Tự động hóa việc cấp phôi và kiểm tra phân loại chi tiết hình trụ trơn

Nội dung text: Tự động hóa việc cấp phôi và kiểm tra phân loại chi tiết hình trụ trơn

1. Tạp chí Đại học Cơng nghiệp TỰ ĐỘNG HĨA VIỆC CẤP PHƠI VÀ KIỂM TRA PHÂN LOẠI CHI TIẾT HÌNH TRỤ TRƠN Lê Minh Sơn* Phạm Đăng Phước TĨM 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 cơng các chi tiết chính xác. Như vậy thường mất nhiều thời gian và giá thành sản phẩm cao. Bằng phương pháp lắp chọn, ta cĩ thể mở rộng dung sai chế tạo các chi tiết lắp ráp để dễ chế tạo, sau đĩ phân loại chi tiết thành các nhĩm 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 kiểm thủ cơng, mức độ tự động hĩa chưa cao Hiện nay nhiều sản phẩm cơ khí được nên thường tốn nhiều thời gian, việc đo kiểm cĩ sản xuất hàng loạt và được tiêu chuẩn hố. Tuy thể thiếu chính xác do các yếu tố chủ quan. Với nhiên, trong một số trường hợp để chế tạo các sự hổ trợ đắc lực của lĩnh vực điện tử, các thiết chi tiết cĩ độ chính xác cao theo yêu cầu của bị đo cĩ độ chính xác ngày càng cao; viêc nâng mối lắp là rất khĩ khăn. Vì vậy, để đơn giản hơn cao độ chính xác đo và hồn thiện phương pháp trong chế tạo, người ta sử dụng phương pháp lắp đo luơn là vấn đề mới mẻ. Với ý tưởng sử dụng chọn, cho phép mở rộng trường dung sai của các các dụng cụ đo là đồng hồ so điện tử chuyển đổi chi tiết lắp, sau khi gia cơng tiến hành phân loại tín hiệu tương tự (Analog) sang tín hiệu số theo từng nhĩm, các chi tiết trong nhĩm tương (Digital), kết hợp mạch điều khiển chuyển đổi ứng được lắp với nhau theo chế độ lắp lẫn hồn các thơng số đo thành các tín hiệu phản hồi điều tồn mà vẫn đảm bảo được độ chính xác mối lắp khiển tự động cơ cấu chấp hành phân loại chi theo yêu cầu. tiết, nhằm nâng cao độ chính xác và tính tự động trong kiểm tra phân loại các chi tiết cũng Xuất phát từ thực trạng sản xuất ở nước như quản lý các dữ liệu trong quá trình sản xuất. ta là phần lớn cịn sử dụng phương pháp đo * GV. Trường Cao đẳng giao thơng vận tải II TS. Trường Đại học Phạm Văn Đồng 51
2. Tự động hĩa việc cấp phơi 2. Thiết kế, chế tạo đồ gá tự động cấp đo, ta tiến hành phân chi tiết thành n nhĩm, tùy phơi, kiểm tra và phân loại chi tiết hình trụ thuộc vào việc mở rộng dung sai khi chế tạo và 2.1 – Mơ hình đồ gá tự động cấp phơi, độ chính xác lắp ghép. Ở đây, ta chia các chi tiết kiểm tra, phân loại chi tiết hình trụ. gia cơng thành 4 nhĩm: Thơng số kích thước của chi tiết kiểm tra - Nhĩm 1: Φ19,96 ÷ Φ19,98 mm Chi tiết kiểm tra cĩ hình dạng trụ trơn, - Nhĩm 2: Φ19,99 ÷ Φ20,01 mm kích thước đường kính từ Φ19,96 ÷ Φ20,04 mm - Nhĩm 3: Φ20.02 ÷ Φ20,04 mm (dung sai đã được mở rộng để dễ chế tạo), chiều - Nhĩm 4: Φ20,04 dài l = 30 mm. Dựa vào giá trị kích thước được mm (nhĩm khơng đạt) Nguyên lý làm việc của đồ gá: Nhĩm 4 Cơ cấu cấp phơi tự động n ể Nhĩm 3 u khi ề i i phân nhĩm i phân nhĩm đ Máy tính Máy ả Cơ cấu đo ộ Nhĩm 2 B ng t ă B Nhĩm 1 Hình 1: Sơ đồ khối đồ gá cấp phơi, kiểm tra và phân loại tự động. 102 Máng chứa chi tiết trụ tròn T/h ra T/h vào MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN Cơ cấu chống MẠCH ĐIỀU KHIỂN kẹt chi tiết Máng dẫn 312 hướng chi tiết 409 Cơ cấu chặn Cơ cấu đo chi tiết 7 4 + ° - 0,03 1 Cơ cấu dẫn Ø20 4 ° động băng tải Bộ xử lý tín hiệu đo 45 NGUỒN ĐIỆN MẠCH ĐIỀU KHIỂN 8 Cơ cấu đẩy chi tiết 435 500 Hình 2. Sơ đồ kết cấu đồ gá. 52
3. Tạp chí Đại học Cơng nghiệp Đồ gá kết hợp cơ cấu cấp phơi và cơ cấu kiểm sẽ tự động di chuyển nhờ trọng lượng bản thân tra, phân loại tự động. Các chi tiết hình trụ được và độ dốc của máng, được hỗ trợ bởi cơ cấu xếp trong máng chứa. Cơ cấu cấp phơi sẽ lần chống kẹt chi tiết. Chi tiết sau khi được đo, sẽ lượt cấp một phơi vào vị trí kiểm tra (định vị chuyển động đến băng tải; bộ điều khiển sẽ điều trên khối V). Cơ cấu đo sẽ kiểm tra kích thước khiển cơ cấu phân loại, đưa chi tiết trên băng tải đường kính chi tiết và gửi tín hiệu về máy tính. đến thùng chứa tùy thuộc vào kích thước chi tiết Thơng số kích thước sẽ được hiện thị trên màn đo được nằm trong nhĩm nào (Hình 3). Qui hình máy tính, lúc này bộ điều khiển sẽ phát tín trình đo được lặp lại đối với chi tiết tiếp sau. hiệu điều khiển, làm cơ cấu đẩy chi tiết đã đo Nếu chi tiết đo cĩ kích thước khơng đạt yêu cầu vượt qua khối chữ V để vào băng tải đồng thời sẽ được di chuyển về cuối băng tải, rơi vào đẩy chi tiết tiếp sau vào khối chữ V để thực hiện nhĩm thứ tư. việc kiểm tra tiếp theo. Các chi tiết trong máng Động cơ điện Dây một chiều Giá đỡ Băng tảiõ 40 Cữ chặn Tay gạt Chốt xoay Hình 3: Cơ cấu phân nhĩm chi tiết dựa vào kết quả đo. Về mặt kết cấu cấu của đồ gá, cần đảm bảo tương tự sang tín hiệu số (A/D), kết nối máy chống được sự rung động khi các động cơ hoạt tính. động ảnh hưởng đến độ chính xác đo. Đồ gá Các thơng số kỹ thuật: thiết kế cách ly bộ phận đo với các bộ phận chuyển động khác đồng thời lập trình để đo ở - Hãng sản xuất: Mitutoyo, Nhật bản trạng thái tĩnh, tức là cho các bộ phận chuyển - Độ phân giải: 1% _ sai số: 0.01 mm động tạm dừng khi cơ cấu đo hoạt động. - Hành trình đo: ½ inch 2.2. Dụng cụ đo, bộ điều khiển và - Kiểu đầu đo: Bi cầu, đo kích thước thẳng chương trình máy tính - Kết nối với máy tính qua cổng USB. Kích thước đường kính của các chi tiết được đo tự động bằng đồng hồ so điện tử. Đây Các thơng số đo được chuyển về máy là dụng cụ đo cĩ khả năng hiển thị thơng số kích tính, dữ liệu thu nhận được dùng để điều khiển thước đo lên màn hình LCD, chuyển tín hiệu đo các bộ phận khác nhau của đồ gá như cơ cấu cấp phơi, cơ cấu phân lọai Chương trình máy tính 53
4. Tự động hĩa việc cấp phơi được thiết kế gồm các tùy chọn về số nhĩm Giao diện gồm 4 nhĩm lệnh sau: phân loại, giới hạn kích thước của các chi tiết - Lệnh cài đặt để thiết lập các thơng số trong mỗi nhĩm, lưu trử và xử lý các thơng số điều khiển ban đầu và kết nối với mạch điều đo Bộ điều khiển dùng vi điều khiển khiển. PIC16f887, chuyển tín hiệu điều khiển đến các động cơ chấp hành (động cơ điện một chiều) để - Lệnh khởi động và dừng thiết bị. thực hiện quá trình cấp phơi và phân loại. - Lệnh thu thập thơng số đo và số lượng Chương trình máy tính giúp cho việc chi tiết đo. điều khiển dễ dàng, linh hoạt hơn trong việc lựa - Lệnh vẽ đồ thị: Phần này cho phép xác chọn các phương án điều khiển khác nhau và cĩ định qui luật (đường cong) phân bố kích thước thể giám sát được tồn bộ chu trình hoạt động. của loạt chi tiết gia cơng được kiểm tra. Chương trình được xây dựng trên ngơn ngữ lập trình C#. Hình 4: Giao diện máy tính điều khiển và giám sát quá trình kiểm tra phân loại. 3. Kết quả đạt được Mơ hình đồ gá cĩ thể được ứng dụng để chế tạo các thiết bị kiểm tra phân loại các chi Thiết bị đã hoạt động tốt; cơ cấu cấp tiết dạng trụ dùng trong bộ đơi lắp ghép cĩ độ phơi tự động cĩ đảm bảo tin cậy, cấp phơi theo chính xác cao như chốt ắc, bi trụ, ti bơm đúng chu kỳ đo. Kết quả đo chính xác đến (piston) nhằm tăng năng suất và 0,01mm; các chi tiết được phân nhĩm đúng yêu độ chính xác cầu. Năng suất kiểm tra, phân loại đạt 60 chi kiểm tra khi sử dụng phương pháp lắp chọn. tiết/phút. Phần mềm cho phép thực hiện quá Mơ hình cịn được sử dụng như một học trình điều khiển đơn giản, quản lý và xử lý các cụ trực quan cho sinh viên ngành cơ khí và cơ số liệu đo; xây dựng được đường cong phân bố điện tử về cấp phơi và kiểm tra tự động. kích thước của loạt chi tiết gia cơng. 54
5. Tạp chí Đại học Cơng nghiệp 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/ 55