I. Giới thiệu chung về đồ án tốt nghiệp
Đồ án tốt nghiệp 'Thiết kế và thi công hệ thống bắt vít tự động ứng dụng điều khiển nội suy' được thực hiện nhằm nâng cao khả năng sử dụng phần mềm thiết kế và tìm hiểu thiết bị tự động hóa. Mục tiêu chính là thiết kế và xây dựng hệ thống bắt vít tự động với tốc độ và độ chính xác cao, tối ưu hóa năng suất trong sản xuất. Hệ thống này sử dụng động cơ Servo và điều khiển nội suy, giúp cải thiện quy trình lắp ráp sản phẩm trong ngành công nghiệp.
1.1. Mục tiêu và nhiệm vụ
Mục tiêu của đồ án là thiết kế và thi công hệ thống bắt vít tự động, từ đó nâng cao hiệu suất sản xuất. Nhiệm vụ cụ thể bao gồm tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống Servo, thiết kế phần cơ khí và điện điều khiển, cũng như xây dựng chương trình điều khiển thông qua PLC. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa trong quy trình sản xuất sẽ giúp giảm thiểu sai sót và tăng cường hiệu quả.
II. Cơ sở lý thuyết về hệ thống bắt vít tự động
Hệ thống bắt vít tự động là một phần quan trọng trong quy trình sản xuất hiện đại. Các loại máy bắt vít phổ biến bao gồm máy bắt vít cầm tay, máy bắt vít đa trục và máy bắt vít tự động trên bàn. Mỗi loại máy có những đặc điểm và ứng dụng riêng, giúp tối ưu hóa quy trình lắp ráp. Việc sử dụng robot tự động và cảm biến trong hệ thống này không chỉ nâng cao độ chính xác mà còn giảm thiểu thời gian sản xuất.
2.1. Các loại máy bắt vít
Máy bắt vít cầm tay tự động thường được sử dụng trong các ứng dụng nhỏ gọn, dễ dàng di chuyển. Máy bắt vít đa trục giúp tăng năng suất bằng cách vặn nhiều vít cùng lúc, thích hợp cho sản xuất hàng loạt. Máy bắt vít tự động trên bàn có thiết kế nhỏ gọn, dễ cài đặt và thường được sử dụng trong các nhà máy sản xuất nhỏ và vừa. Những loại máy này đều có khả năng điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn, giúp đáp ứng nhu cầu đa dạng trong sản xuất.
III. Thiết kế và thi công phần cứng
Thiết kế phần cứng của hệ thống bắt vít tự động bao gồm việc lựa chọn các thiết bị phù hợp như động cơ Servo, PLC, và HMI. Sử dụng phần mềm SolidWorks để mô phỏng và thiết kế các bộ phận cơ khí là một bước quan trọng trong quá trình thi công. Việc lắp đặt và kết nối các thiết bị điện cũng cần được thực hiện một cách chính xác để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.
3.1. Yêu cầu thiết kế
Yêu cầu thiết kế phần cứng bao gồm tính toán kích thước, lựa chọn vật liệu và đảm bảo tính cứng cáp cho hệ thống. Các thiết bị như module CPU, module ngõ vào, và module ngõ ra cần được lựa chọn kỹ lưỡng để đảm bảo khả năng tương thích và hiệu suất cao. Việc thiết kế và thi công phần cứng không chỉ đảm bảo tính ổn định mà còn giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất.
IV. Thiết kế phần mềm và điều khiển
Thiết kế phần mềm cho hệ thống bắt vít tự động bao gồm việc xây dựng chương trình điều khiển thông qua PLC và giao diện điều khiển trên HMI. Các thông số cài đặt cho Servo và quy trình hoạt động của hệ thống cần được lập trình một cách chính xác. Việc sử dụng giải thuật điều khiển giúp tối ưu hóa quá trình bắt vít, đảm bảo tốc độ và độ chính xác cao.
4.1. Quy trình hoạt động
Quy trình hoạt động của hệ thống bắt vít tự động được thiết lập thông qua các lệnh điều khiển trong chương trình PLC. Các thông số như tốc độ, mô-men xoắn và vị trí cần được điều chỉnh để phù hợp với từng loại sản phẩm. Việc chạy thử nghiệm và tinh chỉnh sau quá trình thử nghiệm là rất quan trọng để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và đạt được kết quả mong muốn.
V. Kết quả thực nghiệm và đánh giá
Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống bắt vít tự động hoạt động ổn định và đạt được độ chính xác cao trong quá trình lắp ráp. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa không chỉ giúp tăng năng suất mà còn giảm thiểu sai sót trong sản xuất. Đánh giá kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống có thể được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau.
5.1. Đánh giá hiệu quả
Đánh giá hiệu quả của hệ thống bắt vít tự động cho thấy sự cải thiện rõ rệt về năng suất và chất lượng sản phẩm. Hệ thống đã chứng minh được khả năng hoạt động ổn định và chính xác, đáp ứng được yêu cầu của quy trình sản xuất hiện đại. Việc áp dụng hệ thống này sẽ mang lại nhiều lợi ích kinh tế cho doanh nghiệp.
