Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ 4 DANH MỤC BẢNG VẼ 6 LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO 2 1.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG. 2 1.1.1 Giới Thiệu Chung. 2 1.1.1.1 Đặt Vấn Đề. 2 1.1.1.2 Tự Động Hóa. 2 1.1.1.3 Vai Trò Của Tự Động Hóa. 3 1.1.2 Dây Chuyền Sản Xuất Tự Động Hóa. 5 1.1.2.1 Khái Niệm. 5 1.1.2.2 Cơ Cấu Vận Chuyển Phôi Trên Băng Chuyền. 5 1.1.3 Các Hệ Thống Sản Xuất Tự Động Và Phân Loại Sản Phẩm Hiện Nay. 6 1.1.3.1 Một Số Ví Dụ Về Sản Xuất Tự Động Hiện Nay. 6 1.1.3.1.1 Hệ Thống Sản Xuất Sữa 6 1.1.3.1.2 Hệ Thống Hàn, Cắt Tự Động. 6 1.1.3.2 Một Số Ví Dụ Về Mô Hình Phân Loại Sản Phẩm Hiện Nay. 7 1.1.3.2.1 Hệ Thống Phân Loại Theo Màu. 7 1.1.3.2.2 Hệ Thống Phân Loại Theo Vật Liệu. 7 1.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO. 8 1.2.1 Đặt Vấn Đề. 8 1.2.2 Mục Tiêu Thiết Kế Hệ Thống. 9 1.2.2.1 Mục Tiêu Kinh Tế . 9 1.2.2.2 Mục Tiêu Kỹ Thuật . 9 1.2.2.3 Yêu Cầu Của Hệ Thống. 9 1.2.3 Phạm Vi Và Nội Dung Thiết Kế Hệ Thống. 9 1.2.3.1 Phạm Vi Thiết Kế. 9 1.2.3.2 Nội Dung Thiết Kế. 10 1.2.3.3 Dự Kiến Kết Quả Đạt Được. 10 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ PLC 11 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S71200. 11 2.1.1 Khái niệm chung PLC s71200. 11 2.2 CÁC MODULE TRONG HỆ PLC S71200. 11 2.2.1 Giới thiệu về các module CPU. 11 2.2.2 Sign board của PLC SIMATIC S71200. 12 2.2.3 Module xuất nhập tín hiệu số. 13 2.2.4 Module xuất nhập tín hiệu tương tự. 13 2.2.5 Module truyền thông 13 2.2.6 Một số lệnh cơ bản trong PLC. 14 2.2.6.1 Lệnh timer. 14 2.2.6.2 Timer TPtimer tạo xung. 14 2.2.6.3 Timer TONtimer trễ sườn lên có nhớ. 15 2.2.6.4 Timer TOFtimer trễ sườn xuống. 16 2.2.6.5 Counter . 16 2.2.6.6 Couter đêm lên – CTUP . 17 2.2.6.7 Counter đếm xuống – CTD. 17 2.2.6.8 Counter đếm lên xuống CTUD . 17 2.3 LÀM VIỆC VỚI PHẦN MỀM TIA PORTAL 18 2.3.1 Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic – tích hợp lập trình PLC và HMI. 18 2.3.2 Kết nối qua giao thức TCPIP. 18 2.3.3 Cách tạo một Project. 18 CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 24 3.1 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ. 24 3.2 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. 24 3.2.1 Hệ Thống Băng Tải. 24 3.2.1.1 Giới Thiệu Về Băng Tải . 24 3.2.1.2 Ưu Điểm Về Băng Tải . 25 3.2.1.4 Các Loại Băng Tải Và Phương Án Lựa Chọn. 26 3.2.1.4.1 Phân Loại. 26 3.2.1.4.2 Phương Án Lựa Chọn. 26 3.2.2 Phương Án Lựa Chọn Động Cơ. 26 3.2.3 Phương Án Lựa Chọn Bộ Truyền Dẫn Động. 28 3.2.4 Phương Án Lựa Chọn Cơ Cấu Đẩy Và Gắp Sản Phẩm. 29 3.2.5 Phương Án Lựa Chọn Cảm Biến Sản Phẩm. 31 3.2.6 Phương Án Lựa Chọn Cánh Tay Gắp Sản Phẩm. 32 3.2.7 Phương Án Lựa Chọn Thiết Bị Trên Hệ Thống. 33 3.2.8 Phương Án Lựa Chọn Điều Khiển Trên Hệ Thống. 35 CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 36 4.1 THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ. 36 4.1.1 Thiết Kế Băng Tải. 36 4.1.2 Thiết Kế Hệ Thống Cánh Tay. 37 4.2 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN. 39 4.2.1 Sơ Đồ Của Hệ Thống. 39 4.2.1.1 Sơ Đồ Khối. 39 4.2.1.2 Sơ Đồ Tổng Thể Của Hệ Thống . 40 4.2.2 Chọn Thiết Bị Cho Hệ Thống. 41 4.2.3 Sơ Đồ Đấu Nối Điện. 41 4.2.4 Thiết Kế Chương Trình Điều Khiển Hệ Thống. 42 4.2.4.1 Phân Công Vào Ra Cho PLC. 42 4.2.4.2 Sơ Đồ Grafcet. 42 4.3 QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN VÀ KIỂM THỬ MÔ HÌNH. 44 4.3.1 Quá trình thực hiện. 44 4.3.2 Kiểm tra thử mô hình. 46 4.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ. 46 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 48 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 51 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Tên Trang Hình 1.1 Dây chuyền sản xuất sữa tại nhà máy sữa VINAMILK 6 Hình 1.2 Sử dụng cánh tay robot trong hàn cắt kim loại. 6 Hình 1.3 Hệ thống phân loại theo màu. 7 Hình 1.4 Hệ thống phân loại theo vật liệu. 7 Hình 2.1 Các loại PLC 18 Hình 2.2 Module tính hiệu. 19 Hình 2.3 Module xuất nhập tính hiệu. 19 Hình 2.4 Module truyền thông. 19 Hình 2.5 Ví dụ về Timer TP – Timer tạo xung. 20 Hình 2.6 Ví dụ về Timer TON 21 Hình 2.7 Ví dụ về Timer TORN. 22 Hình 2.8 Ví dụ về Counter đếm lên – CTU. 23 Hình 2.9 Ví dụ về Counter đếm xuống. 23 Hình 2.10 Ví dụ về Counter đếm xuống. 24 Hình 2.11 Biểu tượng PLC. 24 Hình 2.12 Cách tạo new project. 25 Hình 2.13 Cách đặt tên cho project. 25 Hình 2.14 Cách tạo configure a device. 25 Hình 2.15 Cách tạo add new device. 26 Hình 2.16 Cách chọn loại CPU PLC. 26 Hình 2.17 Cửa sổ New Project. 27 Hình 2.18 Cách vào MainOB1. 27 Hình 2.19 Chọn Default tag table. 28 Hình 2.20 Tiến hành viết code. 28 Hình 2.21 Test code. 28 Hình 2.22 Nạp code vào PLC. 29 Hình 3.1 Băng tải. 30 Hình 3.2 Cấu tạo băng tải. 31 Hình 3.3 Động cơ DC KM3448A. 33 Hình 3.4 Động cơ bước. 33 Hình 3.5 Bộ truyền xích. 35 Hình 3.6 Piston khí nén. 36 Hình 3.7 Cảm biến quang thu phát chung. 37 Hình 3.8 Vòng bi trượt. 38 Hình 3.9 Relay OMRON 8C24VAC. 39 Hình 3.10 Van khí nén 52. 39 Hình 3.11 Kí hiệu của van đảo chiều. 39 Hình 3.12 Van tiết lưu. 40 Hình 3.13 Kí hiệu van tiết lưu. 40 Hình 3.14 Nút nhấn 40 Hình 3.15 Đèn báo nguồn 40 Hình 3.16 PLC S71200. 41 Hình 4.1 Sơ đồ băng tải. 42 Hình 4.2 Sơ đồ cánh tay robot. 43 Hình 4.3 Sơ đồ khối của hệ thống. 45 Hình 4.4 Sơ đồ tổng thể của hệ thống. 46 Hình 4.5 Sơ đồ điện của hệ thống. 47 Hình 4.6 Sơ đồ Grafcet. 49 Hình 4.7 Đế xoay 50 Hình 4.8 Bộ phận trượt 50 Hình 4.9 Cánh tay 51 Hình 4.10 Mô hình tổng thể của hệ thống. 51 DANH MỤC BẢNG VẼ Bảng Tên Trang Bảng 1 Bảng kích thước và tầm của dữ liệu Time 32 bit 19 Bảng 2 Tham số và kiểu dữ liệu của timer TON 20 Bảng 3 Tham số và kiểu dữ liệu của Counter 21 Bảng 4 Phân loại băng tải 30 Bảng 5 Phân công địa chỉ vào ra. 45 Bảng 6 Bảng kết quả thực nghiệm. 47 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay trong công nghiệp hiện đại hóa đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hóa ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ...). Mặt khác, nhờ công nghệ thông tin và công nghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một loại thiết bị điều khiển khả trình PLC. Điều đó có thể khẳng định chiến lược phát triển toàn diện về khoa học và công nghệ, đồng thời từ đó có cái nhìn tổng quan hơn, bao quát hơn, hướng đến sự phát triển toàn diện trong các lĩnh vực nhằm theo kịp sự phát triển của các nước trong khu vực. Từ đó áp dụng các biện pháp công nghệ, những thành quả đã đạt được ứng dụng vào trong phát triển công nghiệp một cách hiểu quả nhất. Để thực hiện công việc một cách khoa học nhằm đạt được số lượng sản phẩm lớn, nhanh mà lại tiện lợi về kinh tế. Các công ty, xí nghiệp sản xuất thường sử dụng công nghệ lập trình PLC giảm sức lao động của công nhân mà sản xuất lại đạt hiệu quả cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội. Qua đồ án tốt nghiệp nhóm chúng em sẽ giới thiệu về lập trình PLC và ứng dụng nó vào “Thiết kế thi công mô hình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao”. Mô hình của nhóm chúng em được xây dựng từ các mô hình tham khảo. Vì kiến thức còn hạn chế và thời gian tìm hiểu có hạn nên đồ án của nhóm chúng em chưa thể phát huy được hết ý tưởng vào trong mô hình “Thiết kế thi công mô hình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao”. Rất phức tạp về cơ khí và rất khó để thực hiện. Ở đây nhóm chúng em xin đưa ra một mô hình thu nhỏ của hệ thống và vì vậy mà hiệu quả sẽ không cao. Rất mong sự giúp đỡ của thầy cô giáo, đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy Võ Minh Thông đã hướng dẫn chúng em thực hiện đồ án này.
MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG VẼ LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO .2 1.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG 1.1.1 Giới Thiệu Chung 1.1.1.1 Đặt Vấn Đề 1.1.1.2 Tự Động Hóa 1.1.1.3 Vai Trò Của Tự Động Hóa .3 1.1.2 Dây Chuyền Sản Xuất Tự Động Hóa 1.1.2.1 Khái Niệm 1.1.2.2 Cơ Cấu Vận Chuyển Phôi Trên Băng Chuyền .5 1.1.3 Các Hệ Thống Sản Xuất Tự Động Và Phân Loại Sản Phẩm Hiện Nay 1.1.3.1 Một Số Ví Dụ Về Sản Xuất Tự Động Hiện Nay 1.1.3.1.1 Hệ Thống Sản Xuất Sữa 1.1.3.1.2 Hệ Thống Hàn, Cắt Tự Động 1.1.3.2 Một Số Ví Dụ Về Mơ Hình Phân Loại Sản Phẩm Hiện Nay 1.1.3.2.1 Hệ Thống Phân Loại Theo Màu .7 1.1.3.2.2 Hệ Thống Phân Loại Theo Vật Liệu 1.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO 1.2.1 Đặt Vấn Đề 1.2.2 Mục Tiêu Thiết Kế Hệ Thống 1.2.2.1 Mục Tiêu Kinh Tế 1.2.2.2 Mục Tiêu Kỹ Thuật 1.2.2.3 Yêu Cầu Của Hệ Thống 1.2.3 Phạm Vi Và Nội Dung Thiết Kế Hệ Thống 1.2.3.1 Phạm Vi Thiết Kế 1.2.3.2 Nội Dung Thiết Kế 10 1.2.3.3 Dự Kiến Kết Quả Đạt Được 10 SVTH: Đinh Phước Lộc CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ PLC 11 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7-1200 11 2.1.1 Khái niệm chung PLC s7-1200 11 2.2 CÁC MODULE TRONG HỆ PLC S7-1200 11 2.2.1 Giới thiệu module CPU 11 2.2.2 Sign board PLC SIMATIC S7-1200 12 2.2.3 Module xuất nhập tín hiệu số 13 2.2.4 Module xuất nhập tín hiệu tương tự 13 2.2.5 Module truyền thông 13 2.2.6 Một số lệnh PLC 14 2.2.6.1 Lệnh timer 14 2.2.6.2 Timer TP-timer tạo xung 14 2.2.6.3 Timer TON-timer trễ sườn lên có nhớ 15 2.2.6.4 Timer TOF-timer trễ sườn xuống 16 2.2.6.5 Counter 16 2.2.6.6 Couter đêm lên – CTUP 17 2.2.6.7 Counter đếm xuống – CTD 17 2.2.6.8 Counter đếm lên xuống CTUD 17 2.3 LÀM VIỆC VỚI PHẦN MỀM TIA PORTAL 18 2.3.1 Giới thiệu SIMATIC STEP Basic – tích hợp lập trình PLC HMI 18 2.3.2 Kết nối qua giao thức TCP/IP 18 2.3.3 Cách tạo Project .18 CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 24 3.1 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ 24 3.2 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 24 3.2.1 Hệ Thống Băng Tải 24 3.2.1.1 Giới Thiệu Về Băng Tải 24 3.2.1.2 Ưu Điểm Về Băng Tải 25 3.2.1.4 Các Loại Băng Tải Và Phương Án Lựa Chọn 26 3.2.1.4.1 Phân Loại 26 3.2.1.4.2 Phương Án Lựa Chọn 26 3.2.2 Phương Án Lựa Chọn Động Cơ 26 SVTH: Đinh Phước Lộc 3.2.3 Phương Án Lựa Chọn Bộ Truyền Dẫn Động 28 3.2.4 Phương Án Lựa Chọn Cơ Cấu Đẩy Và Gắp Sản Phẩm 29 3.2.5 Phương Án Lựa Chọn Cảm Biến Sản Phẩm 31 3.2.6 Phương Án Lựa Chọn Cánh Tay Gắp Sản Phẩm 32 3.2.7 Phương Án Lựa Chọn Thiết Bị Trên Hệ Thống 33 3.2.8 Phương Án Lựa Chọn Điều Khiển Trên Hệ Thống 35 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 36 4.1 THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ 36 4.1.1 Thiết Kế Băng Tải 36 4.1.2 Thiết Kế Hệ Thống Cánh Tay 37 4.2 THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN 39 4.2.1 Sơ Đồ Của Hệ Thống 39 4.2.1.1 Sơ Đồ Khối 39 4.2.1.2 Sơ Đồ Tổng Thể Của Hệ Thống 40 4.2.2 Chọn Thiết Bị Cho Hệ Thống 41 4.2.3 Sơ Đồ Đấu Nối Điện 41 4.2.4 Thiết Kế Chương Trình Điều Khiển Hệ Thống 42 4.2.4.1 Phân Công Vào Ra Cho PLC 42 4.2.4.2 Sơ Đồ Grafcet 42 4.3 QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN VÀ KIỂM THỬ MƠ HÌNH 44 4.3.1 Quá trình thực 44 4.3.2 Kiểm tra thử mơ hình 46 4.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 46 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .48 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 51 SVTH: Đinh Phước Lộc DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Hình 2.16 Hình 2.17 Hình 2.18 Hình 2.19 Hình 2.20 Hình 2.21 Hình 2.22 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Hình 3.15 Hình 3.16 Tên Dây chuyền sản xuất sữa nhà máy sữa VINAMILK Sử dụng cánh tay robot hàn cắt kim loại Hệ thống phân loại theo màu Hệ thống phân loại theo vật liệu Các loại PLC Module tính hiệu Module xuất nhập tính hiệu Module truyền thơng Ví dụ Timer TP – Timer tạo xung Ví dụ Timer TON Ví dụ Timer TORN Ví dụ Counter đếm lên – CTU Ví dụ Counter đếm xuống Ví dụ Counter đếm xuống Biểu tượng PLC Cách tạo new project Cách đặt tên cho project Cách tạo configure a device Cách tạo add new device Cách chọn loại CPU PLC Cửa sổ New Project Cách vào Main[OB1] Chọn Default tag table Tiến hành viết code Test code Nạp code vào PLC Băng tải Cấu tạo băng tải Động DC KM3448A Động bước Bộ truyền xích Piston khí nén Cảm biến quang thu phát chung Vòng bi trượt Relay OMRON 8C-24VAC Van khí nén 5/2 Kí hiệu van đảo chiều Van tiết lưu Kí hiệu van tiết lưu Nút nhấn Đèn báo nguồn PLC S7-1200 SVTH: Đinh Phước Lộc Trang 6 7 18 19 19 19 20 21 22 23 23 24 24 25 25 25 26 26 27 27 28 28 28 29 30 31 33 33 35 36 37 38 39 39 39 40 40 40 40 41 Hình 4.1 Hình 4.2 Hình 4.3 Hình 4.4 Sơ đồ băng tải Sơ đồ cánh tay robot Sơ đồ khối hệ thống Sơ đồ tổng thể hệ thống 42 43 45 46 Hình 4.5 Hình 4.6 Hình 4.7 Hình 4.8 Hình 4.9 Hình 4.10 Sơ đồ điện hệ thống Sơ đồ Grafcet Đế xoay Bộ phận trượt Cánh tay Mơ hình tổng thể hệ thống 47 49 50 50 51 51 DANH MỤC BẢNG VẼ Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Tên Bảng kích thước tầm liệu Time 32 bit Tham số kiểu liệu timer TON Tham số kiểu liệu Counter Phân loại băng tải Phân công địa vào Bảng kết thực nghiệm SVTH: Đinh Phước Lộc Trang 19 20 21 30 45 47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NĨI ĐẦU Hiện cơng nghiệp đại hóa đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hóa ngày cao vào đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ ) Mặt khác, nhờ công nghệ thông tin công nghệ điện tử phát triển nhanh chóng làm xuất loại thiết bị điều khiển khả trình PLC Điều khẳng định chiến lược phát triển toàn diện khoa học cơng nghệ, đồng thời từ có nhìn tổng quan hơn, bao quát hơn, hướng đến phát triển toàn diện lĩnh vực nhằm theo kịp phát triển nước khu vực Từ áp dụng biện pháp công nghệ, thành đạt ứng dụng vào phát triển công nghiệp cách hiểu Để thực công việc cách khoa học nhằm đạt số lượng sản phẩm lớn, nhanh mà lại tiện lợi kinh tế Các cơng ty, xí nghiệp sản xuất thường sử dụng cơng nghệ lập trình PLC giảm sức lao động công nhân mà sản xuất lại đạt hiệu cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội Qua đồ án tốt nghiệp nhóm chúng em giới thiệu lập trình PLC ứng dụng vào “Thiết kế thi cơng mơ hình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao” Mơ hình nhóm chúng em xây dựng từ mơ hình tham khảo Vì kiến thức hạn chế thời gian tìm hiểu có hạn nên đồ án nhóm chúng em chưa thể phát huy tưởng vào mơ hình “Thiết kế thi cơng mơ hình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao” Rất phức tạp khí khó để thực Ở nhóm chúng em xin đưa mơ hình thu nhỏ hệ thống mà hiệu không cao Rất mong giúp đỡ thầy cô giáo, đặc biệt giúp đỡ thầy Võ Minh Thông hướng dẫn chúng em thực đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, Ngày Tháng 12 Năm 2017 Sinh viên thực hiện: SVTH: Đinh Phước Lộc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Đại Việt CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO 1.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG 1.1.1 Giới Thiệu Chung 1.1.1.1 Đặt Vấn Đề Ngày với phát triển nghành khoa học kỹ thuật, điều khiển tự động đóng vai trò quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thơng tin Do phải nắm bắt vận dụng cách có hiệu nhằm góp phần vào phát triển khoa học kỹ thuật giới nói chung phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Một khâu tự động dây chuyền sản xuất tự động hóa số lượng sản phẩm sản xuất băng tải vận chuyển sử dụng hệ thống nâng gắp phân loại sản phẩm Tuy nhiên doanh nghiệp vừa nhỏ việc tự động hóa hồn tồn chưa áp dụng khâu phân loại, đóng bao bì mà sử dụng nhân cơng, cho suất thấp chưa đạt hiểu cao Từ điều nhìn thấy thực tế sống kiến thức mà chúng em học trường muốn tạo hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo độ xác cao Nên chúng em định thiết kế thi cơng mơ hình sử dụng băng chuyền để phân loại sản phẩm gần gũi với thực tế, thực tế có nhiều sản phẩm sản xuất đòi hỏi phải có kích thước tương đối xác thật có ý nghĩa chúng em, góp phần làm cho xã hội ngày phát triển mạnh hơn, để xứng tầm với phát triển giới 1.1.1.2 Tự Động Hóa SVTH: Đinh Phước Lộc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tự động hóa dùng để cơng việc thực mà khơng có giúp đỡ can thiệp trực tiếp người Tự động hóa có nghĩa thực nhiệm vụ đặc biệt với giúp đỡ mạch điện truyền động điện Tự động hóa ln ln chứng tỏ ý tưởng có hiệu hầu hết nghành công nghiệp cơng ty, mà đối phó với sản xuất, vốn hàng hóa tiêu dùng Bất kỳ loại hình sản xuất sẵn sàng tạo điều kiện thuận lợi cách tự động hóa Hệ thống tự động hóa hệ thống có điện – điện tử khí Ví dụ điều khiển băng tải phân loại sản phẩm có phần phần khí phần điện Phần khí gồm có băng tải, cánh tay phần điện tồn hệ thống cấp điện cho động hoạt động, cấp điện cho role đóng mở van khí Như vậy, tự động hóa q trình thay tác động bắp người thực trình cơng nghệ chuyển động máy 1.1.1.3 Vai Trò Của Tự Động Hóa Tự động hóa q trình sản xuất cho phép giảm giá thành nâng cao suất lao động Trong thời đại, q trình sản xuất ln điều khiển theo quy luật kinh tế Có thể nói giá thành yếu tố quan trọng xác định nhu cầu phát triển tự động hóa Khơng sản phẩm cạnh tranh giá thành sản phẩm cao sản phẩm loại mà có tính tương đương với hãng khác Trong bối cảnh kinh tế phải đối phó với tượng lạm phát, chi phí cho vật tư, lao động, quảng cáo bán hàng ngày tăng buộc cơng nghiệp chế tạo phải tìm kiếm phương pháp sản xuất tối ưu để giảm giá thành sản phẩm Mặc khác nhu cầu nâng cao chất lượng sản phẩm làm tăng mức độ phức tạp q trình gia cơng Khối lượng cơng việc đơn giản cho phép trả lương thấp giảm nhiều Chi phí cho đào tạo nhân cơng đội ngũ phục vụ, giá thành thiết bị tăng theo Đây động lực mạnh kích thích phát triển tự động hóa SVTH: Đinh Phước Lộc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tự động hóa q trình sản xuất cho phép cải thiện điều kiện sản xuất Các trình sản xuất sử dụng nhiều lao động sống dễ ổn định giấc, chất lượng gia công suất lao động, gây khó khăn cho việc điều hành quản lý sản xuất Các trình sản xuất tự động cho phép loại bỏ nhược điểm Đồng thời tự động hóa thay đổi tính chất lao động, cải thiện điều kiện làm việc công nhân, khâu độc hại, nặng nhọc, có tính lặp lặp lại nhàm chán, khắc phục dần khác lao động trí óc lao động chân tay Tự động hóa q trình sản xuất cho phép đáp ứng cường độ lao động sản xuất đại Với loại sản phẩm có số lượng lớn đinh, bóng đèn điện khơng thể sử dụng q trình sản xuất thủ cơng để đáp ứng sản lượng yêu cầu với số lượng nhỏ Tự động hóa q trình sản xuất cho phép thực chun mơn hóa hốn đổi sản xuất Chỉ có số sản phẩm phức tạp chế tạo hồn tồn nhà sản xuất Thơng thường hãng sử dụng nhiều nhà thầu để cung cấp phận riêng lẻ cho mình, sau tiến hành liên kết, lắp ráp thành sản phẩm tổng thể Các sản phẩm phức tạp ôtô, máy bay… Nếu chế tạo theo phương thức có nhiều ưu điểm Các nhà thầu chuyên sâu với sản phẩm Việc nghiên cứu, cải tiến phải thực vùng chuyên mơn hẹp, có chất lượng cao hơn, tiến độ nhanh Sản xuất nhà thầu có điều kiện chuyển thành sản xuất hàng khối Do nhà thầu tham gia vào trình sản xuất sản phẩm phức tạp đóng vai trò nhà cung cấp cho nhiều hãng khác nhau, nên khả tiêu chuẩn hóa sản phẩm cao Điều cho phép ứng dụng nguyên tắc hoán đổi điều kiện dẫn tới hình thành dạng sản xuất hàng khối chế tạo sản phẩm phức tạp, số lượng Tuy nhiên, không nên đề cao tầm quan trọng tiêu chuẩn hố Khơng có tiêu chuẩn hóa sản xuất gây cản trở cho việc hoán chuyển mức độ định, làm tăng tiêu tốn thời gian cho trình sản xuất sản phẩm phức tạp làm cho q trình khơng thể thực Có thể nói tự động hóa giữ vai trò quan trọng việc thực tiêu chuẩn SVTH: Đinh Phước Lộc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP hóa có sản xuất tự động hóa cho phép chế tạo sản phẩm có kích cỡ đặc tính khơng thay đổi với số lượng lớn cách hiệu Tự động hóa trình sản xuất cho phép thực cạnh tranh đáp ứng điều kiện sản xuất Nhu cầu sản phẩm định mức độ áp dụng tự động hóa cần thiết q trình sản xuất Đối với sản phẩm phức tạp tàu biển, giàn khoan dầu sản phẩm có kích cỡ, trọng lượng lớn khác, số lượng Thời gian chế tạo kéo dài từ vài tháng đến vài năm Khối lượng lao động lớn Việc chế tạo chúng dây chuyền tự động cao cấp không hiệu không nên Mặt khác sản phẩm bóng đèn điện, ơtơ, loại dụng cụ điện dân dụng thường có nhu cầu cao tiềm thị trường lớn, lại nhiều hãng chế tạo Trong nhiều trường hợp, lợi nhuận riêng đơn vị sản phẩm bé Chỉ có sản xuất tập trung với số lượng lớn dây chuyền tự động, suất cao làm cho giá thành sản phẩm thấp, hiệu kinh tế cao Sử dụng trình sản xuất tự động hóa trình độ cao trường hợp cần thiết Chính yếu tố tác nhân tốt kích thích q trình cạnh tranh chế kinh tế thị trường Cạnh tranh loại bỏ nhà sản xuất chế tạo sản phẩm chất lượng thấp, giá thành cao Cạnh tranh bắt buộc nhà sản xuất phải cải tiến công nghệ, áp dụng tự động hóa q trình sản xuất để tạo sản phẩm tốt với giá rẻ Có nhiều ví dụ nhà sản xuất khơng có khả khơng muốn cải tiến cơng nghệ áp dụng tự động hóa sản xuất nên dẫn đến thất bại thị trường 1.1.2 Dây Chuyền Sản Xuất Tự Động Hóa 1.1.2.1 Khái Niệm Dây chuyền sản xuất tự động có đặc điểm sau: + Là hệ thống thiết bị để sản xuất hay vài loại sản phẩm định với sản lượng lớn + Hệ thống thiết bị tự động thực nhiệm vụ gia cơng theo quy trình cơng nghệ định, cần người theo dõi kiểm tra SVTH: Đinh Phước Lộc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 58 Sau tồn hệ thống hồn thành, nhóm chúng em đưa vào vận hành thử để kiểm định đạt số kết cụ thể sau: Lần 10 Số sản Phẩm 3 3 3 3 3 Thời gian/1sp (s) SP Thấp SP Cao 14s 10s 15s 9s 13s 8s 14s 11s 14s 11s 15s 10s 14s 10s 12s 9s 14s 11s 13s 11s Quá trình Quá trình Quá trình cảm biến T T T T T T T T T T gắp SP T T T T T L T T T L đặt SP T T T T T L T T T L Bảng – Bảng kết thực nghiệm Trên 10 kết thực trích từ 100 mẫu sản phẩm thực liên tiếp với T(tốt), L(lỗi) ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ Dựa vào kết ta thấy hệ thống chạy ổn định, đạt mục tiêu đề ban đầu có xảy số lỗi Một số lỗi trình kiểm tra gặp phải: Lỗi gắp đặt sản phẩm Từ trình kiểm tra thực tế, chúng em nhận thấy nguyên nhân do: Trong trình đặt vật nằm ngồi phía mép băng tải cánh tay gắp khơng hết nên q trình di chuyển làm rơi vật Vị trí vật đặt gần nên cánh tay gắp chạm sản phẩm phía nên bị văng Phương pháp khắc phục lỗi: SVTH: Đinh Phước Lộc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 59 Với lỗi thứ nhất, nên đặt vật vị trí băng tải để cánh tay gắp xác đạt kết tốt Để tránh va chạm sản phảm đảm bảo tốc độ làm việc nhanh khoảng cách đặt sản phẩm vào khoảng 5cm Thời gian xử lý sản phẩm ổn định nên áp dụng thực tiễn, tăng suất sản phẩm, cụ thể: + Đối với sản phẩm cao thời gian hồn thành trung bình có 15s + Đối với sản phẩm thấp thời gian hoàn thành trung bình có 10s Nhóm chúng em test 100 sản phẩm liên tiếp kết đạt tương đối xác Mơ hình tính tốn chi tiết phần điện khí nên hệ thống ổn định, hệ thống thiết kế chi tiết vẽ nên việc lắp ráp sữa chữa dễ dàng có cố hư hỏng SVTH: Đinh Phước Lộc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 60 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN KẾT LUẬN Tóm tắt kết đạt được: Hồn thành Thiết kế thi cơng mơ hình cánh tay robot phân loại sản phẩm, gồm phần cứng phần mềm với chức sau: - Hoàn thành trình nghiên cứu phần lý thuyết cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao - Tính tốn thiết kế phận mơ hình - Thi cơng thành mơ hình hồn chỉnh - Điều khiển cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao Ưu điểm: SVTH: Đinh Phước Lộc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 61 Đã thực trình phân loại gắp bỏ vào ngăn theo sản phẩm cao thấp, đạt yêu cầu đề ban đầu - Tốc độ xử lý phận ổn định, khoảng 1s cho trình hoạt động - Xác xuất lỗi thấp, đặt sản phẩm vị trí khoảng cách phù hợp - Cánh tay, băng chuyền hoạt động trơn tru - Dễ dàng vận hành trình hoạt động Nhược điểm: - Phải cần dùng đến để hoạt động tất piston - Hệ thống dừng lại mơ hình, chưa hướng đến sản phẩm cụ thể, nên việc thiết kế khí chưa tối ưu hiệu cao - Chỉ phân loại mức sản phẩm cao thấp - Cánh tay Robot tương đối yếu nên gắp sản phẩm nhẹ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Do thời gian thực đề tài có hạn lượng kiến thức nhóm chúng em định nên đề tài thực xong đáp ứng phần nhỏ hệ thống hồn chỉnh Vì vậy, để đề tài thêm phong phú hơn, mang nhiều tính thực tế nữa, có khả ứng dụng cao em đề xuất đưa thêm vào yêu cầu sau: Nên thay piston thành piston điện để đáp ứng trình vận hành mà khơng cần phải sử dụng bình van khí nén SVTH: Đinh Phước Lộc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 62 Cần hướng đến sản phẩm cụ thể để tối ưu q trình thiết kế thi công, nhằm mang lại suất hoạt động cao cho hệ thống Kết hợp nhiều loại cảm biến (cảm biến màu, vật liệu, tăng số lượng cảm biến độ cao) để tăng độ linh động tùy chọn cho hệ thống Kết nối, giám sát điều khiển hệ thống qua mạng, xây dựng chương trình điều khiển máy tính thiết bị di động Thiết kế, tối ưu cánh tay Robot, sử dụng vật liệu tốt hơn… nhằm tang khả gắp vật có kích thước trọng lượng đa dạng Hy vọng với hướng phát triển nêu với ý tưởng, góp ý khác thầy giáo, bạn đọc phát triển đề tài này, khắc phục hạn chế, tồn đề tài, làm cho đề tài trở nên phong phú hơn, mang tính ứng dụng cao vào thực tế sống, phục vụ cho lợi ích cơng nghiệp tương lai SVTH: Đinh Phước Lộc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 63 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Xn Minh, Nguyễn Dỗn Phước (2006), Tự động hóa với S7-200, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [2] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền (1998), Truyền Động Điện, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [3] Bùi Tấn Lợi (9-2009), Kỹ Thuật Điện, Đại học bách khoa, Đà Nẵng [4] Giáo Trình Khí Cụ Điện, NXB Hà Nội (2009) [5].http://timtailieu.vn/tai-lieu/gioi-thieu-plc-s7-1200-50361 [6].http://nhongxich.com/thong-tin-huu-ich/i15/n7/nguyen-ly-cau-tao-phan-loaiung-dung-cua-xich-trong-cong-nghiep.html [7].http://doc.edu.vn/tai-lieu/xac-dinh-cong-suat-momen-va-so-vong-quay-tren-cactruc-85568/ SVTH: Đinh Phước Lộc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 64 PHỤ LỤC Chương Trình hệ thống Network 1: Nhấn nút start hệ thống hoạt động Network 2: Hệ thống dừng đèn đỏ Network3: Nhấn nút Stop hệ thống dừng SVTH: Đinh Phước Lộc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 65 Network 4: Khi có tín hiệu Start hệ thơng chạy Network 5: Phân loại sản phẩm Network 6: Khi cảm biến cao thấp tác động băng tải dừng SVTH: Đinh Phước Lộc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Network 7: Set piston xoay Network 8: Delay 2s Network 9: Set piston kẹp Network 10: Delay 2s SVTH: Đinh Phước Lộc 66 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Network 11: Set piston đẩy Network 12: Delay 2s Network 13: Reset piston kẹp Network 14: Delay 1s Network 15: Reset piston đẩy SVTH: Đinh Phước Lộc 67 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 68 Network 16: Delay 1s Network 17: Reset piston xoay Network 18: Delay 2s Network 19: Nếu sản phẩm thấp Set piston đẩy Network 20: Delay 2s SVTH: Đinh Phước Lộc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Network 21: Set piston kẹp Network 22: Delay 1s Network 23: Reset piston đẩy Network 24: Delay 2s Network 25: Reset piston kẹp SVTH: Đinh Phước Lộc 69 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 70 Network 26: Nếu sản phẩm cao Set piston nâng Network 27: Delay 2s Network 28: Set piston đẩy Network 29: Delay 1s SVTH: Đinh Phước Lộc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Network 30: Set piston kẹp Network 31: Delay 1s Network 32: Reset piston đẩy Network 33: delay 0.5s Network 34: Reset piston kẹp SVTH: Đinh Phước Lộc 71 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Network 35: Delay 0.5s Network 36: Reset piston nâng Network 37: Move SVTH: Đinh Phước Lộc 72 ... HÌNH VẼ Hình Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Hình. .. 2.16 Hình 2.17 Hình 2.18 Hình 2.19 Hình 2.20 Hình 2.21 Hình 2.22 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình. .. nghiệp nhóm chúng em giới thi u lập trình PLC ứng dụng vào Thi t kế thi cơng mơ hình cánh tay robot phân loại sản phẩm theo chiều cao Mơ hình nhóm chúng em xây dựng từ mơ hình tham khảo Vì kiến