BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ BỘ PHẬN GẮP CHI TIẾT GỐM Ở NHIỆT ĐỘ CAO ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH GỐM S K C 0 9 Mà SỐ: T2009 - 64 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ BỘ PHẬN GẮP CHI TIẾT GỐM Ở NHIỆT ĐỘ CAO ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH GỐM Mà SỐ: T2009 – 64 CHỦ TRÌ: ĐỖ VĂN HIẾN Tp Hồ Chí Minh, 2010 TĨM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ PHẬN GẮP CHI TIẾT GỐM Ở NHIỆT ĐỘCAO ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH GỐM Mã số: T2009-64 Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Văn Hiến Tel 01662-687-214 E-mail:dovanhien01@yahoo.com Cơ quan chủ trì đề tài: Trường ĐH SPKT TP.HCM Thời gian thực hiện: 04/2009 đến 02/2010 Mục tiêu: ¾ Thiết kế nguyên lý, sơ đồ kết cấu động học cấu gắp ¾ Ứng dụng lónh vực điện – điện tử vào khí để thiết kế hệ thống điều khiển ¾ Lựa chọn vật liệu cho cấu tay gắp làm việc nhiệt độ 6000C đến 9000C ¾ Ứng dụng phần mềm, AutoCAD, ProWildfire để thiết kế & mô phận chi tiết cấu gắp Nội dung chính: Nghiên cứu chi tiết gốm hình dạng chi tiết gốm (nhân gốm) Tham khảo dụng cụ gắp thủ cơng, khảo sát điều kiện làm việc mơi trường làm việc nhà máy cơng ty gốm sứ KIM TRÚC Tham khảo số tay gắp thủy lực khí nén Ứng dụng hệ thống servo để thiết kế cấu tay gắp Đưa ngun lý hoạt động tay gắp xây dựng mơ hình kết cấu cấu gắp, tạo vẽ cấu chi tiết Kết hợp với robot để tạo thành hệ thống hồn chỉnh Mơ phân tích hoạt động cấu Kết đạt (khoa học, ứng dụng, đào tạo, kinh tế – xã hội, v.v…) Bản Vẽ hồn chỉnh kết cấu cấu tay gắp nhân gốm , file mơ hoạt động tay gắp q trình gắp Điểm mới: Đưa kết cấu lựa chọn vật liệu cho cấu tay gắp làm việc nhiệt độ cao Địa ứng dụng: Công ty gốm sứ KIM TRÚC MỤC LỤC Trang Chương Dẫn nhập 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3.Tầm quan trọng đề tài 1.4.Giới hạn đề tài 1.5 Tiến trình nghiên cứu Chương Cơ sở lý luận .3 2.1 Giới thiệu số chi tiết gốm công ty gốm sứ Kim Trúc 2.2 Dụng cụ gắp thủ công sau nung 2.3 Chọn vật liệu làm việc môi trường nhiệt độ 9000C 2.4 Lý thuyết điều khiển tự động .5 2.5 Giới thiệu động servo 2.6 Giới thiệu vài cấu gắp sử dụng hệ thống thủy lực khí nén .17 Chương Thiết kế phận gắp .18 3.1 Ý tưởng thiết kế 18 3.2 Lựa chọn phương án 20 3.3 Kết cấu tay gắp dựa lược đồ tay gắp theo phương án 20 Chương 4: Mô tính toán kiểm nghiệm 23 4.1 Mô 23 4.2 Tính toán kiểm nghiệm .23 Chương Kết luận & Hướng phát triển 25 5.1 Kết luận .25 5.2 Hướng phát triển 25 Tài liệu tham khảo .26 Chương 01: ĐẶT VẤN ĐỀ 2.1 Đặt vấn đề Ngày nay, đất nước thực trình chuyển đổi từ sản xuất thủ công sang sản xuất bán tự động tự động hoàn toàn, trình vào hầu hết lónh vực khác ngày mang tính đa dạng, từ loại máy bán tự động tự động dùng ngành khí, ngành điện tử,… Với việc cạnh tranh giá chất lượng, giảm chi phí sản xuất dẩn đến nhiều công ty, xí nghiệp áp dụng khoa học kỹ thuật đặc biệt trình tự động hóa vào chương trình sản xuất nhà máy, ngành gốm Để có sản phẩm tốt, môi trường làm việc nguy hiểm đến công nhân làm việc trực tiếp với sản phẩm gốm sau nung Các sản phẩm chuyển qua công đoạn sử lý chủ yếu thủ công dựa vào sức lực tay nghề công nhân, để đồng hóa thiết bò bán tự động tự động cho công đoạn sau nung người nghiên cứu chọn đề tài : “Nghiên Cứu Thiết kế phận gắp chi tiết gốm nhiệt độ cao ứng dụng ngành gốm” 2.2 Mục tiêu đề tài ¾ Thiết kế nguyên lý, sơ đồ kết cấu động học cấu gắp ¾ Ứng dụng lónh vực điện – điện tử vào khí để thiết kế hệ thống điều khiển ¾ Ứng dụng phần mềm, AutoCAD, ProWildfire để thiết kế & mô phận chi tiết cấu gắp ¾ Cung cấp tài liệu bổ ích lónh vực tính toán thiết kế, ý tưởng thiết kế 2.3 Tầm quan trọng đề tài ¾ Các nhân gốm có kích thước nhỏ số lượng sản phẩm lớn, sử tay gắp thay cho công đoạn chuyển phôi tay nhiệt độ cao làm giảm sức lao động trực tiếp công nhân, tăng suất ¾ Góp phần đồng hóa dây chuyền sản phẩm gốm từ phôi ban đầu đến sản phẩm cuối 2.4 Giới hạn đề tài Một thiết bò tự động nói chung tay gắp nói riêng phải sản phẩm kết hợp nhiều lónh vực cụ thể lónh vực : Cơ khí, điện tử, tin học, thời gian nghiên cứu có hạn, người nghiên cứu chủ yếu để cập đến phần thiết kế tính toán số phận chi tiết quan trọng cấu, lónh vực khác mang tính giới thiệu Đồng thời, kích thước nhân gốm (Sản phẩm cụ thể) đa dạng có nhiều hình dáng khác nhau, đề tài người nghiên cứu cho sản phẩm có nhân gốm mà phần chân hay phần đế nhân có hình dạng hình hộp chữ nhật (6mm x mm x 40 mm) Trang 2.5 Tiến trình nghiên cứu ¾ Nghiên cứu cấu gắp, từ cấu thủ công sẵn có kết hợp với cấu lý thuyết ¾ Đưa số phương án lựa chọn phương án tối ưu cho kết cấu cấu gắp ¾ Thể kết cấu phần mềm AutoCAD, ProWildfire, Catia ¾ Giới thiệu hệ thống điều khiển ¾ Mô sơ hoạt động cấu ¾ Hoàn thiện viết thuyết minh Trang Chương 02: 2.1 Giới thiệu số chi tiết gốm công ty gốm sứ KIM TRÚC ¾ Hình ảnh hình dáng phôi (nhân gốm) sản phẩm Glass Marbles Hình 2.1 Chi tiết gốm (Nhân Kangaroo) Hình 2.3 Chi tiết gốm Hình 2.5 Chi tiết gốm Trang CƠ SỞ LÝ LUẬN Hình 2.2 Sản phẩm Glass Marbles Hình 2.4 Sản phẩm Glass Marbles Hình 2.6 Sản phẩm Glass Marbles ¾ Giới thiệu sơ lược phôi (Nhân gốm) sản phẩm Glass Marbles Nhân gốm gồm phần: phần thân phần đế Thân mô hình thu nhỏ vật voi, sư tử, kangaroo,…Đế khối giống hình hộp chữ nhật có kích thước 6x25x8 (mm) đế phần mà robot gắp sau công đoạn nung đến công đoạn tiếp theo: đặt nhân gốm vào vò trí tạo cấu thủy tinh Các nhân gốm sau khỏi lò nung nhiệt độ khoảng 9000C ¾ Nhiệt độ chi tiết gốm sau nung khoảng 9000C khối lượng khoảng 100 g 2.2 Dụng cụ thủ công để gắp sản phẩm gốm sau nung ¾ Dụng cụ gắp thủ công Hình 2.7 – Kéo dùng để kẹp chi tiết gốm ¾ Mô tả trình cung cấp phôi (nhân gốm) cho công đoạn Hiện nay, xưởng công ty gốm sứ KIM TRÚC công nhân sử dụng loại kéo inox dùng y tế để gắp nhân gốm (nhiệt độ nhân gốm lúc khoảng 9000C) sau nung sang vò trí chuẩn bò cho công đoạn Vì nhân gốm nhiệt độ cao nên công nhân thao tác khó khăn kéo bò gãy sử dụng thời gian dài vùng tiếp xúc với nhân gốm 2.3 Chọn vật liệu làm việc môi trường 9000C ¾ Vật liệu gốm sứ Vật liệu gốm sử dụng làm vật liệu bảo ôn vật liệu chòu nhiệt cho hệ thống ống dẫn, thiết bò lò nung nhiệt độ cao Nhiệt độ sử dụng tối đa 14500C, tỷ trọng từ 65-300 kg/m3 Chi tiết gốm lò nung có nhiệt độ khoảng 12000C, ta chọn vật liệu làm vật liệu cho tay gắp ¾ High temperature Alloys Alloy – X(Nickel-Base Supperalloy): hợp kim Nikel, chứa khoảng 22% Chrom, nhờ mà vật liệu có khả làm việc (chòu được) nhiệt độ cao khoảng 12000C Thành phần hóa học: Trang Hệ số dẫn nhiệt Cơ tính vật liệu Trang Với bảng số liệu ta chọn vật liệu cho tay gắp gốm 2.4 Lý thuyết điều khiển tự động ¾ Tự động, điều khiển điều khiển tự động Tự động học ngành khoa học chuyên nghiên cứu quy luật chung để hình thành hệ thống tự động phần tử tự động , điều khiển trình xảy thiên nhiên, sống xã hội tham gia trực tiếp người Tự động học phát triển chủ yếu vào lónh vực vật lý hoạt động người , vào việc thay phần chức người sinh hoạt sản xuất Trong năm sau này, tự động học mở rộng vào lónh vực quân sự, kinh tế, y học điều khiển từ xa lónh vực hoạt động xã hội khác người Điều khiển học ngành khoa học dựa tảng tự động học, chuyên nghiên cứu nguyên tắc thành lập hệ thống điều khiển quy luật trình xảy hệ thống điều khiển giới hữu sinh vô sinh Điều khiển học đời với hợp nhiều ngành khoa học phát triển độc lập trước lý thuyết thông tin, lý thuyết otomat, thuật toán…Quá trình làm việc phần tử thiết bò điều khiển không cần tham gia trực tiếp người gọi trình điều khiển tự động, điều khiển tự động có hai phần: lý thuyết điều khiển tự động thiết bò điều khiển tự động ¾ Sơ đồ khối hàm truyền đạt Sơ đồ khối Mỗi phần tử điều khiển nhận tín hiệu vào từ số phận hệ thống điều khiển, tạo nên tín hiệu đưa vào phần tử khác Các tín hiệu là: dòng điện, điện áp, áp suất, dòng chảy, nhiệt độ, tốc độ, gia tốc, vò trí, hướng ,số lïng , khối lượng v.v…quỹ đạo tín hiệu sóng điện, ống dẫn, liên kết Sơ đồ khối số phần tử điều khiển thể sau Nhiệt độ X Bộ chuyển đổi nhiệt Điện áp Y Vò trí van X Bộ chuyển đổi nhiệt Lưu lượng Y Hình Sơ đồ khối điều khiển Hàm truyền đạt Đặc tính quan trọng phần tử điều khiển mối quan hệ tín hiệu vào tín hiệu ra, thể toán tử laplace Mối quan hệ gọi hàm truyền đạt: G(s) = Y ( s) X ( s) ¾ Hệ thống hở hệ thống kín + Hệ thống hở Trang Bảng 3: liệt kê màu thông dụng cua vài hiệu thông dụng Sử dụng ổ cắm snap-off cho connector tương thích: Các ổ cắm đa số servo R/C thiết kếđể thích hợp với chấu cắm cách 0,01 inch Đây khoảng cách chấu thông dụng điện tử ổ cắm thích hợp có sẵn Sựđa dạng “snap-off” ổ cắm có lợi ta có thểmua sợi dài tách số chấu cần thiết Đối với servo, ta tách thành chấu sau gắn vào mạch điều khiển hình sau Hình 2.13: Ta tự làm connector cho servo cách dùng ổ cắm snap-off gắn chặt vào mạch điều khiển robot Ta dễ dàng đảo vò trí connector cắm lại vào ổ cắm mà không làm hư servo hay mạch điện đảo vò trí connector đảo dây tín hiệu dây đất Tuy nhiên servo loại cũ, dây tín hiệu dây nguồn bòđảo làm hư servo lẫn mạch điện tử ¾ Mạch điều khiển servo Không giống động DC ta cần lắp pin vào chạy, động servo đòi hỏi mạch điện tử xác để quay trục Có thể mạch điện tử làm việc sử dụng servo phức tạp mức độ thực mạch điện tử đơn giản Nếu ta muốn điều khiển servo máy tính hay vi xử lý cần vài dòng lệnh đủ Một động DC điển hình cần transistor công suất, MOSFET hay relay muốn kết nối với máy tính Còn servo gắn trực tiếp với máy tính hay vi xửlý mà không cần linh kiện điện tử Tất cà yếu tố cần thiết đểđiều khiển công suất quản lý mạch điều khiển để tránh rắc rối Đây lợi ích chủyếu sử dụng servo cho robot điều khiển máy tính Điều khiển servo IC đònh 555: Trang 13 Ta không cần đến máy tính đểđiều khiển servo Một IC 555 cung cấp xung cần thiết cho servo Hình 2.14 : Một phương pháp phổ biến dùng IC 555 đểđiều khiển servo Khi hoạt động, IC 555 sinh tín hiệu xung có chu kỳ nhiệm vụ khác đểđiều khiển hoạt động servo Chỉnh Vôn kếđểđònh vòservo Vì IC 555 dễ dàng tạo xung dài ngắn nên servo hoạt động vòtrí biên thông thường Khi servo gặp vật cản kêu lạch cạch ta phải ngắt nguồn lập tức, không bánh bên bò trờn Dùng xử lý chuyên nghiệp: Các máy thu R/C thiết kế với tối đa servo Máy thu nhận xung số từ máy phát, bắt đầu xung dài đồng bộ, sau xung servo, xung dành cho servo xung cộng với xung đồng khoảng 20 ms Điều có nghóa dãy xung lặp lại 50 lần / giây, ta gọi tỉ lệ lặp lại (refresh rate) Khi tỉ lệ giảm, servo không cập nhật đủ nhanh bò vò trí Trừ mạch điện tử ta dùng cung cấp xung đồng thời cho nhiều servo (đa nhiệm vụ – multitasking), mạch điều khiển cung cấp xung lặp lại đủ nhanh Vì ta dùng xửlý servo chuyên nghiệp Bộnày có thểđiều khiển 5, động hay nhiều cách độc lập, làm giảm bớt chương trình tổng cộng máy tính hay vi xử lý mà ta dùng Ưu điểm xử lý servo chuyên nghiệp ta có thểđiều khiển đồng thời nhiều servongay cảkhi máy tính, vi xử lý không “đa nhiệm vụ” Ví dụ: giả sử robot cần 24 servo, robot hình nhện chân, chân có servo, servo điều khiển bậc tự chân Phương pháp ta sử dụng phân chia công việc cho xử lý servo, có thểđiều khiển servo Mỗi bộxử lý chòu trách nhiệm cho loại bậc tự do: cho quay chân, cho “độ linh hoạt” chân cho quay đốt cuối chân Các xửlý servo chuyên nghiệp phải dùng với máy tính hay vi xử lý chúng Trang 14 cần cung cấp liệu thời gian thực đểđiều khiển servo Dữ liệu thường gửi công thức liệu chuỗi Một dãy byte gửi từ máy tính hay vi xử lý xử lý servo giải mã, mà byte tương ứng servo Những xử lý servo điển hình có ghi ứng dụng chương trình mẫu máy tính vi xử lý thông dụng đểđảm bảo ta cần có kiến thức lập trình truyền chuỗi Sử dụng lớn 7,2V: Các servo thiết kếđể sử dụng với pin R/C recharge, có điện từ 4,8 – 7,2V, phụ thuộc vào số pin sử dụng Các servo cho phép khoảng điện vào rộng bộ4 pin AA 6V cung cấp đủđiện Tuy nhiên pin hết, điện giảm, servo không nhanh lúc đầu Khi điện khoảng hay 4,5V, servo chí không chạy Nếu điện cao thông thường sao? Thực ra, nhiều servo chạy tạm điện lên đến khoảng 12V mà không gây hậu Tuy nhiên đasốservo bắt đầu nóng lên hay 10V chúng hoạt động lâu không nghỉđể làm nguội Trừ ta cần tăng moment xoắn hay tăng tốc độ, tốt giữđiện cung cấp cho servo không vượt 9V, tốt khoảng 4,8 – 7,2V Ta cần tham khảo bảng liệu servo để xác đònh yêu cầu điện thếđặc biệt khác Làm việc với dải chết tránh dải chết: Tất servo thể gọi dải chết Dải chết servo thời gian sai lệch lớn tín hiệu điều khiển ngõ vào tín hiệu tham chiếu nội sinh vò trí Vôn kế Nếu thời gian sai lệch nhỏ dải chết – hay ms – servo không cần phải điều chỉnh động cơđể sửa sai lệch Nếu dải chết, servo phải liên tục dò tới lui để tìm điểm tương thích xác tín hiệu vào tín hiệu tham chiếu nội Dải chết cho phép servo giảm thiểu dò tìmnày lấy điểm lân cận điểm cần tìm không xác Dải chết thay đổi tùy theo servo coi thông số servo Dải chết điển hình dài μs Nếu servo quay 180o dải 1000 μs dải chết μs chiếm 1/200 Ta không cần lưu ý tới ảnh hưởng dải chết mạch điều khiển có độphân giải thấp dải chết Tuy nhiên mạch điều khiển có độ phân giải cao dải chết, thay đổi nhỏ giá tròđộ rộng xung không ảnh hưởng Ví dụ: xử lý có độ phân giải μs servo có dải chết μs thay đổi hay giá trò – tức hay μs bề rộng xung – không ảnh hưởng lên servo Như ta nên chọn servo có dải chết hẹp ta cần độ xác mạch điều khiển hay môi trường lập trình có độ phân giải đủ lớn Ngược lại ta không cần lưu ý tới dải chết Dải xung lớn – μs: Servo điển hình đáp ứng cho tín hiệu từ –2 μs Trong thực tế, nhiều servo có thểđược cung cấp xung ngắn hay dài để tối đa hóa giới hạn quay Dải – μs thực có thểquay servo theo hai hướng quay toàn theo hai hướng Tuy nhiên ta giá trò nhỏ lớn servo ta chạy thử Cần lưu ý: thử nghiệm nguy hại vận hành động servo ởgiới hạn làm cấu đụng vật cản bên trong, để lâu bánh servo bò hư Trang 15 Nếu ta cần quay servo tới vò trí max, chọn lực mạch điều khiển Bắt đầu cách thay đổi bề rộng xung lượng nhỏ ms, 10 μs Sau lần thay đổi, dùng chương trình điều khiển đẩy servo trở lại vò trí / vòtrí trung hòa Khi nghe thấy servo gặp vật cản bên (tiếng lạch cạch), lúc ta tìm giá trò biên servo Lặp lại trình để tìm giá trò biên Có servo có cận 250 μs, cận 2200 μs Tuy nhiên servo khác bò hạn chếđến nỗi chúng chí hoạt động dải 1- ms Các giá trò biên khác loại nhãn hiệu servo Trang 16 2.6 Giới thiệu vài cấu gắp sử dụng hệ thống thủy lực khí nén Ngun lý hoạt động phận gắp sử dụng hệ thống truyền động thủy lực Hình 2.15 Hình 2.16 Hình 2.17 Các mơ hình cấu tay gắp sử dụng truyền động thủy lực nhiên với nhiệt độ nhân gốm gần 9000C vùng làm việc chịu nhiệt độ cao nên khả hoạt động cấu gắp khơng đạt độ xác cao nhiệt độ thường độ nhớt thay đổi nhiệt độ Trang 17 Chương 3: THIẾT KẾ BỘ PHẬN GẮP 3.1 Ý tưởng thiết kế Xuất phát từ ý tưởng thiết kế u cầu phận gắp làm việc, kết hợp với cấu tay gắp thủ cơng Người thiết kế xây dựng mơ hình cấu hoạt động thực gắp chi tiết ”nhân gốm” Ở sử dụng hệ thống thủy lực, khí nén hệ thống động servo Trong ba hệ thống vừa kể hệ thống động servo khả thi vùng làm việc chịu nhiệt độ cao đồng thời chi tiết (nhân gốm) nhỏ nên việc sử dụng hai hệ thống thủy lực khí nén khơng ổn định gây rung động cho cấu gắp Từ ý tưởng thiết kế này, người thiết kế xây dựng vài phương án thiết kế sau: ¾ Ngun lý hoạt động phận gắp sử dụng động Servo Xây dựng lược đồ cấu mơ hình hóa sau sử dụng cấu sau Phương án 01: Hình 3.1-Lược đồ cấu 01 Hình 3.2-Mơ hình lược đồ 01 ƒ Ngun lý làm việc:Chuyển động quay từ trục động truyền qua khâu (được gắn chặt với bánh vít) nhờ vào truyền động trục vít bánh vít Chuyển động từ khâu truyền chuyển động qua truyền (Khâu 5)-cần gắp, kẹp chặt chi tiết ƒ Ưu điểm: Cơ cấu gắp làm việc tin cậy, bố trí động thuận lợi cho việc tiếp xúc cần gắp nhân gốm, kết cấu đa phần khí gồm động servo điều khiển cho động ƒ Nhược điểm: Chế tạo phức tạp đòi hỏi độ xác cao Chi tiết kết cấu nhỏ nên việc chế tạo trục vít bánh vít gặp nhiều khó khăn Phương án 02: Trang 18 Hình 3.3-Lược đồ cấu 02 Hình 3.4-Mơ hình lược đồ 02 ƒ Ngun lý làm việc: Chuyển động từ trục động thơng qua truyền bánh truyền chuyển động đến khâu 4, từ khâu truyền chuyển động qua truyền kẹp chặt chi tiết ƒ Ưu điểm: Cơ cấu gắp làm việc tin cậy, kết cấu đa phần khí gồm động servo điều khiển cho động ƒ Nhược điểm: bố trí động khơng thuận lợi cho việc tiếp xúc cần gắp nhân gốm, việc chế tạo bánh ăn khớp gặp nhiều khó khăn Phương án 03: Hình 3.5-Lược đồ cấu 03 Hình 3.6-Mơ hình lược đồ 03 ƒ Ngun lý làm việc: Chuyển động từ trục động thơng qua truyền bánh truyền chuyển động đến khâu 4, từ khâu truyền chuyển động qua truyền kẹp chặt chi tiết ƒ Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, gọn Khả tải cao, làm việc tin cậy đồng thời tạo lực doc trục lớn Có thể thực chuyển động chậm xác ƒ Nhược điểm: Ren bị mòn ma sát lớn Phương án 04: Trang 19 Hình 3.7-Lược đồ cấu 04 Hình 3.8-Mơ hình lược đồ 04 ƒ Ngun lý làm việc: theo ngun lý tay quay trượt ƒ Ưu điểm: kết cấu đơn giản phương án, chi tiết dễ chế tạo ƒ Nhược điểm: Sự va đập cần gắp chi tiết gốm lớn, bố trí động gây khó khăn cho việc gắp nhân gốm chi tiết 2.2 Lựa chọn phương án thiết kế Trong phương án(sơ đồ mơ hình kết cấu) mà người thiết kế đưa phương án có ưu nhược điểm khác Qua q trình phân tích chọn lựa phương án, người thiết kế lựa chọn phương án 03 làm hướng nghiên cứu cho đề tài Phương án đáp ứng tốc độ sản xuất nhà máy, độ xác q trình gắp chi tiết gốm di chuyển đặt chi tiết gốm vào vị trí cho cơng đoạn 2.3 Kết cấu tay gắp dựa lược đồ cấu theo phương án 03: ¾ Mơ hình tháo rời cấu tay gắp Trang 20 ¾ Bản kê số lượng chi tiết Trang 21 STT Tên chi tiết Động servo Tấm đỡ Tay quay thứ Chốt quay 01 Ống lót chốt 01 Chốt vít me Thanh truyền Chốt cần gắp Cần gắp bên trái 10 Bu lơng M3 11 Cần kẹp bên trái 12 Cần kẹp bên phải 13 Cần gắp bên phải 14 Chốt truyền 02 15 Ổ bi 08 16 Chốt truyền 01 17 Đai ốc M10 18 Vít me M10 19 Khớp nối 20 Bu lơng M4 ¾ Bản vẽ lắp ráp Trang Số lượng 1 2 2 2 1 12 1 Vật liệu C45 C45 C45 C45 C45 C45 C45 Nickel-Base superalloy Gốm sứ Gốm sứ Nickel-Base superalloy C45 C45 22 Chương 4: MÔ PHỎNG & TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM 4.1 Mơ Cơ cấu gắp chưa kịp chặt chi tiết Hình 4.1-Góc nhìn 3D Cơ cấu gắp lúc kịp chặt chi tiết gốm Hình 4.2-Hình chiếu Hình 4.3-Góc nhìn 3D Hình 4.4-Hình chiếu 4.2 Tính tốn kiểm nghiệm Tính tốn q trình truyền nhiệt chi tiết cần gắp Trang 23 Sự phân bố chuyển vị ứng suất chi tiết cần gắp Hình 4.5-Phân bố ứng suất Trang Hình 4.6-Phân bố chuyển vị 24 Chương 5: KẾT LUẬN & HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Qua q trình nghiên cứu thực đề tài, người nghiên cứu thu số kết sau: Nghiên cứu chi tiết gốm hình dạng chi tiết gốm (nhân gốm) Tham khảo dụng cụ gắp thủ cơng, khảo sát điều kiện làm việc mơi trường làm việc nhà máy cơng ty gốm sứ KIM TRÚC Tham khảo số tay gắp thủy lực khí nén Ứng dụng hệ thống servo để thiết kế cấu tay gắp Đưa ngun lý hoạt động tay gắp xây dựng mơ hình kết cấu cấu gắp, tạo vẽ cấu chi tiết Kết hợp với robot để tạo thành hệ thống hồn chỉnh Mơ phân tích hoạt động cấu 5.2 Hướng phát triển Cơ cấu gắp thực đề tài dừng lại phần thiết kế Để hồn thiện đề tài cần thực số vấn đề sau: Xây dựng thuật tốn điều khiển Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển Chế tạo cấu gắp để kiểm tra thực tế ngun lý độ xác cấu làm việc, kiểm tra vùng nhiệt độ mà cấu làm việc đạt độ xác lớn Sử dụng cơng nghệ vi sử lý linh kiện sẳn có thị trường để chế tạo mạch điều khiển Trang 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Mechanisms And Mechanical Devices Sourcebook - Sclater & Chironis-[McGraw-Hil 2001] [2] Kỹ thuật điều khiển tự động 1&2- Nguyễn Văn Cẫn- Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp HCM [3] Họ vi xử lý – Nguyễn Văn On [4] Phần mềm thiết kế AutoCAD 2007 & ProWildfire 4.0 [5] Vẽ kỹ thuật 1&2 – Trần Hữu Quế Trang 26 S K L 0