Thiết kế hệ thống mô hình lưu kho tự động

Hình 1.1 Tình trạng của các kho hàng hiện nay Nguồn: Internet [1] Để giải quyết những nhược điểm của các kho hàng hiện nay, nhiều công ty kinh doanh thương mại điện tử trên thế giới đã s

TP Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2022

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG LƯU KHO

TỰ ĐỘNG

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: PGS TS NGUYỄN HÙNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN 2

TÓM TẮT 3

ABTRACTS 4

MỤC LỤC 3

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT 9

DANH SÁCH CÁC HÌNH 11

LỜI MỞ ĐẦU 1

Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 2

1.1 Đặt vấn đề 2

1.2 Mục đích nghiên cứu 4

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu 5

1.4 Phương pháp nghiên cứu 5

1.5 Phạm vi nghiên cứu 6

1.6 Kết cấu đồ án 6

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP LƯU KHO 7

2.1 Nhà kho truyền thống 7

2.1.1Ưu điểm 7

2.1.2Nhược điểm 7

2.2 Nhà kho thông minh 8

2.2.1Ưu điểm 9

2.2.2Nhược điểm 9

2.3 Kết luận và chọn giải pháp 10

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VỀ CÁC CÔNG NGHỆ TRONG LƯU KHO TỰ ĐỘNG 11

3.1 Các phương pháp đặc tính thiết kế 11

vi

3.1.1.Phương pháp lưu kho tự động dựa trên xe trung chuyển 11

3.1.2.Phương pháp lưu kho tự động dựa trên băng chuyền 12

3.1.3.Phương pháp lưu kho tự động dựa trên robot di động tự động (AMR) 13

3.1.4.Phương pháp lưu kho tự động kiểu truyền thống 14

3.1.5.Kết luận đặc tính thiết kế 14

3.2 Các phương pháp điều khiển 15

3.2.1PLC 15

3.2.2Vi điều khiển 16

3.2.3Kết luận phương pháp điều khiển 17

3.3 Các phương pháp hiển thị giám sát 18

3.3.1Phương pháp giám sát trên máy tính 18

3.3.2Phương pháp hiển thị trên HMI 20

3.3.3Kết luận phương pháp hiển thị 21

3.4 Chọn giải pháp cuối cùng 21

3.5 Xác định cấu hình và giới thiệu các thành phần thực hiện mô hình 22

3.5.1Cơ cấu động lực học 22

3.5.2Phần mềm lập trình 23

3.5.3Thông số kỹ thuật và tính năng của mô hình 24

3.6 Kết luận 25

Chương 4: THIẾT KẾ MÔ HÌNH LƯU KHO TỰ ĐỘNG 26

4.1 Lên ý tưởng thiết kế 26

4.2 Thiết kế cơ khí động lực học cho mô hình 26

4.2.1Thanh trượt 26

4.2.2Bộ truyền động cho hệ thống 28

4.2.3Nguyên lí hoạt động của hệ thống 33

4.2.4Thiết kế hệ thống cơ khí 36

4.3 Lựa chọn và thông tin về các linh kiện 39

4.3.1CB 39

4.3.2Cầu chì 40

vii

4.3.3PLC 41

4.3.4Động cơ bước Sumtor 57HS112 và Driver DM542 42

4.3.4.1 Động cơ bước Sumtor 57HS112 42

4.3.4.2 Driver DM542 42

4.3.5Động cơ giảm tốc JGA25 – 370 và JGB37 – 3530 44

4.3.6Công tắc hành trình V – 152 1C25 và KW11 – 3Z – 2 46

4.3.7 Cảm biến tiệm cận và cảm biến hồng ngoại 47

4.3.7.1 Cảm biến tiệm cận 48

4.3.7.2 Cảm biến hồng ngoại 49

4.3.8 Rơ le trung gian và phương pháp đảo chiều động cơ 51

4.3.8.1 Rơ le trung gian 51

4.3.8.2 Các phương pháp đảo chiều quay động cơ 53

4.3.9 Bộ nguồn 54

4.4 Thiết kế hệ thống điều khiển cho mô hình 55

4.4.1Sơ đồ nguyên lý 55

4.4.2Sơ đồ điều khiển 57

4.4.3Lưu đồ giải thuật 57

4.4.3.1Lưu đồ giải thuật khi cất hàng vào kho 58

4.4.3.2Lưu đồ giải thuật khi lấy hàng khỏi kho 59

4.5 Cách thức liên kết với PLC, LabVIEW và màn hình HMI (GOT) 60

Chương 5: THI CÔNG MÔ HÌNH VÀ MÔ PHỎNG 62

5.1 Thi công mô hình 62

5.1.1Chế tạo cụm trục X,Y 62

5.1.2Chế tạo cụm trục Z 63

5.1.3Chế tạo kho đựng thùng hàng 64

5.1.4Chế tạo băng tải 65

5.1.5Làm tủ điện điều khiển và bảng điện 65

5.1.6Sản phẩm hoàn thiện 68

5.2 Kết quả mô phỏng 69

viii

5.2.1Kết quả mô phỏng khi nhập hàng vào 69

5.2.2Kết quả mô phỏng và hình ảnh hiển thị thùng hàng được gửi vào 72

5.2.3Kết quả mô phỏng khi xuất hàng ra 73

5.2.4Kết quả mô phỏng và hình ảnh hiển thị khi thùng hàng được lấy ra 75

5.2.5Độ tin cậy và an toàn của hệ thống 76

5.2.6Nhận xét 76

Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 77

6.1 Kết luận 77

6.2 Hướng phát triển của đề tài 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

PHỤ LỤC PHẦN MỀM 80

PHỤ LỤC BẢN VẼ 89

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Tên viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt

System

Hệ thống quản lý nhà

kho

Commission

Ủy ban Kỹ thuật Điện

Quốc tế

nhiên

EPROM Erasable Programmable

Read-Only Memory

Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình xóa được

A

Hai tiếp điểm thường đóng, thường mở và một tiếp điểm chung

chủ động

động

tác bằng đồ thị

cấu trúc

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1 Tình trạng của các kho hàng hiện nay 3

Hình 2.1 Nhà kho truyền thống 7

Hình 2.2 Nhà kho bán tự động 9

Hình 2.3 Nhà kho tự động 9

Hình 3.1 Hệ thống lưu kho tự động dựa trên xe trung chuyển 11

Hình 3.2 Hệ thống lưu kho tự động dựa trên băng chuyền 12

Hình 3.3 Hệ thống lưu kho tự động dựa trên robot di động tự động 13

Hình 3.4 Hệ thống lưu kho tự động kiều truyền thống 14

Hình 3.5 Giao thức bằng cổng Ethernet và cổng nối tiếp RS-232 19

Hình 3.6 Cáp Ethernet và cáp giao tiếp RS-232 20

Hình 3.7 Giám sát trên HMI 21

Hình 3.8 Phác thảo mô hình hệ thống lưu kho tự động 23

Hình 4.1 Thanh trượt vuông 26

Hình 4.2 Thanh trượt tròn 27

Hình 4.3 Bộ truyền động trục vít me 29

Hình 4.4 Sơ đồ động học sử dụng trục vít me 29

Hình 4.5 Bộ truyền động đai 30

Hình 4.6 Bộ truyền động thanh răng – bánh răng 31

Hình 4.7 Cơ cấu trượt V-slot 32

Hình 4.8 Sơ đồ động học sử dụng bộ truyền đai + cơ cấu trượt V-slot và bộ truyền thanh răng – bánh răng 31

Hình 4.9 Quy trình nhập hàng vào kho bước 1 34

Hình 4.10 Quy trình nhập hàng vào kho bước 2 34

Hình 4.11 Quy trình xuất hàng ra khỏi kho bước 1 35

Hình 4.12 Quy trình xuất hàng ra khỏi kho bước 2 35

Hình 4.13 Cụm trục X 36

Hình 4.14 Cụm trục Y 37

Hình 4.15 Cụm trục Z 38

Hình 4.16 Thiết kế hệ thống cơ khí trong SOLIDWORKS 39

Hình 4.17 CB PS45N 39

Hình 4.18 Trạng thái đóng – cắt của CB 40

Hình 4.19 Cầu chì dạng ống RT18-32X 40

Hình 4.20 Sơ đồ đi dây của cầu chì cho dòng điện DC và AC 41

Hình 4.21 PLC FX3U 48MT 41

Hình 4.22 Động cơ bước Sumtor 57HS112 42

Hình 4.23 Driver DM542 Leadshine 43

Hình 4.24 Động cơ giảm tốc JGA25 – 370 và JGB37 – 3530 46

Hình 4.25 Công tắc hành trình V – 152 1C25 và KW11 – 3Z – 2 46

Hình 4.26 Cách hoạt động của cảm biến tiệm cận 48

Hình 4.27 Cảm biến tiệm cận LJ12A3-4-Z/BX NPN 49

Hình 4.28 Cách hoạt động của cảm biến hồng ngoại 49

Hình 4.29 Cảm biến hồng ngoại E18 – D80NK 51

Hình 4.30 Rơ le trung gian 14 chân 12VDC 51

Hình 4.31 Cấu tạo của rơ le trung gian 52

Hình 4.32 Nguyên lý hoạt động của rơ le trung gian 52

Hình 4.33 Cách đấu dây rơ le trung gian 14 chân 53

Hình 4.34 Phương pháp khóa chéo bằng phần cứng 54

Hình 4.35 Phương pháp khóa chéo bằng phần mềm – PLC 54

Hình 4.36 Ba bộ nguồn 5V-10A, 12V-10A và 24V-10A 55

Hình 4.37 Sơ đồ nguyên lý 56

Hình 4.38 Sơ đồ điều khiển 57

Hình 4.39 Lưu đồ giải thuật khi cất hàng vào kho 58

Hình 4.40 Lưu đồ giải thuật khi lấy hàng khỏi kho 59

Hình 4.41 Điều chỉnh dữ liệu thông qua Excel 60

Hình 4.42 Chuyển dữ liệu trực tiếp giữa PLC và HMI 61

Hình 4.43 Tạo báo cáo định kỳ khi khởi động PLC 61

Hình 5.1 Cụm trục X (trục nằm ngang), Y (trục đứng) 62

Hình 5.2 Cụm trục Z 63

Hình 5.3 Kho đựng thùng hàng 64

Hình 5.4 Băng tải 65

Hình 5.5 Làm phần mặt trước của tủ điện 65, 66 Hình 5.6 Hoàn thiện lắp ráp tủ điện 66

Hình 5.7 Đấu dây vào PLC 67

Hình 5.8 Đấu nối với các linh kiện điện tử (nguồn, driver, rơ le, CB, cầu chì) 67

Hình 5.9 Hoàn thiện bảng điện của hệ thống 68

Hình 5.10 Sản phẩm hoàn thiện 68

Hình 5.11 Giao diện phần mềm 69

Hình 5.12 Hình ảnh hiển thị các vị trí trong kho khi chưa có thùng hàng trên

LabVIEW 70

Hình 5.13 Quét mã QR và phát hiện thùng hàng bằng cảm biến hồng ngoại 70

Hình 5.14 Thùng hàng được nâng lên bởi càng nâng của trục Z 71

Hình 5.15 Thùng hàng được di chuyển đến kho hàng 71

Hình 5.16 Thùng hàng được đưa vào ô số 3 của kho hàng 72

Hình 5.17 Hình ảnh hiển thị trên LabVIEW khi đơn hàng được gửi vào ô số 3 72

Hình 5.18 Thùng hàng kế tiếp được đưa vào ô số 2 của kho hàng 73

Hình 5.19 Hình ảnh hiển thị trên LabVIEW khi đơn hàng tiếp theo được gửi vào ô số 2 73

Hình 5.20 Hệ thống lấy thùng hàng ra khỏi kho hàng 74

Hình 5.21 Hệ thống đưa thùng hàng đến băng tải 75

Hình 5.22 Hình ảnh hiển thị trên LabVIEW khi đơn hàng được lấy ra 75

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây với sự phát triển kinh tế xã hội của Việt Nam, nhu cầu lưu trữ kho hàng đã tăng lên một cách nhanh chóng Các nhà kho để chứa hàng đang dần dần tăng lên, đòi hỏi diện tích của nhà kho cũng phải tăng theo Tuy nhiên, tại các thành phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Cần Thơ việc đáp ứng mở rộng các nhà kho này ngày càng tỏ ra không khả thi do số tiền bỏ ra

để đầu tư các trang thiết bị hiện đai, thuê đất và thuê nhân công làm việc đều quá cao

Hiện nay tại các khu vực trung tâm thành phố lớn, đa số các nhà kho hiện tại đều sử dụng nhân công là chính Để giải quyết vấn đề và đi theo xu thế phát triển của thế giới, các nhà kho thông minh với nhiều loại hình khác nhau được ra đời Với hệ thống lưu trữ đơn hàng tự động khi được đưa vào sử dụng sẽ mang lại rất nhiều lợi ích cho xã hội, giảm thiểu vấn đề thuê nhiều nhân công làm việc, không gian nhà kho không cần mở rộng và đặc biệt là tiết kiệm thời gian cho người quản

lý nhà kho

Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Đặt vấn đề

Nền công nghiệp nước ta nói riêng và các nước trên thế giới nói chung đang phát triển mạnh mẽ Ngày trước, sản phẩm được tạo ra một cách thủ công nên việc mang sản phẩm ra vào kho chủ yếu được thực hiện bằng sức người, do đó không tận dụng hết được các khoảng không gian, sức chứa của kho hàng, việc quản lý hàng hoá kém hiệu quả cũng như tốn nhiều diện tích đất làm nhà kho chứa hàng Trong thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá ngày nay sản xuất ngày càng phát triển, hàng hóa làm ra càng nhiều đáp ứng nhu cầu tiêu dùng cho xã hội Từ đó đã nảy sinh cần có những kho hàng hiện đại đáp ứng yêu cầu của sản xuất và khắc phục được những hạn chế của các kho hàng cũ

Hiện tại, trên thế giới có nhiều hệ thống lưu trữ hàng hóa, các hệ thống này rất

đa dạng, phong phú về thiết bị cũng như cách thức thực hiện Nhưng trong đó chủ yếu là sử dụng nhân công để bốc dỡ hàng hóa, các thiết bị bốc dỡ hàng là các máy nâng sử dụng người lái để sắp xếp hàng hóa vào kho (như hình thể hiện ở dưới) Nhìn chung, các nhà kho hiện nay có các nhược điểm sau:

+ Sử dụng nhiều diện tích để chứa hàng hóa

+ Không phân loại được các hàng hóa khác nhau (các hàng hóa thường để chung với nhau trong 1 kho)

+ Không bảo quản tốt hàng hóa khi số lượng nhiều (Chất hàng chồng lên nhau)

+ Rất khó kiểm soát số lượng hàng hóa ra vào trong kho

+ Mất nhiều thời gian cho việc xuất nhập kho

+ Sử dụng nhiều nhân lực để vận hành hệ thống

+ Chi phí bảo trì hệ thống rất cao

Hình 1.1 Tình trạng của các kho hàng hiện nay (Nguồn: Internet) [1]

Để giải quyết những nhược điểm của các kho hàng hiện nay, nhiều công ty kinh doanh thương mại điện tử trên thế giới đã sử dụng hệ thống lưu trữ kho hàng

tự động, phổ biến như Amazon (Mỹ), Shopee (Singapore), Alibaba (Trung Quốc), Tiki (Việt Nam),… Tại các công ty này đã có rất nhiều loại kho hàng được phân

bố rất nhiều trên hầu hết các nước, trong đó hệ thống lưu kho tự động được sử dụng rất phổ biến Việc áp dụng các hệ thống lưu kho tự động vào nhà kho sẽ khiến cho nhà kho có thể tiết kiệm được nhiều không gian và giảm thiểu được rủi ro xảy đến đối với nhân công vì mọi thứ đều được tự động hóa hoàn toàn thông qua việc quản

lý bằng phần mềm Ngoài ra, các công ty còn có thể tiết kiệm được rất nhiều chi phí vì không còn phải thuê nhiều nhân công để quản lý kho

So với các nhà kho thường, những lợi ích của một nhà kho tự động không chỉ

là nhanh chóng, linh hoạt và tiện lợi Chúng ta sẽ không còn phải lo lắng sai sót của nhân công và chi phí việc thuê nhân công

Hệ thống lưu kho tự động là loại hệ thống mang tính kỹ thuật cao, áp dụng

hòa hợp các nguyên lý chung của hệ thống thang máy và hệ thống xếp dỡ hàng tự động và có độ chính xác nhất định Trong hệ thống này hàng hóa được lưu giữ ở các ô trong khoang chứa Để thực hiện việc lưu giữ này hệ thống sử dụng các thiết

bị nâng chuyển

Đây là thiết bị có thể chuyển động theo ba phương sau: phương ngang (phương X), phương đứng (phương Y), phương vuông góc với phương ngang (phương Z) Hoạt động của máy nâng chuyển được điều khiển bằng PLC PLC quản lý toàn bộ hoạt động của hệ thống như: số lượng đơn hàng được gửi, số chỗ trống còn lại, trạng thái tại các ô khoang chứa lưu trữ,…

Đồ án “Thiết kế mô hình hệ thống lưu kho tự động” được nhóm thực hiện

nhằm tăng năng suất, giảm thiếu nhân lực, an toàn và nhanh chóng

Từ đó, người quản lý kho có thể điều khiển và giám sát thông qua phần mềm quản lý kho để dễ quản lý và hiệu quả

1.2 Mục đích nghiên cứu

Mục đích chung:

Mục đích của việc thực hiện đề tài là để tiến hành nghiên cứu, trước tiên là để hoàn thành môn học

Với bản thân là người thực hiện đề tài, đây chính là một cơ hội tốt để có thể

tự kiểm tra lại kiến thức của mình, đồng thời có cơ hội nổ lực, tìm hiểu, tiếp cận, nghiên cứu được những vấn đề mình chưa biết, chưa hiểu rõ, nhằm trang bị cho bản thân nhiều kiến thức bổ ích, sau này có thể ứng dụng vào thực tế cuộc sống Tạo lập khả năng suy nghĩ, tìm tòi, phát huy năng lực bản thân

Mục đích cụ thể:

Việc nghiên cứu tìm tòi thông qua việc thực hiện đề tài đồ án tốt nghiệp “Thiết

kế mô hình hệ thống lưu kho tự động” với các nội dung chính sau:

- Tìm hiểu việc giám sát đơn hàng được nhập và xuất kho thông qua LabVIEW

- Thi công mô hình lưu kho tự động

- Kiểm tra, đánh giá ứng dụng của đề tài

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Nhiệm vụ chung:

Xây dựng một giải pháp thiết kế, chế tạo các hệ thống quản lý và lưu giữ hàng hóa hiệu quả với mức giá thành hợp lý, đồng thời có tính khả thi và khả năng ứng dụng của các hệ thống trong thực tế Góp phần hệ thống hóa lại kiến thức về các

hệ thống cơ khí, điện – điện tử và lập trình, làm rõ hơn về phương pháp vận hành cũng như ưu điểm, nhược điểm của các thành phần này Trên cơ sở đó sẽ giúp mọi người có thể dễ dàng lựa chọn các vật liệu cơ khí phù hợp cho các dự án tương tự

Nhiệm vụ cụ thể:

- Hiểu được nguyên lý hoạt động của hệ thống

- Thiết kế và mô phỏng mô hình trên phần mềm

- Thi công, lắp đặt mô hình thực tế

- Vận hành được mô hình

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết:

- Tìm hiểu tài liệu về các hệ thống lưu kho, và các phương pháp đo tính toán điều khiển động cơ đang được sử dụng trên các hệ thống này thông qua sách, trên các nền tảng xã hội và tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất

- Tìm hiểu thông tin về các linh kiện dùng để thiết kế thông qua sách, các diễn đàn

- Tìm hiểu về phương pháp thiết kế và kết nối hệ thống điều khiển thông qua sách, website và các diễn đàn lựa chọn giải pháp phù hợp thiết kế mô hình

hệ thống

Nghiên cứu thực nghiệm:

- Khảo sát cách chuyền động và di chuyển giữa các trục tại các nhà máy, xưởng cơ khí,…

- Thiết kế và thực hiện thí nghiệm so sánh độ hiệu quả giữa các bộ truyền chuyển động

- Cải tiến mô hình thực nghiệm cho hệ thống chuyển động trơn tru và mượt

mà

1.5 Phạm vi nghiên cứu

- Tham khảo các hệ thống lưu kho trên thế giới

- Thông qua các tài liệu để tìm hiểu và nghiên cứu

- PLC FX3U-48MT (Board China)

Kết cấu đồ án gồm có 6 chương cụ thể như sau:

Chương 1: Giới thiệu đề tài Chương 2: Tổng quan về giải pháp Chương 3: Phương pháp giải quyết Chương 4: Thiết kế mô hình lưu kho tự động Chương 5: Thi công mô hình và mô phỏng Chương 6: Kết luận và hướng phát triển của đề tài

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP LƯU

KHO

2.1 Nhà kho truyền thống

Nhà kho truyền thống là những công trình mà doanh nghiệp đã xây dựng trong nhiều năm, được hoạt động bởi đội ngủ công nhân của công ty, họ là những người vận chuyển hàng hóa, đóng gói và chuyển đi (như hình thể hiện ở dưới) Một nhà kho truyền thống sử dụng hệ thống xử lý thủ công Chúng có thể cần đến sự hỗ trợ của xe nâng, băng tải, kệ pallet,… để vận hành hiệu quả hơn

Hình 2.1 Nhà kho truyền thống (Nguồn: Internet) [2]

2.1.1 Ưu điểm

+ Chi phí đầu tư ban đầu thấp dẫn đến thời gian hoàn vốn nhanh

+ Mang lại sự linh hoạt tối đa trong việc định vị và di chuyển

2.1.2 Nhược điểm

+ Tốn chi phí nhân công

+ Khối lượng hàng hóa được di chuyển , sắp xếp, đếm, dự trữ tốn nhiều thời gian và chi phí

+ Hoạt động kém hiệu quả và tắc nghẽn quy trình làm việc

+ Lãng phí nguồn nhân công và cả thời gian vận hành kho, có thời điểm quá tải,

có thời điểm nhàn rỗi

+ Tỷ lệ hàng hóa có thể bị sai hỏng, đổ vỡ có thể cao hơn

+ Không tối ưu hóa không gian hiệu quả có thể dẫn đến tình trạng quá tải hàng hóa

+ Thông tin không thể cập nhật thường xuyên trên nhiều nền tảng theo thời gian thực

2.2 Nhà kho thông minh

Nhà kho thông minh là những công trình sử dụng kết hợp nhiều công nghệ, bao gồm cả trí tuệ nhân tạo AI và IoT (Internet of Things) để mang lại lợi ích vượt trội trong chuỗi cung ứng sản phẩm Được xây dựng trên nền tảng cấu trúc có khả năng nâng cấp bao gồm tất cả công nghệ mới nhất, trần kho cao hơn đáp ứng nhu cầu mở rộng kho

Nhà kho thông minh có 2 loại:

+ Nhà kho bán tự động: Các nhà kho thuộc loại này có công nghệ cao hơn so với các nhà kho kiểu truyền thống, mặc dù lực lượng vẫn đóng vai trò quan trọng Các nhà kho này thường dựa trên một số giải pháp công nghệ tự động có sẵn trên thị trường và sử dụng hệ thống quản lý kho hàng (WMS – Warehouse Management System) (như hình thể hiện ở dưới)

Hình 2.2 Nhà kho bán tự động (Nguồn: Internet) [2]

+ Nhà kho tự động: Các nhà kho kiểu này là nơi sử dụng nhiều loại công nghệ tiên tiến Chúng được thiết kế hoàn toàn với các hệ thống lưu trữ tự động như: cất và lấy hàng hóa/pallet một cách tự động, có băng tải, cần cẩu xếp hàng hóa, xe trung

chuyển pallet tự động (như hình thể hiện ở dưới) Việc lưu trữ/cất tất cả các loại hàng hóa từ nặng đến nhẹ hầu hết đều được vận chuyển bởi các robot di động tự động hoàn toàn

Hình 2.3 Nhà kho tự động (Nguồn: Intermet) [2] [3]

2.2.1 Ưu điểm

+ Công nghệ IoT cho phép tạo ra một vị trí thông minh trong hệ thống quản lý giúp thu thập số lượng lớn dữ liệu giúp việc giám sát và điều chỉnh quá trình hoạt động được dễ dàng

+ Kết cấu dạng module tiêu chuẩn giúp thi công nhanh chóng, mở rộng dễ dàng

và linh hoạt trong bảo trì, bảo dưỡng

+ Hệ số sử dụng gấp 3 lần so với kho kho thông thường

+ Tiết kiệm chi phí vận hành và tự động hóa do tối ưu được thời gian sử dụng máy móc, thiết bị

+ Loại bỏ lãng phí nhân công, giảm thiểu vấn đề sai sót hỏng hóc tối đa

2.2.2 Nhược điểm

+ Chi phí đầu tư ban đầu tương đối cao hoặc quá cao

+ Quy trình và bố trí nhà kho yêu cầu cao về khả năng công nghệ, máy móc thiết

bị

+ Nhân sự cần có trình độ chuyên môn cao để thực hiện và duy trì hệ thống

+ Cần phải có các kỹ năng và chuyên môn mới để thực hiện và duy trì vận hành

hệ thống hiện hành

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VỀ CÁC CÔNG NGHỆ

TRONG LƯU KHO TỰ ĐỘNG

3.1 Các phương pháp đặc tính thiết kế

3.1.1 Phương pháp lưu kho tự động dựa trên xe trung chuyển

Hình 3.1 Hệ thống lưu kho tự động dựa trên xe trung chuyển (Nguồn: Internet)

[4]

Hệ thống lưu kho tự động dựa trên xe trung chuyển này nhận pallet/thùng carton từ băng tải con lăn, cần trục hay cánh tay robot công nghiệp sau đó cung cấp hàng xuất/nhập kho Với khả năng có thể di chuyển tiến, lùi như con thoi hoặc “bot” chạy trên đường ray giữa một cấu trúc giá đỡ (như hình thể hiện ở trên) Xe trung chuyển có thể xoay 90 độ một cách linh hoạt giúp đưa các pallet/thùng carton vào

vị trí ô lưu kho Khi một mặt hàng được yêu cầu, xe trung chuyển sẽ di chuyển đến

vị trí của sản phẩm và lấy pallet/thùng carton có chứa mặt hàng được yêu cầu Sau

đó, nó sẽ trực tiếp đến băng tải Hệ thống được lập trình để chọn cách thức di chuyển

xe trung chuyển sao cho có thể lấy hàng hóa ra nhanh nhất Những đặc điểm nổi bật của hệ thống này gồm:

+ Không cần phải sử dụng sức người để nâng thùng carton/pallet nặng + Tiết kiệm được không gian di chuyển

+ Được lập trình sẵn để di chuyển một cách linh hoạt

3.1.2 Phương pháp lưu kho tự động dựa trên băng chuyền

Hệ thống lưu kho tự động dựa trên băng chuyền bao gồm các thùng sản phẩm

và hàng tồn kho quay liên tục dọc theo đường (như hình thể hiện ở dưới) Khi người vận hành yêu cầu một mặt hàng cụ thể, hệ thống sẽ tự động xoay để tiếp cận thùng phù hợp để có thể chọn mặt hàng đó Một đèn tích hợp sẽ cho người chọn biết băng chuyền, giá và mặt hàng cần chọn Hệ thống này dựa trên băng chuyền bao gồm các băng chuyền ngang hoặc dọc phù hợp với mặt hàng yêu cầu

Hình 3.2 Hệ thống lưu kho tự động dựa trên băng chuyền (Nguồn:

Internet) [5]

Đặc điểm lưu kho tự động dựa trên băng chuyền:

- Tiết kiệm diện tích đường đi

- Phù hợp với nhà kho có quy mô lớn

- Cất trữ được nhiều hàng hóa

3.1.3 Phương pháp lưu kho tự động dựa trên robot di động tự động (AMR)

Hệ thống lưu kho tự động dựa trên robot di động tự động đề cập đến bất kỳ hình thức lưu trữ và truy xuất tự động bằng cách sử dụng những robot AMR (như hình thể hiện ở dưới) Trong các nhà kho lưu trữ tự động thì robot AMR sẽ đóng vai trò là những người công nhân vận chuyển hàng hóa đến vị trí đã được lập trình sẵn Robot AMR có thể tính toán ra các tuyến đường của riêng chúng để chúng có thể chọn con đường tốt nhất và an toàn nhất để di chuyển trong quá trình thực hiện nhiệm vụ của mình, đồng thời có thể thực hiện hầu hết các nhiệm vụ trong nhà kho như vận chuyển, lấy hàng, giao hàng và sắp xếp hàng hóa ngay cả trong môi trường nguy hiểm hoặc độc hại Đặc điểm khi sử dụng robot AMR trong hệ thống lưu kho

tự động là:

+ Giảm thiểu tai nạn, thương tích khi sử dụng xe nâng hàng

+ Giảm bớt việc lao động bằng sức lực của nhân công

+ Giúp cho công nhân tập trung vào việc khác

+ Nhanh chóng và hiệu quả trong việc vận chuyển hàng hóa qua lại trong kho

Hình 3.3 Hệ thống lưu kho tự động dựa trên robot di động tự động (Nguồn:

Internet) [5]

3.1.4 Phương pháp lưu kho tự động kiểu truyền thống

Hệ thống lưu kho tự động kiểu truyền thống (như hình thể hiện ở dưới) bao gồm:

+ Xe vận chuyển

+ Thiết bị cần trục và lối đi (tải trọng nhỏ)

+ Băng chuyền ngang

+ Băng chuyền dọc

+ Mô đun nâng đứng (VLM – Vertical Lift Module)

Hình 3.4 Hệ thống lưu kho tự động kiểu truyền thống (Nguồn: Internet) [5]

Tùy thuộc vào mô hình và kiểu dáng, các hệ thống này đưa hàng hóa tới các

vị trí đã được nhận được lệnh trước đó Chiều cao có thể tối đa hóa từ sàn đến trần nhà Mang lại hiệu quả sử dụng không gian lưu trữ nhà kho mật độ cao và lưu lượng hàng hóa cao

3.1.5 Kết luận đặc tính thiết kế

Qua phân tích đặc điểm và tính khả thi nhóm em thấy hệ thống lưu kho tự động kiểu truyền thống có hiểu quả tối ưu nhất về công năng cùng với đó là khả năng để thực hiên mô hình cung khả quan nhất để thực hiện

3.2 Các phương pháp điều khiển

3.2.1 PLC

a) Kiến trúc

PLC (bộ điều khiển lập trình) có thể được coi là một bộ vi điều khiển cấp cao

Về cơ bản, nó được tạo thành từ một module bộ xử lý, nguồn điện và các module I / O Module bộ xử lý bao gồm bộ xử lý trung tâm (CPU) và bộ nhớ Ngoài ra đối với bộ vi xử lý, CPU cũng chứa ít nhất một giao diện có thể được lập trình (USB, Ethernet hoặc RS232) cùng với các mạng giao tiếp Nguồn điện thường là một module riêng biệt và các module I / O tách biệt với bộ xử lý Các module I / O bao gồm bộ phận gián đoạn (bật / tắt), analog (biến thiên liên tục) và các module đặc biệt như điều khiển chuyển động hoặc bộ đếm tốc độ cao Các thiết bị hiện trường được kết nối với các module I / O

Tùy thuộc vào số lượng module I / O mà PLC sở hữu, chúng có thể nằm trong cùng một vỏ với PLC hoặc trong một vỏ riêng biệt

b) Giao diện

PLC được thiết kế tiêu chuẩn để giao tiếp với các cảm biến, bộ truyền động và module giao tiếp cấp công nghiệp và do đó định mức dòng điện và điện áp thường không tương thích với bộ vi điều khiển không có phần cứng bổ sung

PLC thường sử dụng cáp Ethernet và một số dòng cáp RS-serial như RS-232, RS-485 để giao tiếp Sự ra đời của Internet công nghiệp ngày nay đang tạo ra sự gia tăng về số lượng các thiết bị PLC được kết nối có khả năng truyền dữ liệu qua các giao diện giao tiếp không dây

c) Hiệu suất, độ bền và độ tin cậy

PLC được thiết kế để sử dụng trong công nghiệp và do đó đã được củng cố để

có thể chịu được một số điều kiện bất lợi liên quan đến môi trường như phạm vi nhiệt độ khắc nghiệt, nhiễu điện, xử lý thô và độ rung cao PLC cũng là một ví dụ điển hình về hệ thống hoạt động theo thời gian thực do khả năng tạo ra kết quả đầu

ra (Output) trong thời gian ngắn nhất có thể sau khi đánh giá đầu vào (Input) Điều

này rất quan trọng trong hệ thống công nghiệp vì thời gian là một phần lớn của nhà máy và quy trình sản xuất

d) Lập trình

PLC hiện đang được lập trình bằng các ngôn ngữ như C, C ++ và basic nhưng tất cả các PLC nói chung vẫn tuân thủ tiêu chuẩn hệ thống điều khiển IEC 61131/3 của ngành và hỗ trợ các ngôn ngữ lập trình được quy định bởi tiêu chuẩn bao gồm:

sơ đồ bậc thang, văn bản có cấu trúc, sơ đồ khối chức năng, danh sách lệnh và lưu

đồ tuần tự

PLC ngày nay thường được lập trình thông qua phần mềm ứng dụng dựa trên bất kỳ ngôn ngữ nào, chạy trên PC được kết nối với PLC bằng bất kỳ giao diện nào, USB, Ethernet, RS-232, RS-485, RS-422

3.2.2 Vi điều khiển

a) Kiến trúc

Kiến trúc của PLC được mô tả ở trên phần nào giống với vi điều khiển về mặt cấu thành, nhưng vi điều khiển thực hiện mọi thứ trên một chip duy nhất, từ CPU đến các cổng I / O và các giao diện cần thiết để giao tiếp với bên ngoài

b) Giao diện

Bộ vi điều khiển cũng có các cảm biến, bộ truyền động và module được thiết

kế để đáp ứng các nhu cầu cụ thể mà có thể khó giao tiếp với PLC Tuy nhiên, nó thường được thiết kế để xử lý chỉ vài 100 I / O Một số kỹ thuật có thể tăng IO của

vi điều khiển, và cũng có thể làm được với PLC

c) Hiệu suất, Độ bền và Độ tin cậy

Các bộ vi điều khiển kém cứng cáp hơn Nó không được thiết kế để hoạt động như các thiết bị độc lập như PLC Nó được thiết kế để nhúng vào hệ thống do đó bên ngoài sẽ kém cứng cáp hơn so với PLC Vì những lý do này, bộ vi điều khiển

có thể bị lỗi khi được triển khai trong một số tình huống nhất định vì các chip này rất dễ vỡ và có thể dễ dàng bị hỏng

d) Lập trình

Được lập trình bằng các ngôn ngữ cấp thấp như assembly hoặc các ngôn ngữ cấp cao như C và C ++ cùng những ngôn ngữ khác, thường được lập trình thông qua phần mềm ứng dụng chạy trên PC và chúng thường được kết nối với PC thông qua một phần cứng bổ sung thường được gọi là bộ lập trình

+ Dễ dàng bảo quản, sữa chữa

+ Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chưa được những chương trình phức tạp

+ Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp

+ Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như máy tính, nối mạng, các module mở rộng

+ Thay thế cho các phần cứng relay, dây nối và các logic thời gian Tuy nhiên bên cạnh đó đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ

+ Giá thành phần cứng cao, một số hãng phải mua thêm phần mềm để lập trình + Đòi hỏi người sử dụng phải có trình độ chuyên môn cao

b) Vi điều khiển

+ Cài đặt thư viện nhanh, gọn, nhẹ trên Arduino IDE

+ Các thư viện cũ và mới được Update liên tục

+ Có đầy đủ các chân I/O (Digital/Analog/PWM/Timer) giúp thực hiện khá nhiều dự

Qua phân tích về giải pháp điều khiển nhóm chúng em quyết định chọn giải pháp điều khiển là dùng PLC

3.3 Các phương pháp hiển thị giám sát

3.3.1 Phương pháp giám sát trên máy tính

Giám sát trên máy tính là một trong những phương pháp phổ biến nhất đến tận bây giờ Với máy tính xách tay (laptop), chúng ta có thể giám sát mô phỏng cách làm việc của các thiết bị, hệ thống thông qua các giao thức trực tiếp như Ethernet, RS-232, USB

Để có thể kết nối được với máy tính thì trên máy tính cần phải có 2 cổng chủ yếu: cổng giao tiếp (USB, RS-232), cổng Ethernet (như hình thể hiện ở dưới)

Hình 3.5 Giao thức bằng cổng Ethernet và cổng nối tiếp RS-232 (Nguồn:

Internet) [6] [7]

Cổng giao tiếp RS-232 là cổng giao tiếp sử dụng phương thức truyền thông song công, có nghĩa là phương thức truyền thông 2 chiều Nó cho phép thiết bị hoạt động được ở 2 chức năng là thu và phát, dữ liệu được truyền đi trên cả 2 hướng RS-232 là cổng giao tiếp nối tiếp được sử dụng phổ biến nhất vào những năm trước,

và cho đến ngày nay nó vẫn là một cách để truyền dữ liệu nối tiếp theo hình thức nối tiếp quan trọng Dù còn nhiều hạn chế so với chuẩn giao tiếp song song nhưng hình thức này sẽ tiết kiệm được rất nhiều chi phí khi truyền dữ liệu dài RS232 truyền dữ liệu theo từng bit, tốc độ truyền của chúng thường được dùng là 9600,

14400, 28800 và 33600

Đặc điểm của RS-232 là:

+ Được ứng dụng phổ biến với mức chi phí rẻ nhất

+ Chuẩn giao tiếp đơn giản, tương thích kết nối với nhiều thiết bị

+ Khả năng chống nhiễu tốt với tốc độ truyền được đánh giá khá ổn

+ Cổng RS-232 có thể cấp quyền cho các thiết bị khác

+ Dễ dàng lắp đặt, lắp và tháo ra dễ dàng

Ethernet (LAN) được biết đến là một dạng công nghệ thông tin dùng để kết nối tất cả các mạng LAN cục bộ, tại đó, các thiết bị có thể giao tiếp với nhau thông

qua một giao thức truyền thông chung Nói một cách khác, Ethernet là một hệ thống tập hợp các dây vật lý để dữ liệu có thể truyền qua

Đặc điểm của Ethernet:

+ Không thường xuyên bị gián đoạn

+ Tốc độ truyền rất ổn định

+ Đảm bảo mức độ bảo mật và kiểm soát đường dây và dữ liệu một cách tốt nhất

Hình 3.6 Cáp Ethernet và cáp giao tiếp RS-232 (Nguồn: Internet)

3.3.2 Phương pháp hiển thị trên HMI

Hình 3.7 Giám sát trên HMI (Nguồn: Internet) [8]

HMI là từ viết tắt của Human – Machine – Interface, nghĩa là thiết bị giao tiếp giữa người vận hành và máy móc thiết bị Nói một cách chính xác, bất cứ cách nào

mà con người giao tiếp với một máy móc qua một màn hình giao diện đều được gọi

là HMI Các thành phần của HMI bao gồm: vỏ, khung, màn hình, các thiết bị vi

mạch điện tử,…

- Chức năng phần cứng của HMI

+ Màn hình: Có chức năng cảm ứng để người vận hành có thể chạm tay vào để điều khiển các thao tác trên đó như 1 điện thoại smartphone hiện tại

mà chúng ta hay dùng hằng ngày Ngoài ra màn hình còn dùng để hiển thị các trạng thái cũng như các tín hiệu hoạt động của máy và thiết bị tùy thuộc vào nhu cầu người dùng và do người lập trình code

+ Các phím bấm

+ Chip: CPU của màn hình

+ Bộ nhớ chương trình: ROM, RAM, EPROM/Flash,…

- Chức năng phần mềm của HMI:

+ Các hàm và lệnh + Phần mềm phát triển + Các công cụ xây dựng HMI + Các công cụ kết nối, nạp chương trình và gỡ rối + Các công cụ mô phỏng

- Truyền thông:

+ Các giao thức truyền thông: Modbus, CANbus, PPI, MPI, PROFIBUS,…

+ Các cổng truyền thông: RS-232, RS-485, Ethernet, USB,…

3.3.3 Kết luận phương pháp hiển thị

Qua tìm hiểu về tính năng cùng ưu nhược điểm của hai hình thức hiển thị nhóm em quyết định chọn cả 2 phương pháp hiển thị và giám sát thông qua cổng giao tiếp RS-232 và HMI bằng cổng RS-485 vì một phương pháp dùng để hiển thị

và vận hành (HMI) và một phương pháp dùng để hiển thị và giám sát, chỉnh sửa nếu có vấn đề xảy ra (máy tính, cổng giao tiếp RS-232)

3.4 Chọn giải pháp cuối cùng

Sau khi tiến hành phân tích nhóm tác giả tiến hành đánh giá và lựa chọn xem

đây có phải là giải pháp tối ưu nhất để tiến hành thực hiện hóa giải pháp Việc đánh giá lựa chọn giải pháp được thực hiện với các tiêu chí sau:

- Khả năng thực hiện mô hình

- Giải pháp có tính sáng tạo

- Giải pháp có tính thực tiễn và phát triển

Sau khi đánh giá qua các tiêu chí, nhóm tác giả quyết định chọn tổng hợp ba giải pháp nêu trên chọn ra những điểm phù hợp và chưa phù hợp của từng giải pháp

để thống nhất đi đến giải pháp cuối cùng cụ thể như sau: “Thiết kế mô hình hệ

thống lưu kho tự động”, bằng hệ thống lưu kho tự động kiểu truyền thống hiển thị

qua HMI và máy tính được điều khiển bằng PLC

3.5 Xác định cấu hình và giới thiệu các thành phần thực hiện mô hình

- Kệ để hàng hay kho chứa hàng sẽ là nơi chứa các đơn hàng được đưa vào/lấy

ra, được chia thành các ô chứa hàng, mỗi vị trí đều được cấu tạo giống nhau

và có thể chứa được tối đa một đơn hàng

GX Works2 là một phần mềm lập trình cho các các dòng PLC Mitsubishi như:

FX (FX3U trở xuống), Q, L, QS, QnA, A, S do chính hãng phát triển với giao diện trực quan, thao tác mượt, có hỗ trợ thêm các ngôn ngữ lập trình khác như là FBD (Function Block Diagram), SFC (Sequential Function Chart),… và là một công cụ lập trình dùng để thiết kế, gỡ lỗi và duy trì chương trình trên Windows

Chức năng chính của GX Works2:

+ Lập trình

+ Cài đặt tham số

+ Viết/đọc dữ liệu đến/từ một CPU điều khiển khả trình

+ Quan sát/soát lỗi

+ Chuẩn đoán

Ưu điểm của GX Works2:

+ Chọn các loại dự án (dự án đơn giản hoặc dự án cấu trúc)

+ Tăng cường khả năng sử dụng chương trình

+ Chia sẻ đơn vị tổ chức chương trình (POU) như một thư viện

+ Sử dụng nhiều ngôn ngữ lập trình

+ Sửa lỗi ngoại tuyến

+ Tùy chỉnh bố cục màn hình theo mong muốn người dùng

3.5.3 Thông số kỹ thuật và tính năng của mô hình

+ HMI Weintek MT6070iH

Tính năng: Khi mô hình hoạt động, hệ thống sẽ tự động lấy hàng từ băng tải và cất hàng trong các ô khoang chứa từ đó tiết kiệm được thời gian cho người quản lý kho và không gian trong nhà kho, quá trình mô hình vận hành sẽ được giám sát trên

màn hình HMI và chỉnh sửa lại chương trình trên máy tính nếu mô hình có vấn đề phát sinh thông qua PLC kết nối với máy tính bằng cáp RS-485

3.6 Kết luận

Sau khi đã hình dung và phác thảo sơ bộ về mô hình, nhóm đã bắt đầu tiến hành tính toán, thiết kế mô phỏng 3D và mua những vật liệu, công cụ, linh kiện điện tử cần thiết để lắp ráp mô hình

Chương 4: THIẾT KẾ MÔ HÌNH LƯU KHO TỰ

ĐỘNG

4.1 Lên ý tưởng thiết kế

Trước khi bắt đầu thiết kế, nhóm đã tham khảo trên mạng lẫn cả ngoài thực tế

để nghiên cứu cách lắp ráp các hệ truyền chuyển động cơ khí, lựa chọn loại PLC dùng để lập trình và điều khiển, so sánh giữa động cơ bước và động cơ servo để truyền động

4.2 Thiết kế cơ khí động lực học cho mô hình

4.2.1 Thanh trượt

4.2.1.1 Thanh trượt vuông

Thanh trượt vuông hay còn gọi là ray trượt vuông là một thiết bị dẫn hướng hoạt động trên sự chuyển động tịnh tiến giữa con trượt và thanh trượt vuông, được tích hợp trong các cơ cấu máy như: máy CNC cơ khí, máy CNC gỗ, máy Plasma, robot

và các loại máy tự động hóa khác,…

❖ Ưu điểm của thanh trượt vuông:

+ Độ chính xác và độ bền cao

+ Chuyển động mượt mà

+ Chịu tải trọng cao

+ Lắp đặt dễ dàng

+ Không có độ rơ, lắc ngang

❖ Nhược điểm của thanh trượt vuông:

+ Giá thành cao

+ Đòi hỏi phải lắp đặt trên mặt phẳng

Hình 4.1 Thanh trượt vuông (Nguồn: Internet)

Thanh trượt vuông bao gồm 2 sản phẩm liên kết với nhau: Ray trượt vuông và con trượt vuông Nó có thể hấp thụ lực từ bốn hướng tùy thuộc vào vị trí cần lắp đặt hay hướng chịu lực

Thanh trượt thường được cố định chặt trên bề mặt máy, con trượt được gắn vào chi tiết máy cần chuyển động tuyến tính

4.2.1.2 Thanh trượt tròn

Thanh trượt tròn hay còn gọi là ty trượt tròn là một thiết bị dẫn hướng tiêu chuẩn với thiết kế dạng ty tròn, bề ngoài của ty trượt tròn được mạ thêm một lớp Crom nhằm giúp cho con trượt tròn chuyển động nhẹ nhàng, làm giảm tiếng ồn và bảo quản được tốt hơn Bên cạnh việc sử dụng con trượt tròn, để cơ cấu này hoạt động hiệu quả đòi hỏi cần phải sử dụng thêm một số sản phẩm phụ trợ cơ khí khác như gối đỡ con trượt tròn, bạc đạn trượt tròn,…

Cũng giống như thanh trượt vuông, thanh trượt bao gồm 2 sản phẩm là ty trượt tròn và con trượt tròn Ngoài thanh trượt tròn đã nói trên, còn có loại thanh trượt tròn có đế với cái đế dùng để làm bộ phần cố định và giúp nâng đỡ bộ thanh trượt tròn

Hình 4.2 Thanh trượt tròn (Nguồn: Internet)

❖ Ưu điểm của thanh trượt tròn:

+ Phát ra tiếng ồn khi chuyển động

+ Khả năng bị võng trong quá trình chuyển động trượt nếu chịu tải trọng cao

4.2.1.3 Kết luận

Chọn phương án sử dụng cơ cấu trượt là thanh trượt tròn làm cơ cấu chuyển động cho trục X Nhóm quyết định chọn phương án này là vì thiết kế cơ khí đơn giản, giá thành rẻ phù hợp với sinh viên và không cần tải trọng nặng Đảm bảo được các yêu cầu một hệ thống lưu kho ở mức độ mô hình ứng dụng học tập, sử dụng con trượt tròn làm cho miếng pad di chuyển dễ dàng hơn

4.2.2 Bộ truyền động cho hệ thống

Trong quá trình tìm hiểu tài liệu và vận dụng các kiến thức thực tế chúng em đưa ra 2 ý tưởng về bộ truyền động của mô hình như sau:

• Phương pháp sử dụng bộ truyền trục vít me:

Bộ truyền động trục vít me là thiết bị hỗ trợ chuyển động tịnh tiến gồm hai thành phần là đai ốc và thanh trượt chuyên dụng Dọc thân thanh trượt của bộ thiết

bị truyền động trục vít me có các đường ren cách đều nhau Bên trong đai ốc cũng

có các rãnh ren tương ứng và tổ hợp các viên bi được thiết kế để di chuyển với hành trình tuần hoàn Những viên bi này có chức năng tạo chuyển động cho bộ vít

me và cũng là chi tiết quan trọng nhất khi dẫn hướng

Bộ truyền động sử dụng góc xoắn của các đường ren trong đai ốc kết hợp với các đường ren trên thân ti trượt để biến chuyển động xoay thành chuyển động tịnh

tiến cho cả đai ốc Tiếp xúc điểm tạo ra giữa các viên bi với đường rảnh trong đai

ốc và trên ti trượt cung cấp hệ số ma sát thấp Vì vậy mà bộ truyền động vít me mang lại hiệu quả cao, khả năng chịu tải và độ chính xác đáng kể cho các ứng dụng truyền tải tịnh tiến

Hình 4.3 Bộ truyền động trục vít me (Nguồn: Internet)

Hình 4.4 Sơ đồ động học sử dụng trục vít me (Nguồn: Tự vẽ bằng PowerPoint)

Với các thành phần bao gồm:

1) Khung trục

2) Động cơ