zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Báo cáo khoa học

Báo cáo nghiên cứu khoa học: " THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG KIỂM TRA VÀ PHÂN LOẠI KÍCH THƯỚC CHI TIẾT"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Báo xấu

113
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiện nay, việc nghiên cứu chế tạo các thiết bị tự động kiểm tra kích thước chi tiết là việc còn mới mẽ trong điều kiện ở nước ta. Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị tự động kiểm tra kích thước chi tiết hình trụ trơn. Thiết bị được điều khiển tự động từ việc: cấp phôi, đo và phân loại chi tiết theo kích thước.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo nghiên cứu khoa học: " THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG KIỂM TRA VÀ PHÂN LOẠI KÍCH THƯỚC CHI TIẾT"

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG KIỂM TRA VÀ PHÂN LOẠI KÍCH THƯỚC CHI TIẾT DESIGNING AND MANUFACTURING A DETAILED SIZE CLASSIFYING AND AUTO-TESTING MACHINE PHẠM ĐĂNG PHƯỚC Trường Đại học Phạm Văn Đồng TRẦN ĐẠI HIẾU Trường Cao đẳng Công nghiệp Huế TÓM TẮT Hiện nay, việc nghiên cứu chế tạo các thiết bị tự động kiểm tra kích thước chi tiết là việc còn mới mẽ trong điều kiện ở nước ta. Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị tự động kiểm tra kích thước chi tiết hình trụ trơn. Thiế t bị được điều khiển tự động từ việc: cấp phôi, đo và phân loại chi tiết theo kích thước. ABSTRACT Nowadays, the research on the manufacture of a detailed- size classifying and auto- testing device is new to our country’s conditions. This paper introduces s ome research results in designing and manufacturing a device which can automatically check the detailed sizes of a plain cylinder. It is automatically controlled in feeding, measuring and classifying details in proportion to sizes. 1. Đặt vấn đề Trong lĩnh vực cơ khí, chất lượng sản phẩm luôn là yếu tố hàng đầu cần phải đảm bảo trong quá trình sản xuất. Việc kiểm tra sản phẩm hiện nay thường thực hiện bằng tay và quan sát bằng mắt nên năng suất thấp, có thể thiếu chính xác vì các yếu tố chủ quan. Việc nghiên cứu chế tạo các thiết bị tự động kiểm tra và phân loại kích thước chi tiết nhằm tự động hóa khâu kiểm tra là cần thiết. 2. Thiết kế các bộ phận của thiết bị và điều khiển thiết bị đo Thiết bị được chế tạo để tự động kiểm tra và phân loại kích thức chi tiết hình trụ trơn, đây là loại sản phẩm đơn giản nhưng thường gặp 2,5 trong ngành chế tạo máy. Các chi tiết kiểm tra có đường kính  = (19,5  20.5) mm, chiều dài L=30mm, như hình vẽ 1. Kích thước được kiểm tra là Ø20 đường kính của chi tiết 20+0,2. Dung sai cho phép =0,2mm. 30 Như vậy theo yêu cầu về độ chính xác kích thước, các chi tiết đưa vào kiểm tra sẽ nằm trong ba Hình 1. Chi tiết cần kiểm tra trường hợp sau: 14
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 1. Đường kính D < 20 : phế phẩm. 2. Đường kính 20  D  20,2 : đạt yêu cầu. 3. Đường kính D > 20,2 : không đạt yêu cầu nhưng có thể sửa lại được. Thiết bị kiểm tra tự động có nhiệm vụ kiểm tra và phân loại sản phẩm theo ba trường hợp trên. Sơ đồ nguyên lý của mô hình thiết bị tự động kiểm tra kích thước và phân loại kích thước chi tiết như hình vẽ 2. Maùng chöùa phoâi OÅ chöùa OÅ chöùa Pheá phaåm Thaønh phaåm Cöûa phaân loaïi Cöûa phaân loaïi Maùng phaân loaïi OÅ chöùa Saûn phaåm khoâng ñaït yeâu caàu Cô caáu ñóa quay Cô caáu ño Hình 2: Sơ đồ nguyên lý của thiết bị kiểm tra Chi tiết cần đo đặt trong máng cấp phôi, máng cấp phôi cung cấp chi tiết đến đĩa quay và đĩa quay có nhiệm vụ đưa chi tiết đến vị trí cần đo, cụm cơ cấu đo hoạt động và xác định kích thước đo . Sau khi kiểm tra đường kính của chi tiết, thiết bị tự đ ộng phân loại kích thước của chi tiết theo 3 nhóm: nhóm phế phẩm, thành phẩm và nhóm có kích thước không đạt yêu cầu. 2.1 Thiết kế các bộ phận Cơ khí Thiết bị bao gồm: Máng cấp phôi (cơ cấu cấp phôi), cơ cấu đĩa quay, cơ cấu đo, máng phân loại và ổ chứa sản phẩm sau khi phân loại. Dựa trên hình dáng và kích thước của chi tiết cần đo ta chọn kết cấu cụm cơ cấu quay. Cụm cơ cấu đĩa quay : gồm các chi tiết chính sau: 15
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 - Đĩa quay: có đường kính  = 250 mm, đường kính lỗ lắp với trục quay  = 10 mm, chiều dày đĩa B = 15 mm và trên đĩa xẻ 3 rãnh rộng 21 mm cách đều nhau là 1200. Đĩa quay có chức năng dẫn chi tiết đến vị trí đo và máng phân loại. - Đĩa cố định có  = 250 mm, chiều dày đĩa B = 8 mm, trên đĩa xẻ một rãnh có bề rộng 21mm. Đĩa cố định làm mặt chuẩn cho phương pháp đo một tiếp điểm - Hộp giảm tốc bánh vít trục vít có tỷ số truyền i = 1 : 46, động cơ điện một chiều gắn trên hộp giảm tốc có điện áp sử dụng U = 6 (V) - Ngoài ra, để tiếp tục giảm tốc độ đĩa quay theo đúng yêu cầu ta dùng cặp bánh răng ăn khớp ngoài có tỷ số truyền i = 2 : 3 Cơ cấu đo : Trong thực tế, nếu tính về kinh tế các cơ cấu đo có giá thành tương đối cao, kết cấu khá phức tạp và có nhiều tính năng trong kỹ thuật. Việc kết nối các cơ cấu đo có giá thành cao và sử dụng không hết tính năng kỹ thuật của nó sẽ làm thiết bị đo của chúng ta lãng phí về kinh tế và kỹ thuật. Để thuận lợi cho việc lựa chọn, chế tạo thiết bị đo đúng với yêu cầu là phân loại kích thước chi tiết thành ba nhóm sản phẩm: phế phẩm, thành phẩm và sản phẩm không đạt yêu cầu ta dùng đồng hồ so. Đồng hồ so có giá thành thấp, được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí chính xác nên thích hợp cho học sinh và sinh viên ứng dụng. Đồng hồ đo chuyển vị có hệ số khuyếch đại k = 100. Có nghĩa một đơn vị đo thực tế sau khi dùng đồng hồ đo chuyển vị thì giá trị sau khi khuếch đại tăng lên Hình 3 Đồng hồ đo chi tiết 100 lần so với thực tế. Dựa vào đặc tính có gắn cảm biến quang của đồng hồ đo chuyển vị mỗi vạch của đồng hồ tương ứng với lượng dịch chuyển là 0,01 mm nên ta đặt hai cảm biến quang tại hai vị trí ứng với dung sai là  = 0,2 mm. Như vậy, cảm biến thứ nhất đặt tại vị trí 0 thì cảm biến thứ 2 đặt tại ví trí vạch thứ 20 như hình 3. Như vậy, hai cảm biến quang đã chia mặt đồng hồ so thành ba khoảng đúng với yêu cầu phân loại kích thước chi tiết thành ba loại sản phẩm có kích khác nhau. Để gá đặt cơ cấu đo lên thiết bị và xác định kích thước của chi tiết thành ba loại sản phẩm có kích thước khác nhau ta lấy các chi tiết mẫu đặt đúng giá trị kích thước tại hai giới hạn mà cảm biến quang lấy tín hiệu đưa về bộ điều khiển để phát lệnh điều khiển cơ cấu chấp hành. Sau khi đặt đúng giá trị kích thước ta có nguyên lý hoạt động của cơ cấu đo như sau: Nguyên lý hoạt động: Từ máng cấp phôi chi tiết được đĩa quay đưa đến cơ cấu 16
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 đo để xác định kích thước, khi chi tiết đến cơ cấu đo mà kim của đồng hồ so không dịch chuyển hoặc kim đồng hồ so có dịch chuyển nhưng không vượt qua được cảm biến quang thứ nhất, thì cơ cấu đo sẽ nhận tín hiệu đưa về bộ vi xử lý xác định kích thước đó là phế phẩm, trong trường Hình 4. Kết cấu và kích thước máng cấp phôi hợp nếu kim đồng hồ so vượt qua cảm biến thứ nhất nhưng không vượt qua cảm biến thứ hai thì kích thước đó được xác định là thành phẩm, còn nếu kim đồng hồ so vượt qua cả cảm biến thứ nhất và cả cảm biến thứ hai thì tín hiệu lấy từ hai cảm biến quang đưa đến bộ vi xử lý xác định kích thước không đạt yêu cầu nhưng có thể sửa lại được. Máng cấp phôi : Dùng cơ cấu cấp phôi kiểu ổ chứa, kết cấu và kích thước máng cấp phôi như hình 4. Mỗi lần chỉ được phép cấp được một phôi nhất định. Máng phân loại phôi : Dựa vào trọng lượng và kích thước bản thân của chi tiết cần phân loại, máng phân loại được thiết kế với hình dáng và kích thước như hình 5. Nguyên lý hoạt động như sau: Trên máng có 3 đường dẫn hướng được ngăn cách bởi 2 cửa phân loại, cửa phân loại hoạt động nhờ sự tác động của cuộn hút ( nam châm điện). Sau khi cơ cấu đo xác định được kích thước chi tiết cơ cấu đĩa quay đưa chi tiết đến máng phân loại, Nếu chi tiết có kích thước đúng hai cuộn hút (nam châm điện) sẽ không hoạt động, nhờ vào trọng lượng bản thân chi tiết rơi tự do và lăn xuống ổ chứa phôi theo đường dẫn Hình 5. Hình dáng và kích thước máng phân hướng đã định sẵn. Nếu trong trường hợp loại kích thước chi tiết không đạt yêu cầu thì một trong hai cuộn hút (nam châm điện) sẽ hoạt động để đóng mở các cửa phân loại và dẫn hướng phôi lăn xuống ổ chứa phôi theo đường dẫn hướng đã định sẵn. 2.2 Thiết kế môđun điều khiển tự động Các đặc điểm và yêu cầu điều khiển: Thiết bị tự động kiểm tra và phân loại kích thước sản phẩm hoạt động dựa trên các nguyên tắc sau :Sản phẩm từ máng cấp phôi được cấp vào đĩa quay nhờ cơ cấu cấp phôi điều khiển bằng cuộn hút (nam châm điện), phôi đi qua cảm biến quang nhận có 17
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 sản phẩm đặt trên máng cấp Cảm biến Cảm biến Cảm biến phôi, chi tiết tiếp tục được giới hạn nhận biết giới hạn sản phẩm dưới đưa đến vị trí đo. trên Sau khi đo các cảm biến phát tín hiệu điều khiển KHỐI ĐIỀU KHIỂN đóng mở các cửa của máng TÍN HIỆU VÀO phân loại thông qua các cuộn hút nam châm điện và đưa MẠCH ĐIỀU KHIỂN sản phẩm đến ổ chứa phôi TÍN HIỆU RA đúng yêu cầu. Ta có sơ đồ khối điều khiển các tín hiệu điện vào, ra của thiết bị đo và phân loại kích thước sản phẩm như hình 6. CƠ CẤU CƠ CẤU Sơ đồ thuật toán: Động cơ PHÂN LOẠI CẤP PHÔI điện 1 chiều Chương trình điều Hình 6. Sơ đồ khối điều khiển khiển thiết bị tự động kiểm tra kích thước chi tiết được viết bằng ngôn ngữ Assembly trên cơ sở sơ đồ thuật toán sau : Hình 7 Sơ đồ thuật toán 18
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 L1: tương ứng với cảm biến quang thứ nhất trên đồng hồ so L2: tương ứng với cảm biến quang thứ hai trên đồng hồ so R1= 0 Cửa phân loại thứ nhất đóng, R1=1 cửa phân loại thứ nhất mở R2= 0 Cửa phân loại thứ hai đóng, R2= 0 cửa phân loại thứ hai mở 3. Kết quả và thảo luận Thiết bị tự động kiểm tra và phân loại kích thước chi tiết hình trụ trơn sau khi thiết kế và chế tạo, đạt được các yêu cầu sau: - Thiết bị có khả năng tự động kiểm tra và phân loại kích thước chi tiết thành ba nhóm sản phẩm như ý đồ đề ra. - Kết nối các môđun cơ khí: cấp phôi, kiểm tra, phân loại và môđun điều khiển. Chương trình điều khiển thiết bị viết bằng ngôn ngữ Assembly. Tuy nhiên thiết bị còn hạn chế là chưa thể kết nối giữa thiết bị đo và máy vi tính để quản lý số liệu đo một cách cụ thể hơn và điều khiển thiết bị đo bằng máy tính. 4. KẾT LUẬN Việc thiết kế chế tạo thành công mô hình thiết bị tự động kiểm tra và phân loại kích thước chi tiết hình trụ trơn góp phần tạo ra những mô hình học tập và nghiên cứu cho các học sinh tại các trường dạy nghề cũng như các sinh viên theo học tại các trường đại học kỹ thuật. Đặc biệt mô hình thiết bị có thể dùng làm mô hình học tập cho học sinh, sinh viên các ngành như: Cơ khí, Điện tử, Điện, Tin học; hay nói cách khác mô hình thiết kế là một dạng sản phẩm của ngành cơ điện tử. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Địch, Trần Xuân Việt, Nguyễn Trọng Doanh, Lưu Văn Nhang (2001), Tự động hoá quá trình sản xuất, Nxb Khoa học và kỹ thuật [2] Lê Hoài Quốc, Chung Tấn Lâm (2003), PLC trong điều khiển các quá trình công nghiệp - Bộ điều khiển khả lập trình PLC, Nxb Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh [3] Nguyễn Hồng Thái, Phần tử tự động trong Hệ thống Điện, Nxb Khoa học kỹ thuật [4] Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú, Kỹ thuật đo lường và kiểm tra trong chế tạo cơ khí, Nxb Khoa học và kỹ thuật [5] Trần Doãn Tiến (1999), Tự động điều khiển các quá trình công nghệ, Nxb Giáo dục. 19

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.11: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Tài Chính Ngân Hàng

172 tài liệu

843 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.