Giáo trình Điều khiển thủy lực khí nén (Nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa Trình độ Cao đẳng)

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN: ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC KHÍ NÉN NGHỀ: SỬA CHỮA THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HĨA TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 198/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2020 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Hệ thống điều khiển thủy lực – khí nén biên soạn dành cho sinh viên cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa (SCTBTĐH) Trường Cao Đẳng Dầu Khí thuộc mơn học chun ngành Các sinh viên nghề SCTBTĐH trước học môn học cần hồn thành mơn học sở ngành Nội dung giáo trình gồm 05 bài: Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén Bài 2: Các phần tử hệ thống điều khiển thủy lực khí nén Bài 3: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống thủy lực, khí nén Bài 4: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén Bài 5: Phương pháp điều khiển theo nhịp Trong q trình biên soạn, chúng tơi tham khảo trích dẫn từ nhiều tài liệu liệt kê mục Danh mục tài liệu tham khảo Chúng chân thành cảm ơn tác giả tài liệu mà chúng tơi tham khảo Bên cạnh đó, giáo trình khơng thể tránh khỏi sai sót định Nhóm tác giả mong nhận ý kiến đóng góp, phản hồi từ quý đồng nghiệp, bạn người học bạn đọc Trân trọng cảm ơn./ Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 03 năm 2020 Tham gia biên soạn Chủ biên: ThS Nguyễn Xuân Thịnh ThS Ngơ Trí Tùng ThS Nguyễn Thái Bảo MỤC LỤC BÀI 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG THỦY LỰC KHÍ NÉN 1.1 CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN 1.1.1 Áp suất 1.1.2 Lực: 1.1.3 Công: 1.1.4 Công suất: 1.2 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC KHÍ NÉN: 1.2.1 Ưu nhược điểm hệ thống điều khiển khí nén: 1.2.2 Ưu nhược điểm hệ thống điều khiển thủy lực: BÀI 2: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC KHÍ NÉN 2.1 PHẦN TỬ CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG: 2.1.1 Máy nén khí: 2.1.2 Hệ thống bể dầu, bơm thủy lực: 2.2 PHẦN TỬ TÍN HIỆU VÀO: 2.2.1 Nút nhấn: 10 2.2.2 Cảm biến: 11 2.2.3 Cơng tắc hành trình: 12 2.3 PHẦN TỬ XỬ LÝ TÍN HIỆU: 10 2.3.1 Van áp suất: 10 2.3.2 Van Logic: 11 2.4 PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN: 12 2.4.1 Nguyên lý hoạt động phần tử điều khiển: 12 2.4.2 Các phần tử điều khiển sử dụng mạch điều khiển: 14 2.5 PHẦN TỬ CHẤP HÀNH: 16 2.5.1 Xi lanh: 16 2.5.2 Động cơ: 18 2.6 CÁC PHẦN TỬ KHÁC: 20 2.6.1 Timer, Counter: 20 2.6.2 Van tiết lưu: 21 2.6.3 Van thoát nhanh: 22 BÀI 3: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THEO TẦNG HỆ THỐNG THỦY LỰC, KHÍ NÉN 34 3.1 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ THEO TẦNG: 35 3.2 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÁC CƠ CẤU/ MÁY THỰC TẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIA TẦNG: 38 BÀI 4: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THEO TẦNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN KHÍ NÉN 49 4.1 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ THEO TẦNG: 49 4.2 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÁC CƠ CẤU/ MÁY THỰC TẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIA TẦNG: 51 BÀI 5: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THEO NHỊP 59 5.1 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THEO NHỊP HỆ THỐNG THỦY LỰC, KHÍ NÉN: 63 5.2 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THEO NHỊP HỆ THỐNG ĐIỆN KHÍ NÉN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ĐK TLKN P F A KN ĐKN HTB J W Điều khiển Thủy lực khí nén Áp suất Lực Tiết diện Khí nén Điện khí nén Hành trình bước Joule Watt DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Biểu diễn áp suất Hình 1.2: Dải áp suất thường sử dụng cơng nghiệp Hình 2.1: Cấu trúc mạch ĐK phần tử Hình 2.2: Chu kỳ hoạt động máy nén khí Pittơng Hình 2.3: Máy nén khí kiểu cánh gạt Hình 2.4: Máy nén khí kiểu Root Hình 2.5: Máy nén khí kiểu trục vít Hình 2.6: Máy nén khí ly tâm Hình 2.7: Bồn dầu thủy lực Hình 2.8: Bộ lọc khí nén Hình 2.9: Van lọc khí nén Hình 2.10: Van điều áp Hình 2.11: Van tra dầu Hình 2.12: Nút nhấn thường đóng Hình 2.14: Kí hiệu cảm biến tiệm cận điện dung Hình 2.17: Kí hiệu van tràn, van an tồn Hình 2.18: Cấu tạo van an tồn, kiểu bi Hình 2.19: Kí hiệu van giảm áp Hình 2.23: Trạng thái ban đầu van đảo chiều khơng trì 3/2 Hình 2.24: Trạng thái cổng điều khiển tác động Hình 2.25: Trạng thái ban đầu van đảo chiều trì 3/2 Hình 2.26: Trạng thái khí 12 tác động, 14 khơng tác động Hình 2.27: Trạng thái 14 tác động, 12 khơng tác động Hình 2.28: Tín hiệu tác động tay Hình 2.29: Tín hiệu tác động Hình 2.33: Xi lanh tác động kép Hình 2.34: Xi lanh màng Hinh 2.35: Xi lanh quay Hình 2.36: Xi lanh lồng Hình 2.37: Xilanh giảm chấn Hình 2.38: Xilanh có vị trí pit - tơng trung gian Hình 2.39: Ký hiệu động khí nén Hình 2.43: Động trục vít Hình 2.44: Timer khí nén T-ON Hình 2.45: Van chiều Hình 2.46: Van tiết lưu chiều Hình 2.47: Van nhanh Hình 2.48: Van áp suất Hình 2.49: Bộ ổn tốc Hình 2.50: Rơ le đóng mạch Hình 2.51: Rơ le điều khiển Hình 2.52: Rơ le đóng chậm Hình 2.53: Rơ le mở chậm Hình 2.54: Cách khai báo Cơng tắc hành trình chiều Hình 2.55: Cách khai báo Cơng tắc hành trình chiều 3 4 5 6 7 8 11 11 11 13 13 14 14 14 15 15 17 17 17 17 18 18 18 20 20 21 21 21 22 22 23 23 23 24 24 25 Hình 2.56: Cách khai báo Van đảo chiều khơng trì Hình 2.57: Cách khai báo Van đảo chiều trì Hình 2.58: Cách khai báo Cơng tắc hành trình Hình 2.59: Cách khai báo Cơng tắc áp suất Hình 2.60: Cách khai báo Giác hút chân khơng Hình 2.61: Cách khai báo Timer Hình 2.62: Cách khai báo Counter Hình 2.63: Cách khai báo cơng tắc hành trình Hình 2.64: Cách khai báo van điện từ trì Hình 2.65: Cách khai báo van điện từ khơng trì Hình 2.66: Cách khai báo cuộn dây van điện từ Hình 2.67: Cách khai báo Relay Hình 2.68: Cách khai báo đếm Hình 2.69: Cách khai báo cảm biến tiệm cận Hình 3.1: Chuyển đổi biểu đồ chuyển động Hình 3.2: Biểu đồ hành trình thời gian Hình 3.3: Biểu đồ điều khiển Hình 3.4: Biểu đồ chức Hình 3.5: Biểu đồ hành trình bước Hình 3.6: Kí hiệu biểu đồ trạng thái Hình 3.7: Module điều khiển theo nhịp khí nén kiểu A Hình 3.8: Module điều khiển theo nhịp kiểu B Hình 3.9: Module điều khiển theo nhịp kiểu C Hình 3.10: Mạch Logic điều khiển theo nhịp Hình 3.11: Mạch Logic điều khiển theo nhịp Hình 3.12: Quy trình thực theo nhịp nhảy cóc Hình 3.13: Quy trình thực theo nhịp lặp lại Hình 3.14: Sơ đồ minh họa ĐK theo nhịp KN Hình 3.15: Mạch điều khiển theo nhịp ĐKN (5 nhịp) Hình 3.16: Sơ đồ minh họa ĐK theo nhịp ĐKN Hình 4.1: Chia tầng trực tiếp sơ đồ HTB Hình 4.2: Ví dụ gộp tầng Hình 4.3: Chia tầng theo chu trình kín Hình 4.4: Mạch điều khiển khí nén tầng Hình 4.5: Mạch điều khiển khí nén tầng Hình 4.6: Mạch điều khiển khí nén tầng Hình 4.7: Mạch ĐK KN tầng – trùng hành trình Hình 4.8: Mạch ĐK KN tầng – trùng hành trình Hình 4.9: Mạch ĐK KN tầng – trùng hành trình Hình 4.10: Ví dụ chia tầng KN Hình 4.11: Thiết kế phương trình chia tầng KN Hình 4.12: Sơ đồ mạch điều khiển Hình 4.13: Sơ đồ ví dụ ĐK theo tầng KN Hình 5.1: Chia tầng trực tiếp sơ đồ HTB Hình 5.2: Ví dụ gộp tầng Hình 5.3: Chia tầng theo chu trình kín Hình 5.4: Mạch điều khiển tầng ĐKN Hình 5.5: Mạch điều khiển tầng ĐKN 25 25 25 26 26 26 27 27 28 28 28 29 29 29 35 35 36 36 37 37 38 39 39 39 40 40 40 40 43 43 50 50 51 51 52 52 52 53 53 53 54 54 54 63 63 64 64 64 Hình 5.6: Mạch điều khiển tầng ĐKN Hình 5.7: Ví dụ chia tầng ĐKN Hình 5.8: Thiết kế phương trình chia tầng ĐKN Hình 5.9: Sơ đồ mạch ĐK ĐKN Hình 5.10: Sơ đồ ví dụ ĐK theo tầng ĐKN 65 65 65 66 66 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Bảng qui đổi đơn vị áp suất Bảng 2.1: Kí hiệu phần tử tín hiệu vào thơng dụng Bảng 2.2: Kí hiệu phần tử điều khiển thông dụng 10 15 Bải tập 5: Các kim loại uốn mép dụng cụ khí nén Sau kẹp chi tiết gia cơng xi lanh A, chi tiết gia công uốn cong xi lanh B, sau uốn cong hồn chỉnh xi lanh C (như hình bên) Khởi động hệ thống làm việc nút nhấn tay Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng khí nén với yêu cầu Bài tập 6: Sắt cắt thành đoạn dài máy cố định Đưa lượng vào xi lanh A, đồng thời xi lanh tác động vào xilanh B trình đưa động lực vào Khi vật liệu dưa sát vào vị trí giữ cố định xi lanh C, sau cắt xi lanh D (như hình bên) Q trình hồn tất đồng thời xilanh trở vị trí ban đầu, khởi động trình nút nhấn tay Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng khí nén theo yêu cầu Bài tập 7: Với thiết bị điều lương ván từ trạm gia công cần cấp điều lượng: Các ván đẩy tới xi lanh A từ kho xi lanh B cung cấp cho trạm gia cơng Sau cần đẩy xylanh B quay xyalnh A đạt vị trí cuối hành trình Khi khơng cịn gỗ kho chu trình khơng thể hoạt động ngắt tín hiệu thơng báo Sự điều khiển hoạt động theo chu kỳ Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng khí nén theo sơ đồ hành trình bước (hình bên) Bài 4: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống thủy lực, khí nén Trang 59 Bài tập 8: Thiết bị gá, đúc với yêu cầu chi tiết cần in đặt vào phận kẹp chặt xi lanh đưa phận in vào vị trí in Nhấn nút Start xi lanh A đưa chi tiết in vào vị trí in Tại cuối hành trì tác động cơng tắc hành trình đưa xi lanh B xuống đóng dấu Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng khí nén theo sơ đồ hành trình bước (hình bên) Bài tập 9: Cụm lắp ráp với chi tiết khối đựng hộp rơi tự xuống, lắp tự động hai chốt mối lắp chặt Tương tự chi tiết khối chốt trụ đựng thùng tự rơi xuống Xi lanh A đẩy chi tiết khối đến vị trí lắp đồng thời kẹp chặt Sau xi lanh B ép chốt trụ thứ vào khối lắp ráp Tiếp theo quy trình xi lanh C ép chốt thứ vào khối lắp ráp Sau xi lanh A xi lanh C quay Sau xi lanh B quay kết thúc chu trình lắp ráp chi tiết, sản phẩm rơi xuống băng tải Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng khí nén cho yêu cầu theo sơ đồ hành trình bước (hình bên) Bải tập 10: Máy khoan, doa tự động với chi tiết gia cơng khoan kẹp tay lên bàn khoan Khi ấn nút khởi động chi tiết khoan (Xi lanh A) Chi tiết gia công cần phải doa Tương tự kẹp tay lên bàn khoan Sau dùng nút chọn chương trình nút khởi động khoan (cho xi lanh A hoạt động) Khi trình khoan kết thúc xi lanh B chạy định vị lỗ khoan vào vị trí doa Tiếp đến xi lanh C xuống để doa lỗ khoan Sau xi lanh C quay trở xi lanh B quay trở lấy chi tiết gia công Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng khí nén theo yêu cầu với sơ đồ hành trình bước hình bên Bài 4: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống thủy lực, khí nén Trang 60 Bài tập 11: Thiết bị kẹp mài với chi tiết gia công trượt dẫn hướng bào qua Nó đưa lên máy mài tay dùng khí nén để kẹp chặt lại Sau mài vai bên trái bên phải Khi xi lanh A chuyển động đến vị trí ngồi xi lanh giữ áp suất kẹp dẫn tiến dọc B chuyển động Như lúc mài xong vai bên phải Tiếp đến xi lanh tiến ngang C Sau đến dẫn tiến dọc Lúc vai phía bên trái mài xong Khi xi lanh C quay vị trí ban đầu xi lanh A nhả chi tiết mài Kết thúc hành trình mài Hãy thiết kế mạch điều khiển theo nhịp theo yêu cầu với sơ đồ hành trình bước hình bên Bài 4: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống thủy lực, khí nén Trang 61 BÀI 5: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THEO TẦNG HỆ THỐNG ĐIỆN KHÍ NÉN GIỚI THIỆU BÀI 5: Bài giới thiệu phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén: giới thiệu phương pháp thiết kế theo tầng, thiết kế mạch điều khiển cấu/máy thực tế phương pháp chia tầng Qua học người học có khả thiết kế, phân tích mạch điều khiển theo tầng cho cấu điều khiển điện khí nén thực tế MỤC TIÊU CỦA BÀI LÀ: Về kiến thức: Trình bày nguyên lý mạch điều khiển theo theo tầng hệ thống điện - khí nén; Về kỹ năng: Thiết kế, phân tích mạch điều khiển theo tầng cho cấu điều khiển thực tế; Về lực tự chủ trách nhiệm: Phát huy khả sáng tạo; Tuân thủ nghiêm túc quy định an toàn hệ thống thủy lực khí nén PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực câu hỏi thảo luận tập (cá nhân nhóm) Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 5) trước buổi học; hồn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận tập tình theo cá nhân nhóm nộp lại cho người dạy thời gian quy định ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Phịng thủy lực – khí nén Trang thiết bị máy móc: Máy tính, máy chiếu thiết bị dạy học khác Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mơn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, tài liệu liên quan, thiết bị thủy lực khí nén, bàn gá đặt thiết bị, dây ống nối, kìm cắt, cờ lê, đồng hồ số thiết bị/ công cụ/dụng cụ khác Các điều kiện khác: khơng có KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI Nội dung: Kiến thức: Kiểm tra đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kĩ Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng mơn học + Nghiêm túc q trình học tập Phương pháp: Điểm kiểm tra thường xuyên: điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng kiểm tra viết 30 phút.) Kiểm tra định kỳ lý thuyết: điểm kiểm tra (hình thức: kiểm tra viết từ 45 đến 60 phút) Bài 3: Phương pháp điều khiển theo nhịp Trang 62 Kiểm tra định hành: điểm kiểm tra (hình thức: đánh giá kết thực hành từ 90 đến 120 phút) NỘI DUNG BÀI 5: 5.1 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ THEO TẦNG: Trong tầng, xilanh vừa vừa vào (xi lanh thực đồng thời hành trình + hành trình) Có thể chia tầng theo cách sau: a Chia tầng trực tiếp sơ đồ hành trình bước: Chọn hay nhiều bước liên tiếp biểu đồ hành trình bước lập thành tầng riêng biệt (không vi phạm quy tắc chia tầng, phân chia tầng cho đơn giản có thể) Xem ví dụ bên (Hình 5.1) Hình 5.1: Chia tầng trực tiếp sơ đồ HTB Nếu tầng đầu tầng cuối không vi phạm quy tắc chia tầng gộp thành tầng tầng gộp tầng cuối Hình 5.2: Ví dụ gộp tầng b Chia tầng theo chu trình kín: Phương pháp coi chu trình điều khiển chu trình kín, phân tích dựa biểu đồ hành trình bước, ta biểu diễn biểu đồ hành trình bước vịng trịn khép kín Bài 5: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén Trang 63 - Chia vòng tròn thành n phần nhau, với n số hành trình tồn cấu chấp hành Theo chiều tùy chọn, đặt liên tiếp hành trình theo mà toán - điều khiển yêu cầu Chọn điểm khởi đầu để chia tầng cho số tầng (gộp tầng) - Hình 5.3: Chia tầng theo chu trình kín 5.2 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÁC CƠ CẤU/ MÁY THỰC TẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIA TẦNG: Tương tự mạch điều khiển theo tầng khí nén, mạch điều khiển theo tầng điện khí nén sử dụng mạch điều khiển theo tầng chuẩn, mạch sử dụng relay tiếp điểm thường đóng, thường mở relay (Số lượng relay sử dụng số tầng -1) Mạch tầng: Hình 5.4: Mạch điều khiển tầng ĐKN - Mạch tầng: Hình 5.5: Mạch điều khiển tầng ĐKN Bài 5: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén Trang 64 - Mạch tầng: +24V E1 K1 K1 E2 K2 K2 E4 10 E3 K2 K1 K3 K3 K3 T3 K3 K2 T2 T1 K1 T4 0V Hình 5.6: Mạch điều khiển tầng ĐKN Ví dụ với sơ đồ hành trình bước bên (Hình 5.4), có sơ đồ mạch điều khiển tương ứng (Hình 5.5 5.6) Hình 5.7: Ví dụ chia tầng ĐKN Hình 5.8: Thiết kế phương trình chia tầng ĐKN Bài 5: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén Trang 65 Hình 5.9: Sơ đồ mạch ĐK ĐKN QUY TRÌNH KHAI BÁO: Quy trình khai báo dựa sơ đồ hành trình bước sau (Hình 5.7) Hình 5.10: Sơ đồ ví dụ ĐK theo tầng ĐKN - Chia tầng: Bài 5: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén Trang 66 - Thiết kế mạch điều khiển theo tầng: - Vẽ mạch điều khiển khí nén: Vẽ mạch điều khiển tầng: - - Kết nối mô phỏng: Bài 5: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén Trang 67  TĨM TẮT NỘI DUNG BÀI 5: 5.1 Giới thiệu phương pháp thiết kế theo tầng 5.2 Thiết kế mạch điều khiển cấu/máy thực tế phương pháp chia tầng  CÂU HỎI CỦNG CỐ BÀI 5: Bài tập 1: Cho hệ thống in nhãn chi tiết bán tự động hình bên Piston xi lanh A B ban đầu phía Nhấn START Piston xi lanh A đẩy chi tiết ra, đến cuối hành trình Piston xi lanh B xuống để in nhãn chi tiết sau Piston quay Cuối Piston xi lanh A quay Chi tiết lấy tay Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng ĐKN theo yêu cầu Bài tập 2: Cho hệ thống khoan lỗ chi tiết hình bên Ban đầu Piston xi lanh 1A, 2A 3A vị trí phía Nhấn START Piston xi lanh 1A đẩy chi tiết vào vị trí gia cơng đồng thời kẹp chặt chi tiết, sau Piston xi lanh 2A gắn với đầu khoan để thực công việc chuyển động chạy dao, cuối hành trình Piston tự quay về, sau Piston xi lanh 1A quay đến cuối hành trình Piston xi lanh 3A để đẩy chi tiết vào thùng chứa sau thực xong Piston quay Hồn tất chu trình Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng ĐKN theo yêu cầu Bài 5: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén Trang 68 Bài tập 3: Các kiện hàng chuyền băng tải đặt trục lăn đưa lên xi lanh khí nén xilanh thứ đẩy xang bảng tải khác theo sơ đồ hình bên Xong trình xi lanh lại trở vị trí ban đầu chuẩn bị cho trình Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng ĐKN theo yêu cầu Bài tập 4: Những vật hình chữ nhật đóng dấu máy đặc biệt Những phần lấy từ nhà kho, đẩy vào khu vức đóng dấu bới xi lanh A, đóng dấu xilanh thứ B đẩy xi lanh C (như hình bên) Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng ĐKN theo yêu cầu Bải tập 5: Các kim loại uốn mép dụng cụ khí nén Sau kẹp chi tiết gia công xi lanh A, chi tiết gia công uốn cong xi lanh B, sau uốn cong hồn chỉnh xi lanh C (như hình bên) Khởi động hệ thống làm việc nút nhấn tay Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng ĐKN với yêu cầu Bài tập 6: Sắt cắt thành đoạn dài máy cố định Đưa lượng vào xi lanh A, đồng thời xi lanh tác động vào xilanh B trình đưa động lực vào Khi vật liệu dưa sát vào vị trí giữ cố định xi lanh C, sau cắt xi lanh D (như hình bên) Q trình hồn tất đồng thời xi lanh trở vị trí ban đầu, khởi động trình nút nhấn Bài 5: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén Trang 69 tay Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng ĐKN theo yêu cầu Bài tập 7: Với thiết bị điều lương ván từ trạm gia công cần cấp điều lượng: Các ván đẩy tới xi lanh A từ kho xi lanh B cung cấp cho trạm gia cơng Sau cần đẩy xi lanh B quay xi lanh A đạt vị trí cuối hành trình Khi khơng cịn gỗ kho chu trình khơng thể hoạt động ngắt tín hiệu thơng báo Sự điều khiển hoạt động theo chu kỳ Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng ĐKN theo sơ đồ hành trình bước (hình bên) Bài tập 8: Thiết bị gá, đúc với yêu cầu chi tiết cần in đặt vào phận kẹp chặt xilanh đưa phận in vào vị trí in Nhấn nút Start xi lanh A đưa chi tiết in vào vị trí in Tại cuối hành trì tác động cơng tắc hành trình đưa xi lanh B xuống đóng dấu Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng ĐKN theo sơ đồ hành trình bước (hình bên) Bài tập 9: Cụm lắp ráp với chi tiết khối đựng hộp rơi tự xuống, lắp tự động hai chốt mối lắp chặt Tương tự chi tiết khối chốt trụ đựng thùng tự rơi xuống Xi lanh A đẩy chi tiết khối đến vị trí lắp đồng thời kẹp chặt Sau xi lanh B ép chốt trụ thứ vào khối lắp ráp Tiếp theo quy trình xylanh C ép chốt thứ vào khối lắp ráp Sau xi lanh A xi lanh C quay Sau xi lanh B quay kết thúc chu trình lắp ráp chi tiết, sản phẩm rơi xuống băng tải Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng ĐKN cho yêu cầu theo sơ đồ hành trình bước (hình bên) Bài 5: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén Trang 70 Bài tập 10: Máy khoan, doa tự động với chi tiết gia cơng khoan kẹp tay lên bàn khoan Khi ấn nút khởi động chi tiết khoan (Xi lanh A) Chi tiết gia công cần phải doa Tương tự kẹp tay lên bàn khoan Sau dùng nút chọn chương trình nút khởi động khoan (cho xi lanh A hoạt động) Khi trình khoan kết thúc xi lanh B chạy định vị lỗ khoan vào vị trí doa Tiếp đến xi lanh C xuống để doa lỗ khoan Sau xi lanh C quay trở xi lanh B quay trở lấy chi tiết gia cơng Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng ĐKN theo yêu cầu với sơ đồ hành trình bước hình bên Bài tập 11: Thiết bị kẹp mài với chi tiết gia công trượt dẫn hướng bào qua Nó đưa lên máy mài tay dùng khí nén để kẹp chặt lại Sau mài vai bên trái bên phải Khi xi lanh A chuyển động đến vị trí ngồi xi lanh giữ áp suất kẹp dẫn tiến dọc B chuyển động Như lúc mài xong vai bên phải Tiếp đến xi lanh tiến ngang C Sau đến dẫn tiến dọc Lúc vai phía bên trái mài xong Khi xi lanh C quay vị trí ban đầu xi lanh A nhả chi tiết mài Kết thúc hành trình mài Hãy thiết kế mạch điều khiển theo tầng ĐKN theo yêu cầu với sơ đồ hành trình bước hình bên Bài 5: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén Trang 71 KẾT LUẬN Hệ thống điều khiển thủy lực – khí nén mối quan tâm công nhân hầu hết lĩnh vực công nghiệp máy công cụ CNC, phương tiện vận chuyển, máy dập, máy xây dựng, máy ép phun, máy bay, tàu thủy, máy y khoa, dây chuyền chế biến thực phẩm thiết bị làm việc linh hoạt, điều khiển tối ưu, đảm bảo xác, cơng suất lớn với kích thước nhỏ gọn lắp đặt dễ dàng không gian chật hẹp so với thiết bị truyền thống điều khiển khí hay điện Mỗi cơng nhân có khả phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động ứng dụng loại thiết bị hệ thống điều khiển thủy lực – khí nén; thiết kế, vận hành lắp ráp hệ thống điều khiển hệ thống thủy lực khí nén Bài 3: Phương pháp điều khiển theo nhịp Trang 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO Điều khiển điện khí nén, Trường Cao Đẳng Nghề Phú Thọ PGS TS Lê Hiếu Giang, TS Nguyễn Hồng Hạnh,, Công nghệ thủy lực khí nén, NXB Đại học quốc gia Nguyễn Văn Ban, Chu Văn Đức, Giáo trình điều khiển điện khí nén, Trường Cao Đẳng Nghề Đắc Lắk (2014) Nguyễn Phúc Đáo, Hệ thống khí nén – thủy lực, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Bùi Minh Thảo, Hệ thống điều khiển thủy lực khí nén, Trường Cao Đẳng Dầu Khí (2013) Phan Đình Huấn, Thực hành khí nén, NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh, (2015) Nhiều tác giả, chuyên ngành Cơ điện tử, tủ sách Nhất nghệ tinh, NXB Trẻ, năm 2017; Nhiều tác giả, Sổ tay khí, NXB Thế giới, tủ sách chuyên ngành Châu Âu, năm 2018; Table, Standards, Formulas, Mechanical and Metal Trades Handbook, EuropaTechnical Book Serier, Europa Lehrmittel 10 W Haring, M Metger, R.-C Weber, Electropneumatics Advanced level, Festo Didactic GmbH & Co KG 11 W Braungardt, P Lobelenz, G.Mark, FESTO Pneumatische Grundsteuerungen, Festo Didactic GmbH & Co KG 12 J P Hasebrink, R Kobler, FESTO Fundamentals of pneumatic control engineering, Festo Didactic GmbH & Co KG 13 M Pany, S Scharf, FESTO Electropneumatics Basic level, Festo Didactic GmbH & Co KG 14 Doris Schwarzenberger, FESTO Pneumatics Basic level, Festo Didactic GmbH & Co KG Tài liệu tham khảo Trang 73 ... cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Hệ thống điều khiển thủy lực – khí nén biên soạn dành cho sinh viên cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa (SCTBTĐH) Trường Cao Đẳng Dầu Khí thuộc môn học chuyên... thống thủy lực khí nén; (2) Các phần tử hệ thống điều khiển thủy lực khí nén; (3) Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống thủy lực, khí nén; (4) Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí. .. dung giáo trình gồm 05 bài: Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén Bài 2: Các phần tử hệ thống điều khiển thủy lực khí nén Bài 3: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống thủy lực, khí nén