Nghiên cứu chế tạo hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết nhựa

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	4,77 MB

Nội dung

Tính cấp thiết của đề tài.Các chi tiết nhựa trước khi được đưa vào các máy mạ để phủ kim loại lên bề mặt đều phải phủ một lớp sơn mỏng lên trên bề mặt cần mạ, điều này có tác dụng làm bóng mịn bề mặt cần mạ của các chi tiết nhựa này, tạo điều kiện cho việc mạ kim loại lên các chi tiết nhựa được đều, sáng bóng, đảm bảo độ mỏng lớp kim loại và các thông số kỹ thuật khác.Hiện tại việc phủ lớp sơn lên bề mặt các chi tiết nhựa này vẫn được thực hiện bằng phương pháp thủ công truyền thống, sử dụng sơn PU, sấy khô bằng nhiệt và việc sơn hoàn toàn được thực hiện bằng tay, với phương pháp thủ công như vậy không những làm tốn kém thời gian, năng suất thấp mà còn tốn nhân công, chất lượng bề mặt sơn chưa cao. Hệ thống sơn tự động cho một số chi tiết nhựa được nghiên cứu và chế tạo, ứng dụng công nghệ sơn UV mới sẽ giúp nâng cao năng suất, chất lượng, sơn được cho những chi tiết có độ phức tạp cao và giảm số lượng nhân công, thời gian sơn góp phần tăn năng suất mạ kim loại lên bề mặt các chi tiết nhựa. Vậy nên việc nghiên cứu và chế tạo ứng dụng vào thực tế sản suất hiện nay là rất cần thiết. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.Kết quả của khóa luận có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo, cơ sở để thiết kế và chế tạo hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết nhựa với quy mô lớn phù hợp với thực tế sản suất.

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ THỐNG PHUN SƠN TỰ ĐỘNG CHO MỘT SỐ CHI TIẾT NHỰA ( Phần Cứng ) Khóa QH-2011-I/CQ-M, ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử Tóm tắt Khóa luận tốt nghiệp Khóa luận nghiên cứu chế tạo hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết nhựa được xây dựng dựa trên hai phần chính là phần cứng và phần mền có liên quan chặt chẽ với nhau.Trong bài cáo cáo này sẽ làm rõ các vấn đề liên quan đến phần cứng của hệ thống của hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết nhựa, còn phần mền sẽ được làm rõ ở bài báo cáo của bạn Nguyễn Trọng Đạt Trong bài báo cáo này được xậy dựng dựa trên các phần chính sau đây: + Tổng quan cấu tạo hệ thống phun sơn tự đông cho một số chi tiết nhựa + Xây dựng và phân tích nguyên lý hoạt động vận hành của hệ thống + Tính toán thiết lập các thông số điều khiển của hệ thống + Tính toán năng suất hoạt động của hệ thống khi vận hành + Thiết kế chế tạo các mạch điều khiển cho các thành phần trong hệ thống + Kết quả đạt được và hướng phát triển của đề tài Từ khóa tiếng Việt: hệ thống phun sơn tự động, sơn tự động Từ khóa tiếng Anh: automatic spray painting line Hà Nội, ngày 30 tháng 04 năm 2015 Sinh viên 1 Trịnh Đình Chuyên 2 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung của khóa luận“ Nghiên cứu chế tạo hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết nhựa” là do tôi thự hiện dưới sự hướng dẫn của thầy TS Phạm Hồng Tuấn Tất cả các tài liệu tham khảo từ các nghiên cứu liên quan đều có nguồn gốc rõ ràng từ danh mục tài liệu tham khảo trong khóa luận, Trong khóa luận, không có việc sao chép tài liệu, công trình nghiên cứu của người khác mà không chỉ rõ về tài liệu tham khảo Hà Nội, ngày 30 tháng 4 năm 2015 Sinh viên Trịnh Đình Chuyên 3 LỜI CẢM ƠN Em xin được gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trong khoa Cơ Học Kỹ Thuật Và Tự Động Hóa, nhất là các thầy cô giảng dạy các bộ môn ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Điện Tử đã giảng dạy và truyền đạt kiến thức chuyên ngành cho sinh viên thực hiện đồ án trong thời gian qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn tới thầy Phạm Hồng Tuấn, chú Nguyễn Tuấn Vu và anh Nguyễn Văn Long vì sự tận tình hướng dẫn cung như tạo điều kiện thuận lợi nhất để cho em có thể thực hiện và hoàn thành tốt đề tài này Em cung không quên cảm ơn các bạn trong lớp, các anh chị công nhân viên chức tại trung tâm Quang Điện Tử – Viện Ứng Dụng Công Nghệ đã trao đổi, góp ý để em hoàn thành đề tài này một cách tốt đẹp và đúng thời gian Mặt dù đã có nhiều cố gắng và nổ lực thực hiện, nhưng do kiến thức, thời gian và năng lực bản than có hạn nên trong quá trình thực hiện đề tài không tránh khỏi những sai sót, thiếu sót Vì vậy, em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy, cô và các bạn sinh viên để khóa luận tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn Hà Nội, ngày 30 tháng 4 năm 2015 Sinh viên Trịnh Đình Chuyên 4 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU .8 .66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 5 DANH MỤC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH 6 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Các chi tiết nhựa trước khi được đưa vào các máy mạ để phủ kim loại lên bề mặt đều phải phủ một lớp sơn mỏng lên trên bề mặt cần mạ, điều này có tác dụng làm bóng mịn bề mặt cần mạ của các chi tiết nhựa này, tạo điều kiện cho việc mạ kim loại lên các chi tiết nhựa được đều, sáng bóng, đảm bảo độ mỏng lớp kim loại và các thông số kỹ thuật khác Hiện tại việc phủ lớp sơn lên bề mặt các chi tiết nhựa này vẫn được thực hiện bằng phương pháp thủ công truyền thống, sử dụng sơn PU, sấy khô bằng nhiệt và việc sơn hoàn toàn được thực hiện bằng tay, với phương pháp thủ công như vậy không những làm tốn kém thời gian, năng suất thấp mà còn tốn nhân công, chất lượng bề mặt sơn chưa cao Hệ thống sơn tự động cho một số chi tiết nhựa được nghiên cứu và chế tạo, ứng dụng công nghệ sơn UV mới sẽ giúp nâng cao năng suất, chất lượng, sơn được cho những chi tiết có độ phức tạp cao và giảm số lượng nhân công, thời gian sơn góp phần tăn năng suất mạ kim loại lên bề mặt các chi tiết nhựa Vậy nên việc nghiên cứu và chế tạo ứng dụng vào thực tế sản suất hiện nay là rất cần thiết Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Kết quả của khóa luận có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo, cơ sở để thiết kế và chế tạo hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết nhựa với quy mô lớn phù hợp với thực tế sản suất Phương hướng và đối tượng nghiên cứu Xây dựng tổng quan cấu trúc một hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết nhựa Phân tích, tính toán các thông số vận hành, điều khiển hệ thống phun sơn tự động Thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết nhựa Xây dựng một hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết nhựa ứng dụng vào sản xuất tại trung tâm Quang Điện Tử – Viện Ứng Dụng Công Nghệ, thiết kế chế tạo hoàn thiện bộ điều khiển cho hệ thống phun sơn tự động dựa trên những điều kiện về nhà xưởng, quy mô sản xuất, sản phẩm và ưu cầu kỹ thuật tại đây 7 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHUN SƠN TỰ ĐỘNG CHO MỘT SỐ CHI TIẾT NHỰA 1.1 Phân tích một số hệ thống phun sơn tự động phổ biến trên thị trường 1.1.1 Hệ thống sơn treo Phù hợp phun cho các sản phẩm có hình đơn giản,không có ưu cầu cao về kỹ thuật, dễ dàng treo trên móc và thường chỉ cần sử dụng hai súng sơn a Cấu tạo Hệ thống cơ bản gồm một dây truyền treo trên cao có gắn giá treo các sản phẩm bên dưới để đưa các sản phẩm vào buồng phun sơn gồm có các súng phun tự động có thể di chuyển lên xuống 8 Buồng sơn Băng tải treo Súng sơn Tủ điều khiển Máy bơm sơn Sản phẩm Hình 1.1 Hệ thống sơn treo Nguyên lý hoạt động 9 Súng sơn 1 Băng tải treo Mặt trước Súng sơn 2 Mặt sau z Sản phầm Sản phầm Kết thúc Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống sơn treo Đầu tiên sản phầm được treo lên băng tải treo, sau đó được đưa vào buồng sơn Tại đây súng sơn 1 sẽ thực hiện việc phun sơn phủ kín lên mặt trước sản phẩm, sau đó sản phầm được được đưa đến súng sơn 2, tại đây súng sơn 2 thực hiện việc sơn phủ kín lên mặt sau sản phẩm Sau khi sơn kín hai mặt sản phẩm, sản phẩm được đưa ra ngoài để chuẩn bị cho việc sấy khô Cả hai súng sơn đều có khả năng di chuyển lên xuống , cho phép sơn được những sản phẩm có kích thước lớn hoặc có nhiều sản phầm được treo lên cùng một giá treo a Đánh giá ưu nhược điểm + Ưu điểm: Năng suất cao, có thể phun được nhiều sản phẩm khác nhau, dễ lắp đặt vận hành + Nhược điểm: Chi phí đầu tư cao, diện tích lắp đặt lớn, hao tổn sơn lớn, chỉ phù hợp cho sản phẩm có bề mặt đơn giản, khó kiểm soát độ dày lớp sơn 1.1.2 Hệ thống sơn tự động dùng băng truyền tải Phù hợp phun sơn cho các sản phẩm có bề mặt nhẵn, dạng khối hoặc tấm, các 10 được nối với mạch điều khiển súng sơn và tín hiệu phải hồi được đưa vào các chân ngắt ngoài của vi điều khiển để xử lý Mạch được sử dụng kết hợp với mạch điều khiển van điện tử Mỗi mạch chủ điều khiển súng sơn chỉ dùng để điều khiển một súng sơn duy nhất để đảm bảo độ ổn định, tốc độ xử lý và độ bền cao Tương tự như mạch điều khiển động cơ mạch điều khiển súng sơn cung có 3 khối chính là: + Khối điều khiển + Khối giao tiếp + Khối nguồn a Khối điều khiển Sơ đồ mạch nguyên lý khối điều khiển 57 GND OSC2 VCC C3 30 pF X1 R1 10k C2 30 pF GND GND C1 104 MCLR OSC1 CODE PGC 5 PGD 4 3 2 MCLR 1 RN1 code VCC 4Mhz GND D2 RD 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 JP10 7 28 VCC RD0 RD1 RD2 RD3 RD4 RD5 RD6 RD7 1N4007 104 GND 10K 18F4520 VDD VDD C4 6 29 VSS VSS 12 13 33 34 NC NC NC NC RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/VREF-/CVREF RA3/AN3/VREF+ RA4/T0CKI/C1OUT RA5/AN4/SS/HLVDIN/C2OUT OSC2/CLKO/RA6 OSC1/CLKI/RA7 VCC GND RC 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 JP10 RC0 RC1 INT SCK SO CS TX RX RD0 RD1 RD2 RD3 RD4 RD5 RD6 RD7 38 39 40 41 2 3 4 5 AN5 AN6 AN7 MCLR 25 26 27 18 VCC RD0/PSP0 RD1/PSP1 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RD4/PSP4 RD5/PSP5/P1B RD6/PSP6/P1C RD7/PSP7/P1D R9 330 LED2 VCC R3 10k D4 R10 330 LED 1 2 Vin VDK GND 19 20 21 22 23 24 31 30 AN8 AN0 AN1 AN2 AN3 AN4 OSC2 OSC1 8 9 10 11 14 15 16 17 RB0 RB1 RB2 RB3 RB4 RB5 PGC PGD 32 35 36 37 42 43 44 1 RC0 RC1 INT SCK SO CS TX RX ADC 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 JP10 INT0 INT1 INT2 INT1 R4 4.7 k Ai LED3 LED 1 2 C5 Vin VDK GND 10uF GND VCC GND AN0 AN1 AN2 AN3 AN4 AN5 AN6 AN7 VCC GND RB 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 JP10 PIC18F4520-I/PT 1N4007 INT0 RB0/INT0/FLT0/AN12 RB1/INT1/AN10 RB2/INT2/AN8 RB3/AN9/CCP2 RB4/KBI0/AN11 RB5/KBI1/PGM RB6/KBI2/PGC RB7/KBI3/PGD RC0/T1OSO/T13CKI RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1/P1A RC3/SCK/SCL RE0/RD/AN5 RC4/SDI/SDA RE1/WR/AN6 RC5/SDO RE2/CS/AN7 RC6/TX/CK MCLR/VPP/RE3 RC7/RX/DT VCC AN0 AN1 AN2 AN3 AN4 AN5 AN6 AN7 RB0 RB1 RB2 RB3 RB4 RB5 PGC PGD VCC VCC R5 10K D5 R11 330 LED 1N4007 74HC14 R7 10K D6 1N4007 LED4 INT2 R6 Bi 4.7K C6 10uF 1 2 Vin VDK R8 Ci Ai INT0 Bi INT1 Ci INT2 4.7 K GND GND C7 10uF GND 1 2 3 4 5 6 7 VCC 14 13 12 11 10 9 8 DIP14 GND Hình 2.13 Khối điều khiển súng sơn Tổng quan khối điều khiển mạch điều khiển súng sơn + Mạch sử dụng vi điều khiển PIC18F4520 + Có 3 đầu vào nhận tín hiệu từ công tắc hành trình tương ứng với 3 ngắt ngoài INT của vi điều khiển, có led báo hiển thị và chống rung bằng tụ phân cực kết hợp với trợ và IC chuyên dụng 74HC14 58 + Mạch có 3 connector nối với các chân của vi điều khiển là RB, RC, RD cho phép điều khiển một hoặc nhiều súng sơn cùng lúc, hoặc thực hiện các chức năng khác + Một connector nối với các chân ADC của vi điều khiển + Ngoài ra trong khối điều khiển còn có các tụ lọc nguồn, diode chống ngược dòng vào vi điều khiển, connector nạp code vào vi điều khiển, các trở hạn dòng, bộ phát tần số dao động ngoại thạch anh b Khối giao tiếp Sơ đồ mạch nguyên lý khối giao tiếp mạch điều khiển súng sơn CAN 2 1 VCC CANH CANL R22 120 JP2 R21 10K 19 RXCan 2 CS SCK RX SO 4 5 7 C9 22 X2 8Mhz C8 22 18 14 16 17 9 8 VCC 20 10 MCP2515 RESET INT RXCAN CS SCK SI SO TXCAN CLKOUT/SOF TX0RTS TX1RTS TX2RTS RX0BF RX1BF 13 INT 1 TXCan VCC R20 TXCan 1 1k 8 3 12 11 RXCan 4 VREFC5 OSC1 OSC2 VDD VSS VCC NC NC 6 15 2 TXD CANH RS CANL 7 CANH 6 CANL RXD VREF VDD VSS MCP2551T-I/SN MCP2515T-I/ST GND 3 MCP2551 GND GND Hình 2.14 Khối giao tiếp mạch điều khiển súng sơn Về cơ bản khối giao tiếp mạch điều khiển súng sơn cung tương tự như khối giao tiếp của mạch điều khiển tốc độ động cơ, tuy nhiên do module CAN trong PIC18F4520 có tốc độ xử lý chưa cao so với module CAN của dòng DSPIC30F4011, do đó để tang tốc độ truyền, xử lý tín hiệu ở khối giao tiếp mạch điều khiển súng sơn được mắc thêm MCP2515 để kết nối vi điều khiển với MCP2551 thiết lập mạng CAN 59 và tăng tốc độ truyền dự liệu MCP2551T kết nối với MCP2515 thông qua hai chân giao tiếp RXCAN và TXCAN để chuyển đổi tín hiệu số từ bộ CAN controller từ MCP2515 thành CAN H, CAN L để tham gia vào mạng CAN c Khối nguồn Sơ đồ mạch nguyên lý khối nguồn mạch điều khiển súng sơn KHOI NGUON HD10 1 2 12V D1 LM2 1 1N4007 104 Vin VDK GND c15 C16 ON/OFF 5 3 GND 1N4007 +5 VCC Feedback Output GND GND VIN VCCD3 4 2 1 L0 GND R13 2 DZ #NAME? 3V3 HD11 2 1 Vin VDK C17 C18 104 220 LED1 LED LM2576/?V GND GND GND GND GND Hình 2.15 Khối nguồn mạch điều khiển súng sơn d Thiết kế mạch in Sơ đồ bản vẽ mạch in của mạch điều khiển súng sơn 60 Hình 2.16 Mạch điều khiển súng sơn 2.3 Mạch điều khiển các van xả khí Tương tự như mạch điều khiển động cơ mạch điều khiển các van xả khí cung có 3 khối chính là: Khối điều khiển, khối giao tiếp, khối nguồn 2.3.1 Sơ đồ mạch nguyên lý a Khối điều khiển Sơ đồ mạch nguyên lý khối điều khiển mạch điều khiển các van xả khí 61 GND OSC2 VCC C3 30 pF X1 GND R1 10k C2 30 pF VCC J1 MCLR 5 4 3 PGD 2 PGC 1 code C1 104 MCLR OSC1 GND 4Mhz 7 28 VCC JP2 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 JP10 VCC C4 104 RD0 RD1 RD2 RD3 RD4 RD5 RD6 RD7 RC0 RC1 RC2 RC3 RC4 RC5 RC6 RC7 38 39 40 41 2 3 4 5 AN6 AN7 AN8 MCLR 25 26 27 18 RB0/INT0/FLT0/AN12 RB1/INT1/AN10 RB2/INT2/AN8 RB3/AN9/CCP2 RB4/KBI0/AN11 RB5/KBI1/PGM RB6/KBI2/PGC RB7/KBI3/PGD RD0/PSP0 RD1/PSP1 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RD4/PSP4 RD5/PSP5/P1B RD6/PSP6/P1C RD7/PSP7/P1D RC0/T1OSO/T13CKI RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1/P1A RC3/SCK/SCL RE0/RD/AN5 RC4/SDI/SDA RE1/WR/AN6 RC5/SDO RE2/CS/AN7 RC6/TX/CK MCLR/VPP/RE3 RC7/RX/DT led4 AN0 AN1 AN2 AN3 AN4 AN5 OSC2 OSC1 8 9 10 11 14 15 16 17 RB0 RB1 RB2 RB3 RB4 RB5 RB6 RB7 32 35 36 37 42 43 44 1 RC0 RC1 RC2 RC3 RC4 RC5 RC6 RC7 RN1 AN3 330 330 LED led3 GND LED led5 R6 AN2 HD5 1 VCC 2 Header 2 R2 HD3 1 VCC 2 Header 2 R3 330 330 330 LED LED led2 GND AN1 LED led7 GND AN4 AN0 HD6 1 VCC 2 Header 2 R7 CS PGC PGD INT SCK SO TX RX HD1 1 2 Header 2 HD2 1 2 Header 2 ADC 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 ADC VCC VCC AN0 AN1 AN2 AN3 AN4 AN5 AN6 AN7 GND JP3 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 JP10 VCC RB0 RB1 RB2 RB3 RB4 RB5 RB6 RB7 GND GND AN5 330 GND AN0 AN1 AN2 AN3 AN4 AN5 AN6 AN7 10K led6 R5 R4 VCC NC NC NC NC 19 20 21 22 23 24 31 30 PIC18F4520-E/PT GND VCC RD0 RD1 RD2 RD3 RD4 RD5 RD6 RD7 RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/VREF-/CVREF RA3/AN3/VREF+ RA4/T0CKI/C1OUT RA5/AN4/SS/HLVDIN/C2OUT OSC2/CLKO/RA6 OSC1/CLKI/RA7 VSS VSS 12 13 33 34 VCC VCC VDD VDD 6 29 GND GND JP4 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 JP10 18F4520 LED HD7 1 2 Header 2 GND Hình 2.17 Khối điều khiển mạch điều khiển van xả khí Tổng quan khối điều khiển mạch điều khiển van xả khí + Mạch sử dụng vi điều khiển PIC18F4520 + Có 6 đầu vào HD1 đến HD3 và HD5 đến HD7 nhận tín hiệu từ công tắc hành trình tương ứng với 6 chân ADC AN0 đên AN5 của vi điều khiển, có led báo hiển thị + Mạch có 3 connector nối với các chân của vi điều khiển là JP2, JP3, JP4 cho phép điều khiển tối đa 24 van điện từ + Một connector nối với các chân ADC của vi điều khiển 62 + Ngoài ra trong khối điều khiển còn có các tụ lọc nguồn, diode chống ngược dòng vào vi điều khiển, connector nạp code vào vi điều khiển, các trở hạn dòng, bộ phát tần số dao động ngoại thạch anh b Khối giao tiếp Sơ đồ mạch nguyên lý khối giao tiếp mạch điều khiển van xả khí VCC C10 GND R8 1k TXCan 1 8 RXCan 4 VREFC5 VCC 3 2 C1+ T2IN T2OUT R2OUT R2IN T1IN T1OUT R1OUT R1IN MAX MAX232 MCP2551 TXD CANH RS CANL 6 3 1 C9 10uF C7 COM VCC R16 10K 19 RXCan 2 CS SCK RX SO 7 CANH 6 CANL VREF VSS CANH CANL R15 120 GND 7 1uF 8 14 13 GND C5 22 X2 8Mhz C6 22 18 14 16 17 4 5 7 RXD VDD CAN 2 1 JP2 5 9 4 8 3 7 2 6 1 1uF 10 9 TX 11 RX 12 C2+ VSC1GND 4 VCC C8 15 16 10uF 2 VS+ 5 C2- com1 GND 9 8 VCC 20 10 MCP2551T-I/SN MCP2515 RESET INT RXCAN CS SCK SI SO TXCAN CLKOUT/SOF TX0RTS TX1RTS TX2RTS RX0BF RX1BF 13 INT 1 TXCan 3 12 11 OSC1 OSC2 VDD VSS NC NC 6 15 MCP2515T-I/ST GND GND Hình 2.18 Khối giao tiếp mạch điều khiển van xả khí Khối giao tiếp mạch điều khiển van xả khí có phần hỗ trợ giao tiếp CAN tương tự giống với mạch điều khiển súng sơn Ngoài ra ở mạch điều khiển van xả khí còn có thêm IC MAX232 để hỗ trợ giao tiếp vi điều khiển với máy tính thông qua cổng com Điều này cho phép phát triển mạch điều khiển van xả khí trở thành mạch điều khiển 63 trung tâm, để phục vụ cho việc xây dựng những chương trình vận hành phức tạp hơn cho hệ thống trong tương lai c Khối nguồn Sơ đồ mạch nguyên lý khối nguồn mạch điều khiển các van xả khí KHOI NGUON HD10 1 2 12V D1 Vin VDK GND LM2 1 1N4007 104 c15 VIN +5 VCC Feedback C16 3 ON/OFF 5 GND GND GND Output 4 2 1 L0 R13 2 C17 DZ 150mH 3V3 C18 104 220 LED1 LED LM2576/?V GND GND GND GND GND Hình 2.19 Khối nguồn mạch điều khiển van xả khí Tổng quan khối nguồn mạch điều khiển các van xả khí + Nguồn 12V đầu vào đi qua IC chuyên dụng LM2576 tạo ra nguồn nuôi 5V cho mạch điều khiển, + Sử dụng các tụ phân cực 1000uF/16V, tụ gốm 104, cuộn cảm 150mH để chống nhiễu nguồn đầu vào và nhiễu từ tải + Ngoài ra còn có các diode chống ngược dòng, led báo có nguồn 2.3.2 Thiết kế mạch in Mạch in điều khiển van xả khí được vẽ trên phần mền thiết kế Altium, mạch in 2 lớp có kích thước 9x7 cm Sơ đồ bản vẽ mạch in của mạch điều khiển van xả khí 64 Hình 2.20 Mạch điều khiển van xả khí 2.4 Mạch điều khiển lưu lượng áp suất Mạch điều khiển lưu lượng áp suất được sử dụng để điều khiển lưu lượng áp suất khí cấp cho các súng sơn Về cơ bản mạch điều khiển lưu lượng áp suất gồm có 3 khối chính sau: + Khối điều khiển + Khối hiển thị + Khối nguồn 65 2.4.1 Sơ đồ mạch nguyên lý Khối điều khiển Sơ đồ mạch nguyên lý khối điều khiển Con3 code 1 2 3 4 5 MCLR PGD PGC 1N4007 C0 GND GND R0 10k L1_0 L2_0 L3_0 L4_0 L5_0 L6_0 LDAC CS C1 GND 104 19 20 21 22 27 28 29 30 RD0/PSP0 RD1/PSP1 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RD4/PSP4 RD5/PSP5 RD6/PSP6 RD7/PSP7 DS_0 8 SHCP_0 9 STCP_0 10 X1 20Mhz O2 RE0/RD/AN5 RE1/WR/AN6 RE2/CS/AN7 +15 V C18 10uF 5 3 4 LDAC 8 9 13 11 1 VCC MCP4922 SDI LDAC SHDN VREFA VREFB VDD AVSS 2 6 7 C13 150mH 10uF L5 L6 150mH C30 104VOA C14 10uF C31 104 GND GND C10 VOB C8 GND 4 C2+ 1uF 10 9 TX 11 RX 12 12 T2IN R2OUT T1IN R1OUT -15 VDC -15 VDC GND GND +15 VDC VCC con B Zero 2_0 2 Valve drive 2_0 1 JP2 RC2 RC1 RC0 AN5 AN4 AN3 AN2 Output 2 AN1 Output 1 SDI VSC1- con A Zero 1_0 2 Valve drive 1_0 1 JP2 C1+ T2OUT R2IN T1OUT R1IN 1 com1 C9 10uF 6 3 1 6 2 7 3 8 4 9 5 C7 7 1uF 8 14 13 max232 MAX232 COM GND +15 V Kenh B 1 9 2 10 power com 3 11 VOB 4 12 Valve drive 2_05 13 6 Common 14 Output 2 7 15 8 D7 HD2 1N4007 1 2 Header 2 -15 VDC GND VCC 10uF 2 VS+ 5 C2- Kenh A VR5 10K Zero 1 Zero 2_0 2 3 NC NC NC GND GND Valve drive 2 -15 V 14 10 GND -15 V JP4 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 JP11 MCP4922-E/P GND SW2 SW102B VOUTA VOUTB CS SCK VR6 10K Zero 2 +15 V RC0 RC1 RC2 CK0 SDI SDO TX RX +15 VDC 15 CS CK0 +5 C5 104 15 16 17 18 23 24 25 26 16 SDO R28 L4 150mH T1_0 T2_0 T3_0 T4_0 SW1_0 SW2_0 PGC SW3_0 PGD SW4_0 GND C4 104 33 34 35 36 37 38 39 40 VCC GND C17 10uF SET ADC_0 AN1 AN2 AN3 AN4 AN5 PIC16F877A-E/P 22 pF GND RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA RC5/SDO RC6/TX/CK RC7/RX/DT 2 3 4 5 6 7 17 Zero 1_0 1 9 2 10 power com 3 11 VOA 4 12 Valve drive 1_05 13 6 Common 14 Output 1 7 15 8 GND 16 -15 V -15 VDC +15 V SW1 SW102B -15 VDC GND Valve drive 1 3 C3 RB0/INT RB1 RB2 RB3/PGM RB4 RB5 RB6/PGC RB7/PGD VSS VSS O1 22 pF GND VDD VDD RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/VREF-/CVREF RA3/AN3/VREF+ RA4/T0CKI/C1OUT RA5/AN4/SS/C2OUT 2 C2 OSC1/CLKI OSC2/CLKO 11 32 104 12 31 VCC MCLR MCLR/VPP 1 MCLR D7 VCC VCC 1 O1 13 O2 14 SW4_0 SW3_0 SW2_0 SW1_0 T4_0 T3_0 T2_0 T1_0 SET ADC_0 L6_0 L5_0 L4_0 L3_0 L2_0 L1_0 STCP_0 SHCP_0 DS_0 9 8 7 6 5 4 3 2 JP9 1 9 8 7 6 5 4 3 Con4 2 JP9 1 PIC16F877A JP5 1 a -15 V GND +15 VDC COM 15 MALE 17 16 COM 15 MALE GND GND Hình 2.21 Khối điều khiển mạch điều chỉnh áp suất Tổng quan khối điều khiển mạch điều khiển lưu lượng áp suất + Mạch sử dụng vi điều khiển PIC16F877A + Sử dụng MAX232 để giao tiếp với máy tính 66 + Sử dụng MCP4922 nhận tín hiệu điều khiển từ vi điều khiển để thay đổi điện áp điều khiển áp suất ra trên hai chân VOUTA và VOUTB của MCP4922 + Mạch có 2 cổng com 15 chân tương ứng với hai kênh VOUTA và VOUTB + Hai connector nối với các chân của vi điều khiển với khối hiển thị + Ngoài ra trong khối điều khiển còn có các tụ lọc nguồn, diode chống ngược dòng vào vi điều khiển, connector nạp code vào vi điều khiển, các trở hạn dòng, bộ phát tần số dao động ngoại thạch anh, các biến trở, header cấp nguồn vào Khối hiển thị Sơ đồ mạch nguyên lý khối hiện thị Le1 Le2 Le3 Le4 Le5 Le6 Le7 Le8 VCC-5V R7 330 R8 330 Q4 A1015 L6 V4 R4 1k T4 V3 Q3 A1015 L5 T3 R3 1k L4 T2 V1 R6 330 R5 330 Q2 A1015 L3 DS1 7SEGQ R2 1k V2 Q1 A1015 R1 1k T1 R20 R21 R22 R23 R24 R25 R26 R27 L1 6 V1 8 V2 9 V3 12 V4 15 1 2 3 4 5 6 7 L2 23 SDA QA GND-HT SCK QB LAT QC QD 13 OE QE 10 MR QF QG VCC-5V 9 SQH QH 74HC595 DS 14 SHCP11 STCP 12 R9 330 R10 330 VCC-5V a b c d e f g h VR7 10K SET ADC D1 LED Le1 11 Le2 7 Le3 4 Le4 2 Le5 1 Le6 10 Le7 5 Le8 3 b Con1 9 8 7 6 5 4 3 2 Con2 1 JP9 9 8 7 6 5 4 3 2 1 JP9 SW4 SW3 SW2 SW1 T4 T3 T2 T1 SET ADC L6 L5 L4 L3 L2 L1 STCP SHCP DS D2 LED D4 LED D5 LED VCC-5V D6 LED VCC-5V GND-HT GND-HT Zero A Zero 1 2 R16 Valve drive 1 1 BT3 JP2 1 2 SW1 Zero B Zero 2 C20 BUTTON 2 Valve drive 2 10uF 1 JP2 -15 V +15 V HD4 D8 2 VCC-5V 1 GND-HT Header 2 1N4007 GND-HT HD3 2 1 Header 2 D3 LED GND-HT VCC-5V D0 R15 1 BT4 R18 SW2 C21 10uF 2 BUTTON VCC-5V GND-HT R17 LED3 LED BT5 1 2 BUTTON 220 GND-HT SW3 1 BT6 BUTTON C22 10uF GND-HT Hình 2.22 Khối hiển thị mạch điều chỉnh áp suất 67 2 R19 SW4 C23 10uF Tổng quan khối hiển thị mạch điều khiển áp suất + Mạch sử dụng một led 7 đoạn có 4 led anot chung để hiện thị giá trị điện áp điều khiển + Sử dụng IC dịch 74HC595 để điều khiển led 7 đoạn + Hai connector để kết nối với khối mạch điều khiển + Bốn nút bấm sử dụng để điều chỉnh, thiết lập giá trị của các kênh + Một biến trở để thay đổi giá trị điện áp đầu vào kênh ADC + Ngoài ra còn có các led báo tín hiệu, led báo nguồn, diode chống ngược dòng, trở hạn dòng, tụ chống nhiễu, các header cấp nguồn, transitor A1015 đóng mở cấp nguồn cho các chân anot led 7 đoạn c Khối nguồn  Mạch tạo nguồn 5V Sơ đồ mạch nguyên lý khối nguồn HD0 1 2 +12V D2 LM2 1 1N4007 104 C20 Vin VDK GND C21 ON/OFF 5 3 GND 4 Feedback 1 +5 L1 2 150 mH 2 Output GND GND VIN 1 L0 2 D1 150 mH 1N4007 R13 104 C32 C33 220 LED1 LED LM2576/?V GND GND GND GND GND +12V LM1 D3 1 1N4007 D5 VCC C24 Output GND GND ON/OFF 5 3 1N4007 Vin VDK VCC Feedback C25 104 GND HD1 1 2 VIN 4 2 L2 1 D4 150 mH 1N4007 C27 C26 220 104 LED2 LED LM2576/?V GND GND R14 2 GND GND GND GND Hình 2.23 Khối nguồn 5V mạch điều chỉnh áp suất Tổng quan khối nguồn 5V mạch điều chỉnh áp suất + Sử dụng điện áp đầu vào 12V 68 + Sử dụng 2 IC LM2576 để tạo nguồn 5V riêng biệt phần điều khiển, hiển thị và nguồn cấp cho các kênh đầu ra + Sử dụng các tụ phân cực 1000uF/16V, tụ gốm 104, cuộn cảm 150mH để chống nhiễu nguồn đầu vào và nhiễu từ tải + Ngoài ra còn có các diode chống ngược dòng, led báo có nguồn Mạch tạo nguồn đối xứng V Mạch này có tác dụng tạo ra nguồn đối xứng 15V cấp riêng cho bộ MFC Sơ đồ mạch nguyên lý khối tạo nguồn đối xứng D3 1N4007 D0 HD0 3 2 1 Header 3 F1 F1A GND L0 L 2 3 U1 ~ + ~ - 1N5408 C3 2200uF/50V IC1 IN C5 100nF L1 L 4 V+ 1N5408 C9 473 GND C11 100uF C13 104 GND GND 1N5408 C6 100nF C8 1000uF/16V 1 C4 2200uF/50V 2 IN OUT C10 473 3 IC2 KA7915 D4 GND 1N4007 L0 R0 LED 4.7k L1 R1 GND D1 D7 D5 1N4007 GND GND GND C2 4700uF/35V DA1 C7 1000uF/16V 150mH GND GND V- HD1 3 2 V1 Header 3 +15 V L2 3 KA7805 1 Diode Bridge Flate V~ OUT 2 V~ C1 4700uF/35V V+ 1 GND GND GND  C12 100uF L3 150mH C14 104 D6 1N4007 -15 V HD3 1 2 Header 2 LED 4.7k D8 1N4007 1N4007 Hình 2.24 Khối nguồn đối xứng mạch điều chỉnh áp suất Tổng quan khối nguồn đối xứng mạch điều chỉnh áp suất + Mạch có thể sử dụng nguồn điện áp đầu vào một chiều hoặc xuay chiều Đầu vào điện áp xuay chiều nối với HD0, đầu vào điện áp một chiều nối với HD1 + Dải điện áp xuay chiều sử dụng 15V AC – 24V AC + Dải điện áp một chiều sử dụng 15V DC – 24V DC + Mạch sử dụng một Diode Bridge để chuyển đổi nguồn xoay chiều thành nguồn một chiều + Sử dụng IC KA7815 để tạo nguồn +15V, + Sử dụng IC KA7915 để tạo nguồn -15V 69 + Trên mạch có sử dụng nhiều các tụ phân cực 4700uF/35V, 2200uF/50V, 1000uF/16V, tụ gốm 104, 473 + Các cuộn lọc, cuộn cảm để chống nhiễu nguồn đầu vào và nhiễu từ tải + Ngoài ra còn có các diode chống ngược dòng, led báo có nguồn, header cấp nguồn ra 2.4.2 Thiết kế mạch in Mạch in điều khiển lưu lượng áp suất được vẽ trên phần mền thiết kế Altium, mạch in 2 lớp, có 3 khối mạch độc lập là mạch điều khiển, mạch hiển thị và mạch nguồn đối xứng Sơ đồ bản vẽ mạch in của mạch điều khiển lưu lượng áp suất Hình 2.25 Mạch nguồn đối xứng 70 Hình 2.26 Mạch điều chỉnh áp suất 71 ... Thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết nhựa Xây dựng một hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết nhựa ứng dụng vào sản xuất tại... trúc một hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết nhựa Phân tích, tính toán các thông số vận hành, điều khiển hệ thống phun sơn tự động Thiết kế bộ điều khiển cho hệ. .. điểm các hệ thống phun sơn tự động phổ biến bên ngoài thị trường Thiết kế tổng quan hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết nhựa phải đạt được một số tiêu chi? ? sau

Ngày đăng: 12/04/2016, 08:01

Xem thêm