Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế hệ thống khoan gỗ tự động cho DNTN Kim Long
1THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG MÁY KHOAN GỖ TỰ ĐỘNG Nguyễn Thành Chung Lưu Đăng Khoa Tóm tắt Đề tài “Thiết kế và chế tạo hệ thống máy khoan gỗ tự động” là một thiết kế tổng hợp về cơ khí – truyền động, điện – khí nén,… nhằm thay thế người công nhân trong việc khoan lỗ cho các thanh gỗ dùng làm nguyên liệu đầu vào cho việc sản suất các mặt hàng Kệ, Vali trong ngành sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ, đồng thời nhằm mục đích giảm sai lệch trong khi khoan gỗ và cải tiến sản xuất, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm hàng thủ công mỹ nghệ cho các doanh nghiệp. I. SƠ LƯỢC VỀ MẶT HÀNG THỦ CÔNG MỸ NGHỆ: Mặt hàng thủ công mỹ nghệ hiện nay đang rất phát triển tại Biên Hòa và nhiều nơi khác có giá trị xuất khẩu rất cao, được thị trường các nước: Mỹ, Pháp, Đức, Ý, Hàn Quốc, … ưa chuộng. Hình 1. Sản phẩm: Kệ, Vali.II. CÁC VẤN ĐỀ ĐẶT RA TRONG THỰC TẾ SẢN XUẤT: Thực tế tại các doanh nghiệp sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ, đặc biệt là khi sản xuất các mặt hàng: kệ , vali, … phải thông qua công đoạn làm khung. Trong công đoạn này phải tiến hành các bước như cắt cây, khoan lỗ, làm cửa, ghép khung…. Khi khoan cửa kệ người công nhân thường dùng phương pháp truyền thống là dùng máy khoan bàn và tốn rất nhiều thời gian cho việc khoan, làm cử. 21. Các mục tiêu được đề ra: Trước khi thực hiện đề tài này chúng tôi xác định hai mục tiêu chính: ¾ Mục tiêu kinh tế : Thiết kế hệ thống máy khoan gỗ với giá cả hợp lý nhất. ¾ Mục tiêu kỹ thuật: Phải đạt được các giải pháp thiết kế tổng hợp về cơ khí – truyền động, điện – khí nén, … để hệ thống có thể hoạt động ổn định, thay thế tốt công việc của người công nhân. 2. Mô tả đặc tính kỹ thuật và thiết kế của hệ thống: Như đã nêu phần thiết kế máy sẽ chia ra làm các giai đoạn như sau: ¾ Thiết kế cơ khí – truyền động. ¾ Thiết kế phần điện điều khiển. IV. THIẾT KẾ CƠ KHÍ TRUYỀN ĐỘNG: Việc thiết kế phải bảo đảm tuân theo các nguyên tắc sau: 9 Hệ thống hoạt động nhịp nhàng, ổn định. 9 Không gây ra sai lệch các lỗ khoan. Và hầu hết các doanh nghiệp đang sản xuất dưới hình thức thủ công. Vì vậy năng suất thấp đồng thời gây ra sai số lớn đặc biệt là công đoạn khoan cửa kệ hoặc vali. Từ thực tế và những khó khăn tại doanh nghiệp sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ, nên chúng tôi đã đi vào nghiên cứu và thiết kế hệ thống máy khoan gỗ tự động từ khâu cấp liệu đến khoan hai lỗ cho thanh gỗ cung cấp cho các công đoạn tiếp theo, hệ thống còn có thể thay đổi khoảng cách giữa hai lỗ khoan một cách nhanh chóng. Do đó việc tăng năng suất sản xuất, nâng cao độ chính xác, giảm tối thiểu các sai lệch trong quá trình khoan gỗ là yêu cầu cần thiết đối với các doanh nghiệp sản xuất thủ công mỹ nghệ. III. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ: Được sự chấp thuận của Hội đồng khoa học và đào tạo khoa Cơ Điện trường Đại học Lạc Hồng, đề tài được mang tên: “Thiết kế hệ thống máy khoan gỗ tự động” đã được triển khai thiết kế và chế tạo nhằm khắc phục các hạn chế nói trên cho quá trình sản xuất của ngành thủ công mỹ nghệ. 3 9 Bảo đảm an toàn cho công nhân khi làm việc với máy. 1. Chọn thiết bị: Để chọn thiết bị truyền động cho phần cơ khí chúng tôi đã tham khảo tài liệu thiết kế [1], và thiết bị của các nhà sản xuất [2]. Cylinder khí nén tác động kép 2 chiều và valve đảo chiều khí nén được chọn để truyền động cho hệ thống cơ khí của máy. Hình 3. Valve và Cylinder. Hai loại thiết bị này sẽ được sử dụng trong hầu hết các chi tiết cơ khí và truyền động của hệ thống máy khoan gỗ tự động. Để thiết kế hệ thống cơ khí của máy được phù hợp chúng tôi đã tham khảo tài liệu thiết kế cơ khí dạng 3D. Qua đó phần cơ khí sẽ chia làm 4 cơ cấu: Cơ cấu cấp gỗ. Cơ cấu kẹp gỗ. Cơ cấu khoan gỗ. Cơ cấu gạt gỗ. 2.Cơ cấu cấp gỗ: Cơ cấu cấp gỗ có nhiệm vụ cung cấp các thanh gỗ có kích thước 20 x 20 x 300 mm cho hệ thống hoạt động, được thực hiện bởi xilanh đẩy gỗ có hành trình 350 mm. Khi các thanh gỗ được cho vào phễu, nó sẽ rơi xuống cơ cấu dẫn hướng nhờ có cơ cấu băng tải đảo đều các thanh gỗ bị ép vào nhau do lực ma sát lớn và được xilanh đẩy gỗ đẩy tới vị trí kẹp. Hình 4. Cơ cấu cấp gỗ. 3. Cơ cấu kẹp gỗ: Cơ cấu này có nhiệm vụ kẹp chặt thanh gỗ do cơ cấu cấp gỗ đưa tới. Nó sẽ kẹp chặt thanh gỗ khi xilanh đẩy dàn khoan xuống tiến hành công việc khoan lỗ thì thanh gỗ sẽ không bị trượt ra ngoài, giúp cho việc khoan lỗ đạt được hiệu quả cao nhất. 4 Hình 5. Cơ cấu kẹp gỗ. 4. Cơ cấu khoan gỗ: Các thanh gỗ sau khi được cơ cấu kẹp gỗ kẹp chặt, xilanh đẩy dàn khoan xuống, đồng thời hai động cơ khoan được khởi động để thực hiện công việc khoan lỗ, khi xilanh đi hết hành trình, lúc này xilanh đẩy dàn khoan sẽ lùi về và sau đó xilanh kẹp gỗ lùi về. Ở cơ cấu này còn bố trí rãnh dẫn hướng tránh rung động cho động cơ khoan giúp cho các lỗ sau khi khoan không bị sai lệch kích thước. Ngoài ra ở cơ cấu này còn có bộ phận tăng đưa được gá trên hai động cơ khoan giúp điều chỉnh khoảng cách lỗ khoan. Hình 6: cơ cấu khoan gỗ. 5.Cơ cấu gạt gỗ: Đây là công đoạn sau cùng của hệ thống. Các thanh gỗ sau khi khoan được xilanh gạt gỗ gạt vào thùng chứa. Xilanh gạt thanh gỗ được bố trí phía dưới ở trọng tâm thanh gỗ. Hình 7. Cơ cấu gạt gỗ. 6. Hệ thống hoàn chỉnh: Hình 8. Hệ thống máy khoan gỗ hoàn chỉnh. V. PHẦN THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN: Mạch điều khiển được chọn để thiết kế sẽ là Rơle kết hợp với khí nén vì nó đáp ứng được yêu cầu điều khiển của hệ thống và có giá thành rất rẻ. 5 Sơ đồ mạch khí nén: Hình 9. Sơ đồ mạch khí nén. Sơ đồ mạch điều khiển: Hình 10. Sơ đồ mạch điều khiển. Sơ đồ mạch động lực: Hình 11. Sơ đồ mạch động lực. VI. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI: Thời gian hoàn thành một chu kỳ khoan lỗ thành phẩm khi đưa vào thử nghiệm: Chu kỳ khoan lỗ = 4 giây/ thanh gỗ. Với nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp khoan gỗ bằng máy khoan bàn truyền thống, hệ thống máy khoan gỗ tự động hoạt động rất hiệu quả và ổn định giúp các doanh nghiệp sản suất hàng thủ công mỹ nghệ: - Tăng năng suất. - Nâng cao chất lượng sản phẩm. - Rút ngắn thời gian cho việc khoan gỗ. - Độ chính xác của hai lỗ khoan trên thanh gỗ được cải thiện. VII. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI: Tiếp tục nghiên cứu cải tiến cơ cấu cấp gỗ khi hệ thống cần khoan những thanh gỗ có kích thước khác nhau, khi hệ thống cần nâng cấp hay đòi hỏi những yêu cầu cao hơn thì nên sử dụng các cảm biến để phát hiện mũi khoan bị gãy khi khoan, các bộ đếm Counter và màn hình hiển thị để đếm các sản phẩm mà hệ thống đã khoan được, và có thể dùng Vi Xử Lý hay PLC để điều khiển. 6 Hoàn thiện hệ thống và ứng dụng vào sản xuất để nâng cao chất lượng sản xuất sản phẩm hàng thủ công mỹ nghệ. Tài liệu tham khảo: [1] NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG – Hệ thống điều khiển bằng khí nén thủy lực. [2] Fundamentals of Pneumatics (Festo Didatic GmbH & Co – www.festo.com). Festo Pneumatics Catalog – Festo AG & Co. . 1THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG MÁY KHOAN GỖ TỰ ĐỘNG Nguyễn Thành Chung Lưu Đăng Khoa Tóm tắt Đề tài Thiết kế và chế tạo hệ thống máy khoan gỗ tự động . khoan lỗ = 4 giây/ thanh gỗ. Với nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp khoan gỗ bằng máy khoan bàn truyền thống, hệ thống máy khoan gỗ tự động hoạt động