Nghiên cứu thiết kế hệ thu thập số liệu và giám sát cho dây chuyền lắp ráp encoder

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

DƯƠNG BÁ HẢI

ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ
HỆ THU THẬP SỐ LIỆU VÀ GIÁM SÁT CHO DÂY
CHUYỀN LẮP RÁP ENCODER
Chuyên ngành : Điều khiển và tự động hóa

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS. BÙI ĐĂNG THẢNH

Hà Nội – 2018


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là Dương Bá Hải, học viên lớp Cao học Điều khiển và tự động hóa
khóa 2015B. Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi dưới sự
hướng dẫn của PGS.TS. Bùi Đăng Thảnh. Các kết quả trong luận văn là trung thực
và chưa từng được công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.

Tác giả luận văn

Dương Bá Hải

Dương Bá Hải

1

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hồn thành dưới sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS. Bùi
Đăng Thảnh.
Lời đầu tiên, tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy đã tận tình hướng dẫn và
cung cấp cho em những tài liệu để hoàn thành luận văn này, cũng như truyền thụ
những kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian làm luận văn.
Tác giả xin trân trọng cảm ơn các Thầy, Cô Viện Điện trường Đại học Bách
Khoa Hà Nội đã tận tình chỉ bảo trong suốt khóa học vừa qua.
Xin cám ơn các thành viên trong gia đình, những người ln dành cho tác giả
những tình cảm và chia sẻ những lúc khó khăn trong cuộc sống. Luận văn cũng là
món quà tinh thần mà tác giả trân trọng gửi tặng đến các thành viên trong gia đình.
Cuối cùng xin gửi đến những người thân yêu, các bạn, anh chị, các đồng
nghiệp… đã góp ý, giúp đỡ về tinh thần cũng như kinh nghiệm và kiến thức một lời
biết ơn sâu sắc nhất.
TÁC GIẢ

Dương Bá Hải

2

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT

Từ viết tắt

Giải nghĩa

1

HMI

Human Machine Interface

2

MPI

Multi Point Interface

3

PLC

Programable Logic Controller

4

SCADA

Supervisory Control And Data Acquisition

5

CPU

Central Processing Unit

6

PC

Personal Computer

7

OSI

Open Systems Interconnection

Dương Bá Hải

3

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Chức năng của Encoder ...........................................................................11
Hình 1.2: Phân loại Encoder ....................................................................................11
Hình 1.3: Dạng tín hiệu đầu ra của Encoder ...........................................................12
Hình 1.4: Độ lệch pha của 2 tín hiệu ........................................................................13
Hình 1.5: Định dạng tín hiệu đầu ra của encoder ....................................................13
Hình 1.6: Đặc tính chuyển mạch...............................................................................14
Hình 1.7: Độ nảy của tín hiệu ...................................................................................14
Hình 1.8: Độ nhiễu của tín hiệu ................................................................................15
Hình 1.9: Độ lệch pha của tín hiệu ...........................................................................15
Hình 1.10: Cấu tạo sản phẩm Encoder.....................................................................16
Hình 1.11: Sơ đồ dây chuyền lắp ráp encoder..........................................................18
Hình 1.12: Hình dạng chổi........................................................................................19
Hình 1.13: Giá đỡ chổi .............................................................................................19
Hình 1.14: Gắn nhíp lên bushing ..............................................................................20
Hình 1.15: Lắp giá đỡ chổi vào bushing...................................................................20
Hình 1.16: Lắp trục vào bushing ..............................................................................20
Hình 1.17: Gắn camcap lên trục ...............................................................................21
Hình 1.18: Gắn mũ nhựa lên trục .............................................................................21
Hình 1.19: Contactor và contact base ......................................................................22
Hình 1.20: Gắn push plate lên contact base .............................................................22
Hình 1.21: Sản phẩm Encoder hồn chỉnh ...............................................................23
Hình 2.1: Sơ đồ khối của hệ thống ............................................................................28
Hình 2.2: Cảm biến nhiệt độ Pt100 ..........................................................................31

Hình 2.3: Thiết bị đo rị điện Kikusui TOS8030 .......................................................32
Hình 2.4: Thiết bị đo lực Kistler maXYmos 5867 .....................................................33
Hình 2.5: Bộ thu thập trung tâm PLC Siemens S7-300 ............................................34
Hình 2.6: Lưu đồ thuật tốn cụm máy số 1 ...............................................................38

Dương Bá Hải

4

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Hình 2.7: Lưu đồ thuật tốn cụm máy số 2 ...............................................................40
Hình 2.8: Lưu đồ thuật tốn cụm máy số 3 ...............................................................42
Hình 2.9: Lưu đồ thuật tốn cụm máy số 4 ...............................................................44
Hình 2.10: Phần mềm trên máy tính trung tâm ........................................................46
Hình 3.1: Giao diện chính mạng truyền thơng cơng nghiệp PROFIBUS – DP .......48
Hình 3.2: Giao diện chính chương trình thu thập số liệu và giám sát dây chuyền ..49
Hình 3.3: Giao diện điều khiển cụm máy số 1 ..........................................................50
Hình 3.4: Giao diện điều khiển cụm máy số 2 ..........................................................51
Hình 3.5: Giao diện điều khiển cụm máy số 3 ..........................................................52
Hình 3.6: Giao diện điều khiển cụm máy số 4 ..........................................................53

Dương Bá Hải

5

Điều khiển và tự động hóa

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

MỞ ĐẦU
Trong thời đại ngày nay, cùng với sự phát triển của các ngành kỹ thuật, cơng
nghệ thơng tin góp phần cho sự phát triển của kỹ thuật điều khiển và tự động hóa.
Trong cơng nghiệp hàng hóa thường được sản xuất theo các dây chuyền cơng
nghiệp hiện đại theo các quy trình sản xuất được nghiên cứu kỹ càng. Cuộc sống
của con người ngày càng được nâng cao nên yêu cầu về chất lượng của hàng hóa
cũng ngày một cao. Cho nên hàng hóa sản xuất trên các dây chuyền công nghiệp
được đảm bảo chất lượng rất khắt khe. Do đó hệ thống tự động điều khiển giám sát,
thu thập dữ liệu là rất thiết thực và cần thiết.
Do vậy chỉ cần một người để giám sát vận hành của hệ thống thông qua một
phần mềm cài đặt trên máy tính đặt tại phịng điều khiển. Hệ thống này có thể giám
sát được nhiều thông số trên dây chuyền như: số lượng sản phẩm sản xuất được,
thời gian sản xuất trung bình của một sản phẩm, tình trạng hoạt động của các
máy,…
Chính vì vậy tôi đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu thiết kế hệ thu thập số liệu
và giám sát cho dây chuyền lắp ráp Encoder” với mục đích nghiên cứu, xây dựng hệ
thống điều khiển giám sát dây chuyền thông qua một phần mềm trên máy tính.
Mục đích và nội dung của đề tài bao gồm:
 Nghiên cứu về dây chuyền lắp ráp Encoder
 Thiết kế hệ thống: Lựa chọn phần cứng, xây dựng sơ đồ khối của hệ
thống, thiết kế phần mềm, lập trình phần mềm trên phần mềm cơng
nghiệp
 Chạy mơ phỏng hệ thống
Đề tài được hồn thành với sự giúp đỡ nhiệt tình của PGS.TS. Bùi Đăng
Thảnh. Mặc dù đã rất cố gắng nghiên cứu nhưng chắc hẳn không tránh khỏi những
thiếu sót. Tơi rất mong sự góp ý của các thầy cô và các bạn để đề tài của tôi được

đầy đủ hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Dương Bá Hải

6

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................1
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................2
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..............................................3
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.....................................................................................4
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................6
CHƯƠNG 1 – DÂY CHUYỀN LẮP RÁP ENCODER .............................................9
1.1.

Giới thiệu về công ty Panasonic ....................................................................9

1.2.

Giới thiệu về sản phẩm Encoder ..................................................................10
1.2.1 Phạm vi ứng dụng chính .......................................................................11
1.2.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật của sản phẩm Encoder .........................................13

1.3.

Giới thiệu về dây chuyền sản xuất Encoder ................................................16
1.3.1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất Encoder .....................................................18

1.4.

Các thông số chính, thơng số cần đo và giám sát của dây chuyền: .............24

1.5.

Kết luận........................................................................................................25

CHƯƠNG 2 – THIẾT KẾ HỆ THỐNG THU THẬP SỐ LIỆU VÀ GIÁM SÁT ...26
2.1

Yêu cầu của hệ thu thập và giám sát ...........................................................26

2.2

Sơ đồ khối của hệ thống ..............................................................................28
2.2.1 Hoạt động của hệ thống: .......................................................................28
2.2.2 Số lượng đầu vào và đầu ra được sử dụng ............................................28

2.3

Thiết kế phần cứng ......................................................................................31
2.3.1. Phần thiết bị đo .....................................................................................31
2.3.1.1 Công đoạn gắn chổi lên giá đỡ chổi và công đoạn lắp push plate ......31
2.3.1.2 Cơng đoạn kiểm tra tình trạng rò điện của sản phẩm .........................32

Dương Bá Hải

7

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2.3.1.3 Công đoạn kiểm tra lực ấn cụm công tắc của sản phẩm .....................33
2.3.2. Bộ thu thập trung tâm ...........................................................................34
2.3.3. Máy tính trung tâm ...............................................................................35
2.3.4. Truyền thông .........................................................................................36
2.4

Thiết kế phần mềm ......................................................................................38
2.4.1. Phần mềm cho bộ thu thập....................................................................38
2.4.2. Phần mềm trên máy tính trung tâm.......................................................46

2.5

Kết luận chương 2 .......................................................................................47

CHƯƠNG 3 – KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC ...................................................................48
3.1 Cấu hình mạng truyền thơng trong hệ thống thiết kế ......................................48
3.2 Giao diện điều khiển giám sát .........................................................................49
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .........................................54
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................55
PHỤ LỤC ..................................................................................................................56

Dương Bá Hải

8

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
CHƯƠNG 1 – DÂY CHUYỀN LẮP RÁP ENCODER
1.1. Giới thiệu về công ty Panasonic
Panasonic là một công ty chế tạo thiết bị điện, điện tử có tiền thân là cơng ty
chế tạo thiết bị điện tử “Matsushita Electric Industrial” đóng trụ sở ở Kadoma, tỉnh
Osaka, Nhật Bản.
Công ty được Konosuke Matsushita thành lập năm 1918 để bán phích cắm
điện và đui bóng đèn. Năm 1923, công ty này sản xuất đèn xe đạp. Năm 1926, sản
phẩm đầu tiên hãng đưa ra thị trường dưới nhãn hiệu “National” là đèn pin với pha
đèn hình vng. Kể từ đó hãng đã thành nhà sản xuất điện tử lớn nhất Nhật Bản.
Ngồi sản phẩm điện tử, Matsushita cịn sản xuất các sản phẩm không phải là điện
tử khác như các tiện ích gia đình. Từ năm 1955, cơng ty mở rộng mạng lưới bán
hàng ra nước ngoài và khiến nhãn hiệu Panasonic nổi tiếng khắp thế giới. Panasonic
đã trở thành một trong những tập đoàn sản xuất các thiết bị điện tử lớn nhất thế giới
bao gồm rất nhiều các công ty con trên khắp thế giới sản xuất các mặt hàng khác
nhau. Ở Việt Nam có 5 công ty sản xuất các mặt hàng khác nhau:
 Công ty TNHH Panasonic AVC Networks Việt Nam: Công ty sản xuất và
kinh doanh các thiết bị điện tử dân dụng như các sản phẩm TV màu và thiết
bị nghe - nhìn khác với chất lượng đảm bảo tiêu chuẩn và công nghệ Nhật
Bản.
 Công ty TNHH Panasonic Appliances Việt Nam (PAPVN): Là một trong
những công ty sản xuất thiết bị gia dụng hàng đầu Việt Nam với 2 sản phẩm
chính là tủ lạnh và máy giặt.
 Công ty TNHH Panasonic System Networks Việt Nam (PSNV): Công ty

PSNV chuyên sản xuất và lắp ráp các sản phẩm điện tử viễn thông chất
lượng cao và thân thiện với môi trường bao gồm điện thoại mẹ con, điện
thoại cửa, thiết bị thanh toán đầu cuối.

Dương Bá Hải

9

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
 Công ty TNHH Panasonic Eco Solutions Việt Nam (PESVN): Công ty
chuyên sản xuất thiết bị dây dẫn, cầu dao điện và cung cấp các dịch vụ về
ngành điện có liên quan.
 Cơng ty TNHH Panasonic Industrial Devices Việt Nam (PIDVN): Là một
thành viên của tập đồn Panasonic. Cơng ty được thành lập vào tháng 4 năm
2006 chuyên sản xuất các linh kiện cơ điện tử. Với tổng số vốn đầu tư ban
đầu lên đến 43 triệu USD và 466 cán bộ công nhân viên, đến nay công ty đã
phát triển vượt bậc trên mọi mặt cả về số lượng, chất lượng sản phẩm với đội
ngũ công nhân viên lên đến 3400 người làm việc tại 2 khối nhà máy: Khối
nhà máy sản xuất loa và nhà máy sản xuất cơ điện tử. Với mục tiêu “ Khách
hàng là ưu tiên hàng đầu, chất lượng là ưu tiên số 1” và sản xuất thân thiện
với môi trường, luôn cố gắng tạo ra những sản phẩm đạt chất lượng cao, thỏa
mãn yêu cầu khách hàng với tỉ lệ lỗi hỏng là “zero”.
Encoder là một sản phẩm chủ đạo của công ty Panasonic Industrial Devices
Việt Nam. Thiết bị dùng để biến đổi tín hiệu cơ thành tín hiệu điện.
1.2. Giới thiệu về sản phẩm Encoder
Về tổng quan, encoder (hay bộ mã hóa) là thiết bị biến đổi tín hiệu (ví dụ luồng
bit - bitstream) hoặc dữ liệu (data) thành mã xung - số (pulse - digital code). Mã này

sau đó có thể dùng trong q trình nén thông tin cho truyền phát hoặc lưu trữ dữ
liệu multimedia (âm thanh, hình ảnh tĩnh hoặc động), chuyển đổi giữa các dạng mã
hóa, hoặc phát hiện chuyển động của cơ cấu chấp hành…
Tuy nhiên, thuật ngữ “Encoder” mà ta xét ở đây mang nghĩa là một thiết bị điện
tử cho phép tạo tín hiệu số thơng qua các dịch chuyển cơ của cơ cấu chấp hành.
Chức năng chính của encoder là biến đổi dịch chuyển của cơ cấu chấp hành
(actuator) sang tín hiệu xung - số. Bên cạnh đó độ dịch chuyển của actuator cũng
được phát hiện nhờ việc đọc các tín hiệu mã hóa này.

Dương Bá Hải

10

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Hình 1.1: Chức năng của Encoder
1.2.1

Phạm vi ứng dụng chính

(1) Các thiết bị cần biến đổi các dịch chuyển cơ sang tín hiệu điện: như Audio
equipment, VCRs, Microwave ovens, …
- Volume control
- Timer setup
- Program setup, mode setup…
(2) Thiết bị cần phát hiện dịch chuyển cơ nhờ vào các tín hiệu điện:
- Rotation angle (amount) sensors

- Mode selectors…
Dựa vào loại tín hiệu và phương pháp phát hiện, người ta chia encoder ra các loại
với các ứng dụng chủ yếu như sau:

Hình 1.2: Phân loại Encoder
(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)

Dương Bá Hải

11

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Công ty Panasonic Industrial Devices Vietnam chuyên sản xuất hàng
Encoder loại gia tăng (Incremental type) dùng để chuyển đổi, phát hiện các dịch
chuyển, với tín hiệu đầu ra có dạng như sau:

Hình 1.3: Dạng tín hiệu đầu ra của Encoder
(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)

Ở đây ta dùng 2 đầu ra A và B (còn gọi là 2 đầu ra cầu phương - quadrature
outputs do tính chất lệch pha 90° của chúng), thường là 2 tiếp điểm cơ hoạt động
nhờ cơ cấu cam trên trục quay.
Chiều dịch chuyển là thuận hay ngược chiều kim đồng hồ được nhận biết thông
qua sự khác biệt về pha giữa tín hiệu A và B. Cịn khoảng dịch chuyển (góc quay)
được phát hiện dựa vào số lượng xung tín hiệu ở đầu ra.
Mã hóa Gray (quay ngược chiều kim

Mã hóa Gray (quay thuận chiều kim

đồng hồ)

đồng hồ)

Pha

A

B

Pha

A

B

1

1

0

1

0

0

2

1

1

2

0

1

3

0

1

3

1

1

4

0

0

4

1

0

Dương Bá Hải

12

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Nhận xét rằng loại encoder này chỉ phát hiện được khoảng dịch chuyển tương
đối của vị trí hiện tại actuator (so với vị trí trước đó) thơng qua số lượng xung tín
hiệu, chứ khơng phải là vị trí tuyệt đối (absolute position). Thơng thường góc quay
tổng của cơ cấu chấp hành là 360° và có thể quay vơ hạn lần.
2 tín hiệu đầu ra lệch pha 90°

Hình 1.4: Độ lệch pha của 2 tín hiệu
Như trên hình vẽ, 2 tín hiệu đầu ra lệch pha nhau 90°, chúng được giải mã
(thường bằng phần mềm) để tạo ra các xung đếm tiến hoặc lùi (count up/down
pulse). Lấy ví dụ: nếu đọc được giá trị cuối là 00 và giá trị hiện tại là 01 (ứng với
pha 1, 2 mã hóa Gray thuận), actuator sẽ di chuyển 1/2 bước theo chiều kim đồng
hồ. Để tránh ảnh hưởng của bouncing (độ nảy khi chổi trượt tiếp xúc với phần tử
điện trở), các đầu ra được đọc lại một số lần nào đó và phải đảm bảo chúng ln giữ
nguyên giá trị trước khi actuator ghi nhận tín hiệu cần dịch chuyển.
1.2.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật của sản phẩm Encoder
a. Định dạng tín hiệu đầu ra

Tùy thuộc vào chiều quay thuận/ngược chiều kim đồng hồ mà dạng tín hiệu
xung - số đầu ra ứng với A, B là khác nhau. Các đường gạch thẳng biểu hiện vị trí
của detent trên trục.

Hình 1.5: Định dạng tín hiệu đầu ra của encoder
(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)
Dương Bá Hải

13

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
b. Đặc tính chuyển mạch
Đường đặc tính dưới đây được xây dựng khi xoay trục ở tốc độ 60 vòng/phút.
Vùng ON: khi điện áp từ 1.5V trở xuống, vùng OFF: điện áp từ 3.5V trở lên. Dải từ
1.5V~3.5V là mức phòng vệ nhiễu giữa 2 trạng thái ON và OFF.

Hình 1.6: Đặc tính chuyển mạch
(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)

c. Các đặc trưng sau:
 Độ nảy (Bouncing)
Dạng sóng bất thường (dao động điện áp) xuất hiện tại các điểm khi tín hiệu
đầu ra thay đổi từ ON sang OFF hoặc từ OFF sang ON. Trên hình vẽ, đó là thời
gian tín hiệu từ 1.5V tới 3.5V ở từng trạng thái chuyển mạch (ON => OFF hoặc
OFF => ON).

Hình 1.7: Độ nảy của tín hiệu

(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)

 Nhiễu (chattering)
Dạng sóng bất thường (dao động điện áp) xuất hiện tại điểm mà tín hiệu đầu ra
là thấp (ở trạng thái ON). Cụ thể hơn: thời gian tín hiệu vượt q 1.5V trong vùng
ON. Nếu chattering có thời gian tín hiệu nằm trong vùng ON nhỏ hơn 1ms (giữa các
Dương Bá Hải

14

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
bouncing T1, T3) thì nó được coi là một phần của bouncing. Ngược lại nó được gọi
là một linked chattering. Một phương pháp hiệu quả để loại bỏ chattering là sử dụng
mạch lọc tương tự.

Hình 1.8: Độ nhiễu của tín hiệu
(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)

 Độ phân giải (Resolution)
Số lượng xung tạo ra cho mỗi vòng quay (360°) của trục.
 Độ lệch pha (Phase difference)
Sự sai lệch về pha giữa 2 tín hiệu A và B trong một chu kỳ: T1 + T2 + T3 + T4
(ms).

Hình 1.9: Độ lệch pha của tín hiệu
(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)

Dương Bá Hải

15

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
1.3.

Giới thiệu về dây chuyền sản xuất Encoder

Sản phẩm Encoder được lắp ráp từ 11 phần kết hợp với nhau như hình bên dưới.

Trục (Shaft)

Khung (Frame)

Bushing

Nhíp (Spring)
Giá đỡ chổi (Brush carrier)
Chổi (Brush)
Camcap
Mũ nhựa (Plastic cap)
Nút bấm (Push Plate)
Tiếp điểm (Contactor)
Đế tiếp điểm (Contact Base)

Hình 1.10: Cấu tạo sản phẩm Encoder

(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)
Dương Bá Hải

16

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Dây chuyền sản xuất Encoder được thiết kế theo kiểu dây chuyền thẳng và nối
tiếp. Các phần của sản phẩm được lắp ráp lần lượt và nối tiếp nhau. Mỗi phần việc
trong dây chuyền sản xuất được gọi là một công đoạn sản xuất. Thành phẩm của
công đoạn trước là nguyên liệu cho công đoạn tiếp theo. Dây chuyền được chia
thành 14 công đoạn sản xuất nối tiếp nhau và được chia thành 4 cụm máy. Mỗi cơng
đoạn có đầu vào là ngun liệu hoặc bán thành phẩm của cơng đoạn trước đó. Đầu
ra của công đoạn là nguyên liệu cho công đoạn ngay sau đó. Sơ đồ khối của dây
chuyền như bên dưới.

Dương Bá Hải

17

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
1.3.1

Sơ đồ dây chuyền sản xuất Encoder

Nguyên liệu

Định hình chổi

Giá đỡ chổi

Gắn chổi lên giá đỡ chổi

Cụm máy 1

Bơi mỡ giá đỡ chổi

Gắn nhíp lên
Bushing

Lắp giá đỡ chổi vào Bushing

Trục

Lắp trục vào Bushing

Camcap

Gắn camcap lên trục & tán trục

Mũ nhựa

Gắn mũ nhựa lên trục

Khung

Lắp vào khung

Nguyên liệu
Contactor

Lắp vào đế và dập uốn
khung kim loại, kiểm
tra rị điện

Cụm máy 2

Push Plate

Định hình Contactor
& đặt vào đế

Cụm máy 3

Đặt Push Plate vào đế
và gắn bằng nhiệt

Kiểm tra điện
Kiểm tra điện trở tiếp xúc

Cụm máy 4

Kiểm tra lực ấn tiếp điểm

Hình 1.11: Sơ đồ dây chuyền lắp ráp encoder

Dương Bá Hải

18

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
1. Cơng đoạn định hình chổi: Đưa nguyên liệu vào máy để tạo hình dạng mong
muốn cho chổi.

Hình 1.12: Hình dạng chổi
(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)

2. Công đoạn gắn chổi lên giá đỡ chổi: Chổi sau khi được tạo hình sẽ được gắn
lên giá đỡ chối bằng cách dùng lực và nhiệt để tán chốt nhựa giữ chổi.

Hình 1.13: Giá đỡ chổi
(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)

3. Công đoạn bôi mỡ giá đỡ chổi: Bôi mỡ lên phần ngoài của giá đỡ chổi để
giảm ma sát khi xoay sản phẩm.
4. Cơng đoạn gắn nhíp lên Bushing: Nhíp được đưa vào máy và được gắn lên
Bushing bằng cách dùng lực tán chốt để giữ nhíp cố định.

Dương Bá Hải

19

Điều khiển và tự động hóa

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Hình 1.14: Gắn nhíp lên bushing
(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)

5. Công đoạn lắp kết hợp giá đỡ chổi vào Bushing: Giá đỡ chổi sau khi được
bôi mỡ được lắp vào bushing đã được gắn nhíp

Hình 1.15: Lắp giá đỡ chổi vào bushing
(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)

6. Công đoạn lắp kết hợp trục vào Bushing: Trục được đưa vào máy và được
lắp vào bushing.

Hình 1.16: Lắp trục vào bushing
(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)

Dương Bá Hải

20

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
7. Công đoạn gắn Camcap lên trục và tán đầu trục để giữ camcap: Camcap
được đưa vào máy và được gắn lên đầu trục. Sau đó đầu trục được tán để giữ
camcap.

Hình 1.17: Gắn camcap lên trục
(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)

8. Công đoạn gắn mũ nhựa lên đầu trục đã gắn Camcap: Mũ nhựa được đưa
vào máy và được gắn lên đầu trục bằng lực ấn.

Hình 1.18: Gắn mũ nhựa lên trục
(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)

9. Cơng đoạn định hình Contactor, cắt và đặt vào lòng Contact Base: Nguyên
liệu Contactor được đưa vào máy để tạo hình và được cắt và đặt vào trong lịng
Contact Base

Dương Bá Hải

21

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Hình 1.19: Contactor và contact base
(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)

10. Cơng đoạn cắt push plate đặt vào lịng contact base: Push plate được đưa
vào máy và được cắt ra và đặt vào lịng của contact base. Sau đó contact base
được tán bằng nhiệt để giữ cố định push plate bên trong.

Hình 1.20: Gắn push plate lên contact base
(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)

11. Công đoạn kết hợp thành phẩm của tất cả công đoạn trước vào contact
base và dập uốn khung kim loại để định hình sản phẩm và kiểm tra tình
trạng rị điện của sản phẩm: Kết hợp thành phẩm của tất cả các công đoạn
trước và đặt contact base vào. Sau đó được uốn dập khung kim loại để hoàn tất
việc lắp ráp sản phẩm. Sản phẩm sẽ được kiểm tra tình trạng rị điện bằng thiết
bị Kikusui TOS8030

Dương Bá Hải

22

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Hình 1.21: Sản phẩm Encoder hoàn chỉnh
(Nguồn: Tài liệu về sản phẩm encoder nhà máy Panasonic)

12. Cơng đoạn kiểm tra các tính năng điện của sản phẩm: Kiểm tra tất cả các
tính năng điện của sản phẩm theo tiêu chuẩn của sản phẩm.
13. Công đoạn kiểm tra điện trở tiếp xúc của tiếp điểm: Kiểm tra điện trở tiếp
xúc của tiếp điểm khi ấn sản phẩm với một lực cho phép.
14. Công đoạn kiểm tra lực ấn của tiếp điểm: Kiểm tra xem sản phẩm có đảm
bảo đủ lực ấn hay khơng.
15. Cơng đoạn ngoại quan: Kiểm tra sản phẩm bằng mắt và đóng gói sản phẩm.

Dương Bá Hải

23

Điều khiển và tự động hóa


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
1.4.

Các thơng số chính, thơng số cần đo và giám sát của dây chuyền:

 Nhiệt độ của công đoạn gắn chổi lên giá đỡ chổi và nhiệt độ của công
đoạn tán contact base: Công đoạn này sử dụng nhiệt độ để tán chốt gắn
chổi vào giá đỡ chổi và tán contact base để giữ push plate. Nhiệt độ để tán
chốt và tán contact base cần giữ cố định. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp đều
làm hỏng sản phẩm.
 Kiểm tra tình trạng rị điện của sản phẩm: Sản phẩm sau khi được lắp ráp
hoàn tất sẽ được kiểm tra tình trạng rị điện bằng thiết bị TOS8030. Thiết bị
sẽ cấp ra điện áp 600V với dòng rất nhỏ trong vòng 0,5s. Nếu các chân điện
cực bị thơng với nhau hoặc thơng ra vỏ thì thiết bị sẽ phát hiện. Cần giám sát
thông số điện áp cấp và thời gian cấp điện. Đảm bảo các thơng số đó trong
tiêu chuẩn nếu khơng sản phẩm sẽ bị hỏng.
 Kiểm tra các tính năng điện của sản phẩm: Sử dụng một phần mềm trên
máy tính để kiểm tra tồn bộ các thơng số kỹ thuật điện của sản phẩm: độ
lệch pha, bouncing, chattering. Sản phẩm được quay với tốc độ 60 vịng/
phút và thu được các tín hiệu của 2 pha A và B. Sau đó được tính tốn độ
lệch pha, bouncing, chattering.
 Kiểm tra điện trở tiếp xúc của tiếp điểm: Sản phẩm có một cụm cơng tắc
nên tiếp điểm cơng tắc đó sẽ được kiểm tra điện trở tiếp xúc của tiếp điểm

khi công tắc ở trạng thái đóng. Điện trở tiếp xúc sẽ được đo bằng thiết bị
HIOKI 3450.
 Kiểm tra lực ấn tiếp điểm: Sử dụng thiết bị đo lực ấn Kistler maXYmos
5867 để đo lực ấn của cụm công tắc của sản phẩm. Đầu đo lực sẽ ấn xuống
đầu sản phẩm và thu được lực ấn của cụm cơng tắc.
 Kiểm sốt các thông số khác trên dây chuyền:
o Số lượng sản phẩm đã sản xuất được của dây chuyền
o Thời gian sản xuất một sản phẩm
o Thời gian sản xuất của từng cơng đoạn
o Tình trạng hoạt động của từng cơng đoạn: Đang dừng hay đang chạy

Dương Bá Hải

24

Điều khiển và tự động hóa