BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KIỂM TRA PCB LED TỰ ÐỘNG GVHD: ThS. LÊ TẤN CƯỜNG SVTH: LÊ LONG ÐỊNH MSSV: 11146033 LÊ ÐÌNH NAM MSSV: 12146116 S KL 0 0 4 7 6 8 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016 do an BỘ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.
HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU,THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KIỂM TRA PCB LED TỰ ĐỘNG Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. LÊ TẤN CƢỜNG Sinh viên thực hiện: LÊ LONG ĐỊNH 11146033 LÊ ĐÌNH NAM 12146116 Lớp: 12146A Khóa: 2012-2016 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 07 / 2016 do an BỘ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU,THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KIỂM TRA PCB LED TỰ ĐỘNG Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. LÊ TẤN CƢỜNG Sinh viên thực hiện: LÊ LONG ĐỊNH 11146033 LÊ ĐÌNH NAM 12146116 Lớp: 12146A Khóa: 2012-2016 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 07 / 2016 do an PHẦN A: GIỚI THIỆU do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ------------------------------- --------------------------- BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: TH.S LÊ TẤN CƢỜNG Họ và tên sinh viên: LÊ LONG ĐỊNH MSSV: 11146033 LÊ ĐÌNH NAM MSSV: 12146116 Lớp: 121461A 1.
Tên đề tài: - Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy kiểm tra PCB led tự động. Các số liệu, tài liệu ban đầu. - Các thông số kĩ thật của đầu ra dây chuyền sản xuất. - Các thông số kĩ thuật của các loại led mà công ty sản xuất.
Nội dung chính của đồ án. - Tìm hiểu, khảo sát dây chuyền SMT led. - Tính toán, thiết kế cơ khí phù hợp với đầu ra dây chuyền sản xuất. - Thiết kế mạch điện.
- Thiết kế giao diện điều khiển máy. - Lập trình cho máy. - Chạy thử nghiệm quá trình kiểm tra PCB led tự động và đƣa vào dây chuyền hoạt động. Các sản phẩm dự kiến.
- Máy kiểm tra PCB led tự động. TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) □ Đƣợc phép bảo vệ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) do an LỜI CAM KẾT Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy kiểm tra PCB led tự động.S Lê Tấn Cƣờng Họ tên sinh viên: Lê Long Định MSSV: 11146033 Lớp: 121461A Địa chỉ sinh viên: 125 Đƣờng đình phong phú, Phƣờng TNPB, Q9, TPHCM. Số điện thoại liên lạc: 01664031836 Email: longdinh229@gmail.com Họ tên sinh viên: Lê Đình Nam MSSV: 12146116 Lớp: 121461A Địa chỉ sinh viên: 125 Đƣờng đình phong phú, Phƣờng TNPB, Q9, TPHCM. Số điện thoại liên lạc: 0975508272 Email: namcdt12@gmail.com Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): 15/07/2016 Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính chúng tôi nghiên cứu và thực hiện.
Chúng tôi không sao chép bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích rõ nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 07 năm 2016 ( Ký tên) do an LỜI CẢM ƠN Chúng tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Cơ Khí Máy cũng như các thầy cô giảng dạy trong trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM đã truyền đạt những kiến thức quý báu cho chúng tôi trong những năm học vừa qua. Đặc biệt, chúng tôi xin chân thành cảm ơn thầy Lê Tấn Cường, khoa Cơ Khí Máy, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ chúng tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Và để có được kết quả như ngày hôm nay, chúng tôi rất biết ơn gia đình đã động viên, khích lệ, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất trong suốt quá trình học tập cũng như quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp này. Xin chân thành cám ơn các bạn trong khoa Cơ Khí Máy – khóa 12, đặc biệt là các bạn lớp 121461 đã ủng hộ, giúp đỡ, chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm và tài liệu có được cho nhóm chúng tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài. Một lần nữa xin chân thành cám ơn! TPHCM, Ngày 10 tháng 07 năm 2016 Sinh viên thực hiện Lê Đình Nam Lê Long Định do an TÓM TẮT ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY KIỂM TRA PCB LED TỰ ĐỘNG Đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy kiểm tra PCB led tự động” nhằm góp phần tự động hóa quá trình sản xuất, đặc biệt trong dây chuyền sản xuất SMT (Surface Mount Technology). Qua việc khảo sát, nghiên cứu nhóm đề ra phƣơng pháp kiểm tra phù hợp cho máy đồng thời thiết kế cơ khí và lập trình điều khiển máy hoạt động một cách tự động và đáp ứng đƣợng dây chuyền sản xuất.
Máy đã đƣợc lắp đặt và hoạt động ổn định thay thế nhân công trong công việc kiểm tra chất lƣợng sản phẩm đầu ra của dây chuyền. Tuy nhiên sản phẩm của công ty rất đa dạng về kích cỡ, thiết kế và có những loại sản phẩm mới. Để kiểm tra đƣợc những loại PCB mới cần có phƣơng pháp tối ƣu hơn. Sinh viên thực hiện Lê Long Định Lê Đình Nam ABSTRACT RESEARCHING, DESIGN, MAKING PCB LED AUTOMATIC CHECKING MACHINE Purpose of this project is automate the manufacturing process, especially in SMT production line.
Through the survey and researching, our team proposed the test method which is suitable for the machine, we also designed the mechanical of the test part, programmed the machine to work automaticlly and be adaptable for manufacturing line. The machine has been installed and work stably, it replaces workers in product's quality checking. However, the company's products are diverse in size , model and some new products. To test the new PCB type requires more optimal methods.
do an MỤC LỤC PHẦN A: GIỚI THIỆU. 3 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. 4 LỜI CAM KẾT. 8 DANH MỤC BẢNG BIỂU.
10 DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ. 11 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT. 13 PHẦN B: NỘI DUNG. 14 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .1 Lý do chọn đề tài.2 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc.4 Mục tiêu và nhiệm vụ đề tài.5 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu.6 Giới hạn của đề tài.7 Tính cấp thiết của đề tài.
18 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .1 Quy trình kiểm tra.2 Thủy lực khí nén.1 Vài nét về sự phát triển.2 Khả năng ứng dụng của khí nén.3 Những nét đặc trƣng của khí nén.4 Đơn vị trong hệ thống điều khiển.5 Cơ sở tính toán khí nén.3 Cơ sở tính toán truyền động.1 Các chế độ làm việc của truyền động điện.2 Chọn công suất động cơ cho những động cơ không điều chỉnh tốc độ.3 Chọn công suất động cơ làm việc dài hạn.4 Chọn công suất động cơ làm việc ngắn hạn.5 Tính công suất và chọn động cơ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.4 Bộ điều khiển Arduino.1 Sơ lƣợc lịch sử phát triển .2 Giới thiệu về phần mềm Arduino và ngôn ngữ lập trình. 28 CHƢƠNG 3 : THIẾT KẾ CƠ KHÍ .1 Khảo sát đáp ứng đầu vào phù hợp với thiết kế cơ khí.2 Chọn phần mềm thiết kế máy.3 Tính toán thiết kế bộ truyền băng tải.1 Các yêu cầu của băng tải.2 Các phƣơng án thiết kế đã có.4 Phƣơng pháp truyền động.5 Bản vẽ thiết kế 2d và 3d.6 Chọn vật liệu và thi công. 44 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN. 53 CHƢƠNG 5 : PHẦN LẬP TRÌNH.1 Lập trình điều khiển các cơ cấu chấp hành.1 Cảm biến và các cơ cấu chấp hành.2 Sơ đồ giải thuật lập trình điều khiển máy.3 Lập trình Arduino.4 Lập trình giao diện máy tính.
69 CHƢƠNG 6: THỰC NGHIỆM. 78 CHƢƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN.2 Hƣớng phát triển. 81 PHẦN C: TÀI LIỆU THAM KHẢO. 82 do an DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.
1: Bảng chuyển đổi các đơn vị đo áp suất. 1: Chọn thông số của đai. 39 do an DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Hình 1. 1: Dây chuyền SMT.
2: Sản phẩm dây chuyền dán led. 3: Kiểm tra thủ công. 1: Phân loại các chế độ làm việc của truyền động điện. 2: Đồ thị phụ tải.
3: Đồ thị phụ tải. 4: Mạch arduino Mega2560. 5: Board mạch arduino Mega2560. 6: Sơ đồ kết nối của mạch arduino Mega2560.
3 Bộ truyền băng tải. 5: Chọn loại đai. 6: Thông số kỹ thuật của đai. 7: Hình chiếu đứng.
8: Hình chiếu bằng. 9: Hình chiếu cạnh. 10: Hình chiếu đứng của bộ test. 11: Hình chiếu bằng của bộ test.
12: Hình chiếu cạnh của bộ test. a, b: Mô hình 3d của máy. 14: Bộ nhôm định hình. 15: Xy lanh chống xoay.
16: Xy lanh chống xoay lớn. 17: Xy lanh 1 trục. 18: Bộ van điện điều khiền xy lanh. 19: Bộ lọc khí.
20: Ống dẫn khí, ống nối khí. 21: Khung cơ khi hoàn thành.a,b: Hình ảnh băng truyền sau khi thi công xong. 23: Hình ảnh bộ test sau khi thi công xong. 1: Mạch role chuyển mạch và mạch cầu phân áp.
54 do an Hình 5. 1: Cảm biến và các cơ cấu chấp hành. 2: Vị trí chân trên mạch Arduino 2560. 3: Giao diện máy tính.
a, b: Hình ảnh máy lắp đặt trong công ty. a, b: Hình ảnh máy hoạt động. 3: Tự động hóa công đoạn kiểm tra. 1: Ý tưởng làm mạch kiểm tra.
2: Mạch cầu phân áp. 3: Mạch tạo điện áp tham chiếu. 4: Mạch cầu phân áp. 1: Sơ đồ giải thuật điều khiển máy.
56 do an DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT SMT Surface Mount Technology SMD Surface Mount Device PCB Printed Circuit Board IDE Integrated Development Environment IBM International Business Machines UART Universal Asynchronous Receiver – Transmitter PWM Pulse Width Modulation USB Universal Serial Bus ISP Internet Service Provider ADC Analog Digital Converter do an PHẦN B: NỘI DUNG do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Lý do chọn đề tài. Đề tài nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy kiểm tra PCB led tự động. Đề tài bao gồm thiết kế cơ khí, sơ đồ mạch điện và lập trình điều khiển phù hợp với đồ án của kỹ sƣ cơ điện tử. Đồng thời đề tài đƣợc xuất phát từ nhu cầu của phía công ty nên tính thực dụng sẽ cao.2 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu.
Dây chuyền SMT Hình 1. 1: Dây chuyền SMT GVHD: TH.