Bài tập nhóm thiết kế hệ Điều khiển mô hình máy khoan tự Động

là mô hình máy khoan tự động với chu trình công nghệ như sau : Tự động kẹp chặt chỉ tiết sau khi đã có chỉ tiết vào vị trí xác định do cảm biến p tác động, việc thực hiện kẹp phôi này đư

IF

ĐẠI HỌC QUOC GIA THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÀI TẬP NHÓM

THIET KE HE DIEU KHIEN

MO HiNH MAY KHOAN TU DONG

DANH SACH THANH VIEN:

1 2014298 Lìu Trần Quốc

2 2014536 Lê Văn Phước Thắng

3 2012776 Võ Ngọc Cường

4 2014926 Đoàn Hữu Trực

Tp Hỗ Chí Minh, tháng 12 năm 2023

1.1 Mô tả công nghệ

Hình 1.7 A⁄6 hình máy khoan tự động

> Trên hình 1.1 là mô hình máy khoan tự động với chu trình công nghệ như sau :

Tự động kẹp chặt chỉ tiết sau khi đã có chỉ tiết vào vị trí xác định do cảm biến p tác động, việc thực hiện kẹp phôi này được thực hiện do xi lanh D

Tự động đây chỉ tiết vào vị trí cần khoan sau khi cảm biến áp suất dị tác động

Được thực hiện bởi xi lanh E

Tự động cố định chỉ tiết đê chuân bị cho quá trình khoan sau khi chỉ tiết đã được

thoát mũi khoan khỏi chỉ tiết sau khi đã khoan xong Quả trình này được thực

hiện bởi xI lanh A

® Động cơ khoan M tự động thực hiện quay thuận quay nghịch để khoan chỉ tiết

và thoát mũi khoan khỏi chỉ tiết

> Với công nghệ như trên ở đây ta sử dụng phương pháp GR AFCET đề thiết kế cho công

nghệ khoan

1.2 Xác định tín hiệu điều khiến và cơ cầu chấp hành

- Chon xi lanh A thực hiện nâng A* và A' hạ động cơ khoan M với các tín hiệu điều

khiển ao và ai

- Chọn xi lanh B thực hiện quá trình B* kẹp chỉ tiết và quá trình B' nhả chỉ tiết dung dé

có định chỉ tiết trước khi khoan với tín hiệu điều khiển bị và bọ,

- chọn xI lanh D thực hiện quả trình D* kẹp phôi và D' nhà phôi dùng để kẹp chặt chỉ tiết chuẩn bị cho quá trình đây chỉ tiết vào vị trí cần khoan, tín hiệu điều khién do và dị

- chọn xi lanh E thực hiện quá trình E* đây phôi và quá trình E kéo về vị trí ban đầu ( không có chỉ tiết ) dùng để thực hiện quá trình đây chỉ tiết vào vị trí cần khoan tín hiệu điều khiển eo và @:

- chon động cơ M thực hiện quá trình quay thuận M? khoan phôi Và Mr quay nghịch

thực hiện nhả mỗi khoan khỏi chỉ tiết

1.3 Phân tích công nghệ

- Ở trạng thái ban dau thì đã có chỉ tiết vào vị trí cần khoan Thực hiện quá trình khoan

cho công nghệ này như sau:

> Xi lanh B thực hiện quả trình B† là kẹp chỉ tiết ở vị trí khoan Sau khi xi lanh B đã thực

hiện kẹp chặt chỉ tiết thì cảm biến b+ sẽ tác động và máy khoan sẽ thực hiện đồng thời

hai chu trình sau :

« Xi lanh A thực hiện quả trình A* di xuống ,động cơ M thực hiện quá trình M?

quay thuận để thực hiện nguyên công khoan chỉ tiết

¢ Xi lanh D thực hiện quá trình D đi về vị trí ban đầu để chuẩn bị thực hiện di

trình A- đi lên và động cơ M thực hiện quá trình Mr thực hiện quay ngược để thoát khỏi chỉ tiết

Sau khi xI lanh D thực hiện xong quả trình D' thì cảm biến ao sẽ tác động và xI lanh E

sẽ thực hiện quá trình E' đi về vị trí ban đầu chuẩn bị di chuyên phôi

Đề tiếp tục thực hiện đưa chỉ tiết sang lỗ khoan tiếp theo thì phải đủ 2 nguyên công sau

e Xi lanh B thực hiện B' di chuyên ra và không kẹp chỉ tiết Cảm biến bo xác định

¢ Xilanh D thực hiện D* kẹp chặt chỉ tiết chuân bị thực hiện đưa phôi vào vị trí

lỗ khoan tiếp theo Cam bién di tac động

Sau khi hai nguyên công trên đã thực hiện xong tức là cảm biến bọ và cảm biến dị đều

tác động thì xI lanh E thực hiện quá trình E* dua chi tiết vào vị trí lỗ khoan mới Cảm biến e¡ sẽ tác động khi chỉ tiết đã vào vị trí cần khoan mới

Vị trí lễ khoan mới chính là trạng thai ban đầu và bắt đầu một chu trình khoan mới lặp

lại như trên Cảm biến e¡ tác đông thì xi lanh B thực hiện nguyên công B' cố định chi

tiết đê chuan bị cho lần khoan mới

2 Sử dụng phương pháp GRAECET để thiết kế hệ điều khiến

2.1 Lập GRAFCET I( GD:

xi lanh B kep chi tiết

ở vị trí khoan

xi lanh B đã kẹp chỉ tiết ở vị trí khoan

2 |độngcơMquay 3 |chuânbị đi chuyên

thuận

trí ban đầu

¢ | xilanh B đi ra không 7) xilanh D di vao dé kep chi tiét cố định chỉ tiết

TƑ— |cô chỉ tiết

xi lanh E đây chỉ tiết lên vị trí lỗ khoan mới

xi lanh E đã đây chỉ tiết lên

vị trí lỗ khoan mới

Hình 1.2 ưu đỗ GRAFCETI

2.2 Lap GRAFCET II ( GID:

+ al

'

5 la ale a0 e0

bọ di

el

Hinh 1.3 Luu dé GRAFCET II 2.3 Xác định các hàm điều khiến cho mô hình máy khoan tự động

Đặt trạng thái RA bằng trạng thai ban đầu A- ,B,D* ,E*,M'

RA*=g+e¡E*

=> RA = (g +e:Et + RA)B*

RA = Bt

=> Bt = ((m + aobodie:)RA + B+ )A:D- (B1 =A!D

(A*)* = biBt

=> At=(biBt+ ANA

(Aty =A

(D)* = biBt

=> D=(b:B:+D)E

(D}ỳ=E

(A)t = aiAr

| (A) =B

(B)* = ao

(aoA- + BĐE+

(By =E*

(E)* = doD-

(Ey = D*

(D*}' =eoE

=> D*=(ecE +D*)E*

(D*) = E*

(E*)* = boB'diD*

(E*) = RA

á

1

| Stop 18

3 —*=s

-25E |7 BI RA 2RN -|

RA

TP

„Lm e

B————t

ao 13 bo 15 di 17 ei |19 21 23

—šs—e—š%—+—-š%—s—š

Br

rr |

Le TI

am A - [145 =aầa B5 7

rs

E

F—I

eaam5S E

—3*——r—g; 59

oI * p]

am

bo 61B 63dig65 poe RA 69 F]

E

—

Hinh 1.4 so dé nguyén li mach diéu khién mé hinh khoan te déng

2.5 xây dựng sơ đồ mạch lực cho mô hình máy khoan tự động:

-_ Với sơ bộ chọn co cau chap hanh nhu phan 3.1.2 ta chọn phương pháp điều khién 1a

điện khí nén rơle - tiếp điểm , sử dụng van 7/5/2

a0 ai

+ +

Hình 1.5 sơ đồ mạch lực xi lanh A

7/45 / OB

|

Br 6 _B =

———

|« + 107

+ +

==> «

Lim ©)

7/5/2D đị

st 1 9

109 ụ

+

+

Hình 1.7 sơ đỗ mạch lực xi lanh D

ot Jy @

15/80

E* |_ E

ba

+

H5

+

pha

Hình 1.9 so dé mach luc ctia déng co M

2.6 Giải thích nguyên lý hoạt động:

- Trang thai ban đầu của công nghệ mô hình khoan tự động A' ,B,D*,E",M-

-Đóng aptomat AT khi đó mạch điều khiển có điện

-an nút ø(3;7) thì :

¢ role RA(11;3) co dién dong cac tiếp điểm RA(3;7),(19;21)

¢ Cat tiép diém thuong dong RA(67;69)

- Ân nút m(3;19) thì :

« Role B1(23;2) có điện

e Các tiếp điêm B*(3;21),(25;27),(31;33) và B*(100;105) đóng lại

® Van 7/5/2B chuyên trang thai “0” => “1” dẫn đến xi lanh B thực hiện quá trình

Bt có định chỉ tiết để chuẩn bị khoan

¢ Tiép diém B*(7;11) cat ra => role RA(11;2) bị mất điện => mở các tiếp điêm RA(3;7),(19;21) va đóng tiếp điểm RA(67;69)

- Cuối hành trình B* thì cảm biến bi tác động:

Role A*(29;2) và role D(35;2) có điện

Các tiếp điểm A*(3;27),(37;39) và A*(100;101) được đóng lại

Các tiếp điểm D'(3;33),(49;51) và D'(100;111) được đóng lại

Van 7/5/2A chuyển trạng thái từ “0” => “I” khi đó xi lanh A thực hiện chu trình A* đưa động cơ M xuống thực hiện khoan chỉ tiết

Van 7/5/2D chuyển trạng thái từ “l” => “0” khi đó xi lanh D thực hiện chu trình D: nhả kẹp chỉ tiết

Các tiếp điểm thường đóng A*(21;23) và D(21;23) bị cat => role B* mat điện

và kết thúc hành trình B*

Các tiếp điểm B*(3;21),(25;27),(31;33) và B*(100;105) mở ra và tiếp điểm

B*(7;11) đóng lại

- Cuối hành trình A* thì đã khoan xong chỉ tiết và cảm biến ai tác động

Động cơ M thực hiện quay nghịch M"

Role A(41;2) c6 điện

Các tiếp điểm A-(3;39),(43;45) và A-(100;103) được đóng lại

Tiếp điểm thường đóng A(27;29) mở ra => cất điện rơle A*(29;2) kết thúc

hành trình A*

Van 7/5/2A chuyén trang thai tir “1” sang trang thai “0” => xi lanh A thu hiện hành trình A- đưa động cơ M trở về vị trí ban đầu

Khi role A*(29;2) mat điện thì các tiếp điểm A+(3;27);(37;39) và A+(100;101)

mở ra Đồng thời tiếp điểm thường đóng A*{21;23) đóng lại

- Cuối hành trình A' thì cảm biến ao tác động

Role B(47;2) co điện

Các tiếp điểm B(3;45),(61;63) và B(100;107) được đóng lại

Tiếp điểm thường đóng B(39:41) bị mở ra => ngất điện rơle A'(41;2) kết thúc

hành trình A' và M

Van 7/5/2B chuyên trang thai tir “1” sang trạng thái “0” khi đó xi lanh B sẽ

thực hiện hành trình B' không có định chỉ tiết

Các tiếp điểm A-(3;39),(43;45) và A'(100;103) được mở ra

Tiếp điểm thường đóng A'(27;29) được đóng lại

- Cuối hành trình D thì cảm biến do tác động

Các tiếp diém E(3;51),(55;57) va E (100;115) được đóng lại

Tiếp điểm thường đóng Ef(33;35) bị mở ra => rơle D(35;2) mất điện kết thúc

hành trình D-

Van 7/5/2E chuyên trạng thai tir “1” sang trang thai “0” => xi lanh E sẽ thực

hiện hành trình E'

Các tiếp điểm D'(3;33),(49;51) và D'(100;11 1) được mở ra

Tiếp điểm thường đóng D(21;23) đóng lại

- Cuối hành trình E' thì cảm biến eo tác động

Role D'(59;2) có điện

Các tiếp điểm D*(3;57),(65;67) và D*(100;109) được đóng lại

Tiếp điểm thường đóng D*(51;53) bị mở ra => rơle E:(53;2) mắt điện kết thúc

hành trình D*

Van 7/5/2D chuyển trạng thái từ “0” sang “1” => xi lanh D thực hiện hành trình

Dt

Các tiếp điểm E(3;51),(55;57) và E(100;115) được mở ra

Tiếp điểm thường đóng E(33;35) được đóng lai

- Khi đồng thời hành trình B' và hành trình D* kết thúc thì các cảm biến bọ và cảm biến

dị đều tác động :

Rơle E*(69;2) có điện

Các tiếp điểm E*(3;67),(5;7) và E*(100;113) được đóng lại

Các tiếp điểm thường đóng E*(45;47),(57;59) được mở ra => rơle B'(47;2) và rơle D*(59;2) bị mất điện => kết thúc hành trình B' và hành trình D+ Van 7/5/2E chuyển trạng thái từ “0” sang “I” => xi lanh E thực hiện hành trình E* đây chỉ tiết vào vị trí lỗ khoan mới

- - Khi xi lanh E thực hiện xong hành trình E* thi xuất hiện trang thái ban đầu và các

cảm biến ao , bo ,dh,@i đồng thời đều tác động cho phép rơle B*(23;2) thực hiện hành

trình như ban đầu đã nêu ở trên

- Khoan tự động sẽ lặp lại các hành trình như trên đến khi ấn nút stop (I;3)