Hệ thống triển lãm xe ôtô 4 bánh theo tầng cao với sự vận chuyển tay máy quản lý bằng máy tính

FMS Flexible Manufacturing System tạm dịch là hệ thống sản xuất linh hoạt, là hệ thống của những máy tự động được bố trí để làm nhiều công đoạn khác nhau để thực hiện những công việc ri

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO -

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ TỰ ĐỘNG VÀ ROBOT NGÀNH CƠ TIN KỸ THUẬT

00000

LUAN AN TOT NGHIEP

Dé tai:

HE THONG TRIEN LAM XE OTO BON BANH THEO

TANG CAO VGI SU VAN CHUYEN TAY MAY QUAN

LY BANG MAY TINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ

Trường ĐH Kỹ Thuật Cộng Nghệ NGHĨA VIỆT NAM

Khoa Cơ Khí Tự Động và Robot Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Hệ thống triễn lãm xe ôtô 4 bánh theo tầng cao với sự vận chuyển tay

máy quản lý bằng máy tính

Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu) :

- Thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tự động phục vụ ở khu triễn lãm

xe hơi

- Khi cần loại xe nào ở kho số mấy chỉ cần nhập vào máy tính số kho đó

và nhấn ENTER thì hệ thống sẽ tự lấy xe ra và đặt đúng nơi hay cất vào kho

- Khối lượng cho mỗi xe là 1200kg

Ngày giao nhiêm vụ Đồ án : 08/04/05

Ngày hoàn thành nhiêm vụ : 18/07/05

ATH BONG-ROBOT — ~ ‘al TS

§⁄ mn ie 2

Th.S Lê Văn Tiến Dũng Th.S Lê Văn Tiến Dũng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA Trường ĐH Kỹ Thuật Cộng Nghệ VIỆT NAM

36K ook oe 2 ok ok ok

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

HỌ VÀ TÊN : Nguyễn Thái Thuận MSSV : 00ĐCTI109

NGÀNH : CơTin Kỹ Thuật LỚP : 00ĐÐCT0I

Dau dé Dé an:

Hệ thống triễn lãm xe ôtô 4 bánh tầng cao với sự vận chuyển tay máy quản lý bằng máy tính

Nhiêm vu (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu) :

- Thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tự động phục vụ ở khu triễn lãm xe hơi -_ Khi cần loại xe nào ở kho số mấy chỉ cần nhập vào máy tính số kho đó và nhấn ENTER thì hệ thống sẽ tự lấy xe ra và đặt đúng nơi hay cất vào kho

- Khối lượng cho mỗi xe là 1200kg

Ngày giao nhiệm vụ Đề án : 08/04/05

Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 18/07/05

Ngày tháng J năm 2005

a

(ky val hi ro RoE (ky va ghi rõ họ tên)

BỘ GIÁO DỤC và ĐÀO TẠO Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

Đại Học DL Kỹ Thuật Công Nghệ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Khoa Cơ Khí Tự Động — Robot Tp.HCM Ngày Tháng Năm 2005

2 Để tài : Hệ thống triễn lãm xe ôtô 4 bánh tng cao với sự vận chuyển tay

máy quản lý bằng máy tính

3 Tổng quát về bản thuyết minh :

Số trang _ Số chương

Số bảng số liệu Số hình vẽ

Số tài liệu tham khảo Phần mềm tính toán

Hiện vật (sản phẩm)

4 Tổng quát về các bản vẽ :

Tổng số bản vẽ :

Bản AO : Bản AL: Ecve Bản A2 : Bản A3 : Bản A4

Số bản vẽ vẽ tay : Số bản vẽ trên máy tính :

5 Nội dung và những ưu điểm chính :

ge ‘tte ie oe

Th.S Lê Văn Tiến Dũng

BỘ GIÁO DỤC và ĐÀO TẠO Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

Số tài liệu tham khảo Phần mềm tính toán

Hiện vật (sản phẩm) Thuyết Minh bằng máy tính

LỜI CÁM ƠN

Chúng em trân trọng cảm ơn các thầy cô Trường Đại Học Kỹ

Thuật TP.HCM đã giảng dạy trong thời gian qua, cảm ơn các thầy

trong khoa Cơ khí tự động và RoBot đã tạo điều kiện để chúng em

thực hiện đề tài này

Được sự hướng dẫn tận tình của thầy Lê Văn Tiến Dũng, và sự

giúp đỡ nhiệt tình của bạn bè, những cố gắng rất nhiều của bản thân,

sau cùng thì nhiệm vụ cũng được hoàn thành

; Chúng em chân thành cám ơn quý thầy cô đã dạy bảo chúng em

? trong suốt 4 năm học ở trường, cám ơn tất cả các ban lớp cơ tin đã

giúp đỡ rất nhiều trong quá trình học tập

Và một lần nữa,chúng em xin chân thành cám ơn thây Lê Văn

Tiến Dũng đã thật tận tình hướng dẫn để chúng em hoàn thành được

đồ án này

`

_ SVTH:

NGUYÊN THÁI THUẬN

TRAN THI NGOC NHUNG

TP.HO CHi MINH — THANG 7/2005

"nà

tiêu dùng.Tuy nhiên, tổ chức thành công một cuộc triễn lãm là công việc khó

khăn, bao gồm nhiều công đoạn Trong đó các nhà sản xuất quan tâm nhiều

đến công việc vận chuyển và sản xuất sản phẩm của họ sao cho an toàn cho

công nhân và tiện lợi cho khách tham quan Điều này quan trọng hơn khi đối

tượng triễn lãm là những sản phẫm, những chiếc xe có khối lượng khá nặng và

số lượng nhiều Để tránh các rủi ro trong công việc, cũng như giảm bớt sức lao động của con người, tăng hiệu suất trong công việc, tăng khả năng quản lý thì

việc tìm ra một giải pháp tự động hoá công việc trên đang được gấp rút tiến

hành

Với để tài “Thiết kế , xây dựng hệ thống trién lãm xe ôtô 4 bánh theo

tầng cao với sự vận chuyển tay máy quản lý bằng máy tính” em mong được

góp thêm chút kiến thức cho việc nghiên cứu để tài này

Nhiệm vụ cụ thể của để tài như sau:

- Thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tự động phục vụ ở khu triễn lãm xe hơi

- Khi cần loại xe nào ở kho số mấy chỉ cần nhập vào máy tính số kho đó

và nhấn ENTER thì hệ thống sẽ tự lấy xe ra và đặt đúng nơi hay cất vào kho

- Khối lượng cho mỗi xe là 1200kg

- Để làm rõ hơn về để tài này em có xây dựng một mô hình thu nhỏ mô

phỏng cho hệ thống này

Mong rằng qua đồ án này chúng em sẽ học hỏi thêm nhiều kinh nghiệm

và thêm chút kiến thức để góp phân giảm thiểu sự nguy hiểm, sức lao động của

con người trong công việc

5 Bố trí rôbôt làm việc ở giữa hệ thống

CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG LƯU VÀ XUẤT KHO

HI - Các kiểu vận chuyển vật liệu trong hệ thống kho

1 Vận chuyển bằng băng tải

2 Vận chuyển bằng cần trục

3 Kết hợp giữa cần trục và băng tải

trang 1

trang 2 trang 2 trang 2 trang 2

trang 3 trang 3 trang 6 trang 6

trang 7

trang 8

trang 8 trang 10

trang 11 trang 12 trang 13

trang 15

trang 16

trang 17 trang 17

trang 18 trang 19 trang 19

trang 20

trang 21

CHUONG3 THIET KE HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN

TỰ ĐỘNG Ở KHU TRIÊN LAM XE

TII - Phân tích, chọn phương án thiết kế trang 23

A - Chọn phương án thiết kế truyền động theo

phươngX, phương Y, trang 23

IV Thiết kế và tính toán hệ thống cơ khí theo

phương án 1 đã chọn trang 26

2 Nguyên lý hoạt động trang 27

V - Thiết kế mô hình theo phương án 2 trang 32

1 Kho lưu trữ trang 32

3 Thiết kế mô hình hệ thống vận chuyển hoàn chỉnh trang 40

CHUONG 4 GIGI THIEU BO PLC CUA SIMATIC S7-200,

LAP TRINH, THI CONG MACH DIEN trang 41

I - Giới thiệu bộ plc của simatic s7-200 trang 42

2 Lập sơ đồ hệ thống điện trang 50

3 Cách xác định vị trí của hệ thống trang 53

4 Qui định địa chỉ cho phần cứng kết nối với PLC trang 58

CHƯƠNG V THIẾT KẾ GIAO DIỆN VÀ MÔ PHỎNG

BẰNG VB

II— Giao diện hoàn chỉnh trang 82

trang 87

IV Hướng phát triển của để tài trang 88

CHƯƠNG 1 ;

TONG QUAN VE HE THONG FMS

I Lịch sử ra đời

II Hệ thống FMS là gì?

1.Khái niệm về hệ thống EMS

2 Các yếu tố tạo nên sự linh hoạt trong hệ théng FMS

Ill Các thành phần của FMS

1 Các trạm làm việc (Workstations)

1.1 - Trạm gia công (Cell)

1.2 - Trạm tải và dỡ hang (Load/Unload)

1.3 - Các trạm gia công khác (Other Stations)

1.4 - Các trạm lắp ráp (Assembly Stations)

2 Hệ thống kho lưu trữ (Storage System)

3 Hệ thống điều khiển máy vỉ tính (Computer Control

I- LICH SU RA ĐỜI

Khái niệm đầu tiên về hệ thống EMS được đưa ra bởi một kỹ sư người Anh

có tên là David Williamson, ông sống và làm việc cho công ty Molins vào giữa

thập niên 1960 Và hệ thống sản xuất linh hoạt đầu tiên được ra đời, nó được gọi là

“ hệ thống 24” vì nó có thể làm việc suốt 24h/ngày khi có người vận hành máy, và

làm việc liên tục trong 16h không cần sự can thiệp của các thao tác viên

Hệ thống sản xuất theo kiểu này được điêu khiển bằng máy vỉ tính Tuy nhiên, hệ thống máy này rất công kểnh, phức tạp và chỉ đơn thuần là thực hiện từng

công đoạn riêng biệt chứ không có nhiều chức năng như bây giờ, nhưng dù sao hệ thống máy đầu tiên này đã mở ra những bước tiến nhảy vọt cho con người trong sản

xuất chế tạo và vận chuyển

Và một trong các hệ thống EMS đầu tiên được lắp đặt và sử dụng tại Mỹ

cũng vào năm1967

Vào năm 1969 hệ thống này được sử dụng đầu tiên ở Đức

Tiếp đến năm 1972 nó được triển lãm ở Nga

Sau đó hãng Fuji Xerox của Nhật sử dụng đầu tiên hệ thống này ở châu Âu

Đến năm 1985 trên thế giới đã có khoảng 300 hệ thống sản xuất FMS và

riêng nước Mỹ đã có tới 25 - 30% trong tổng số lượng hệ thống máy nói trên

Và ngày nay nó phát triển không ngừng ở tất cả các quốc gia trên thế giới cùng với những hệ thống máy vô cùng gọn nhẹ kết hợp với sự điều khiển hết sức

linh hoạt và đa dạng đến hoàn hảo

II- HỆ THONG FMS LA Gi?

1 Khái niệm về FMS

FMS (Flexible Manufacturing System) tạm dịch là hệ thống sản xuất linh hoạt, là hệ thống của những máy tự động được bố trí để làm nhiều công đoạn khác

nhau để thực hiện những công việc riêng lẻ khác nhau nhưng liên tiếp nhau trong

cùng một quá trình sản xuất Trong hệ thống sản xuất này có các kho lưu trữ mà các kho này có thể lưu và xuất một cách tự động và toàn bộ hệ thống sản xuất này

được điều khiển bởi một hệ thống máy vi tính Sở đĩ nó được gọi là “linh hoạt” vì

nó có thể thực hiện được nhiều chức năng khác nhau trong cùng một hệ thống

| Vậy điều gì làm cho hệ thống sản xuất này trở nên linh hoạt?

2 Các yếu tố tạo nên sự linh hoạt trong hệ thống EMS

- Khả năng nhận biết và phân biệt

- Thích nghỉ với sự thay đổi đột ngột của một lệnh mới khi đang thực thi một

lệnh nào đó

Ví dụ khi chương trình điều khiển đang thực hiện một tác vụ nào đó vì một lý

do khác ta cần thực hiện thêm một tác vụ nữa thì hệ thống sẽ nhận biết câu lệnh

mới này mà không cần phải lập trình lại

- Thích nghi với những sự thay đổi về cơ cấu vật lý

2

Ví dụ như cần gắn thêm một bộ phận nào đó thì không cần phải điều chỉnh lại toàn

bộ cơ cấu của hệ thống -

II - CÁC THÀNH PHẦN CỦA FMS_

Một hệ thống EMS cơ bản có 4 thành phân chính sau đây:

- Các trạm làm việc (gồm nhiều tế bào làm việc)

- Hệ thống kho lưu trữ tự động (bao gồm việc lưu và xuất kho tự động)

- Hệ thống điều khiển bằng máy vi tính

- Nguồn nhân lực

1 Các trạm làm việc (Workstations)

Đây là nơi thực hiện các công việc chính của hệ thống như bốc dỡ hàng, gia

công chỉ tiết, lắp ráp các chỉ tiết lại với nhau các trạm làm việc này được thiết kế

dựa trên các nguyên lý làm việc của các máy công cụ CNC

Những ứng dụng chung nhất của hệ thống FMS là sự gia công tại các trạm

gia công, tại các trạm này thường sử dụng các máy công cụ CNC để làm việc chủ

' yếu

Hình minh hoạ cho trạm gia công này:

O trạm tải và dỡ hàng thì hàng hoá có thể được bốc dỡ bằng tay đối với

những hàng hoá nhẹ hay bằng các xe nâng, xe cẩu đối với các hàng hoá nặng, tuy

nhiên ngày nay người ta đã nghiên cứu và thiết kế các hệ thống bốc dỡ hàng hoàn

toàn tự động được gọi là hệ thống lưu và xuất kho tự động

| Tai trạm làm việc này mọi thứ đều được bảo quản sạch sẽ từ các ống khí,

các vòi phun nước và được đặt ở một nơi nhất định dễ thấy

Các trạm này thường được thiết kế cao hơn nền nhà một mức phù hợp và có

hệ thống rào ngăn và loại bỏ các chất thảy không cần thiết

Tại đây cũng được lắp một màn hình biển thị các thông số để trao đổi và nhận biết giữa thao tác viên và hệ thống máy Các bảng chỉ dẫn sử dụng cũng được lấp ở nơi dễ thấy, đễ được các thao tác viên lưu tâm tới

Tại trạm làm việc này mọi việc sẽ phải rất cẩn thận và chính xác vì nó sẽ gây nguy hiểm trực tiếp đến các thao tác viên vì vậy ở trạm này được lắp thêm một hệ thống báo động sẵn sàng làm việc và mọi việc sẽ không được hoạt động khi chưa có một hiệu lệnh sau cùng của thao tác viên

Và sau cùng, tất cả các tình huống này phải được theo dõi thật rõ ràng và

chặc chẽ bởi người điều khiến

Hình ảnh về một trạm tải và dỡ hàng trong EMS:

HÌNH 3

(trạm tải và đỡ hàng)

-1.3 - Các trạm gia công khác (Other Stations)

Tại các trạm này thường đặt các máy như máy ép khuôn, các trạm chuyên

đục lỗ, các trạm cắt xén, trạm uốn cong, trạm dập định hình Ngoài các trạm làm việc nêu trên còn có những trạm chuyên làm sạch các tấm nâng hàng, cung cấp các chất làm nguội chính, hệ thống tập trung phế liệu rồi thảy ra ngoài cho toàn bộ hệ thống FMS

1.4 - Các trạm lắp ráp (Assembly Stations)

Một vài hệ thống được thiết kế chỉ để lắp ráp các sản phẩm, và các hệ thống

này ngày càng được sử dụng rộng rãi thay cho các thao tác bằng tay trong các loạt sản phẩm tiêu biểu, ví dụ như hệ thống lắp ráp xe hơi Tại đây người ta thường đưa

các cánh tay robot công nghiệp vào để thực hiện các tác vụ trên Dưới

¡ đây là hệ thống sản xuất FMS hoàn chỉnh trong các nhà máy,xí nghiệp Hệ thống làm việc, các trạm thực hiện các công việc khác nhau

Hình ảnh về hệ thống hoàn chỉnh trong sản xuất FMS :

HÌNH 4

(các trạm gia công và trạm lắp ráp)

2 Hệ thống điền khiển máy vi tính (Computer Control System)

| - Điều khiển các trạm làm việc

- Điều khiển các công cụ làm việc

(vị trí nơi đặt công cụ, loại công cụ sẽ gắn vào máy để gia công)

- Phân loại sản phẩm

- Kiểm tra hiệu suất làm việc của từng máy

- Chuẩn đoán các hỏng hóc có thể xảy ra

3 Hệ thống kho lưu trữ (Storage System)

Đây là bộ phận quan trọng thứ hai trong hệ thống FMS vì nó dùng để lưu trữ các sản phẩm mà hệ thống làm ra hay các nguyên vật liệu để đưa vào các trạm gia

công Hệ thống này được thiết kế sao cho phù hợp với các tác vụ sau:

- Di chuyển ngẫu nhiên và độc lập các sản phẩm tới một nơi bất kì trong hệ thống và có thể cung cấp nhiều lộ trình khác nhau và thay thế cho nhau khi một trạm làm việc nào đó đang bận

- Xử lý các công việc khác nhau của cấu hình làm việc

- Lưu tạm thời

~ Truy nhập dễ dàng khi tải và đỡ hàng

- Thiết kế phù hợp với sự điều khiển bằng máy tính.

Hình ảnh về kho lưu trữ xết chồng trong hệ thống FMS :

HINH 5

(hệ thống kho có thể nhận và xuất hàng tự động trong FMS)

4 Nguồn nhân lực (Human Resourees)

Dù là hệ thống tự động tối tân đến đâu cũng không thể không kể đến yếu tố

con người, con người sẽ vận hàng và điều khiển toàn bộ hệ thống trên, các công việc cụ thể như sau:

- Chuyển xe vào kho lưu trữ

- Chuyển xe ra khỏi nơi lưu

- Cài đặt các thông số của công cụ làm việc cần thay đổi trong quá trình làm việc

- Sửa chữa bảo trì các trang thiết bị

- Lập trình và thực thi chương trình trong hệ thống

- Và tất nhiên, giám sát toàn bộ hệ thống.

—> 999) La Man Work flow \ ual 000—

nối tiếp nhau trên cùng một đường thẳng, hệ thống vận chuyển được thiết kế để có

thể đi chuyển tới lui trên một thanh dẫn hướng và sẽ thực hiện việc lấy vật liệu từ

bộ phận kho nằm ở đầu trạm và di chuyển theo hướng đến cuối các trạm làm việc,

hệ thống sẽ dừng lại ở mỗi trạm để thực hiện quá trình gia công, sau khi xong phần

việc của trạm đó rồi thì chuyển đến trạm tiếp theo và cứ như thế đến cuối quá trình gia công và hoàn thành một sản phẩm, bộ phận di chuyển không quay lại khi chưa

thực hiện xong một quá trình, ở cuối hệ thống là bộ phận xuất kho

Đối với hệ thống ở hình 7.b thì cũng hoạt động tương tự như hệ thống ở hình 7.a Tuy nhiên bộ phận xuất kho được đặt ở cuối các trạm làm việc và ở mỗi trạm làm việc có thêm các bộ phận vận chuyển phụ giúp việc vận chuyển chính được dễ dàng và thuận tiện hơn

(b) Theo hình chữ nhật

HÌNH 8

Ở cấu hình làm việc như hình §.a thì các trạm làm việc được tổ chức thành một vòng tròn khép kín, và nó phù hợp cho các sản phẩm có hình dạng giống nhau,

bộ phận cấp phôi được đặt ở một đầu của hệ thống và cũng tại đây

các sản phẩm được lấy ra, khác với hệ thống vận chuyển ở hình 7.a,b hệ thống vận chuyển chính ở đây được thiết kế theo dạng vòng tròn khép kín và có thể dừng ở mỗi trạm làm việc để lưu vào hay xuất ra các sản phẩm cần thiết Ngoài ra, ở mỗi

trạm làm việc cũng có hệ thống nhận và xuất hàng cho hệ thống vận chuyển chính

nhằm tránh ách tắc trên đường vận chuyển chính

Ở hình 8.b là một dạng khác của cách bố trí hệ thống theo vòng, đó là cách

sắp xếp theo hình chữ nhật khép kín Bộ phận cấp phôi cũng được đặt ở đầu hệ

thống, bộ phận vận chuyển đi qua các trạm làm việc và dừng ở mỗi trạm để thực

hiện các tác vụ của nó và cứ thế nó di chuyển đến cuối trạm, tại đây sản phẩm được xuất ra ngoài, còn hệ thống tiếp tục đi vòng lại và quay trở về điểm xuất phát

3 Bố trí hệ thống FMS theo dạng bậc thang

¬1m- workflow Mach

Đây là một hệ thống bao gồm các trạm làm việc có dạng vòng kết hợp với

dạng thẳng đứng, tại mỗi điểm đầu các vòng có một trạm làm việc tại đó Kết cấu

theo dạng bậc thang này làm tăng khả năng lấy hàng từ các trạm và chuyển đến

trạm kế tiếp mà không cần một hệ thống vận chuyển phụ của mỗi trạm cùng tham gia Ngoài ra nó còn giảm bớt khoảng cách của các trạm và giảm tối thiểu thời gian

vận chuyển giữa các trạm với nhau Bộ phận cấp phôi được đặt ngay dưới trạm đầu

tiên và cũng là nơi xuất ra các sản phẩm đã hoàn thành

Rech, Redu

Completed + eee Lond

lƯntoad tow

— 806| Ma

Starting workparts

Clog, mach b— Aut

(hệ thống FMS 1am việc theo dạng bậc thang)

Đây là thống kết hợp của kiểu làm việc của nhiều vòng tròn và bậc thang

ghép lại, hệ thống này rất thích hợp cho việc sẵn xuất các bộ phận lớn thường dùng

trong gia đình Tại các trạm làm việc có nhiều loại máy khác nhau và có thể di

chuyển theo nhiều lộ trình khác nhau Ở đầu hệ thống được gắn một bộ điều khiển

các lộ trình di chuyển của bộ phận vận chuyển và bộ phận này có nguồn cung cấp năng lượng riêng thường là bằng pin

Trạm cấp hàng và dỡ hàng được đặt ở một đầu của hệ thống

12

5 Bố trí rôbôt làm việc ở giữa hệ thống

bàn làm việc của máy ⁄

(hệ thống làm việc với sự trợ giúp của rôbôt công nghiệp)

Hệ thống này sử dụng một hay nhiều rôbôt công nghiệp ở giữa các trạm làm

việc, các rôbôt này có thể có các bộ phận gắp và giữ chặt để vận chuyển hàng từ

trạm này sang trạm khác và có thể xoay được, hệ thống này thường được dùngơ3 các bộ phận có dạng hình trụ hay hình vành khuyên,các rôbot này cũng được dùng

ở bộ phận phân loại các sản phẩm khác nhau và loại bỏ những sản phẩm hư hay bị

khuyết tật

13

HÌNH 12

Hình ảnh robot phân loại sản phẩm

14

II Các kiểu vận chuyển vật liệu trong hệ thống kho

1 Vận chuyển bằng băng tải

2 Vận chuyển bằng cần trục

3 Kết hợp giữa cần trục và băng tải

15

I- UNG DUNG

Hệ thống sản xuất linh hoat (FMS) JA mét hệ thống gồm những máy làm

việc rất linh hoạt vì vậy nó được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực chứ

không riêng gì trong công nghiệp do vậy mà hệ thống kho lưu trữ của nó cũng có ứng dụng rộng rãi như những gì mà hệ thống FMS làm được Các ứng dụng cụ thể như sau:

- Dùng trong công nghiệp sản xuất máy bay, hệ thống kho dùng để lưu trữ

các cánh hay các phần thân của máy bay đã được dập định hình hay nguyên vật

liệu khi mới được đưa vào sản xuất Hệ thống lưu và xuất kho tự động được phát huy hết ứng dụng của nó tại đây vì sản phẩm làm ra thường có thể tích và khối

lượng rất lớn mà con người khó có thể đảm nhận nổi

- Tương tự nó cũng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất xe hơi, các công việc mà kho lưu trữ phải đảm nhận cũng như trong công nghiệp sản xuất máy bay

- Hay được dùng trong quân sự để lưu và xuất các tên lửa hạng nặng mà tính

chính xác và khối lượng công việc mà con người phải cần đến hệ thống này

- Ở các thành phố lớn trên thế giới người ta đã ứng dụng việc lưu và xuất

| kho tự động này vào việc giữ xe hơi, mỗi xe sẽ được quét mã số thứ tự và lưu vào

trong máy tính sau đó xe sẽ được một hệ thống nâng của kho chuyển vào kho và

cũng sẽ lấy ra dễ dàng nhờ vào các mã số được quét ban đầu khi xe được đưa vào

- Gần gũi hơn là các két tiễn tự động, khi nhập giá trị của một đơn hàng nào

đó vào trong hệ thống thì tủ sẽ tự động mở ra tương tự để lấy tiền thối lại thì ta

¡ nhập giá trị số tiền cần lấy ra thì kết tiển được mở ra

- Trong tương lai rất gần hệ thống lưu và xuất kho tự động này còn sẽ được

nghiên cứu và hoàn chỉnh nhiều hơn nữa để có thể dùng rộng rãi hơn trong phục vụ

đời sống của con người

16

II- CÁC HỆ THỐNG KHO TIÊU BIEU TRONG HỆ THỐNG LƯU

(hệ thống kho gồm các khối xếp chồng lên nhau)

Hệ thống kho này gồm 2 phần kho chứa sản phẩm ở hai bên, bộ phận lấy sản

phẩm đặt giữa có thể di chuyển lên xuống, qua lại dễ dàng, các thanh kim loại

được ghép lại hết sức đơn giản và dễ mở rộng thêm Ở đầu hệ thống có bộ phận tải

và dỡ hàng,

17

2 Kho đi động

HÌNH 14

(hệ thống kho xoay vòng)

Đây là một hệ thống kho khép kín nhưng điều đặc biệt là nó di chuyển xoay

vòng được để dễ dàng lấy và cất sản phẩm mà không cần thêm hệ thống vận

chuyển phụ Bộ phận tải và dỡ hàng được đặt ở một đầu của kho

18

| III~ CÁC KIỂU VẬN CHUYỂN VẬT LIEU TRONG HE THONG KHO

1 Vận chuyển bằng băng tải

Đây là hình thức vận chuyển tiêu biểu nhất và cũng được sử dụng rộng rãi nhất

vì việc thiết kế và lắp đặt đơn giản hơn các kiểu vận chuyển khác Có nhiều loại

| băng tải khác nhau, tuy nhiên em chỉ đưa ra hai hình ảnh tiêu biểu về hai loại băng tải thường dùng

Hình ảnh về hệ thống vận chuyển bằng băng tải :

(b) —- những bánh xe nghiêng và xoè ra

HÌNH 15

19

2 Vận chuyển bằng cần trục

Đây là kiểu vận chuyển thường dùng trong các hệ thống kho xếp chồng lên

nhau và có thể rất cao, hệ thống này có nguyên lý làm việc như những xe nâng

vừa có thể di chuyển qua lại vừa di chuyển lên xuống và lấy hàng một cách

hoàn toàn tự động mà không cần con người phải trực tiếp điều khiển như những

HÌNH 16

(hệ thống vận chuyển bằng cẩn trục)

20

3 Kết hợp giữa cần trục và băng tải

Cách vận chuyển này thường được dùng trong những kho chứa hàng nhiều và lớn, khoảng cách giữa hai bộ phận kho hẹp nên phải dùng cần trục di chuyển

vào trong sau đó sẽ đặt lên băng tải để chuyển hàng ra ngoài hay ra các vật liệu

_ CHƯƠNGIHI THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN

TU DONG O KHU TRIEN LAM XE

L Đặt vấn để

II Nhiệm vụ cụ thể của dé tài

I Phan tích chọn phương án thiết kế

A - Chọn phương án thiết kế truyền động theo phươngX, phương

Y

1 - Phương án 1

1.1— Ưu điểm của hai loại truyền động

1.1.1 ~ Truyền động bánh răng — thanh răng

1.1.2 — Truyền động xích

1.2 Nhược điểm của hai loại truyển động:

1.2.1 - Truyền động bánh răng — thanh răng

1.2.2 - Truyền động xích

2 - Phương án 2

2.1 - Ưu điểm của truyền động trục vít-bánh vít

2.2 - Nhược điểm của truyền động trục vít-bánh vit

B- chọn phương án thiết kế truyền động theo phương Z

I- ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay, bên cạnh việc làm ra sản phẩm các nhà sản xuất còn chú trọng

đến việc quãng bá sản phẩm của mình ra thị trường Một trong những hình thức

quãng bá mang lại hiệu quả nhất và được các nhà sản xuất áp dụng nhiều thì hình

thức triễn lãm được xem là cầu nối gần nhất giữa nhà sản xuất và người tiêu

dùng.Tuy nhiên, tổ chức thành công một cuộc triễn lãm là công việc khó khăn, bao

gồm nhiều công đoạn Trong đó các nhà sắn xuất quan tâm nhiều đến công việc

vận chuyển và sản xuất sản phẩm của họ sao cho an toàn cho công nhân và tiện lợi

cho khách tham quan Điểu này quan trọng hơn khi đối tượng triễn lãm là những

sản phẫm, những chiếc xe có khối lượng khá nặng và số lượng nhiều

Trên thực tế ở việt nam việc sắp xếp và vận chuyển các sản phẩm đó phần

lớn là các xe nâng, xe cẩu tương đối thô sơ đảm trách công việc này và con người

vẫn phải trực tiếp điều khién chúng Tuy nhiên với những thành tựu khoa học kỹ

thuật ngày nay, con người có thể thoát ly hoàn toàn khỏi hoạt động chân tay và

thay thế vào đó là một hệ thống điều khiển tự động đã được mã hoá từ những thông

số kỹ thuật dựa trên hiệu quả công việc mà con người mong muốn Chúng ta hoàn

toàn tin tưởng vào sự thay thế này Hệ thống này được gọi đó là “hệ thống vận |

chuyển tự động” và đây cũng là đề tài để em có thể nghiên cứu và xây dựng mô

hình cho đồ án tốt nghiệp

Il - NHIỆM VỤ CỤ THE CỦA ĐỀ TÀI NHƯ SAU:

- Thiết kế, chế tạo hệ thống vận chuyển tự động phục vụ ở khu triễn lãm xe

hơi

- Khi cần loại xe nào ở kho số mấy chỉ cần nhập vào máy tính số kho đó và

nhấn ENTER thì hệ thống sẽ tự lấy xe ra và đặt đúng nơi hay cất vào kho

- Khối lượng cho mỗi xe là 1200kg

- Để làm rõ hơn về để tài này em có xây dựng một mô hình thu nhỏ mô

phỏng cho hệ thống này

Mong rằng qua đồ án này chúng em sẽ học hỏi thêm nhiều kinh nghiệm và

thêm chút kiến thức để góp phần giảm thiểu sự nguy hiểm, sức lao động của con

người trong công việc

II - PHÂN TÍCH, CHỌN PHUONG AN THIET KE:

A - Chọn phương án thiết kế truyền động theo phươngX, phương Y

Sau khi nghiên cứu, tìm hiểu kỹ để tài em được biết ở phần truyền động theo

phương X, phương Y có nhiều phương án để thực hiện Tuy nhiên, sau cùng em

chọn ra hai phương án được coi là tối ưu Hai phương án này có nguyên lý làm việc

hoàn toàn giống nhau chỉ khác nhau ở bộ phận truyền động

1 - Phương án 1

Truyền động thanh răng - bánh răng để di chuyển qua-lại hệ thống

Truyền động xích để di chuyển lên-xuống hệ thống

23

1.1— Ưu điểm của hai loại truyền động:

1.1.1 — Truyền động bánh răng — thanh răng:

- Kích thước nhỏ, khả năng chịu tải lớn

- Hiệu suất cao

- TỈ số truyền gần như không đổi

- làm việc chắc chắn và bền lâu

1.1.2— Truyền động xích:

- Kích thước nhỏ gọn

- Khi làm việc không có trượt

- Hiệu suất khá cao nếu chăm sóc tốt

- Lực tác dụng lên trục nhơ

- Khả năng chịu tải lớn

1.2 Nhược điểm của hai loại truyền động:

1.2.1 - Truyền động bánh răng — thanh Tăng:

- Công nghệ cắt răng phức tạp

- Yêu cầu cao về độ chính xác chế tạo

- Có nhiều tiếng ổn khi vận tốc lớn

Tuy nhiên, những nhược điểm trên không làm giảm ưu thế của loại truyền

động này, nên trong thực tế truyền động thanh răng — bánh răng được sử dụng rộng rãi để biến các chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến

1.2.2 — Truyền động xích:

- Chế tạo và lắp ráp phức tạp

- Phải thường xuyên bôi trơn

- Giá thành tương đối cao

- Có nhiều tiếng ổn

2- Phương án 2

Truyền động thanh răng - bánh răng để di chuyển qua-lại hệ thống

Truyền động trục vít-bánh vít để di chuyển lên-xuống hệ thống

2.1 - Ưu điểm của truyền động trục vít-bánh vít:

- TỈ số truyền lớn trong một cấp

- Lam việc êm, không kêu như ở các bộ phận truyền động khác

- Có khả năng tự hãm

- khả năng chịu tải lớn

2.2 - Nhược điểm của truyền động trục vít-bánh vít:

- Hiệu suất thấp, sinh nhiệt nhiều do có trượt đọc răng

- Cần sử dụng vật liệu giầm ma sát đắt tiền (đồng thanh)

- Yêu cầu cao về độ chính xác khi lắp ráp

- Không sử dụng được ở khoảng cách lớn

24

Sau khi phân tích hai phương án làm việc trên cùng với những yêu cầu của để

¡ tài.Tuy nhiên,do thời gian có hạn và nhiều điều kiện khách quan khác nên chúng

em chọn phương án 2 tức là dùng truyển động trục vít-bánh vít để hệ thống di

chuyển lên xuống, truyền động thanh răng-bánh răng để di chuyển qua lại

B- Chọn phương án thiết kế truyền động theo phương Z:

Có nhiễu phương án để thực hiện ở phần truyền động này Em chỉ nêu ra một

số các phương ấn sau đây:

1 Phương án 1:

Truyền động vít- đai ốc & truyền động xích-bánh xích

2, Phương án 2:

Truyền động vít- đai ốc& truyền động đây đai- bánh đai

2.1 Ưu điểm của truyền động đây đai - bánh đai

- Truyền động giữa hai trục tương đối xa nhau

- Làm việc êm & kế cấu đơn giản

| - Có khả năng giữ an toàn trong trường hợp quá tải

- Có thể làm việc với công suất lớn đến 1500KW

- Giá thành tương đối rẽ

- 2.2 Nhược điểm của truyền động đây đai — bánh đai

- Tỷ số truyền không cao thường nhỏ hơn 10

| - Làm việc không ổn định vì có trược trơn giữa bánh đai — đây đai

-_ Sinh nhiều nhiệt trong quá trình làm việc

Tuy nhiên những nhược điểm nay không làm giảm ưu thế của loại truyền

động này và trong thực tế truyền động này được sử dụng rộng rất rãi

3 Phương án 3:

Truyền động bằng hệ thống thủy lực

3.1 Ưu điểm của truyền động này:

- Làm việc với tải trọng lớn & êm

-_ Hiệu suất làm việc rất cao

- Phải thường xuyên kiếm tra

Sau khi tìm hiểu các phương án trên và với những yêu cầu của đồ án nên chúng Em chọn phương án 2 là phương án hợp lý hơn nghĩa là phương án truyễn động vít - đai ốc & truyền động đây đai — bánh đai

25

IV - THIẾT KẾ , TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CƠ KHÍ THEO HAI PHƯƠNG ÁN

ĐÃ CHỌN:

1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống

DI CHUYEN QUA LAI

2 Nguyên lý hoạt động

Hệ thống gồm:

- Một máy tính

- Hai động cơ điện DC ENCORDER

- Hai động cơ diện DC

- Một bộ truyền thanh răng - bánh răng

- Một bộ truyền đai

- Hai bộ truyền ốc]

- Và các cơ cấu khác được thiết kế như hình vẽ

Khi ta nhập vào máy tính số kho và nhấn ENTER thì hệ điểu khiển sẽ làm việc như sau:

- Sau đó động cơ thứ ba được kích hoạt để di chuyển tịnh tiến theo phương Z

- Động cơ thứ hai lại được kích hoạt để nâng xe khỏi mặt tiếp xúc theo

phương Y

- Động cơ thứ ba lại được kích hoạt dé đưa xe ra khỏi kho theo phương Z

- Tiếp tục khích hoạt động cơ thứ tư đưa xe ra vị trí cần để theo mặt phẳng X0Z

3 Tính toán

Do dé tai phải thực hiện là “hệ thống vận chuyển tự động” nên chủ yếu của vấn để là cách bố trí kho cho phù hợp với việc lấy và cất xe tự động, việc thứ hai

là bố trí hệ thống vận chuyển sao cho phù hợp với kho, với xe được yêu cầu.Nên

em không đi sâu vào tính toán cụ thể các chỉ tiết cơ khí mà chỉ tính sơ bộ để chọn

công suất mà động cơ cần để nâng được sản phẩm 1200kg mà dé bài đã yêu cầu

3.1 - Các thông số kích thước của hệ thống:

HÌNH 20 (vẽ phác họa xe)

3.1.2 - Kích thước của hệ thống kho:

Và với các loại xe được yêu cầu như trên thì hệ thống kho phải có kích thước

như sau:

- Chiểu dài mỗi ô chứa xe là: 100 mm

- Chiểu rộng mỗi ô chứa xe là: 50 mm

- Chiểu cao mỗi ô chứa xe là: 60 mm

Vật liệu làm kho: dùng nhôm vuông:50x20 mm

Vậy kích thước tổng của kho là:

Só=>e! cá hep| |<á=Cp| cá Cep|lsø=ø>

Sát l<g=Ðep| lsá==e| lcổ Che |g tae

HINH 21

(vẽ phác họa hệ thống kho)

Vậy dựa theo hệ thống kho như đã thiết kế ta có:

- Chiểu dài cần thiết của xích: 1500 mm = 1.5m

- Chiều dài cần thiết của thanh răng: 1000 mm =1m

3.2 ~Tính công suất để nâng xe có khối lượng 1200kg

3.2.1- Tinh lực nâng vật:

28