Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 Trờng đhnni hà nội khoa cơ điện 12 1.4. Quá trình cắt đảm bảo độ chính xác Quá trình cắt nhôm đợc đảm bảo độ chính xác khi đáp ứng đủ những nhu cầu sau: - Trớc khi nhôm đợc đa vào quá trính cắt cần phải có sự kiểm tra để khi cắt xong nhôm sẽ đợc chuyển sang khâu khác để xử lý tiếp. - Độ dài nhôm cần cắt phải đảm bảo độ chính xác. - Bộ phận ép chặt thanh nhôm để cắt phải đảm bảo chắc chắn trong quá trính cắt và không làm thay đổi hình dạng trớc và sau khi cắt. 1.5. Vai trò của ngành tự động hoá 1.5.1. Sự hình thành và phát triển của ngành tự động hoá Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành điện tử và công nghệ thông tin, các hệ thống tự động hoá quá trình sản xuất cũng có những bớc tiến vợt bậc. Ngoài các dạng hệ điều khiển truyền thống, còn xuất hiện thêm các dạng hệ mới, ngày càng đáp ứng tốt hơn yêu cầu công nghệ. Trong những năm gần đây, các nớc có nền công nghiệp phát triển tiến hành rộng rãi tự động hoá trong sản xuất loại nhỏ. Điều này phản ánh xu thế chung của nền kinh tế thế giới từ sản xuất loại lớn và hàng khối sang sản xuất loại nhỏ và hàng khối thay đổi. Nhờ các thành tựu to lớn của công nghệ thông tin và các lĩnh vực khoa học khác, ngành công nghiệp gia công cơ khí của thế giới trong những năm cuối của thế kỷ XX đã có sự thay đổi sâu sắc. Sự xuất hiện của một loạt các công nghệ mũi nhọn nh kỹ thuật linh hoạt (Agile Engineening) hệ điều hành sản xuất qua màn hình (Visual Manufacturing System) kỹ thuật tạo mẫu nhanh (Rapid Prototyping) công nghệ Nanô đã cho phép tự động hoá toàn phần không chỉ trong sản xuất hàng khối mà còn trong sản xuất loại nhỏ và đơn chiếc. Chính sự thay đổi nhanh của sản xuất đã liên kết chặt chẽ công nghệ thông tin với công nghệ chế tạo máy, làm xuất hiện một loạt các thiết bị và hệ thống tự động hoá hoàn toàn mới nh các loại máy móc điều khiển số, các trung tâm gia công, các hệ thống điều khiển theo chơng trình lôgic PLC (Programmable Logic Control), các hệ thống sản xuất . Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 Trờng đhnni hà nội khoa cơ điện 13 linh hoạt FMS (Flexble Manufacturing Systems), các hệ thống sản xuất tích hợp CIM (Computer Integadted Manufacturing) cho phép chuyển đổi nhanh sản phẩm gia công với thời gian chuẩn bị sản xuất ít, rút ngắn chu kỳ sản phẩm, đáp ứng tốt tính thay đổi nhanh của sản phẩm hiện đại. 1.5.2. Thành tựu và kết quả mang lại do áp dụng tự động hoá - Dẫn hớng và điều khiển thiết bị trong không gian, bao gồm máy bay dân dụng, tên lửa, máy bay chiến đấu, tàu vận tải, vệ tinh Hệ thống điều khiển này đã đảm bảo đợc tính ổn định và chính xác dới tác động của nhiễu và môi trờng và chính hệ thống. - Hệ điều khiển trong sản xuất công nghiệp, từ máy tự động đến mạch tích hợp. Những thiết bị điều khiển bằng máy tính đã có độ chính xác định vị trí và lắp ráp rất cao để tạo ra nhiều sản phẩm có chất lợng tốt. - Hệ thống điều khiển quá trình công nghiệp, ví dụ trong quá trình sản xuất Hydrocacbon và nhiều chất hoá học khác. Hệ điều khiển này xử lý hàng ngàn thông tin lấy từ cảm biến để điều khiển hàng trăm cơ cấu chấp hành: van, cấp nhiệt, bơm để cho sản phẩm với yêu cầu khắt khe về tính năng kỹ thuật. - Điều khiển hệ truyền thông bao gồm: hệ thống điện thoại và Internet. Hệ thống điều khiển có nhiệm vụ kiểm soát mức năng lợng đầu vào, đầu ra và khi truyền dẫn, thông báo những sự cố đa dạng, phức tạp thờng xẩy ra trong truyền thông. 1.5.3. Công nghệ thông tin với tự động hoá Công nghiệp luôn gắn với tự động hoá từ thủa sơ khai, khi đó công nghệ TĐH phát triển trên nền tảng kỹ thuật Analog. Vài chục năm trở lại đây các thiết bị tính toán tốc độ cao ra đời, kỹ thuật số ứng dụng trong tự động hoá đã cho phép thay thế hầu hết những bộ điều khiển cứng xa kia bằng thiết bị số và phần mềm điều khiển. Các thiết bị thu thập và xử lý số liệu ngày càng đợc ứng dụng rộng rãi, cấu thành những hệ thông minh điều khiển xử lý hàng chục ngàn tín hiệu vào/ra. Khái niệm tin học công nghiệp (Industrial IT) đã chính thức khẳng định vai trò của công nghệ thông tin trong tự động hoá. . Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 Trờng đhnni hà nội khoa cơ điện 14 Tin học công nghiệp bao gồm phần cứng, phần mềm, thiết bị mạng và cả Internet. Các hệ thống tự động hoá đã đợc chế tạo trên nhiều công nghệ khác nhau. Ta có thể thấy các thiết bị máy móc tự động bằng các cam, chốt cơ khí, các hệ thống tự động hoạt động bằng nguyên lý khí nén, thuỷ lực, rơle cơ điện, mạch điện tử tơng tự, mạch điện tử số Các thiết bị hệ thống này có chức năng xử lí và mức độ tự động thấp so với các hệ thống tự động hiện đại đợc xây dựng trên nền tảng của công nghệ thông tin. Trong khi các hệ thống tin học sử dụng máy tính để hỗ trợ và tự động hoá quá trình quản lý, thì các hệ thống điều khiển tự động dùng máy tính để điều khiển và tự động hoá quá trình công nghệ. Chính vì vậy các thành tựu của công nghệ phần cứng và công nghệ phần mềm của máy tính điện tử đợc áp dụng và phát triển một cách có chọn lọc và hiệu quả cho các hệ thống điều khiển tự động. Và sự phát triển nh vũ bão của công nghệ thông tin kéo theo sự phát triển không ngừng của lĩnh vực tự động hoá. Ta có thể thấy quá trình công nghệ tin học thâm nhập vào từng phần tử, thiết bị thuộc lĩnh vực tự động hoá nh đầu đo cơ cấu chấp hành, thiết bị giao diện với ngời vận hành thậm chí vào cả rơle, Contactor, nút bấm mà trớc kia làm bằng cơ khí. Trớc kia đầu đo gồm phần tử biến đổi từ tham số đo sang tín hiệu điện, mạch khuyếch đại, mạch lọc và mạch biến đổi sang chuẩn 4 - 20mA để truyền tín hiệu đo về trung tâm xử lý. Hiện nay đầu đo đã đợc tích hợp chíp vi xử lý, biến đổi ADC, bộ truyền dữ liệu số với phần mềm đo đạc, lọc số, tính toán và truyền kết quả trên mạng số về thẳng máy tính trung tâm. Nh vậy đầu đo đã Rơle Bán dẫn PLC Hệ ĐK phân cấp Hệ ĐK phân tần Hệ tự tổ chức 1930 40 50 60 70 80 90 2000 10 0 10 2 10 4 10 6 10 8 10 10 Hình 1.1: Đồ thị biểu diễn chức năng xử lí ở các hệ thống TĐH trong 70 năm qua . Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 Trờng đhnni hà nội khoa cơ điện 15 đợc số hoá và ngày càng thông minh do chức năng xử lý từ máy tính trung tâm trớc kia nay đã đợc chuyển xuống xử lý tại chỗ bằng chơng trình nhúng trong đầu đo. Tơng tự nh vậy cơ cấu chấp hành nh môtơ đã đợc chế tạo gắn kết hữu cơ với cả bộ servo với các thuật toán điều chỉnh PID (Proportional Integral Derivative) tại chỗ và khả năng nối mạng số tới máy chủ. Các tủ rơle điều khiển chiếm diện tích lớn trong các phòng điều khiển nay đợc co gọn trong các PLC (Programmable Logic Controller). Các bàn điều khiển với hàng loạt đồng hồ chỉ báo, các phím, nút điều khiển, các bộ tự ghi trên giấy cồng kềnh nay đợc thay thế bằng một vài PC (Personal Computer). Hệ thống cáp truyền tín hiệu Analog 4 - 20mA, 10V từ các đầu đo cơ cấu chấp hành về trung tâm điều khiển bằng nhịp trớc đây đã đợc thay thế bằng vài cáp đồng trục hoặc cáp quang truyền dữ liệu số. Có thể nói công nghệ thông tin chiếm phần ngày càng nhiều vào các phần tử, hệ thống tự động hoá. . Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 Trờng đhnni hà nội khoa cơ điện 16 1.6. Kết luận chơng I Trong tiến trình phát triển công nghiệp tự động hoá đóng một vai trò rất quan trọng, thuật ngữ này không còn xa lạ với nhiều ngời. TĐH đã thâm nhập vào hầu hết các nghành nghề trong cuộc sống, từ sản xuất nông nghiệp, gia đình, giao thông vận tải. Đặc biệt, TĐH không thể thiếu trong sản xuất công nghiệp. Nó quyết định đến năng suất, chất lợng sản phẩm, khả năng linh động, đáp ứng với các thay đổi nhanh chóng của thị trờng nhằm giữ uy tín với khách hàng và bảo đảm môi trờng sống, dây chuyền càng hiện đại thì phế liệu càng ít, ô nhiễm càng giảm. Công nghệ tự động hoá không những mang lại dây chuyền công nghệ cao tăng năng suất chất lợng sản phẩm mà còn phải giảm giá thành, tăng thu nhập cho ngời lao động. Đó là những tiêu chí mà mọi ngành sản xuất phải đạt tới nhất là khi hoà nhập vào môi trờng cạnh tranh quốc tế. Xuất phát từ tầm quan trọng của thực tiễn cuộc sống mà tôi đã tiến hành nghiên cứu dây chuyền công nghệ sản xuất nhôm của Nhà máy nhôm thuộc Công ty Cơ khí Đông Anh. Qua nghiên cứu tổng quan chúng ta thấy đợc mục đích và ý nghĩa to lớn của việc sản xuất nhôm định hình đối với các công trình xây dựng cơ sở hạ tầng của nớc ta. Đặc biệt hơn, việc ứng dụng tự động hoá vào điều khiển một dây chuyền có quy mô sản xuất lớn, hiện đại là yêu cầu không thể thiếu trong sản xuất công nghiệp. Trên cơ sở kế thừa dây chuyền hiện có và những định hớng phát triển của Nhà máy là tiền đề quan trọng để tôi tiến hành nghiên cứu và thiết kế dây chuyền công nghệ mới cho phù hợp với yêu cầu sản xuất ngày càng cao của đất nớc. . Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 Trờng đhnni hà nội khoa cơ điện 17 C C h h ơ ơ n n g g I I I I X X â â y y d d ự ự n n g g t t h h u u ậ ậ t t t t o o á á n n đ đ i i ề ề u u k k h h i i ể ể n n t t ự ự đ đ ộ ộ n n g g q q u u á á t t r r ì ì n n h h c c ắ ắ t t n n h h ô ô m m 2 2 . . 1 1 . . Q Q u u y y t t r r ì ì n n h h c c ô ô n n g g n n g g h h ệ ệ v v à à h h o o ạ ạ t t đ đ ộ ộ n n g g c c ủ ủ a a d d â â y y c c h h u u y y ề ề n n s s ả ả n n x x u u ấ ấ t t n n h h ô ô m m đ đ ị ị n n h h h h ì ì n n h h 2 2 . . 1 1 . . 1 1 S S ơ ơ đ đ ồ ồ c c ô ô n n g g n n g g h h ệ ệ c c ủ ủ a a d d â â y y c c h h u u y y ề ề n n s s ả ả n n x x u u ấ ấ t t n n h h ô ô m m đ đ ị ị n n h h h h ì ì n n h h . B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 18 . B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 19 . Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 Trờng đhnni hà nội khoa cơ điện 20 Chú thích: KT 1: Kiểm tra sau ép KT 2: Kiểm tra sau kéo KT 3: Kiểm tra sau cắt thanh KT 4: Kiểm tra khi hóa già KT 5: Kiểm tra nhiệt độ dung dịch, độ PH, nồng độ hóa chất, chất lợng rửa nớc KT 6: Kiểm tra quá trình tiền xử lý sơn tĩnh điện KT 7: Kiểm tra sản phẩm sau khi sơn KT 8: Kiểm tra sản phẩm sau khi phủ Film KT 9: Kiểm tra chuyển công đoạn bao gói sản phẩm sơn tĩnh điện KT 10: Kiểm tra chuyển công đoạn bao gói sản phẩm Anốt : Sản phẩm bạc : Sản phẩm Anốt mạ màu không phủ bóng : Sản phẩm Anốt mạ màu phủ bóng E.D . Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 Trờng đhnni hà nội khoa cơ điện 21 2.1.2. Nguyên lý hoạt động của dây chuyền sản xuất nhôm định hình Phôi nhôm có 3 loại 4 inch, 6 inch, 7 inch và dài 5.8 m (do nhà máy đặt hàng) đợc đa vào lò gia nhiệt, trong lò nhiệt độ lên đến 500 0 C. Sau đó, phôi nhôm chuyển vào bộ phận cắt phôi (cắt bằng dao cắt thuỷ lực). Khi có tín hiệu cắt thì bộ phận cắt sẽ tác động (phôi nhôm có chiều dài khoảng 27 cm), phôi đợc cắt sẽ chuyển xuống giá đỡ, đồng thời pittông thuỷ lực đẩy phôi nhôm còn lại về ống dẫn hớng (ống cấp phôi ban đầu) và tấm chắn đợc hạ xuống chắn bên ngoài ống dẫn hớng. Trong thời gian đó phần phôi đợc cắt chuyển xuống giá đỡ và chuyển sang máy đùn nhôm. Khi giá đỡ nhôm đợc nâng lên đồng trục với pittông và pittông này sẽ đẩy phôi nhôm vào buồng nung (buồng nung làm nhôm đợc nung mềm và nhiệt độ trong buồng từ 500 0 C đến 600 0 C) để thực hiện việc ép dễ dàng. Khi pittông ép nhôm với lực rất lớn, phôi nhôm đi qua khuôn để tạo hình với vận tốc 10 -70m/phút và nhiệt độ ở đó là 473 0 C sẽ có bộ phận kéo nhôm, bộ phận này chạy trên các rulô với tốc độ 28mm/sec đến độ dài xác định (do ngời vận hành đặt hay hết phôi) thì ở phía đầu có bộ phận ép thanh nhôm làm thanh nhôm cố định và dao cắt chuyển động tịnh tiến và cắt thanh nhôm. Khi cắt xong hệ thống rulô hạ xuống băng tải sẽ chuyển nhôm ra ngoài. Khi đó bộ phận kéo thanh nhôm chạy về vị trí ban đầu với tốc độ 80mm/sec tiếp xúc với 3 tiếp điểm làm cho động cơ chuyển động chậm và bộ phận kéo thanh này dừng lại ở đối diện với bộ phận cắt. Nếu trong buồng nung hết phôi thì pittông ép đợc kéo ra và buồng nung nóng nhôm cũng đợc tịnh tiến lùi và gạt công tắc hành trình làm cho dao phía trên cắt sát phần phôi nhôm thừa ở đầu khuôn nhôm, phần thừa này sẽ đợc chuyển xuống thùng phế liệu làm dới lòng đất. Sau khi cắt xong buồng nung đợc tịnh tiến sát với khuôn nhôm và tác động vào tiếp điểm làm bộ phận chuyển phôi từ giá đỡ lên đồng trục pittông ép và tiếp tục quá trình ép nhôm. . . nghệ phần cứng và công nghệ phần mềm của máy tính điện tử đợc áp dụng và phát triển một cách có chọn lọc và hiệu quả cho các hệ thống điều khiển tự động. Và sự phát triển nh vũ bão của công. ta thấy đợc mục đích và ý nghĩa to lớn của việc sản xuất nhôm định hình đối với các công trình xây dựng cơ sở hạ tầng của nớc ta. Đặc biệt hơn, việc ứng dụng tự động hoá vào điều khiển một dây. hành thậm chí vào cả rơle, Contactor, nút bấm mà trớc kia làm bằng cơ khí. Trớc kia đầu đo gồm phần tử biến đổi từ tham số đo sang tín hiệu điện, mạch khuyếch đại, mạch lọc và mạch biến đổi