Đồ án: Thiết kế và chế tạo máy vận chuyển nhôm

-1-

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA: CƠ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
--------- oOo ---------

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Đề tài:
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY VẬN CHUYỂN NHÔM

GVHD:

ThS. Phạm Văn Toản

SVTH:

Nguyễn Khắc Công
Hoàng Văn Cƣờng


-2-

Mục Lục
Chƣơng 1: Mở Đầu .................................................................................................. 4
1.1.Đặt vấn đề ........................................................................................................ 4
1.2.Tổng quan......................................................................................................... 5
1.2.1. Tổng quan về sản phẩm ............................................................................ 5
1.2.1.1.Giới thiệu về công ty công nghiệp LIXIL Việt Nam .......................... 5
1.2.1.2 Đối tƣợng nghiên cứu .......................................................................... 7
1.2.2. Tình hình sản xuất hiện nay ...................................................................... 7
1.2.2.1. Tình hình sản xuất trên thế giới.......................................................... 7

1.2.2.2. Tình hình sản xuất tại công ty Lixil ................................................... 7
CHƢƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 9
2.1. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 9
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu................................................................................. 9
2.2.1. Nghiên cứu tổng quan ............................................................................... 9
2.2.2. Nghiên cứu lý thuyết ................................................................................ 9
CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ........................................................... 11
3.1. Xác định nguyên lý cấu tạo và nguyên lý làm việc ...................................... 11
3.1.1 Nguyên lý cấu tạo của máy ...................................................................... 11
3.1.2. Nguyên lý hoạt động của máy ................................................................ 12
3.2. T nh toán và thiết ế cơ h ........................................................................... 12
3.2.1 Cụm cơ cấu tay gắp ................................................................................. 12
3.2.2. Cụm cơ cấu băng tải ............................................................................... 16
3.2.3. Cụm cơ cấu đẩy nhôm ............................................................................ 18
3.3. Thiết kế phần điều khiển ............................................................................... 19
3.3.1. Lựa chọn phƣơng án ............................................................................... 19
3.3.2. Sơ đồ thiết ế phần cứng ........................................................................ 20
CHƢƠNG 4 : ĐÁNH GIÁ GIẢI PHÁP .............................................................. 23
4.1.Tính mới và tính sáng tạo............................................................................... 23
4.2. Khả năng áp dụng.......................................................................................... 23


-3-

4.3. Hiệu quả kinh tế. ........................................................................................... 23
4.4. Hiệu quả kỹ thuật .......................................................................................... 23
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................. 24


-4-

Chƣơng 1
Mở Đầu
1.1.Đặt vấn đề
Trong xã hội ngày nay, khi mà sự nghiệp hiện đại hóa là mục tiêu hàng đầu của mỗi
quốc gia, sự vƣợt trội về công nghệ là điều mỗi nƣớc đều theo đuổi nhằm đạt đƣợc sự ƣu
việt nhất trong quá trình sản xuất, không chỉ có ý nghĩa về mặt lợi nhuận mà còn có ý nghĩa
khẳng định sự thành công trong thƣơng trƣờng khi áp dụng đƣợc những công nghệ tốt nhất.
Tại Việt Nam khi mà việc áp dụng khoa học công nghệ còn chƣa cao và chƣa đƣợc thực
hiện trên quy mô lớn thì việc hiện đại hóa các quy trình sản xuất càng bức thiết hơn bao giờ
hết. Thực tế hiện nay tại các doanh nghiệp chúng ta đang sử dụng hàng trăm lao động cho
một khâu sản xuất, việc quản lý lao động trở nên phức tạp và sản phẩm làm ra còn tùy
thuộc vào lao động nhƣ tình trạng sức khỏe, kinh nghiệm, tay nghề. Trong hi đó, những
nƣớc phát triển đã sản xuất ra số lƣợng sản phẩm đúng với số lƣợng ta đã làm đƣợc chỉ với
những thiết bị máy móc và chỉ sử dụng một nhân công duy nhất để trông coi trong trƣờng
hợp máy móc bị sự cố kỹ thuật. Việc tự động hóa trong sản xuất sẽ đƣa ra những sản phẩm
với chất lƣợng đúng nhƣ mong muốn và tiết kiệm chi phí sản xuất . Chính sự khác biệt
trong công nghệ đã mang những nƣớc phát triển đến với một tầm cao vƣợt xa chúng ta.
Điều đó hông có nghĩa là chúng ta sẽ hông đuổi kịp các nƣớc tiên tiến mà đó là động lực
thúc đẩy, là mục tiêu cho sự phấn đấu tìm hiểu và phát triển khoa học kỹ thuật để sánh vai
cùng các nƣớc tiên tiến trên thế giới.
Hiện nay, Việt Nam của chúng ta đang thực hiện nhiều chính sách nhằm thu hút đầu
tƣ từ các doanh nghiệp nƣớc ngoài và đã đạt đƣợc những kết quả khả quan. Các công ty
có quy mô lớn đƣợc hình thành nhƣng vẫn gặp phải những hạn chế do khoa học kỹ thuật
chƣa cao nên hông thể đáp ứng đƣợc những yêu cầu sản xuất, năng xuất lao động chỉ ở
mức trung bình trong khi lợi nhuận lại giảm sút do việc phải thuê một lƣợng lớn nhân
công, và công ty TNHH Sản Xuất Toàn Cầu LIXILViệt Nam cũng hông tránh hỏi thực
trạng đó.

-5-

Tại công ty TNHH Sản Xuất Toàn Cầu LIXILViệt Nam, tuy đã nhập về một số
lƣợng lớn máy móc thiết bị nhằm phục vụ cho quá trình sản xuất, với mong muốn nâng
cao năng suất lao động và tối ƣu hóa chất lƣợng sản phẩm, nhƣng công ty vẫn còn nhiều
quy trình chƣa thể tự động hóa vì chƣa có phƣơng án áp dụng do sự yêu cầu từ chất lƣợng
sản phẩm. Điều này đã gây ra những ảnh hƣởng không tốt đến năng suất cũng nhƣ lợi
nhuận của công ty khi mà chất lƣợng sản phẩm còn phụ thuộc quá nhiều vào lao động,
quy trình sản xuất mang tính thủ công hông đáp ứng đƣợc những yêu cầu ngày càng cao
về chất lƣợng cũng nhƣ số lƣợng sản phẩm. Từ những thực trạng bất lợi đó, ban lãnh đạo
công ty đã cố gắng không ngừng nhằm nâng những quy trình từ sản xuất thủ công trở
thành sản xuất tự động hoặc bán tự động, mong muốn tạo đƣợc những điều kiện tốt nhất
để phục vụ cho sự phát triển của công ty.
Từ nhu cầu thiết yếu đó, ban lãnh đạo công ty Lixil Việt Nam đã liên hệ với nhóm
nghiên cứu đặt vấn đề về việc “Nghiên cứu, thiết kế

ế

rì h đưa hôm

o

máy cắt” cho công ty Lixil Việt Nam.
 Mục tiêu của nghiên cứu
- Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy tự động nhằm nâng cao chất lƣợng và số lƣợng
sản phẩm.
 Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Tính toán, thiết kế và chế tạo máy tự động phù hợp trong dây truyền sản xuất,
mang hiệu quả về chất lƣợng và kinh tế tại Việt Nam.
 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Kết quả nghiên cứu sẽ đƣợc triển khai và ứng dụng trực tiếp vào sản xuất tại công
ty Lixil góp phần phát triển ngành cơ h tự động hóa ở Việt Nam.
1.2.Tổng quan
1.2.1. Tổng quan về sản phẩm
1.2.1.1.Giới thiệu về công ty công nghiệp LIXIL Việt Nam
Công ty Lixil Việt Nam là một công ty chuyên sản xuất các mặt hàng gia dụng,
hầu hết các loại sản phẩm của công ty Lixil đƣợc sản xuất tại nhà máy ở Việt Nam, sử
dụng máy thiết bị, vật tƣ và công nghệ Nhật Bản để tạo ra những sản phẩm chất lƣợng


-6-

cao. Những sản phẩm đƣợc sản xuất tại công ty Lixil Việt Nam bao gồm: Cửa nhôm, bồn
sứ, gạch men và nhiều sản phẩm khác. Với nguồn nhân lực nhiều đƣợc đào tạo ĩ lƣỡng
cùng với việc áp dụng hệ thống quản lý chất lƣợng, Lixil Việt Nam có năng lực làm ra
những sản phẩm có chất lƣợng cao, đáp ứng đƣợc yêu cầu của thị trƣờng Nhật Bản cũng
nhƣ trên toàn thế giới.
Sản phẩm của công ty

Hình 1.1: Sản phẩm thông thường

Hình 1.2: Sản phẩm trong nhà


-7-

1.2.1.2 Đối tƣợng nghiên cứu

Hình 1.3: Nhôm thanh và nhôm bán thành phẩm
1.2.2. Tình hình sản xuất hiện nay

1.2.2.1. Tình hình sản xuất trên thế giới
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều hệ thống máy tự động đƣợc chế tạo đƣa vào các
dây chuyền sản xuất, tuy nhiên đối với những mặt hàng thay đổi mẫu liên tục và mang
t nh đặc thù của từng công ty nhƣ Lixil hiện hoàn toàn chƣa có trên thị trƣờng.
1.2.2.2. Tình hình sản xuất tại công ty Lixil
Trên thị trƣờng có nhiều sản phẩm nhôm thành phẩm, bán thành phẩm đƣợc sử
dụng. Tại công ty Lixil Việt Nam, sản phẩm đƣợc tạo thành từ nhôm khối và qua nhiều
quy trình sản xuất để tạo thành sản phẩm nhôm trên thị trƣờng. Các công đoạn trong quy
trình sản xuất nhôm đã đƣợc tự động hoá nhiều, tuy nhiên trong đó còn công đoạn đƣa
nhôm vào máy cắt đang đƣợc làm thủ công.


uy trình sản xuất: đây là quá trình đƣợc thực hiện thủ công với sự góp mặt ít
nhất của từ 2-3 công nhân. Công nhân phải tách từng thang nhôm để lấy thanh
nhôm , một thang nhôm có khoảng 16 cây nhôm.Công nhân lại phải tách ra 4 cây
nhôm để đƣa vào máy cắt


-8-

Hình 1.4: Quy trình sản xuất nhôm bán thành phẩm
Việc sản xuất thủ công hông đảm bảo chất lƣợng và số lƣợng sản phẩm, tốn hai nhân
công cho công đoạn này. Chính vì vậy việc tự động công đoạn vận chuyển nhôm vào máy
cắt là cần thiết. Thiết bị cần hoạt động ổn định, giá thành thấp và đảm bảo chất lƣợng sản
phẩm.
Hệ thống vận chuyển nhôm bằng cánh tay robot, băng tải động… có sẵn trên thị
trƣờng hông đáp ứng đƣợc yêu cầu công việc. Vì vậy, việc chế tạo ra máy vận chuyển
nhôm là cần thiết.

-9-

CHƢƠNG 2
NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nội dung nghiên cứu
 Nghiên cứu tổng quan về các máy, dây chuyền tự động và các phƣơng pháp điều
khiển hệ thống tự động ở Việt Nam và Thế Giới.
 Nghiên cứu kết quả các công trình về sản xuất đã đƣợc công bố trên các tạp chí
trong và ngoài nƣớc.
 Thiết kế và lựa chọn những cơ cấu phù hợp với máy để cải tiến cho phù hợp với
từng nhiệm vụ.
 Chế tạo các cụm máy tự động nhằm thay thế các công đoạn thủ công và tránh gây
lãng ph thời gian làm ra sản phẩm đạt đƣợc năng suất cao.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1. Nghiên cứu tổng quan
 Qua sách báo, giáo trình, internet, … chọn lọc các thông tin kiến thức tổng quan về
các hệ thống tự động.
 Kết hợp giữa nghiên cứu, thiết kế và tính toán lý thuyết và thực nghiệm để lựa chọn
kết cấu phù hợp.
 Tiến hành phân tích, lựa chọn, xác định nguyên lý cấu tạo thiết bị và nghiên cứu sẵn
làm cơ sở xác định hƣớng nghiên cứu.
2.2.2. Nghiên cứu lý thuyết
 Nghiên cứu các kết quả về máy, dây chuyền lắp ráp và đo lực của các tác giả trong
và ngoài nƣớc thông qua sách, giáo trình và các bài báo, một số thiết bị và các cụm máy
đã đƣợc ứng dụng. Kế thừa có chọn lọc với các kết quả nghiên cứu của tác giả trong và
ngoài nƣớc về tự động, các công trình khoa học và ứng dụng đã đƣợc công bố.
 Sử dụng phần mềm Solidwor s để mô phỏng phân tích lựa chọn ra các thiết bị và cơ
cấu phù hợp.

-10-

 Trên cơ sở đó tìm hiểu về công nghệ, thiết bị và những kinh nghiệm chuyên môn,
tiếp thu có chọn lọc những ƣu huyết điểm làm cơ sở cho quá trình nghiên cứu nhằm tiết
kiệm thời gian, chi phí nghiên cứu và đem lại hiệu quả nhất.


-11-

CHƢƠNG 3
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
3.1. Xác định nguyên lý cấu tạo và nguyên lý làm việc
3.1.1 Nguyên lý cấu tạo của máy
Từ yêu cầu thực tế nhóm nghiên cứu đã hảo sát, phân tích thao tác thủ công từ đó
lựa chọn ra cơ cấu phù hợp để tiến hành cải tiến máy. Sau hi chọn đƣợc phƣơng án, ết
cấu phù hợp nhóm sử dụng phần mềm Solidwor s để mô phỏng, t nh toán độ bền của các
cơ cấu.

Hình 3.1: Hình hệ thống sau khi thiết kế
Máy vận chuyển nhôm gồm ba cụm cơ cấu ch nh và đƣợc trình bày trên hình 3.2.
1

2

1

3

Hình 3.2: Máy chuyển nhôm tổng thể
Cụm tay gắp (1), cụm băng tải (2), cụm đẩy nhôm (3).

-12-

 Nhiệm vụ ch nh của từng cụm cơ cấu
- Cụm cơ cấu tay gắp: Tách thang nhôm ra khỏi xe và đƣa qua vị tr băng tải.
- Cụm cơ cấu băng tải: Cơ cấu băng tải dùng để tách 16 cây nhôm ra khỏi thang
nhôm và đƣa 16 cây nhôm vào vị trí chờ.
- Cụm cơ cấu đẩy nhôm: Có nhiệm vụ đẩy 4 cây nhôm từ vị trí chờ cắt đến máy cắt.
3.1.2. Nguyên lý hoạt động của máy
Xe nhôm có 12 thang nhôm đƣợc đƣa vào vị trí, cụm tay gắp sẽ tách thang ra khỏi
xe đến vị tr băng tải. Tại vị trí băng tải sẽ tách 16 cây nhôm ra khỏi thang. Băng tải sẽ
chuyển động đƣa nhôm đến vị trí chờ. Tại vị trí chờ sẽ kiểm tra và tách 4 cây nhôm đƣa
đến vị trí cắt. Cuối cùng cụm đẩy nhôm sẽ đƣa nhôm đến máy cắt để tiến hành cắt .

Hình 3.3: Quy trình hoạt động của máy
3.2. T nh toán và thiết kế cơ kh
3.2.1 Cụm cơ cấu tay gắp
Yêu cầu kỹ thuật: Gắp từng thang nhôm trên xe 12 thang qua băng tải chờ.Sau khi
xong gắp trả một lần 12 thang không về xe.


-13-

Hình 3.4: Cụm tay gắp thiết kế
Việc thiết kế phƣơng án ẹp gặp nhiều hó hăn, có nhiều giải pháp sử dụng cho
cụm tay gắp có sẵn trên thị trƣờng hông đáp ứng đƣợc yêu cầu làm việc. Giải pháp sử
dụng giác hút không thể sử dụng vì thang nhôm dài, nặng và bề mặt không phẳng. Giải
pháp sử dụng tay kẹp từ trên chụp xuống cũng hông thể sử dụng vì chồng thang xếp khít
nhau, ăn hớp trên dƣới không có khe hở. Dựa vào đặc điểm thang nhôm (hình 3.5) tay

gắp đƣợc thiết kế kẹp vào từ hai bên

Hình 3.5: Thang nhôm
Thang nhôm dài 6m và nặng nên cụm tay gắp đƣợc bố tr đối diện nhau nhƣ (hình
3.6) để đống thời kẹp thang nhôm. Trên tay gắp đƣợc bố trí những khớp động để khắc
phục hiên tƣợng kẹp không đều giữa hai tay gắp.


-14-

Hình 3.6 : Biễu diễn tay kẹp

Hình 3.7: Cơ cấu khớp động
Cụm tay gắp thiết kế dựa trên các cơ cấu có sẵn và đã dùng trong sản xuất, có
thông số cố định nhƣ: chiều cao xe nhôm, độ rộng thang nhôm, độ cao vị trí chờ cắt…. Vì
vậy vị trí gắp và vị trí thả của tay gắp phải phụ thuộc vào thông số có sẵn, tập hợp các
điểm trên ta có bản thiết kế tay gắp. Cụm tay gắp đƣợc thiết kế nhƣ (hình 3.8) đảm bảo
gắp đƣợc chồng nhôm cuối cùng trên xe và không thả nhôm từ trên cao bên cụm cơ cấu
băng tải.


-15-

Hình 3.8: Hình ảnh thiết kế và thực tế
Sử dụng một số cơ cấu có sẵn trên thị trƣờn để đảm bảo tính linh hoạt, giảm chi
phí chế tạo, tiết kiệm thời gian và dễ dàng thay thế. Trong đó cơ cấu v t me đai ốc đƣợc
sử dụng để di chuyển theo trục Y, dùng cơ cấu chuyển động đai răng hộp trƣợt để di
chuyển theo trục X.

Hình 3.9: Cụm chuyển động

-16-

Hình 3.10: Trục v t me và dây đai răng
Giải pháp sử dụng động cơ servo có diver điều khiển chuyển động của tay gắp
ch nh xác nhƣng giá thành cao. Giải pháp sử dụng động cơ bƣớc chuyển động cũng cho
độ ch nh xác nhƣng điều khiển phức tạp. Giải pháp sử dụng động cơ AC ết hợp với cảm
biến cho kết quả tƣơng đối chính xác, giá thành rẻ, dễ điều khiển. Vì vậy, động cơ AC
đƣợc chọn điều khiển chuyển động tay gắp.
3.2.2. Cụm cơ cấu băng tải
Với yêu cầu là nơi lƣu trữ 16 cây nhôm và vận chuyển 4 cây nhôm qua vị trí chờ
máy cắt. Nhóm phải thiết kế một băng tải đủ rộng để giữ 16 cây nhôm, và phải đảm bảo
băng tải lọt thang

Hình 3.12: Thiết kế băng tải tổng thể
Do cây nhôm đuợc xếp nằm trên thang nên phải có cơ cấu tách thang và cây nhôm.
Các giải pháp băng tải có rất nhiều trên thị trƣờng nhƣ: băng tải x ch, băng tải cao su,


-17-

băng tải con lăn … nhƣng hông phù hợp với yêu cầu công việc và đặc điểm các cụm cơ
cơ cấu có sẵn. Giải pháp sử dụng băng tải kết hợp với truyền động h nén, đảm bảo chức
năng tách và đƣa cây nhôm đến vị trí chờ. Giải pháp có ƣu điểm chế tạo đơn giản, giá
thanh thấp, điều khiển đơn giản. Cụm cơ cấu băng tải đƣợc biểu diễn trên hình 3.13

Hình 3.13: vị tr băng tải chờ và vị tr băng tải tịnh tiến
K ch thƣớc của 1 cây nhôm là 4cm, trên 1 thang nhôm có 16 cây nhôm. Để thuận
tiện cho quá trình tách cây nhôm ra khỏi thang và lƣu chữ, băng tải đƣợc thiết kế nằm

ngang và chiều rộng phải lọt thang, chiều dài đủ để đỡ hai đầu của cây nhôm. Tay gắp kẹp
thang nhôm di chuyển theo trục Y đi xuống, lúc này cây nhôm nằm trên bề mặt băng tải
còn thang nhôm đƣợc tay gắp đƣa xuống hết hành trình. Vì vậy thang sẽ nằm ph a dƣới
của băng tải, thang nhôm đƣợc lƣu trữ ph a dƣới băng tải để thuận tiện cho việc gắp thang
nhôm, hi đủ 12 thang nhôm tay gắp có nhiệm vụ gắp thang không chở về xe.
Băng tải cách vị trí chờ 1 khoảng do đó cụm đƣợc thiết kế xylanh và thanh trƣợt
kết hợp với động cơ đƣa băng tải chứa cây nhôm đến vị trí chờ. Tại vị trí chờ, hệ thống
lần lƣợt tách và đƣa 4 cây nhôm đến vị trí cắt. Khi 16 cây nhôm đƣợc tách và đƣa hết vào
máy cắt, hệ thống xylanh trên băng tải đƣa nó về vị tr ban đầu tiếp tục tách thang và cây
nhôm.


-18-

Hình 3.14: Giá đỡ thang
3.2.3. Cụm cơ cấu đẩy nhôm
Yêu cầu : đẩy 4 cây nhôm từ vị trí chờ tiến vào vị trí cắt, xong cần đẩy quay về vị
tr ban đầu.
Sau hi cây nhôm đƣợc tách ra và đƣa đến vị trí chờ cắt, công đoạn này đòi hỏi
phải dùng tay đẩy 4 cây nhôm vào máy cắt vừa tốn sức vừa tốn thời gian. Có hai giải
pháp để thực hiện công đoạn này. Giải pháp sử dụng cơ cấu con lăn, động cơ ết hợp với
xylanh h nén để di chuyển 4 cây nhôm vào nhƣng giải pháp này chi phí cao và thiết kế
phức tạp. Giải pháp sử dụng động cơ ết hợp đai răng hộp trƣợt (hình 3.15) dễ điều khiển,
thiết kế đơn giản và giá thành thấp để thực hiện công đoạn này.

Hình 3.15: Cụm đẩy nhôm trên thiết kế
Sau khi 4 cây nhôm tiến vào vị trí chờ cắt, cảm biến xuất tín hiệu có nhôm, điều
khiển động cơ cụm đẩy nhôm hoạt động, đƣa hộp trƣợt di chuyển hết hành trình. Tay đẩy
trên hộp trƣợt đƣa 4 cây nhôm tiến vào vị trí cắt, sau đó động cơ đảo chiều quay đƣa tay
đẩy quay lại vị tr ban đầu.

-19-

3.3. Thiết kế phần điều khiển
3.3.1. Lựa chọn phƣơng án
Đứng trƣớc một dự án hay một kế hoạch, đầu tiên các doanh nghiệp quan tâm tới
vấn đề giá thành, lợi nhuận cũng nhƣ chất lƣợng sản phẩm. Điều đó đặt ra cho nhóm
nghiên cứu phải lựa chọn phƣơng án nào có tính khả thi nhất, mang lại hiệu quả cao nhất
cho công ty. Và từ những ƣu, nhƣợc điểm trên đồng thời để đáp ứng đƣợc yêu cầu của hệ
thống nhóm nghiên cứu quyết định lựa chọn phƣơng án điều khiển bằng PLC
Để đảm bảo độ tin cậy hệ thống và hoạt động ổn định trong môi trƣờng sản xuất công
nghiệp, hệ điều khiển tích hợp từ các module chuẩn hoá nhƣ PLC (Mitsubishi: PLC
FX3U-*80MR/DS), khí nén (Airtac), các cảm biến công nghiệp.
Bằng việc lập trình trên PLC, máy thực hiện điều khiển tay gắp di chuyển đến vị trí
vận chuyển thang nhôm, điều khiển kẹp và nhả thang nhôm, điều khiển băng tải tách 4
cây nhôm đến vị trí chờ cắt và điều khiển motor để đẩy 4 thanh nhôm từ vị trí chờ vào
máy cắt.
Việc sử dụng các van 5/3 h nén để điều khiển nhằm đáp ứng đòi hỏi khi hệ thống
đang hoạt động dừng khẩn cấp thang nhôm đang gắp không bị rớt tự do. Trong quá trình
hoạt động táy gắp đang hoạt động bị mất điện, đến giờ nghỉ ngƣời vận hành dừng máy
cũng hông ảnh hƣởng đến chu trình hoạt động.
Quy trình điều khiển đƣợc kiểm soát bằng các tín hiệu cảm biến. Cảm biến từ trên
xylanh kẹp/nhả thông báo vị trí của piston. Các cảm biến quang, cảm biến chữ U lần lƣợt
xác nhận vị trí của tay và sản phẩm, hi đó máy mới điều khiển. Các công tắc hành trình
đƣợc gắn để theo dõi vị trí của xe nhôm nhằm phát hiện xe nhôm ngƣời vận hành chƣa
đƣa vào đúng vị trí.
Các tác động xylanh đƣợc thực hiện bằng khí nén. Việc sử dụng khí nén nhằm đảm
bảo lực tác động nhanh. Áp lực khí nén chọn đủ để các xylanh vận hành dứt hoát nhƣng
hông làm hƣ thang nhôm. Các van solenoid sử dụng là loại 24VDC.

-20-

3.3.2. ơ đ thiết kế phần cứng
Sơ đồ ết nối phần cứng của hệ thống:
Sensor từ
Nút
nhấn

Sensor quang

Van cuộn coil

Rơle

Đèn

Motor
Xi-lanh

Hình 3.16: Sơ đồ khối biểu diễn mối quan hệ các thiết bị trong hệ thống
Sơ đồ kết nối khí nén điều khiển xi-lanh:

Hình 3.17: Sơ đồ kết nối khí

Bảng 3.1: Bảng xác lập địa chỉ ngõ vào của PLC


-21-

hiệu

Địa chỉ

Mô tả

S1

X1

CB động cơ XP

S2

X2

CB động cơ XP

S3

X3

CB động cơ XT

S4

X4

CB động cơ XT

S5

X5

CB động cơ YP

S6

X6

CB động cơ YP

S7

X7

CB động cơ YT

S8

X10

CB động cơ YT

S9

X11

CB Nhôm

S10

X13

CB thả nhôm

S11

X14

CB thang nhôm

S12

X15

CB XL trái 1 kẹp

S13

X16

CB XL trái 1 nhả

S14

X24

CB XL trái 2 kẹp

S15

X25

CB XL trái 2 nhả

S16

X26

CB XL phải 1 kẹp

S17

X27

CB XL phải 1 nhả

S18

X30

CB XL phải 2 kẹp

S19

X31

CB XL phải 2 nhả

S20

X32

CB XL băng tải 1 ra

S21

X33

CB XL băng tải 1 vào

S22

X34

CB XL băng tải 2 ra

S23

X35

CB XL băng tải 2 vào

START

X21

Nút nhấn, (NO)

STOP

X22

Nút nhấn, (NC)

Reset

X23


-22-

Bảng 3.2: Bảng xác lập địa chỉ ngõ ra của PLC
hiệu

Địa chỉ

Mô tả

DCXP

Y1

DC X phải

DCXP

Y2

DC X phải

DCXT

Y3

DC X trái

DCXT

Y4

DC X trái

DCYP

Y5

DC Y phải

DCYP

Y6

DC Y phải

DCYT

Y7

DC Y trái

DCYT

Y10

DC Y trái

XLT

Y11

XL kẹp tay trái

XLT

Y12

XL kẹp tay trái

XLP

Y13

XL kẹp tay phải

XLP

Y14

XL kẹp tay phải

XLBC1

Y15

XL băng tải 1 ra

XLBC1

Y16

XL băng tải 1 vào

XLBC2

Y20

XL băng tải 2 ra

XLBC2

Y21

XL băng tải 2 vào

PDCX

Y22

Phanh động cơ X phải

PDCX

Y23

Phanh động cơ X trái

PDCY

Y24

Phanh động cơ y phải

PDCY

Y25

Phanh động cơ y trái


-23-

CHƢƠNG 4
ĐÁNH GIÁ GIẢI PHÁP
4.1.Tính mới và tính sáng tạo
Máy vận chuyển nhôm đƣợc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo dựa theo yêu cầu của
công ty Lixil Việt Nam, hệ thống này lần đầu tiên đƣợc thực hiện.
Tính ổn định cao, làm việc không biết mệt mỏi,sản phẩm làm ra có độ tin cậy cao do

áp dụng nhiều công nghệ tiên tiến vào sản phẩm máy, có kế hoạch dự phòng cao khi nhận
đƣợc đơn đặt hàng quy mô lớn.
4.2. Khả năng áp dụng
-Sau 1 tháng chế tạo và đƣa vào sử dụng, dây chuyền hoạt động ổn định trong suốt
quá trình làm việc, chánh đƣợc hƣ hại sản phẩm, giảm 1 công nhân cho công đoạn.
-Thiết kế đơn giản có thể áp dụng cho các line khác.

Hình 4.1: Máy vận chuyển nhôm đƣợc đƣa vào sản xuất
4.3. Hiệu quả kinh tế.
- Tạo ra sản phẩm chất lƣợng, hông hƣ hỏng.
- Mỗi năm tiết kiệm cho công ty 80.000.000đ
4.4. Hiệu quả kỹ thuật
 Cải thiện điều iện làm việc, giảm cƣờng độ lao động chân tay, giảm 1 công nhân
trên công đoạn.
 Tạo ra sản phẩm hông bị lỗi, hƣ hỏng.


-24-

 Khẳng định t nh sáng tạo, t nh độc lập tự chủ của ngƣời Việt Nam trong quá trình
hội nhập. Hƣớng đi của giải pháp theo hƣớng chỉ đạo: “Hiện đại hoá công nghệ sản xuất
với chi ph thấp”.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tham khảo tiếng Việt
[1] Lƣu Đức Bình (2002), Giáo trình công nghệ chế tạo máy, hoa Cơ Kh , Trƣờng ĐH
Bách Khoa Đà Nẵng.
[2] Nhà xuất bản Thời Đại. Solidworks Essentials 2010.
[3] Nguyễn Ngọc Phƣơng (1999), Hệ thống điều khiển bằng khí nén, Nxb Giáo dục.
[4] Nguyễn Ngọc Phƣơng (2000). Điều khiển tự động. Giáo trình Đại học Sƣ Phạm TP
Hồ Chí Minh, 208 trang.

[5] Trần Hữu Quế (chủ biên) (2007), Vẽ kỹ thuật cơ khí (tập 1), Nxb Giáo dục.
[6] Trần Hữu Quế (chủ biên) (2007), Vẽ kỹ thuật cơ khí (tập 2), Nxb Giáo dục.
Tài liệu tham khảo tiếng Anh
[7] Omron (2009), Programmable relay zen v2 units,
< />[8] MITSUBISHI FX-1N MANUAL
[9] LS iE5 MANUAL
[10] MISUMI (2008), STANDARD COMPONENTS FOR PRESS DIES 2007.9 – 2008.8.
[11] MITSUBISHI (2009), PROGRAMMABLE TUTORIAL
Tham khảo trang Web
[12]
[13]
[15]
[16]
[17] />[18]


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

TỜ TRÌNH
Chỉnh sửa bài báo trong Ngày hội Khoa học và Công nghệ Lạc Hồng
Lần thứ 27 – Tháng 12/2016
Họ tên sinh viên:
Ngày sinh:

Nguyễn Khắc Công
11/05/1994

Ngành:

Cơ Điện Tử

Khoa:

Cơ Điện

Nơi sinh: Thanh Hoá

Là tác giả của bài báo nghiên cứu khoa học: Thiết Kế Và Chế Tạo Máy Vận Chuyển
Nhôm
Bảo vệ bài báo ngày 15 tháng 12 năm 2016.
Những nội dung Hội đồng đề nghị chỉnh sửa:
- Thông số chiều cao xe nhôm, độ rộng thang nhôm, độ cao vị trí chờ cắt.
- Vòng điều khiển của cụm tay gắp, cụm băng tải, cụm đẩy nhôm.
- Hệ thống điều khiển.
Những nội dung đã được chỉnh sửa:
-Thông số chiều cao xe nhôm là (350 mm), độ rộng thang nhôm (750 mm), độ cao vị trí
chờ cắt (790 mm).
Hệ thống điều khiển.
- hệ điều khiển tích hợp từ các bộ điều khiển logic khả trình PLC FX3U-*80MR
(Mitsubishi) và 2 khối mở rộng là FX2N-16EX và FX2N-16EYT cho phép kết nối 41
cảm biến ngõ vào và rơle điều khiển động cơ, hệ thống khí nén gồm bộ lọc khí, van, xi
lanh (Airtac), các cảm biến công nghiệp loại quang khuếch tán và quang phát thu độc lập
Các vòng điều khiển tự động bao gồm:
- Vòng điều khiển động cơ tay gắp: sử dụng chốt định vị cố định vị trí của xe nhôm.
Cảm biến quang khuếch tán xác nhận vị trí thang trên xe nhôm, các cảm biến chữ U lần