Luận văn Đề tài tính toán thiết kế và mô phỏng hệ thống cấp phôi tự Động sử dụng phễu rung và tay máy cấp phôi tự Động cho loại máy tiện nc takamaz

‘Vi thé quá trình cấp phôi lá mật trong những yên cầu cân thiết phải được nghiên cửu và giải quyết trong các hệ thông sản xuất tự động nhằm muc dịch nâng cao nẵng suất lao động, sử dụng

MUC LUC

Chuong |: TONG QUAN

1.2 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC THEN C CUA ADET TAL

1.3 MỤC TIÊU, KITACH THE VA BOLTUGNG NGIDEN CUU

1.3.1 Mục tiêu

1.3.2 Khách thể

1.3.3 Đôi tượng nghiên cứu

1.4 NHIEM VU CUA DE TAI VA PHAM VENGHIEN CUU

LS PHUONG PLLAP NGLILEN COU

Chuong 2: PHAN TICH PHUGNG AN CAP PHOT TU DONG VA CHỌN PHƯƠNG AN

2.3 DINH HƯỚNG PHÔI RỜI

3.4 ĐỰA RA PHƯƠNG ÁN

2.4.1 Phốu cấp phối kiều giá nâng

2.4.2 Phẫu cấp phôi định hướng bằng khe và rãnh

2.4.3 Phẫu cấp phôi định hướng bằng ông quay:

2.4.4 Phéu cap phôi kiểu Ống hai múa

2.4.5 Phu cấp phôi kiên đĩa quay

2.4.6 Phêu cấp phôi rung động:

2.4.7 Lựa chọn phương án:

2.5 GIỚI THIỆU PHẾU RUNG MĂNG XOẮN VÍT

3.5.1 Phần loại phẩn trỏn

2.5.1.1 Phan loại theo hình đăng:

2.5.2.1 Phân loại theo phương pháp cÌ

2.6 NGUYEN LY VAN CHUYEN PHO! TREN MANG XOAN VIT

Chuong 3: THIET KE HE THONG CAP PHOITU DONG

ạo:

3.1 THỰC TRẠNG Ở CÔNG TY MARUHI VIET NAM PRECISION co

3.2 THIẾT KẺ HỆ THỐNG GÁP PHÔI TỰ ĐỘNG

3.2.1 Đặc diễm cắp phổi cho các rmáy XC Hiện tại

3.2.2 Yêu cảu hệ thông cấp phôi tự đông

3.3.3 Sơ đỗ hệ thông cấp phôi nguyên liệu tự động

3.2.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thông cấp phối nguyện Hên tự động

3.2.5 Mô tả nguyên lý hoạt động của hệ thông cắp phôi

Chương 4: TÍNH TOÁN, THIẾT KE PHEU RUNG

43 BINH HUONG PHOT TREN MANG XOAN

4.3.1 Giới thiệu về vẫn để định hướng phơi rời

4.3.2 Thiết kế cơ cầu định hưởng phỏi nguyên bèu trên máng xoắn

4.3.2.1 Các trạng thái và lưu đỗ đi chuyển của phơi nguyên liệu trên máng xoắn

4.3.2.2 Thiết kế cơ câu định hướng phỏi nguyên liệu trên máng xộn

4.5.2 Tỉnh tốn các chân

4.6 TÍNH TỐN NAM CHÂM ĐIỆN

4.6.1 Chọn số nam châm điện Lừ sử dựng trong co

4.6.1.1 Ehi cĩ một nam châm diệt

4.6.1.2 khi cĩ bốn nam châm điện

47 CƠ CÂU RƯNG ĐIỆN TỪ

4.7.1 Cơ câu rung điện tử một nhịp

4.7.2 Cơ câu rung điện từ hai nhịp se

4.7.3 Tỉnh ram châm điện

48 COCAU GAM CHAN

49 MƠ HÌNH 3D PHẪẾU RUNG

4.11 PHUONG PHAP DIEU CHINH NANG SUAT PHEU

Chương 5: TINIT TOAN, TITET KE ROBOT

5.1 CAC THONG SO K¥ THUAT CUA ROBOT ¬

3.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ROBOT sec

5.3 TINH LOAN DONG HOC ROBOL

5 3.1 Thiết lập phương trình động học cơ bản của robot

5.3.1.1 Xây dựng các hệ tọa đơ

5.4 TINH TOAN, THIET KE CAC KHAU CUA ROBOT

5.4.1 Khâu cỗ định

3.4.2 Khẩu 1 c cnneesieeeee

5.4.3 Khâu2

5.4.4 Khâu3

5 4.5 Mô hình 3D gữa robot cc

3.5 CO CAU CLAP ANIL

3.5.1 Giới thiệu sơ lược về xilanh

5.5.2 Tỉnh toán vẻ chọn xilanh dẫn động các khẩu

5.6 CHỌN CÁC KHỚP ĐỘNG CHO ROBOT

5.6.1 Câu lạo khớp động của robot

3.6.2 Chọn khớp

5.6.3 Chọn khớp 2

3.7 HỆ THÔNG ĐIÊU KIÊN ROBOT

3.7.1 Truyền đẫn dang robot .—

3.7.4.2 Thiết kế sơ đỗ trang thải của hệ thông điển khiển

5.7.4.3 Chương trình PLC điều kiển hệ thống

Chương 6: TÌNI TOÁN THIẾT KẾ BẰNG TẢI

6.1 GIỚI THIỆU CHƯNG ec

6.6 MẠCH ĐIỆN ĐIÊU KIÊN BANG TAT

Chuong 7 MO PHONG CHUYEN BONG CUA HE THONG CAP PHOT

7.1 GIGI THIEU VE PHAN MEM MO PHONG

7.1.1 Giới thiệu về phan

7.1.2 Giới thiệu vẻ các tính năng mỏ phỏng của solidworks

7.2 MO PHONG HE THONG CAP PHOI TU DONG

7.3.1 Trình lự các bước thực hiện

7.2.2 Kết quá của quả trinh mé phong

7.3 SƠ ĐÔ KIIỔI ĐIỂU KIÊN HỆ THÔNG

Chương §- KẾT LUẬN - ĐỀ NGII

8.1 TOM TAT VÀ ĐÁNH GIÁ KÉT QUÁ ĐỀ TÀI

8.2 DẼ NGHỊ HƯỚNG PHÁT TRIÊN ĐỀ TẢI

tư động hóa ngày càng cao Để đảm bão được quá trình sản xuất ổn định thì nhất thiết

phối có quá Irình címg cấp phôi chỉnh xác về vị tí trong không gian theo đúng tửp

(cáp dùng lúc) và liên tục theo ch trinh hoạt dộng, của máy một cách tìn cậy

‘Vi thé quá trình cấp phôi lá mật trong những yên cầu cân thiết phải được nghiên cửu và giải quyết trong các hệ thông sản xuất tự động nhằm muc dịch nâng cao nẵng suất lao động, sử dụng vả khai thác các máy móc, thiết bị một cách có hiệu quá nhất và nang cao chat long sản phẩm

‘Trong thye té hién nay ciia các ngành sản xuất nói chung, người ta dang sử dụng, rộng rãi các hệ thẳng cắn phôi bằng cơ khí, phối hợp cơ khí- điện, cơ khí — khí nén

Vú

sự phát triển mạnh raế của lĩnh vực điều khiến tự động và robot đã cho phép đưa

vào các tay máy, người máy làm việc theo chương trình vá dễ đang thay đổi được

chương trình một cách linh hoạt thích ứng với kiến phối liệu khác nhan khí cân thay

déi các sản phẩm Đây là mỗi trong những tính chất rất quan lrọng mà nhờ nó có thể áp dụng công nghệ tiên tiến vào trong, quả trình sản xuất hàng loạt

ằng việc nghiên cửa hệ thống câp phôi ur dong có lính bao quái, bao hàm nhiễu lĩnh vực và liên quan đến nhiều ngành công nghiệp khác nhau,

Ngày nay, việc sử dụng các dây chuyên, hệ thông để chế tạo sản phẩm không còn

là diều mới mẽ dối với các quốc gia trêu thể giới Đối với các nước có nên cổng nghiệp

Chuong 1: Tổng quan

phát triển thi các hệ thống gia cổng nảy được đầu tư thiết kế, trang bị đây đú và vô

cùng hiện đại, có các kết cầu cơ khí rất chính xác, các robot trong dây chuyển hết sức

lĩnh hoại Đặc biệt, công việc điều khiển đây chuyển rất đơn giên, đề dàng, thuận Liện chơ người sử dụng va co thé dé dane thay đổi chương trình diễu khiển hoạt dong cua day chuyên đề chế tạo các chỉ tiết máy, các sản phẩm khác theo yêu cầu hục tế của thị

trường Quy trình hoạt động của hệ thống lả một chu trình liên tục khép kin, từ nguyên

công cấp phôi cho đến nguyên công đóng gói sắn phẩm đưa vào kho dự tưữ hay đua

ra thị trường đều được tự động hóa

Với Việt Nam là một quốc gia cỏ nên công nghiệp dang phát triển, dang có găng học hỏi, tiếp cận, kế thừa các công nghệ cao của thể giới Liiện tại, ở rước fa các máy gia công chính xac nz NC, CNC dang dần đân được các công ly, các trung, tâm gia công đưa vào dé thay thé cac máy gia công truyền thống Do điều kiện kinh

tế, cơ sở vật chất, trình độ con người còn thầp nên các đây chuyển sản xuất tr động,

công nghệ cao, các dây chuyển gia công tích hợp CTM chưa dược sử dụng rộng rấi Vì

vậy chúng còn tương đổi mới mẻ, xa lạ đối với sinh viên, cán bộ kỹ thuật tại các trưng,

tâm gia công, các công Ly chế lạo Do vậy việc tính toán, thiết kế và từng bước chế tạo

mô hình cấp phỏi tự là rất càn thiết,

Cấp phôi tự động hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng, tửumg cấp phôi tự động bằng phương pháp rung động là một phương pháp phổ biến, áp, dụng cho nhiều lĩnh vục sản xuất khác nhau vá mang lại hiệu quả cao

Cấp phôi tự động sử dụng phương pháp rung trên thể giới và trong nước đã có nhiều dễ tải nghiền cứu cho nhiều lĩnh vực khác nhau như:

® Dan RbekowizeUniversiy o( California, Designing Part Feeders Using

Dynamic Simulation Đây là công trình nghiên ctu vé phéu rung dua vao việc mô phỏng động năng của chỉ tiết trong phu nhằm mục dich khắc phục những nhược diễm của các thiết kế mới

Bên cạnh những nghiên cứu trên thì hiện nay trên thể giới cỏ

Marlin maher-walerford imstitule of teclmelogy-2010, The design

‘development of automated programmable orientation tools for vibratory

bowl feeder Dây là công trinh nghiên cửu hiệu quả của phẫu rung trong sắn

xuất hàng loạt đặc biệt là trong các đây chuyển lắp ráp và ảnh hưởng của nhược điểm của phốu rung vả để xuất những biện pháp khắc phục những, nhược điểm này

Department of mechanical engineering national institute of technologe Rourkela, Part Feedeing System For FMS Dé tai ngliién cửu về các hình

thức cấp phôi rung cho các hệ thống sản xuất linh hoạt và phân tích động hợc của phếu rưng và động học của chỉ tiét trong phéu rung

(rahi công ly

chuyên sản xuất các phếu rung cấp phôi Với nhiều kich cở và công xuất khác nhau

Trong nước ta, cũng đã có nhiều đẻ tải nghiên sứu ứng đụng phương pháp rung,

động vào việc cấp phôi tu đông

Tuiận văn Thạc sĩ của KS Phan Minh Thanh — trường đại họu Sư Phạm Kỹ

Thuật Tp HCM năm 2002, dã nghiên cửu, thiết kế và chế tạo mô hình

phẫu nmg động và cân định lượng điện tử cho máy đóng gói

Tể tài tắt nghiệp đại học — trường đại họo Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM —

năm 2008, đã nghiên cứu, thiết kế hệ thống cấp phôi bạc sắt xóp cho đây chuyên lắp ráp quạt tản nhiệt CPU

Tuy nhiên, nhùng nghiên cửu trên chưa áp dựng cho các lĩnh vực cấp phối tự đông cho gia công cắt gọi cơ khi

‘Trong gia công cắt gợt cơ khi, phôi rời chiếm số lượng lớn nhất vả cũng, đa dang

nhất, cáo chỉ tiết dạng rời, nhỏ và có hình dạng đơn giãn như: bulêng, đai ốc, chốt trụ,

côn, bánh răng loại nhỏ, bạc trụ, các loại trục nhỏ có bậc hoặc trơn vy, các chỉ tiết

này thường có số lượng rất nhiều Mặt khác các chỉ tiết tiêu chuẩn đó có khối lượng gia công không nhiêu Tỹ lệ thời gian cắp phôi và thời gian cơ bản cao Vì vậy thiết kế chế

Chuong 1: Tổng quan

tạo hệ thống cấp phôi loại nảy một cach hodn chinh sẽ tăng năng suất đáng ké Vi vay

đưới sự giúp đề của thây TS Lê Hiểu Giang, tac gia chon lĩnh vực này để làm cơ sở

1uchiên cứu và thực hiện để tài “Tính toán, thiết kế và mô phỏng hệ thẳng cấp phôi tự

dộng sử dụng phu rung và tay máy cấp phôi tự dộng cho loại máy tiện NC TakaraZ”,

1⁄2 Y NGHIA KHOA HOC VA THUC TIEN CUA DE TAI

lam ral

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế ra một hệ thống cấp phỏi lự động là vì

cân thiết đổi với đội ngũ cán bộ kĩ thuật, đặc biệt là đổi với đội ngũ cán bộ kĩ thuật

chuyên ngành chế tạo máy Chế lạo được một hệ thống cấp phôi tự động rong nước

biệt là về mặt kinh tế vì giá thành rẻ hơn rất nhiều so với

mang lại rất nhiều lợi ích Đặ

thiết bị ngoại nhập nhưng vẫn đáp ứng được nhu câu sản xuất Điểu đó cũng khẳng,

định được trình độ kĩ thuật công nghệ của chúng ta đang và sẽ theo kịp với thế giới

1.3 MỤC TIÊU, KHÁCH THỂ VÀ ĐÓI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

1.3.1 Mục tiêu

Hệ thông cấp phôi tự động trước hết phải nằm trong các hệ [hỗng sân xuất miang,

tinh tu déng timg phan hay toàn phân và không thế có hệ thắng sản xuất tự động mả

không có quá trình cấp phôi tự động

Quả trình cắp phôi tự dộng cần phải dạt được nHưững mục tiểu sau:

œ Nâng cao năng suất do giảm thời gian phụ

những yêu câu cẩn thiết cần phải được nghiên cứu vả giải quyết trong các hệ thống sản

xuất tự động,

1.3.3 Đối tượng nghiên cứu

Các đặc trung cơ bán của một hệ thống cấp phôi tự đông

Nghiên cứu các thiết bị cơ bản của của hệ thống tự động bao gém: co cau chap

trảnh, các thiết bị điều khiển vv

1.4 NHIÊM VỤ CỦA ĐỂ FÀI VÀ PHẠM VỊ NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu tống quan về lĩnh vực cấp phổi tư động và các thành phân của hệ thống cấp phôi tự động,

Nghiên cứu tổng quan về lĩnh vực cấp phôi tự động bằng phương pháp rung,

Nghiên cứu thực trạng việc cấp phôi cho các máy NC-Takama⁄4 ở nhà mây

Nghiên cứu, tính toán vả thiết kế hệ thẳng cấp phôi tự động cho loại máy tiện NC

thiết kế hệ thống cấp phối cho chỉ tiết dạng tra tron hoặc trụ bậc có Ì > đ và có khôi

lượng không lỏn hơn 0,5 kẹ,

Việc cấp phổi cho loại này có rất nhiều cách khác nhau, nhưng trong đề tải nghiên cứu này tác giả chỉ tập trung vào nghiên cứu, tính toán, thiết kế và mô phỏng hệ thắng cấp phổi lự động băng phương pháp rung, Đề tài chỉ tính toán, thiết kế và mô phông

nguyên lý hoạt động của hệ thông mà chưa chế tạo mẻ hình

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Dựa vào thực tiến và cơ sở lý luận của các thẻ hệ anh chị đi trước dé lam nén tang

cho việc nghiên cứu lập luận để đưa ra hướng giải quyết đề tài

Nghiên củu các nguyên lý cơ học áp dụng vào việc phân tích, tính toán khú thiết

kế và điều kiền hệ thông,

Nghiên cửu phan mềm mỏ phóng nguyên lý hoạt động của hệ thống cấp phôi

Chương 2

PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN CÁP PHÔI TỰ ĐỌNG VÀ

CHỌN PHƯƠNG ÁN TÓI ƯU

2.1 PHÔI RỜI

Phôi rời là loại phôi sử dung phé biến trong quả trình sản xuất hảng loạt và hàng

khối, là loại phôi đa dạng vẻ hình đáng phong phú vẻ chủng loại và kích thước Vì

vậy, việc phân loại phôi rời có ý nghĩa rất lớn trong lựa chọn các cơ cầu cấp phôi

Thông thường, phôi rời được phân loại theo bình đáng Trong một sổ trưởng hợp

dựa vào các tính chát khác của phối để phân loại

Một só loại phối rời mà chúng ta thường gặp trong thực tế sản xuất là:

« Chỉ tết hình trụ có chiều đài lớu hơu đường kính (T > D) có 2 dang sau:

-_ Dạng chỉ tiết có hai trục đối xứng vuông góc nhau

Chuong 2: Phân tích phương án và chọn phương ản tỗi ưu

© Ngoai ra, con có cáo chỉ tiét dang dia, buléng, vit, dc

2.2 CAU TAO CIIUNG CUA IE THONG TY DONG CAP PIIGI ROT

Hệ thống cấp phỏi dây dủ cân phải có các thành phần sau dây:

«_ Phểu chửa phối hoặc ô chửa phôi

«Máng dẫn phối

«Cơ câu định hướng phôi

« Cơ câu điều chỉnh tốc độ phôi

« Cơ câu bắt — năm phối khi gá đặt và tháo chỉ tiết sau khi gia công

ũng phải thấy rằng không nhất thiết lúc nào cũng phải có day đủ các thành phần

của mỏ mã ủy thuộc vào từng trường hợp cụ thể mà chỉ cân một trưng số chúng, V phân chia hệ thống thành cáo thành phần như trên chí mang tỉnh chất tương đổi vì Tngời ta có thể kết hợp với một số thành phần trong ching lại với nhau theo đặc điểm

về hình đáng, kích thước của phôi để giảm được kích thước của hệ thông, làm cho việc

thiết kẻ, chế tạo và lắp rấp đơn giản hơn

2.3 DINH HUONG PHOT ROT

‘Tong quả trinh tự dộng cấp phối rời, dịnh hướng phối là một vẫn dễ quan trọng, nhất và cũng khó khăn nhất Hình dáng, kích thước, trọng lượng của phôi quyết định khả năng tự dịnh hướng của nó và quyết dụnh phương pháp định hưởng của hệ thống, cấp phôi

Những chí tiết đơn giản thường được chía thành 2 loại

« Loại phôi có l trục đối xứng

« Loại phôi có 2 trục đối xúng trở lên

Tuoại phối có 2 trục dối xứng trở lên chỉ cần định hướng 1 lần còn những phối có

1 trục đối xửng thường phái định hưởng, 2 lân hoặc định hưởng kép

- Co câu định hưởng phải tạo điều kiện cho phối tự nhận lấy vị trì ổn định

tự nhiên của nó trang quá trình chuyến động

- ‘Tim cảch thu nhận lẫy những phối có vị trí dùng và gạt bỏ hoặc sữa chữa lại vị trí của những phôi sai yêu câu

-_ Những phôi bị gạt bố phải được vận chuyển ngược vẻ phếu cấp phôi -_ Mễu cơ cấu định hướng có độ tin cậy không cao thì phải bổ trí vải ba cơ

cau trên đường vận chuyển phôi

Chuong 2: Phân tích phương án và chọn phương ản tỗi ưu

Chỉ tiết cân định hướng của đề tài là chỉ tiết hình trụ tròn có 2 trục đối xứng nên

chi can định hướng 1 lần, đủng phương pháp định hướng tự lựa Các chí tiết chuyến

động trên mảng phu ở trạng thải năm

2.4 ĐƯA RA PHƯƠNG ÁN

Vi day là phôi rời trong để tải là phối có 2 trục đổi xứng nên ta có một số

phương ản cấp phôi

2.4.1 Phéu cấp phôi kiểu giả nâng

Chúc năng của nó là đự trữ, bão quân, định hướng và cưng cấp phôi cho máy

© Cấn tạo:

Hinh 2.1 : Phêu cấp phôi kiểu giá nâng |1]

1: Phêu chủa phối 2: Gơ câu cam day

3: Cơ câu dịnh hướng dứng

œ Nguyên lý làm việc của phêu cấp phôi kiểu

ng:

Phỏi (4) dược dự trữ và bão quản trong phốu chứa (1) Nhờ sơ cấu cam (2) ma

phôi (4) được đưa lên máng dẫn (5) Những phôi có trục tâm nằm ngang sẽ lăn vào

máng (5) côn những phôi nghiêng hoặc thẳng đứng sẽ bị cơ câu (6) gạt trở lại vào

phểu Sau khi định hướng phôi nằm ngang đi theo máng dẫn (5) Sau đỏ phôi (4) lại

được định hướng một lần nữa bởi ca câu định hướng đứng của máng (5) để chuyên trạng thái từ nằm ngang sang đọc và đi đến vị trí yêu câu tiến theo Đồng thời,

ông tiếp tục thực hiện hành trinh tiếp theo

Chuong 2: Phân tích phương án và chọn phương ản tỗi ưu

œ_ Nguyên lý làm việc của phẫu cấp phôi định hướng bằng khe và rãnh:

Hình a: rãnh V được bố trí trên giá nâng nghiêng vả đặt sát mặt bên của phổu, khi

giá nâng chuyển động xuống dưới đáy phêu, một chỉ tiết sẽ lần vào rãnh V, khi giá riâng tịnh tiển lên phía trên chỉ tiết sẽ trượt đọc theo mang ra ngoài Giá nâng đi xuống,

vả tiếp tục thực hiện hành trình tiếp theo

Tĩnh b: giá nâng đặt ở giữa nhễu và nguyên lý hoạt động cứng tương tự như hình a

Hình đ rãnh V đặt bên trái giá nâng nghiêng và đặi sát mặt bên phẫu Nguyên lý hoạt động tương tự hinh a, b

Hình e: rãnh V đặt ở piữa, 2 giá nàng ở 2 bên lân lượt lên xuống mang phôi đưa vào

rñnh V, răng suất gập đôi hình d

Hinh c, g không sử dụng rãnh V nhưng dùng khe hẹp có kích thước lớn hơn đường,

kính để chỉ tiết

m qua khi giá nâng đây chỉ Hiêt lên cao

2.4.3 Phễu cấp phôi định hướng bằng ống quay

Câu tạo của ống quay: Ông quay có thể được gắn thêm phéu phụ nhỏ 2 như hình

b, c và bên trên có gắn thêm một cái chất 3 để đão phôi tránh cho phôi bị kẹt trong qua

trình định hướng

© Neuyén ly lam việc của phẫu cấp phôi như sau:

Phéi được chửa lộn xôn trong phếu cổ định 1 Khi hoạt động thì ống quay 2 sẽ quay làm xáo trên phôi và làm cho phôi rơi theo đường ống của phẫu quay theo truc tâm thẳng đứng theo đứng hướng la mong muốn Có thể dùng hệ thống bảnh rằng côn hộp giám tốc và động cơ để truyền động cho ống quay 2

Chuong 2: Phân tích phương án và chọn phương ản tỗi ưu

2: Phếu chứa 8: Thanh gat

3: Đây phẩu 910: Đề

4: Ông bao 11, 13: Giả dỡ

S: Ong di rượt 12: Buly

Đường kinh lỗ ông định hướng phải tuân thủ nguyên tắc không dé 2 phôi củng

một lúc rơi vào ông, tránh được khoảng kích thước đễ bị kẹt phối

— Kél ciu phite tap, kho gia céng

— Gia thanh cao

— Nang suat không cao

2.4.5 Phéu cân phôi kiểu đĩa quay

Dùng để cấp phôi chỉ tiết dạng trụ trơn hoặc trụ cỏ bậc nhưng Ï > d hoặc các

phôi có đạng đĩa, vòng,

© Cau lao:

Hình 2 5: Phéu cấp phôi kiểu đĩa quay [1]

© Neuyén ly lam viée của phẩu cấp phôi kiểu đĩa quay:

Phéi được đỗ lộn xộn vào cóc phếu (1), đĩa (2) quay tron nhờ hệ thông trục vít- bánh vít, Quá trình đĩa quay tròn lâm xáo động phôi Khi rãnh trên đĩa ở vị bí thấp nhất sẽ có 1 phôi rơi vào, khi rãnh đó quay lên vị trí cao nhất phôi sẽ vận chuyển ra máng (3) Đĩa gồm nhiều rãnh riên qua winh cáp phổi dược diễn ra liên tục

Để tạo điều kiện cho phôi định hình để rơi vào rãnh, trên đĩa có thê bề trí thêm

một số cánh dẫn hưởng Đáy phẩu được đãi nghiêng sơ với mặt phẳng rẳm ngang một

góc khoảng 30° + 45”

* Uudiem:

Lâm việc êm

—_ Kêi cầu đơn giễn, dễ gia công,

Chương 2: Phan tich phuong an va chon phương án tôi ưu

Hinh 2.6: Phéu cap phéi rung déng [1]

1: Phéu 2: Mang xoan 3: Lò xo lá 4: Phần ứng từ của nam châm điện

$: Để nam châm 6 Phản cảm ửng từ của nam châm điện 7: Vit 8: Dé

9: Giảm chân

«©_ Nguyên lý làm việc của phêu rung

Khi cấp nguồn cho phan cam từ 6 của nam châm điện, nó sẽ tạo ra dao động kéo

phếu đi xuống, nhưng nhờ có lò xo lá nên khi hệ thống dao động cóc phều vừa chuyền

đông lên xuống, vừa xoay quanh tâm nó một góc rất nhỏ Phôi đang nằm hỗn độn

trong phêu sẽ tản ra xung quanh thành phêu vả bắt đầu tiếp cận với đầu mỏi của cảnh

xoắn, phôi sẽ chuyên động theo cảnh xoắn từ dưới đảy phêu lên trên theo mặt phẳng

nghiêng cho tới khi ra khỏi phểu Khi phôi đã ra khỏi phếu thi sẽ theo máng dẫn vào

vị trí gia công

©« UƯuđiểm

—_ Năng suất cao

—_ Không gây kẹt phôi

— Phổ biên trên thị trường

— Kết câu đơn giản

— Dé diéu tiết phôi

© Nhuge diém

— Rung dong

— Gay én

2.4.7 Lua chon phuong an

Phuong an ding phéu cap phdi dang rung động lả hợp lý nhất vi các lý do sau:

©_ Cấp phôi thuộc dạng phôi rời từng chiếc cho một máy tự động

© _ Phêu đơn giản dễ gia công và giả thành đề thí công không cao

© Dễ dàng trong việc điều tiết phôi

© Cap phdi dap img due ning suat de ra

2.5 GIOL THIEU PHEU RUNG CO MANG XOAN ViT

Co cau cập phôi rung động có mảng xoắn vít được dùng nhiều trong các lĩnh vực khác nhau như gia công cắt gọt, đóng gói được phẩm, thực phẩm, lắp ráp Nó được dùng dé cấp phôi rời từng chiếc cho các máy riêng biệt hoặc các máy trên đường dây

tự đồng (đây chuyên tự động)

Phêu có chức năng tích trữ, đình hướng và vận chuyên phôi đền máng tiếp nhận

và nêu một trong các chức năng nay khong co thi co cau cap phôi sẽ hoạt đông không,

hiệu quả

Hình 27: Cơ câu cấp phôi rung động

Chuong 2: Phân tích phương án và chọn phương ản tỗi ưu

3.5.1 Phân loại phễu tròn

Thẫu trèn là phản cơ bản của cơ cầu cấp phôi rung động Kêt câu của phẩu tròn có

ảnh hưởng lớn đến khả năng làm việc của cơ cấu cấp phôi rung đồng

Phếu tròn dược phân loại theo hình dáng và phương pháp chế tạo

3.5.1.1 Phân loại theo bình đáng

Phễu trỏn hình trụ có máng xoắn vịt nằm bên thành trong

Phếu tổ hợp bao gồm phu hình côn la ở tích còn hình trụ và mảng xoắn vít ở bên

ngoài có chức năng lây phối vã vận chuyển phôi tới máng tiếp nhận và vùng gia công:

Hình 310: Phếu tổ hợp [1]

2.5.1.2 Phân loại theo phương pháp chế tạo

Thương pháp chế tạo phêu rung: tiện, đúc, hàn

— Phẫu tiện: thường lam tit nhém, phan đáy thường cé kết câu tháo lắp để có khả năng diễu chỉnh nhanh khi cản cấp phôi loại khác

—_ Phễu đúc: thường được chế tạo có hình côn và trụ

— Phễu hàn: thường đùng thép lá, đồng lá và dura Chién day của vật liệu được

chọn tuỷ thuộc vào kích thước của phểu nằm trong khoảng l+5ram

2.6 NGUYÊN LÝ VẬN CHUYỂN PHOI TREN MANG XOAN ViT

Dé nghién cửu cơ cầu cấp phôi kiều rung động, người ta xét một hệ cơ cầu 4 khâu bán lẻ chuyển động lắc trong mặt phẳng nằm ngang hoặc nằm nghiêng dược mồ tả trên

Chuong 2: Phân tích phương án và chọn phương ản tỗi ưu

Xét một vật A có trọng lượng G dat trên thanh BC trong mặt phẳng nằm ngang, (inh 2.11) Khi thanh 0,13 quay sang phãi 1 góc œ- a, với tốc độ góc là ø thi vat A cùng với thanh BC chuyển động song phẳng xuống phía dưới

Gọi gia tốc chuyên dộng lớn nhất trong hành trình này là a, ta có:

© me mm (gaia)

eo Fy=-may Trong đỏ:

& nụ: là gia Lốc theo phương thẳng đứng,

« a,: 1a gia tốc theo phương nằm ngang Khi tay quay OJB quay sang trải Ì góc ø-œ với tốc độ góc @ thi val A cing

có thể xây ra hiện tượng như sau

Khi vài chuyể

động cùng thanh xuống thấp sang phía phải thì nếu Ea, < Eạ thì

vat A sé trượt trên thanh BC, hay nói cách khác vị trí của vật A so với thanh BC bày,

giÒ sẽ ở lại phía sau có nghĩa vật A có chuyển động lương đối so với thanh BC về phía

trải

khi thanh chuyển động lên phia trên vá sang trải, lúc này do l„„ tăng lên trong,

trường hợp khi mà E,„ > E„ thì vật bám chắc vào thanh BC, hay nói cách khác không,

cỏ sự chuyển dộng tương ddi giữa vật A và thanh BC,

Tầng hợp một chu trinh chuyển động của thanh O3 ta có nhận xét sau đây:

trái so với thanh 13C một lượng s Quả trình hoạt động của cơ cấu trên là liên tục thi sau

một thời gian, vật A sẽ đi chuyển tương đối với thanh BC và sẽ có xu hướng đi ra khỏi

thanh BC

Trong trưởng hợp khi g < a„ thí E„„ < 0, hic nay vat A sé khng, con tiếp xúc với

thanh BC nữa mà nộ có bước nhay tương đối so với thanh BƠ vẻ phía trải

Xét trường hợp thanh BC đặt trong mặt phẳng nghiêng so với mặt phẳng ngang,

1 góc / ( hình 2.12)

Hình 2.12: Sơ đề di chuyển phối trên

mặt phẳng nằm nghiêng [2]

Cũng phản tích tương tự như trên chủ ý trọng lượng Œ của vật A được phản

thánh G„ và Gạ tương ứng với phương nằm ngang vả phương thẳng đứng, ta có:

Chương 2: Phan tich phuong an va chon phương án tôi ưu

© Fu <Fus—Ga

u kiện trên thì sau một chu trình chuyền động của

Nếu thỏa mãn được cả hai

thanh O¡B, vat A sẽ dịch chuyền tương đổi so với thanh BC một lương s Nêu cho cơ

câu hoạt động liên tục thì sau một thời gian, vật A sẽ dịch chuyén sang phia trai va sé

có xu hướng rời khỏi thanh BC

Từ những kết quả tỉnh toán như trên, người ta chế tạo các kiểu phiêu rung động

dựa theo nguyên lý đó (hình 2.12), nhưng lúc nảy thanh BC được thay bằng một cảnh

xoắn có góc nghiêng là Ø de tăng chiêu dải cho nó và đồng thời có thẻ cho vat A di chuyển trên khoảng chiều dai lon hon đề có thời gian định hướng và điều chỉnh vị trí trước khi chuyên dén mang phôi

Kết cầu 4 khâu bản lẻ trong sơ dé nguyên lý được thay thể bằng cơ cầu rung động tựa trên thanh đản hỏi với lực tạo rung sử dụng kiểu nam châm điện từ Ưu điểm của bộ tạo rung kiểu nảy lả có thể dễ dảng thay đổi tần số rung và biên độ của nó, tức

la dé dang điều chỉnh đề thay đổi tốc độ và gia tốc cho phểu cấp phôi

Cầu tạo — Nguyên lý hoạt động của phễu:

1: Phéu 2: Máng xoắn

3: Lò xo lá 4: Phản ứng từ của nam châm điện

$: Để nam châm _ 6: Phản cảm ứng từ của nam chăm điện

9: Giảm chân

© Nguyên lý hoạt động:

hôi là cln tiết dạng rời rạc được cấp vào phẩu Khi cấp nguồn cho phân cảm từ

6 của nam châm điện, nó sẽ tạo ra dao động kéo phẫu đi xuống, nhưng nhờ có lở xo lá nên khi hệ thông đao động cốc phẫu vừa chuyến động lên xuống và vừa xoay quanh tâm nó ruột góc rất nhỏ Phôi đang nằm hỗn độn trong phẩu sẽ tân ra xung quanh thành phu vả bắt đầu tiếp cận với đầu môi của cảnh xoắn, phối sẽ chuyển động theo cảnh xoắn Lừ đười đáy phếu lên trên theo mặt phẳng nghiêng cho tỏi khi ra khỏi phễn Phỏi năm trong máng xoắn vít sẽ trượt hoặc bay tủy thuộc vào biên độ dao déng va

gốc nghiêng œ của các chân Trong quả trình dao động phôi chịu tác dụng của lục ly

tâm nhờ đỏ mã nó dược cltuyễn lên phía tiên ra khỏi phéu rung,

Chuong 3: Thiét ké hé thang cấp phôi tự động

Chương 3

THIET KE HE THONG CAP PHOI TU DONG

3.1 THUC TRANG O CON TY MARUEL VIET NAM PRECISION

Công ty TNHH Maruei Việt nam Pracision là doanh nghiệp chế xuất 100% vốn của

Nhật Bản, chuyên gia công cơ khí ehinh xác các linh kiện xe 6 tô của các hăng xe nổi tiếng trên thế giỏi như Toyota, Honda, Milsubishi, Cluysler vv Hiện công ty gỏ khoảng 350 máy gia công cắt got NC vi CNC Trong 46, công ty có khoáng 200 máy tiện NC Takamaz

Sân lượng sân xuất mỗi tháng đan đông từ 4 triệu cho đến 5 triệu sản phẩm Gia công

+hoảng 30 loại sản phẩm khác nhau Trong, đó sản phẩm dạng trụ trơn, tru bậc và dang bac

có kích thước l⁄d = 1~2 và khối hrợng của chỉ tiết mm < (I.5 kg, chiếm khoảng 80% sản lượng

của toàn nhà máy

Thực tế hiện nay, việc gá đặt phôi vào máy NỮ để gia công va lay san phim sau

khi gia công xong được thưc kiện bằng công nhân vận hành máy Vì các chủng loại sân

phẩm của nhà máy chủ yếu lá chỉ tiết dạng trụ trơn, trụ bậc và dang bạc ,cỏ kích thước ld

= 1~2 và khối lượng của chi tiết m < 0.5 ke Nên thời gian thao tác gắn phôi váo máy gia

công và thời giam lây sản phẩm ra chiếm muột lý lệ lớn so với thời gian gia công của máy, bên cạnh đó chất lượng sản phẩm sau khi gia công và năng suất là không ổn định

và phụ thuộc vào yếu tó cơn ngời

3.2 TIIÉT KÉ HỆ TIÖNG CÁP PHÔI TỰ ĐỘNG

Tể thiết kế hệ thống cắp phôi tự động, tác giả đã chọn | san phim dang bạc đặc

trưng của nhà nảy như lảnh, được gia công trên máy tiên NƠ Takamaz đề tính Loan

Linh 3.1: phéi nguyén ligu sin phim Core Stator- 0310

3.2.1 Dac điểm cắp phôi cho các máy NC hiện tai

Sơ đồ cấp phôi

yên ciện x[ aaa

thờ số phẩm phôi vào riếy

Năng suất gia công của dây clruyền hiệu tại:

« _ Thời gian gia công của máy: 60giây/I sản phẩm

«_ Mỗi công nhân vận hành 1 máy NC

«_ Thời gian cấp phối và lây phôi ( thời gian thao tác người vận hành máy)

20 giây

©_ Thời gian lảm việc 1 ca trong ngày: 7 giờ (25200 giây)

œ_ Hiệu suất lính năng suât gia công : 80%

— Săn lượng gia công trong 1 ca là: 252 sản phẩm/ 1 công nhân vận hành

« T¥ 1g phé pham là: 0.05%, trong tỷ lệ phế phẩm do thao tác của nguời

vận hảnh may 0.01%

3.2.2 Yêu cầu hệ thẳng cấp phôi tự động

Năng suất gia công của dây cluyền cắp phỏi tự động:

©_ Thời gian gia công của máy: 60giây/Isản phẩm

«_ Mỗi công nhân van hanh 4 may NC

© Thi gian cap phdi và lấy phôi tư đông: 10 giây

© Thời gian việc 1 ca trong ngày: 7 giờ (25200 giây)

«œ _ LIiệu suất tính năng suât gia công: 100%

+ Sân luợng gia công trong T ca là: 360 sân phẩm/ 1 máy NƠ

Chương 3: Thiết kế hệ thông cắp phôi tự động

— Sản lượng 1 công nhân/ ] ca: 360x4=1440 sản phẩm/ 1 người

—> Tỷ lê phê phẩm là: 0.04%, trong đó tỷ lệ phê phẩm do thao tác của người

vân hành máy 0 %

Nhận xét: như vậy khi sử dụng hệ thống cấp phôi tư động năng suất của người

vận hành máy sẽ tăng lên 4 lần so với cách làm hiện tại Tỷ lệ phể pham do thao tac sai

của người vận hành máy là 0%

3.2.3 Sơ đồ hệ thống cấp phôi nguyên liệu tự động

Công nhân Rung dong Động cơ điện

thực hiện của a của băng tãi

"Phôi nguyễn liệu, i DS pl Cấp a h Cấp a cho

core stator 0310 phéu rung bing tai robot

Chuyên động May NC

của robot thực hiện

x Cấp phôi cho Gia công Lấy sản phẩm

may cất gọt ra khoi may

Với sơ đồ khỏi cấp phôi tự động như trên, thì toản bộ quả trình cấp phôi điều

được thực hiện tự động Người công nhân chỉ có nhiệm vụ đồ phôi vào phéu rung

Thao tác này chỉ thực hiện 2 lẫn/ca làm việc

Dic điểm của hệ thống cấp phôi tư động này:

e Không phụ thuộc vào yếu tổ con người

© Tỉnh ôn định cao

e Năng suất tăng lên do 1 công nhân cỏ thể vận hành nhiều mảy

e Giảm phê phầm sau gia công do nguyên nhân gá đặt

3.2.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp phôi nguyên liệu tự động

Từ sơ đồ trên ta cỏ sơ đỗ nguyên lý cấp phỏi cho máy NC như sau

Hinh 3.2: Nguyên lý hệ thông cap phôi tự đông

3.2.5 Mô tả nguyên lý hoạt động của hệ thống cấp phôi

Phéi nguyên liệu được công nhân đỗ vào phều rung, phêu rung hoạt động liên tục

Phêu rung có nhiệm vụ định hướng vả đưa phôi nguyên liêu ra mảng dẫn nhờ rảnh

trạng thải nằm vả mảng

xoắn va quả trình rung cia phéu Khi phôi ra khỏi phều nó

dan đưa phôi lên băng tải Băng tải đưa phôi vào đừng ở cuối băng tải nhờ cơ câu chặn

Chuong 3: Thiét ké hé thang cấp phôi tự động

va robot gap phổi đưa vào máy NC gia công, Sau khi gia công xong sắn phẩm được lây

ra nhờ cơ câu lấy sản phẩm ra và hệ thẳng bắt đầu chu kỳ khác

Chương 4

TINH TOAN, THIET KE PHEU RUNG

4.1 TINH TOAN PHEU

4.1.1 Chọn vật liệu chế tạo phéu

Phếu cấp phôi rung động được làm bằng thép cacbon kết cầu (CT3), cảnh xoắn có

dạng hình vành khăn có đường kính ngoài gân bằng đường kính trong của phu và

duoc han vao thanh trong cửa phốu theo đường xoắn ốc

‘Thanh phan hoa hoc và cơ tỉnh của thép C13:

4.1.2 Các thông số hình học của phễu

'Yêu câu của dễ tải là: tỉnh toàn, thiết kẻ mô hình cấp phối tự dộng đạng rời rạc, cỏ Kích thước như hình 4.1, trọng lượng của 1 chỉ tiết (phôi): Q — 0.02 (kg) Yêu cầu mốt lần dễ phôi vào phéu 1a 250 chi tiét

Chương 4: Tinh toin, thiét ké phéu rung

Chọn Phểu cấp phôi rung động có dạng hình trụ

Cơ câu cắp phổi rung động phải đảm bão cấp phối liên tục cho máy và đảm bảo

nắng suấi công righê (năng suất thục tế) Qp cửa nó phôi lớn hon ming sual cla may Qe, khoăng 1,3 lấn

Qs— Kị Qu— 1,3 x1 - 1,3 (phdv/phit) lỗi Trong dé:

‘Théng sé hinh hoe ctia phéw:

œ Goo nâng lớn nhất Ø„ của mang

@.,, — wet f gan) — aretg(0,3521g15° }

„=1,

Chọn đường kính cũa phẫu D— 400 (rnrn) (a bang 6.11-[1])

Chiểu dày thanh phéu 2 (mm)

ước xoắn của móng là:

15 aDig6 =3,14% 400% (gl 32.9(am)

Chiều rộng của cảnh xoắn là:

B=r1(2-3)=17,4126=20 (mm)

Trong do:

«+: là đường kinh lớn nhất của phôi

Cảnh xoắn dược làm bằng thép CL3 có dộ dày lả 2 (mm)

Cánh xoắn được gắn lên thành phéu bằng cách hàn hồ quang điện

30

Chương 4: Tinh toin, thiét ké phéu rung

Ss

Hình 42 Cảnh xoắn vi

Dung lượng Lí của phếu phải có khá năng chứa được sé chi tiét dit cho may lam

việc trong khoảng thời gian là: t„ø= 4 (giờ) = 240 (phú)

F-Qy tg, = 1X 240= 240 (chi liêO [1]

Số chỉ tiết z có khả năng được xếp thành một lớp trong phếu: |

Số lớp phôi có khả năng được xép cửng lúc trong toàn bộ đưng lượng của phểu:

=4 3:5 (lớp)

Chiểu cao II của phu

H-nh,+A= 5% 316 | 47,4 = 205 (mm) Trong đó:

« - h¿ chiều cao của chỉ tiết

« A(A=1,5.h¿ };chiểu cao dự phỏng của phếu

Tây phếu được làm bằng thép CT3 và được làm có hình cồn ngược 170” để khi

đồ phôi vào phổu, phôi sẽ lăn ra thành phễu và sẽ theo cánh xoắn đi lèn khi hệ thông dao động

31

Xác định khối lượng của phéu:

Chia phêu ra các phần đơn giản đề tính khối lượng:

À4, =m, +im,, + m, +,

© Mụ; khối long phéu

« mụ khối lượng thành phều

«© mụ; khối lượng máng phéu

© mạ khối lượng đây phéu

© mạ khỏi lượng dé phéu

M, =m, +m, +m, +m, =4+ 147+ 1,766 + 3,826 = 11,062 (kg)

Khối lượng của tắt cả chỉ tiết được chất lên phêu

mụ= 0,02.250= 5 (kg)

Chương 4: Tinh toin, thiét ké phéu rung

4.2 KÍCH THƯỚC ĐỀ

Dé bao đảm cho hệ thống đao động đúng yên cau da tinh toan và năng suất không đổi trong quá trình làm việc thi trọng lượng của phân đề máy phải lớn hơn 3 +5 lần so với trọng lượng phéu

4.3.1 Giới thiệu về vẫn để định hướng phôi rời

Trong quả trình by động cấp phôi rời định hướng phôi là một vẫn để quan trọng, nhất vả cũng khó khăn nhất LHình dáng, kích thước, trọng lượng của phôi quyết định

khả năng tự định hướng của nó và quyết định phương pháp định hướng của hệ thống

cấp phôi

'Trơng các cơ câu cấp phôi rung động thị việc định hưởng phỏi xây ra trong quá trình chuyển động của nó theo máng xoắn víL

Có 2 phương pháp dịnh hướng phôi là

+ Chủ động: tất cô các phôi được định hướng không phụ thuộc vào vị trí của

¢ Nhiing phéi bị gạt bỏ phải được vận chuyển ngược trở lại phêu cấp phôi

© _ Nếu cơ câu định hưởng co dé tin cay không cao thì cần bô sung vài ba cơ câu

trên đường vận chuyên phôi

4.3.2 Thiết kế cơ cầu định hướng phôi nguyên liệu trên máng xoắn

4.3.2.1 Các trạng thái và lưu đồ di chuyển của phôi nguyên liệu trên máng xoắn

Trang that 8

Lưu đỏ đi chuyển của phôi Các trạng thải của phôi nguyên liệu

4.3.2.2 Thiết kế cơ cấu định hướng phôi nguyên liệu trên máng xoắn