CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay, trên thế giới robot không còn là điều mới lạ nữa. Robot được sử dụng rất phổ biến đặc biệt là ở những nước phát triển, họ sử dụng robot trong mọi lĩnh vực. Tuỳ vào mục đích sử dụng mà người ta sáng tạo ra những con robot có thể đáp ứng được yêu cầu đã được đưa ra.
Robot có thể thay thế cho con người làm những công việc nguy hiểm. Ví dụ như: làm việc trong những môi trường có hàm lượng chất phóng xạ cao mà có thể gây ra những hậu quả rất nguy hiểm cho con người. Robot đang ngày càng được cải tiến và phát triển hơn, từ khả năng tự động hoá để làm những cộng việc theo lộ trình cố định, cho đến robot điều khiển từ xa với khả năng hoạt động rộng hơn, phát triển xa hơn nữa là trí tuệ nhân tạo với khả năng tự xử lý tình huống. Hiện nay, robot thông minh nhất là người máy asimo, có thể giao tiếp với con người và khả năng di chuyển giống con người.
Ở Việt Nam, thì các ngành khoa học-công nghệ đang nắm vai trò quan trọng để có thể đưa nước ta lên một tầm cao mới. Khoa học-công nghệ phát triển thì đất nước ngày càng giàu mạnh hơn. Muốn khoa học- công nghệ phát triển thì cần phải có thời gian và sự hiểu biết cũng như sự đầu tư nhiều. Vì thế, để khơi dậy niềm đam mê cũng như tính sáng tạo của các thế hệ trẻ Việt Nam, nước ta đã tổ chức rất nhiều hoạt động mang tính sáng tạo, đặc biệt là cuộc thi sáng tạo robocon.
Với sự tham gia của rất nhiều trường đại học và cao đẳng. Đã tạo ra một sân chơi cho sinh viên thúc đẩy tính sáng tạo của mỗi người. Trong thời buổi công nghiệp hóa hiện đại hóa hiện nay, các công ty, nhà máy sử dụng các dây chuyền sản xuất hiện đại để thay thế sức lao động của con người và nâng cao năng suất sản xuất. Việc cải tiến và nâng cấp hệ thống sản xuất luôn là ưu tiên hàng đầu.
Một trong số đó là hệ thống phân loại sản phẩm. Để phân loại sản phẩm có rất nhiều phương pháp, trong đó có phương pháp phân loại sản phẩm theo màu sắc. Đây là một hệ thống mang tính ứng dụng cao, phù hợp với sự phát triển các ngành sản xuất. Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc được chia thành hai phần.
Phần hệ thống cơ khí là hệ thống băng tải để chuyền sản phẩm. Phần hệ thống điều khiển, nhận biết, phân tích và hiển thi. Phần cơ cấu chấp 1 hành có nhiệm vụ phân loại sản phẩm khi có lệnh của hệ thống điều khiển. Chính vì vậy em đã chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo máy phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng vi điều khiển PIC và giác hút chân không” với mục đích nghiên cứu, tìm hiểu và xây dựng hệ thống có tính ứng dụng phổ biến này để đáp ứng nhu cầu tự động hóa trong sản xuất hiện nay 1.
Mục tiêu và nội dung nghiên cứu 1. Mục tiêu của đề tài - Về kiến thức: Vận dụng được các kiến thức đã được học trong quá trình học tập tại trường để chế tạo được ra một sản phẩm hoàn chỉnh. - Về kỹ năng: Thành thạo kỹ năng thiết kế mạch điện tử trên máy tính, lập trình cho vi điều khiển hoạt động theo yêu cầu. - Về thái độ: Rèn luyện được tác phong làm việc khoa học, làm việc đúng hạn trong quá trình làm đồ án, có trách nhiệm trong công việc - Trực tiếp tìm hiểu những sản phẩm có sẵn ngoài thị trường để thiết kế mô hình, nghiên cứu và ứng dụng những công nghệ tự động, điện-điện tử vào việc điều khiển lập trình cho Robot.
- Vận dụng kiến thức chuyên ngành liên quan như: Kỹ thuật điện-điện tử, vi điều khiển, sử dụng phần mềm Altium và Protues để thiết kế và mô phỏng mạch điều khiển. - Thi công mạch điều khiển và mô hình Robot từ bản thiết kế. - Xây dựng giải thuật chương trình điều khiển. Lập trình điểu khiển Robot sử dụng vi điều khiển PIC16F887 với phần mềm MPLab.
Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu các tài liệu, sách báo, giáo trình có liên quan, các tài liệu chuyên môn dùng trong việc tính toán cũng như điều khiển lập trình trên các trang Web cũng như trên các diễn đàn mạng Internet. Tìm hiểu các cơ cấu truyền động cũng như kiểu dáng mô hình để hỗ trợ trong việc thiết kế mô hình. Phương pháp nghiên cứu - Tìm hiểu, khảo sát, tham khảo tài liệu, diễn đàn về kiểu dáng thiết kế cũng như cở sở tính toán chuyên nghành. 2 - Đề ra ý tưởng chung và dùng phương pháp loại trừ thống nhất kết cấu kiểu dáng thiết kế và công việc thực hiện.
- Tiến hành chạy thực nghiệm đánh giá kết quả để so sánh mục tiêu đặt ra từ đó rút ra tính khả thi của đồ án. - Thiết kế Board mạch và lập trình điều khiển Robot bằng vi điều khiển PIC16F887 cùng với bộ thu phát tín hiệu RF bằng các phần mềm: Altium, Proteus, MPLab. Các chức năng của sản phẩm Thiết kế và chế tạo thành công một mô hình robot phân loại sản phẩm có đầy đủ các chức năng như sau: • Thiết kế được mô hình máy phân loại sản phẩm theo màu sắc với cơ khí khung kim loại chắc chắn. • Cơ cấu chấp hành sử dụng xy lanh khí nén và giác hút chân không để nhấc sản phẩm ra đúng vị trí • Cơ cấu di chuyển dùng động cơ bước để di chuyển vị trí được chính xác • Sử dụng vi điều khiển PIC để điều khiển toàn bộ hoạt động của sản phẩm.
Các loại băng tải hiện nay 1. Khái quát chung Ngày nay, cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, nhiều ngành sản xuất công nghiệp và các ngành khác như: nông nghiệp, du lịch cũng phát triển theo. Để nâng cao năng suất, tiết kiệm sức người cũng như giảm thiểu ô nhiễm môi trường, độ chính xác và an toàn. thì các thiết bị vận tải liên tục được ứng dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất như xi măng, vận chuyển than, xỉ than trong các nhà máy nhiệt điện, vận chuyển hàng hóa trong các bến cảng, vận chuyển hàng hóa sâu trong các hầm mỏ, vận chuyển nguyên liệu trong các nhà máy công nghệ vi sinh, vận chuyển hành khách ở những nơi du lịch, trong các siêu thị, vận chuyển hành lý của khách tại các sân bay.
Như vậy các thiết bị vận tải liên tục có một phần đóng góp rất quan trọng trong rất nhiều các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế, xã hội nói chung và công nghiệp nói riêng. Một số loại băng tải hiện có trên thị trường Việt Nam 1. Băng tải Polyester Cotton (CC) Bông vải sợi dọc và cấu trúc với sợi ngang được làm bằng sợi dệt bông, độ giãn dài thấp, và độ bám dính tốt, biến dạng nhỏ trong điều kiện nhiệt độ cao, với khoảng cách ngắn hơn, nơi mà việc vận chuyển khối lượng nhỏ hơn. Băng tải CC được chia thành loại thường, loại nhiệt, đánh lửa, loại chống cháy, loại axit, loại dầu.
Đặc điểm kỹ thuật: - Với một loại vật liệu cốt lõi: polyester-bông vải pha loại TC-70, CC-56-loại bông vải. - Băng thông: 100mm-1600mm - 1-10 lớp của các lớp vải - Nhựa bao gồm: mặt trên: 1.5-9mm, mặt dưới: 0mm-4. Băng tải EP Hình 1. Băng tải EP Tính năng: - Tính linh hoạt cao, cơ tính tốt và chịu va đập - Hệ số dãn dài thấp tốt hơn so với lõi nylon và vải băng tải khác, được áp dụng cho đường vận chuyển vật liệu dài.
- Khả năng chịu nước và môi trường ẩm ướt, kết dính băng tốt trong môi trường nhiệt độ thấp để kéo dài tuổi thọ của băng - Khả năng chịu nhiệt và khả năng ăn mòn tốt. - Cấu tạo mỏng với trọng lượng nhẹ do vải polyester, độ bền khoảng 2.5-9 lần của bông, vải bông lõi băng tải. Băng tải chịu nhiệt Với lớp bố bằng bông vải chịu nhiệt và khả năng chịu nhiệt độ cao của lớp cao su, chúng được dùng cho ngành than cốc, xi măng, đúc, xỉ nóng. Sản phẩm được chế tạo theo tiêu chuẩn HG2297-92 Hình 1.
Băng tải chịu nhiệt Băng tải chịu nhiệt được chia thành 4 loại: - Có thể chịu được nhiệt độ thử nghiệm không phải là hơn 100 oC, trong ngắn hạn nhiệt độ hoạt động cao nhất là 150oC, tên mã là T1. - Có thể chịu được nhiệt độ thử nghiệm không phải là hơn 125 oC, trong ngắn hạn nhiệt độ hoạt động cao nhất là 170oC, tên mã là T2. - Có thể chịu được nhiệt độ thử nghiệm là không quá 150oC, trong ngắn hạn nhiệt độ hoạt động cao nhất là 200oC, tên mã là T3. - Có thể chịu được nhiệt độ thử nghiệm là không quá 175oC, trong ngắn hạn nhiệt độ hoạt động cao nhất là 230oC, tên mã là T4.
Băng tải chịu Axit và kiềm Hình 1. Băng tải chịu axit và kiềm 5 Đặc tính sản phẩm: sử dụng bông vải, vải nylon hoặc vải polyester với một lõi được thực hiện với hiệu suất đàn hồi tốt vào khe, việc sử dụng kéo dài nhỏ. Xuất xứ của axit và kiềm chế biến vật liệu sử dụng nhựa che, kháng hóa chất tốt và tính chất vật lý tốt. Ứng dụng: ứng dụng hóa chất, nhà máy phân bón, nhà máy giấy, doanh nghiệp được vận chuyển vật liệu có tính axit hoặc kiềm ăn mòn.
Băng tải bố NN Hình 1. Băng tải bố Nylon dây băng tải có thể có một sức mạnh, mỏng cao, chống chịu tác động, hiệu năng tốt, sức mạnh bám dính lớp, tuyệt vời flex và tuổi thọ lâu dài, thích hợp cho đường dài, điều kiện tải cao, tốc độ cao, cung cấp các vật liệu. Băng tải lòng máng Hình 1. Băng tải lòng máng 6 Sản phẩm (thông thường loại băng tải nghiêng với tường gợn sóng).
Tường nghiêng lượn sóng với các băng tần cơ sở, xương sườn, cơ hoành 3 phần. Đo bức tường để ngăn chặn các vật liệu từ trượt tác dụng phân tán. Đối với các khoảng trống, vào một tập tin thiết kế cạnh lượn sóng; là cơ hoành vai trò của tài liệu hỗ trợ, để đạt được một góc độ truyền dẫn lớn, việc sử dụng các loại T-TC loại. Tập cạnh cơ hoành và các phương pháp trị bệnh thứ hai được sử dụng với các kết nối cơ sở-ban nhạc, một sức mạnh liên kết cao.