BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ CẤU DÁN BÌA VÀ ĐIỀU KHIỂN MÁY DÁN BÌA GIẤY TỰ ĐỘNG GVHD: Th.S TƯỞNG PHƯỚC THỌ SVTH: LÊ TRƯỜNG SINH MSSV: 10911048 SVTH: TRẦN THANH THÁI MSSV: 10911052 SKL 0 0 3 9 3 3 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn ……………………………. NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: ThS.
Tƣởng PhƣớcThọ Sinh viên thực hiện: Lê Trƣờng Sinh MSSV: 10911048 Trần Thanh Thái MSSV: 10911052 1. Tên đề tài: Thiết kế và thi công hệ thống truyền động cơ cấu dán bìa và điều khiển máy dán bìa giấy tự động 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Phần khung máy cũng nhƣ các bộ truyền động đã có sẵn. Phần cơ cấu dán bìa đã có nhƣng dựa trên nguyên lý cấp bìa bằng xy lanh khí nén.
Nội dung chính của đồ án: Cải tiến cơ cấu dán bìa từ việc điều khiển bằng khí nén sang việc điều khiển bằng AC servo. Thiết kế hệ thống điều khiển và điều khiển máy dán bìa giấy tự động. Các sản phẩm dự kiến: Máy dán bìa giấy tự động điều khiển bằng AC servo. Ngày nộp đồ án: 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) i do an LỜI CAM KẾT - Tên đề tài:THIẾTKẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ CẤU DÁN BÌA VÀ ĐIỀU KHIỂN MÁY DÁN BÌA GIẤY TỰ ĐỘNG - GVHD: ThS.
Tƣởng Phƣớc Thọ - Họ tên sinh viên: Lê Trƣờng Sinh - MSSV: 10911048 Lớp: 109110 - Địa chỉ sinh viên:Mỹ Phong – Phù Mỹ - Bình Định - Số điện thoại liên lạc: 0975159644 - Email:truongsinhspk@gmail.com - Họ tên sinh viên: Trần Thanh Thái - MSSV: 10911052 Lớp: 109110 - Địa chỉ sinh viên: Nghĩa Hòa – Tƣ Nghĩa - Quãng Ngãi - Số điện thoại liên lạc: 0977537897 - Email: thanhthai.com - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 31-7-2015 - Lời cam kết: “Nhóm thực hiện đề tài tốt nghiệp xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính nhóm nghiên cứu và thực hiện. Nhóm thực hiện đề tài không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc.Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, nhóm xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Hồ Chí Minh, ngày …. Ký tên ii do an LỜI CẢM ƠN Kể từ khi chúng tôi bƣớc chân vào giảng đƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, trong khoảng thời gian học ở trƣờng Đại Học chúng tôi đã tiếp thu đƣợc một lƣợng kiến thức đáng kể không chỉ về kiến thức chuyên ngành mà là những kiến thức về thế giới xung quanh.
Tất nhiên, chúng tôi sẽ không có đƣợc những điều đó nếu không có sự hỗ trợ của trƣờng Đại Học với những chƣơng trình tuyệt vời, cũng nhƣ những kiến thức đƣợc truyền đạt từ các giảng viên bộ môn Cơ Điện Tử. Vì vậy lời cảm ơn đầu tiên chúng tôi xin gửi đến trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh và Bộ môn Cơ Điện Tử. Đồ án này chỉ có thể hoàn thành với sự hỗ trợ to lớn từ ngƣời giảng viên hƣớng dẫn Th.S Tƣởng Phƣớc Thọ. Dƣới sự hƣớng dẫn chân thành và nhiệt tình, chúng tôi đã thực hiện từng bƣớc và trở thành những ngƣời nghiên cứu độc lập trong lĩnh vực này và học làm thế nào để tạo ra những ý tƣởng cũng nhƣ hoàn thành nhiệm vụ đề ra của đồ án.
Thầy cũng đã hỗ trợ chúng tôi rất nhiều trong việc tiếp cận những vấn đề mới vì vậy chúng tôi xin gởi đến thầy những lời cảm ơn chân thành nhất. Lời cảm ơn tiếp theo chúng tôi xin gởi đến ông Ông Lê Văn Hùng – Giám đốc công ty TNHH Kỹ Thuật Lê Quân đã giúp chúng tôi hoàn thành tốt đồ án này. Lời cảm ơn cuối cùng đựợc gởi đến ba mẹ chúng tôi, những ngƣời đã đƣa chúng tôi đến những cơ hội để có thể đi suốt cuộc đời chúng tôi trên thế giới này.HCM, ngày 14 tháng 06 năm 2015 Nhóm sinh viên thực hiện iii do an TÓM TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ CẤUDÁN BÌA VÀ ĐIỀU KHIỂNMÁY DÁN BÌA GIẤY TỰ ĐỘNG Dựa trên máy dán bìa giấy truyền động bằng khí nén, nhóm thiết kế bộ truyền động servo cho cơ cấu trƣợt và thi công hệ thống điều khiển cho máy dán bìa giấy tự động. Máy gồm có động cơ 3 pha truyền chuyển động qua bánh răng để nâng-hạ bàn giấy, động cơ AC Servo dùng để truyền chuyển động cho cơ cấu dán giấy kết hợp các cảm biến để có thể lấy và dán giấy đúng vị trí.
Máy có thể điều chỉnh vận tốc và vị trí tùy theo nhu cầu sử dụng của ngƣời dùng. Máy có hai chế độ hoạt động chạy là bằng tay là ngƣời điều khiển thử hoạt động của máy và chế độ tự động là máy dựa theo tín hiệu của bằng chuyền để hoạt động. Nhóm sử dụng PLC và Driver AC Servo điều khiển máy. Các thiết bị ngoại vi (nút nhấn, công tắt, công tắc hành trình, cảm biến, v.) đƣợc kết nối và điều khiển thông qua chƣơng trình PLC.
Kết quả là nhóm đã hoàn thành thi công và điều khiển máy hoạt động theo yêu cầu của công ty. Lê Trƣờng Sinh Trần Thanh Thái iv do an ABSTRACT DESIGN AND CONSTRUCTION SYSTEM TRANSMISSION OF STRUCTURE PASTE PAPERBOARD AND CONTROL AUTOMATIC PASTE PAPERBOARD Based on actuator glued pneumatic paste paperboard machine, group design actuator sevro sliding structure anddesign the electric control panel for the automatic paste paperboard. It includes 3-phase motor motion transmission through gears to lift - down paper table, using AC servo motor to transmit motion for paper structure plus sensors that can grab and paste paper. The machine can adjust the velocity and position according to user needs of the user.
It has two operation modes. Manual operation means the operation of the machine is controlled by human. Automatic operation based on the signal of conveyor belt to operate. We use PLC and AC-Servo Driver to control model with 3-phase motor is controlled by the inverter.
The peripheral devices (buttons, switches, v.v) is connected and controled by the PLC program. Our group has completed construction and control the model. v do an MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. i LỜI CAM KẾT.
ii LỜI CẢM ƠN. iv MỤC LỤC. vi DANH MỤC BẢNG BIỂU. ix DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ.
x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT. xii CHƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU .1 Tính cấp thiết của đề tài .1 Nghiên cứu ngoài nƣớc .2 Nghiên cứu trong nƣớc .2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài .4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .5 Phƣơng pháp nghiên cứu .6 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp. 7 CHƢƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ MÁY DÁN BÌA GIẤY TỰ ĐỘNG .1 Khảo sát công ty .2 Các bƣớc trong quy trình sản xuất. 9 CHƢƠNG 3 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT .1 Cơ sở thiết kế .2 Cơ sở lý thuyết cần cho việc thiết kế.1 Giới thiệu phần mềm .2 Một số thiết bị đƣợc sử dụng trong đề tài.
18 CHƢƠNG 4 : PHƢƠNG HƢỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP .1 Yêu cầu của đề tài.2 Phƣơng hƣớng và giải pháp thực hiện .1 Phƣơng án đẩy bằng xylanh -di chuyển bằng băng tải .2 Phƣơng án hút-đẩy bằng xylanh - di chuyển bằng xylanh trƣợt .3 Phƣơng án hút-đẩy bằng xylanh - di chuyển bằng AC Servo. 34 vi do an 4.3 Lựa chọn phƣơng án. 34 CHƢƠNG 5 : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG.1 Tổng quan về máy đƣợc thiết kế lại bằng phần mềm AutoCAD 2007 .2 Thiết kế bộ truyền động Servo.3 Cơ cấu truyền động chính trong máy .2 Thiết kế điện .1 Lựa chọn thiết bị điều khiển .2 Tính toán các thiết bị sử dụng cho tủ điện .3 Tính toán và thiết kế tủ điện điều khiển .4 Mạch điện hệ thống : .5 Sơ đồ đi dây mạch động lực .6 Sơ đồ nối dây PLC. 65 CHƢƠNG 6: LẮP ĐẶT CHI TIẾT MÁY.
67 VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN .1 Lắp đặt cảm biến quang .2 Lắp đặt cảm biến tiệm cận .3 Lắp đặt cơ cấu lấy-dán bìa.4 Lắp đặt thanh ray .5 Lắp đặt động cơ AC Servo .6 Lắp đặt cơ cấu nâng-hạ bàn chứa bìa .7 Lắp đặt tủ điện. 71 CHƢƠNG 7 : ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH .1 Phƣơng pháp điều khiển nối cứng ( Hard-wired control) .2 Phƣơng pháp điều khiển lập trình .2 Lập trình điều khiển.1 Qui trình lập trình điều khiển.2 Địa chỉ I/O trong lập trình .3 Biểu đồ tuần tự chức năng. 78 CHƢƠNG 8 : THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ .1 Thông số kỹ thuật của máy. 83 vii do an 8.4 Hƣớng phát triển thêm trong tƣơng lai.
84 TÀI LIỆU THAM KHẢO .I XÁC NHẬN CỦA ĐƠN VỊ ỨNG DỤNG. V viii do an DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Chân điều khiển trong chế độ điều khiển vị trí.2 Thông số cài đặt chính cho điều khiển vị trí của servo driver .1 Đánh giá phƣơng án thiết kế cơ cấu lấy-dán bìa .1 Lựa chọn thiết bị .2 Lựa chọn thiết bị .3 Lựa chọn cảm biến .5 Tiêu chuẩn về tiết diện dây dẫn và dòng điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC 60439-1.1 Địa chỉ ngõ vào PLC.2 Địa chỉ ngõ ra PLC .1 Bảng thông số máy .2 Kết quả thực nghiệm 1 .3 Kết quả thực nghiệm 2 .4 Kết quả thực nghiệm 3 .5 Kết quả thực nghiệm 4 .6 So sánh năng suất dán bìa giữa công nhân và máy trong 1 phút .80 ix do an DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Hình 1.2 Máy làm bìa cứng MF-SCM500A .3 Máy làm bìa cứng CM-450A .6Mô tả cách bìa đƣợc dán .1 Dây chuyền sản xuất bìa trong nhà máy .3 Quy trình dán bìa .6 Polypropylene đƣợc đặt lên băng tải.8 Giai đoạn ép dính .1 Hộp thoại chạy cài đặt .2 Hộp thoại chọn Next .3 Hộp thoại điền thông tin .4 Hộp thoại chọn nơi cài đặt .5 Hộp thoại chọn Install .6 Hộp thoại kết thúc cài đặt .7 Cấu tạo Contactor .8 Động cơ điện xoay chiều 3 pha.9 Sơ đồ đấu dây driver và động cơ Ac-servo YASKAWA .10Sơ đồ nối chân CN1 ở chế độ điều khiển vị trí .11 Sơ đồ khối dành cho điều khiển vị trí của Servo driver.12 Sơ đồ điều khiển tự động quá trình hoạt động .13Cảm biến quang .14Cảm biến tiệm cận .15 Cảm biến NPN (cảm biến “ rút dòng”) .16 Cảm biến PNP (cảm biến “cấp dòng ”) .