THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHỌN DAO CHO MÁY ĐỘT DẬP

79 225 0
THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHỌN DAO CHO MÁY ĐỘT DẬP

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHỌN DAO CHO MÁY ĐỘT DẬP Họ tên sinh viên: TRẦN VĂN THẮNG Ngành: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Niên khóa: 2008-2012 Tháng năm 2012 THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHỌN DAO CHO MÁY ĐỘT DẬP Tác giả TRẦN VĂN THẮNG Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp kỹ sư ngành ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Giáo viên hướng dẫn: Th.S NGUYỄN VĂN CƠNG CHÍNH Tháng năm 2012 i LỜI CẢM ƠN Đề tài “THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHỌN DAO CHO MÁY ĐỘT DẬP” hoàn thành nhờ giúp đỡ tận tình quý thầy Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ trường Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Th.S LÊ VĂN BẠN - trưởng môn Điều Khiển Tự Động hướng dẫn, giúp đỡ,động viên em suốt thời gian thực đề tài Em xin cảm ơn thầy Th.S NGUYỄN VĂN CƠNG CHÍNH hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đề tài Con tỏ lỏng biết ơn sâu sắc đến bố mẹ gia đình động viên, giúp đỡ thời gian thực đề tài Một lần em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô môn Điều Khiển Tự Động bạn lớp DH08TD nói riêng, quý thầy cô bạn trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh nói chung góp ý, giúp đõ em hoàn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn ! TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2012 Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thắng ii TÓM TẮT Ngày nay, kim loại đột lỗ dạng lưới sử dụng nhiều ngành công nghiệp, trang trí nội thất, xây dựng, cơng nghệ ô tô… Tuy nhiên chi phi để đầu tư cho máy đột dập kim loại với công nghệ tự động cáo, hầu hết nhập từ nước ngồi Vì đồng ý, cho phép thầy Th.S Lê Văn Bạn – trưởng môn Điều Khiển Tự Động thầy Th.S Nguyễn Văn Công Chính, em tiến hành thực đề tài” THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN CHỌN DAO TỰ ĐỘNG CHO MÁY ĐỘT DẬP” với quy mô sản xuất vừa nhỏ, mục đích đúc kết lại kiến thức học thời gian theo học tường, đồng thời tìm hiểu thêm cơng nghệ đột dập Đề tài gồm hai phần chính:  Tìm hiểu, khảo sát máy đột dập chọn dao thủ công  Ứng dụng vi điều khiển để thiết kế, chế tạo điều khiển chọn dao tự động cho máy Đề tài thực Bộ Môn Điều Khiển Tự Động trường Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, từ ngày 19/03/2012 đến ngày 10/6/2012 Kết đạt được:  Thiết kế chế tạo thành công điều khiển tự động chọn số đầu dao máy  Ứng dụng vi điều khiển PIC16F887 để điều khiển vị trí dao Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Th.S NGUYỄN VĂN CƠNG CHÍNH TRẦN VĂN THẮNG iii MỤC LỤC Trang Trang tựa i  LỜI CẢM ƠN ii  TÓM TẮT iii  MỤC LỤC iv  DANH SÁCH CÁC HÌNH vii  DANH SÁCH CÁC BẢNG x  DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT xi  Chương 1  MỞ ĐẦU 1  1.1.  Đặt vấn đề .1  1.2.  Mục đích đề tài .1  1.2.1  Mục đích chung 1  1.2.2  Mục đích cụ thể đề tài .2  1.3.  Giới hạn đề tài 2  Chương 3  TỔNG QUAN  TRA CỨU TÀI LIỆU 3  2.1.  Tổng quan lưới kim loại 3  2.2.  Tìm hiểu máy đột dập lỗ kim loại .4  2.2.1  Tìm hiểu máy đột thủy lực Nitto Kohki HS11-1624 .4  2.2.2  Tìm hiểu máy đột dập CNC Tailift HP1250 5  2.3.  Tổng quan động điện chiều  hộp giảm tốc 6  2.4.  Tổng quan Xylanh khí nén 8  2.5.  Tìm hiểu cảm biến quang thu  phát chữ U 9  2.6.  Tra cứu linh kiện điện tử 10  2.6.1  Tìm hiểu L298 10  2.6.2  Tìm hiểu ULN2803 12  2.6.3  Tìm hiểu Relay chân 13  2.7.  Tìm hiểu vi điều khiển PIC16F887 13  2.8.  Tìm hiểu hiển thị LCD16x2 16  2.9.  Tìm hiểu phần mềm lập trình MIKROC PRO FOR PIC 18  2.10. Tìm hiểu mạch nạp chương trình nạp cho vi điều khiển PIC16F887 19  iv Chương 22  PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 22  3.1.  Địa điểm thời gian thực đề tài 22  3.1.1  Địa điểm .22  3.1.2  Thời gian 22  3.2.  Phương pháp nghiên cứu 22  3.3.  Phương tiện thực 22  Chương 23  THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 23  4.1.  Tìm hiểu, khảo sát máy đột dập thủ cơng Turret Punch No 12 23  4.2.  Khảo sát phần khí cho máy 24  4.3.  Thực phần khí 30  4.3.1  Chế tạo bánh dẫn động chọn vị trí đĩa quay .30  4.3.2  Chế tạo chi tiết cánh tay đòn ép dao đột 30  4.3.3  Chế tạo chi tiết gắn xylanh ép dao đột 31  4.3.4  Chế tạo chi tiết gắn xylanh chốt mâm dao 33  4.3.5  Chế tạo giá đỡ động 34  4.3.6  Thực lắp chi tiết lên máy .35  4.4.  Thực bố trí cảm biến 35  4.5.  Thiết kế phần điều khiển 36  4.5.1  Sơ đồ khối nguyên lý điều khiển 36  4.5.2  Thiết kế mạch nguồn 37  4.5.3  Thiết kế mạch điều khiển động DC 38  4.5.4  Thiết kế mạch điều khiển xylanh khí nén 39  4.5.5  Thiết kế mạch hiển thị LCD 16x2 40  4.5.6  Thiết kế mạch điều khiển chung 41  4.6.  Thực phần mềm 44  4.6.1  Sơ đồ khối phần mềm 44  4.6.2  Lưu đồ giải thuật 44  4.6.3  Chương trình cho vi điều khiển 48  Chương 49  KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 49  5.1.  Kết 49  5.1.1.  Về phần khí .49  v 5.1.2.  Về phần điện tử 50  5.1.3.  Máy sau chế tạo hoàn chỉnh 51  5.1.4.  Chạy thử nghiệm máy 52  5.2.  Chạy khảo nghiệm, đánh giá kết 55  5.2.1.  Thời gian, địa điểm chạy khảo nghiệm 55  5.2.2.  Mục đích khảo nghiệm .55 5.2.3.  Phương pháp bố trí khảo nghiệm 55 5.2.2.  Kết khảo nghiệm 56 5.3.  Thảo luận 56  Chương 55  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .55  6.1.  Kết luận .55  6.2.  Kiến nghị 55  TÀI LIỆU THAM KHẢO .  PHU LỤC.   … vi DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình 2.1 Tấm lưới kim loại lỗ tròn .3  Hình 2.2 Tấm lưới kim loại lỗ vng 3  Hình 2.3 Tấm lưới kim loại lỗ Oval 3  Hình 2.4 Tấm lưới kim loại lỗ lục giác 3  Hinh 2.5 Một số dạng lưới kim loại khác 4  Hình 2.6 Máy đột lỗ Nitto Kohki HS11-1624 4  Hình 2.7 Bộ phận bơm thủy lực 5  Hình 2.8 Bộ phận đột .5  Hình 2.9 Máy đột kim loại Tailift HP1250 6  Hình 2.10 Động điện chiều – hộp giảm tốc 7  Hình 2.11 Điều khiển chiều quay động .7  Hình 2.12 Hình dạng Xylanh khí nén 8  Hình 2.13 Cấu tạo xylanh khí nén 9  Hình 2.14 Sơ đồ chân cảm biến thu phát chữ U 9  Hình 2.15 Sơ đồ chân L298 10  Hình 2.16 Sơ đồ khối L298 11  Hình 2.17 Sơ đồ kết nối động với L298 11  Hình 2.18 Sơ đồ chân ULN2803 12  Hình 2.19 Sơ đồ chân Relay chân .13  Hình 2.20 Sơ đồ khối PIC16F887 15  Hình 2.21 Sơ đồ chân PIC16F887 15  Hình 2.22 Hình dạng LCD16x2 16  Hình 2.23 Sơ đồ chân kết nối LCD16x2 16  Hình 2.24 Giao diện MikroC Pro for PIC 18  Hình 2.25 Tạo Project để viết chương trình 18  Hình 2.26 Cài đặt lại Project 19  Hình 2.27 Mạch nạp Burn-E 19  Hình 2.28 Sơ đồ kết nối chân vi điều khiển với mạch nạp 20  Hình 2.29 Giao diện phần mềm Burn-E .20  Hình 4.1 Cấu tạo máy đột dập lỗ thủ công 23  vii Hình 4.2 Cấu tạo phần đế máy máy đột dập thủ công 24  Hình 4.3 Hình ảnh cấu tạo phần đế máy đột dập chọn dao tự động 25  Hình 4.4 Cấu tạo phần thân máy máy đột dập thủ công 26  Hình 4.5 Hình ảnh cấu tạo phần thân máy đột dập chọn dao tự động 27  Hình 4.6 Hộp điều khiển .28  Hình 4.7 Mơ hình máy đột dập chọn dao tự động 29  Hình 4.8 Bánh dẫn động 30  Hình 4.9 Cánh tay đòn 30  Hình 4.10 Đầu nối cán piston ép dao đột 31  Hình 4.11 Đế gắn xylanh đẩy ép dao 32  Hình 4.12 Giá đỡ xylanh .32  Hình 4.13 Đế gắn xylanh đẩy chốt mâm dao 33  Hình 4.14 Đế gắn xylanh đẩy chốt mâm dao 33  Hình 4.15 Đầu nối cán piston chốt mâm dao 34  Hình 4.16 Giá đỡ động .34  Hinh 4.17 Bản lề giá đỡ động 34  Hình 4.18 Bố trí cảm biến .35  Hình 4.19 Thanh chắn cảm biến 35  Hình 4.20 Sơ đồ khối nguyên lý điều khiển 37  Hình 4.21 Mạch nguồn 38  Hình 4.22 Mạch nguyên lý điều khiển động DC 39  Hình 4.23 Mạch nguyên lý điều khiển xylanh khí nén 40  Hình 4.24 Mạch nguyên lý hiển thị LCD 16x2 .41  Hình 4.25 Mạch nguyên lý điều khiển chung .42  Hình 4.26 Sắp xếp linh kiện cho mạch 43  Hình 4.27 Chạy dây cho mạch 43  Hình 4.28 Mạch layout đổ đồng hồn chỉnh .43  Hình 4.29 Sơ đồ khối phần mềm 44  Hình 4.30 Lưu đồ giải thuật 47  Hình 4.31 Chương trình cho vi điều khiển 48  Hình 5.1 Hình ảnh động cơ, xylanh đột, xylanh chốt cảm biến gắn lên đĩa quay mang cối, chày 49 Hình 5.2 Hình ảnh động cơ, xylanh chốt, cảm biến gắn lên đĩa quay ……………………………………………………………………………………… 50 viii Hình 5.3 Hình ảnh mạch điều khiển sau hoàn thành 50 Hình 5.4 Hình ảnh kết nối mạch điều khiển với nút điều khiển, hình LCD 16x2, máy biến áp 51  Hình 5.5 Hình ảnh mạch điều khiển gắn vào hộp điều khiển hồn chỉnh 51  Hình 5.6 Máy lắp ráp hồn chỉnh nhìn từ bên cạnh 52 Hình 5.7 Máy lắp ráp hồn chỉnh nhìn từ xuống 52  Hình 5.8 Hệ thống máy trước chạy thử nghiệm…………….……………………53 Hình 5.9 Hình ảnh hình hiển thị ban đầu 53 Hình 5.10 Hình ảnh bước cài đặt chọn dao chạy thử nghiệm máy 54 Hình 5.11 Hình ảnh thứ tự bước chọn dao 56 ix 5.1.4 Chạy thử nghiệm máy Với hệ thống máy hoàn chỉnh ta bắt đầu chạy thử nghiệm máy để kiểm tra kết sơ so với thiết kế ban đầu, nhằm hiệu chỉnh lại chương trình, điều chỉnh sửa chữa lại mạch điều khiển phần khí cho hợp lý Máy trước chạy thử nghiệm: Hình 5.8 Hệ thống máy trước chạy thử nghiệm Một số hình ảnh hiển thị hình ban đầu: a) b) Hình 5.9 Hình ảnh hình hiển thị ban đầu 1) Hình a): Màn hình hiển thị chương trình giới thiệu ban đầu 2) Hình b): Màn hình hiển thị giao diện làm việc ban đầu 53 Một số hình ảnh hiển thị trình cài đặt chọn dao chạy thử nghiệm máy: c) d) e) f) g) h) i) j) Hình 5.10 Hình ảnh bước cài đặt chọn dao chạy thử nghiệm máy 1) Hình c) e): Màn hình hiển thị số thứ tự dao tăng dần giảm dần kích thước dao tương ứng nhấn nút điều khiển UP DOWN 2) Hình d) f): Màn hình hiển thị dao lưu vào vị trí nhớ vi điều khiển nhấn nút ENTER 54 3) Hình g), h) i): Màn hình hiển thị ban đầu vi điều khiển bắt đầu đọc liệu lưu nhớ nhấn nút RUN, sau hiển thị số thứ tự vị trí lưu dao số dao tương ứng gọi từ nhớ vi điều khiển 4) Hình j): Màn hình hiển thị hồn tất khí máy thực chạy chọn vị trí dao xong 5.2 Chạy khảo nghiệm, đánh giá kết 5.2.1 Thời gian, địa điểm chạy khảo nghiệm Ngày chạy khảo nghiệm: Ngày 10 tháng năm 2012 Địa điểm chạy khảo nghiệm: Xưởng thực hành thuộc môn Điều Khiển Tự Động, khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ trường Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh 5.2.2 Mục đích khảo nghiệm Tiến hành bước thực cài đật chọn dao sau cho máy hoạt động, quan sát lấy kết so sánh cới với máy khác để xác định độ xác khả làm việc của máy 5.2.3 Phương pháp bố trí khảo nghiệm  Để thực chạy khảo nghiệm ta cần có:  Nguồn khí nén  Nguồn điện AC 220V  Cách tiến hành: Đầu tiên kiểm tra phận máy trước cấp nguồn điện nguồn khí nén để đảm bảo an tồn thực chạy khảo nghiệm máy Tiến trình bước thực chọn dao: Hình 5.11 Hình ảnh thứ tự bước chọn dao 55  Bước 1: Bật công tắc nguồn hộp điều khiển  Bước 2: Dùng nút điều khiển UP/DOWN hộp điều khiển để chọn vị trí dao cần đột  Bước 3: Nhấn ENTER để lưu liệu chọn vào nhớ vi điêu khiển  Bước 4: Nhấn RUN cho máy bắt đầu hoạt động 5.2.4 Kết khảo nghiệm Bảng 4: Kết khảo nghiệm 5.3 Đúng (x): Đĩa quay vị trí cài đặt ban đầu x Sai (y) : Đĩa quay sai vị trí cài đặt, khơng dừng vị trí x mà dừng vị trí y Thảo luận Qua kết khảo nghiệm em có nhận xét: Máy chọn vị trí xác theo thơng số cài đặt ban đầu nhiên vài vị trí sai lệch Nguyên nhân sai lệch do: hệ số ma sát bánh dẫn động với đĩa quay nhỏ nên gây trược, tín hiệu cảm biến chưa tốt 56 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận Sau khoảng thời gian tìm hiểu, khảo sát máy đột dập thủ công vài máy đột dập khác em thiết kế chế tạo điều khiển chọn dao tự động cho máy đột dập thủ công với giao diện giao tiếp hình LCD 16x2  Phần khí: Đã thiết kế chế tạo phận điều khiển chọn dao, với kết cấu nhỏ gọn, dễ điều khiển  Phần điện tử: Các mạch điều khiển tương đối nhỏ gọn, giao tiếp tốt, hoạt động tương đối ổn định  Chương trình: Đáp ứng yêu cầu dặt ra, xử lý liệu xuất tín hiệu điều khiển tương đối xác, hiển thị thống số lên hình LCD 16x2 6.2 Kiến nghị Do thời gian điều kiện có hạn nên đề tài thực phần điều khiển chọn dao tự động cho máy, để máy làm việc thực tế cần vài kiến nghị sau:  Cần thiết, kế chế tạo thêm phận điều khiển tự động cho việc di chuyển vị trí kim loại  Cần thiết kế, chế tạo khn cối chày cho máy  Có thể thay xylanh khí nén vị trí đột ép dao xylanh thủy lực để tăng hiệu đột dập 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) T.S Lê Ngọc Bích, Bài giảng vi điều khiển PIC , Trường Đại Học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh 2) Th.S Nguyễn Ba Vương, Bài giảng diện tử bản, Trường Đại Học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh 3) Th.S Nguyễn Văn Cơng Chính, Bài giảng khí nén thủy lực, Trường Đại Học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh Các trang web 1) http://www.google.com.vn/ 2) http://www.digikey.com/product-search/en 3) http://www.nitto-kohki.co.jp/e/prd/d_cat/etool/pageview_Tk103/pageview/pageview.html?#page_num=11 4) http://ducthicnc.com/san-pham/detail/38/gia-cong-dot-lo.html 5) http://www.alldatasheet.com/ PHỤ LỤC Phụ lục 1: Một số máy đột dập kim loại Hình Máy đột CNC Vulcano 1220 Hình Máy dột Bestpower B110-2024 chày Cối Hình Bộ khuôn đột cho máy Phụ lục 2: Sơ đồ mạch động lực điều khiển khí nén Phụ lục 3: Chương trình cho vi điều khiển PIC16F887 viết phần mềm Mikro C Pro for PIC //=======================cấu hình LCD kêt nối PortB PIC sbit LCD_RS at RB4_bit; sbit LCD_EN at RB5_bit; sbit LCD_D4 at RB0_bit; sbit LCD_D5 at RB1_bit; sbit LCD_D6 at RB2_bit; sbit LCD_D7 at RB3_bit; sbit LCD_RS_Direction at TRISB4_bit; sbit LCD_EN_Direction at TRISB5_bit; sbit LCD_D4_Direction at TRISB0_bit; sbit LCD_D5_Direction at TRISB1_bit; sbit LCD_D6_Direction at TRISB2_bit; sbit LCD_D7_Direction at TRISB3_bit; //=========================== sbit UP at RC0_bit; sbit DOWN at RC1_bit; // NUT NHAN CHON DAO sbit ENTER at RC2_bit; sbit RUN at RC3_bit; sbit RESET at RC5_bit; sbit XL1 at RE0_bit; sbit XL2 at RE1_bit; sbit XL3 at RE3_bit; sbit DC1_Thuan at RA0_bit; sbit DC1_nghich at RA1_bit; sbit DC2_Thuan at RA2_bit; sbit DC2_nghich at RA3_bit; sbit stop_DC1 at RA4_bit; sbit stop_DC2 at RA5_bit; //======================KHAI BAO CAC MANG, BIEN char dem1[4]=""; char ketqua[4]=""; char kq[4]=""; unsigned short i,j,k,l,n,m; // tham so de chay vong lap unsigned short dem; // bien chon dao char kt,kt1,kt2; // bien kiem tra cho cam bien char luu,dulieu,back; //=============================END void main(){ //==========================KHAI PORT SU DUNG TRISA=0;// dk dong co PORTA=0; TRISB=0;// ket noi LCD PORTB=0; TRISC=0XFF;//nut nhan PORTC=0; TRISD=0xFF;// cam bien PORTD=0; TRISE=0;// DK xy lanh nen PORTE=0; //======================= GAN BIEN BAN DAU ANSEL=0; ANSELH=0; //cấu hình chân I/O //==================hien thi man hinh LCD lcd_init(); // khoi tao lcd Lcd_cmd(_LCD_CURSOR_OFF); Lcd_cmd(_LCD_CLEAR); Lcd_out(1,1,"TRUONG DH NONG"); Lcd_out(2,4,"LAM TP.HCM"); Delay_ms(1000); Lcd_cmd(_LCD_CLEAR); Lcd_out(1,1,"KHOA CO KHI"); Lcd_out(2,4,"CONG NGHE"); Delay_ms(1000); Lcd_cmd(_LCD_CLEAR); Lcd_out(1,1,"DO AN TOT NGHIEP"); LCD_out(2,2,"DT: DK CHON DAO"); //TAT CON TRO // xoa man hinh lcd delay_ms(1000); Lcd_cmd(_LCD_CLEAR); Lcd_out(1,2,"TRAN VAN THANG"); Lcd_out(2,2,"DH08TD_08138013"); delay_ms(1000); Lcd_cmd(_LCD_CLEAR); Lcd_out(1,2,"DAO:"); Lcd_out(2,3,"DK:"); Lcd_out(2,14,"mm"); //=====================CHUONG TRINH CHINH portE=0b011;// set XL1, XL2 day chot ve DC1_thuan=dc2_thuan=stop_dc1=stop_dc2=0 ; // chay dong co luu=0; while(1){ //============CAI DAT THONG SO CHON DAO //.so dao tang tu 1-12 if(up==0&&kt1==0){ if(dem>11)dem=0; dem++; ByteToStr(dem,dem1); Lcd_out(1,8,dem1); delay_ms(300); kt1=1; switch(dem){ case 1: n=22.6;break; case 2: n=22.6;break; case 3: n=22.6;break; case 4: n= 22.6;break; case 5: n= 22.6;break; case 6: n= 22.6;break; case 7: n= 22.6;break; case 8: n= 22.6;break; case 9: n= 22.6;break; case 10: n=41.6;break; case 11: n=41.6;break; case 12: n=57.6;break; } Bytetostr(n,ketqua); Lcd_out(2,8,ketqua); } //=====================chon so dao giam dan 12-1 if(down==0&&kt1==0){ if(dem4; m=l

Ngày đăng: 05/06/2018, 11:03

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan