Đây là đồ án về phân loại sản phẩm barcode sử dụng PLC, các cảm biến và điều khiển hiện thị trên giao diện Winform. Đồ án rất chất lượng, các ban sinh viên nên tham khảo. Đồ án rất chất lượng, các ban sinh viên nên tham khảo.
TỔNG QUAN
C HU TRI ̀ NH HÊ ̣ THÔ ́ NG
3.1 LỰA CHỌN CẢM BIẾN TIỀM CẬN.
3.1.1 Yêu cầu: o Phát hiện được vật : Hàng hóa đóng hộp. o Có thời gian phản hồi nhanh o Thích hợp với nhiệt độ môi trường của Việt Nam 20-38 độ C. o Thích hợp với độ ẩm môi trường ở các bãi phân loại 50-90% RH. o Điện áp ngõ ra phù hợp với điện áp ngõ vào của PLC 24 V.
3.1.2 Lựa chọn cảm biến phù hợp:
Cảm biến tiệm cận phản ứng khi có vật ở gần cảm biến Ở cự li gần cảm biến vẫn hoạt động tốt,trong nhiều trường hợp khoảng cách này chỉ là vài mm Cảm biến tiệm cận thường phát hiện vị trí cuối của chi tiết máy và tín hiệu đầu ra của cảm biến khởi động một chức năng khác của máy Đặc biệt cảm biến này hoạt động tốt ngay cả trong những môi trường khắc nghiệt
Hình 3.1: Cảm biến tiệm cận Đặc điểm cảm biến tiệm cận
TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ
LỰA CHỌN CẢM BIẾN TIỀM CẬN
3.1.1 Yêu cầu: o Phát hiện được vật : Hàng hóa đóng hộp. o Có thời gian phản hồi nhanh o Thích hợp với nhiệt độ môi trường của Việt Nam 20-38 độ C. o Thích hợp với độ ẩm môi trường ở các bãi phân loại 50-90% RH. o Điện áp ngõ ra phù hợp với điện áp ngõ vào của PLC 24 V.
3.1.2 Lựa chọn cảm biến phù hợp:
Cảm biến tiệm cận phản ứng khi có vật ở gần cảm biến Ở cự li gần cảm biến vẫn hoạt động tốt,trong nhiều trường hợp khoảng cách này chỉ là vài mm Cảm biến tiệm cận thường phát hiện vị trí cuối của chi tiết máy và tín hiệu đầu ra của cảm biến khởi động một chức năng khác của máy Đặc biệt cảm biến này hoạt động tốt ngay cả trong những môi trường khắc nghiệt
Hình 3.1: Cảm biến tiệm cận Đặc điểm cảm biến tiệm cận o Phát hiện vật thể không cần tiếp xúc, không tác động lên vật, khoảng cách xa nhất tới 30mm. o Hoạt động ổn định, chống rung động và chống shock tốt. o Tốc độ đáp ứng nhanh, tuổi thọ cao so với công tắc giới hạn (limit switch). o Đầu sensor nhỏ có thể lắp ở nhiều nơi. o Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt
Thông số kỹ thuật: o Nguồn điện cung cấp: 6 ~ 36VDC. o Khoảng cách phát hiện: 5 ~ 30cm. o Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở. o Dòng kích ngõ ra: 300mA. o Ngõ ra dạng NPN cực thu hở giúp tùy biến được điện áp ngõ ra, trở treo lên áp bao nhiêu sẽ tạo thành điện áp ngõ ra bấy nhiêu. o Chất liệu sản phẩm: nhựa. o Có led hiển thị ngõ ra màu đỏ. o Kích thước:18x70mm
Cảm biến từ tiệm cận bao gồm một cuộn dây được cuốn quanh một lõi từ ở đầu cảm ứng Sóng cao tần đi qua lõi dây này sẽ tạo ra một trường điện từ dao động quanh nó. Trường điện từ này được một mạch bên trong kiểm soát.
Khi vật kim loại di chuyển về phía trường này, sẽ tạo ra dòng điện (dòng điện xoáy) trong vật.
Những dòng điện này gây ra tác động như máy biến thế, do đó năng lượng trong cuộn phát hiện giảm đi và dao động giảm xuống; độ mạnh của từ trường giảm đi.
Mạch giám sát phát hiện ra mức dao động giảm đi và sau đó thay đổi đầu ra Vật đã được phát hiện.
Hình 3.2: Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận
Vì nguyên tắc vận hành này sử dụng trường điện từ nên cảm biến tiệm cận vượt trội hơn cảm biến quang điện về khả năng chống chịu với môi trường Ví dụ: dầu hoặc bụi thường không làm ảnh hưởng đến sự vận hành của cảm biến. Đầu ra của cảm biến cảm ứng
Ngày nay, hầu hết cảm biến cảm ứng đều có đặc điểm đầu ra tranzito có logic NPN hoặc PNP Những loại này còn được gọi là kiểu DC-3 dây.
Trong một số trường hợp cài đặt, người ta sử dụng cảm biến tiệm cận có 2 kết nối (âm và dương).
3.2 Driver điều khiển động cơ bước
Driver điều khiển động cơ bước DM542-05 là mạch động lực chuyên dùng để kiểm soát chính xác vị trí và dòng điện cho động cơ bước 2 pha loại nhỏ size 42 ( nema 17 ) và size 57 (nema 23 ) như dòng động cơ 57HBP.
Driver DM542 có rất nhiều ưu điểm và thường được ứng dụng trong các máy tự động cỡ nhỏ như máy khắc CNC, máy cắt CNC, máy cắt khắc laser CNC Đây là một động cơ đồng bộ dùng có khả năng biến đổi các tín hiệu điều khiển động cơ dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau để trở thành các chuyển động của góc quay hoặc các chuyển động của roto và đem lại khả năng cố định roto vào trong những vị trí cần thiết.
D RIVER ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC
3.2.1 Driver điều khiển động cơ bước TB6600
Driver điều khiển động cơ bước TB6600 sử dụng IC TB6600HQ/HG, dùng cho các loại động cơ bước: 42/57/86 2 pha hoặc 4 dây có dòng tải là 4A/42VDC Ứng dụng trong làm máy như CNC, Laser hay các máy tự động khác.
Dòng cấp tối đa là 4A.
Ngõ vào có cách ly quang, tốc độ cao.
Có tích hợp đo quá dòng quá áp.
DC+: Nối với nguồn điện từ 9 – 40VDC.
DC- : Điện áp (-) âm của nguồn.
A+ và A -: Nối vào cặp cuộn dây của động cơ bước.
B+ và B- : Nối với cặp cuộn dây còn lại của động cơ.
PUL+: Tín hiệu cấp xung điều khiển tốc độ (+5V) từ BOB cho M6600.
PUL-: Tín hiệu cấp xung điều khiển tốc độ (-) từ BOB cho M6600.
DIR+: Tín hiệu cấp xung đảo chiều (+5V) từ BOB cho M6600.
DIR-: Tín hiệu cấp xung đảo chiều (-) từ BOB cho M6600.
ENA+ và ENA -: khi cấp tín hiệu cho cặp này động cơ sẽ không có lực momen giữ và quay nữa.
Có thể đấu tín hiệu dương (+) chung hoặc tín hiệu âm (-) chung.
Hình 3.4: Cài đặt dòng điện
Hình 3.5 : Cài đặt góc xoay.
GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ STEP TD STP 43D2033
Động cơ bước (Step Motor) là motor điện đang được sử dụng rất phổ trong nhiều lĩnh vực khác nhau Chẳng hạn như sử dụng để cấu thành nên hệ thống di chuyển của các loại máy CNC (máy khắc cắt laser, máy cắt CNC hay máy cắt plasma CNC,…).
Nguyên lý hoạt động động cơ bước: Không quay theo các cơ chế thông thường, bởi vì Step motor quay theo từng bước một, cho nên nó có một độ chính xác cao, đặc biệt là về mặt điều khiển học. Động cơ motor bước làm việc nhờ vào hoạt động của các bộ chuyển mạch điện tử. Các mạch điện tử này sẽ đưa các tín hiệu của lệnh điều khiển chạy vào stato theo số thứ tự lần lượt và một tần số nhất định
Tổng số góc quay của từng con rotor tương ứng với số lần mà động cơ được chuyển mạch Đồng thời, chiều quay và tốc độ quay của con rotor còn phụ thuộc vào số thứ tự chuyển đổi cũng như tần số chuyển đổi.
Hình 3.6: Động cơ bước làm việc nhờ vào hoạt động của các bộ chuyển mạch điện tử
3.3.2 Thông số kỹ thuật o Kích thước động cơ: 42x42x40mm có bánh đà cao su o Trục 5mm o Dạng động cơ 2 phase 6 dây o Phân giải: 1.8 độ/ step o Dòng: 1A o Trở cuộn dây: 2.8Ohm/1phase
Thông thường, mỗi motor step có một bộ phận quan trọng nhất, nếu bạn hỏi mua bán động cơ bước thì chắc chắn phải hỏi đầu tiên Đó là động cơ bước thường có nhiều step Theo như thông tin từ nhà sản xuất, động cơ bước trên thị trường Việt Nam hiện nay đang được giới DIY tin dùng có số step là 200.
Ngoài ra, động cơ bước còn có các thông số khác, cụ thể như:
Bảng 3.1: Thông số các tham số
Rated Current/ phase (dòng tiêu thụ tối đa của mỗi pha) 2.0 A
Phase Resistance (điện trở của từng pha) 1.4 Ω
Voltage (hiệu điện thế dòng điện) 2.8 V
Trong đó, tham số Rated Current/ phase sẽ thể hiện cho bạn biết dòng điện tối đa mà mỗi pha của động cơ có thể nhận được Nếu driver điều khiển nào có dòng điện mỗi pha cao hơn thông số nêu trên thì sẽ hỏng Do đó, bạn nên lựa loại driver cho dòng điện chạy ra xấp xỉ 80 - 90% thông số trên đây Điện trở mỗi pha được xem là hằng số (các bạn có thể xem trong datasheet của động cơ bước mà mình đã mua) Còn con số voltage được xem là hiệu điện thế tối ưu để làm cho các stepper có thể hoạt động ổn định (2.0 * 1.4 = 2.8V)
3.3.3 Ứng dụng. Động cơ bước hiện nay đang được ứng dụng rất nhiều và ngày càng phổ biến, chủ yếu là trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số của các động cơ Nó được thực hiện bởi các lệnh đã được mã hoá tự động dưới dạng số. Ứng dụng động cơ bước trong ngành công nghiệp tự động hoá, đặc biệt là đối với các thiết bị máy móc cần phải có sự chính xác Chẳng hạn như các loại máy móc công nghiệp hiện đại, giúp phục vụ cho quá trình gia công cơ khí như: Máy cắt công nghệ plasma CNC, máy cắt công nghệ CNC laser,…
Hình 3.7: Ứng dụng động cơ bước nhiều nhất trong ngành công nghiệp tự động hoá
Ngoài ra, trong lĩnh vực công nghệ máy tính, động cơ bước Step cũng được sử dụng trong các loại ổ đĩa cứng hoặc ổ đĩa mềm, thậm chí là cả máy in.
Trong lĩnh vực an ninh bảo mật thì động cơ bước chính là một sản phẩm giám sát mới, đem lại tiến bộ vượt trội cho ngành an ninh.
Trong lĩnh vực y tế thì động cơ bước được sử dụng để sản xuất máy quét y tế, máy lấy mẫu, thậm chí còn có bên trong máy chụp ảnh nha khoa kỹ thuật số, những chiếc bơm chất lỏng, mặt nạ phòng độc và các loại máy móc phân tích mẫu máu.
Trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng, động cơ bước được dùng trong quá trình chế tạo máy ảnh, đem lại chức năng lấy nét chính xác và sắc sảo cho máy ảnh, đồng thời có chức năng thu phóng các loại camera kỹ thuật số tự động hay các loại máy in 3D.
XY LANH KHÍ NÉN
- Hành trình xylanh Lxl = 25cm = 250 mm.
3.4.2 Tính toán thông số xylanh phù hợp.
- Áp suất khí nén của các máy nén khí thông dụng là: P = 6bar = 6,1183 kgf/cm2.
- Tải trọng đáp ứng là: F = 50; N = 5 (kg).
- Chọn đường kính xy lanh:
- Chọn đường kính: Dxl = 40 mm.
- Hành trình xy lanh: Lxl = 250 mm.
- Kiểu tác động: Hai tác động, 1 trục.
- Gá lắp: Gá clevis đôi.
- Gá cảm biến: Thân ray.
- Áp suất phá hủy: 1Mpa.
- Áp suất hoạt động tối đa : 0.7Mpa.
- Áp suất hoạt động tối thiểu: 0.06Mpa.
- Nhiệt độ lưu chất và môi trường: -10 ~ 600C (không đóng băng).
- Tùy chọn vòng từ: Có vòng từ.
Hình 3.8: Cảm biến được kết nối với mô hình.
Van khí nén là sử dụng chính áp suất và lượng khí nén để điều khiển hoạt động đóng mở cửa van. Ưu điểm của van điện từ khí nén đó là: o Đa dạng và đầy đủ các kích thước, kiểu dáng, mẫu mã và chất liệu phù hợp với hầu hết các hệ thống khí. o Chất liệu tốt giúp van tăng tuổi thọ nhất là khi làm việc trong những môi trường có tính ăn mòn, oxi hóa mạnh. o Độ tin cậy khi làm việc cao, đáp ứng nhu cầu vận hành với tần suất lớn. o Đóng mở van nhanh chóng khi có điện năng, thời gian trung bình từ 1-3s. o Dòng lưu chất là khí nén đã giúp giảm thiểu tối đa nguy cơ cháy nổ và ô nhiễm môi trường. o Kết cấu đơn giản, nhỏ gọn nên dễ dàng cho việc lắp đặt, di chuyển, vận hành cũng như vệ sinh, kiểm tra. o Giá thành của các van khí nén không cao, phù hợp với khả năng tài chính của khách hàng.
Hình 3.9: Van 5 -2 Đặc điểm loại van trên: Van đảo chiều 5/2 tác động trực tiếp bằng dòng khí nén vào từ hai phía của nòng van, đây là loại van 5 cửa 2 vị trí.
Van điện từ khí nén 5/2 được phân chia thành 2 loại đó là: Van 5/2 một đầu điện, van 5/2 hai đầu điện Dù là loại nào thì kết cấu van vẫn chỉ bao gồm: thân van, đầu điện và trục nối.
Tuy nhiên ở thân van sẽ có 5 cửa khí: 1 cửa đưa khí vào, 2 cửa khí xả, 2 cửa khí làm việc kết nối với 2 cửa khí xi lanh và 2 vị trí truyền động.
Nguyên lý hoạt động của van 5/2 Ở trạng thái bình thường có nghĩa khí nén không được đi qua van, các cửa 1 thông cửa số 2, cửa số 3 đóng, cửa 4 thông với cửa số 5.
Khi cấp nguồn điện 12v, 24v hoặc 110v, 220v thì lập tức cửa 1 thông với cửa số 4, cửa số 2 thông với cửa số 3, cửa số 5 bị đóng, khí sẽ đi qua van đến xi lanh.
Với loại van 5/2 một đầu điện, khi ta cấp điện thì van sẽ đảo chiều, ngưng cấp thì van sẽ về nguyên trạng thái ban đầu.
Với loại van điện từ khí nén 5/2 có hai đầu điện thì khi ta cấp điện ở 1 đầu, ty xi lanh sẽ đi ra Nếu cấp điện ở đầu số 2, ty của xi lanh khí sẽ rút về nhanh chóng.
Chính vì thế mà van khí 5/2 là loại van đảo chiều được sử dụng rộng rãi nên giá van khí nén 5/2 khá phải chăng, phù hợp với nhu cầu mua và sử dụng của mọi mục đích.
Hình 3.10: Đầu van khí nén
CHỌN BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC LẬP TRÌNH
3.5.1 Cấu tạo và phân loại.
Bộ nhớ chương trình: RAM, ROM, ngoài ra có thể sử dụng vùng nhớ ngoài – EPROM.
Bộ xử lý trung tâm CPU.
Module input/output Thông thường module I/O được tích hợp trên PLC, khi có nhu cầu mở rộng I/O có thể lắp module I/O.
Cổng kết nối PLC và máy tính: RS232, RS422, RS485 thực hiện đổ chương trình và giám sát chương trình.
Cổng truyền thông: PLC thường tích hợp cổng truyền thông Modbus RTU Tùy hãng và dòng sản phẩm, PLC có thể được tích hợp thêm các chuẩn truyền thông khác như Profibus, Profinet, CANopen, EtherCAT…
- Thiết bị chống nhiễu tốt
- Kết nối thêm các modul để mở rộng ngõ vào/ra.
- Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
- Dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển bằng máy lập trình hoặc máy tính
- Độ tin cậy cao, kích thước gọn.
3.5.3 Chọn loại PLC Mitsu 24MT.
Cổng kết nối và cap lập trình:
RS232 hoạt động với chế độ giao tiếp hai chiều trao đổi dữ liệu với nhau Hai thiết bị sẽ được kết nối với nhau gồm DTE( thiết bị đầu cuối) xử lý dữ liệu số và DCE ( thiết bị truyền dữ liệu) có các chân như TXD, RXD, RTS, CTS,…
Nguồn DTE, RTS tạo yêu cầu gửi dữ liệu Sau đó DCE và CTS sẽ xóa đường dẫn nhận dữ liệu Sau khi xóa đường dẫn, nó sẽ đưa ra tín hiệu cho RTS của nguồn DTE gửi dữ liệu Các bit được truyền từ DTE sang DCE.
Nguồn DCE đưa ra yêu cầu được tạo bởi RTS và CTS ở bộ nguồn DTE, xóa đường dẫn dữ liệu và đưa ra tín hiệu để gửi dữ liệu.
Dùng RS232 này cũng rất tiện lợi cụ thể như: o RS232 có khả năng chống nhiễu tốt ở các cổng nối tiếp cao. o Có thể tháo lắp các thiết bị ngoại vi ngay cả khi máy tính đang được cấp điện. o Các mạch điện đơn giản, có thể nhận được điện áp nguồn nuôi qua cổng nối tiếp. o Tốc độ truyền nhận dữ liệu là 100kbps, các lối vào có điện dung nhỏ hơn 2500 pF. o Độ dài cáp nối giữa máy tính và thiết bị ngoại vi ghép nối không vượt qua 15m
Hình 3.13: Sơ đồ cấu trúc ngõ ra – ngõ vào.
- Ngõ vào/ra: 14 vào / 10 ra
- Ngõ ra: Transistor: 24VDC/5A (Khuyến cáo sử dụng 1A).
- Ngõ vào analog: độ chính xác 12bit, A0-AD2: 0-10V, A3-AD5: 0-20mA; Đọc cấu trúc lệnh RD3A.
- Ngõ ra analog :2 ngõ ra analog, độ chính xác 12bit, ngõ ra vôn: 0-10V, ngõ ra analog với cấu trúc lệnh WR3A.
- Phát xung: 100KHz (khuyến cáo 40KHz) Kích thước (Dài*Rộng*Cao): 137mmx120mmx43mm nặng 300g
- Bộ đếm tốc độ cao: Bộ đếm 6 kênh mặc định 8k (Đếm 1 chiều hoặc 2 chiều).
- Giao tiếp HMI: Có thế kết nối hầu hết các loại HMI RS232 (1 Cổng)/ RS485 (1 Cổng)
- Phần mềm lập trình: GX Developer - GX-Work 2
- Cổng lập trìnhDP9/RS232 tốc độ 38.4kbs
- Số lượng bước lập trình: 8000 bước
- Khả năng bảo vệ: Chống ăn mòn - chống ẩm - chống tĩnh điện.
CHỌN MÁY QUÉT MÃ VẠCH
Nhà máy bán hàng trực tiếp, giá rẻ và hiệu quả.
Tốc độ giải mã: 200 lần / giây. Độ sâu trường quét có thể đạt 2-500 mm.
Quét mã vạch trên màn hình điện tử như điện thoại di động và máy tính.
Khả năng giải mã mạnh, có thể đọc mã vạch không đầy đủ hoặc mờ.
Hỗ trợ nhiều bàn phím ngôn ngữ quốc gia (tiếng Anh, tiếng Tây Ban Nha, tiếng Pháp, tiếng Đức, ).
Lĩnh vực ứng dụng: siêu thị, bán lẻ, kho bãi, hậu cần, thư viện, chăm sóc y tế,
Có thể được tùy chỉnh theo nhu cầu của khách hàng.
Hình 3.14: Máy quét mã barcode
Hiện nay có 2 loại máy quét mã barcode là máy cầm tay và máy để bàn Đều là nó cả chỉ khác ở mục đích sử dụng để tiện lợi cho người dùng Trong đồ án này chúng em dùng máy quét cầm tay.
Máy quét mã vạch cầm tay: Đây là dạng đầu đọc phổ biến hiện nay vì nó nhỏ gọn và khá hữu dụng có thể mang đi mang lại được Loại này thường kết nối với máy tính thông qua dây USB hoặc thông qua Bluetooth Do đó người dùng có thể dễ dàng di chuyển để quét mã vạch Thông thường được sử dụng phổ biến trong các kho hàng, bến bãi hay xưởng sản xuất.
Thông số kỹ thuật sản phẩm: Máy quét mã vạch CCD có dây một chiều YHD- 1100C.
Chất liệu vỏ: ABS + PC.
Chế độ kích hoạt: Bấm nút, liên tục tự động. Độ sâu trường ảnh quét: 2mm-500mm.
Phương pháp nhắc nhở: Bộ rung, đèn báo.
Góc quét: Góc quay ± 60 °, góc nghiêng ± 65 °, góc lệch ± 42 °.
Khả năng giải mã: UPC / EAN / JAN, UPC / EAN có bổ sung, UCC / EAN 128 Mã
39, MSI, Mã 11, Mã 39 ASCII đầy đủ ,, Mã 128, Mã 128Full ASCII, Codabar, Code93, Discrete2of5, RSSvariants, Codabar, Chinese2of5, Inteleaved2 / 5, Interleaved2of5, Nhiệt độ: -20 C đến 50 C (nhiệt độ làm việc): -40 C đến 60 C (nhiệt độ bảo quản). Lớp vỏ: Cấp độ bảo vệ 54.
Kiểm tra thả: Nó vẫn có thể hoạt động bình thường sau nhiều lần rơi từ độ cao 2m xuống sàn bê tông.
H Ệ THỐNG BĂNG CHUYỀN
Băng tải (băng chuyền) hiểu đơn giản là một máy cơ khí dùng để vận chuyển các đồ vật từ điểm này sang điểm khác, từ vị trí A sang vị trí B Thay vì vận chuyển sản phẩm bằng công nhân vừa tốn thời gian, chi phí nhân công lại tạo ra môi trường làm việc lộn xộn thì băng chuyền tải có thể giải quyết điều đó.Nó giúp tiết kiệm sức lao động, số nhân công, giảm thời gian và tăng năng suất lao động.
Vì vậy băng chuyền, băng tải là một trong những bộ phận quan trọng trong dây chuyền sản xuất, lắp ráp của các nhà máy, xí nghiệp Góp phần tạo nên một môi trường sản xuất hiện đại, khoa học và giải phóng sức lao động mang lại hiệu quả kinh tế cao cho công ty.
- Khung băng tải: thường được làm bằng nhôm định hình, thép sơn tĩnh điện hoặc inox.
- Dây băng tải: Thường là dây băng PVC dày 2mm và 3mm hoặc dây băng PU dầy 1.5mm.
- Động cơ chuyền động: Là động cơ giảm tốc công suất 0.2KW, 0.4KW, 0.75KW,1.5KW, 2.2KW.
Bộ điều khiển băng chuyền: Thường gồm có biến tần, sensor, timer, PLC
Cơ cấu truyền động gồm có: Rulo kéo, con lăn đỡ, nhông xích
Hình 3.15: Cấu tạo băng tải.
Hệ thống bàn thao tác trên băng chuyền thường bằng gỗ, thép hoặc inox trên mặt có dán thảm cao su chống tĩnh điện.
Hệ thống đường khí nén và đường điện có ổ cắm để lấy điện cho các máy dùng trên băng chuyền.
Ngoài ra thường có thêm đường điện chiếu sáng.
Băng tải, băng chuyền được ứng dụng trong các ngành sản xuất công nghiệp, chế biến thực phẩm, khai thác, nhằm giúp hỗ trợ tối đa cho doanh nghiệp trong quá trình vận chuyển hàng hóa nhanh chóng, an toàn, tiện lợi Ngoài ra với hệ thống băng tải còn giúp doanh nghiệp tối ưu hóa được chi phí, tiết kiệm thời gian, hạn chế nguồn nhân lực mang lại hiệu quả kinh tế cao đồng thời còn giúp cho hệ thống sản xuất ngày càng được tự động hóa theo hướng hiện đại.
N GUỒN CHUYỂN ĐỔI
Bộ chuyển đổi nguồn điện tên tiếng anh là adapter là bộ phận được dùng để biến đổi, hay gọi theo cách khác là chuyển đổi nguồn điện của các thiết bị điện từ điện áp cao 220V xuống mức điện áp thấp hơn (phụ thuộc vào mục đích dùng ở điện mức bao nhiêu), nhằm sử dụng phù hợp với các hệ thống thiết bị điện Bộ chuyển đổi(adapter) hiện được sử dụng rộng rãi trong nhiều nghành nghề đặc biệt là các ngành nghề điện tử.
Trong đồ án tốt nghiệp này chúng em sử dụng nguồn là nguồn tổ ong Với 2 loại nguồn là nguồn 24V – 5A và nguồn 24V – 3A
Nguồn tổ ong 24v là thiết bị điện tử với linh kiện, mạch in được sản xuất để chuyển đổi điện áp xoay chiều 220v thành điện áp 24v một chiều DC với các công suất khác nhau và kích thước cũng khác nhau cho từng mà nguồn.
Mục đích sử dụng nguồn tổ ong 24v để cung cấp nguồn cho camera, đèn led, mạch điều khiển, thiết bị điện tử rất thuận tiện đấu nối.
Cấu tạo nguồn tổ ong
Trên thị trường có rất nhiều nguồn xung với nhiều chủng loại, kích cỡ khác nhau. Tuy nhiên, nhìn vào một board mạch cơ bản, một bộ nguồn tổ ong sẽ bao gồm những linh kiện sau:
Biến áp xung: đây là linh kiện được cấu tạo từ những cuộn dây thép khác nhau.Các cuộn dây quấn trên một lõi từ, giống như những máy biến áp thông thường.Tuy nhiên, biến áp thường sẽ sử dụng lõi thép kỹ thuật điện Nguồn tổ ong sử dụng lõi ferit.
Nguồn xung có biến áp hoạt động tốt ở dải tần cao hơn hẳn so với biến áp thường chỉ hoạt động ở dải tần thấp Khi nguồn tổ ong và biến áp thường có cùng kích thước nhưng công suất của biến áp xung lớn hơn rất nhiều lần
Cầu chì: linh kiện có tác dụng bảo vệ mạch nguồn bị ngắn mạch
Bộ phận: cuộn chống nhiễu, tụ lọc sơ cấp Điốt chỉnh lưu sẽ có nhiệm vụ biến đổi dòng xoay chiều 220VAC thành điện áp 1 chiều tích Sau đó tích điện trên tụ lọc sơ cấp để cung cấp năng lượng cho cuộn sơ cấp của máy biến áp xung.
Sò công suất: phần bán dẫn dùng như một công tắc chuyển mạch trong bộ xung. Trong đó có thể là transistor, mosfet, IC tích hợp, IGBT Những bộ phần này có nhiệm vụ đóng cắt điện từ chân (+) của tụ lọc sơ cấp vào cuộn dây sơ cấp của biến áp xung rồi cho xuống mass.
Hình 3.16: Cấu tạo nguồn tổ ong
Tụ lọc nguồn thứ cấp: bộ phận này có nhiệm vụ tích trữ năng lượng điện từ cuộn thứ cấp của biến áp xung để cấp cho tải tiêu thụ Khi cuộn sơ cấp được đóng cắt điện liên tục bằng sò Chúng ta đều biết sẽ xuất hiện trường biến thiên dẫn đến cuộn thứ cấp cũng xuất hiện một điện áp ra Điện áp sẽ được chỉnh lưu qua các điốt rồi đưa vào tụ lọc thứ cấp để san phẳng điện áp.
IC quang và IC TL431: hai linh liện này có nhiệm vụ tạo ra điện áp ổn định để khống chế điện áp ra bên thứ cấp ổn định theo mong muốn người dùng Chúng cần phải khống chế dao động đóng cắt điện vào cuộn sơ cấp để điện áp ra bên thứ cấp đạt yêu cầu.
Nguyên lý hoạt động
Nguồn xung được thiết kế sẵn có cổng điện áp vào và ra rất dễ cho người sử dụng. Nguồn điện công suất lớn sẽ có hai cổng điện vào 220VAC cho 2 pha L – N, 3 cổng 0V,
3 cổng điện áp (+), cổng đất cho thiết bị nào cần.
Nguồn điện 2 chiều qua bộ xung sẽ được chuyển đổi qua các tụ điện, sò công suất và ra dòng điện một chiều
Thông số kỹ thuật Điện áp đầu vào: (AC) 110V - 2200V 50 - 60 Hz Điện áp đầu ra : DC 24V
Dòng điện ra hiện tại : 5A
Kích thước: 160mm*98mm*42mm(L*W*H)
Tiêu chuẩn: Loại tốt, đủ ampe, chính hãng, chất lượng, tuổi thọ và hiệu quả cao Bảo vệ: Quá áp, ngắn mạch
Làm mát bởi sự đối lưu không khí tự nhiên
Thông số kỹ thuật Điện áp đầu vào: (AC) 110V - 2200V 50 - 60 Hz. Điện áp đầu ra : DC 24V.
Dòng điện ra hiện tại : 3A.
Kích thước: 159mm*100mm*43mm(L*W*H).
Tiêu chuẩn: Loại tốt, đủ ampe chính hãng, chất lượng, tuổi thọ và hiệu quả cao. Bảo vệ: Quá áp, ngắn mạch.
Làm mát bởi sự đối lưu không khí tự nhiên.
T AY G ẮP
Hiện nay xu hướng công nghiệp hoá, công nghệ hoá việc sử dụng những khoa học công nghệ vào đời sống góp phần giúp đỡ con người cũng tăng năng suất hơn rất nhiều. Đồ án của chúng em cũng nghiên cứu và triển khai với ứng dụng phân loại sản phẩm Một trong những các linh kiện quan trọng và đáng giá trong sản phầm đồ án của chúng em là tay gắp hay gọi là hệ thống máy gắp và phân loại sản phẩm Nó được sử dụng phổ biến trong các môi trường sản xuất hiện đại, có thể sử dụng trong tất cả các giai đoạn của quá trình sản xuất, từ cấp nguyên vật liệu đầu vào đến đóng gói sản phẩm ở đầu ra, giúp làm tăng tốc quá trình gắp sản phẩm và đặt chúng ở các vị trí khác kể cả những sản phẩm với kích thước nhỏ Tính đến năm 2022, hầu hết các doanh nghiệp đang mắc phải những vấn đề liên quan đến việc “gắp”, sắp xếp sản phẩm Đi đầu đón công nghệ như công ty lớn Vinfast Công ty sản xuất xe công nghệ - nơi máy móc robot làm hầu hết công việc, tạo ra những dòng sản phẩm mang thương hiệu.
Máy gắp và phân loại sản phẩm tự động sử dụng cảm biến Vision để sắp xếp và phân loại sản phẩm phục vụ cho các công đoạn tiếp theo trong khi những Robot thông thường chỉ gắp sản phẩm trong dây chuyền qua vị trí khác.
Robot trang bị hệ thống cảm biến kiểm soát hành trình của Robot Robot có thể hoạt động với tốc độ cao nhưng vẫn đảm bảo các chuyển động được giám sát một cách chính xác và an toàn).
Máy gắp và phân loại sản phẩm sở hữu cánh tay robot 6 trục có thể thực hiện các thao tác chuyển động phức tạp và linh hoạt hơn các sản phẩm thông thường.
Dựa trên nguyên lý cấu tạo phổ thông của máy in 3D, CNC,… máy sử dụng nhôm định hình 20x20(mm) làm khung xương cho cơ cấu Động lực là động cơ bước, cơ cấu truyền động là Vitme đường kính 8mm – bước 8, định hướng sử dụng các thanh Ti tròn đường kính 8mm, cho cả trục dọc và ngang Kèm theo là các bộ phận tự thiết kế và in 3D để sử dụng và kết nối.
2 thanh Ti trượt tròn 8mm – dài 440mm.
1 thanh Vitme bước 8, 8mm – dài 420mm.
1 Đông cơ bước máy in 3D nema17.
1 Gá đỡ động cơ bước size 42 cho nhôm 2020.
4 Gỗi đỡ ti trượt SK8.
1 Gối đai ốc Vitme 8mm.
2 Bộ phận đỡ trục dọc (in 3D).
1 Bộ phận kết gối đai ốc Vitme với trục dọc (in 3D).
1 Gá đỡ vòng bạc đạn 608zz (in 3D).
2 thanh Ti trượt tròn 8mm – dài 220mm.
1 thanh Vitme bước 8, 8mm – dài 200mm.
1 Đông cơ bước máy in 3D nema17.
4 Gỗi đỡ ti trượt SHF8.
1 Gối đai ốc Vitme 8mm.
1 Bộ phận cố định trục dọc – Trên (in 3D).
1 Bộ phận cố định trục dọc – Dưới (in 3D).
1 Bọ phận kết nối xi lanh kẹp và gối đai ốc Vitme (in 3D).
4 Nhôm định hình 20x20 dài 400mm.
Khung trục dọc: 2 Nhôm định hình 20x20mm dài 180mm.
Hình 3.20: Khung trục dọc bằng ảnh màu.
Hình 3.22: Gá đỡ vòng bạc đạn 608zz.
Hình 3.23: Bộ phận đỡ trục dọc (in 3D).
3.9.3 Nguyên lý hoạt động.
Khả năng truyền động đến từ động cơ kết nối với thanh Vitme thông qua khớp nối mềm Khi động cơ hoạt động làm Vitme xoay Việc cố định trục Vitme lại sẽ làm cho gối đai ốc Vitme (lúc này đã được gắn vào thanh Vitme) di chuyển tịnh tiến dựa trên các rãnh ren ăn khớp với nhau giữa đai ốc và Vitme Cố định đầu cuối của trục trên vòng bạc đạn để giảm thiểu run lắc trong quá trình thực hiện.
Với trục ngang, sử dụng động cơ bước và trục Vitme để truyền động, sử dụng 4 con trượt luồng qua 2 thanh ti trượt để đảm bảo sự chính xác và điều tốc dễ dàng trong quá trình sử dụng và kết nối vưới trục dọc Còn trục dọc, sử dụng động cơ bước và trục Vitme để truyền động, việc hành trình ngắn hơn trục ngang và ít tốn diện tích khung thì chỉ cần sử dụng 2 con trượt luồng qua 2 thanh ti.
Xi-lanh kẹp là xi lanh khí nén 2 tác động với 2 trạng thái kẹp vào và thả ra thông qua van khí điện từ 5/2.
3.10 Điều khiển thông qua giao diện được thiết kế trên Visual Studio.
3.10.1 Khái niệm về Visual Studio
Visual studio là một trong những công cụ hỗ trợ lập trình website rất nổi tiếng nhất hiện nay của Mcrosoft và chưa có một phần mềm nào có thể thay thế được nó Visual Studio được viết bằng 2 ngôn ngữ đó chính là C# và VB+ Đây là 2 ngôn ngữ lập trình giúp người dùng có thể lập trình được hệ thống một các dễ dàng và nhanh chóng nhất thông qua Visual Studio.
Visual Studio là một phần mềm lập trình hệ thống được sản xuất trực tiếp từ Microsoft Từ khi ra đời đến nay, Visual Studio đã có rất nhiều các phiên bản sử dụng khác nhau Điều đó, giúp cho người dùng có thể lựa chọn được phiên bản tương thích với dòng máy của mình cũng như cấu hình sử dụng phù hợp nhất.
Bên cạnh đó, Visual Studio còn cho phép người dùng có thể tự chọn lựa giao diện chính cho máy của mình tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng.
3.10.2 Một số tính năng của phần mền Visual Studio.
Giống như bất kỳ một IDE khác, Visual Studio gồm có một trình soạn thảo mã hỗ trợ tô sáng cú pháp và hoàn thiện mả bằng các sử dụng IntelliSense không chỉ cho các hàm, biến và các phương pháp mà còn sử dụng cho các cấu trúc ngôn ngữ như: Truy vấn hoặc vòng điều khiển.
Bên cạnh đó, các trình biên tập mã Visual Studio cũng hỗ trợ cài đặt dấu trang trong mã để có thể điều hướng một cách nhanh chóng và dễ dàng Hỗ trợ các điều hướng như: Thu hẹp các khối mã lệnh, tìm kiếm gia tăng,…
Visual Studio còn có tính năng biên dịch nền tức là khi mã đang được viết thì phần mềm này sẽ biên dịch nó trong nền để nhằm cung cấp thông tin phản hồi về cú pháp cũng như biên dịch lỗi và được đánh dấu bằng các gạch gợn sóng màu đỏ.
Trình gỡ lỗi: Có tính năng gỡ lỗi máy và gỡ lỗi cấp mã nguồn.
- Windows Forms Designer: Thiết kế giao diện điều khiển, giám sát đối tượng.
- Điều khiển trình bày dữ liệu có thể được liên kết với các nguồn dữ liệu như: Cơ sở dữ liệu hoặc truy vấn.
- Tính năng này cũng giống như Windows Forms Designer có công dụng hỗ trợ kéo và thả ẩn dụ Sử dụng tương tác giữa người và máy tính nhắm mục tiêu vào Windows Presentation Foundation.
- Visual Studio cũng có một trình soạn thảo và thiết kế website cho phép các trang web được thiết kế theo tính năng kéo và thả đối tượng Mục đích là để hỗ trợ người dùng tạo trang web dễ dàng hơn, những yêu cầu đơn giản như thiết kế web du lịch hay các trang giới thiệu của công ty có thể sử dụng tính năng này vì nó vẫn đảm bảo cho bạn sở hữu được một website hoàn chỉnh.
3.10.3 Vì sao nên sử dụng Visual Studio.
- Visual Studio hỗ trợ lập trình trên nhiều ngôn ngữ khác nhau như: C/C++, C#, F#,Visual Basic, HTML, CSS, JavaScript.
- Là một công cụ hỗ trợ việc Debug một cách dễ dàng và mạnh mẽ như: Break Point, xem giá trị của biến trong quá trình chạy, hỗ trợ debug từng câu lệnh.
- Giao diện Visual Studio rất dễ sử dụng đối với người mới bắt đầu lập trình.
- Visual Studio hỗ trợ phát triển các ứng dụng: desktop MFC, Windows Form, Universal App, ứng dụng mobile Windows Phone 8/8.1, Windows 10, …
- Visual Studio hỗ trợ xây dựng ứng dụng một cách chuyên nghiệp bằng các công cụ kéo thả.
- Visual Studio được đông đảo lập trình viên trên thế giới sử dụng.
3.10.4 Giao diện winform thiết kế để theo dõi hệ thống.
Đ IÊ ̀ U KHIÊ ̉ N THÔNG QUA GIAO DIÊ ̣ N ĐƯƠ ̣ C THIÊ ́ T KÊ ́ TRÊN V ISUAL S TUDIO
Sơ đồ kết nối này gồm 5 khối: o Khối PLC: o Khối PC o Khối Step o Khối DC o Khối nguồn 24VDC
