Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học Kiến trúc xây dựng Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống gói kẹo mè xửng tự động...

Tài liệu Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống gói kẹo mè xửng tự động

.PDF
87
38
109

Mô tả:

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống gói kẹo mè xửng tự động Người hướng dẫn: ThS. TRẦN QUANG KHẢI Người duyệt: TS. VÕ NHƯ THÀNH Sinh viên thực hiện: PHAN VĂN SƠN NGUYỄN THÀNH DUY Số thẻ sinh viên : 101150226 101150204 Lớp: 15CDT2 Đà Nẵng, 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập –tự do – hạnh phúc NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I. Thông tin chung: 1.Họ và tên sinh viên : Phan Văn Sơn 15CDT2 MSSV: 101150226 Nguyễn Thành Duy 15CDT2 MSSV: 101150204 2.Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống gói kẹo mè xửng tự động 3. Người hướng dẫn : Trần Quang Khải Học hàm / học vị: Thạc Sĩ II. Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: 1.Về tính cấp thiết, tính mới và khả năng ứng dụng của đề tài: (điểm tối đa là 1đ) .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 2.Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án : ( điểm tối đa là 4đ) .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 3.Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp : ( điểm tối đa là 2đ) .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 4. Đề tài có giá trị khoa học/ có bài báo/ giải quyết vấn đề đặt ra của doanh nghiệp hoặc nhà trường: (điểm tối đa là 1đ) .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 5.Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... III. Tinh thần , thái độ làm việc của sinh viên:(điểm tối đa 2đ) .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... IV. Đánh giá : 1.Điểm đánh giá:…...../10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân) 2. Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không được bảo vệ Đà Nẵng, ngày 19 tháng 12 năm 2019 Người hướng dẫn TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập –tự do – hạnh phúc NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I. Thông tin chung 1. Họ và tên sinh viên : Phan Văn Sơn 15CDT2 MSSV: 101150226 Nguyễn Thành Duy 15CDT2 MSSV: 101150204 2. Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống gói kẹo mè xửng tự động 3. Người phản biện : Võ Như Thành Học hàm / học vị: Tiến sĩ II. Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: 1. Về tính cấp thiết, tính mới, khả năng ứng dụng của đề tài: ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 2. Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 3. Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 4. Đề tài có giá trị khoa học/ có bài báo/ giải quyết vấn đề đặt ra của doanh nghiệp hoặc nhà trường: ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 5. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... TT 1 1a 1b Các tiêu chí đánh giá Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải quyết đủ nhiệm vụ đồ án được giao - Tính mới (nội dung chính của ĐATN có những phần mới so với các ĐATN trước đây). - Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; có thể ứng dụng thực tiễn. - Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiến thức cơ bản, cơ sở, chuyên ngành trong vấn đề nghiên Điểm tối đa 70 10 50 Điểm đánh giá 1c 2 2a 2b 3 cứu. - Chất lượng nội dung ĐATN (thuyết minh, bản vẽ, chương trình, mô hình,…). - Có kỹ năng vận dụng thành thạo phần mềm ứng dụng trong vấn đề nghiên cứu (thể hiện qua kết quả tính toán bằng phần mềm); - Có kỹ năng sử dụng tài liệu tiếng nước ngoài liên quan vấn đề nghiên cứu (thể hiện qua các tài liệu tham khảo); - Có kỹ năng làm việc nhóm (đánh giá đối với đề tài do nhóm SV thực hiện); Kỹ năng viết Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích Thuyết minh đồ án không có lỗi chính tả, in ấn, định dạng Tổng điểm đánh giá theo thang 100: Quy về thang 10 (lấy đến 1 số lẻ) 10 30 20 10 - Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời trong buổi bảo vệ: ........................................................ .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... - Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không được bảo vệ Đà Nẵng, ngày 19 tháng 12 năm 2019 Người phản biện TÓM TẮT Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG GÓI KẸO MÈ XỬNG TỰ ĐỘNG Sinh viên thực hiện: Phan Văn Sơn Nguyễn Thành Duy Tóm tắt đồ án tốt nghiệp 15CDT2 MSSV: 101150226 15CDT2 MSSV: 101150204 1.Nhu cầu thực tế của đề tài Hiện nay, chúng ta đang sống trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa nhằm giảm bớt sức lực và thời gian lao động của con người. Ngày càng có nhiều các loại máy móc hiện đại thay thế rất nhiều công đoạn của công nhân trong các nhà máy sản xuất. Kẹo mè xửng là một đặc sản của xứ Huế thơ mộng, loại kẹo này đang rất được mọi người ưa chuộng. Tuy nhiên với việc sản xuất nhỏ lẻ của người dân dẫn đến sản lượng kẹo sản xuất ra năng suất không cao và chất lượng sản phẩm không đồng đều. Đồng thời không áp dụng được các loại máy móc tự động hóa trong quá trình sản xuất. Đồ án Tốt nghiệp là một trong những học phần bắt buộc của sinh viên ngành Cơ Điện Tử nói riêng cũng như sinh viên khối ngành kĩ thuật nói chung. Để thiết kế hoàn chỉnh một cơ cấu, một cụm chi tiết máy hay một máy thì đòi hỏi sinh viên phải có hiểu biết và nắm chắc các kiến thức về lĩnh vực cơ khí cũng như điện tử. Đây là điều kiện thuận lợi cho chúng em để được ứng dụng các kiến thức đã học vào thực tế. Nắm bắt được những nhu cầu thực tế của xã hội , nhóm em đã lên kế hoạch thiết kế và chế tạo mô hình máy đóng gói kẹo mè xửng tự động nhằm tăng năng suất và nâng cao việc tự động hóa trong quá trình sản xuất sản phẩm. 2. Nội dung thực hiện - Số trang thuyết minh: 71 trang. - Số bản vẽ: 7 bản A0. - Mô hình: Một mô hình gói kẹo mè xửng tự động. 3. Kết quả - Thiết kế được hệ thống đóng gói kẹo mè xửng hoàn chỉnh. - Hệ thống hoạt động chính xác và ổn định. - Dễ dàng vận hành và sử dụng. - Chi phí chế tạo mô hình tối ưu nhất có thể. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập –tự do – hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TT Họ và tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Ngành 1 Phan Văn Sơn 101150226 15CDT2 Kĩ thuật cơ điện tử 2 Nguyễn Thành Duy 101150204 15CDT2 Kĩ thuật cơ điện tử 1. Tên đề tài đồ án: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG GÓI KẸO MÈ XỬNG TỰ ĐỘNG 2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện 3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: Tham khảo từ mô hình thực tế 4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: a. Phần chung: TT Họ và tên sinh viên Nội dung 1 Phan Văn Sơn 2 Nguyễn Thành Duy Tìm hiểu và lựa chọn các loại cơ cấu phù hợp, các phương án thiết kế tối ưu và lắp ráp hoàn thiện mô hình đồ án. b. Phần riêng TT Họ và tên sinh viên Nội dung Thiết kế mạch điện tử, lên phương án lựa chọn linh kiện, 1 Phan Văn Sơn gia công mạch điện tử, lập trình các module, drive và hoàn thiện thuyết minh. Thiết kế mô hình cơ khí, lên phương án lựa chọn phương 2 Nguyễn Thành Duy án gia công chi tiết tối ưu và lập trình điều khiển toàn bộ hệ thống. 5. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ): a. Phần chung: TT Họ và tên sinh viên 1 Phan Văn Sơn 2 Nguyễn Thành Duy b. Phần riêng Nội dung - Bản vẽ cụm chi tiết 1A0 TT Họ và tên sinh viên 1 Phan Văn Sơn - Bản vẽ sơ đồ mạch điện - Bản vẽ sơ đồ động học - Bản vẽ tổng thể máy 1A0 1A0 1A0 2 Nguyễn Thành Duy - Bản vẽ lưu đồ thuật toán - Bản vẽ chi tiết khuôn 2A0 1A0 Nội dung 6. Họ và tên người hướng dẫn : ThS.Trần Quang Khải 7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: ……../……./201….. 8. Ngày hoàn thành đồ án: ……../……./201….. Trưởng Bộ môn……………………. Đà Nẵng , ngày 19 tháng 12 năm 2019 Người hướng dẫn LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay với sự đột phá về công nghệ làm cho cuộc sống chúng ta trở nên tiện lợi sử dụng được sử dụng các dụng cụ, máy móc hiện đại. Đối với các nước phát triển công nghệ tự động hóa được áp dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, những công việc thường được giúp đỡ bởi những máy móc hiện đại. Máy gói kẹo tự động đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của cuộc sống công nghiệp là sự tiện lợi và nhanh chóng, nhưng cũng không kém phần hiệu quả so với các dịch vụ cổ điển. Đối với nước ta máy này còn khá mới. Chưa được áp dụng rộng rãi, nhưng trong tương lai, cùng với xu thế phát triển chung trên thế giới. Nước ta sẽ ngày càng phát triển. Đất nước phát triển, đời sống vật chất nâng cao. Máy gói kẹo sẽ giúp đỡ nhiều trong công việc của những người làm kẹo, giúp tăng suất, giảm giá thành, tiết kiệm thời gian và đặc biệt là giúp đỡ người làm kẹo ít tốn công sức hơn trong việc làm kẹo. Với nhu cầu khách du lịch càng ngày càng phát triển và nhu cầu sử dụng các món ăn truyền thống các nhiều. Chúng em hy vọng công nghệ này càng ngày được phát triển.Với những mong muốn được đề ra, chúng em quyết định chọn đề tài tốt nghiệp “Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống gói kẹo mè xửng tự động” làm đề tài nghiên cứu. Chúng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy Trần Quang Khải để chúng em hoàn thành được đề tài này. Đà Nẵng, ngày 19 tháng 12 năm 2019 Sinh viên thực hiện Phan Văn Sơn Nguyễn Thành Duy i LỜI CẢM ƠN Trước tiên chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng nói chung và các thầy cô giáo trong khoa Cơ khí, bộ môn Cơ điện tử nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua. Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Trần Quang Khải, thầy đã trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình làm Đồ án tốt nghiệp. Trong thời gian chúng em làm việc với thầy, chúng em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho em trong quá trình học tập và công tác sau này. Đề tài được hoàn thành trong sự hỗ trợ và động viên rất nhiều từ gia đình, thầy cô cũng như bạn bè. Đó là những tình cảm thật đáng trân trọng không sao đền đáp hết, và thật phấn khởi biết bao khi thấy mọi người vẫn luôn ở bên cạnh trong những hoàn cảnh khó khăn nhất. Qua đây chúng em cũng rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của thầy cô trong Hội đồng bảo vệ tốt nghiệp để chúng em rút được nhưng bài học và kinh nghiệm trước khi bước vào môi trường làm việc của kĩ sư trong công ty, nhà máy. Cuối cùng xin chúc gia đình, người thân, quý thầy cô cùng bạn bè nhiều sức khoẻ và thành công trong mọi công việc. Xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng ,ngày 19 tháng 12 năm 2019 Sinh viên thực hiện Phan Văn Sơn Nguyễn Thành Duy ii LỜI CAM ĐOAN Kính gửi : - Trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Đà Nẵng - Khoa Cơ Khí Chúng em xin cam đoan nội dung của đồ án không phải sao chép bất cứ đồ án hay công trình nào đã có trước đây. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án này đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong đồ án đã được ghi nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố. Sinh viên thực hiện iii MỤC LỤC TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... iii MỤC LỤC .................................................................................................................. iv DANH SÁCH CÁC BẢNG ....................................................................................... vii DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ .................................................................................viii LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GÓI KẸO MÈ XỬNG TỰ ĐỘNG ..................................................................................................... 2 1.1 Tổng quan về tình hình thực tế của việc sản xuất kẹo mè xửng ở nước ta hiện nay … ............................................................................................................. 2 1.1.1 Sự cần thiết của tự động hóa trong trong sản xuất thủ công .......................... 2 1.1.2 Sự cần thiết của tự động hóa trong việc gói kẹo mè xửng tự động ................ 2 1.1.3 Ưu điểm của đề tài và ý tưởng thực tế .......................................................... 3 1.1.4 Yêu cầu đặt ra và ý tưởng thiết kế ................................................................ 4 1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................... 4 1.2.1 Đối tượng nghiên cứu ................................................................................... 4 1.2.2 Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 5 CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY ........................... 6 2.1 Thiết kế yêu cầu khung chính của hệ thống .................................................... 6 2.2 Tính toán và thiết kế bộ phận vận chuyển kẹo ............................................... 8 2.2.1 Lựa chọn phương án thiết kế băng tải cho bộ phận vận chuyển kẹo .............. 8 2.2.2 Lựa chọn phương án truyền động cho băng tải vận chuyển kẹo .................. 10 2.2.3 Lựa chọn động cơ truyền động cho băng tải vận chuyển kẹo ...................... 12 2.3 Số liệu ban đầu và tính toán theo các phương án lựa chọn .......................... 14 2.3.1 Số liệu ban đầu ........................................................................................... 14 2.3.2 Tính toán băng tải kẹo ............................................................................... 14 iv 2.4 Thiết kế cơ cấu cấp bao ni lông tự động ........................................................ 16 2.5 Thiết kế khuôn gói kẹo ................................................................................... 17 2.6 Thiết kế cơ cấu dán kẹo tự động .................................................................... 18 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .......................................... 20 3.1 Các phương án điều khiển.............................................................................. 20 3.1.1 Phương án sử dụng Vi điều khiển ............................................................... 20 3.1.2 Phương án sử dụng bộ điều khiển khả lập trình PLC .................................. 21 3.1.3 Lựa chọn phương án ................................................................................... 21 3.1.4 Giới thiệu về board mạch Arduino Mega 2560 ........................................... 22 3.2 Một số linh kiện liên quan .............................................................................. 25 3.2.1 Van đảo chiều điện từ 5 cửa hai vị trí ......................................................... 25 3.2.2 Xy lanh khí nén .......................................................................................... 25 3.2.3 Module Drive điều khiển động cơ bước TB6560 ........................................ 26 3.2.4 Module hạ áp LM2596 ............................................................................... 28 3.2.5 Nguồn tổ ong .............................................................................................. 29 3.2.6 Module điều khiển tốc độ động cơ 12-40V 10A ......................................... 30 3.2.7 Module tăng áp 150W ................................................................................ 31 3.2.8 Cảm biến vật cản hồng ngoại ...................................................................... 32 3.2.9 Công tắc hành trình .................................................................................... 33 3.2.10 Nút dừng khẩn cấp.................................................................................... 33 3.2.11 Giới thiệu module điều khiển động cơ bước TB6600 ................................ 34 3.2.12 Giới thiệu Aptomat ................................................................................... 35 3.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống và lưu đồ thuật toán............................... 35 3.2.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống.............................................................. 35 3.2.2 Lưu đồ thuật toán của hệ thống................................................................... 37 3.4 Sơ đồ mạch điện của toàn bộ hệ thống .......................................................... 39 CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH ........................................... 44 4.1 Cấu tạo mô hình.............................................................................................. 44 4.1.1 Thiết kế mô hình 3D trên phần mềm Inventor............................................. 44 4.1.2 Mô hình sau khi chế tạo hoàn thiện............................................................. 45 4.2 Quá trình thi công mô hình ............................................................................ 45 v 4.2.1 Các cơ cấu cơ khí ....................................................................................... 45 4.2.2 Các mạch điện tử ........................................................................................ 46 4.2.3 Tủ điện điều khiển ...................................................................................... 47 4.3 Kết quả đạt được từ mô hình ......................................................................... 48 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN THÊM CỦA ĐỀ TÀI ........ 5.1 Kết luận ........................................................................................................... 50 5.2 Phương hướng phát triển thêm của đề tài ..................................................... 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 51 PHỤ LỤC ................................................................................................................. 52 vi DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1 Các chi tiết của bản vẽ tổng thể máy ............................................................. 6 Bảng 2.2 Các chi tiết trong sơ đồ động học của hệ thống ............................................. 8 Bảng 2.3 Các chi tiết của cơ cấu cấp bao ni lông tự động ........................................... 17 Bảng 2.4 Các chi tiết của cơ cấu dán kẹo ................................................................... 19 Bảng 3.1 Thông số kĩ thuật của module giảm áp LM2596 ......................................... 28 Bảng 3.2 Thông số kĩ thuật của module điều khiển tốc động cơ DC........................... 31 Bảng 3.3 Bảng thông số kĩ thuật của module tăng áp 150W ...................................... 32 Bảng 3.4 Bảng thông số kĩ thuật của cảm biến hồng ngoại ........................................ 33 Bảng 3.5 Bảng thông số kĩ thuật của module TB6600 ............................................... 34 vii DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sản xuất kẹo mè xửng thủ công ..................................................................... 3 Hình 1.2 Những chiếc kẹo mè xửng được đóng gói hoàn chỉnh ................................... 4 Hình 2.1 Bản vẽ tổng thể của hệ thống......................................................................... 6 Hình 2.2 Sơ đồ động học của hệ thống ......................................................................... 7 Hình 2.3 Băng tải cao su .............................................................................................. 8 Hình 2.4 Băng tải xích ................................................................................................. 9 Hình 2.5 Băng tải con lăn ............................................................................................ 9 Hình 2.6 Hình ảnh thực tế bộ truyền đai..................................................................... 10 Hình 2.7 Bộ truyền xích trong xe máy ....................................................................... 11 Hình 2.8 Động cơ điện một chiều ............................................................................. 12 Hình 2.9 Động cơ bước.............................................................................................. 13 Hình 2.10 Hình ảnh thực tế của cuộn ni lông ............................................................. 16 Hình 2.11 Thiết kế 3D của cụm cơ cấu cấp bao tự động............................................. 17 Hình 2.12 Thiết kế 3D của các khuôn gói kẹo ............................................................ 18 Hình 2.13 Đầu gia nhiệt máy in 3D............................................................................ 18 Hình 2.14 Mô hình 3D của cơ cấu dán kẹo tự động.................................................... 19 Hình 3.1 Vi điều khiển 16F877A ............................................................................... 20 Hình 3.2 Board mạch tích hợp Arduino Uno R3 ........................................................ 20 Hình 3.3 PLC s7-1200 của hãng Simens .................................................................... 21 Hình 3.4 Hình ảnh thực tế board mạch Arduino Mega 2560 ...................................... 23 Hình 3.5 Các khối trên board Arduino Mega 2560 ..................................................... 23 Hình 3.6 Mạch nguyên lý của board Arduino Mega 2560 .......................................... 24 Hình 3.7 Van điện từ khí nén AIRTAC ...................................................................... 25 Hình 3.8 Xy lanh khí nén tác động hai chiều .............................................................. 26 Hình 3.9 Cấu tạo bên trong xy lanh khí nén ............................................................... 26 Hình 3.10 Board mạch drive TB6560 ........................................................................ 27 Hình 3.11 Module LM2596 ....................................................................................... 28 Hình 3.12 Nguồn tổ ong............................................................................................. 29 Hình 3.13 Cấu tạo nguồn tổ ong................................................................................. 30 viii Hình 3.14 Module điều khiển tốc độ động cơ............................................................. 31 Hình 3.15 Module tăng áp150W ................................................................................ 31 Hình 3.16 Cảm biến vật cản hồng ngoại..................................................................... 32 Hình 3.17 Công tắc hành trình ................................................................................... 33 Hình 3.18 Nút nhấn khẩn cấp..................................................................................... 34 Hình 3.19 Module điều khiển động cơ bước Tb6600 ................................................. 34 Hình 3.20 Aptomat .................................................................................................... 35 Hình 3.21 Lưu đồ thuật toán của hệ thống.................................................................. 38 Hình 4.1 Thiết kế mô hình 3D trên phần mềm Inventor ............................................. 44 Hình 4.2 Mô hình hoàn thiện của hệ thống................................................................. 45 Hình 4.3 Một số cơ cấu cơ khí của hệ thống .............................................................. 46 Hình 4.4 Thiết kế mạch nguyên lý trên phần mềm Altium Designed.......................... 46 Hình 4.5 Thiết kế mạch layout trên phần mềm Altium Designed ............................... 47 Hình 4.6 Mạch mở rộng cho board Arduino Mega 2560 ............................................ 47 Hình 4.7 Các mạch điện tử đã thiết kế và gia công ..................................................... 47 Hình 4.8 Tủ điều khiển .............................................................................................. 48 Hình 4.9 Hình ảnh đấu nối dây thực tế ....................................................................... 48 Hình 4.10 Sản phẩm kẹo sau khi đã được đóng gói .................................................... 49 ix Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống gói kẹo mè xửng tự động LỜI MỞ ĐẦU 1. Mục đích thực hiện đề tài: Ngày nay với sự phát triển của khoa học và kuỹ thuật, con người đã áp dụng các thành tựu của khoa học công nghệ vào đời sống và sản xuất. Đặc biệt việc ứng dụng máy móc vào chế biến thực phẩm, bánh kẹo để thay thế việc làm thủ công bằng tay như trước kia ngày càng nhiều. Việc áp dụng máy móc trong quá trình chế biến bánh kẹo giúp tiết kiệm thời gian, nhân công, cũng như có thể sản xuất với số lượng lớn và đồng thời đảm bảo vệ sinh về an toàn thực phẩm. Nhóm chúng em có tìm hiểu và thấy rằng các gia đình làm kẹo mè xửng truyền thống thường gói kẹo thủ công bằng tay, điều này khiến năng suất cũng như chất lượng gói kẹo không cao. Mặc dù kèo mè xửng là loại kẹo truyền thống rất được ưa chuộng trong nước và nhu cầu tiêu thụ đang ngày càng cao tuy nhiên việc sản xuất vẫn chưa thực sự tương xứng. Chính vì vậy nên nhóm chúng em quyết định thực hiện đề tài “Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống gói kẹo mè xửng tự động”, với mong muốn giúp người làm kẹo giảm được sức người, thời gian cũng như đảm bảo được vệ sinh an toàn thực phẩm. 2. Phạm vi, đối tượng và phương pháp nghiên cứu. Trong đề tài này nhóm đồ án đã tìm hiểu, phân tích và chọn lựa các cơ cấu, linh kiện điện tử phù hợp để đưa ra phương án tốt nhất. Từ đó tính toán các thông số cần thiết cho hệ thống rồi tiến hành thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống gói kẹo mè xửng tự động để đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất, giảm giá thành sản phẩm. Đối tượng nghiên cứu trong đề tài là kẹo mè xửng mà nhóm quyết định nghiên cứu để áp dụng vào hệ thống. Phương pháp nghiên cứu của nhóm là tìm hiểu nhu cầu thực tế, các số liệu cần thiết của hệ thống, các công nghệ có thể áp dụng vào hệ thống để đem lại hiệu quả tốt nhất rồi mới tiến hành tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình 3. Cấu trúc của đồ án tốt nghiệp Cấu trúc của đồ án tốt nghiệp của chúng em bao gồm các phần: - Thuyết minh của đồ án. - Bản vẽ của hệ thống. - Mô hình máy gói kẹo mè xửng tự động. - Slide thuyết trình. Sinh viên thực hiện : Phan Văn Sơn – Nguyễn Thành Duy Hướng dẫn : ThS. Trần Quang Khải 1 Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống gói kẹo mè xửng tự động CHƯƠNG 1 . GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GÓI KẸO MÈ XỬNG TỰ ĐỘNG 1.1 Tổng quan về tình hình thực tế của việc sản xuất kẹo mè xửng ở nước ta hiện nay 1.1.1 Sự cần thiết của tự động hóa trong sản xuất thủ công Tự động hóa là một quá trình cho phép giảm sức lao động của con người, giảm giá thành sản phẩm, nâng cao năng suất lao động. Trong thời buổi kinh tế thị trường như hiện nay, khách hàng dĩ nhiên có xu hướng chọn mua sản phẩm giá cả tốt nhất trong số rất nhiều sản phẩm tương tự với cùng mục đích công việc và chất lượng tương đương. Chính vì lẽ đó mà nhà sản xuất luôn tìm mọi phương pháp để giảm giá thành sản phẩm và đó là cơ sở cho ngành tự động hoá ra đời. Thực tế chỉ ra rằng lao động của con người không thể sánh bằng máy móc kể cả về năng suất và chất lượng đặc biệt là các loại máy móc tự động. Qúa trình tự động hóa đã làm cho việc sản xuất và quản lý trở nên đơn giản hơn, bởi vì nó không những làm thay đổi điều kiện làm việc của công nhân mà còn có thể giảm số lượng công nhân đến mức tối đa. Ngoài ra, tự động hóa có thể thay con người ở những nơi có điều kiện làm việc nguy hiểm, độc hại,… Với tầm quan trọng như thế nên tự động hóa được các quốc gia trên thế giới quan tâm bởi đó không những là bộ mặt của nền sản xuất mà trong thời buổi kinh tế thị trường hiện nay, việc cạnh tranh các sản phẩm trên thị trường là rất khó khăn đòi hỏi không những về chất lượng mà còn về giá thành sản phẩm. Nước ta là một nước đang phát triển và đang chú trọng vào việc hiện đại hóa nền nông nghiệp nên việc ứng dụng các sản phẩm tự động hóa là rất cần thiết cho việc phát triển của nền nông nghiệp nói riêng và nền kinh tế nói chung. 1.1.2 Sự cần thiết của tự động hóa trong việc gói kẹo mè xửng tự động Việc sản xuất và đóng gói kẹo mè xửng ở nước ta hiện nay chủ yếu sử dụng những dụng cụ đơn giản, chủ yếu là sản xuất thủ công nên sẽ tốn chi phí nhân công, sản phẩm kẹo làm ra sẽ cho năng suất thấp, chất lượng không đồng đều. Sinh viên thực hiện : Phan Văn Sơn – Nguyễn Thành Duy Hướng dẫn : ThS. Trần Quang Khải 2 Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống gói kẹo mè xửng tự động Hình 1.1 Sản xuất kẹo mè xửng thủ công Hiện nay người ta đã đưa máy móc vào quy trình sản xuất rất nhiều nhưng đối với nghề làm thủ công đòi hỏi sự khéo léo và tỉ mỉ của người thợ thì đây là vấn đề nan giải và luôn luôn tìm kiếm giải pháp. Máy gói kẹo mè xửng tự động thực sự chưa thể thay thế hoàn toàn con người nhưng nó sẽ giảm bớt phần nào sức lao động của người dân để tạo ra những chiếc kẹo mè xửng thơm ngon được tiêu thụ trong nước cũng như xuất khẩu ra thị trường thế giới. Với sự cần thiết nêu trên thì chúng ta hy vọng sẽ có nhiều cải tiến của máy gói kẹo mè xửng này để nó ngày một hoàn thiện hơn và đem lại lợi ích thiết thực cho con người. 1.1.3 Ưu điểm của đề tài và ý tưởng thực tế Nắm bắt những khó khăn của người dân trong việc sản xuất kẹo mè xửng thì nhóm chúng em đã dành thời gian nghiên cứu, tìm tòi qua mạng để hiểu hơn về những công đoạn sản xuất kẹo để từ đó thiết kế và chế tạo mô hình một chiếc máy đóng gói kẹo mè xửng tự động với mong muốn là: - Giữ nguyên giá trị của kẹo mè xửng có được từ trước đến nay, đồng thời giảm sức lao động và đưa tự động hóa vào quá trình sản xuất. - Giá thành của máy sẽ thấp nhất có thể nhưng hoạt động ổn định, dễ vận hành, bảo trì bảo dưỡng để những hộ sản xuất nhỏ lẻ có điều kiện mua về sử dụng. - Góp một phần công sức vào sự phát triển trong việc nghiên cứu, giải quyết các khó khăn trong ngành nghề thủ công nước ta. - Đưa những kiến thức, kĩ năng được học vào việc giải quyết một vấn đề cụ thể đồng thời rằng luyện các kỹ năng nghiên cứu, làm việc. Sinh viên thực hiện : Phan Văn Sơn – Nguyễn Thành Duy Hướng dẫn : ThS. Trần Quang Khải 3 Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống gói kẹo mè xửng tự động 1.1.4 Yêu cầu đặt ra và ý tưởng thiết kế Hình 1.2 Những chiếc kẹo mè xửng được đóng gói hoàn chỉnh Một chiếc kẹo mè xửng đóng gói hoàn chỉnh được mô tả như hình trên bao gồm bao ni lông kích thước 130x130 mm và kẹo có kích thước 38x38x13 mm. Kẹo sau khi được sản xuất sẽ được vào thùng chứa và sẽ được cấp lên băng tải để di chuyển tới vị trí gói kẹo. Bao ni lông được cấp một cách tự động thông qua hệ thống các trục dẫn hướng và trục ép cùng với cơ cấu cắt bao. Sau đó cơ cấu xy lanh khí nén sẽ đẩy kẹo vào khuôn cùng với bao ni lông, sau khi gói định hình xong thì sẽ đi qua bộ phận gia nhiệt để bao ni lông dính lại và được sản phẩm kẹo mè xửng thành phẩm như hình trên. Yêu cầu của máy thiết ra là phải gói được kẹo mè xửng theo kích thước như trên. Đồng thời phải đạt được độ ổn định, tính thẩm mĩ, dễ sửa chữa, bảo trì, điều khiển trực quan và đơn giản và quan trọng nhất là đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Ngoài ra giá thành của máy phải tối thiểu nhất để có thể tiếp cận được nhiều người tiêu dùng. 1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.2.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài bao gồm các module, khối chức năng... làm sao để chúng hoạt động thống nhất, đồng bộ trên một mô hình. Bao gồm các đối tượng chính sau: - Board mạch điều khiển Arduino Mega 2560 và phần mềm lập trình Arduino IDE. - Hệ truyền động cơ khí. - Thiết kế 3D trên phần mềm Inventor và chế tạo mô hình. - Động cơ bước, động cơ dc. - Xilanh khí nén, các van khí nén,.. Sinh viên thực hiện : Phan Văn Sơn – Nguyễn Thành Duy Hướng dẫn : ThS. Trần Quang Khải 4
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan