Tạp chí Đại học Công nghiệp
51
TỰ ĐỘNG HÓA VIỆC CẤP PHÔI VÀ KIỂM TRA PHÂN LOẠI
CHI TIẾT HÌNH TRỤ TRƠN
Lê Minh Sơn*
Phạm Đăng Phước**
TÓM TẮT
Trong chế tạo máy, ở dạng sản xuất hàng loạt, để đảm bảo độ chính xác cao của các mối lắp
ghép cần phải gia công các chi tiết chính xác. Như vậy thường mất nhiều thời gian và giá thành sản phẩm
cao. Bằng phương pháp lắp chọn, ta có thể mở rộng dung sai chế tạo các chi tiết lắp ráp để dễ chế tạo,
sau đó phân loại chi tiết thành các nhó
5 trang |
Chia sẻ: huongnhu95 | Lượt xem: 565 | Lượt tải: 0
Tóm tắt tài liệu Tự động hóa việc cấp phôi và kiểm tra phân loại chi tiết hình trụ trơn, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
m tương ứng để lắp với nhau mà vẫn đảm bảo dung sai mối lắp.
Tuy nhiên phương pháp này mất nhiều cơng sức để đo kiểm, phân loại. Thiết kế, chế tạo các thiết bị để tự
động hố cơng việc này nhằm tăng năng suất và độ chính xác kiểm tra là cần thiết.
AUTOMATING THE FEEDERS AND CLASSIFICATION TEST THE CYLINDER DETAILS
SUMMARY
In manufacturing, in the form of mass production, to ensure the accuracy of the fits, the
details must be manufactured exactly. So often takes more time and higher production costs. With
the method chosen asembly, we can expand tolerances of details to easy to make, then details are
classified into corresponding groups to assemble together while still maintaining accuracy of the
fits. However, this method takes more times to measure and classify. Design and manufacture of
equipment to automate this task to increase productivity and accuracy testing is necessary.
1. Giới thiệu chung
Hiện nay nhiều sản phẩm cơ khí được
sản xuất hàng loạt và được tiêu chuẩn hố. Tuy
nhiên, trong một số trường hợp để chế tạo các
chi tiết cĩ độ chính xác cao theo yêu cầu của
mối lắp là rất khĩ khăn. Vì vậy, để đơn giản hơn
trong chế tạo, người ta sử dụng phương pháp lắp
chọn, cho phép mở rộng trường dung sai của các
chi tiết lắp, sau khi gia cơng tiến hành phân loại
theo từng nhĩm, các chi tiết trong nhĩm tương
ứng được lắp với nhau theo chế độ lắp lẫn hồn
tồn mà vẫn đảm bảo được độ chính xác mối lắp
theo yêu cầu.
Xuất phát từ thực trạng sản xuất ở nước
ta là phần lớn cịn sử dụng phương pháp đo
kiểm thủ cơng, mức độ tự động hĩa chưa cao
nên thường tốn nhiều thời gian, việc đo kiểm cĩ
thể thiếu chính xác do các yếu tố chủ quan. Với
sự hổ trợ đắc lực của lĩnh vực điện tử, các thiết
bị đo cĩ độ chính xác ngày càng cao; viêc nâng
cao độ chính xác đo và hồn thiện phương pháp
đo luơn là vấn đề mới mẻ. Với ý tưởng sử dụng
các dụng cụ đo là đồng hồ so điện tử chuyển đổi
tín hiệu tương tự (Analog) sang tín hiệu số
(Digital), kết hợp mạch điều khiển chuyển đổi
các thơng số đo thành các tín hiệu phản hồi điều
khiển tự động cơ cấu chấp hành phân loại chi
tiết, nhằm nâng cao độ chính xác và tính tự
động trong kiểm tra phân loại các chi tiết cũng
như quản lý các dữ liệu trong quá trình sản xuất.
* GV. Trường Cao đẳng giao thơng vận tải II
** TS. Trường Đại học Phạm Văn Đồng
Tự động hĩa việc cấp phơi
52
2. Thiết kế, chế tạo đồ gá tự động cấp
phơi, kiểm tra và phân loại chi tiết hình trụ
2.1 – Mơ hình đồ gá tự động cấp phơi,
kiểm tra, phân loại chi tiết hình trụ.
Thơng số kích thước của chi tiết kiểm tra
Chi tiết kiểm tra cĩ hình dạng trụ trơn,
kích thước đường kính từ Φ19,96 ÷ Φ20,04 mm
(dung sai đã được mở rộng để dễ chế tạo), chiều
dài l = 30 mm. Dựa vào giá trị kích thước được
đo, ta tiến hành phân chi tiết thành n nhĩm, tùy
thuộc vào việc mở rộng dung sai khi chế tạo và
độ chính xác lắp ghép. Ở đây, ta chia các chi tiết
gia cơng thành 4 nhĩm:
- Nhĩm 1: Φ19,96 ÷ Φ19,98 mm
- Nhĩm 2: Φ19,99 ÷ Φ20,01 mm
- Nhĩm 3: Φ20.02 ÷ Φ20,04 mm
- Nhĩm 4: Φ20,04
mm (nhĩm khơng đạt)
Nguyên lý làm việc của đồ gá:
Hình 1: Sơ đồ khối đồ gá cấp phơi, kiểm tra và phân loại tự động.
Hình 2. Sơ đồ kết cấu đồ gá.
Cơ cấu cấp phơi
tự động
Cơ cấu đo
B
ộ
đi
ều
k
hi
ển
B
ăn
g
tả
i p
hâ
n
nh
ĩm
Nhĩm 3
Nhĩm 2
Nhĩm 4
Nhĩm 1
M
áy
tí
nh
MẠCH ĐIỀU KHIỂN
T/h ra
NGUỒN
ĐIỆN
Cơ cấu đẩy chi tiết
74°
102
Máng chứa
chi tiết trụ
tròn
Máng dẫn
hướng chi tiết
Cơ cấu chống
kẹt chi tiết
Ø20
T/h vào MÁY TÍNH
ĐIỀU KHIỂN
Cơ cấu đo
MẠCH ĐIỀU KHIỂN
+- 0,03
Cơ cấu chặn
chi tiết
Bộ xử lý tín hiệu đo
Cơ cấu dẫn
động băng tải
8
14°
45
500
435
40
9
31
2
Tạp chí Đại học Cơng nghiệp
53
Đồ gá kết hợp cơ cấu cấp phơi và cơ cấu kiểm
tra, phân loại tự động. Các chi tiết hình trụ được
xếp trong máng chứa. Cơ cấu cấp phơi sẽ lần
lượt cấp một phơi vào vị trí kiểm tra (định vị
trên khối V). Cơ cấu đo sẽ kiểm tra kích thước
đường kính chi tiết và gửi tín hiệu về máy tính.
Thơng số kích thước sẽ được hiện thị trên màn
hình máy tính, lúc này bộ điều khiển sẽ phát tín
hiệu điều khiển, làm cơ cấu đẩy chi tiết đã đo
vượt qua khối chữ V để vào băng tải đồng thời
đẩy chi tiết tiếp sau vào khối chữ V để thực hiện
việc kiểm tra tiếp theo. Các chi tiết trong máng
sẽ tự động di chuyển nhờ trọng lượng bản thân
và độ dốc của máng, được hỗ trợ bởi cơ cấu
chống kẹt chi tiết. Chi tiết sau khi được đo, sẽ
chuyển động đến băng tải; bộ điều khiển sẽ điều
khiển cơ cấu phân loại, đưa chi tiết trên băng tải
đến thùng chứa tùy thuộc vào kích thước chi tiết
đo được nằm trong nhĩm nào (Hình 3). Qui
trình đo được lặp lại đối với chi tiết tiếp sau.
Nếu chi tiết đo cĩ kích thước khơng đạt yêu cầu
sẽ được di chuyển về cuối băng tải, rơi vào
nhĩm thứ tư.
Hình 3: Cơ cấu phân nhĩm chi tiết dựa vào kết quả đo.
Về mặt kết cấu cấu của đồ gá, cần đảm bảo
chống được sự rung động khi các động cơ hoạt
động ảnh hưởng đến độ chính xác đo. Đồ gá
thiết kế cách ly bộ phận đo với các bộ phận
chuyển động khác đồng thời lập trình để đo ở
trạng thái tĩnh, tức là cho các bộ phận chuyển
động tạm dừng khi cơ cấu đo hoạt động.
2.2. Dụng cụ đo, bộ điều khiển và
chương trình máy tính
Kích thước đường kính của các chi tiết
được đo tự động bằng đồng hồ so điện tử. Đây
là dụng cụ đo cĩ khả năng hiển thị thơng số kích
thước đo lên màn hình LCD, chuyển tín hiệu đo
tương tự sang tín hiệu số (A/D), kết nối máy
tính.
Các thơng số kỹ thuật:
- Hãng sản xuất: Mitutoyo, Nhật bản
- Độ phân giải: 1% _ sai số: 0.01 mm
- Hành trình đo: ½ inch
- Kiểu đầu đo: Bi cầu, đo kích thước thẳng
- Kết nối với máy tính qua cổng USB.
Các thơng số đo được chuyển về máy
tính, dữ liệu thu nhận được dùng để điều khiển
các bộ phận khác nhau của đồ gá như cơ cấu cấp
phơi, cơ cấu phân lọai ... Chương trình máy tính
Động cơ điện
Tay gạt
Cữ chặn
Băng tảiõ
Chốt xoay
40
một chiều Giá đỡDây
Tự động hĩa việc cấp phơi
54
được thiết kế gồm các tùy chọn về số nhĩm
phân loại, giới hạn kích thước của các chi tiết
trong mỗi nhĩm, lưu trử và xử lý các thơng số
đo ... Bộ điều khiển dùng vi điều khiển
PIC16f887, chuyển tín hiệu điều khiển đến các
động cơ chấp hành (động cơ điện một chiều) để
thực hiện quá trình cấp phơi và phân loại.
Chương trình máy tính giúp cho việc
điều khiển dễ dàng, linh hoạt hơn trong việc lựa
chọn các phương án điều khiển khác nhau và cĩ
thể giám sát được tồn bộ chu trình hoạt động.
Chương trình được xây dựng trên ngơn
ngữ lập trình C#.
Giao diện gồm 4 nhĩm lệnh sau:
- Lệnh cài đặt để thiết lập các thơng số
điều khiển ban đầu và kết nối với mạch điều
khiển.
- Lệnh khởi động và dừng thiết bị.
- Lệnh thu thập thơng số đo và số lượng
chi tiết đo.
- Lệnh vẽ đồ thị: Phần này cho phép xác
định qui luật (đường cong) phân bố kích thước
của loạt chi tiết gia cơng được kiểm tra.
Hình 4: Giao diện máy tính điều khiển và giám sát quá trình kiểm tra phân loại.
3. Kết quả đạt được
Thiết bị đã hoạt động tốt; cơ cấu cấp
phơi tự động cĩ đảm bảo tin cậy, cấp phơi theo
đúng chu kỳ đo. Kết quả đo chính xác đến
0,01mm; các chi tiết được phân nhĩm đúng yêu
cầu. Năng suất kiểm tra, phân loại đạt 60 chi
tiết/phút. Phần mềm cho phép thực hiện quá
trình điều khiển đơn giản, quản lý và xử lý các
số liệu đo; xây dựng được đường cong phân bố
kích thước của loạt chi tiết gia cơng.
Mơ hình đồ gá cĩ thể được ứng dụng để
chế tạo các thiết bị kiểm tra phân loại các chi
tiết dạng trụ dùng trong bộ đơi lắp ghép cĩ độ
chính xác cao như chốt ắc, bi trụ, ti bơm
(piston) ... nhằm tăng năng suất và độ chính xác
kiểm tra khi sử dụng phương pháp lắp chọn.
Mơ hình cịn được sử dụng như một học
cụ trực quan cho sinh viên ngành cơ khí và cơ
điện tử về cấp phơi và kiểm tra tự động.
Tạp chí Đại học Cơng nghiệp
55
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Tăng Cường, Phan Quốc Thắng (2004),
Cấu trúc và lập trình họ vi điều khiển 8051. NXB Khoa học và kỹ thuật.
[2] Ngơ Diên Tập (2004), Vi xử lý trong đo lường và điều khiển,
NXB Khoa học và kỹ thuật.
[3] Nguyễn Tế (1998), Cơ sở kỹ thuật đo trong chế tạo máy, NXB Đà Nẵng.
[4] Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú (2005), Kỹ
thuật đo lường và kiểm tra trong chế tạo máy, NXB Khoa học và kỹ thuật.
[5]
programming-in-c/
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- tu_dong_hoa_viec_cap_phoi_va_kiem_tra_phan_loai_chi_tiet_hin.pdf