Thiết kế, mô hình hóa và mô phỏng hệ thống cấp phôi di chuyển thẳng theo phương pháp rung động.

- Tác giả Nguyễn Mạnh Hùng 3 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP PHÔI RUNG ĐỘNG……………9 1.1 Tổng quan về các hệ thống cấp phôi tự động.
- 9 1.2 Phƣơng pháp cấp phôi bằng rung động.
- 12 1.3 Hệ thống cấp phôi bằng rung động.
- 15 1.4 Kết cấu của cơ cấu cấp phôi có phễu cố định và máng thẳng rung động.
- 17 Chương 2 TÍNH TOÁN, KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG TỚI NĂNG SUẤT CẤP PHÔI RUNG ĐỘNG Nguyên lý cấp phôi bằng rung động.
- 19 2.2 Các thông số ảnh hƣởng tới quá trình cấp phôi.
- 24 2.3 Tính toán hệ thống cấp phôi di chuyển thẳng theo phƣơng pháp rung động..25 2.3.1 Lý thuyết tính toán.
- 25 2.3.2 Quy trình tính toán thiết kế hệ thống cấp phôi di chuyển thẳng.
- 37 Chương 3 MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CẤP PHÔI Mô hình hóa hệ thống cấp phôi.
- 39 3.2 Lắp ráp hệ thống cấp phôi hoàn chỉnh trong CATIA.
- 47 3.5 Mô phỏng hệ thống cấp phôi rung động di chuyển thẳng.
- 49 3.5.2 Mô phỏng cấp phôi.
- 50 3.6 Nghiên cứu trình ứng dụng (plugins) Adams/Controls và Co-Simulation Adams/Matlab để ứng dụng vào đề tài cấp phôi rung động.
- 58 3.6.3 Ứng dụng quy trình Co-simulation ADAMS/MATLAB vào hệ thống cấp phôi Kết quả mô phỏng.
- Sơ đồ tổng quát của hệ thống cấp phôi tự động.
- Băng tải cấp phôi dạng xích.
- Băng tải cấp phôi dạng đai truyền.
- Rôbốt cấp phôi công nghiệp.
- Máy cấp phôi rung động phễu tròn.
- Cơ cấu cấp phôi rung động di chuyển thẳng.
- Hệ thống cấp phôi rung động.
- Cơ cấu cấp phôi có phễu cố định và máng rung.
- 16 Hình 1.10.
- Sơ đồ của cơ cấu cấp phôi rung động có tấm chắn từ.
- 28 Hình 2.10.
- 29 Hình 2.11.
- 30 Hình 2.12 Lõi thép của nam châm điện.
- 37 Hình 2.13.
- 45 Hình 3.10.
- 45 Hình 3.11.
- 46 Hình 3.12 Bản vẽ lắp hệ thống cấp phôi.
- 46 Hình 3.13.
- 47 Hình 3.14.
- 48 Hình 3.15.
- 49 Hình 3.16.
- 49 Hình 3.17.
- 51 Hình 3.18.
- 52 Hình 3.19.
- 52 Hình 3.20.
- 53 Hình 3.21.
- 53 Hình 3.22.
- 54 Hình 3.23.
- 54 Hình 3.24.
- 55 Hình 3.25.Tạo ràng buộc liên kết.
- 56 Hình 3.26.
- 57 Hình 3.27.
- 57 Hình 3.28.
- 59 Hình 3.29.
- 60 Hình 3.30.
- 60 Hình 3.31.
- 61 Hình 3.32.
- 61 Hình 3.33.
- Chuyển vị phôi theo phƣơng X – X phƣơng cấp phôi.
- 63 Hình 3.34.
- 63 Hình 3.35.
- TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cấp phôi tự động phục vụ các công đoạn nhƣ gia công, lắp ráp, kiểm tra có nhiều phƣơng pháp, trong đó sử dụng phổ biến là dạng cơ cấu cấp phôi bằng băng tải, xích tải, băng tải gàu, xích tải gàu, cánh tay robot, hoặc cấp phôi bằng rung động.
- Vì thế, ngƣời ta sử dụng phƣơng pháp cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động.
- Ƣu điểm của phƣơng pháp này là cơ cấu đơn giản, giá thành rẻ, dễ dàng cấp phôi đúng nhịp, đúng vị trí để phục vụ lắp ráp và đóng gói.
- Vì vậy, việc triển khai đề tài xây dựng mô hình thử nghiệm mô phỏng số trong hệ thống cấp phôi nắp chai tự động trên đƣờng thẳng theo nguyên lý rung động là cần thiết để đƣa ra các thông số tối ƣu phục vụ việc chế tạo sản phẩm, nâng cao năng xuất và chất lƣợng cấp phôi.
- MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Mục đích nghiên cứu Mục đích của đề tài (các kết quả cần đạt đƣợc): Thiết kế, mô hình hóa, mô phỏng đƣợc hệ thống cấp phôi di chuyển thẳng theo phƣơng pháp rung động.
- Qua đó nghiên cứu một số thông số ảnh hƣởng tới năng suất cấp phôi, xây dựng đƣợc các đồ thị liên hệ 8 giữa các thông số ảnh hƣởng và năng suất cấp phôi.
- Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu là hệ thống cấp phôi bằng rung động cho lắp ráp nắp cao su di chuyển thẳng thƣờng dùng trong ngành dƣợc phẩm.
- Đề tài giới hạn phạm vi nghiên cứu ở các vấn đề sau : Thiết kế hệ thống cấp phôi Thực nghiệm hệ số ma sát giữa máng Inox 304 và nắp cao su Mô phỏng động lực học hệ thống Đƣa ra các đồ thị, bảng biểu 3.
- Từ đó đƣa hệ số ma sát này vào mô phỏng động lực học để khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến năng suất cấp phôi.
- NỘI DUNG VÀ CÁC VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT  Tìm hiểu tổng quan về hệ thống cấp phôi di chuyển thẳng  Tính toán thiết bị cấp phôi di chuyển thẳng theo nguyên lý rung động  Khảo sát các đại lƣợng động lực học của hệ thống  Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống cấp phôi  Kết luận và hƣớng nghiên cứu tiếp theo.
- 9 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP PHÔI RUNG ĐỘNG 1.1 Tổng quan về các hệ thống cấp phôi tự động Hiện nay, trong các xí nghiệp, phân xƣởng sản xuất, lắp ráp, đóng gói sản phẩm đều phát triển theo xu hƣớng tự động hóa ngày càng cao.
- Để đảm bảo đƣợc quá trình sản xuất ổn định thì cần thiết phải có quá trình cấp phôi chính xác về vị trí trong không gian theo đúng nhịp (cấp đúng lúc) và liên tục theo chu trình hoạt động của máy một cách tin cậy [1].
- Sơ đồ tổng quát của hệ thống cấp phôi tự động Vì thế quá trình cấp phôi là một trong những yêu cầu cần thiết phải đƣợc nghiên cứu và giải quyết trong các hệ thống sản xuất tự động (hình 1.1) nhằm mục đích nâng cao năng suất lao động, sử dụng và khai thác các máy móc và thiết bị một cách có hiệu quả nhất và nâng cao chất lƣợng sản phẩm.
- So sánh với phƣơng pháp cấp phôi cổ điển (phƣơng pháp cấp phôi bằng tay), ví dụ nhƣ trên máy tiện ren vít vạn năng (hình 1.2).
- Vì vậy ngƣời ta chỉ dùng phƣơng pháp cấp phôi này trong chế tạo đơn chiếc và sửa chữa.
- Gia công trên máy tiện Phƣơng pháp cấp phôi tự động dùng băng tải, xích tải (hình 1.3): với phƣơng pháp này băng tải hoạt động liên tục, trên đó có các cơ cấu định hƣớng, ngắt phôi và tháo chi tiết trƣớc khi đƣa vào máy để gia công.
- Ƣu điểm của phƣơng pháp này là phôi đƣợc cấp liên tục và tự động, khối lƣợng, kích thƣớc phôi lớn, thời gian tháo chi tiết và cấp phôi ngắn, có khả năng vận chuyển tƣơng đối xa vì vậy năng suất gia công cao, rất phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt và góp phần làm hạ giá thành sản phẩm.
- Băng tải cấp phôi dạng xích 11 Hình 1.4.
- Băng tải cấp phôi dạng đai truyền Hình 1.5.
- Rôbốt cấp phôi công nghiệp Phƣơng pháp cấp phôi dùng rô bốt (hình 1.5): Ƣu điểm của phƣơng pháp này là rôbốt có thể làm việc linh hoạt bằng các thay đổi tay kẹp ở đầu rô bốt.
- Phƣơng pháp cấp phôi bằng khí nén : Ƣu điểm là hệ thống khí nén sạch sẽ, dù cho có sự rò rỉ không khí nén ở hệ thống ống dẫn, do đó không tồn tại mối đe dọa bị nhiễm bẩn.
- Nhƣợc điểm của phƣơng pháp này là Lực cấp phôi thấp.
- 1.2 Phương pháp cấp phôi bằng rung động Trong các kết cấu cơ khí, rung động là không có lợi cho tuổi thọ của thiết bị.
- Biến các nhƣợc điểm đó thành ƣu điểm, ngƣời ta nghĩ đến phƣơng pháp cấp phôi bằng phƣơng pháp rung động.
- Ngƣời ta chia ra làm hai loại: loại I cấp phôi rung động theo đƣờng xoắn vít (phễu tròn) và loại II cấp phôi rung động theo đƣờng thẳng [4.
- Loại I: Cấp phôi rung động theo đƣờng xoắn vít (phễu tròn) Hình 1.6 là mô hình về máy cấp phôi theo phƣơng pháp rung động có nhiệm vụ định hƣớng phôi.
- Máy cấp phôi rung động phễu tròn Chức năng của các bộ phận trong máy nhƣ sau.
- Phễu (Bowl) có tác dụng chứa phôi liệu, trên thành phễu ta thiết kế các rãnh (track) để phôi trƣợt trên đó và ra khỏi miệng (outlet) ở phía trên và chuyển phôi ra máng thẳng để cung cấp phôi vào máy gia công.
- Ngƣời ta sử dụng phƣơng pháp cấp phôi theo đƣờng xoắn vít này đối với những phôi yêu cầu định hƣớng trƣớc khi cung cấp cho các công đoạn khác khác của quy 14 trình sản xuất.
- Nó có thể cung cấp phôi liệu một cách nhanh hơn với ít sai lầm hơn con ngƣời và nó có thể tăng đáng kể năng suất sản xuất.
- Loại II: Cấp phôi theo đƣờng thẳng Trong quá trình lắp ráp, giai đoạn cấp phôi di chuyển thẳng là phần tiếp theo của quá trình định hƣớng phôi.
- Kết cấu của hệ thống cấp phôi di chuyển thẳng nhƣ trên Hình 1.7.
- Cơ cấu cấp phôi rung động di chuyển thẳng Nguyên lý hoạt động của hệ thống cấp phôi di chuyển thẳng bằng rung động: Khi có dòng điện chạy qua thì nam châm điện hút đẩy phần ứng tạo ra rung động lò xo lá.
- Từ đó cấp phôi cho các quá trình lắp ráp hoặc đóng gói.
- Các phần tử chính của máy cấp phôi thẳng.
- 15 + Nam châm điện có tác dụng tạo ra rung động cung cấp cho máng hoạt động + Đế có tác dụng để gắn các giá treo lên trên + Bộ giảm chấn có tác dụng giảm rung động tránh lan truyền sang các máy khác 1.3 Hệ thống cấp phôi bằng rung động Hình 1.8.
- Hệ thống cấp phôi rung động - Thiết bị cấp phôi bằng phƣơng pháp rung động có ƣu điểm chính là ngoài việc định hƣớng phôi chính xác (Phễu rung) mà nó còn cấp phôi đúng nhịp (cấp đúng lúc) để phục vụ sản xuất và lắp ráp, đặc biệt là trong môi trƣờng vô trùng.
- Thiết bị cấp phôi rung động có hiệu suất và khả năng giảm chấn cao.
- Thiết bị cấp phôi rung động hoạt động và bảo dƣỡng dễ dàng, thuận tiện và chi phí hoạt động thấp.
- Độ ồn của thiết bị cấp phôi rung động thấp vì thế khi lắp ráp trong dây chuyền và vận hành sẽ làm giảm áp lực về tiếng ồn cho ngƣời công nhân.
- Phù hợp cho việc cấp phôi từng chiếc, rời rạc.
- 1.4 Kết cấu của cơ cấu cấp phôi có phễu cố định và máng thẳng rung động Hình 1.9 là cơ cấu cấp phôi rung động dùng cho phôi rời từng chiếc có hình dạng tròn xoay (thƣờng là hình trụ) [4].
- Cơ cấu cấp phôi có phễu cố định và máng rung Định hƣớng phôi dƣợc thực hiện nhờ rãnh đƣợc tạo thành bởi 2 tấm chắn 3 (hai tấm chắn đƣợc gắn chặt với máng).
- Cơ cấu cấp phôi này có khả năng cấp phôi thành một dòng liên tục.
- Năng suất cấp phôi đạt 450 phôi/phút [4].

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt