Máy cắt tôn tự động

Đồ án là một mô hình máy cắt tôn tự động. Máy được làm từ những vật dụng dễ kiếm như pittong, xilanh, van khí nén, IC 7447, động cơ DC........ CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG I. XY LANH 1.1.Xy lanh tác động đơn(xy lanh tác động một chiều): Áp lực khí nén chỉ tác dụng vào một phía của xy lanh, phía còn lại là do ngoại lực hoặc do lực lò xo tác động. 1.2. Xy lanh tác động kép(xy lanh tác đông 2 chiều) Áp suất khí nén được dẫn vào 2 phía của xy lanh, do yêu cầu điều khiển ma xy lanh sẽ đi vào hay đi ra tùy thuộc vào áp lực khí nén vào phía sau. II. VALVE KHÍ NÉN 2.1. Van đảo chiều 5/2 không duy trì: 2.2. Van đảo chiều 5/2 duy trì III. GIỚI THIỆU VỀ IC 3.1.Khảo sát IC 7490 - IC 7490 là loại IC đếm bất đông bộ (mạch đếm độc lập với xung đồng bộ CK) cấu trúc bên trong của IC 7490 gồm 2 phần: + Phần 1: gồm 1 FF JK độc lập có ngõ nhận xung, mạch này dùng đễ chia đôi tần số. + phần 2: gồm 3 FF có ngõ vào xung Ck, mạch này có nhiệm vụ thực hiện chia 5 tần số . Số xung tại ngõ vào Ck sẽ được đếm chuyển thành số BCD trên tổ hợp chân QA,QB,QC,QD, tùy theo cách mắc các ngõ reset và ngõ vào ta có cách đếm từ 0-9 3.2.Khảo sát IC 7447. - Đây là IC khá đơn giản dùng để chuyển tín hiệu dạng số nhị phân ở ngõ vào sang mã 7 đoạn. - Để thấy IC này hoạt động ở tích cực mức thấp V. ĐỘNG CƠ DC

Trong sự nghiệp công nghiêp hóa, hiện đại hóa đất nước vấn đề tự động hóa sản xuất có vai trò trò đặc biệt quan trọng Nó giúp nâng cao năng suất dây chuyền công nghệ, nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm, đồng thời cải thiện điều kiện lao động Sự cạnh tranh hàng hoá đặt ra một vấn đề thời sự là làm sao để hệ thống tự động hoá sản xuất phải có tính linh hoạt nhằm đáp ứng với sự biến động

thường xuyên của thị trường hàng hoá

Ngày nay ngành tự động hóa đóng vai trò rất quan trọng trong nền sản xuất hiện đại Ngày nay mọi công việc sản xuất đều có ít hay nhiều sự có mặt của công nghệ tự động,tiêu biểu như băng tải, tay gắp … , kết hợp với một số thiết bị khác như: pittong,

cảm biến,…Mô hình cắt tôn tự động có hoạt đông gần giống như với thực tế trong sản

xuất

Để thực hiện đồ án này nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG, và các thầy cô giáo bộ môn khoa điện tử đả giúp chúng em hoàn thành đồ án này

Trong quá trình làm đồ án không tránh những thiếu sót mong các bạn đọc và thầy cô giáo góp ý để đồ án hoàn thiện và đầy đủ hơn

TP.Hồ Chí Minh

THÀNH VIÊN NHÓM và BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ:

1.TRẦN VĂN ƯỚC

Viết chương trình điều khiển và biên soạn báo cáo

2.LÊ MINH TÂM

Thi công phần cứng, mua linh kiện

3.PHAN NGỌC HUY

Lắp ráp phần cứng

4.HỒ NGUYỄN MINH TÂM

Viết báo cáo

ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN:

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

MỤC LỤC

Trang giống bìa

Lời mở đầu 1

Thành viên nhóm và bảng phân công nhiệm vụ 2

Nhận xét của giáo viên 3

PHẦN MỞ ĐẦU I Lý do chọn đề tài 5

II Phương pháp thực hiện 5

III Mục đích và yêu cầu 5

IV Thời gian thực hiện 5

PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG I Xylanh 6

II Valve khí nén 7

III Giới thiệu về IC 8

3.1.Khảo sát IC 7490 8

3.2 Khảo sát IC 7447 12

IV Động cơ DC 13

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ I Mạch điều khiển động cơ 14

II Mạch đếm 15

III Mạch cảm biến dùng led hồng ngoại 17

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MÔ HÌNH I Hệ thống dao cắt 19

II.Hệ thống băng chuyền 20

III.Mô tả hoạt động của hệ thống 21

CHƯƠNG IV: LẬP TRÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 22

PHẦN KẾT LUẬN 23

Tài liệu tham khảo 24

PHẦN MỞ ĐẦU

I Lý do chọn dề tài:

Nhóm chúng em chọn đề tài’’cắt tôn tự động”vì đây là một đề tài hay gần giống như trong thực tế sản xuất giúp cho tụi em có cái nhìn tổng quan hơn về hệ thống tự động trong công nghiệp

II.Phương pháp thực hiện:

Đề tài này nhóm tụi em thu thập thông tin ở trên mạng, trên sách và sự hướng dẫn của thầy cô giáo khoa diện tử

Thiết kế mô hình thực tế

III Mục đích và yêu cầu của đề tài

- Làm ra một mô hình có thể hoạt động được

- Với mô hình này thì yều có thể cắt được tôn nhưng vì điều kiện lên nhóm chỉ cắt bìa các tông và có thể căt tự động cắt với số lượng được lập trình theo mong muốn đồng thời hiển thị số lượng dó ra ngoài để quan sát

- Việc chế tạo ra mô hình hoạt động tốt sẽ tạo điều kiện cho dinh viên có cơ hội học tập và nghiên cứu một cách thực tế, là một cơ hôi tốt giúp sinh viên khỏi bỡ ngõ khi làm việc thực tế

- Việc này cũng đòi hỏi sinh viên phải tham khảo thực tế nhiều lĩnh vực và tham khảo bằng nhiều tài liệu khác nhau Do dó mang lại sự hiểu biết sâu sắc hon cho sinh viên không chỉ trong một lĩnh vực tự động hóa mà còn nhiều lĩnh vực, ngành nghề khác như điện, điện tử, cơ khí…

IV Thời gian thực hiện

- Từ ngày 22/3- 28/3: chọn đề tài tìm tài liệu

- Từ ngày 28/3- 4/4: thiết kế mô hình, chọn mua linh kiện vật tư

- Từ ngày 5/4-11/4: thi công lắp ráp mô hình, viết báo cáo

- Từ ngày 12/4-18/4: hoàn thành báo cáo, thi công lắp ráp mô hình

PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG

I XY LANH

1.1.Xy lanh tác động đơn(xy lanh tác động một chiều):

Áp lực khí nén chỉ tác dụng vào một phía của xy lanh, phía còn lại là do ngoại lực hoặc do lực lò xo tác động

Ký hiệu

1.2 Xy lanh tác động kép(xy lanh tác đông 2 chiều)

Áp suất khí nén được dẫn vào 2 phía của xy lanh, do yêu cầu điều khiển ma xy lanh sẽ đi vào hay đi ra tùy thuộc vào áp lực khí nén vào phía sau

- Xy lanh tác động kép không có giảm chấn cuối hành trình chạy:

Ký hiệu

II VALVE KHÍ NÉN

Đây là valve 5/2

Trong đó: 1: nguồn cung cấp tín hiệu vào

2: tín hiệu ra 4: tín hiệu ra 3: cửa xả 5: cửa xả

2.1 Van đảo chiều 5/2 không duy trì:

Nguyên lý hoạt động của van đảo chiều không duy trì 5/2 như sau: khi chưa có tín hiệu nguồn từ cửa 1 sẽ nối với cửa 2, khi có tín hiệu ở đường điều khiển A thì nòng van sẽ dịch chuyển sang phải và nguồn từ cửa 1 sẽ di chuyển theo chiều mũi tên đi lên cửa 4 Khi tìn hiệu ở đường điều khiển A bị mất, thì do lực nén lò xo nòng van sẽ di chuyển sang bên trái Lúc này nguồn 1 sẽ di chuyển theo chiều mũi tên để cấp tín hiệu cho cửa 2

2.2 Van đảo chiều 5/2 duy trì

Kí hiệu Nguyên lý hoạt động của van đảo chiều 5/2 như sau: khi chưa có tín hiệu, nguồn

từ cửa 1 sẽ nối với cừa 2, khi có tín hiệu ở điều khiển A+, thì nòng van sẽ dịch chuyển sang phải và nguồn từ cửa 1 sẽ di chuyển theo chiều mũi tên đi lên cửa 4 Khi tín hiệu ở đường điều khiểu A+ bị mất, nòng van không tự di chuyển về trạng thái ban đầu, nếu muốn thay đổi trạng thái thì đồng thời tín hiệu ở đường tín hiệu A- phải có và tín hiệu ở đường A+ phải mất đi, nòng van sẽ di chuyển sang bên trái Lúc này nguồn 1 sẽ di chuyển theo mũi tên để cấp tín hiệu cho cửa 2

III GIỚI THIỆU VỀ IC

3.1.Khảo sát IC 7490

Sơ đồ chân của IC 7490

Sơ đồ bên trong ic 7490

- IC 7490 là loại IC đếm bất đông bộ (mạch đếm độc lập với xung đồng bộ CK) cấu trúc bên trong của IC 7490 gồm 2 phần:

+ Phần 1: gồm 1 FF JK độc lập có ngõ nhận xung, mạch này dùng đễ chia đôi tần

số

+ phần 2: gồm 3 FF có ngõ vào xung Ck, mạch này có nhiệm vụ thực hiện chia 5 tần số Số xung tại ngõ vào Ck sẽ được đếm chuyển thành số BCD trên tổ hợp chân QA,QB,QC,QD, tùy theo cách mắc các ngõ reset và ngõ vào ta có cách đếm từ 0-9 + Hai ngõ vào reset R01 và R02 khi reset về trạng thái ban đầu thì cả 2 chân R01

và R02 phải được đưa lên mức cao ít nhất vài chục ns

+ Hai chân R91 và R92 còn gọi là chân đặt lại giá trị chính, bình thường 1 trong 2 hay cả 2 chân nối xu6o6ng1 mức thấp, khi muốn có giá trị 9 hai chân này phải nối lên mức cao

- Khi dùng IC 7490, có 2 cách nối mạch cho cùng chu kỳ đếm 10, tức là tần số tín hiệu ở ngõ ra sau cùng bằng 1/10 tần số xung CK, nhưng dạng tín hiệu ra khác nhau

h đếm 5x2: Nối ngõ ra QD với ngõ vào A, xung đếm (CK) nối với ngõ vào B

- Bảng trạng thái đếm cho 2 dạng mạch đếm trên:

Bảng trạng thái theo 2 kiểu đếm IC 7490

- Dạng sóng ngõ ra sau cùng trong 2 trường hợp trên:

dạ

ng sóng ngõ ra theo 2 kiểu đếm của IC 7490

3.2.Khảo sát IC 7447

Sơ đồ chân của IC 7447

- Đây là IC khá đơn giản dùng để chuyển tín hiệu dạng số nhị phân ở ngõ vào sang mã

7 đoạn

- Để thấy IC này hoạt động ở tích cực mức thấp Do đó ta có bảng chân thực sau:

- Để IC hoạt động ta kết nối chân 16 (Vcc) với nguồn 5 V, chân số 8 với đất Ngỏ vào

có 4 chân là 7,1,2,6 tương ứng với A,B,C,D trong đó mức ý nghĩa giảm dần từ A đến D Kết nối các ngõ ra A,B,C,D của iC với các công tắc mà mỗi công tắc đơn giản là nằm giữa 2 mức cao hoặc thấp Các chạn LT, BI/RBO, RBI không cần kết nối

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ

I MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ:

1.1 Sơ đồ nguyên lý:

R5 R

J4 CON1 1

24v - ac

CON2

1

C1 2200u

C3 C

Q2 tip 122 R4

R3 R

J3 CON2 1

D7 DIODE

U2

LM317/CY L

3 1

2

VIN

ADJ VOUT

J2 output plc 1

R2 RESISTOR TAPPED

R1 R

Q3 A1015

Tip 122 là mạch transitor ghép nối kiểu Darlinton Trong mạch tip 122 có chức năng đóng cắt đông cơ:

Khi ngõ ra PLC =0 thì điện áp tại chân B của A 1015 thấp hơn điện áp tại chân E (A 1015) do sự phân áp giữa R3 và R4 Do đó transitor A1015 dẫn cấp dòng cho tip

122 dẫn.Động cơ hoạt động

Khi ngõ ra PLC = 24V; VB=VC (A 1015) ngưng dẫn do đó tại chân B của Tip

122 không có dòng kích dẫn Tip 122 ngưng dẫn Động cơ ngưng hoạt động

1.2 MẠCH IN:

4 5

13 11 9 15

D0 D1 D2 D3

BO RA C E F G

D6 LED

C3 1mf

0

Q1 C1815

0

R1 R

4 5

13 11 9 15

D0 D1 D2 D3

BO RA C E F G

2 3 6

CLKA

QA QB QC QD

R01 R02 R91 J2

ngo v ao xung ngoai

1

R10

R

C1 2200u

A B C D E F

3

A B C D E F

III MẠCH CẢM BIẾN DÙNG LED HÔNG NGOẠI

Mạch dùng để xác định độ dài của tấm tôn cần cắt

3.1 mạch phát tín hiệu hồng ngoại

Điện trở có giá trị 100 chm có tác dụng hạn dòng cấp cho led phát

hồng ngoại

Khi có dòng điện chạy qua thì phát ra tín hiệu hồng ngoại một cách

liên tục ra ngoài không gian theo hướng nhất định Trong mô hình cắt

tôn này ta chỉnh sao cho tín hiệu hồng ngoại phát ra từ led phát đi thẳng

trực tiếp đến led thu tín hiệu ở mạch thu hồng ngoại

Điện trở 560 ohm dùng để hạn dòng cho led

thu

Khi tín hiệu từ led phát phát ra thì khi đó led thu

sẽ nhận được tín hiệu và sẽ có dòng điện từ nguồn

qua led thu xuống mass Khi không có tín hiệu từ led

phát thì ở bên led thu sẽ không có nhận tín hiệu và

khi đó dòng điện sẽ được đưa vào chân b của C1815

làm trans này dần lúc này dòng điện sẽ từ nguồn đi

qua ngõ vào của PLC qua trans xuống mass

SW1 cong tac ngo v ao plc R1

560

R7

1K

C1 1uF D2

LD THU

Q1 C1815 VCC

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH

I HỆ THỐNG CẮT

Lưỡi dao cắt

pittong

II HỆ THỐNG BĂNG CHUYỀN

Trục đỡ

Motor kéo

Đai chuyền Các trục lăn

Trục bi

III MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG

Khi cấp nguồn cho hệ thống, Motor kéo băng chuyền sẽ hoạt động , băng chuyền

sẽ kéo tấm tôn đi ra đến vị trí cảm biến xác định độ dài cần cắt thì dừng Lúc này valve điện từ điều khiển pittong làm cho lưỡi dao phái trên di chuyển xuống cắt tôn Sau khi cắt xong pittong di chuyển đưa lưỡi dao lên Đồng thời lúc này mach đếm sản phẩm sẽ đếm một Sau đó motor tiếp tục kéo tấm tôn đi đến đúng vị trí cần cắt thi motor dừng lại Quá trình cứ như vậy lặp lại

- Ngõ vào PLC từ I0.01- I0.02: nhận tín hiệu từ công tắc hành trình gắn ở vị trí lúc pittong đi ra và về

- Ngõ vào PLC từ I0.03-I0.04: nhận tín hiệu từ cảm biến hồng ngoại

- Ngõ vào PLC I0.00 là nút start, I0.11 là nút stop

- Ngõ ra O10.00 dùng để ngừng motor

- Ngõ ra O10.01 dùng để điều khiển pittong

CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG

PHẦN KẾT LUẬN

Sau hơn một tháng thực hiện với nhiều cố gắng và nỗ lực của các thành viên trong nhóm cũng sự hướng dẫn của các thầy cô trong khoa, bài báo cáo và mô hình sản phẩm cũng đã hoàn thành dúng thời gian qui định theo yêu cầu đặt ra là cắt tôn và đếm

số lượng tôn cắt được

Tuy nhiên với đề tài này vẫn có một số hạn chế mà nhóm chưa làm được dó là cắt tôn thật, xác định chính xác chiều dài của tấm tôn cần cắt

Sau cùng nhóm xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn Phan Hoàng Dũng, cùng các thầy cô trong khoa điện tử, đặc biệt là thầy Võ Cường đã tận tình giúp đỡ nhóm hoàn thành đề tài này.Nhưng do thời gian và năng lực có hạn nên chắn chắn đề còn có nhiều thiếu sót nên mong thầy thông cảm Mong sự đóng góp của các thầy cô, bạn bè dóng góp ý kiến để hoàn thành tốt hơn trong việc thực hiện đề tài

Tài liệu tham khảo

1 Bài giảng tự động hóa- Cô Nguyễn Thị Tố Nga

2 Mô hình phân loại sản phẩm bằng tay gắp- thầy Huỳnh Ngọc Mai