BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG MÁY LẮC TRỘN SƠN CÔNG TY VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỒNG TÂM Họ tên sinh viên: NGUYỄN HUY DŨNG Ngành: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Niên khóa: 2009-2013 Tháng 06 năm 2013 THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG MÁY LẮC TRỘN SƠN CÔNG TY VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỒNG TÂM Tác giả NGUYỄN HUY DŨNG Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp kỹ sư ngành ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Giáo viên hướng dẫn: Ths LÊ VĂN BẠN Tháng 06 năm 2013 i LỜI CẢM ƠN Để đạt kết ngày hôm nay, xin cảm ơn cha mẹ sinh ra, ni dưỡng, chăm sóc, động viên, thương u chỗ dựa vững cho suốt năm học vừa qua Sau đó, em xin gởi lời cảm ơn đến quý thầy cô trường đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, đặc biệt tồn thể thầy khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ tận tình dạy dỗ truyền đạt cho em kiến thức cần thiết suốt năm theo học trường Em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Ths Lê Văn Bạn – trưởng môn Điều Khiển Tự Động trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn em suốt trình thực đề tài Cuối cùng, xin cảm ơn tập thể bạn lớp DH09TD nói riêng bạn nói chung động viên, giúp đỡ suốt năm học vừa qua thời gian thực khóa luận Em xin chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2013 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huy Dũng ii TĨM TẮT Trong khn khổ luận văn đề tài thực thiết kế tính tốn chế tạo máy lắc trộn sơn, dùng vi điều khiển, nhằm mục đích nghiên cứu ứng dụng vào thực tế sản xuất theo hướng đại dây chuyên tự động Công việc thực đề tài: Chọn động AC Thiết kế khí Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển Thiết kế chế tạo mạch công suất Chế tạo nguồn Thực viết chương trình cho vi điều khiển Kết nối thử nghiệm hệ thống máy Kết đạt được: Chọn phận khí phù hợp với công suất máy Mạch điện chạy ổn định Sơn sau lắc trộn tạo màu đồng đạt yêu cầu Máy có khả làm việc với thùng có khối lượng từ 1-35(kg) Máy có chế độ thời gian lắc 120(s), 240(s) 480(s) iii MỤC LỤC TRANG TỰA i  LỜI CẢM ƠN ii  MỤC LỤC iv  DANH SÁCH CÁC BẢNG vii  DANH SÁCH CÁC HÌNH viii  Chương MỞ ĐẦU 1  1.1 Đặt vấn đề 1  1.2 Mục đích đề tài 2  1.2.1 Mục đích chung 2  1.2.2 Mục đích cụ thể 2  Chương TỔNG QUAN - TRA CỨU TÀI LIỆU 3  2.1 Tổng quan máy lắc trộn sơn 3  2.1.1 Đặc trưng máy lắc sơn 6  2.1.2 Tìm hiểu cấu lắc 8  2.1.2.1 Cơ cấu ổ chuyển động lắc 8  2.1.2.2 Cơ cấu đĩa nghiêng 8  2.1.2.3 Cơ cấu lệch tâm 10  2.2 Tìm hiểu phần mềm sử dụng trình thực đề tài 10  2.2.1 Tìm hiểu phần mềm PIC C Compiler 10  2.2.2 Tìm hiểu phần mềm Autodesk Inventor Professional 2013 11  2.2.3 Tìm hiểu phần mềm Orcad 10.5 12  2.3 Tìm hiểu linh kiện điện tử sử dụng đề tài 13  2.3.1 Tìm hiểu vi điều khiển PIC 16F877A 13  2.3.1.1 Cấu trúc chức 13  2.3.1.2 Các cổng xuất nhập PIC 16F877A 14  2.3.1.3 Các timer định thời 16  2.3.2 Tìm hiểu LCD 16x2 23  2.3.3 Tìm hiểu IC tạo nguồn LM2576 24  iv 2.3.4 Tìm hiểu Opto cách ly quang PC817 26  2.3.5 Tìm hiểu SSR 26  Chương PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 27  3.1 Địa điểm thời gian thực đề tài 27  3.1.1 Địa điểm 27  3.1.2 Thời gian 28  3.2 Phương pháp nghiên cứu 28  3.2.1 Chọn phương pháp thiết kế phần khí 28  3.2.2 Chọn phương pháp thiết kế mạch điện 28  3.2.3 Phương tiện thực 28  Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30  4.1 Mơ hình máy lắc sơn 30  4.2 Mơ hình 3D máy 32  4.3 Thiết kế phần khí 33  4.3.1 Thiết kế phần lắc 33  4.3.2 Thiết kế phần đai thang 34  4.3.3 Tính tốn độ lệch tâm e 38  4.4 Thiết kế phần kẹp 38  4.5 Thiết kế bàn kẹp 39  Bàn kẹp dùng để đặt thùng sơn, bàn kẹp đặt lệch tâm so với trục bánh đai bánh đai chuyển động tạo chuyển động lắc cho bàn kẹp 39  Kích thước bàn kẹp 39  4.6 Thiết kế bàn kẹp 40  4.7 Thiết kế phần khung 41  4.8 Thiết kế phần điện 46  4.8.1 Các khối chức mạch điều khiển 47  4.8.2 Thiết kế lưu đồ giải thuật 51  4.9 Chạy thử mạch điều khiển 60  4.10 Mạch điều khiển động sau hoàn thành 61  4.11 Kết chạy thử chương trình 62  v 4.12 Kết thử nghiệm 64  Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 67  5.1 Kết luận 67  5.2 Đề nghị 67  TÀI LIỆU THAM KHẢO 68  vi DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 4.1: Kích thước mặt cắt đai, chiều dài đai đường kính bánh đai loại đai thang 34  Bảng 4.2: Các kích thước bánh đai thang 37  Bảng 4.3: Thí nghiệm lần 64  Bảng 4.4: Thí nghiệm lần 65  vii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Máy khuấy sơn 3  Hình 2.2: Máy pha màu sơn 4  Hình 2.3: Máy lắc trộn sơn cơng ty vật liệu xây dựng Đồng Tâm 5  Hình 2.4: Máy trộn sơn cơng ty sơn Petrolimex 5  Hình 2.5:Máy lắc trộn sơn chiều 6  Hình 2.6: Sơ đồ khối máy lắc trộn sơn 6  Hình 2.7: Sơ đồ chuyển động ổ lắc 8  Hình 2.8: Cơ cấu đĩa nghiêng 9  Hình 2.9: Cơ cấu lệch tâm 10  Hình 2.10: Phần mềm lập trình 11  Hinh 2.11: Phần mềm thiết kế khí 11  Hình 2.12: Phần mềm thiết kế mạch điện 12  Hình 2.13: Phần mềm layout 13  Hình 2.14: Sơ đồ khối PIC 16F877A 14  Hình 2.15: Sơ đồ khối timer 16  Hình 2.16: Sơ đồ khối timer 17  Hình 2.17: Sơ đồ khối timer 18  Hình 2.18: Sơ đồ khối chế độ Capture 20  Hình 2.19: Sơ đồ khối chế độ Compare 21  Hình 2.20: Sơ đồ khối chế độ PWM 22  Hình 2.21: Giản đồ xung điều chế PWM 22  Hình 2.22: Hình thực tế LCD16x2 23  Hình 2.23: Hình thực tế IC LM2576 24  Hình 2.24: Sơ đồ cấu tạo LM2576 25  Hình 2.25: Nguyên lý hoạt động Opto PC817 26  Hình 2.26: Hình thực tế SSR 27  Hình 4.1: Mơ hình chung máy lắc sơn 30  Hình 4.2: Mơ hình 3D nhìn từ phía sau máy lắc trộn sơn 32  viii Hình 4.3: Mơ hình 3D nhìn từ phía trước máy lắc trộn sơn 32  Hình 4.4: Lựa chọn loại đai theo P n 34  Hình 4.5: Cơng suất có ích cho phép [ P0] phụ thuộc vào loại đai chiều dài đai 37  Hình 4.6: Bàn kẹp 39  Hình 4.7: Bản vẽ chi tiết bàn kẹp 40  Hình 4.8: Bàn kẹp 40  Hình 4.9: Bản vẽ chi tiết bàn kẹp 41  Hình 4.10: Khung máy 42  Hình 4.11: Bản vẽ chi tiết khung đỡ 43  Hình 4.12: Bản vẽ giữ sau 44  Hình 4.13: Bản vẽ chi tiết nối 45  Hình 4.14: Giá đỡ động 45  Hình 4.15: Bản vẽ chi tiết giá đỡ 46  Hình 4.16: Sơ đồ khối mạch điều khiển 46  Hình 4.17: Khối nhận tín hiệu 47  Hình 4.18: Sơ đồ phần xuất tín hiệu 48  Hình 4.19: Khối vi điều khiển 49  Hình 4.20: Sơ đồ mạch nguyên lý 50  Hình 4.21: Lưu đồ giải thuật 51  Hình 4.22: Mạch in sau hồn thiện 60  Hình 4.23: Mạch điều khiển sau hoàn thành 61  Hình 4.24: Thơng báo bắt đầu trình làm việc 62  Hình 4.25: Màn hình chọn thời gian lắc 62  Hình 4.26: Màn hình LCD hiển thị chế độ làm việc máy 62  Hình 4.27: Màn hình hiển thị lắc trộn xong 63  Hình 4.28: Màn hình thi máy reset 63  Hình 4.29: Chế độ lắc lắc 120(s) 63  Hình 4.30: Chế độ lắc lắc 240(s) 64  Hình 4.31: Chế độ lắc lắc 480(s) 64  Hình 4.32: Thùng sơn trước lắc 65  Hình 4.33: Thùng sơn sau lắc 66 ix set_tris_a(0); set_tris_b(0xff); set_tris_c(0); set_tris_D(0b11111111); enable_interrupts(INT_RB); enable_interrupts(int_ext); ext_int_edge(H_to_L); enable_interrupts(global); while(1) { nhan1: output_c(0b10000000); output_e(0b100); lcd_init(); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"cty Son Dong Tam"); delay_ms(500); lcd_gotoxy(2,2); printf(lcd_putc,"bo son vao"); delay_ms(500); lcd_init(); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc," dong cua "); delay_ms(500); while(input(pin_D7)==0) { lcd_init(); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc," chon thoi gian "); if(input(pin_B1)==0) { 54 lcd_init(); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc," dang lam viec "); dem=0; a=1; c=0; d=0; e=121; } if(input(pin_D0)==0) { lcd_init(); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc," dang lam viec "); dem=0; a=1; c=0; d=0; e=481; } if(input(pin_B2)==0) // chon 240(s) { lcd_init(); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc," dang lam viec "); dem=0; a=1; c=0; d=0; e=241; } 55 nhan: while(a) { if(input(pin_D7)==1) { a=0; goto nhan1; } output_c(0b01000010); if(dem>=6) { k=1; disable_interrupts(INT_TIMER1); } while(k) { for(i=0;i