
Nhược điểm:
+ Không gá kẹp được những phôi có kích thước hoặc thiết kế thay đổi.
+ Số lượng xilanh cần thiết để lắp đặt khá lớn.

+ Bàn không đánh dấu các vị trí đặt phôi nên không thể định vị phôi trong
quá trình đặt phôi lên bàn bằng tay.
+ Chỉ gá kẹp được những chi tiết có hình thù đơn giản như mui thùng khung
xe tải và các chi tiết có hình dáng tương tự.
Video hoạt động xem tại: />
3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.2.2 Bàn Gá Khung Của FORSTERI WELDING SYSTEMS
Ưu điểm:
+ So với bàn gá ABB thì bàn gá này nhỏ nhẹ và tốn ít chi phí chế tạo hơn.
+ Gá kẹp được nhiều loại phôi, không phụ thuộc vào duy nhất 1 bản thiết kế.
+ Có hệ thống định vị trong lúc đặt phôi lên bàn.
+ Hoạt động đơn giản

Hình 1.4. Bàn gá lúc mới đặt phôi lên
Nhược điểm:
+ Nhược điểm lớn nhất của bàn này là toàn bộ quá trình gá kẹp và xoay bàn
là hoàn toàn thủ công.
+ Không gá kẹp được những chi tiết phức tạp như đối với yêu cầu đặt ra.
Video hoạt động xem tại: />
4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.2.3 Bàn Gá Khung Xe Của FORSTERI WELDING SYSTEMS

Hình 1.5. Bàn gá khung xe sau khi lắp đặt xong
Ưu điểm:

+ Có thể gá đặt nhiều phôi có kích thước to nhỏ khác nhau.
+ Chi phí chế tạo ít.
Nhược điểm:
+ Bàn không có khả năng xoay nên gây khó khăn trong việc chọn tư thế hàn thỏa
mái nhất.
+ Quá trình gá kẹp và nhả phôi hoàn toàn thủ công là nhược điểm lớn nhất.
Video hoạt động xem tại: />
5


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.2.4 Bàn Gá Hàn Của Đan Mạch

Hình 1.6. Bàn gá hàn tấm năng lượng mặt trời ở Đan Mạch
Ưu điểm:
+ Có hệ thống xoay bàn
+ Có hệ thống xilanh gá kẹp đơn giản
Nhược điểm:
+ Bàn không có khả năng nâng lên cao để xoay, tốn chi phí chế tạo hầm giảm độ
cao.
1.3 Mục Tiêu
Mục tiêu đề tài luận văn về tính toán thiết kế, chế tạo bàn gá hàn bán tự động cho
công ty Arcon Sunmark phải đạt được là:
+ Giải quyết tất cả các yêu cầu về tính năng của máy mà khách hàng đặt ra: Chiều
cao ban đầu của bàn gá, chiều cao sau khi bàn xoay 900, Có hệ thống cảm biến an toàn,
đèn và loa báo động khi máy hoạt động..v..v..

6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
+ Hiểu và áp dụng PLC mitsubishi vào điều khiển động cơ servo.
+ Áp dụng tối đa các kiến thức được đào tạo ở trường đại học vào thiết kế, chế tạo
thực tế.
1.4 Nhiệm Vụ Của Đề Tài Luận Văn
Nhiệm vụ của đề tài thiết kế, chế tạo Bàn Gá Hàn Bán Tự Động là:
+ Tính toán, thiết kế kết cấu cơ khí phù hợp với chức năng chính của bàn.
+ Thiết kế lưu đồ giải thuật, lập trình cho trung tâm điều khiển toàn bộ quá trình
hoạt động của máy.
+ Tiến hành thi công lắp đặt máy.
1.5 Phạm Vi Đề Tài
Việc thiết kế, chế tạo bàn gá đòi hỏi rất nhiều kiến thức chuyên sâu và rộng, nên đề
tài luận văn có một số giới hạn dưới đây:
+ Không nghiên cứu chuyên sâu về cấu trúc và đầy đủ tính năng của driver servo
SGDH và SHDM.
+ Vì quá trình gia công được công ty bên ngoài thi công nên đề tài không nghiên
cứu về các phương pháp gia công để đảm bảo độ song song, độ vuông góc, độ đồng
phẳng của Chân đế máy.
1.6 Bố Cục Luận Văn
+ Chương 1: Tổng quan.
Tổng quan sơ lược về các bàn gá hàn hiện có trên thị trường hiện nay. Đánh giá ưu
nhược điểm của từng loại bàn gá.
+ Chương 2: Lựa chọn phương án.

7


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Phân tích đánh giá các phương án cơ khí, điện khả thi đối với đề tài. Từ đó chọn ra
phương án tốt nhất để đưa vào sử dụng.

+ Chương 3: Tính toán thiết kế cơ khí chân đế
Chân đế là bộ phận cốt yếu, quyết định đến sự thành bại của máy. Nên đây là phần
quan trọng và được chú trọng nhiều nhất trong phần thiết kế cơ khí. Chân đế phải được tính
toán kĩ lưỡng, chính xác và độ an toàn cao nhằm đảm bảo sự hoạt động lâu dài và an toàn
đối với người sử dụng.
+ Chương 4: Thiết kế khung bàn.
Khung bàn là khu vực hoạt động chính của máy, thể hiện chức năng chính của bàn
là gá kẹp và định vị sự lắp ráp các phôi hàn. Cần sự thiết kế cơ khí phù hợp và tiện dụng
cho người sử dụng.
+ Chương 5: Tính toán thiết kế hệ thống điện.
Nội dung chính của chương là đưa ra các sơ đồ về mạch điện điều khiển khí nén, tủ
điện điển khiển (hộp control box) và tính toán chọn động cơ và driver cho motor điện.
+ Chương 6: Thiết kế bộ điều khiển.
Phân tích, lựa chọn bộ điều khiển trung tâm. Đưa ra các lệnh thường xuyên sử dụng
trong chương trình chính và các lưu đồ giải thuật, lưu đồ thuật toán của chương trình chính
sử dụng cho bộ điều khiển trung tâm.
+ Chương 7: Thực nghiệm và đánh giá.
Mô tả quá trình làm thực nghiệm lúc gia công, chế tạo và lắp ráp máy.
+ Chương 8: Tổng kế và hướng phát triển đề tài.
Đánh giá các kết quả đạt được trong toàn bộ quá trình. Phân tích các điểm hạn chế
của máy và hướng phát triển trong tương lai của máy.

8


CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
Nhắc lại đề bài
Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật yêu cầu
Đại lượng

Ký hiệu

Giá trị

Đơn vị

Vận tốc nâng bàn

vnâng

0,06

m/s

Thông số

Vận tốc xoay bàn

vxoay

3

vòng/phút

mô phỏng

Sai lệch tương đối của độ cao

ed

± 20

mm

hai trục vít me tương đối là

Với các thông số đề bài đã cho ta tiến hành triển khai các phương án về cơ khí,
điện và điều khiển.
2.1

Phương Án Cơ Khí

2.1.1

Phương Án Nâng Hạ Bàn.
Ta đưa ra các phương án nâng hạ như sau
1. Nâng hạ bằng hai xy lanh thủy lực
a) Đồng tốc hai xy lanh bằng van chia kiểu con trượt

Hình 2.1. Mạch thủy lực đồng tốc hai xylanh bằng van chia kiểu con trượt

9


CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
Ưu điểm:


Chi phí thấp



Mạch đơn giản, đấu nối dễ dàng.

Nhược điểm:


Sai số đồng tốc hai xy lanh lên đến 7,84% có thể bị cộng dồn sai số về sau

gây ảnh hưởng đến kết cấu cơ khí của máy


Dùng xy lanh dầu nên mạch điều khiển không được vệ sinh, máy phải thêm

một bình chứa dầu => chiếm diện tích.
b) Đồng tốc hai xy lanh dùng valve tỷ lệ điện từ

Hình 2.2. Mạch đồng tốc hai xy lanh dùng van tỷ lệ điện từ
Ưu điểm:


Độ chính xác được cải thiện hơn nhiều so với phương án thứ nhất

Nhược điểm:


Dùng xy lanh dầu nên mạch điều khiển không được vệ sinh, máy phải thêm

một bình chứa dầu => chiếm diện tích.



Chi phí cao.

10


CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
2. Nâng hạ dùng cơ cấu hai trục vít me.
Các ứng dụng thường gặp:

Hình 2.3. Cần nâng trục hai vít me tự hãm
a) Dùng trục vít me-đai ốc trượt
Ưu điểm


Độ chính xác tốt



Chi phí không quá cao.



Điều khiển dễ dàng

Nhược điểm:


Ma sát lớn, nên chỉ sử dụng trong thời gian ngắn phải thay thế bảo trì.



Hiệu suất hoạt động không cao gây tốn kém điện năng.
b) Dùng trục vít me bi

Ưu điểm


Độ chính xác cao

11