THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: NGUYỄN VĂN MINH - TRẦN VĂN BÍNH Trang
1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên : NGUYỄN VĂN MINH - LỚP KTCK 1 – K55
: TRẦN VĂN BÍNH - LỚP KTCK 5 – K55

Viện: CƠ KHÍ
Ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
- Nghiên cứu, tính toán thiết kế, mô phỏng máy dán tem cho pin điện thoại dựa trên
máy tham khảo “AUTO ATTACH STICKER MACHINE – SS0502” của công ty SamSung

CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
- Năng suất 27000sp/10h.
- Dán loại tem bóng kích thước 25x8 mm được quấn thành cuộn.
- Pin dán có kích thước
63.6x56.9x5,5 mm.

- Năng suất của máy 90%.

A
0
A
0
A
0
A
0
A
0
A
0

Tổng số bản vẽ:
08 TRƯỞNG BỘ MÔN
(Ký và ghi rõ họ tên)

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)
Hà Nội, ngày tháng năm 20

NHÓM THIẾT KẾ
(Ký và ghi rõ họ tên)


- HÌNH THỨC TRÌNH BÀY:
Thuyết minh:

Bản vẽ :

- NHẬN XÉT KHÁC:
- Ý KIẾN ĐÁNH GIÁ: Hà Nội, ngày tháng năm 20
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: NGUYỄN VĂN MINH - TRẦN VĂN BÍNH Trang
3
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: NGUYỄN VĂN MINH - TRẦN VĂN BÍNH Trang
4
MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 11
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 13
1.1

ĐẶT

VẤN

ĐỀ 13
1.1.1 Lịch sử phát triển kỹ thuật điều khiển - tự động hóa trong hệ thống 13
1.1.2 Tình hình phát triển dây chuyền tự động trên thế giới 14
1.1.3 Tình hình phát triển, xây dựng dây chuyền tự động ở nước ta 16
1.2

MỤC

TIÊU

ĐỀ


MÁY

THAM

KHẢO 21
2.2

BẢNG

THÔNG

SỐ

MÁY

THAM

KHẢO 26
2.3

TỔNG

QUAN

VỀ

MÁY

THAM


ĐỘNG

VÀ

NGUYÊN

LÝ

LÀM

VIỆC

CỦA

MÁY 35
2.5.1 Sơ đồ động 35
2.5.2 Nguyên lý làm việc 35
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ 38
3.1

XỬ

LÝ

THÔNG

SỐ

YÊU

TÍNH

TOÁN,

THIẾT

KẾ

BỘ

PHẬN

CẤP

PIN 47
3.3.1 Giới thiệu băng tải 47
3.3.2 Tính toán, thiết kế hệ thống băng tải cấp pin 48
3.4

TÍNH

TOÁN,

THIẾT

KẾ

BỘ

PHẬN


TRONG

MÁY 74
4.1.1 Tổng quan hệ thống khí nén 74
4.1.2 Đặc điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén 75
4.1.3 Chức năng nhiệm vụ của hệ thống khí nén 75
4.2

TÍNH

TOÁN

HỆ

THỐNG

KHÍ

NÉN

TRONG

MÁY 76
4.2.1 Thông số ban đầu 76
4.2.2 Sơ đồ hệ thống điêu khiển 5 xy lanh khí nén của máy 76
4.2.3 Tính toán hệ thống khí nén trong máy dán tem 77
CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG MÁY DÁN TEM PIN ĐIỆN THOẠI 80
5.1



ĐỒ

THUẬT

TOÁN

ĐIỀU

KHIỂN 88
5.2.1 Thiết kế lưu đồ thuật toán điểu khiển 88
5.2.2 Nguyên lý điều khiển 90
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN PLC 92
6.1

TỔNG

QUAN

VỀ

PLC 92
6.1.1 PLC hay bộ điều khiển lập trình là gì? 92
6.1.2 Phạm vi ứng dụng 92
6.1.3 Vai trò của PLC trong quá trình tự động hóa sản xuất 93
6.1.4 Khả năng của PLC 93
6.1.5 Ưu điểm của PLC 93
6.1.6 Việc lập trình cho PLC 94
6.2



BẰNG

PLC

CỦA

MÁY

DÁN

TEM

PIN

ĐIỆN

THOẠI 113
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: NGUYỄN VĂN MINH - TRẦN VĂN BÍNH Trang
6CHƯƠNG 7. MÔ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG 3D MÁY DÁN TEM PIN ĐIỆN THOẠI TRÊN PHẦN
MÊM SOLIDWORKS 120
7.1

GIỚI



DÁN

TEM

TRÊN

PHẦN

MỀM

SOLIDWORDS 121
CHƯƠNG 8. KẾT LUẬN 126
8.1

KẾT

QUẢ

THU

ĐƯỢC 126
8.2

PHƯƠNG

HƯỚNG

PHÁT


HÌNH 2.7: Vị TRÍ CÁC Bộ PHậN CủA MÁY 32
HÌNH 2.8: CÁC Bộ PHậN CủA MÁY DÁN TEM PIN ĐIệN THOạI 32
HÌNH 2.9: HÌNH ảNH MÁY SAU KHI ĐƯợC Vẽ THIếT Kế VÀ LắP GHÉP HOÀN CHỉNH 33
HÌNH 2.10: SƠ Đồ Bố TRÍ CÁC THIếT Bị CảM BIếN, THIếT Bị ĐO, Bộ ĐếM 34
HÌNH 2.11: SƠ Đồ ĐộNG CủA MÁY DÁN TEM PIN ĐIệN THOạI 35
HÌNH 3.1: HÌNH Vẽ MÁY THIếT Kế 39
HÌNH 3.2: Bộ PHậN CấP TEM 40
HÌNH 3.3: ĐộNG CƠ SERVO HF-KP13 CủA MISUBISHI 43
HÌNH 3.4: BảN Vẽ LắP CÁC CHI TIếT Bộ PHậN CấP TEM 46
HÌNH 3.5: Bộ PHậN CấP PIN 47
HINH 3.6 : SƠ Đồ TÍNH LựC CĂNG BĂNG 48
HÌNH 3.7: ĐộNG CƠ ĐIệN 3 PHA 52
HÌNH 3.8: TANG TRUYềN ĐộNG 53
HÌNH 3.9: TANG Bị ĐộNG 53
HÌNH 3.10: MÔ HÌNH THIếT Kế BĂNG MÁY DÁN TEM PIN ĐIệN THOạI 54
HÌNH 3.11: MÔ HÌNH THIếT Kế Bộ TRUYềN ĐAI 56
HÌNH 3.12: PIN CầN DÁN TEM 56
HÌNH 3.13: KHAY CHứA PIN 56
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: NGUYỄN VĂN MINH - TRẦN VĂN BÍNH Trang
8HÌNH 3.14: THÂN BĂNG TảI 57
HÌNH 3.15: THANH Đỡ BĂNG TảI 57
HÌNH 3.16: BảN Vẽ LắP Bộ PHậN CấP PIN 57
HÌNH 3.17 : Bộ PHậN DÁN TEM THIếT Kế 58
HÌNH 3.18: ĐộNG CƠ SERVO HF-KP13 60
HÌNH 3.19: KHớP NốI ĐÀN HồI 61

HÌNH 5.6: KÝ HIệU VAN TRÀN, VAN AN TOÀN 85
HÌNH 5.7 : SƠ Đồ Bố TRÍ CÁC THIếT Bị CảM BIếN, THIếT Bị ĐO 86
HINH 5.8 : LƯU Đồ THUậT TOÁN ĐIềU KHIểN CủA MÁY DÁN TEM PINĐIệN THOạI 89
HÌNH 6.1: GIớI THIệU Về MODULE Mở RộNG 95
HÌNH 6.2: GIớI THIệU CÁC LOạI MODULE Mở RộNG 96
HINH 6.3 : HÌNH DÁNG CủA PLC S7 – 200 98
HÌNH 6.5 : GIAO DIệN LÀM VIệC CủA PLC S7 – 200 105
HÌNH 6.6 : GIAO DIệN KHốI PROGRAME BLOCK 106
HÌNH 6.7 :GIAO DIệN TạO CHƯƠNG TRÌNH CON 107
HÌNH 6.8 : GIAO DIệN KHốI DATA BLOCK 107
HÌNH 6.9 : GIAO DIệN LậP MộT SYMBOL TABLE 109
HÌNH 6.10 : HOạT ĐộNG CủA MộT BảNG Dữ LIệU TRONG CHƯƠNG TRÌNH 110
HÌNH 6.11 : VÍ Dụ Về MộT CROSS REFERENCE 110
HÌNH 6.12 : GIAO DIệN THÔNG BÁO ĐịA CHỉ CủA PLC 111
HÌNH 6.13: GIAO DIệN ĐịNH DạNG CổNG TRUYềN THÔNG 111
HÌNH 6.14 : GIAO DIệN DOWNLOAD PLC 112
HÌNH 6.15 : GIAO DIệN UPLOAD PLC 113
HÌNH 6.16: Số LƯợNG BIếN VÀO RA CủA PLC 114
HÌNH 7.1: CÁC CHI TIếT ĐANG ĐƯợC LắP GHÉP 121
HÌNH 7.2: CụM CHI TIếT Bộ CấP TEM 122
HÌNH 7.3: CụM CHI TIếT CấP PIN 123
HÌNH 7.4: CụM CHI TIếT BÀN CHứA SảN PHẩM 123
HÌNH 7.5: CụM CHI TIếT TAY MÁY DÁN TEM 124
HÌNH 7.6: 4 CụM CHI TIếT ĐANG ĐƯợC GHÉP LÊN BÀN LắP GHÉP 124
HÌNH 7.7: MÁY LắP GHÉP HOÀN CHỈNH 125
LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay điện thoại di động là một thiết bị quan trọng trong cuộc sống của chúng
ta. Với việc tích hợp được rất nhiều công nghệ hiện đại đã giúp cho chiếc điện thoại
thông minh trở thành thiết bị công nghệ đứng đầu trong danh sách làm thay đổi cuộc
sống của chúng ta. Hàng ngày có hàng ngàn chiếc điện thoại được lắp ráp và đưa ra thị
trường chính vì vậy các chi tiết được sản xuất, lắp ráp hàng loạt với độ chính xác cao
chất lượng tốt. Việc sản xuất, lắp ráp sản phẩm được thực hiện trên dây chuyền hiện
đại và có năng suất cao.
Pin điện thoại là một chi tiết quan trọng của chiếc điện thoại, nó cung cấp nguồn
điện cho một chiếc điện thoại hoạt động. Một chiếc pin điện thoại được đưa vào lắp
ráp phải trải qua quá trình kiểm tra chất lượng. Vì vậy mỗi nhà sản xuất đều dán trên
chiếc pin đã được kiểm tra của mình một loại tem nhãn biểu thị số hiệu và thông số
của nó để chống hàng giả mạo trên thị trường.
Để dán ten lên những chiếc pin điện thoại, trước đó công ty cho công nhân làm
công việc dán tem này tuy nhiên áp lực công việc làm công nhân mệt mỏi đồng thời
năng suất, chất lượng dán tem không cao. Để giải quyết vấn đề năng suất và chất
lượng nhiều công ty đã và đang đưa các máy dán tem bán tự động và tự động vào làm
công việc dán tem pin điện thoại.
Trong quá trình thực tập tốt nghiệp chúng em được tìm hiểu dây chuyền sản xuất,
lắp ráp điện thoại của công ty SamSung, một môi trường sản xuất hiện đại. Trong dây
chuyền sản xuất, lắp ráp đó có chiếc máy dán tem pin điện thoại bán tự động làm việc
với sự phục vụ của một công nhân làm việc rất hiệu quả cho năng suất, chất lượng dán
tem cao. Chính vì vậy, chúng em tập trung nghiên cứu về chiếc máy dán tem pin điện
thoại này trên ba hướng tiếp cận: quan sát quá trình hoạt động của máy, đo đạc lấy số
liệu của máy, xây dựng nguyên lý hoạt động của máy. Để làm rõ những nghiên cứu về
máy dán tem pin điện thoại này chúng em xin được trình bày trong thuyết minh đồ án
tốt nghiệp của mình rất mong nhận được những góp ý của các thầy cô và những sinh
viên quan tâm tới nội dung của đề tài này.
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: NGUYỄN VĂN MINH - TRẦN VĂN BÍNH Trang
13CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Từ xa xưa con người đã có ý nghĩ chế tạo ra máy móc phục vụ cho công việc và
cuộc sống của mình. Chính vì vậy máy móc ra đời và làm việc theo sự điều khiển trực
tiếp của con người. Với mong muốn hệ thống, máy móc làm việc mà không cần tham
gia trực tiếp của con người. Chúng ta không ngừng nghiên cứu nguyên lý và phương
pháp điều khiển các máy móc, thiết bị làm cho chúng có thể thực hiện công việc một
cách tự động. Từ những ý tưởng và nghiên cứu có khoa học đã đem lại rất nhiều kết
quả to lớn trong việc nghiên cứu và chế tạo thành công các cơ cấu tự động trong phòng
thí nghiệm. Không dừng lại ở việc nghiên cứu đó con người đã nhanh chóng chuyển
giao kỹ thuật điều khiển vào thực tế sản xuất ra các máy bán tự động và tự động theo

Đầu năm 1914, nhà máy đầu tiên của Ford đã chính thức đưa dây chuyền lắp ráp
di động vào mô hình sản xuất đánh dấu một bước phát triển mới trong xây dựng dây
chuyền sản xuất tự động trên thế giới (hình 1.1). Nó làm thay đổi cách thức, phương
pháp sản xuất của con người. Mặc dù những năm đầu dây chuyền sản xuất còn đơn
giản và có nhiều sự tham gia trực tiếp của con người nhưng cũng mang lại nhiều hiệu
quả về năng xuất, chất lượng. Chính vì vậy số lượng dây chuyền sản xuất tăng lên
nhanh chóng và ngày càng được cải tiến, hoàn thiện cho đến ngày nay. Hình 1.1 Dây chuyền lắp ráp di động của Ford năm 1920

SVTH: NGUYỄ
N VĂN MINH

Với sự phát triển củ
a lý thuy
các dây chuyền mộ
t cách d
dụng từ rất sớ
m vào dây chuy
sử dụng các chất bán dẫ
n phát minh ra
xây dựng bộ vi xử lý
(1971) đ
8088, PC, ) nên hệ thố
ng truy
thay thế các hệ thống điề
u khi
Trong thời gian gầ
n đ

Transitor, diode, thiristor
(1949)
(1971) đ
ã tạo ra các máy tính điều khiể
n (Role, PLC, 8051, PIC,
ng truy
ền động điện bằng động cơ điện - mạ
ch đ
u khi
ển bằng cơ khí: xích-bánh răng.
n đây
dây chuyền tự động phát triển cực kỳ

kh
ắp nơi, mọi lĩnh vực của đời sống từ
quân s
n các ngành công nghi
ệp, văn ph
òng, và trong sinh ho
ư dây chuy
ền sản xuất công nghiệp (hình 1.2
a), dây chuy
n
xuất vật liện xây dựng (hình 1.2c
), dây chuy
)… đang ngày càng đư
ợc đầu tư, phát triển và cả
i ti
ất bằng CNC
b, Dây chuy

i ti
ến mạnh mẽ.

ắp ráp ô tô tự độngản xuất thực phẩm

ng trong công nghiệp

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: NGUYỄN VĂN MINH - TRẦN VĂN BÍNH Trang 16

1.1.3 Tình hình phát triển, xây dựng dây chuyền tự động ở nước ta
Biến tần ngày nay phát triển khá mạnh mẽ ở nước ta do công dụng biến đổi dòng
điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều
chỉnh được. Giúp điều khiển các máy móc sản xuất tăng tốc hoặc giảm tốc bảo vệ
motor một cách hiệu quả.
Sản phẩm servo dành cho các loại máy sản xuất cần độ chính xác cao như máy
phay CNC, máy cắt dao quay, cắt chiều dài, máy đóng gói, dán nhãn, máy in… .
PLC – HMI cũng chiếm thị trường không nhỏ, nó giúp điều khiển máy móc với
phần mềm lập trình mạnh mẽ với nhiều ngôn ngữ khác nhau. Từ đó chúng ta có thể dễ
dàng lập trình tiêu chuẩn cho việc vận hành các chức năng giám sát, bảo vệ… thân
thiện với người dùng.
UPS bộ lưu trữ điện hiện nay được sử dụng khá rộng rãi trong dân dụng cũng
như trong công nghiệp giúp lưu trữ điện khi có sự cố điện xảy ra. Máy móc cũng như
những máy tính với nguồn dữ liệu quan trọng sẽ không bị mất.
Solar inventer mới xâm nhập vào thị trường Việt Nam cũng được khá nhiều
người quan tâm. Sản phẩm này hứa hẹn sẽ mang nhiều triển vọng lớn.

Hiện nay, ngoài những dây chuyền tự động hiện đại quy mô lớn nhiều công ty
còn chế tạo các máy tự động, bán tự động nhỏ gọn, và tiện lợi phục vụ cho các công
việc tỉ mỉ và chính xác. Các dây chuyền được bố trí trong các máy chuyên dùng như
gia công, in ấn, dán nhãn sản phẩm… Trong công việc dán nhãn logo, mã số cho sản
phẩm người ta cũng áp dụng dây chuyền tự động một cách linh hoạt. Dựa vào loại sản
phẩm và phương pháp dán người ta chế tạo ra nhiều máy khác nhau phù hợp với yêu
cầu như máy dán nhãn cho sản phẩm dạng hộp (hình 1.4a), sản phẩm dạng tròn (hình
1.4b), sản phẩm dạng tấm mỏng ( hình 1.4c), sản phẩm dạng tấm dài (hình 1.4d).

a, Máy dán sản phẩm dạng hộp b, Máy dán nhãn sản phẩm tròn c, Máy dán sản phẩm dạng tấm d, Máy dán sản phẩm tấm dài
Hình 1.4: Một số máy dán nhãn sản phẩm
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: NGUYỄN VĂN MINH - TRẦN VĂN BÍNH Trang 19

Máy dán tem pin điện thoại của hãng Sam Sung là một máy bán tự động kết hợp
cơ cấu tay robot tự động đơn giản và các cơ cấu chấp hành phục vụ cho tay robot. Với
nhiệm vụ dán tem với số lượng lớn và liên tục theo chu kỳ đã được lập trình sẵn với hệ
thống điều khiển hiện đại. Nó giải quyết rất tốt vấn đề về năng suất và chất lượng công
việc phải làm của con người. Ngoài ra máy dán này còn kết hợp một hệ thống băng tải,
bộ truyền đai, bộ truyền trục vít-đai ốc và hệ thống khi nén một cách linh hoạt. Là một
dây chuyền hoàn chỉnh và đã được thực tế sử dụng hiệu quả, với kết cấu đơn giản máy
dán ten pin điện thoại của SamSung thích hợp cho sinh viên cơ khí và sinh viên các
ngành nghiên cứu phát triển theo các hướng chuyên môn của mình.
Với sự thích thú, say mê, nghiên cứu của sinh viên cơ khí mong muốn tìm hiểu
các máy móc thiết bị công nghiệp thực tế hiện nay. Trải qua quá trình học tập tích lũy
kiến thức qua các môn học cơ sở, cơ bản và chuyên ngành, qua quá trình tìm hiểu thực

mô phỏng …

Tính toán, thiết kế hệ thống cơ khí dựa trên phần mềm Solidworks.

Xây dựng hệ thống điều khiển sử dụng cho PLC.

Xây dựng mô hình, mô phỏng hoạt động hệ thống trên Solidworks.

Kết quả và đề xuất hướng phát triển của đồ án.
1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Với mục tiêu tính toán, thiết kế, chế tạo một máy dán tem bán tự động làm việc
được trên cơ sở các yêu cầu đầu vào thiết kế. Nhưng do điều kiện về thời gian và kinh
phí đề tài chỉ giới hạn trong phạm vi sau:

Nghiên cứu máy dán tem pin điện thoại “ Auto sttach stricker machine –
SS0502 ” của hãng SamSung.

Tính toán, thiết kế hệ thống cơ khí.

Tính toán hệ thống khí nén.

Xây dựng hệ thống điều khiển PLC.

Xây dựng mô hình 3D của máy, mô phỏng chuyển động trên phần mềm
Solidworks.

Kết quả và đề xuất hướng phát triển của đồ án.


a, Bộ truyền đai răng b, Hệ trục dẫn hướng

c, Cuộn lô ra tem d, Đưa tem tới bàn ra tem

e, Tay máy đưa mang đầu hút lấy tem f, Tay máy mang tem tới vị trí dán
Hình 2.3: Bộ phận cấp tem
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: NGUYỄN VĂN MINH - TRẦN VĂN BÍNH Trang 24 a, Tay máy ở vị trí làm việc thứ nhất b, Đầu hút 01 đi xuống lấy tem

c, Đầu hút 02 lấy sản phẩm d, Tay máy ở vị trí làm việc thứ hai

e, Đầu hút 01 dán tem f, Đầu hút 02 nhả sản phẩm vào bàn chứa
Hình 2.4: Bộ phận dán tem
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: NGUYỄN VĂN MINH - TRẦN VĂN BÍNH Trang 25 a, Bàn chứa sản phẩm b, Tay gạt sản phẩm

c, Cuộn lô chứa băng tem d, Trục kẹp ma sát kéo băng tem

e, Đèn báo cảm biến f, Hệ thống dây dẫn khí
Hình 2.5: Cơ cấu khác