Mô hình hóa và lập trình điều khiển tự động dây chuyền cắt tôn silic

Phạm minh phúc

bộ giáo dục và đào tạo
trường đại học bách khoa hà nội
---------------------------------------

luận văn thạc sĩ khoa học
ngành : công nghệ chế tạo máy

công nghệ chế tạo máy

Mô hình hoá và lập trình điều khiển
Tự động dây chuyền cắt tôn silic

Phạm minh phúc

2007 - 2009
Hà Nội
2009

Hà Nội 2009


bộ giáo dục và đào tạo
trường đại học bách khoa hà nội
---------------------------------------

luận văn thạc sĩ khoa học

Mô hình hoá và lập trình điều khiển tự động
Dây chuyền cắt tôn silic

ngành : công nghệ chế tạo máy
mà số:23.04.3898
Phạm minh phúc

Người hướng dẫn khoa học : GS.TS. Trần văn địch

Hà Nội 2009


1

Mục lục

Trang
Mục lục

1

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

3

Danh mục các bảng, hình vẽ, đồ thị

4

Mở đầu

6

Chương 1: Tổng quan về dây chuyền cắt lõi tôn silic

7

1. Phân tích, đánh giá các công trình đà có

7

1.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất của nước ngoài

7

1.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất trong nước

9

2. Cơ sở tiếp cận và những vấn đề cần giải quyết

10

Chương 2: kết cấu, nguyên lý hoạt động của dây chuyền
cắt lõi tôn silic điều khiển tự động plc

1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động toàn bộ dây chuyền

12
12

1.1. Cấu tạo chung của dây chuyền

12

1.2. Nguyên lý hoạt động của dây chuyền

17

1.2.1. Nguyên lý hoạt động chung

17

1.2.2. Các bước tạo ra sản phẩm cột bên

18

1.2.3. Các bước tạo ra sản phẩm xà ngang

18

1.2.4. Các bước tạo ra sản phẩm cột giữa

19

2. Cấu tạo - Nguyên lý hoạt động của các máy chính

20

2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cắt chéo

20

2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cắt V

21

2.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nhả tôn

22

2.4. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cấp liệu

24

2.5. Cấu tạo của một số bộ phận quan trọng khác

25

Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007


2
2.5.1. Bộ tải trung gian

25

2.5.2. Bộ tải đầu ra

26

Chương 3: mô hình hoá dây chuyền cắt tôn silic
1. Phần mở đầu

27
27

1.1. Tầm quan trọng của sản phẩm

27

1.2. Cấu tạo của dao cắt

29

1.3. Phương pháp cắt Step-lap
2. Xác định quy trình công nghệ.
3. Xác lập yêu cầu kỹ thuật

33

3.1. Yêu cầu công nghệ của sản phẩm

33

3.2. Yêu cầu về điều khiển

35

3.3. Yêu cầu về lập trình

40

4. Phân tích động học hệ thống

40

4.1. Mô hình hoá vè tính toán tham số động học hệ thống

41

4.2. Tổng hợp tham số của bộ điều khiển vị trí

43

4.3. Thiết kế chế tạo phần cứng ghép nối và điều khiển

45

Chương 4: NGUYÊN Lý ĐIềU KHIểN Và CHƯƠNG TRìNH
ĐIềU KHIểN PLC CHO DÂY CHUYềN

47

1. Nguyên lý điều khiển tự động và thiết bị điều khiển PLC

47

1.1. Cơ cÊu chung cđa hƯ thèng PLC

48

1.2. CÊu tróc bªn trong cđa hƯ thèng PLC

51

1.3. Bé ®iỊu khiĨn PLC dïng trong dây chuyền

53

1.4. Các loại thiết bị vào và ra

55

1.5. Các phần tử tác động điều khiển

58

1.6. Chu trình làm việc và lưu đồ thuật toán của dây chuyền

58

2. Chương trình điều khiển PLC cho dây chuyền

62

kết quả và bàn luận

84

Kết luận và kiến nghị

87

Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007


3
Tài liệu tham khảo

88

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
01. BĐK:

Bộ điều khiển.

02. BTĐ:

Bán tự động.

03. CKCX:

Cơ khí chính xác.

04. CK-CTM: Cơ khí Chế tạo máy.
05. CN CTM: Công nghệ chế tạo máy.
06. ĐKTĐ:

Điều khiển tự động.

07. §KS:

§iỊu khiĨn sè.

08. KHKT:

Khoa häc kü tht.

09. NCKH:

Nghiªn cøu khoa học.

10. QTCN:

Quy trình công nghệ.

11. QTSX:

Quy trình sản xuất

12. TBĐK:

Thiết bị điều khiển.

13. TĐH:

Tự động hóa.

14. TTGC:

Trung tâm gia công.

Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007


4

Danh mục các bảng, hình vẽ, đồ thị

Trang
01. Hình 1.1: Dây chuyền cắt tôn silic tự động
do Astronic (Thụy Sĩ) sản xuất

8

02. Hình 1.2: Dây chuyền cắt tôn silic tự động
do MTM (Canada) sản xuất

8

03. Hình 1.3: Dây chuyền cắt tôn silic tự động
do Viện IMI sản xuất

9

04. Bảng 2.1: Các máy và các cụm chính trong dây chuyền

12

05. Hình 2.1: Bản vẽ lắp dây chuyền cắt tôn silic tự động

13

06. Hình 2.2: Chu trình làm việc của dây chuyền cắt tôn silic

14

07. Hình 2.3: Các sản phẩm của dây chun

16

08. H×nh 2.4: Lâi biÕn thÕ sau khi ghÐp

16

09. H×nh 2.5: Sản phẩm cột bên

18

09. Hình 2.6: Sản phẩm xà ngang

18

10. Hình 2.7: Sản phẩm cột giữa

19

11. Hình 2.8: Máy cắt chéo

20

12. Hình 2.9: Máy cắt V

21

13. Hình 2.10: Máy nhả tôn

23

14. Hình 2.11: Máy cấp liệu

24

15. Hình 2.12: Bộ tải trung gian

25

16. Hình 2.13: Bộ tải đầu ra

26

17. Hình 3.1: Chu trình công nghệ cắt trụ giữa

31

18. Hình 3.2: Chu trình công nghệ cắt xà ngang và trụ biên

33

19. Hình 3.3: Tính năng kỹ thuật của dây chuyền sản xuất

36

20. Hình 3.4: Đặc tính điều chỉnh của hệ thống

40

Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007


5
21. Hình 3.5: Cấu trúc cơ bản của hệ điều khiển

42

22. Hình 3.6: Cấu trúc hệ điều khiển

44

23. Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý điều khiển hệ thống

50

24. Hình 4.1: Hệ thống PLC

48

25. Hình 4.2: a) Kiểu hộp đơn ; b) Kiểu module nối ghép

50

26. Hình 4.3: Thiết bị lập trình cầm tay

51

27. Hình 4.4: Cấu trúc PLC

52

28. Hình 4.5: Bộ điều khiển PLC Simantic S7-200

53

29. Hình 4.6: Chu trình làm việc của dây chuyền cắt tôn silic

59

30. Hình 4.7: Lưu đồ thuật toán của dây chuyền cắt tôn silic

60

Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007

6

Mở đầu
Kể từ khi ra đời và phát triển cho tới nay, ngành cơ khí nói riêng và CN
CTM nói riêng đà không ngừng phát triển và đạt được những thành tựu vô
cùng to lớn. Nó đóng một vai trò rất quan trọng trong các chiến lược phát triển
kinh tế và KHKT của mỗi quốc gia trên thế giới.
Trong giai đoạn hiện nay, do tính chất của việc sản xuất ngày càng tăng,
việc thay thế dần sức lao động của con người trong các dây chuyền sản xuất
bằng sự hoạt động của máy móc càng được chú trọng. Việc tự động hoá các
dây chuyền trong sản xuất cơ khí sẽ giúp giải phóng sức lao động của con
người, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Qua đó, một nhiệm vụ
công nghệ được đặt ra là không ngừng nghiên cứu, phân tích quá trình động
học của các dây chuyền, từng bước tiến tới tự động hoá các dây chuyền sản
xuất, tìm tòi ra các quy trình công nghệ mới, cải tiến quy trình công nghệ cũ
để phục vụ sản xuất.
Ngày nay, cùng với sự phát triển của các máy CNC, các trung tâm gia
công, các dây chuyền sản xuất mang tính tự động hoá rất cao thì nhiệm vụ
trên càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Việc tự động hoá từng phần dây
chuyền hay tự động hoá toàn bộ dây chuyền một cách hợp lý sẽ hạn chế được
thời gian chết của máy và đồng thời làm tăng năng suất của cả dây chuyền.
Trong phạm vi của luận văn cao học: Mô hình hoá và lập trình điều
khiển tự động dây chuyền cắt tôn silic, em xin trình bày các vấn đề cơ bản
sau:
- Kết cấu và nguyên lý hoạt động của dây chuyền.
- Phân tích động học và mô hình hoá dây chuyền.
- Nguyên lý điều khiển và chương trình điều khiển PLC cho dây chuyền.
Em cũng xin được trân trọng cảm ơn GS-TS Trần Văn Địch đà tận tình

hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành tốt chuyên đề này.
Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007


7

Chương 1: tổng quan về dây chuyền
cắt lõi tôn silic
1. Phân tích, đánh giá các công trình cắt lõi tôn silic đà có.

1.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất của nước ngoài.
Trải qua một thời kỳ phát triển không ngừng, các ngành KHKT nói
chung cũng CN CTM nói riêng của các nước trên thế giới đà đạt được những
thành tựu rất to lớn, đặc biệt là ở các nước tiên tiến. Các thiết bị, các dây
chuyền sản xuất luôn được cải tiến và hoàn thiện nhằm nâng cao năng suất,
chất lượng và hiệu quả sử dụng. Thực tiễn sản xuất đà đặt ra cho các nhà khoa
học một nhiệm vụ lớn lao đó là phải không ngừng nghiên cứu, không ngừng
sáng tạo để tối ưu hoá các thiết bị, máy móc đang có, đồng thời phát minh ra
các kết cấu mới, các thiết bị mới mang tính đột phá và có hàm lượng chất xám
cao.
Trên thế giới, nhất là ở các nước có nền công nghiệp phát triển, các thiết
bị, dây chuyền sản xuất mang tính tự động hoá rất cao. Trong những thiết bị
được làm ra để phục vụ cho ngành sản xuất điện, các nước G7, Trung Quốc và
Hàn Quốc đà đạt được những thành tựu rất lớn. Điều đó cho phép họ có được
một thị phần rộng lớn ở hầu khắp các nước trên thế giới.
Về mặt hình thức, các dây chuyền kể trên có kết cấu tương đối nhỏ gọn,
hiện đại, phù hợp với mức độ sản xuất lớn và trung bình. Về mặt công nghệ,
họ đi sâu vào nghiên cứu tối ưu hoá các bộ phận, các cụm chi tiết để từ đó tạo

ra các block, các modul tiêu chuẩn cho từng máy móc cụ thể. Không những
thế, năng suất, chất lượng cắt cũng không ngừng được nâng cao bằng việc sử
dụng các loại vật liệu làm dao khác nhau cộng với các chế độ nhiệt luyện phù
hợp để tuổi thọ của dao cắt là tối đa. Các bài toán riêng lẻ cũng như những bài
toán tích hợp giữa các thông số chế độ cắt, vật liệu làm dao, ma sát-mòn,đÃ
được giải quyết một cách chính xác để đem lại sự tối ưu hoá cho toàn bộ dây
Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007


8
chuyền. Dưới đây là hình ảnh của dây chuyền cắt tôn silic tự động điều khiển
PLC của một số nước:

Hình 1.1: Dây chuyền cắt tôn silic tự động
do Astronic (Thụy Sĩ) sản xuất

Hình 1.2: Dây chuyền cắt tôn silic tự động
do MTM (Canada) sản xuất

Qua một số tài liệu của các nước CHLB Đức, Thuỵ Điển, Nhật Bản,
Trung Quốc,về các thiết bị cắt tôn silic tự động, có thể thấy được là họ có
sự đầu tư nghiên cứu có chiều sâu về sự ảnh hưởng tương quan giữa các nhân
tố dẫn tới việc mòn dao cắt như: vật liệu, chế độ cắt, ma sát,(ở đây, các
nghiên cứu đà chỉ rõ nhiệt độ cắt ít có ảnh hưởng tới lượng mòn dao ở trong
Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007

9
thiết bị này). Từ các kết quả nghiên cứu đó, các nhà khoa học nước ngoài đÃ
đưa ra được một số vật liệu làm dao phù hợp nhất cũng như các thông số về
chế độ cắt và các kết cấu máy tối ưu.
Tất cả các nhân tố trên đà tạo ra cho thiết bị một tính cạnh tranh rất cao
trên thị trường và đó cũng là nguyên nhân chính trong việc các dây chuyền
thiết bị chính phục vụ cho ngành sản xuất điện của nước ta chủ yếu là thiết bị
ngoại nhập.
1.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất trong nước.
Như đà nói ở trên, các thiết bị chính phục vụ cho ngành sản xuất điện chủ
yếu nhập từ nước ngoài. Điều đó không những tạo ra một sự thất thoát về
ngoại tệ mà đồng thời nó còn phản ánh sù u kÐm cđa chóng ta c¶ vỊ KHKT
cịng nh­ về việc đầu tư nghiên cứu cho lĩnh vực này.

Hình 1.3: Dây chuyền cắt tôn silic bán tự động
do Viện IMI sản xuất

Phần lớn các dây chuyền cắt lõi biến thế tôn silic do nước ta sản xuất đều
khá thô sơ, thiếu tính đồng bộ và dừng lại ở mức tự động hoá rất thấp. Một số
dây chuyền (như của Viện IMI ở hình 1.3) đà qua 2, 3 lần sản xuất, cải tiến
cũng chỉ dừng lại ở mức độ bán tự động. Và điều quan trọng hơn đó là gần
Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007


10
như tất cả các dao cắt nằm trong các dây chuyền này đều nhập từ Đài Loan,
Trung Quốc, Nhật Bản,

ở nước ta, đà có rất nhiều nghiên cứu được thực hiện nhằm tối ưu hoá
chế độ cắt cùng với sử dụng các vật liệu làm dao phù hợp để hạn chế tối đa
lượng mòn dao, nâng cao năng suất và hiệu quả sử dụng. Rất nhiều nghiên cứu
có được kết quả và độ chính xác cao. Tuy nhiên, việc ứng dụng rộng rÃi cũng
như có chiều sâu các nghiên cứu đó trong thực tiễn sản xuất vẫn còn có nhiều
hạn chế dẫn tới kìm hÃm sự phát triển của lĩnh vực này.
Điều đó đặt ra cho chúng ta một thách thức rất lớn trong việc phải nghiên
cứu để có thể nắm bắt được những vấn đề cốt lõi nhất trong công nghệ chế tạo
dao cắt, tính toán được lượng mòn dao phụ thuộc vào các thông số cắt cũng
như vật liệu chế tạo, sản xuất được các loại dao cắt với chất lượng đạt đủ tiêu
chuẩn, có thể cung cấp ë trong n­íc tiÕn tíi xt khÈu ra thÞ tr­êng nước
ngoài.
2. Cơ sở tiếp cận và những vấn đề cần giải quyết.

Qua nghiên cứu tìm hiểu những vấn đề cần giải quyết cũng như xuất phát
từ nhu cầu của thực tiễn sản xuất, Viện máy và dụng cụ công nghiệp đà tiến
hành thiết kế, chế tạo một dây chuyền cắt lõi biến thế tôn silic điều khiển tự
động PLC thông qua việc kí kết hợp đồng với Nhà máy biến thế Hà Nội.
Nhiệm vụ đặt ra là dây chuyền này phải hơn hẳn các dây chuyền mà Viện IMI
đà sản xuất trước đó không chỉ bởi sự tối ưu hoá trong các kết cấu máy, sự
đồng bộ hoá giữa các máy trong dây chuyền mà còn ưu việt hơn ở mức độ tự
động.
Trong khuôn khổ của luận văn, em không tham vọng đưa vào toàn bộ các
vấn đề trong thiết kế và chế tạo dây chuyền mà tập trung đi sâu vào một số
vấn đề sau:

Luận văn cao học

phạm minh phóc - CNCK 2007

11
- Giới thiệu cấu tạo của toàn bộ dây chuyền, các bộ phận chính trong dây
chuyền để từ đó làm nổi bật lên các yêu cầu cần tính toán.
- Phân tích động học của dây chuyền, nghiên cứu yêu cầu kỹ thuật của
từng thiết bị. Đưa ra yêu cầu kỹ thuật và đặc tính của dây chuyền. Từ đó
tiến hành thiết kế kỹ thuật, thiết kế các thiết bị và hệ thống điều khiển.
- Chế tạo phần cứng ghép nối và điều khiển.
- Tìm ra các bộ phận cần tự động hoá trong dây chuyền, giới thiệu thiết
bị điều khiển và lập chương trình điều khiển PLC cho dây chuyền. Xây
dựng chương trình điều khiển và giao diện vận hành người máy.

Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007


12

Chương 2: kết cấu, nguyên lý hoạt động
của dây chuyền Cắt lõi tôn silic tự động
điều khiển plc
1. cấu tạo và nguyên lý hoạt động toàn bộ dây chuyền.

1.1. Cấu tạo chung của dây chuyền.
Cấu tạo của toàn bộ dây chuyền cắt tôn silic tự động được thể hiện ở hình
2.1 (trang bên).
Bảng 2.1: Các máy và các cụm chính trong dây chuyền

STT

Tên máy/ cụm

Kí hiệu

Số lượng

01

Máy nhả tôn

MNT 2.0

01

02

Máy cấp liệu

MCL 2.0

01

03

Máy cắt V

MCV 2.0

01

04

Máy cắt chéo số 2

MCC 2.0

01

05

Máy cắt chéo số 1

MCC 2.0

01

06

Băng tải đầu ra

BTĐR 2.0

01

07

Bàn xÕp s¶n phÈm

BXSP 2.0

01

08

Bé t¶i trung gian

BTTG 2.0

03

09

HƯ dÉn h­íng phôi

DH 2.0

01

10

Bệ đỡ máy

BĐ 2.0

01

Hình 2.2 và 2.3 là các sản phẩm của dây chuyền và một lõi biến thế sau
khi ghép các sản phẩm lại với nhau. Có 3 loại sản phẩm là: xà ngang, cột bên
và cột giữa. Sản phẩm của dây chuyền được sử dụng cho các loại biến thế từ

250 KVA ữ 2500KVA. Đây là các loại biến thế được dùng rộng rÃi ở Việt
Nam cũng như hầu khắp các nước trên thế giới.
Luận văn cao häc

ph¹m minh phóc - CNCK 2007


01

28.6

24

10

03

71

09

ỉ90

ỉ24

04

15

Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007

40

32

05

08

Hình 2.1: Bản vẽ lắp dây chuyền cắt tôn silic tự động

02

06

07

13


Máy nhả tôn

Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007

PLC

Máy cắt V

Máy cắt chéo 2

Máy cắt chéo 1

Hình 2.2: chu trình làm việc của dây chuyền cắt tôn si lic

Máy cấp liệu

Băng tải trung gian

Băng tải đầu ra

14


15
Trên cơ sở kế hoạch sản xuất đà lập sẵn cho số lượng sản phẩm trong một
ca, người vận hành dây chuyền sẽ tiến hành cắt ba loại sản phẩm: xà ngang,
cột bên và cột giữa. Các sản phẩm này sẽ lần lượt được cắt theo thứ tự, khi cắt
hết số lượng sản phẩm này sẽ cắt sang sản phẩm khác. Tuy cùng được cắt trên
một dây chuyền nhưng các sản phẩm nói trên sẽ được tạo ra bởi các máy với
sự tham gia và thứ tự cắt cắt nhau.
- Với sản phẩm xà ngang, máy cắt chéo số 1 sẽ cắt trước, sau đó sẽ đến
máy cắt V cắt và kết thúc bằng việc máy cắt chéo số 2 sẽ cắt rời sản
phẩm ra khỏi cuộn tôn.
- Với sản phÈm cét bªn, chØ cã sù tham gia cđa hai máy cắt chéo, máy cắt
chéo số 1 sẽ cắt trước và máy cắt chéo số 2 sẽ cắt rời sản phẩm ra khỏi
cuộn tôn.

- Với sản phẩm cột giữa, máy cắt V sẽ cắt trước, sau đó sẽ đến máy cắt
chéo số 1 cắt và kết thúc bằng việc máy cắt chéo số 2 sẽ cắt rời sản phẩm
ra khỏi cuộn tôn.
Sơ đồ cắt sẽ được trình bày cụ thể ở phần sau trong các mục (1.2.2),
(1.2.3) và (1.2.4).
Trên thực tế, số lượng sản phẩm cắt không chỉ phụ thuộc vào kế hoạch
sản xuất đà lập ra trước đó mà nó còn bị chi phối bởi những đơn đặt hàng bất
thường. Do đó, khi tính toán lượng mòn dao của dây chuyền ta đặt giả thiết là
các máy cắt số lượng sản phẩm theo kế hoạch và không có việc dừng dây
chuyền do có sự cố trong thời gian sản xuất đó.
Như đà nói ở trên, có 3 loại sản phẩm mà dây chuyền có thể tạo ra: xà
ngang (hình 2.3a), cột bên (hình 2.3b) và cột giữa (hình 2.3c). Sau khi cắt, các
sản phẩm bày sẽ được ghép với nhau để tạo thành lõi biến thế (hình 2.4). Do
các sản phẩm sẽ được cắt với rất nhiều loại kích cỡ nên có thể tạo ra các loại
biến thế theo một dải công suất khá lớn: 250 KVA ữ 2500KVA.

Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007


16

Hình 2.3: Các sản phẩm của dây chuyền
a) Xà ngang

b) Cột bên

c) Cột giữa

Hình 2.4: Lõi biến thế sau khi ghép
Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007


17
Dây chuyền bao gồm 10 máy và cụm máy chính. Trong đó các máy: máy
cắt V, máy cắt chéo, máy nhả tôn và máy cấp liệu là các máy quan trọng trong
dây chuyền. Năng suất cũng như chất lượng sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào
các máy này. Chính vì vậy mà trong mục sau của phần này ta sẽ đi tìm hiểu về
cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của các máy đó. Sau đây là một số
thông số cơ bản của dây chuyền:
- Chiều rộng cắt tối đa:

400 (mm).

- Chiều dài cắt tối đa:

2000 (mm).

- Chiều dầy cắt:

0,27 ữ 0,37 (mm).

- Đường kính xy lanh:

125 (mm).

- áp suất khí nén:

5 (at).

- Kích thước choán chỗ:

1940 x 11400 x 2725 (mm).

1.2. Nguyên lý hoạt động của dây chuyền.
1.2.1. Nguyên lý hoạt động chung.
Dây chuyền hoạt động tự động hoàn toàn dựa trên chương trình điều
khiển PLC và các cơ cấu chấp hành được tự động hóa ở mức độ tối đa. Sản
phẩm của dây chuyền được tính toán từ đầu và tạo ra các chương trình con mÃ
hóa. Khi cần thiết, người vận hành chỉ việc nhập mà của sản phẩm mà mình
muốn tạo ra là dây chuyền có thể tự động chạy theo chương trình đà thiết lập.
Sau đây là các bước vận hành chính của dây chuyền:
- Cuộn tôn được lắp vào máy nhả tôn (01).
- Kéo đầu cuộn tôn vào trục thu của máy cấp liệu (02).
- Điều khiển bộ tải trung gian (08) cho phù hợp với kích cỡ tôn cần cắt.
- Nhập mà chương trình và kiểm tra lại các thông số trước khi khởi động.
- Cuộn tôn được máy cấp liệu (02) đưa đi qua các bộ tải trung gian để tới
các máy cắt chéo (04, 05) và máy cắt V (03). Tại đây, dải tôn được cắt
thành sản phẩm theo chương trình.
Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007


18
- Sau khi cắt xong, sản phẩm được các con lăn kẹp chặt và phóng ra băng
tải đầu ra (06) và ra bàn xếp sản phẩm (7). Sản phẩm được công nhân thu

bằng tay và chuyển tới các công đoạn lắp ghép tiếp theo.
- Tất cả các công đoạn trên đều được điều khiển bởi duy nhất một người
vận hành. Điều đó cho thấy được mức độ tự động rất cao của dây chuyền
cũng như giảm thiểu tối đa số lượng nhân công cần thiết (5 ữ6 công nhân
ở các dây chuyền vận hành bằng tay) mà năng suất vẫn gấp 15ữ20 lần.
1.2.2. Các bước tạo ra sản phẩm cột bên.

Hình 2.5: Sản phẩm cột bên

Để tạo ra cột bên, ta cần sử dụng lưỡi cắt của 2 máy cắt chéo đặt đối
xứng gương với nhau. Sau khi dải tôn silic được máy cấp liệu đưa vào dây
chuyền, đầu tiên, dao cắt của máy cắt chéo số 1 (nằm phía sau dây chuyền) sẽ
cắt bỏ phần vật liệu (1), sau đó dao cắt của máy cắt chéo số 2 sẽ cắt tiếp nhát
còn lại. Phần sản phẩm cột bên sẽ được cơ cấu phóng phôi qua băng tải đầu ra
để đưa ra bàn xếp sản phẩm. Phần dải tôn (2) sẽ được máy cấp liệu đẩy tiếp
lên để cắt tiếp sản phẩm cột bên khác.
1.2.3. Các bước tạo ra sản phẩm xà ngang.

Hình 2.6: Sản phẩm xà ngang
Luận văn cao häc

ph¹m minh phóc - CNCK 2007


19

Về cơ bản, các bước để tạo ra xà ngang cũng gần giống với xà bên. Nó
chỉ khác là ngoài việc sử dụng 2 máy cắt chéo thì còn phải dùng thêm một
máy cắt V đặt ở phía trước. Sau khi dải tôn silic được máy cấp liệu đưa vào
dây chuyền, đầu tiên, dao cắt của máy cắt chéo số 1 (nằm phía sau dây

chuyền) sẽ cắt bỏ phần vật liệu (1), sau đó dải tôn sẽ được kéo lùi lại tới vị trí
cần cắt của máy cắt V, dao cắt của máy cắt V sẽ cắt bỏ đi phần vật liệu (3).
Tiếp theo, dải tôn lại được đẩy lên tới vị trí của máy cắt chéo số 2, dao cắt của
máy cắt chéo số 2 sẽ cắt tiếp nhát còn lại. Phần sản phẩm xà ngang sẽ được cơ
cấu phóng phôi qua băng tải đầu ra để đưa ra bàn xếp sản phẩm. Phần dải tôn
(2) sẽ được máy cấp liệu đẩy tiếp lên để cắt tiếp sản phẩm xà ngang khác.
1.2.4. Các bước tạo ra sản phẩm cột giữa.

Hình 2.7: Sản phẩm cột giữa

Cột giữa là sản phẩm có sơ đồ cắt và các bước thực hiện phức tạp nhất.
Nó cũng sử dụng cả 2 máy cắt chéo và máy cắt V. Sau khi dải tôn silic được
máy cấp liệu đưa vào dây chuyền, đầu tiên, dải tôn sẽ được đưa tới vị trí cần
cắt của máy cắt V, dao cắt của máy cắt V sẽ cắt bỏ đi phần vật liệu (1) và (2).
Sau đó, dải tôn sẽ được đẩy lên tới vị trí của máy cắt chéo số 1, dao cắt của
máy cắt chéo số 1 (nằm phía sau dây chuyền) sẽ cắt bỏ phần vật liệu (3). Tiếp
theo, dải tôn lại được kéo trở lại vị trí của máy cắt chéo số 2, dao cắt của máy
cắt chéo số 2 sẽ cắt tiếp nhát còn lại. Phần sản phẩm xà ngang sẽ được cơ cấu
phóng phôi qua băng tải đầu ra để đưa ra bàn xếp sản phẩm. Phần dải tôn (4)
sẽ được máy cấp liệu đẩy tiếp lên để cắt tiếp sản phẩm cột giữa khác.

Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007


20
2. Cấu tạo - Nguyên lý hoạt động của các máy chính.

2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cắt chéo.

Hình 2.8: Máy cắt chéo

Máy cắt chéo là một trong hai loại máy quan trọng nhất của dây chuyền
cùng với máy cắt V. Nó mang dao cắt để trực tiếp cắt sản phẩm nên có ảnh
hưởng lớn tới chất lượng của sản phẩm. Hai máy cắt chéo được bố trí đối xứng
nhau trong dây chuyền. Các bộ phận chính của máy cắt chéo bao gồm:
- 01: Xy lanh D125.
- 02: Cụm dẫn động thẳng.
- 03: Cụm dẫn động vòng.
- 04: Cụm dẫn hướng.
- 05: Đế gá dao.
- 06: Dao cắt trên.
- 07: Dao cắt dưới.
- 08: Đế máy.

Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007


21
Khi khởi động, khí nén có áp suất 5at được cấp vào một trong 2 xy lanh
D125. Xy lanh đẩy thanh răng chuyển động thẳng làm quay bánh lệch tâm
gắn trục có bánh răng ăn khớp với thanh răng. Khi thanh răng thực hiện hết
một hành trình tịnh tiến thì bánh lệch tâm cũng quay được một vòng, dao cắt
trên thực hiện một lần cắt và nâng dao. Sau đó, xy lanh còn lại tiếp đục đẩy
thanh răng ngược lại để thực hiện lần cắt tiếp theo. Cụm dẫn hướng hai bên
làm bằng ray dẫn hướng bi để đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình
chuyển động lên xuống của dao cắt. Hai lò xo gắn với đế gá dao trên có tác

dụng tạo ra xung lực khi cắt, hạn chế tối đa ba via.
2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cắt V.

Hình 2.9: Máy cắt V

Như đà nói ở trên, máy cắt V là một trong hai loại máy quan trọng nhất
của dây chuyền cùng với máy cắt chéo. Nó có 2 dao cắt được gá vuông góc
với nhau với dung sai là 30. Các bộ phận chính của máy cắt chéo bao gồm:
- 01: Cụm dẫn động thẳng.
Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007


22
- 02: Xy lanh D125.
- 03: Cụm dẫn động vòng.
- 04: Cụm dẫn hướng.
- 05: Đế gá dao.
- 06: Dao cắt trên.
- 07: Dao cắt dưới.
- 08: Cụm điều chỉnh cữ máy.
- 09: Đế máy.
Về cơ bản, máy cắt V có cụm dẫn động giống như của máy cắt chéo và
cũng có hoạt động tương tự. Xy lanh đẩy thanh răng chuyển động thẳng làm
quay bánh lệch tâm gắn trục có bánh răng ăn khớp với thanh răng, bánh lệch
tâm cũng quay được một vòng, dao cắt trên thực hiện một lần cắt và nâng dao.
Sau đó, xy lanh còn lại tiếp đục đẩy thanh răng ngược lại để thực hiện lần cắt
tiếp theo. Sự khác nhau ở đây là cụm dẫn hướng hai bên của máy cắt chéo làm
bằng bạc bi thay vì ray dẫn hướng bi như ở máy cắt chéo. Hai lò xo gắn với đế

gá dao trên có tác dụng tạo ra xung lực khi cắt, hạn chế tối đa ba via.
2.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nhả tôn.
Hình 2.9 là cấu tạo của máy nhả tôn:
- 01: Động cơ quay 1.
- 02: Động cơ quay 2.
- 03: Cụm gá bung 1.
- 04: Cụm gá bung 2.
- 05: Cặp bánh răng truyền 1.
- 06: Cặp bánh răng truyền 2.
- 07: Cuộn tôn 1.
- 08: Cuộn tôn 2.
- 09: Cụm trục quay bàn máy.
Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007


23
- 10: Cụm đế máy.

Hình 2.10: Máy nhả tôn

Máy bao gồm hai cuộn tôn được lắp đối xứng với nhau ®Ĩ khi hÕt cn
nµy cã thĨ quay 180° ®Ĩ sư dụng ngay cuộn tôn khác trong khi thay thế cuộn
tôn đà hết, hạn chế rất nhiều thời gian dừng máy để thay thế cuộn tôn. Đây
chính là một trong những sự cải tiến so với dây chuyền bán tự động trước đây.
Cụm gá bung (03), (04) có tác dụng kẹp chặt 2 cuộn tôn (7), (8) bằng xylanh
khí nén với khoảng dao động kích thước lõi cuôn tôn khá lớn (200mm). Hai
động cơ (01), (02) dùng để dẫn động cụm gá bung thông qua một bộ truyền
bánh răng (5), (6) cã tû sè trun 1/5. Cơm trơc quay (09) cã tác dụng quay

bàn máy khi cần thay thế cuộn tôn. Trong bản vẽ lắp của dây chuyền. Ta thấy
có sự xuất hiện của hố bù tôn. Đây chính là kết cấu để chứa lượng tôn nhả ra
của máy nhả tôn bởi lượng tôn đó luôn đòi hỏi phải đủ cho máy cấp liệu.

Luận văn cao học

phạm minh phúc - CNCK 2007