Tải bản đầy đủ

KHẢO SÁT MÁY CẮT QUẤN DÂY ĐỒNG TỰ ĐỘNG TẠI NHÀ MÁY NEC TOKIN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT MÁY CẮT QUẤN DÂY ĐỒNG TỰ ĐỘNG
TẠI NHÀ MÁY NEC TOKIN

Họ và tên sinh viên : NGÔ ĐẮC LỢI
Ngành: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
Niên khóa: 2008 - 2012

Tháng 6 năm 2012


KHẢO SÁT MÁY CẮT QUẤN DÂY ĐỒNG TỰ ĐỘNG TẠI NHÀ MÁY
NECTOKIN

Tác giả:
NGÔ ĐẮC LỢI


Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành:
Điều Khiển Tự Động

Người hướng dẫn:
Kỹ sư NGUYỄN MINH THIỆN

Tháng 6 năm 2012

i


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em cảm ơn Thầy Cô của Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố
Hồ Chí Minh đã truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích trong suốt 4 năm học Đại
học. Trong khoảng thời gian này em đã tích lũy được cho bản thân những kiến thức
chuyên môn và kinh nghiệm sống. Đó sẽ là cơ sở để em bước vào cuôc sống sau này.
Em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến:
-

Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Tp.Hồ Chí Minh.

-

Bộ môn Điều Khiển Tự Động và các Thầy Cô trong khoa Cơ khí – Công nghệ.

-

Kỹ sư Nguyễn Minh Thiện là giám đốc kĩ thuật công ty Nec Tokin Electronics
Việt Nam đã tận tình hướng dẫn giúp em thực hiện đề tài này.

-

Kỹ sư Đinh Minh Quân là sinh viên khóa 05 ngành Điều Khiển Tự Động, người
đã giới thiệu cho em đến nơi làm đề tài.

-

Các bạn đã giúp em thực hiện đề tài.
Trong quá trình thực hiện đề tài em đã cố gắng rất nhiều nhưng không tránh



khỏi những thiếu sót nhất định. Rất mong sự thông cảm và sự góp ý của quý Thầy Cô
và các bạn.
Kính chúc các Thầy Cô và các bạn sức khỏe và thành công.
Em xin chân thành cảm ơn!

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2012
Sinh viên thực hiện

Ngô Đắc Lợi

ii


TÓM TẮT
1. Tên đề tài:
Khảo sát máy cắt quấn dây đồng tự động tại nhà máy Nec Tokin.
2. Thời gian thực hiện đề tài:
Đề tài thực hiện trong vòng 10 tuần (từ 14/3/2012 đến 23/5/2012 ).
3. Địa điểm thực hiện đề tài:
Công ty Nec Tokin Electronics Việt Nam.
4. Mục đích của đề tài:
-

Khảo sát phần cơ khí của máy.

-

Hệ thống truyền động.

-

Khảo sát phần khí nén.

-

Các linh kiện khí nén (bộ phận lọc, van, ống dẫn, , xylanh).

-

Khảo sát phần điện của máy.

-

Mạch điện nguồn 200VAC, 24VDC.

-

Mạch điều khiển một số thiết bị như: PLC, vi điều khiển, động cơ...

-

Tính năng suất của máy.

5. Phương tiện làm việc
-

Máy cắt quấn dây đồng tự động.

-

Các thiết bị kiểm tra: Đồng hồ VOM, thước kẹp.

-

Các thiết bị dùng cho tháo lắp: lục giác, kìm, cờ lê...

-

Máy tính và các phần mềm hỗ trợ: phần mềm vẽ mô phỏng inventor, autocad.

-

Phần mềm lập trình PLC GX developer, phần mềm lập trình vi xử lý Bascom...

-

Các tài liệu chuyên nghành, tài liệu do công ty cung cấp.

6. Kết quả
-

Khảo sát phần cơ khí và phần điện của máy cắt quấn dây đồng tự động.

-

Hiểu được nguyên lý hoạt động của máy.

-

Biết được những lỗi thường gặp của máy và cách khắc phục những lỗi đó.

-

Tìm hiểu và nắm vững thêm các kiến thức về PLC, vi điều khiển, cảm biến,
động cơ bước, xy lanh.

-

Tính được năng suất của máy trong 1 giờ.

iii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................. ii
TÓM TẮT...................................................................................................................... iii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iv
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG MÁY ................................................... vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH .......................................................................................... viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ...........................................................................................x
Chương 1. MỞ ĐẦU .......................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề ...............................................................................................................1
1.2 Tầm quan trọng của đề tài, lí do chọn đề tài, mục đích của đề tài .........................2
1.2.1 Tầm quan trọng của đề tài ................................................................................2
1.2.2 Lý do chọn đề tài ..............................................................................................2
1.2.3 Mục đích của đề tài...........................................................................................2
1.2.4 Giới hạn của đề tài ............................................................................................3
Chương 2. TỔNG QUAN................................................................................................4
2.1 Giới thiệu về cuộn cảm ...........................................................................................4
2.1.1 Khái niệm, cấu tạo,công dụng và phân loại cuộn cảm .....................................4
2.1.2 Quy trình sản xuất cuộn cảm ............................................................................6
2.2 Giới thiệu về máy cắt quấn dây đồng tự động.......................................................8
2.3 Cơ sở lý thuyết một số linh kiện có trên máy.........................................................9
2.3.1 Động cơ bước ...................................................................................................9
2.3.2 Bộ điều khiển lập trình (PLC) ........................................................................11
2.3.3 Vi xử lý ...........................................................................................................14
2.3.4 Màn hình Text LCD ........................................................................................17
2.3.5 Các loại cảm biến ...........................................................................................18
Chương 3. PHƯƠNG PHÁP - PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU................................20
3.1 Địa điểm và thời gian thực hiện đề tài..................................................................20
3.1.1 Địa điểm thực hiện đề tài: ..............................................................................20
3.1.2 Thời gian thực hiện đề tài: ..............................................................................21
iv


3.2 Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................21
3.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết .................................................................21
3.2.2 Phương pháp thực nghiệm ..............................................................................21
3.3 Phương pháp thực hiện .........................................................................................21
Chương 4. THỰC HIỆN ĐỀ TÀI..................................................................................22
4.1 Máy cắt quấn dây đồng tự động ...........................................................................22
4.1.1 Giới thiệu ........................................................................................................22
4.1.2 Sơ đồ khối .......................................................................................................22
4.1.3 Hình ảnh thực tế một số chi tiết chính có trong máy .....................................25
4.2 Tìm hiểu chi tiết các khối. ....................................................................................26
4.2.1 Nơi cấp liệu ....................................................................................................26
4.2.2 Cơ cấu kẹp và đẩy dây ....................................................................................28
4.2.2.1 Cấu tạo cơ cấu kẹp và đẩy dây .................................................................28
4.2.2.2 Sơ đồ mạch khí nén của cơ cấu kẹp và đẩy dây .......................................29
4.2.2.3 Nguyên lý hoạt động của cơ cấu kẹp và đẩy dây bằng khí nén ...............29
4.2.2.4 Một số các chi tiết có trong mạch khí nén ................................................30
4.2.3 Bộ phận quấn dây ...........................................................................................32
4.2.3.1 Cấu tạo bộ phận quấn dây ........................................................................32
4.2.3.2 Nguyên lý hoạt động của bộ phận quấn dây ............................................33
4.2.3.3 Cơ cấu truyền đai của bộ phận quấn dây .................................................34
4.2.4 Bộ phận cắt dây ..............................................................................................37
4.2.4.1 Cấu tạo bộ phận cắt dây............................................................................37
4.2.4.2 Nguyên lý hoạt động của bộ phận cắt dây................................................37
4.2.4.3 Kìm cắt .....................................................................................................38
4.2.4.4 Xy lanh điều chỉnh vị trí kìm cắt SMC MXS12-20AS ............................39
4.2.4.5 Van tiết lưu...............................................................................................39
4.2.5 Tủ điện – Bộ nút điều khiển ..........................................................................40
4.2.5.1 Tủ điện .....................................................................................................40
4.2.5.2 Bộ điều khiển lập trình PLC FX1N-60MT ............................................40
4.2.5.3 Bộ nguồn Omron S8JC-Z15024CD ........................................................41
4.2.5.4 Driver động cơ bước ................................................................................42
v


4.2.5.5 Sơ đồ đấu dây động cơ bước với driver .................................................42
4.2.5.6 Bộ nút điều khiển....................................................................................43
4.3 Nguyên lý hoạt động của máy ...........................................................................43
4.4 Một số mạch điện cơ bản ...................................................................................44
4.4.1 Mạch giao tiếp PLC với VĐK .....................................................................44
Chương 5. KHẢO NGHIỆM - KẾT QUẢ THẢO LUẬN ..................................47
5.1 Vận hành an toàn và bảo trì máy ..........................................................................47
5.1.1 Vận hành máy an toàn ....................................................................................47
5.1.2 Bảo trì máy.....................................................................................................47
5.2 Kết quả.................................................................................................................48
Chương 6. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .........................................................................49
6.1 Kết luận.................................................................................................................49
6.2 Đề nghị .................................................................................................................49

vi


DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG MÁY
1.

PLC: Programble Controller (bộ điều khiển lập trình).

2.

VĐK: Vi điều khiển.

3.

CPU: Central processing unit (đơn vị xử lý trung tâm).

4.

LCD: Liquid Crystal Display (màn hình tinh thể lỏng).

5.

VAC: Volts Alternating Curent (dòng điện xoay chiều).

6.

VDC: Volts Direct Current (dòng điện một chiều).

7.

VOM: Volts –Ohm –Miliampere (đồng hồ vạn năng).

8.

I/O: Input/Output (ngõ vào/ngõ ra).

9.

LED: Light-emitting diode (đi ốt phát quang).

10. RAM: Random Access Memory (bộ nhớ truy cập tuỳ cơ).
11. EPROM: Electrically Programmable Read Only Memory (bộ nhớ chỉ
đọc).
12. EEPROM: Electrically Erasable Programmaable read Only Memory (bộ
nhớ có thể đọc và ghi).
13. CMOS: Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (thuật ngữ chỉ một
loại công nghệ dùng để chế tạo vi mạch tích hợp).
14. RS232: Recommended Standard 232( cổng nối tiếp 232).
15. SPI: Sarial Peripheral Bus (chuẩn truyền thông nối tiếp tốc độ cao).

vii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1.1 Sản phẩm đầu vào – đầu ra của máy cắt quấn dây đồng tự động ..................... 3
Hình 2.1 Cuộn cảm và một số mạch điện sử dụng cuộn cảm trong thực tế .................... 5
Hình 2.2 Máy đóng bột cách điện cho cuộn cảm ............................................................ 7
Hình 2.3 Máy kiểm định chất lượng và gia nhiệt đóng gói sản phẩm............................. 8
Hình 2.1 Động cơ bước ................................................................................................... 9
Hình 2.2 Động cơ biến từ trở ......................................................................................... 10
Hình 2.3 Động cơ đơn cực............................................................................................. 10
Hình 2.4 Động cơ 2 cực ................................................................................................. 10
Hình 2.5 Mạch cầu H dùng BJT ................................................................................... 11
Hình 2.7 Bộ điều khiển lập trình (PLC) ........................................................................ 11
Hình 2.8 Vi xử lý Atmega 8 ........................................................................................... 14
Hình 2.9 Màn hình LCD 16×4 ...................................................................................... 17
Hình 2.10 Cảm biến ....................................................................................................... 18
Hình 3.1 Công Ty NEC TOKIN Electronics Việt Nam. ................................................ 20
Hình 4.1 Máy cắt quấn dây đồng tự động – sản phẩm .................................................. 22
Hình 4.2 Sơ đồ khối của máy ........................................................................................ 23
Hình 4.3 Vị trí kết nối các khối ..................................................................................... 24
Hình 4.4 Hình ảnh thực tế của một số chi tiết chính có trong máy ............................... 25
Hình 4.5 Nơi cấp liệu ................................................................................................... 26
Hình 4.6 Cơ cấu thanh răng bánh răng .......................................................................... 26
Hình 4.7 Trục quay ........................................................................................................ 27
Hình 4.8 Cơ cấu kẹp và đẩy dây .................................................................................... 28
Hình 4.9 Sơ đồ mạch khí nén của cơ cấu kẹp ............................................................... 29
Hình 4.10 Bộ xử lý khí nén và các van phân phối......................................................... 30
Hình 4.11 Xy lanh kẹp MHZL2-16L............................................................................. 31
Hình 4.12 Cảm biến từ D-Z73 và sơ đồ mạch ............................................................... 31
Hình 4.13 Các chi tiết của bộ phận quấn ....................................................................... 32
Hình 4.14 Động cơ và cơ cấu truyền đai của bộ phận quấn dây ................................... 33
Hình 4.15 Động cơ bước ............................................................................................... 33
Hình 4.16 Dây đai.......................................................................................................... 35
viii


Hình 4.17 Bánh đai ........................................................................................................ 35
Hình 4.18 Bánh đà ......................................................................................................... 35
Hình 4.19 Đĩa chia ......................................................................................................... 36
Hình 4.20 Trục quay ...................................................................................................... 36
Hình 4.21 Trục quấn ...................................................................................................... 36
Hình 4.22 Bộ phận cắt ................................................................................................... 37
Hình 4.23 Kìm cắt GI-NS10L ....................................................................................... 38
Hình 4.24 Xy lanh MXS12-20AS ................................................................................. 38
Hình 4.25 Van tiết lưu.................................................................................................... 39
Hình 4.26 Một số linh kiện trong tủ điện chính ........................................................... 40
Hình 4.28 Sơ đồ chân của PLC FX1N-60MT-ESS/UL ................................................ 40
Hình 4.27 Hình thực tế PLC FX1N-60MT-ESS/UL ..................................................... 41
Hình 4.29 Bộ nguồn và sơ đồ mạch điện của nó ........................................................... 41
Hình 4.30 Driver động cơ bước ..................................................................................... 42
Hình 4.31 Sơ đồ kết nối động cơ bước với driver ......................................................... 42
Hình 4.32 Bộ nút điều khiển của máy ........................................................................... 43
Hình 4.33 Mạch thực tế và mạch Layout giao tiếp PLC với VĐK ............................... 44
Hình 4.34 IC MC34063 và sơ đồ mạch nguyên lý ........................................................ 45

ix


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1. Giản đồ trạng thái của cơ cấu kẹp ......................................................... 29
Bảng 2. Giản đồ trạng thái của các xy lanh trong bộ phận quấn dây ................. 33
Bảng 3. Giản đồ trạng thái của các xy lanh trong cơ cấu cắt dây ...................... 38
Bảng 4. Thống kê số lượng sản phẩm đã làm ra trong 1 giờ ............................. 48

x


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Trong xu thế phát triển đất nước theo hướng công nghiệp hóa hiện đại hóa thì
ngành điện tử giữ một vai trò quan trọng. Để có được những sản phẩm tốt, có chất
lượng để phục vụ cho ngành công nghiệp, nông nghiệp và cả dịch vụ, giải trí thì ngành
điện tử phải là ngành tiên phong đi trước. Ví dụ như những con robot làm việc thay
cho con người ở những điều kiện khắc nghiệt, những chiếc điện thoại, ti vi hay máy
tính thông minh, những lò sấy các sản phẩm nông nghiệp để bảo quản chúng được lâu
hơn... đều là những ứng dụng của ngành điện tử.
Đặc trưng của ngành điện tử là các bo mạch. Đó có thể là một bo mạch rất đơn
giản hoặc rất phức tạp, tinh vi với nhiều linh kiện điện tử khác nhau. Những linh kiện
đó rất đa dạng và phong phú như: điện trở, tụ điện, đi ốt, cuộn cảm, vi xử lý, IC... Chất
lượng của các linh kiện được sử dụng trong mạch sẽ quyết định đến độ ổn định và tuổi
thọ của mạch.
Để có được 1 mạch điện hoạt động tốt thì cần phải có cuộn cảm để chống nhiễu
cho mạch. Vì vậy cuộn cảm là 1 phần không thể thiếu chúng được sử dụng rất rộng rãi
trong các mạch điện tử. Ngày nay cuộn cảm có rất nhiều loại với nhiều kích thước
khác nhau để phù hợp với yêu cầu của từng loại mạch điện. Muốn có được 1 cuộn cảm
có chất lượng đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kĩ thuật đặt ra thì con người cần phải có sự
hỗ trợ của máy móc. Một trong những máy móc hỗ trợ cho việc cắt quấn đây đồng để
làm cuộn cảm đó là “Máy cắt quấn dây đồng tự động”. Máy sẽ giúp cho ta tạo ra được
những cuộn dây đúng kích thước và làm nguyên liệu cho các khâu tiếp theo để sản
xuất ra cuộn cảm.

1


1.2 Tầm quan trọng của đề tài, lí do chọn đề tài, mục đích của đề tài
1.2.1 Tầm quan trọng của đề tài
Linh kiện điện tử là một trong những yếu tố quyết định giá thành và chất lượng
của bo mạch. Vì vậy các linh kiện cần phải được sản xuất chế tạo một cách chính xác.
Cuộn cảm là một linh kiện được sử dụng rất nhiều trong các mạch điện. Để sản
xuất ra một cuộn cảm thì phải trải qua nhiều khâu với các loại máy móc khác nhau.
Một trong những máy đó là máy cắt quấn dây đồng tự động. Nếu thực hiện khâu này
bằng tay thì sẽ tốn thời gian và và độ chính xác không được đảm bảo ảnh hưởng đến
chất lượng sản phẩm. Áp dụng tự động hóa vào sản xuất người ta sử dụng Máy cắt
quấn dây đồng tự động để tạo ra những cuộn dây một cách nhanh chóng và chuẩn về
kích thước.
1.2.2 Lý do chọn đề tài
Hiện nay ở nước ta việc áp dụng tự động hóa vào trong sản xuất trong các nhà
máy xí nghiệp là một khái niệm không còn xa lạ. Muốn áp dụng tự động hóa vào trong
sản xuất để đạt hiệu quả thì những người làm kĩ thuật cần phải có những kiến thức cơ
bản về lĩnh vực này.
Là một sinh viên thuộc ngành tự động hóa, với mục đích trau dồi kiến thực tế
để có thể áp dụng vào công việc thực tiễn làm việc sau khi ra trường nên em đã chọn
đề tài “Khảo sát Máy cắt quấn dây đồng tự động tại nhà máy Nec Tokin” dưới sự
hướng dẫn của Kỹ sư Nguyễn Minh Thiện.
1.2.3 Mục đích của đề tài
Được sự cho phép của Ban chủ nhiệm Khoa Cơ Khí – Công nghệ trường đại
học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh và sự hướng dẫn của Kỹ sư Nguyễn Minh Thiện. Em
tiến hành thực hiện đề tài “Khảo sát Máy cắt quấn dây đồng tự động” tại công ty Nec
Tokin Electronics Việt Nam. Trên cơ sở khảo sát, phân tích và đánh giá hoạt động của
máy đồng thời đưa ra những giải pháp cải tiến để máy có thể hoạt động tốt hơn và đạt
năng suất cao hơn. Nội dung sơ lược công việc gồm các phần như sau:
-

Tìm hiểu cấu tạo: phần điện, phần cơ khí.

-

Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của máy.

-

Tìm hiểu vị trí lắp đặt các chi tiết có trong máy.

-

Cách vận hành máy và bảo trì sửa chữa những lỗi của máy.
2


-

Tính năng suất thực tế của máy trong 1 giờ.
Khảo sát Máy cắt quấn dây đồng tự động giúp cho em là một sinh viên ngành

Điều Khiển Tự Động biết nhìn nhận, củng cố những kiến thức đã học và học hỏi thêm
những kiến thức mới.
1.2.4 Giới hạn của đề tài
Vì thời gian thực hiện đề tài có hạn nên em tiến hành khảo sát máy cắt quấn dây
đồng với nguyên liệu đầu đầu vào là dây đồng dẹt và sản phẩm đầu ra là những cuộn
dây có chiều dài 11.4 mm và có số vòng quấn 2.5 vòng.
Máy cắt quấn
dây đồng tự
động

Hình 1.1 Sản phẩm đầu vào – đầu ra của máy cắt quấn dây đồng tự động

3


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Giới thiệu về cuộn cảm
2.1.1 Khái niệm, cấu tạo,công dụng và phân loại cuộn cảm
Cuộn cảm là 1 linh kiện điện tử thụ động thường được dùng trong các mạch
điện có dòng điện biến đổi theo thời gian.
Cuộn cảm gồm một số vòng dây quấn lại thành nhiều vòng, dây quấn được sơn
emay cách điện, lõi cuộn dây có thể là không khí, hoặc là vật liệu dẫn từ như Ferrite
hay lõi thép kỹ thuật. Người ta phân loại cuộn cảm thành các loại như sau: Cuộn cảm
cao tần, cuộn cảm trung tần, cuộn cảm âm tần, cuộn cảm có giá trị thay đổi.
Đối với dòng điện một chiều, dòng điện có cường độ và chiều không đổi, cuộn
dây hoạt động như một điện trở có điện kháng gần bằng không hay nói khác hơn cuộn
dây nối đoản mạch. Dòng điện trên cuộn dây sinh ra một từ trường B, có cường độ và
chiều không đổi.
Khi mắc điện xoay chiều, dòng điện trên cuộn dây sinh ra một từ trường B, biến
thiên và một điện trường E, biến thiên nhưng luôn vuông góc với từ trường. Độ tự cảm
của cuộn cảm lệ thuộc vào tần số của dòng xoay chiều.
Hệ số tự cảm là đại lượng đặc trưng cho sức điện động cảm ứng của cuộn dây
khi có dòng điện biến thiên đi qua. Đơn vị là Henry (H).
L = ( µr.4π.n2.S.10-7 ) / l
Trong đó :
L : là hệ số tự cảm của cuộn dây, đơn vị là Henry (H)
n : là số vòng dây của cuộn dây.
l : là chiều dài của cuộn dây tính bằng mét (m)
S : là tiết diện của lõi, tính bằng m2
µr : là hệ số từ thẩm của vật liệu làm lõi .
Cảm kháng của cuộn dây là đại lượng đặc trưng cho sự cản trở dòng điện của
cuộn dây đối với dòng điện xoay chiều.
4


ZL= 2π.f.L
Trong đó :
ZL : là cảm kháng, đơn vị là ôm (Ω)
f : là tần số, đơn vị là Hz
L : là hệ số tự cảm, đơn vị là Henry (H)
Khi cho một dòng điện chạy qua cuộn dây, cuộn dây nạp một năng lượng dưới
dạng từ trường được tính theo công thức:
W = L.I 2 / 2
Trong đó :
W : năng lượng ( June )
L : Hệ số tự cảm ( H )
I : cường độ dòng điện (A)
Cuộn cảm được ứng dụng rộng rãi trong các mạch điện tử, máy tính, micro,
biến áp, relay, loa...

Hình 2.1 Cuộn cảm và một số mạch điện sử dụng cuộn cảm trong thực tế

5


2.1.2 Quy trình sản xuất cuộn cảm
Quy trình sản cuộn cảm gồm các công đoạn cơ bản sau:
STT

1

2

Khâu

Hình

Cắt quấn dây đồng.

Dập chân và cạo sạch bavia.

Nhúng chì cho các đầu cuộn
3

dây.

Đóng bột cách điện cho cuộn
4

dây.

Sấy khô sản phẩm để sản phẩm
5

đủ độ cứng sau khi ép bột.

6


Kiểm định chất lượng, loại bỏ
những sản phẩm không đáp ứng
6

được yêu cầu,và đóng dấu kí
hiệu lên sản phẩm.

Sấy lần 2 để làm khô mực đã
7

đóng dấu.

Kiểm định lần 2 để loại bỏ
những sản phẩm không đủ tiêu
8

chuẩn và đóng gói những sản
phẩm đạt tiêu chuẩn.

 Một số máy móc trong dây chuyền sản xuất cuộn cảm:

Hình 2.2 Máy đóng bột cách điện cho cuộn cảm

7


Hình 2.3 Máy kiểm định chất lượng và gia nhiệt đóng gói sản phẩm
Trong quy trình sản xuất cuộn cảm ta thấy khâu cắt quấn dây là một trong
những khâu quan trọng. Máy cắt quấn dây đồng tự động là một trong những thiết bị để
tạo ra những cuộn dây đảm bảo chất lượng để đáp ứng được nhu cầu của khách hàng.
2.2 Giới thiệu về máy cắt quấn dây đồng tự động
Để có được 1 sản phẩm đạt tiêu chuẩn (hình dáng, kích thước, kí hiệu sản
phẩm, hệ số tự cảm...) thì phải trải qua nhiều khâu với những tiêu chuẩn kĩ thuật khác
nhau. Trong đó khâu cắt quấn dây là khâu đầu tiên của quy trình sản xuất cuộn cảm.
Để tạo ra một cuộn dây có độ dài và có số vòng quấn chính xác thì phải có máy móc
để thực hiện điều đó. Do đó “Máy cắt quấn dây đồng tự động” ra đời. Nó là 1 sản
phẩm do công ty Nec Tokin tự sản xuất, là sự kết hợp giữa máy cắt và máy quấn dây
đồng trước đây của công ty.
Phạm vi ứng dụng của máy: Máy cắt quấn dây đồng tự động được sử dụng ở
khâu cắt quấn dây trong quy trình sản xuất cuộn cảm của công ty Nec Tokin với những
cuộn cảm có số vòng dây quấn 1 - 6 vòng.
Lợi ích của máy:
-

Làm giảm bớt lực lượng nhân công làm ở khâu cắt dây và quấn dây.

-

Tạo ra các sản phẩm 1 cách nhanh chóng và độ chính xác cao.

-

Nâng cao chất lượng sản phẩm và tăng năng xuất.

8


-

Thống kê được số lượng sản phẩm đã làm ra vì vậy chúng ta có thể biết được
năng suất của từng máy.

2.3 Cơ sở lý thuyết một số linh kiện có trên máy
Động cơ bước, PLC, vi xử lý, các loại cảm biến, màn hình LCD.
2.3.1 Động cơ bước
Động cơ bước có thể được mô tả như là một động cơ điện không dùng bộ
chuyển mạch. Tất cả các mạch đảo phải được điều khiển bên ngoài bởi bộ điều khiển.
Các động cơ và bộ điều khiển được thiết kế để động cơ có thể giữ nguyên ở bất kì vị
trí cố định nào. Hầu hết các động cơ bước có thể chuyển động ở tần số âm thanh cho
phép chúng quay khá nhanh, và với bộ điều khiển thích hợp nó có thể khởi động và
dừng lại ở vị trí bất kì vị trí nào. Động cơ bước có nhiều góc quay. Góc quay từ 900
đến 0.720 mỗi bước.

Hình 2.1 Động cơ bước
Phạm vi ứng dụng: Được ứng dụng nhiều trong ngành Tự động hóa, trong các
thiết bị điều khiển chính xác (điều khiển robot, điều khiển tiêu cự trong các hệ quang
học, điều khiển lập trình trong các thiết bị gia công cắt gọt, điều khiển các cơ lái
phương và chiều trong máy bay, sử dụng trong các thiết bị công nghệ thông tin như:
máy photocoppy, máy in, ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm...).
Phân loại, cấu tạo và điều khiển:
Động cơ bước được chia làm hai loại, nam châm vĩnh cửu và biến từ trở.
-

Động cơ biến từ trở: Có 3 cuộn dây với 1 đầu đấu chung như hình 2.2. Dây C

được nối vào cực dương của nguồn và các cuộn còn lại được kích theo thứ tự liên tục.
Roto trong động cơ này có 4 răng và stato 6 cực, mỗi cuộn quấn quanh 2 cực đối diện.
Roto quay quay 300 mỗi bước. Nếu ta sử dụng nhiều cực và nhiều răng hơn thì mỗi
bước động cơ sẽ quay với góc nhỏ hơn. Khi cuộn 1 được kích điện, răng X của roto bị
9


hút vào cực 1. Nếu dòng qua cuộn 1 bị ngắt
và đóng dòng qua cuộn 2 thì roto sẽ quay 300
theo chiều kim đồng hồ và răng Y sẽ bị hút
vào cực 2. Để động cơ quay liên tục thì ta
cấp điện luân phiên cho 3 cuộn.
-

Hình 2.2 Động cơ biến từ trở

Động cơ nam châm vĩnh cửu:

 Động cơ đơn cực: có 5, 6, 8 dây ra thường được quấn theo sơ đồ hình 2.3, với 1
đầu nối trung tâm trên các cuộn. Các
đầu nối trung tâm thường được nối vào
cực dương cùa nguồn cấp, và hai đầu
còn lại của mỗi mấu lần lượt nối đất để
đảo chiều từ trường tạo bởi cuộn đó.
Động cơ trong hình 2.3 quay 300 mỗi

Hình 2.3 Động cơ đơn cực

bước. dòng điện đi qua từ đầu trung
tâm của mẫu 1 đến đầu a tạo ra cực bắc

trong stato trong khi đó cực còn lại của stato là cực nam. Nếu ta ngắt điện ở mẫu 1 và
kích ở mẫu 2 thì roto sẽ quay 1 bước.
 Động cơ 2 cực: có cấu tạo giống
như động cơ đơn cực nhưng 2 mấu của
động cơ đơn giản hơn không có đầu nối
trung tâm như hình 2.4. Để điều khiển
động cơ thì cần phải có mạch điều khiển
cầu H như hình 2.4 cho mỗi mấu. Các
khóa của mạch cầu H thường được chế
tạo bằng rờ le (relay), BJT (Bipolar

Hình 2.4 Động cơ 2 cực

Junction Transistor) hay MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect
Transistor). Dòng điện sẽ chạy từ L1 đến R2 hoặc từ R1 đến L2. Mạch cầu H dùng để
đảo chiều động cơ.

10


Hình 2.5 Mạch cầu H dùng BJT
 Động cơ nhiều pha: Các cuộn dây quấn nối
tiếp thành vòng kín như hình 2.6, phổ biến nhất là
sử dụng dây nối 3 pha và 5 pha. Bộ điều khiển cần
nửa cầu H cho mỗi đầu ra của động cơ. Loại động
cơ này cần cung cấp momen xoắn lớn hơn các
động cơ khác cùng kích thước. Động cơ như trong
hình vẽ quay 10 bước 1 vòng.

Hình 2.6
Động cơ nhiều pha

2.3.2 Bộ điều khiển lập trình (PLC)
PLC viết tắt của Programmable
Logic Controller, là thiết bị điều khiển
lập trình được cho phép thực hiện linh
hoạt các thuật toán điều khiển logic
thông qua một ngôn ngữ lập trình.
Người sử dụng có thể lập trình để thực
hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các
sự kiện này được kích hoạt bởi tác

Hình 2.7 Bộ điều khiển lập trình (PLC)

nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào

Mitshubishi

PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm.
PLC dùng để thay thế các mạch relay (rơ le) trong thực tế. PLC hoạt động theo
phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào. Khi có sự thay đổi ở đầu vào
11


thì đầu ra sẽ thay đổi theo. Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay State
Logic. Hiện nay có nhiều hãng sản xuất ra PLC như Siemens, AllenBradley,
Mitsubishi, Electric, GeneralElectric, Omron, Honeywell...
Các ưu điểm của PLC:
-

PLC hoạt động tốt trong môi trường khắc nghiệt công nghiệp

-

Tỉ lệ hư hỏng thấp.

-

Lập trình dể dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học .

-

Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản, sửa chữa.

-

Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp .

-

Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như : máy tính , nối mạng , các
Modul mở rộng.

-

Giá cả cá thể cạnh tranh được.
Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình

điều khiển hoặc xử lý hệ thống. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được
xác định bởi một chương trình. Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC,
PLC sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình này. Như vậy nếu muốn thay
đổi hay mở rộng chức năng của qui trình công nghệ, ta chỉ cần thay đổi chương trình
bên trong bộ nhớ của PLC.
Cấu trúc: Tất cả các PLC đều có thành phần chính là: Một bộ nhớ chương trình
RAM bên trong (có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài EPROM). Một bộ vi xử lý
có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC, các Modul vào /ra. Hầu hết các đơn
vị lập trình đơn giản đều có đủ RAM để chứa đựng chương trình dưới dạng hoàn thiện
hay bổ sung. Đối với các PLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hổ trợ cho việc
viết, đọc và kiểm tra chương trình. Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232,
RS422, RS458,...
Bộ nhớ: PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp: Làm bộ định thời
cho các kênh trạng thái I/O. Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định
thời, đếm, ghi các Relay. Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ,
tất cả mọi vị trí trong bộ nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ
nhớ. Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi một bộ đếm địa chỉ ở bên trong bộ vi
xử lý. Bộ vi xử lý sẽ giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnh tiếp theo.
12


Với một địa chỉ mới , nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đầu ra, quá trình
này được gọi là quá trình đọc .
Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bởi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này có
khả năng chứa 2.000 - 16.000 dòng lệnh, tùy theo loại vi mạch. Trong PLC các bộ nhớ
như RAM, EPROM đều được sử dụng:
-

RAM (Random Access Memory ) có thể nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ

nội dung bất kỳ lúc nào. Nội dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện nuôi bị mất . Để
tránh tình trạng này các PLC đều được trang bị một pin khô, có khả năng cung cấp
năng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm. Trong thực tế RAM được dùng
để khởi tạo và kiểm tra chương trình. Khuynh hướng hiện nay dùng CMOS-RAM nhờ
khả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ lớn .
- EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) là bộ nhớ mà người
sử dụng bình thường chỉ có thể đọc chứ không ghi nội dung vào được. Nội dung của
EPROM không bị mất khi mất nguồn, nó được gắn sẵn trong máy, đã được nhà sản
xuất nạp và chứa hệ điều hành sẵn. Nếu người sử dụng không muốn mở rộng bộ nhớ
thì chỉ dùng thêm EPROM gắn bên trong PLC. Trên PG (Programer) có sẵn chỗ ghi và
xóa EPROM.
-

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) liên kết

với những truy xuất linh động của RAM và có tính ổn định. Nội dung của nó có thể
được xóa và lập trình lại, tuy nhiên số lần lưu sửa nội dung là có giới hạn.
-

Môi trường ghi dữ liệu thứ tư là đĩa cứng hoặc đĩa mềm, được sử dụng trong

máy lập trình. Đĩa cứng hoặc đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường được dùng để
lưu những chương trình lớn trong một thời gian dài .
Kích thước bộ nhớ: Các PLC loại nhỏ có thể chứa từ 300 -1.000 dòng lệnh tùy
vào công nghệ chế tạo. Các PLC loại lớn có kích thước từ 1K - 16K, có khả năng chứa
từ 2.000 -16.000 dòng lệnh.Ngoài ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như
RAM, EPROM.
Nguyên lý hoạt động của PLC: CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử
lý sẽ đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự
từng lệnh trong chương trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy
được phát tới các thiết bị liên kết để thực thi. Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều
13


phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ. Hệ thống Bus là tuyến
dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song:
-

Address Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Modul khác nhau.

-

Data Bus: Bus dùng để truyền dữ liệu.

-

Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điểu khiển
đồng bộ các hoạt động trong PLC.
PLC có nhiều ưu điểm nên được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp như: hệ

thống vận chuyển, dây chuyền đóng gói, các robot lắp ráp sản phẩm, quản lý bãi xe tự
động, điều khiển thang máy, các dây chuyền sản xuất: xe ô tô, xi măng, vi mạch, linh
kiện bán dẫn, chế biến thực phẩm, lắp ráp ti vi...
2.3.3 Vi xử lý
Vi xử lý (microprocess) là thuật ngữ chung dùng để đề cập đến kỹ thuật ứng
dụng các công nghệ vi điện tử, công nghệ tích hợp và khả năng xử lý theo chương
trình vào các lĩnh vực khác nhau. Hiện nay có nhiều hãng sản xuất vi xử lý như:
Atmel, Analog Devices, Microchip, Fujitsu, Intel, Hitachi, Maxim, Motorola...Về cơ
bản kiến trúc của một vi xử lý gồm những phần cứng sau:
-

Đơn vị xử lý trung tâm CPU (Central
Processing Unit).

-

Các bộ nhớ (Memories).

-

Các cổng vào/ra song song (Parallel I/O
Ports).

-

Các cổng vào/ra nối tiếp (Serial I/O
Ports).

Hình 2.8 Vi xử lý Atmega 8

-

Các bộ đếm/bộ định thời (Timers).

-

Ngoài ra với mỗi loại vi điều khiển cụ thể còn có thể có thêm một số phần cứng

khác như bộ biến đổi tương tự - số ADC, bộ biến đổi số - tương tự DAC, các mạch
điều chế dạng sóng WG, điều chế độ rộng xung PWM…
Bộ não của mỗi vi xử lý chính là CPU, các phần cứng khác chỉ là các cơ quan chấp
hành dưới quyền của CPU. Mỗi phần đều có một cơ chế hoạt động nhất định mà CPU
phải tuân theo khi giao tiếp với chúng. Để có thể giao tiếp và điều khiển các cơ quan
chấp hành (các ngoại vi), CPU sử dụng 03 loại tín hiệu cơ bản là tín hiệu địa chỉ
14


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×