Cải tiến bộ điều khiển đầu hàn ống tự động trong đồ án tốt nghiệp công nghệ cơ điện tử

LỜI CAM KẾT

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT ĐỒ ÁN CẢI TIẾN BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐẦU HÀN ỐNG TỰ ĐỘNG

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu

1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước

1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước

1.3. Lý do chọn đề tài

1.4. Mục tiêu đề tài

1.5. Phương pháp nghiên cứu

1.6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.6.1. Đối tượng nghiên cứu

1.6.2. Phạm vi nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Tổng quan về công nghệ hàn quỹ đạo Orbital

2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của công nghệ hàn quỹ đạo

2.3. Ưu điểm và nhược điểm của hàn quỹ đạo

2.4. Ứng dụng của công nghệ hàn Orbital

2.5. Cơ sở lý thuyết về bộ điều khiển thiết bị hàn ống tự động

2.5.1. Giới thiệu bộ điều khiển trong hệ thống hàn tự động

2.5.2. Các thông số quan trọng trong hàn ống

2.6. Phương pháp điều khiển động cơ bước

2.7. Phương pháp đọc encoder

2.8. Phương pháp thu thập thông số thực nghiệm

2.9. Tìm hiểu các phương án sử dụng cảm biến và vị trí lắp đặt

2.9.1. Phương án sử dụng cảm biến đo nhiệt độ tiếp xúc

2.9.2. Phương án sử dụng hỏa kế ghi nhiệt độ mối hàn

2.9.3. Phương án sử dụng Camera nhiệt độ bằng hình ảnh

2.9.4. Phương án sử dụng cảm biến nhiệt độ hồng ngoại không tiếp xúc

2.9.5. Chọn lựa phương án sử dụng

3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ

3.1. Thực trạng của bộ điều khiển

3.2. Các vấn đề cần cải tiến

3.3. Lên ý tưởng cơ cấu thiết kế bộ gá đặt cảm biến

3.4. Cơ cấu gá đỡ cố định

3.5. Cơ cấu gá đỡ linh hoạt

3.6. Thiết kế bộ gá cảm biến

3.7. Thiết kế ống cách nhiệt cảm biến

3.8. Thiết kế gá đỡ cảm biến

3.9. Thiết kế nút định vị

4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀN KHIỂN VÀ ĐIỆN

4.1. Tổng quan hệ thống điều khiển

4.2. Lưu đồ giải thuật điều khiển

4.3. Lưu đồ giải thuật tổng quát

4.4. Lưu đồ giải thuật điều khiển quỹ đạo hàn

4.5. Lưu đồ điều khiển thông số hàn

4.6. Lựa chọn các thiết bị của bộ điều khiển

4.6.1. Giới thiệu về PLC

4.6.2. PLC FX3U - 14MT

4.6.3. Màn hình điều khiển HMI

4.6.4. Bộ lọc nguồn

4.6.5. Driver điều khiển động cơ bước

4.6.6. Lựa chọn cảm biến nhiệt hồng ngoại

4.6.7. Bộ nhiệt kế cảm biến nhiệt độ

4.6.8. Lọc nhiễu Ferrite

4.6.9. Điện áp và dòng điện của các linh kiện

4.6.10. Sơ đồ kết nối giữa các thiết bị

4.6.11. Mô hình tủ điện khiển

4.6.12. Thiết kế giao diện HMI

4.6.13. Bộ điều khiển PID

5. CHƯƠNG 5: QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM

5.1. Thiết lập bảng thông số thực nghiệm theo phương pháp Taguchi

5.2. Kiểm tra, đánh giá ngoại quan mối hàn

5.3. Thực nghiệm đối sánh kết quả

5.4. Kiểm nghiệm khả năng điều khiển thông số hàn theo nhiệt độ đo được

6. CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

6.1. Kết quả về điều khiển thông số theo góc độ

6.2. Kết quả về phương án điều khiển thông số hàn theo nhiệt độ

7. CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ

7.1. Kết quả đạt được

7.2. Hạn chế của đề tài

7.3. Đề xuất và hướng phát triển đề tài

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 1: HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH VẬN HÀNH MÁY

PHỤ LỤC 2: TẬP BẢNG VẼ ĐIỆN

I. Cải tiến bộ điều khiển đầu hàn ống tự động

Cải tiến bộ điều khiển là trọng tâm của đồ án tốt nghiệp này. Mục tiêu chính là nâng cao hiệu quả và độ chính xác của đầu hàn ống tự động trong quá trình hàn. Bằng cách tích hợp cảm biến nhiệt độ hồng ngoại, hệ thống có thể thu thập dữ liệu nhiệt độ theo thời gian thực, từ đó điều chỉnh các thông số hàn như dòng điện và tốc độ hàn. Điều này giúp giảm thiểu các khuyết tật mối hàn do quá nhiệt hoặc thiếu nhiệt. Công nghệ cơ điện tử đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế và vận hành hệ thống này, đảm bảo tính tự động hóa và ổn định.

1.1. Hệ thống điều khiển tự động

Hệ thống điều khiển tự động được thiết kế dựa trên PLC FX3U-14MT và HMI DOP-B, cho phép người dùng dễ dàng thiết lập và giám sát các thông số hàn. Hệ thống này tích hợp cảm biến nhiệt độ hồng ngoại để đo nhiệt độ mối hàn mà không cần tiếp xúc, giúp tăng độ chính xác và giảm thời gian xử lý. Kỹ thuật hàn ống được cải tiến nhờ khả năng điều chỉnh thông số hàn theo nhiệt độ thực tế, đảm bảo chất lượng mối hàn ổn định.

1.2. Ứng dụng công nghệ cơ điện tử

Công nghệ cơ điện tử được áp dụng để thiết kế bộ điều khiển đầu hàn ống tự động. Hệ thống này kết hợp các thành phần cơ khí, điện tử và phần mềm để tạo ra một giải pháp hàn tự động hoàn chỉnh. Tự động hóa công nghiệp giúp tối ưu hóa quy trình hàn, giảm thiểu sự can thiệp của con người và nâng cao năng suất. Đồ án này cũng đề xuất các phương án cải tiến để tăng hiệu quả và độ bền của hệ thống.

II. Đồ án tốt nghiệp công nghệ cơ điện tử

Đồ án tốt nghiệp này tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển bộ điều khiển đầu hàn ống tự động dựa trên công nghệ cơ điện tử. Mục tiêu là tạo ra một hệ thống hàn tự động có khả năng điều chỉnh thông số hàn theo nhiệt độ thực tế, đảm bảo chất lượng mối hàn ổn định và giảm thiểu khuyết tật. Hệ thống hàn tự động được thiết kế với giao diện người dùng thân thiện, cho phép dễ dàng thiết lập và giám sát quy trình hàn.

2.1. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu của đồ án bao gồm việc phân tích các vấn đề hiện có của đầu hàn ống tự động, đề xuất các giải pháp cải tiến và thực hiện thử nghiệm để đánh giá hiệu quả. Công nghệ điều khiển được áp dụng để thiết kế hệ thống điều khiển tự động, tích hợp cảm biến nhiệt độ và các thiết bị điện tử khác. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống mới có khả năng cải thiện đáng kể chất lượng mối hàn và giảm thời gian xử lý.

2.2. Kết quả và ứng dụng

Kết quả của đồ án là một hệ thống hàn tự động hoàn chỉnh, có khả năng điều chỉnh thông số hàn theo nhiệt độ thực tế. Hệ thống này có thể được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp sử dụng hàn ống công nghiệp, như dầu khí, hóa chất và thực phẩm. Công nghệ tự động hóa giúp tăng năng suất và giảm chi phí sản xuất, đồng thời đảm bảo chất lượng mối hàn ổn định.

III. Kỹ thuật hàn ống và tự động hóa

Kỹ thuật hàn ống là một lĩnh vực quan trọng trong công nghiệp, đòi hỏi độ chính xác cao và khả năng tự động hóa. Đồ án này tập trung vào việc cải tiến bộ điều khiển đầu hàn ống tự động để nâng cao hiệu quả và chất lượng mối hàn. Tự động hóa công nghiệp được áp dụng để thiết kế hệ thống điều khiển tự động, tích hợp cảm biến nhiệt độ và các thiết bị điện tử khác. Hệ thống này có khả năng điều chỉnh thông số hàn theo nhiệt độ thực tế, đảm bảo chất lượng mối hàn ổn định.

3.1. Cải tiến kỹ thuật hàn ống

Cải tiến kỹ thuật hàn ống được thực hiện thông qua việc tích hợp cảm biến nhiệt độ hồng ngoại vào hệ thống hàn. Cảm biến này cho phép đo nhiệt độ mối hàn mà không cần tiếp xúc, giúp tăng độ chính xác và giảm thời gian xử lý. Hệ thống điều khiển hàn được thiết kế để điều chỉnh thông số hàn theo nhiệt độ thực tế, đảm bảo chất lượng mối hàn ổn định và giảm thiểu khuyết tật.

3.2. Ứng dụng tự động hóa công nghiệp

Tự động hóa công nghiệp được áp dụng để thiết kế hệ thống hàn tự động, giúp tối ưu hóa quy trình hàn và giảm thiểu sự can thiệp của con người. Hệ thống này tích hợp cảm biến nhiệt độ và các thiết bị điện tử khác, cho phép điều chỉnh thông số hàn theo nhiệt độ thực tế. Công nghệ điều khiển tự động hóa giúp tăng năng suất và giảm chi phí sản xuất, đồng thời đảm bảo chất lượng mối hàn ổn định.

Đồ án tốt nghiệp: Cải tiến bộ điều khiển đầu hàn ống tự động ngành công nghệ cơ điện tử