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

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (542.41 KB, 5 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

T

Ự

ĐỘ

NG HĨA VI

Ệ

C C

Ấ

P PHƠI VÀ KI

Ể

M TRA PHÂN LO

Ạ

I

CHI TI

Ế

T HÌNH TR

Ụ

TR

Ơ

N

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 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 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 nhóm tương ứng để lắp với nhau mà vẫn đảm bảo dung sai mối lắp. 
Tuy nhiên phương pháp này mất nhiều công 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 hoá. Tuy
nhiên, trong một số trường hợp để chế tạo các
chi tiết có độ chính xác cao theo u cầu của

mối lắp là rất khó khăn. Vì vậy, đểđơn 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 công tiến hành phân loại
theo từng nhóm, các chi tiết trong nhóm tương

ứng được lắp với nhau theo chếđộ lắp lẫn hoàn
toàn 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 còn sử dụng phương pháp đo

kiểm thủ cơng, mức độ tự động hóa chưa cao
nên thường tốn nhiều thời gian, việc đo kiểm có
thể thiếu chính xác do các yếu tố chủ quan. Với
sự hổ trợđắc lực của lĩnh vực điện tử, các thiết
bịđo có độ chính xác ngày càng cao; viêc nâng
cao độ chính xác đo và hồn thiện phương pháp

đo luôn là vấn đề mới mẻ. Với ý tưởng sử dụng
các dụng cụđo 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 sốđo 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.

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

2. Thiết kế, chế tạo đồ gá tự động cấp 
phôi, kiểm tra và phân loại chi tiết hình trụ

2.1 – Mơ hình đồ gá tựđộng cấp phôi, 
kiểm tra, phân loại chi tiết hình trụ.
Thơng số kích thước của chi tiết kiểm tra 
Chi tiết kiểm tra có hình dạng trụ trơn,
kích thước đường kính từΦ19,96 ÷ 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 nhóm, tùy
thuộc vào việc mở rộng dung sai khi chế tạo và

độ chính xác lắp ghép. Ởđây, ta chia các chi tiết
gia cơng thành 4 nhóm:

- Nhóm 1: Φ19,96 ÷ Φ19,98 mm
- Nhóm 2: Φ19,99 ÷ Φ20,01 mm
- Nhóm 3: Φ20.02 ÷ Φ20,04 mm
- Nhóm 4: < Φ19,96 hay > Φ20,04
mm (nhóm khơng đạt)

Ngun 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 phôi

tựđộng

Cơ cấu đo

B
ộ
đ
i
ề
u khi
ể
n
B
ă
ng t
ả

i phân nhó

m
Nhóm 3
Nhóm 2
Nhóm 4
Nhóm 1
M
áy tính

MẠCH ĐIỀU KHIỂN

T/h ra

NGUỒN
ĐIỆN

Cơ cấu đẩy chi tiết

74°

102

Máng chứa
chi tiết trụ

troøn

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

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Đồ gá kết hợp cơ cấu cấp phôi và cơ cấu kiểm
tra, phân loại tựđộng. Các chi tiết hình trụđược
xếp trong máng chứa. Cơ cấu cấp phôi sẽ lần
lượt cấp một phôi 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 bộđiều 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 tựđộng 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; bộđiều khiển sẽđiều
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 nhóm nào (Hình 3). Qui
trình đo được lặp lại đối với chi tiết tiếp sau.
Nếu chi tiết đo có kích thước không đạt yêu cầu
sẽ được di chuyển về cuối băng tải, rơi vào
nhóm thứ tư.

Hình 3: Cơ cấu phân nhóm 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 cụđo có 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 đỡ

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

được thiết kế gồm các tùy chọn về số nhóm
phân loại, giới hạn kích thước của các chi tiết
trong mỗi nhóm, 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 cơđiện một chiều) để

thực hiện q 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 có
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 nhóm lệnh sau:

- Lệnh cài đặt để thiết lập các thông số
điều khiển ban đầu và kết nối với mạch điều
khiển.

- Lệnh khởi động và dừng thiết bị.

- Lệnh thu thập thông số đo và số lượng
chi tiết đo.

- Lệnh vẽđồ 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 quảđạt được

Thiết bị đã hoạt động tốt; cơ cấu cấp
phơi tự động có đảm bảo tin cậy, cấp phôi theo

đúng chu kỳ đo. Kết quả đo chính xác đến
0,01mm; các chi tiết được phân nhóm 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 có thểđược ứng dụng để

chế tạo các thiết bị kiểm tra phân loại các chi
tiết dạng trụ dùng trong bộ đôi lắp ghép có 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.

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

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] Ngô 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

</div>