báo cáo điều khiển khí nén và thủy lực

Khi nhấn START, do công tắc hành trình S1 thường mở bị tác động trước nên nên van điều khiển tầng 4/2 được tác động.. Xy lanh B đi ra chạm công tắc hành trình S4, tác động cho xy lanh C

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG

KHOA CƠ ĐIỆN

Biên hòa tháng 5/2011

trang 1

M c l c ục lục ục lục

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ YÊU CẦU CỦA BÀI BÁO CÁO 2

PHẦN I: 2

PHẦN I: MÁY TÁN ĐINH 3

PHẦN II : PRESSING –MÁY DẬP 9

6.Thiết kế mạch dùng vi điều khiển: 16

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ YÊU CẦU CỦA BÀI BÁO CÁO

+ Thiết kế điều khiển hệ thống bằng mạch rơle

+ Thiết kế điều khiển hệ thống bằng vi điều khiển

PHẦN II:

Xây dựng mô hình khí nén bài số 56 “pressing” trong cuốn 99 bài ứng dụng khí nén

+ Vẽ mô hình 3d và mô phỏng cơ cấu làm việc “pressing”

+ Thiết kế cơ cấu của mô hình

+ Thiết kế điều khiển hệ thống bằng mạch khí nén thuần túy(công tắc hành trình, theo tầng)

+ Thiết kế điều khiển hệ thống bằng mạch rơle

trang 3

PHẦN I: MÁY TÁN ĐINH

Các chi tiết được đưa vào máy bằng tay Xy lanh A dùng để kẹp chặt chi tiết,

xy lanh B đẩy các đinh tán vào các lỗ và giữ chặt chúng, xy lanhC sẽ thực hiện việc tán đinh (tạo ra đầu hình bán cầu) Sau khi hoàn tất việc tán đinh các chi tiết được tháo ra bằng tay

1.Mô hình 3d :

Hình 1.1- Mô hình 3D của máy tán đinh

2.Biểu đồ trạng thái của xi lanh:

A- = T2 ^ S3 ^ S5 Hình 1.2- Biểu đồ trạng thái của xy lanh

3.Thiết kế mạch theo tầng khí nén thuần túy:

1 3 S1

2

1 3

2

1 3 S6

2

S2

2 S4

2

1 3 S5

Hình 1.3- Sơ đồ mạch điều khiển bằng khí nén thuần túy

Giải thích:

Theo hình 1.3 3 xy lanh A, B, C sắp xếp theo thứ tự từ trái sang phải Xy

lanh A có 2 hành trình là S1,S2 Xy lanh B có 2 hành trình là S3, S4 Xy lanh

C có 2 hành trình là S5, S6 Điều khiển các xy lanh A, B, C ta dùng 4 van 4/2(

3 van 4/2 dùng để điều khiển 3 xy lanh A, B, C ra vào và 1 van 4/2 dùng để điều khiển tầng

Khi nhấn START, do công tắc hành trình S1 thường mở bị tác động trước nên nên van điều khiển tầng 4/2 được tác động Tầng 1 có khí, xy lanh A đi rachạm công tắc hành trình S2, tác động cho xy lanh B đi ra Xy lanh B đi ra chạm công tắc hành trình S4, tác động cho xy lanh C đi ra chạm vào công tắc hành trình S6 S6 tác động vào van 4/2 điều khiển khí Lúc này,van điều khiểnkhí 4/2 sẽ đảo chiều, tầng 2 có khí, ngắt khí tầng 1 Khi tầng 2 có khí, xy lanh

C và xy lanh B cùng đi về Xy lanh C đi về chạm vào công tắt hành trình S5

và xy lanh B đi về chạm vào công tắt hành trình S3 Hai công tắc hành S3, S5 cùng bị tác động nên đảo chiều,có khí tác động lên đường về của xy lanh A,

xy lanh A sẽ lùi về

4.Thiết kế mạch theo tầng điện khí nén :

Hình 1.4 - Sơ

đồ mạch điều khiển bằng điện khí nén

Giải thích :

Theo hình 1.4 3 xy lanh A, B, C sắp xếp theo thứ tự từ trái sang phải Xy

lanh A có 2 hành trình là S1, S2 Xy lanh B có 2 hành trình là S3, S4 Xy lanh

C có 2 hành trình là S5, S6 Ta dùng 3 van 4/2 2 cuộn coil để điều khiển 3 xy lanh A, B, C đi ra,vào Ta dùng 1 relay để điều khiển 3 xy lanh

Khi nhấn START, do S1 là công tắc hành thường mở tác động trước nên sẽ

có dòng điện chạy qua S1 chạy qua tiếp điểm thường đóng của S6, contactor

K có điện, tiếp điểm K thường mở đóng lại để duy trì và tiếp điểm thường đóng mở ra Một tiếp điểm thường mở còn lại của contactor K sẽ đóng lại, cuộn coil Y1 có điện, xy lanh A đi ra chạm vào S2, S2 được tác động, cuộn coil Y3 có điện, xy lanh B đi ra chạm vào S4, S4 được tác động làm cho cuộn coil Y5 có điện, xy lanh C đi ra chạm vào S6 Công tắc hành trình S6 thường đóng sẽ mở ra, K mất điện, tiếp điểm thường mở đóng nhanh sẽ mở ra, tiếp điểm thường đóng mở nhanh sẽ đóng lại Lúc này cuộn coil Y6 sẽ có điện làmcho xy lanh C và B cùng lùi về, xy lanh B lui về chạm vào S3 và xy lanh C lùi về chạm vào S5, S3 và S5 cùng bị tác động làm cho cuộn coil Y2 có điện,

xy lanh A lùi về kết thúc một chu trình

trang 7

5.Thiết kế mạch dùng vi điều khiển

Hình 1.5-Sơ đồ kết nối phần cứng

#include <REGX52.H> ;khai bao thu vien

;cac hanh trinh tac dong muc 0

S1 BIT P1.0 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh A o vi tri 0

S2 BIT P1.1 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh A o vi tri 100

S3 BIT P1.2 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh B o vi tri 0

S4 BIT P1.3 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh B o vi tri 100

S5 BIT P1.4 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh C o vi tri 0

S6 BIT P1.5 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh C o vi tri 100START BIT P1.6 ; cong tac START

;cac ngo ra bi tac dong khi vdk xuat muc 0

Y1 BIT P3.0 ;gan cuon coil Y1 lam xy lanh A di ra vao BIT P3.0Y2 BIT P3.1 ; gan cuon coil Y2 lam xy lanh A di ve vao BIT P3.1Y3 BIT P3.2 ; gan cuon coil Y3 lam xy lanh B di ra vao BIT P3.2Y4 BIT P3.3 ; gan cuon coil Y4 lam xy lanh B di ve vao BIT P3.3

Y5 BIT P3.4 ; gan cuon coil Y5 lam xy lanh C di ra vao BIT P3.4Y6 BIT P3.5 ; gan cuon coil Y6 lam xy lanh C di ve vao BIT P3.5ORG 0000H

MAIN:

MOV P1,#0FFH ;chuyen port 1 ve muc 0

MOV P3, #0FFH ;chuyen port 3 ve muc 0

JB START,$ ;kiem tra nut nhan START o muc 0

JB S1,$ ;kiem tra hanh trinh S1 cua xy lanh A o muc 0

JB S6,$ ;kiem tra hanh trinh S6 cua xy lanh C o muc 0

SETB Y5 ;xoa du lieu bit Y5 cua xy lanh C

SETB Y3 ;xoa du lieu bit Y3 cua xy lanh B

CLR Y6 ; xy lanh C di ve

CLR Y4 ; xy lanh B di ve

JB S3,$ ;kiem tra hanh trinh S3 cua xy lanh B o muc 0

JB S5,$ ;kiem tra hanh trinh S5 cua xy lanh C o muc 0

SETB Y1 ;xoa du lieu bit Y1 cua xy lanh A

CLR Y2 ; xy lanh A di ve

trang 9

JMP MAIN ;nhay ve chuong trinh chinh

END ;ket thuc chuong trinh

PHẦN II : PRESSING –MÁY DẬP

Các chi tiết được đưa vào máy bằng tay, 4 xy lanh A sẽ kẹp chặt để cố định chi tiết Xy lanh B dùng để dập chi tiết, sau khi hoàn tất quá trình dập, 4 xy lanh A sẽ tháo lỏng chi tiết và các chi tiết hoàn thành được tháo ra bằng tay

1.Mô hình 3d:

Hình 2.1- Mô hình 3D của pressing- máy dập

2.Thiết kế cơ cấu:

trang 11

kích thước 60x60x200 gắn cố định với đế dưới có kích thước 300x150x40 và gắn với đế trên có kích thước 300x120x40 thông qua 2 vít Mặt trên của đế trên có rãnh để lắp xy lanh dập Trên 2 trục có các lỗ dùng để bắt vít và chỉnh

độ cao, thấp của đế trên cho phù hợp Ở đế dưới có gá dùng để kẹp chặt và cố định chi tiết dập

Hình 2.6- Bộ khung

Hình 2.7- 4 xy lanh A, B, C, D

Hình 2.8- Xy lanh E

4 xy lanh A, B, C, D là 4 xy lanh có đường kính trong và đường kính cần

xy lanh nhỏ có hành trình là 100 mm,

xy lanh dập E là xy lanh có đường kính trong và đường kính cần xy lanh lớn có hành trình là 100 mm

trang 13

Hình 2.9-Bố trí các xy lanh của máy dập Hình 2.10- Cơ cấu hoàn chỉnh

Mô tả hoạt động của cơ cấu: các chi tiết cần được dập sẽ được đưa vào gá

bằng tay, 4 góc của gá được cố định với đầu của 4 xy lanh A, B, C, D Để đảmbảo những yêu cầu về oan toàn, hệ thống sẽ hoạt động khi chúng ta nhấn đồngthời 2 nút nhấn khởi động Khi hệ thống hoạt động, 4 xy lanh A, B, C, D sẽ đi

ra đẩy 4 cạnh của gá kẹp chặt vào chi tiết để cố định chi tiết Lúc này, xy lanh

E sẽ tiến hành quá trình dập Sau khi dập xong, xy lanh E lùi về Tiếp theo, 4

xy lanh A, B, C, D sẽ lùi về, đồng thời 4 xy lanh A, B, C, D này cũng sẽ kéo 4cạnh của gá ra ngoài, chi tiết vừa dập xong sẽ được tháo lỏng, chúng ta dùng tay để đưa chi tiết ra ngoài

3.Biểu đồ trạng thái của xi lanh:

D- = S9 ^ T2 Hình 2.11- Biểu đồ trạng thái của xy lanh

4.Thiết kế mạch theo tầng khí nén thuần túy:

Giải thích:

Theo hình 2.12 5 xy lanh A, B, C, D, E sắp xếp theo thứ tự từ trái sang phải

4 xy lanh A, B, C, D, E có các hành trình lần lượt là S1, S2 và S3, S4 và S5, S6 và S7, S8 và S9, S10 Điều khiển các xy lanh A, B, C, D, E ta dùng 6 van 4/2(5 van 4/2 dùng để điều khiển 5 xy lanh A, B, C, D, E ra, vào và 1 van 4/2 dùng để điều khiển tầng)

Khi nhấn 2 START đồng thời, do các công tắc hành trình S1, S3, S5, S7 thường mở bị tác động trước nên nên van điều khiển tầng 4/2 được tác động Tầng 1 có khí, 4 xy lanh A, B, C, D đi ra lần lượt chạm vào các công tắc hành trình S2, S4, S6, S8 tác động cho xy lanh E đi ra Xy lanh E đi ra chạm công tắc hành trình S10 S10 tác động vào van 4/2 điều khiển khí Lúc này,van điềukhiển khí 4/2 sẽ đảo chiều, tầng 2 có khí, ngất khí tầng 1 Khi tầng 2 có khí,

xy lanh E đi về chạm vào S9 Công tắc hành S9 bị tác động nên đảo chiều,có khí tác động lên đường về của 4 xy lanh A, B, C, D, 4 xy lanh A, B, C, D sẽ lùi về

trang 15

Hình 2.12- Sơ đồ mạch điều khiển bằng khí nén thuần túy

5.Thiết kế mạch theo tầng điện khí nén:

Giải thích:

Theo hình 2.13 5 xy lanh A, B, C, D, E sắp xếp theo thứ tự từ trái sang phải 5

xy lanh có các hành trình lần lượt là S1, S2 và S3, S4 và S5, S6 và S7, S8 và S9, S10 Ta dùng 5 van 4/2 2 cuộn coil để điều khiển 5 xy lanh đi ra,vào Ta dùng 1 relay để điều khiển 5 xy lanh

Khi nhấn đồng thời 2 nút START, do S1, S3, S5, S7 là công tắc hành thường

mở tác động trước nên sẽ có dòng điện chạy qua S1, S3, S5, S7 chạy qua S10 thường đóng, contactor K có điện, tiếp điểm K thường mở đóng lại để duy trì

và tiếp điểm thường đóng mở ra Một tiếp điểm thường mở còn lại của

contactor K sẽ đóng lại, cuộn coil Y1, Y3, Y5, Y7 có điện, tác động cho 4 xy lanh A, B, C, D đi ra đồng thời tác động lần lượt vào S2, S4, S6, S8 cuộn coil Y9 có điện, xy lanh E đi ra chạm vào S10 Công tắc hành trình S10 thường đóng sẽ mở ra, contactor K mất điện, tiếp điểm thường mở đóng nhanh sẽ mở

ra, tiếp điểm thường đóng mở nhanh sẽ đóng lại Lúc này cuộn coil Y10 sẽ có

điện làm cho xy lanh E lùi về chạm vào S9, S9 bị tác động làm cho các cuộn coil Y2, Y4, Y6, Y8 có điện, 4 xy lanh A, B, C, D lùi về kết thúc chu trình.

Hình 2.13 - Sơ đồ mạch điều khiển bằng điện khí nén

trang 17

6.Thiết kế mạch dùng vi điều khiển:

Hình 2.14- Sơ đồ kết nối phần cứng

#include <REGX52.H> ;khai bao thu vien

;cac hanh trinh tac dong muc 0

S1 BIT P0.0 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh A o vi tri 0 S2 BIT P0.1 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh A o vi tri 100S3 BIT P0.2 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh B o vi tri 0

S4 BIT P0.3 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh B o vi tri 100S5 BIT P0.4 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh C o vi tri 0

S6 BIT P0.5 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh C o vi tri 100S7 BIT P0.6 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh D o vi tri 0

S8 BIT P0.7 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh D o vi tri 100S9 BIT P1.0 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh E o vi tri 0

S10 BIT P1.1 ;hanh trinh bi tac dong khi xy lanh E o vi tri 100START BIT P1.2 ; cong tac khoi dong 1

START2 BIT P1.3 ; cong tac khoi dong 2

;cac ngo ra bi tac dong khi vdk xuat muc 0

Y1 BIT P2.0 ;gan cuon coil Y1 lam xy lanh A di ra vao BIT P2.0Y2 BIT P2.1 ;gan cuon coil Y2 lam xy lanh A di ve vao BIT P2.1Y3 BIT P2.2 ;gan cuon coil Y3 lam xy lanh B di ra vao BIT P2.2Y4 BIT P2.3 ;gan cuon coil Y4 lam xy lanh B di ve vao BIT P2.3Y5 BIT P2.4 ;gan cuon coil Y5 lam xy lanh C di ra vao BIT P2.4Y6 BIT P2.5 ;gan cuon coil Y6 lam xy lanh C di ve vao BIT P2.5

trang 19

Y7 BIT P2.6 ;gan cuon coil Y7 lam xy lanh D di ra vao BIT P2.6Y8 BIT P2.7 ;gan cuon coil Y8 lam xy lanh D di ve vao BIT P2.7Y9 BIT P3.0 ;gan cuon coil Y9 lam xy lanh E di ra vao BIT P3.0

Y 10 BIT P3.1 ;gan cuon coil Y10 lam xy lanh E di ve vao BIT P3.1ORG 0000H

MAIN :

MOV P0,#0FFH ;chuyen port 0 ve muc 0

MOV P1,#0FFH ;chuyen port 1 ve muc 0

MOV P2,#0FFH ;chuyen port 2 ve muc 0

MOV P3,#0FFH ;chuyen port 2 ve muc 0

JB START1,$ ;kiem tra nut nhan START o muc 0 tac dong chua

JB START2,$ ;kiem tra nut nhan START2 o muc 0 tac dong chua

JB S1,$ ;kiem tra hanh trinh S1 cua xy lanh A o muc 0

JB S2,$ ;kiem tra hanh trinh S2 cua xy lanh A o muc 0

SETB Y1 ;xoa du lieu bit Y1 cua xy lanh A

JB S4,$ ;kiem tra hanh trinh S4 cua xy lanh B o muc 0SETB Y3 ;xoa du lieu bit Y3 cua xy lanh B

JB S6,$ ;kiem tra hanh trinh S6 cua xy lanh C o muc 0SETB Y5 ;xoa du lieu bit Y5 cua xy lanh C

JB S8,$ ;kiem tra hanh trinh s8 cua xy lanh D o muc 0SETB Y7 ;xoa du lieu bit Y7 cua xy lanh D

LJMP MAIN ;nhay ve chuong trinh chinh

END ;ket thuc chuong trinh

trang 21