Báo cáo fms cim

FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu hệ thống 1.2 Yêu cầu hệ thống 1.3 Đề xuất nguyên lí hoạt động hệ thống CHƯƠNG 2: CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG 2.1 Thông số chi tiết gia công 2.2 Thông số tổng thể hệ thống 2.3 Các cụm kết cấu hệ thống 2.4 Một số chi tiết tiêu biểu .13 2.5 Tính tốn lực đẩy áp suất 18 2.6 Cảm biến .18 CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 20 3.1 Sơ đồ giải thuật 20 3.2 Mạch thủy lực khí nén 22 3.3 Mạch điện .24 3.4 Chương trình PLC 25 3.5 Mơ định tính Tecnomatix Process Simulate 30 KẾT LUẬN 32 DANH MỤC HÌNH ẢNH 33 PHỤ LỤC .34 Nhóm Mã lớp: 141518 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh LỜI MỞ ĐẦU Xã hội ngày phát triển, nhu cầu vật chất tinh thần người ngày cao, toán cung – cầu nhà sản xuất tìm cách giải Tự động hóa dây chuyền sản xuất phương án tối ưu, địi hỏi nhanh chóng, xác giảm thiểu nhân cơng lao động Q trình sản xuất tự động hóa cao nâng cao suất sản xuất, giảm chi phí tăng tính cạnh tranh cho doanh nghiệp.  Xét điều kiện cụ thể nước ta cơng cơng nghiệp hóa đại hóa sử dụng ngày nhiều thiết bị điều khiển tự động trình sản xuất, gia công, chế biến sản phẩm… Điều dẫn tới việc hình thành hệ thống sản xuất linh hoạt, cho phép tự động hóa mức độ cao sản xuất hàng loạt nhỏ vừa sở sử dụng máy CNC, robot công nghiệp, Do báo cáo này, nhóm em đề xuất thiết kế mô hệ thống Trạm gia công tự động sử dụng máy ép máy khoan để minh họa cho hệ thống sản xuất linh hoạt Do kiến thức hạn hẹp thời gian thực khơng nhiều nên q trình thực khơng thể tránh khỏi thiếu sót Đề tài nhóm em mong nhận góp ý q thầy cơ.  Em xin cảm ơn thầy TS Nhã Tường Linh hướng dẫn tận tình, tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho em tìm hiểu, nghiên cứu phát triển hoàn thiện đề tài này.  Em xin chân thành cảm ơn!  Hà Nội, ngày 15 tháng 07 năm 2023 Nhóm Mã lớp: 141518 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Chương nhằm mục đích giới thiệu tổng quan đề xuất ý tưởng cho hệ thống mà nhóm xây dựng 1.1 Giới thiệu hệ thống Trạm gia cơng mà nhóm thiết kế bao gồm thành phần máy ép máy khoan Máy ép tiến hành tạo hình cho phôi, máy khoan tiến hành khoan lỗ để thu chi tiết yêu cầu Hệ thống sử dụng chủ yếu hệ thống thủy lực khí nén Các xi lanh khí nén thực nhiệm vụ cấp phôi, giữ phôi di chuyển phôi, xi lanh thủy lực tạo lực ép để tạo hình cho phơi Hình 1.1 Tổng quan hệ thống 1.2 Yêu cầu hệ thống - Chức năng: ép khoan lỗ cho phôi - Kết cấu hệ thống an toàn, bền vững - Thiết kế đơn giản, dễ dàng điều khiển 1.3 Đề xuất nguyên lí hoạt động hệ thống Nhóm Mã lớp: 141518 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Hình 1.2 Đề xuất ngun lí hoạt động Phơi cấp cho hệ thống, sau đưa đến vị trí máy dập, phơi tạo hình máy ép thủy lực Sau phơi xi lanh khí nén đẩy đến vị trí máy khoan tiến hành khoan lỗ sau khoan lỗ xong chi tiết đẩy khỏi hệ thống trở thùng chứa Nhóm Mã lớp: 141518 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh CHƯƠNG 2: CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG Trong chương này, tìm hiểu kết cấu khí tổng quát cụm kết cấu cấu thành lên hệ thống Đồng thời phần nhóm trình bày thiết kế lựa chọn số chi tiết 2.1 Thơng số chi tiết gia cơng Hình 2.3 Các giai đoạn hình thành chi tiết *Kích thước thơng số chi tiết sau gia cơng: Hình 2.4 Kích thước chi tiết yêu cầu *Vât liệu phôi: Nhôm => Khối lượng phôi M = 0.25x0.25x0.12x2700=20.25 kg 2.2 Thông số tổng thể hệ thống Nhóm Mã lớp: 141518 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Hình 2.5 Chiều cao hệ thống vầ khoảng cách từ trạm ép đến trạm khoan - Chiều cao hệ thống 1991 mm - Khoảng cách mà phôi di chuyển từ trạm ép đến trạm khoan 695 mm Nhóm Mã lớp: 141518 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Hình 2.6 Chiều dài hệ thống - Chiều dài hệ thống 2493 mm Nhóm Mã lớp: 141518 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Hình 2.7 Chiều rộng hệ thống - Chiều rộng hệ thống 2470 mm Nhóm Mã lớp: 141518 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Hình 2.8 Mơ hình 3D hệ thống 2.3 Các cụm kết cấu hệ thống a) Máy ép - Chiều cao: 1728 mm - Chiều dài: 800mm - Chiều rộng: 600 mm - Khoảng cách từ xi lanh máy ép đến bệ đỡ 296 mm Nhóm Mã lớp: 141518 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Hình 2.9 Kích thước trạm máy ép Nhóm Mã lớp: 141518 10 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG Ở chương đề xuất giải thuật điều khiển cho hệ thống Mô mạch điện, mạch nén, thủy lực hệ thống Chương trình mơ viết phần mềm TIA PORTAL, mạch điện, mạch thủy lực vầ nén thiết kế phần mêm Automation Studio Bên cạnh đó, em mơ chuyển động hệ thống phần mềm Tecnomatix Process 3.1 Sơ đồ giải thuật Về nguyên lí hoạt động hệ thống mà nhóm đề xuất diễn theo cách Phơi cấp cho hệ thống sau đẩy đến máy ép Sau thực ép tạo hình xong phơi chuyển sang máy khoan để thực khoan lỗ Quá trình lặp lại với phôi Dưới sơ đồ giải thuật Grafcet hệ thống Hình 3.21 Tên gọi phận Các phận trương trình PLC sơ đồ giải thuật đặt tương ứng hình trên: - XL: Xi lanh - CB: Cảm biến - CBHT: Cảm biến hành trình Hình sơ đồ Grafcet dạng hàm logic tương ứng Nhóm Mã lớp: 141518 20 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Hình 3.22 Sơ đồ Grafcet Nhóm Mã lớp: 141518 21 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh S0 =( S + Reset ) S1 Stop S1=( S 1+ S Start CB 1+S 12 CB1 ) S Stop S2=( S 2+ S CB2 ) S3 Stop …………………………… S1 2=( S1 + S1 T ) S1 Stop 3.2 Mạch thủy lực khí nén a) Mạch khí nén Các xy lanh khí nén sử dụng hệ thống xy lanh tác động chiều Chúng điều khiển van đảo chiều(5/2) điều khiển cuộn hút lị xo Ngồi xi lananh điều khiển tốc độ van tiết lưu Hình 3.23 Van đảo chiều 5/2 Hình 3.24 Van tiết lưu Nhóm Mã lớp: 141518 22 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Hình 3.25 Mạch khí nén b) Mạch thủy lực Nhóm Mã lớp: 141518 23 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Hình 3.26 Mạch thủy lực Xy lanh thủy lực điều khiển van dẫn hướng 4/3 (4 cửa vị trí) có cuộn hút lị xo 3.3 Mạch điện Nhóm Mã lớp: 141518 24 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Hình 3.27 Mạch điện hệ thống Hình sơ đồ mạch điện điều khiển kết nối thành phần hệ thống Có 10 đầu vào(Input) đầu ra(Output) 3.4 Chương trình PLC Chương trình PLC viết phần mềm TIA PORTAL dạng Ladder tương ứng với sơ đồ Grafcet trên: Nhóm Mã lớp: 141518 25 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Nhóm Mã lớp: 141518 26 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Nhóm Mã lớp: 141518 27 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Nhóm Mã lớp: 141518 28 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Hình 3.28 Chương trình PLC Trên phần chương trình lập trình theo logic sơ đồ Grafcet Phần lại điều khiển cấu em để phần chương trình đầy đủ phần phụ lục báo cáo Nhóm Mã lớp: 141518 29 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Hình 3.29 Địa đầu vào đầu 3.5 Mơ định tính Tecnomatix Process Simulate Hình 3.30 Giao diện phần mềm Tecnomatix Process Simulate Nhóm Mã lớp: 141518 30 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Đây phần mềm thuộc hệ sinh thái phần mềm Siemens Phần mềm giúp trực quan hóa q trình vận hành máy móc thiết bị hay hệ thống máy Phần mềm kết nối với PLC SIM giúp người dùng kết nối lập trình điều khiển PLC cho mơ hình 3D mà họ tạo ra.Phần mềm ứng dụng nhiều vận hành ảo thiết bị, dự đoán cố, chạy song song với mơ hình thật Phần mềm liên kết với phần mềm quản lí sản xuất TeamCenter, cơng cụ hữu ích để phát triển cơng nghê Digital Twin Nhóm Mã lớp: 141518 31 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh KẾT LUẬN Trạm gia công tự động sử dụng máy ép máy khoan mà nhóm đề xuất minh họa cụ thể rõ nét cho hệ thống sản xuất linh hoạt Vì thời gian có hạn nên đề tài nhóm em xin tạm dừng lại Rất hi vọng tương lai có thêm nhiều điều kiện để phát triển đề tài Một hướng mà nhóm đề xuất Vận hành ảo Digital Twin Một lần nhóm em xin trân trọng cảm ơn thầy TS Nhã Tường Linh tạo điều kiện, tận tình dạy cung cấp cho chúng em kiến thức bổ ích thú vị thơng qua môn học Em xin trân trọng cảm ơn Nhóm Mã lớp: 141518 32 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Tổng quan hệ thống Hình 1.2 Đề xuất nguyên lí hoạt động .4 Hình 2.1 Các giai đoạn hình thành chi tiết .5 Hình 2.2 Kích thước chi tiết yêu cầu Hình 2.3 Chiều cao hệ thống vầ khoảng cách từ trạm ép đến trạm khoan Hình 2.4 Chiều dài hệ thống Hình 2.5 Chiều rộng hệ thống Hình 2.6 Mơ hình 3D hệ thống Hình 2.7 Kích thước trạm máy ép 10 Hình 2.8 Mơ hình 3D trạm máy ép 11 Hình 2.9 Kích thước trạm khoan 12 Hình 2.10 Mơ hình 3D trạm khoan 13 Hình 2.11 Đặt tên cho thành phần hệ thống 13 Hình 2.12 Xi lanh 14 Hình 2.13 Kích thước pittong cần xi lanh 15 Hình 2.14 Xi lanh 15 Hình 2.15 Pittong cần xi lanh 16 Hình 2.16 Xi lanh thủy lực .17 Hình 2.17 Pittong cán xy lanh thủy lực .18 Hình 2.18 Các cảm biến sử dụng 19 Hình 3.1 Tên gọi phận 20 Hình 3.2 Sơ đồ Grafcet 21 Hình 3.3 Van đảo chiều 5/2 22 Hình 3.4 Van tiết lưu 22 Hình 3.5 Mạch khí nén 23 Hình 3.6 Mạch thủy lực 24 Nhóm Mã lớp: 141518 33 FMS & CIM GVHD: TS Nhã Tường Linh Hình 3.7 Mạch điện hệ thống 25 Hình 3.8 Chương trình PLC 29 Hình 3.9 Địa đầu vào đầu 30 Hình 3.10 Giao diện phần mềm Tecnomatix Process Simulate .30 PHỤ LỤC - Chương trình PLC Nhóm Mã lớp: 141518 34