BÁO cáo THỰC tập cảm BIẾN và ROBOT TỔNG QUAN về các THIẾT bị TRONG dây CHUYỀN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO  BÁO CÁO THỰC TẬP CẢM BIẾN VÀ ROBOT GVHD: Th.S TƯỞNG PHƯỚC THỌ SVTH: TRẦN HUỲNH KHANG DUY 19146056 TÔ MINH KHÔI 20146355 LƯU QUANG THÀNH 19146262 BÙI ĐỨC TÙNG 19146300 TP Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 12 năm 2022 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN LỜI CẢM ƠN Lời cho nhóm gửi lời cảm ơn đến cha mẹ thành viên nhóm sinh thành nuôi dưỡng chúng em suốt thời gian qua để hôm ngồi giảng đường đại học thực ước mơ thân Tiếp đến, nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành tới trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện vật chất tinh thần để nhóm học hỏi, giao lưu tìm tịi sáng tạo Trong q trình học tập mơn học Thực tập Cảm biến Robot, nhóm nhận hướng dẫn, dạy tận tình đầy tâm huyết thầy Tưởng Phước Thọ giáo viên dạy môn Thực tập Cảm biến Robot Thầy mang đến cho nhóm nhiều kiến thức chun mơn lập trình PLC, lập trình đồ họa, điề khiển robot… Góp phần hồn thiện mảng kiến thức khuyết mà trước nhóm khơng biết đến Người xưa có câu: “Học thầy không tày học bạn”, bên cạnh kiến thức bổ ích mà thầy Thọ truyền dạy, nhóm xin gởi lời cảm ơn đến bạn nhóm nhiệt tình đóng góp, trau dồi kiến thức, xây dựng mơn học với Có ý kiến sáng tạo hình thành nên mảng kiến thức lạ đầy màu sắc góp phần rèn luyện thân ngày tiến Do thiếu kinh nghiệm hạn chế kiến thức, tiểu luận khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đánh giá, ý kiến đóng góp, phê bình từ phía Cơ cách trực quan để cải thiện cho sau Cuối lời, kính chúc Thầy có sức khỏe dồi dào, thành cơng, hạnh phúc quãng đường tới LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, Tự động hóa trình sản xuất ln vấn đề người quan tâm, đặt biệt việc sử dụng robot để thay việc nặng nhọc người Với khả mà robot đem lại chìa khóa để robot thay hồn toàn người sản xuất, lắp ráp linh kiện, giảm chi phí sản xuất… Trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe hay với robot thích nghi với mơi trường lấy người làm trung tâm, robot tiên tiến dự kiến bắt chước hành vi người Trong vài năm qua quan tâm ngày tăng lĩnh vực robot nói chung hệ hai cánh tay robot nói riêng Với phức tạp thách thức khơng có hệ cánh tay robot đơn yêu cầu hệ thống cải tiến, điều khiển nâng cao hơn, không gian làm việc lớn Trong tương lai, robot thay tác vụ giống người đời sống cơng nghiệp Bên cạnh đó, Việt Nam nước phát triển với việc công nghiệp hóa đại hóa đất nước, cần học hỏi, tiếp thu vận dụng phương pháp điều khiển, thiết kế lập trình hệ thống tự động công việc sản xuất cách hiệu quả, góp phần phát triển kinh tế nước nhà nâng cao trình độ kỹ thuật nhân dân Với vốn kiến thức tìm tịi với q trình quan sát học tập, nhóm nhận thấy sau học xong môn thực tập cảm biến robot, tất thành viên chuẩn bị cho vốn kiến thức thực tế đoạn đường trở thành kỹ sư tài góp phần vào cơng đổi kinh tế quốc gia MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN LỜI CẢM ƠN LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN NƯỚC ĐÓNG CHAI .1 1.1 TẠO PHÔI 1.1.1 TẠO PHÔI NHỰA 1.1.2 THỔI CHAI NHỰA BẰNG MÁY THỔI CHAI BÁN TỰ ĐỘNG 1.2 SÀNG LỌC CHAI 1.3 HỆ THỐNG CHIẾT RÓT .6 1.3.1 VỆ SINH CHAI 1.3.2 RÓT NƯỚC VÀO CHAI 1.3.3 ĐÓNG NẮP CHAI 1.4 DÁN NHÃN CHAI 1.5 XẾP CHAI VÀO THÙNG .10 1.6 SẮP XẾP THÙNG HÀNG .10 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ TRONG DÂY CHUYỀN 12 2.1 TỔNG QUAN VỀ S7-1200 12 2.2 HMI SAMKOON 14 2.3 BỘ BIẾN TẦN SINAMICS V20 14 2.4 CẢM BIẾN VẬT CẢN HỒNG NGOẠI: .16 2.5 BĂNG CHUYỀN 17 2.6 VALVE KHÍ NÉN 5/2 17 CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH TRẠM TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NƯỚC ĐÓNG CHAI 19 3.1 YÊU CẦU ĐIỀU KHIỂN .19 3.2 LẬP TRÌNH GIAO DIỆN NGƯỜI DÙNG CHO MÀN HÌNH SAMKOON 20 3.3 CHƯƠNG TRÌNH TRÊN PLC 21 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 25 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Qui trình thực sản xuất nước đóng chai Hình 1.2 Phơi chai PET chưa qua gia nhiệt .2 Hình 1.3 Quá trình gia nhiệt thổi chai Hình 1.4 Quá trình gia nhiệt Hình 1.5 Quá trình thổi chai Hình 1.6 Sản phẩm đạt chai PET .5 Hình 1.7 Những chai nhựa PET đạt chuẩn .5 Hình 1.8 Bắt đầu qui trình .6 Hình 1.9 Hệ thống vệ sinh chai nhựa Hình 1.10 Hệ thống rót nước tự động .7 Hình 1.11 Những chai qua qua rót nước đóng nắp lại Hình 1.12 Máy cấp nắp chai tự động Hình 1.13 Máy thực dán nhãn chai PET Hình 1.14 Cánh tay robot thực xếp nước vào thùng .10 Hình 1.15 Khu vực để cánh tay robot đưa thùng hàng đến nơi mong muốn 11 Hình 1.16 Robot thực xếp hàng hóa .11 Hình 2.1 Siemens SIMATIC PLC S7 – 1200 .12 Hình 2.2 Sơ đồ nối dây Siemens PLC S7 – 1200 1211C DC/DC/DC 13 Hình 2.3 Bảng thơng số PLC Siemens S7-1200 13 Hình 2.4 HMI SamKoon .14 Hình 2.5 Sơ đồ dây biến tần SINAMICS V20 15 Hình 2.6 Hình chức nút nhấn .16 Hình 2.7 Cảm biến vật cản hồng ngoại 16 Hình 2.8 Hình băng chuyền (tượng trưng) 17 Hình 2.9 Van khí nén 5/2 18 Hình 3.1 Thiết kế giao diện SKTOOL 20 Hình 3.2 Giao diện điều khiển Samkoon 20 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN NƯỚC ĐÓNG CHAI Dây chuyền sản xuất nước đóng chai mà chúng em học mơn học thực tập cảm biến robot trải qua nhiều giai đoạn khác dây chuyền sản xuất nước đóng chai thực tế Qui trình thực sau: TẠO PHÔI DÁN NHÃN CHAI SÀNG LỌC CHAI ĐÓNG NẮP XẾP CHAI VÀO SẮP XẾP THÙNG THÙNG HÀNG VỆ SINH CHAI BƠM NƯỚC Hình 1.1 Qui trình thực sản xuất nước đóng chai 1.1 TẠO PHÔI 1.1.1 TẠO PHÔI NHỰA ❖ Giai đoạn gia công tạo phôi gồm bước Cụ thể sau: • Nhựa hóa xi lanh ngun liệu • Tạo hình khối khn sẵn Hạt nhựa PET đưa vào thiết bị sấy nhiệt độ 180 độ C khoảng - 4h Các nguyên liệu đưa vào máy tạo phôi hoạt động liên tục Trải qua vịng nhiệt nhựa PET hóa lỏng Nhựa bơm vào khuôn qua rãnh, cửa có tiết diện nhỏ, áp lực xilanh Vùng tạo hình phơi xác lập trước, khn khép kín trước bơm nhựa vào Hạ nhiệt độ phôi nhờ hệ thống làm lạnh Chu kỳ ép phôi diễn khoảng thời gian ngắn từ vài chục giây đến vài phút Số phôi tạo tùy theo khn Thường chu kỳ có - 16 phơi Hình 1.2 Phơi chai PET chưa qua gia nhiệt Sau chu kỳ phơi tự động đẩy thùng hay hộp chứa Lúc phơi kiểm tra bọt khí cắt bỏ bavia Sản phẩm đạt yêu cầu để nguội khơng khí đóng bao để chuyển qua khâu thổi thành chai Phôi không đạt yêu cầu chuyển qua khâu xử lý nhựa tái chế 1.1.2 THỔI CHAI NHỰA BẰNG MÁY THỔI CHAI BÁN TỰ ĐỘNG Máy thổi chai nhựa hoạt động nguyên tắc gia nhiệt thổi khí áp suất khí Hình 1.3 Q trình gia nhiệt thổi chai Máy sản xuất chai bán tự động cần có nhân cơng tham gia vào q trình hoạt động máy Máy có qui trình hoạt động với bước sau: • Bước 1: Phôi chai nhân công đưa vào máy gia nhiệt Tại với sức nóng nhiệt làm cho phơi chai nóng lên giãn nở Hình 1.4 Quá trình gia nhiệt Hình 1.15 Khu vực để cánh tay robot đưa thùng hàng đến nơi mong muốn Tại đây, thùng nước cánh tay robot gắp xếp lên palet tự động Hình 1.16 Robot thực xếp hàng hóa 11 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ TRONG DÂY CHUYỀN 2.1 TỔNG QUAN VỀ S7-1200 PLC Siemens S7-1200 có thành phần sau: • 13 module tín hiệu số tương tự khác bao gồm (module SM SB) • module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP • Bổ sung cổng Ethernet • Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC điện áp 24 VDC • điều khiển nhỏ gọn với phân loại phiên khác giống điều khiển AC, RELAY DC phạm vi rộng • mạch tương tự số mở rộng ngõ vào/ra trực tiếp CPU làm giảm chiphí sản phẩm Một số hình ảnh s7-1200: Hình 2.1 Siemens SIMATIC PLC S7 – 1200 12 Hình 2.2 Sơ đồ nối dây Siemens PLC S7 – 1200 1211C DC/DC/DC Hình 2.3 Bảng thơng số PLC Siemens S7-1200 13 2.2 HMI SAMKOON • SK-070HE dịng hình HMI phổ thơng Hỗ trợ hầu hết PLC phổ thông qua RS232/422/485 Modbus RTU, Modbus ASCII…SK070HE thuộc dịng SK-F/H Samkoon • Được nâng cấp hiệu làm việc với CPU 600Mhz phần mềm lp trỡnh SKTOOL V6.0 ã Kớch thc 7-inch 800ì480 TFT LCD • Hệ thống làm mát khơng quạt • Hiển thị sắc nét 262.114 màu • USB Host Hình 2.4 HMI SamKoon 2.3 BỘ BIẾN TẦN SINAMICS V20 Thông số kỹ thuật sơ đồ nối dây biến tần SINAMICS V20: • Dãy cơng suất biến tần: 0,12kW tới 22kW chế độ High Overload (quátải 14 150% thời gian 60 giây) 0,37kW tới 30kW chế độ Low Overload (quá tải 110% thời gian 60 giây) + Công suất theo điện áp: pha 230VAC: 0,12kW tới 3kW pha 400VAC: 0,37kW tới 30kW • Tính tiết kiệm lượng: Chế độ ECO (ECO mode), chế độ ngủ đông (Hibernation mode), chế độ giám sát tiêuthụ lượng (Energy conpsumtion monitoring) • Chân tín hiệu: ngõ vào số, ngõ số, ngõ vào analog • Khả bảo vệ: chống xâm thực, ngưng tụ nước cho bo mạch (PCBs), bảo vệ thấp áp, áp, tải, nhiệt • Các mơ-đun mở rộng: BOP-2, IOP, điện trở xả (Braking resistor), lọc (Output reactor, Line filter, Line reactor), …  Với tính trội độ bền cao, khả hoạt động ổn định, đáng tin cậy với ứng dụng chuyên biệt Biến tần V20 trở thành dòng biến tần ưa chuộng giới Hình 2.5 Sơ đồ dây biến tần SINAMICS V20 15 Hình 2.6 Hình chức nút nhấn 2.4 CẢM BIẾN VẬT CẢN HỒNG NGOẠI: Thơng số kỹ thuật: • Nguồn điện cung cấp: 5VDC • Khoảng cách phát hiện: ~ 80cm • Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở • Dịng kích ngõ ra: 300mA Hình 2.7 Cảm biến vật cản hồng ngoại 16 2.5 BĂNG CHUYỀN Hình 2.8 Hình băng chuyền (tượng trưng) Băng chuyền có tác dụng vận chuyển sản phẩm từ đầu sang đầu hệ thống 2.6 VALVE KHÍ NÉN 5/2 Cấu tạo: Gồm phần phần coid điện phần thân van • Phần coil điện: Là nơi tiếp nhận nguồn điện từ bên ngoài, cho phép van hoạt động Tùy nguồn điện mà chọn loại coil điện cho phù hợp: nguồn AC nguồn DC24V, 220V • Phần thân van: Cấu tạo gồm cửa vị trí, thân van có lỗ bắt vít vào truyền động khí nén lỗ đầu vào đảm nhiệm chức tiếp nhận khí nén, lỗ đầu có nhiệm vụ chuyển hóa khí nén quay vịng 17 Hình 2.9 Van khí nén 5/2 Van thiết kế, hoạt động cách cấp nguồn điện 24V 220V Khi có nguồn điện, lực từ trường sinh Lực hút trục van chuyển động, khiến cửa van mở để khí nén thơng cửa Hoạt động giúp van thực nhiệm vụ cấp, đóng dịng khí nén cho thiết bị cần hoạt động 18 CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH TRẠM TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NƯỚC ĐĨNG CHAI 3.1 U CẦU ĐIỀU KHIỂN Manual: • Nút ấn khởi động băng tải, nút ấn tắt băng tải, hiển thị trạng thái băng tải cảm biến băng tải, cài đặt tốc độ cho băng tải từ - 100% Nút ấn dừng băng tải - QW80 = Hiển thị giá trị ghi QW80 Nút ấn đảo chiều băng tải • Các Nút ấn điều khiển xylanh vào Auto: • Nút ấn khởi động băng tải, cài đặt tốc độ numerical input, đèn vàng chớp tắt liên tục, băng tải chạy 30s, xy lanh → chờ 3s → xy lanh → băng tải chạy với tốc độ 10% 20s dừng, đèn vàng ngưng chớp tắt • Khi khởi động băng tải đèn ConveyRun sáng, băng tải dừng đèn ConveyRun tắt • Khi ấn nút Stop – Băng tải dừng – Tất đèn tắt Có đèn hiển thị trạng thái xy lanh, động cơ, công tắc hành trình, cảm biến HMI 19 3.2 LẬP TRÌNH GIAO DIỆN NGƯỜI DÙNG CHO MÀN HÌNH SAMKOON Hình 3.1 Thiết kế giao diện SKTOOL Hình 3.2 Giao diện điều khiển Samkoon 20 3.3 CHƯƠNG TRÌNH TRÊN PLC 21 22 23 24 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Tuy thời gian học Cảm biến robot không dài, không hẵn ngắn nhóm trải nghiệm qua nhiều học hay thú vị, từ cách vận hành cơng đoạn sản xuất nước đóng chai đến việc điều khiển cánh tay robot thực tế Qua lời giảng dạy thầy Tưởng Phước Thọ nhóm học nhiều mảng robot, tiếp xúc với module PLC, lập trình chạy chế độ Manual Auto để điều khiển băng tải di chuyển gói hàng, thực qui trình làm nóng phơi thổi phơi để tạo hình chai nước phân loại lựa chọn chai nước đạt tiêu chuẩn để đưa vào khâu sục rửa bơm nước Tuy tất việc làm gói gọn mơ hình trường lớp qui trình sử dụng hiệu thực tiễn Trong thời gian học vừa qua nhóm gặp khó khăn, từ khâu lập trình PLC đến set up mơ robot studio hay điều khiển thực tế Nhưng thật may mắn thầy bên cạnh giúp đỡ chúng em, dẫn đưa phương hướng giải quiết cho nhóm để thực cách chu Bên cạnh đó, thầy ln tạo điều kiện cho chúng em hình thành thói quen tư duy, suy nghĩ giải quiết vấn đề Điều cần thiết tương lai sau cho nghiệp tương lai chúng em Nhờ môi trường học tập đầy động, chúng em đào tạo thành kĩ sư không chuyên nghiệp mặt chun mơn mà cịn chun nghiệp việc ứng xử giao tiếp, l m v i ệ c thành viên nhóm Chúng em vui trải qua tuần học có kiến thức nằm ngồi mong đợi Khơng kĩ cứng chun mơn mà cịn có kĩ mềm, cách làm việc tính kỉ luật tập thể 25 ... 1: TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN NƯỚC ĐĨNG CHAI Dây chuyền sản xuất nước đóng chai mà chúng em học môn học thực tập cảm biến robot trải qua nhiều giai đoạn khác dây chuyền sản xuất nước đóng chai thực. .. tay robot đưa thùng hàng đến nơi mong muốn Tại đây, thùng nước cánh tay robot gắp xếp lên palet tự động Hình 1.16 Robot thực xếp hàng hóa 11 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ TRONG DÂY CHUYỀN... tìm tịi sáng tạo Trong q trình học tập mơn học Thực tập Cảm biến Robot, nhóm nhận hướng dẫn, dạy tận tình đầy tâm huyết thầy Tưởng Phước Thọ giáo viên dạy môn Thực tập Cảm biến Robot Thầy mang