Đồ án flexible manufacturing systems

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT Flexible manufacturing systems 1.Khái quát chung : FMS viết tắt từ Flexible manufacturing systems Hệ thống sản xuất linh hoạt,

Trang 1

Lớp : Khoá……… Khoa : Điện

Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đăng Khang;

Chương 1: Tổng quan về hệ thống sản xuất linh hoạt

Chương 2: Giới thiệu hệ thống FMS DL-MPS901A

Chương 3: Chương trình, thuật toán điều khiển cho hệ thống FMS MPS901A

DL-Chương 4: Viết giao diện HMI (dùng màn hình cảm ứng) cho trạm phân phối

Ngày giao đề: Ngày hoàn thành: 15/5/2016

Nguyễn Đăng Khang

Mẫu: MC - 11)

Trang 2

MỤC LỤC

Trang 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT

LINH HOẠT (Flexible manufacturing systems)

1.Khái quát chung :

FMS viết tắt từ Flexible manufacturing systems (Hệ thống sản xuất linh hoạt), là một hệ thống sản xuất được điều khiển tự động bằng máy tính, có khả năng thay đổi chương trình điều khiển và sản phẩm một cách linh hoạt trong quá trình sản xuất.FMS bao gồm có một số máy CNC, bố trí theo một trình tự công nghệ và lien kết với nhau bằng các thiết bị vận chuyển Ngoài các máy tính và các phần mềm tương ứng để điều khiển các thiết bị giống như MC, trong FMS còn có máy tính trung tâm

để điều phối toàn bộ hoạt động của hệ thống Các FMS thường được thiết kế cho một nhóm sản phẩm đã định trước nên năng xuất, chất lượng của chúng cao hơn nhưng tính linh hoạt không bằng MC.

FMS có khả năng đồng thời gia công một nhóm sản phẩm thì gọi là dây chuyền nhóm FMS trước hết phải là một hệ thống sản xuất tự động hoá quá trình, FMS có khả năng thích ứng với những thay đổi đối tượng sản xuất mà không cần sự can thiệp của con người Là sự sắp xếp các máy được kết nối với nhau bằng hệ thống vận chuyển Các xe vận chuyển làm việc với máy trên các paleets hay trên các đồ gá giao tiếp với máy công tác (work-machine) là chính xác, nhanh chóng và tự động Máy tính trung tâm điều khiển các máy công tác và hệ thống vận chuyển.

Theo quan điểm của tự động hoá : FMS là một dạng tự động linh hoạt trong đó một số máy công cụ được lien kết cùng nhau bởi hệ thống vận chuyển vật liệu và tất cả các bộ phận của hệ thống được điều khiển bởi một máy tính trung tâm (VD : DL- MPS901A).

Bảng so sánh một số tính năng của FMS và dây truyền cứng :

TT Đặc điểm-Tính chất FMS Dây chuyền cứng

2 Đặc điểm chuyên môn hoá Theo công nghệ Theo sản phẩm

4 Chức năng của hệ thống Tối đa Yêu cầu thực tế

5 Khả năng mở rộng chức năng Không Không

7 Cho hiệu quả cao Nhiều chủng loại Sản lượng lớn

2.Cấu trúc và hoạt động :

2.1.Cấu tạo :

Gồm các phần cứng và phần mềm :

Trang 4

_Phần cứng : Các vật thể xác thực, có thể nhìn thấy được, như các máy CNC, thiết bị vận chuyển (robot hay xe tự hành), hệ thống dao cụ, máy đo toạ độ, trạm làm sạch chi tiết, thiết bị phần cứng máy tính.

_Phần mềm : Không hiện hữu và sờ được, như các chương trình NC, phần mềm quản ly

về sự lưu thông, thông tin về dao, file thứ tự làm việc của máy CMM(máy đo toạ độ) Theo cấu trúc thì FMS là tổ hợp của tế bào gia công tự động và tế bào kiểm tra tự động, được lien kết với nhau thanh một hệ thống thống nhất, theo dong vật liệu với

sự giúp đỡ của hệ thống vận chuyển phôi tự động và điều khiển nhờ mạng máy tính.

Trong hệ thống sản xuất linh hoạt ta có hệ thống điều khiển và giám sát Dựa vàothực tế sử dụng, sự phân bố vị trí của các máy tính mà các hệ thống điều khiển và giámsát đã có sự phân hoá và dẫn đến hình thành nên ba dạng hệ thống điều khiển và giámsát khác nhau là:

+ Hệ điều khiển và giám sát tập trung :

+ Hệđiều khiển và giám sát phân quyền

+ Hệ điều khiển và giám sát phân

tán :

Trang 5

2.2 2.2.P h â

n loại hệ thống sản xuất linh hoạt :

Hệ thống sản xuất linh hoạt được chia làm 3 loại :

_Loại 1 : Không phụ thuộc vào dòng vật liệu tế bào gia công tự động, được cấu tạo từ các máy vạn năng với điều khiển theo chương trình số liên kết với máy tính.

_Loại 2 : Gồm các tế bào gia công tự động vạn năng được điều khiển từ mạng máy tính và hệ thống vận chuyển phôi tự động Các chi tiết cùng loại có thể được gia công theo nhiều tiến trình công nghệ khác nhau trên một tế bào gia công tự động Được sử dụng rộng rãi trong các trường hợp khi chi tiết có thời gian gia công không lớn.

_Loại 3 : Là dây chuyền tự động linh hoạt, một nguyên công chỉ thực hiện trên một máy Vận chuyển qua bang tải hay qua máy vòng.

Ngoài ra có thể nhóm loại hệ thống FMS như sau :

_FMS tuần tự : Sản xuất từng loại chi tiết sau đó lập kế hoạch cho sản xuất loại tiếp theo.

_FMS ngẫu nhiên : Sản xuất bất kỳ một chi tiết nào đó ở một khoảng thời gian.

_FMS module : Cho phép người sử dụng mở rộng ra các loại trên.

3. Các ưu, nhược điểm và các hiệu quả của hệ thống :

3.1.Phạm vi ứng dụng :

Trong nền sản xuất hiện đại việc thành lập các hệ thống sản xuất linh hoạt đóng mộtvai trò hết sức quan trọng Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) cho phép tự động hoá ởmức độ cao đối với sản xuất hàng loạt nhỏ và hàng loạt vừa trên cơ sở sử dụng các

Trang 6

máy CNC, các rôbốt công nghiệp để điều khiển các đối tượng lao động, các đồ gá vàcác dụng cụ, các hệ thống vận chuyển - tích trữ phôi với mục đích tối ưu hoá quá trìnhcông nghệ và quá trình sản xuất.

Đặc điểm của FMS là khả năng điều chỉnh nhanh các thiết bị để chế tạo sản phẩmmới Như vậy, nó rất thích hợp không chỉ cho sản xuất hàng khối, hàng loạt lớn màcòn cho sản xuất hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ, thậm chí cả sản xuất đơn chiếc

Tuy nhiên phân tích FMS trong điều kiện sản xuất đơn chiếc cho thấy sự không ănkhớp giữa năng suất của FMS và phương pháp chuẩn bị sản xuất bằng tay Cũng doviệc sử dụng không đồng bộ các hệ thống tự động hoá mà quá trình chuẩn bị sản xuất

bị kéo dài

Sự nối kết các hệ thống tự động riêng lẻ thành một hệ thống duy nhất với sự trợ giúpcủa mạng máy tính nội bộ cho phép tăng năng suất lao động của các nhà thiết kế, cácnhà công nghệ và các nhà tổ chức sản xuất và do đó nâng cao năng suất và chất lượngsản phẩm Các hệ thống sản xuất như vậy được gọi là hệ thống sản xuất tích hợp có trợgiúp của máy tính; CIM bao gồm: thiết kế trợ giúp của máy tính; lập quy trình có trợgiúp của máy tính; lập kế hoạch sản xuất và kiểm tra; kiểm tra chất lượng có trợ giúpcủa máy tính; và sản xuất có trợ giúp của máy tính

Hiện nay ở nước ta nghiên cứu về FMS mới chỉ được bắt đầu Tài liệu về lĩnh vựcnày bằng tiếng Việt hầu như chưa có Các hệ thống FMS mô hình mới được trang bị ởmột số trường đại học Trong tương lai các hệ thống này tiếp tục được đầu tư ở nhiều

cơ sở đào tạo khác nhau trên cả nước Song song với những thiết bị hiện đại là việc rấtcần có giáo trình để giảng dạy Chính vì vậy cuốn sách này được biên soạn nhằm cungcấp những kiến thức cơ bản cho sinh viên các trường ĐH, CĐ thuộc chuyên ngành cơkhí chế tạo Đồng thời nó cũng được dùng làm tài liệu cho các cán bộ giảng dạy, cáchọc viên cao học và nghiên cứu sinh trong công tác đào tạo và nghiên cứu của mình

3.2.Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống sản xuất linh hoạt FMS :

a Ưu điểm:

 Linh hoạt trong việc xây dựng và tích hợp hệ thống sản xuất

 Sản xuất đồng thời được nhiều loại sản phẩm khác nhau

 Giảm thời gian thiết lập và thời gian chờ đợi trong sản xuất

 Sử dụng thiết bị máy móc hiệu quả

 Giảm chi phí sản xuất cho nhân công lao động

 Có khả năng xử lý nhiều loại nguyên liệu khác nhau

 Khi một máy bị sự cố, các máy khác vẫn có thể làm việc được

b Nhược điểm :

Giá thành đầu tư xây dựng ban đầu thường rất lớn

Trang 7

3.3.Các hiệu quả của hệ thống :

Mục đích chính là các máy nhận được vật liệu hoặc chi tiết đúng theo thời gian Giúp quản ly và điều khiển các nhân tố khó kiểm soát vẫn đáp ứng nhu cầu của khách hàng bằng cách :

_Nâng cao điều kiện sản xuất qua :

• Giảm số thay đổi khó kiểm soát.

• Trang bị các phương tiện để nhận biết và xử ly nhanh với những sai lệch trong kế hoạch sản xuất.

• Giảm sự phụ thuộc vào con người.

_Giảm lao động trực tiếp thông qua :

• Giảm sự vận hành của công nhân

• Loại bỏ sự phụ thuộc vào kỹ năng của thợ máy

_Nâng cao việc xử ly với :

• Những thay đổi về kỹ thuật.

• Thời gian dùng máy.

• Lỗi dao.

• Vận chuyển vật liệu chậm.

_Nâng cao sựu thích nghi thong qua sự đồng bộ hoá nhanh và dễ dàng với khối lượng sản phẩm thay đổi có thể thành sản phẩm mới

_Tăng khả năng khai thác máy qua việc loại bỏ thời gian cài đặt máy, khai thác các tính năng tự động để thay thế sự can thiệp bằng tay.

3.4.Ứng dụng của FMS :

_Gia công kim loại.

_Tạo hình kim loại.

Trang 8

Hiện nay ở các nước phát triển, hệ thống sản xuất linh hoạt đã và đang được ứngdụng rộng rãi trong công nghiệp để sản xuất ra sản phẩm hàng hoá có chất lượng caovới giá thành hạ Các hệ thống sản xuất linh hoạt hiện đại sử dụng các tiến bộ của khoahọc kỹ thuật mà cụ thể là của bốn lĩnh vực tự động hoá, cơ khí, công nghệ thông tin vàđiện tử viễn thông Sự kết hợp của bốn lĩnh vực đã hình thành nên một lĩnh vực mới,

đó là Cơ điện tử (mechatronics) Ứng dụng được hệ thống sản xuất linh hoạt trong sảnxuất sẽ làm cho đơn giản hoá hoạt động của con người nhưng đồng thời vẫn nâng caođược hiệu quả sản xuất Trong một hệ thống sản xuất linh hoạt, phạm vi điều khiểnhoạt động của hệ thống không chỉ giới hạn ở các thao tác hay vận hành hệ thống trựctiếp tại xưởng máy hay dây chuyền mà được mở rộng để có thể điều hành và giám sátmọi hoạt động của nhà máy tại một địa điểm duy nhất gọi là trung tâm điều khiển.Điều này được thực hiện nhờ sử dụng hệ thống mạng truyền thông công nghiệp Việc

sử dụng hệ thống sản xuất linh hoạt FMS sẽ thúc đẩy nền sản xuất phát triển theo xuhướng công nghệ cao, giảm bớt thời gian lao động của con người xuống

Trang 9

CHƯƠNG 2 : GIỚI THIỆU HỆ THỐNG FMS DL-MPS901A

1. Sơ lược về hệ thống sản xuất linh hoạt DL-MPS901A :

1.1. Tổng quan :

Hệ thống DL-MPS901A là một hệ thống sản xuất linh hoạt của hãng SEIMENS đượccấu thành từ nhiều trạm bao gồm: trạm phân phối, trạm kiểm tra, trạm gia công, trạmchuyển tiếp, trạm đệm, trạm ép, trạm lưu trữ tự động, trạm lắp ráp và trạm phân phốisản phẩm Các trạm được nối kết nối với nhau bằng các thanh nhôm có rãnh tạo thànhmột hệ thống sản xuất tự động Các trạm có cấu trúc mở và có độ linh hoạt cao

1.2. Phương thức hoạt động cơ bản của hệ thống :

Các phôi được để vào vị trí trên trạm phân phối để bắt đầu quá trình, đầu kẹp sẽ đưaphôi từ trạm phân phối đến trạm kiểm tra

Các cảm biến sẽ kiểm tra màu sắc và vật liệu của phôi, sau đó phôi sẽ được nâng lênbằng một xi lanh và cảm biến quang sẽ hạ xuống để kiểm tra độ cao của phôi trước khiđem phôi lên băng chuyền qua trạm gia công, xi lanh sẽ hạ xuống để tiếp tục với phôitiếp theo

Sau khi qua băng chuyền, phôi sẽ được đem vào bàn xoay Bàn xoay sẽ sẽ quay đến

vị trí để gia công khoan Rồi bàn xoay sẽ tiếp tục xoay để đưa phôi đến đến nơi kiểmtra chất lượng lỗ khoan, đường kính bên trong của phôi xem đạt chuẩn chất lượng hay

ra khay, phay hãm được nhả ra, khay sẽ được chuyển đến xilanh bên phải, sau khicánh tay robot gắp vật liệu vào vị trí pittong bên phải sẽ hạ xuống và khay sẽ đượcchuyền về pitong bên trái Khi khay quay sang pittong bên trái, cả 2 pittong trái vàphải sẽ nâng lên và trạm chuyển tiếp sẽ gắp tiếp vật liệu để vào khay và được chuyểntiếp qua pittong bên phải

Cánh tay robot sẽ gắp phôi từ trạm đệm, những phôi này được cố định ở trạm gia công Trạm lắp ráp nhận tín hiệu về vật liệu và tín hiệu OK ( công việc được thực hiện độclập, sử dụng nút START để thực hiện), khi vật liệu được xác nhận trục X, Y sẽ dichuyển và trục Z sẽ di chuyển lên, chuẩn bị đưa khay lên, trục Y nâng lên đưa khay lêntrên, trục Z hạ xuống đưa khay di chuyển, chờ cánh tay robot kiểm tra lại vật liệu, sau

đó đặt phôi vào khay trống để chờ tín hiệu tiếp theo

Trang 10

Robot xác nhận tín hiệu về vật liệu (công việc được thực hiện độc lập, sử dụng nútSTART để thực hiện), vỏ và phôi được chờ để nén vào phôi Sử dụng thiết bị chuyểnđổi thủy lực tạo thành sức nén lên vỏ phôi sau đó sử dụng xilanh để ấn nắp vào phôi

1.3. Các thành phần cơ bản và ứng dụng của hệ thống trạm sản xuất linh hoạt :

Mạch tự động của hệ thống sản xuất linh hoạt DL-MPS901A thường sử dụng cáccông nghệ cảm biến, công nghệ khí nén, công nghệ điều khiển, công nghệ chuyểnđộng trợ lực, công nghệ truyền thông, hệ thống cảm biến, hệ thống biến đổi, hệ thốngtrí tuệ nhann tạo

PLC chính là bộ não của cả hệ thống, phần mềm là trung tâm điều khiển của bộ não

đó, cảm biến quang, cảm biến điện dung, cảm biến điện cảm là con mắt, công tắclưỡng cực là xúc giác, động cơ và băng chuyền là đôi chân, các cánh tay robot, còn cácđường thông tin chính là hệ thống thàn kinh của hệ thống

1.3.1. Cảm biến :

a. Phân loại cảm biến :

Các cảm biến hiện nay thường được chia thành 3 cách sau:

- Được phân loại theo các đại lượng vật lý của cảm biến Nó có thể chia thànhcác loại như tốc độ, nhiệt độ, tốc độ dòng chảy, đo khí đốt …

- Được phân loại theo các nguyên tắc làm việc của cảm biến Có thể chia thànhđiện trở, điện dung, điện áp, quang, cảm biến nhiệt …

- Được phân loại theo tín hiệu đầu vào của cảm biến Được chia thành đầu rachuyển đổi (“1” và “0” hoặc “on” và “off” chuyển mạch cảm biến), loại môphỏng cảm biến với đầu ra là các cảm biến kỹ thuật số của xung hoặc code

b. Các loại cảm biến thông dụng :

Cảm biến quang Cảm biến điện cảm Cảm biến điện dung

Trang 11

Cảm ứng từ trường Cảm biến sợi quang

* Cảm biến điện từ và ứng dụng :

Công tắc cảm ứng từ là loại công tắc thường mở, nó là loại cảm biến thường mở khônggât hao mòn và hư hại cho vật liệu, tốc độ phản ứng cao Việc chuyển đổi tương tự nhưloại điện trở, điện dung tĩnh, hay quang điện … Công tắc từ được dùng để nhật biết kimloại , công tắc điện dung tĩnh được dùng để nhận biết kim loại và phi kim loại

Khi vật liệu từ tiếp xúc với cảm biến từ, cảm biến sẽ phát hiện và phát tín hiệu đầu vào.Trong ứng dụng thực hành, các bài kiểm tra được thiết lập chất liệu từ, và ở 2 đầu xilanhđược lắp 2 công tắc từ, nó có thể sùng 2 cảm biến để giới hạn điểm của 2 đầu xilanh

Để ngăn ngừa thiệt hại về việc chuyển đổi bởi vì kết nối sai, người ta thường sửdụng công tắc từ, tất cả các kết nối đi qua điện trở và điot Vì vậy nếu hướng cực bịngược công tắc từ sẽ không bị cháy, công tắc từ vẫn có thể làm việc bình thường

* Công tắc tiệm cận sử dụng sợi quang :

Cấu trúc: cảm biến sợi quang bao gồm 1 đầu kiểm tra quang học và 1 bộ khuyeeschđại sợi quang, bộ khuếch đại và đầu dò quang học là 2 bộ phận tách biệt, phần cuốicùng của đầu quang học chia thành 2 sợi quang học Khi sử dụng, đưa 2 đầu sợi quangvào trong vị trí khuếch đại tương ứng Đầu ra của cảm biến sợi quang được kết nối vớiPLC Công tắc sợi quang là 1 loại cảm biến sợi quang Cảm biến sợi quang không sinh

ra nhiệt, chỉ cần sử dụng 1 vài tia sáng Những đặc điểm trên làm cho cảm biến sợiquang được sử dụng trong các môi trường nguy hiểm Cảm biến sợi quang có thể sử

dụng cho các thiết bị cần sự chính xác cao dài hạn và có tính ổn định Cảm biến Sợi

quang có thể dẫn hướng và chuyển trực tiếp nguồn ánh sáng từ xa đến rất gần vật thể

được phát hiện Do đó, đầu sợi quang có thể nhỏ hơn và lắp đặt dễ dàng hơn nhiều sovới cảm biến quang điện thông thường So với các cảm biến truyền thống cảm biến sợiquang có các ưu điểm sau:

- Chống nhiễu điện từ

- Làm việc trong môi trường xấu

- Khoảng cách truyền dẫn

- Tuổi thọ lâu dài

* Thiết bị chuyển mạch quang điện và ứng dụng :

Thiết bị chuyển mạch quang điện thường được dùng trong môi trường không ônhiễm bụi Việc chuyển đổi quang điện hầu như không gây tác động trên các đối tượngthử nghiệm khi nó đang làm việc Vì vậy, nó được sử dụng rộng rãi trong các dâychuyền sản xuất Sử dụng các chùm tia nhỏ, nên bộ khuếch đại được lắp đặt cho cácthiết bị chuyển mạch khuếch tán Cảm biến tiệm cận sử dụng quang điện dùng các ánhsáng phản xạ để chiếu vào đối tượng thử nghiệm Bởi vì các ánh sáng phản xạ là ánh

Trang 12

sáng khuếch tán, do đó, nó được gọi là chuyển đổi quang điện khuếch tán Nó bao gồmphần ánh sáng (phóng ánh sáng) và bộ phận cảm quang (nơi nhận ánh sáng), nguồnbức xạ ánh sáng và tiếp điểm nhận ánh sáng phải nằm cùng một bên.

Bên cạnh đó thiết bị chuyển mạch kiểu khuếch tán quang điện trong các dây chuyềnsản xuất cũng có các loại đúc và mô hình hồi quy, tất cả gồm nguồn ánh sáng phát ra

và bộ phận cảm quang

* Công tắc điện dung và điện cảm :

Phương pháp sử dụng cảm biến điện dung cơ học làm cho thông số ở tụ điện thayđổi đạt đến mức chuyển thành tín hiệu Theo đối tượng thử nghiệm khác nhau tronggiây chuyền sản xuất, với cài đặt môi trường khác nhau chúng ta sẽ chọn điện dunghay điện cảm Công tắc điện dung cũng thuộc về cảm biến thay đổi trị số đầu ra, đầu

đo của nó là 1 cực của tụ điện, cực còn lại chính là đối tượng di chuyển Các đối tượng

di chuyển sẽ làm thay đổi hằng số điện môi dẫn tới thay đổi công suất, trạng thái mạchkết nối ở đầu đo lường cũng thay đổi và sẽ điền khiển bật hoặc tắt

Cảm biến điện cảm là cảm biến điện từ, trong đó trị số thay đổi và sử dụng hiệu ứngxoay chiều của dòng điện Nó bao gồm dao động tần số cao LC và mạch xử lý khuếchđại, khi sử dụng các vật bằng kim loại gần đầu cảm ứng sẽ sinh ra điện từ trường làmcho bên trong đối tượng có dòng điện xoay chiều Phản ứng xoay chiều trong công tắctiệm cận, thực hiện việc suy yếu công suất dao động làm thay đổi thông số trong mạch,

do đố có thể xác định vật kim loại đến gần nó Các bộ cảm biến được lắp đặt phải xemxét khoảng cách phát hiện, thiết lập khoảng cách chính xác để dây chuyền hoạt động

ổn định

1.3.2. Công nghệ khí nén :

Trong hệ thống DL-MPS901A có rất nhiều các linh kiện khí nén, bao gồm van khí,gia công gas, can tiết lưu, van điện từ 2 chiều, 1 chiều, xi lanh … tất cả chúng là cácphần tử khí nén

* Các đặc điểm của khí nén :

Các thiết bị khí né bao gồm các thiết bị truyền động thẳng hoặc xoạy hoặt độngthông qua khi nén, van kiểm soát hoạt động truyền động và thành phần cung cấp khícung cấp năng lượng cho thiết bị nén

Khí nén, thủy lực và điện thường được sử dụng hoạt động trong các khu côngnghiệp Thông qua việc đánh giá các điều kiện thuận lợi và không thuận lợi để đưa ramột phương pháp hoạt động hiệu quả

* Dẫn động khí nén :

Dẫn động khí nén sinh ra chuyển động tịnh tiến hoặc quay nhờ áp suất khi nén Dẫnđộng khí nén được cấu thành từ hệ thống xylanh, có cơ cấu để tạo ra những chuyển

Trang 13

áp suất khí nén tạo ra tác động 1 phía, và xi lanh 2 chiều sử dụng khí nén để tạo ra tácđộng từ 2 phía Bộ phận quay gồm cơ cấu chấn động, nó hạn chế góc quay, và mo tơdẫn động với góc quay giới hạn.

Xilanh một chiều:

Hình 2.1: Nguyên lí điều khiển xylanh một chiều tác động

Xy lanh một chiều thong qua việc sử dụng áp suất khí để tạo ra chuyển động mộtchiều, và sử dụng lò xo được gắn bên trong hoặc ngoại lực để tạo ra chuyển động theochiều ngược lại Trong chu trình ngược, lò xo bên trong sẽ không đủ mạnh để chịu tải,chỉ có thể thực hiện việc đẩy xylanh trở về Trong chuyển động ngược lại, vì lực của lò

xo chỉ tương đương với áp suất khí 0.3 đến 0.5 KGF/cm2, vì thế nếu có lực tải lênxylanh thì xylanh không thể quay trở lại

Hành trình lớn nhất của xylanh một chiều với lò xo đặt bên trong là 100mm Tương

tự với kích thước xylanh lớn hơn, thời gian duy trì áp suất khí nén và thời gian lò xophục hồi trạng thái ban đầu tương ứng cũng phải dài hơn, đường kính xylanh lớn nhất

Trang 14

Hình 2.2: Cấu tạo của xilanh 2 chiều

Xylanh 2 chiều sử dụng áp suất khí để tạo ra chuyển động tiến–lùi cho xylanh Khôngkhác với xy lanh một chiều, việc dùng xylanh hai chiều không cần các điều kiện ràngbuộc cụ thể, do đó xylanh 2 chiều được sử dụng rộng rãi

Mặc dù xylanh 2 chiều không bị giưới hạn chu trình, nhưng cần cân nhắc tới lực bẻcong cần piston, hành trình thông thường được thiết đặt là 2000mm Kích thước bêntrong của xylanh 2 chiều vào khoảng 4mm tới 320mm

Xylanh 2 chiều tác động được sử dụng trong các trường hợp: gia công các mặt hàng,

có bao gồm sự vận chuyển, hoán chuyển, gá kẹp, bơm phụt

Xilanh không thanh truyền (Rodless)

Không có thanh đẩy piston trong Xylanh khong thanh truyền, bên ngoài ống khí,Xylanh chuyển động cùng piston Có 2 loại xylanh không thanh truyền: một loại sửdụng nam châm vĩnh cửu, một sử dụng chính rãnh ống để chuyển động theo Trongloại xylanh không thanh truyền dùng nam châm vĩnh cửu, lực từ mạnh của khâu bịđộng có thể tạo ra sự chuyển động sai lệch do từ trường bên trong và bên ngoài, vàkhông khí có thể bị rò rỉ qua khe hở trong rãnh ống xylanh không thanh truyền

Trang 15

1.3.3. Thiết bị quay khi nén

Thiết bị lắc:

Thiết bị lắc hạn chế góc quay, giữa hai vị trí có chuyển động lắc gián đoạn Có 2 loạithiết bị lắc: thanh răng – bánh răng; cách quạt

Xilanh chuyển động quay sử dụng thanh răng – bánh răng

Sử dụng cơ cấu cơ khí thanh răng – bánh răng để biến đổi chuyển động tịnh tiến thànhchuyển động quay Mặc dù đã có những loại xylanh chuyển động quay sử dụng thanhrăng bánh răng (có tính thương mại) đạt tới góc quay 720 độ, nhưng phổ biến trên thịtrường là loại có góc quay 180 độ Hành trình của cần piston điều chỉnh góc quay quanút quay

Hình 2.4: Xilanh chuyển động quanh sử dụng bánh răng, thanh răng

Xylanh sử dụng cánh quạt

Sử dụng khí nén làm quay trực tiếp các cánh quạt Các thiết bị phụ trợ khí nén đượclắp đặt trong xylanh làm giới hạn góc quay Góc quay có thể đạt 300 độ, nhưng phổbiến ngoài thị trường là loại góc quay 180 độ

Có cấu tạo đơn giản, giá thành thấp, không gian lắp đặt nhỏ, nhưng lại dễ bị hư hỏngnên xylanh có đường kính 50 mm là phù hợp

Trang 16

Hình 2.5: Xilanh sử dụng cánh quạt

1.3.4. Van điều khiển khí nén

Hệ thống điều khiển khí nén được cấu thành từ bộ phận báo hiệu, những bộ phận điềukhiển và dẫn động Giống như bộ phận điều khiển và báo hiệu, hàng loạt sự vận hànhvan nhiên liệu và các cụm các bộ phận dẫn động

Bản thân phần dẫn động là không tự làm việc Trong đường truyền chính, bộ dẫndộngđiều khiển một tay quay phía sau con lăn để mở hoặc đóng cửa tự động Hoạtđộng của xylanh và van là khá trơn tru, cụm van thông qua các điểm mốc để vận hành,đóng hoặc mở cửa Van chỉ sử dụng để cấp tính hiệu báo hiệu, dùng trong vận hànhtay quay, điều mở khiển dịnh hướng, tỷ số truyền, và lực dẫn động

Thông qua đó, van có thể điều khiển việc khởi động, ngừng hoạt động, định hướng,định mức dòng và áp suất dòng Piston xoay, van cầu và van ống là dạng van phổ biến,được dùng nhiều trên toàn cầu trong thiết đặt sản xuất công nghiệp Đáp ứng với cáctính năng, van có thể chia thành 4 nhóm: Van điều hướng hoặc van vượt, van điềukhiển dòng, van một chiều, van áp lực

2. PLC

1.3.5. PLC

PLC viết tắt là programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập trình đượccho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữlập trình Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt các sự kiện Các sự kiệnnày được kích hoạt bởi các tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc quacác hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm PLC dùng đểthay thế các mạch rơ le trong trực tế PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng

Trang 17

thái trên đầu ra và đầu vào Khi có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽ thay đổi theo.Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay State Logic Hiện nay có nhiều hãngsản xuất ra PLC như Siemens, Allen-Bradley, Mitsubishi Electric, General Electric,Omron, Honeywell

Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người dùng lập ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình

* Cấu trúc và chức năng của các bộ phận của PLC

Hình 2.6: Cấu trúc của PLC

Tất cả các PLC đều có thành phần chính là: Một bộ nhớ chương trình RAM bêntrong (có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài EPROM) Một bộ vi xử lý có cổnggiao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC, các mô đun vào/ra

Bên cạnh đó, một PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm một đơn vị lập trình bằng tayhay bằng máy tính Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ RAM để chứađựng chương trình dưới dạng hoàn thiện hay bổ sung Nếu đơn vị lập trình là đơn vịxách tay, RAM thường là loại CMOS có pin dự phòng, chỉ khi nào chương trình đãđược kiểm tra và sẵn sàng sử dụng thì nó mới truyền sang bộ nhớ PLC Đối với cácPLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hỗ trợ cho việc viết, đọc và kiểm trachương trình Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS485, Hệthống phần cứng của PLC gồm các bộ phận như sau:

- Máy tính trung tậm: Máy tính trung tâm gồm các đơn vị xử lí trung tâm (CPU), bộ nhớchương trình, chương trình cá nhân và bộ nhớ lưu trữ dữ liệu CPU là cốt lõi của PLC,

nó được sử dụng để chạy chương trình do người sử dụng viết ra, giám sát trạng tháigiao diện ra/vào, làm ra phán đoán hợp lý và xử lý dữ liệu Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm trachương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trongchương trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới cácthiết bị liên kết để thực thi Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vàochương trình điều khiển được lưu giữ trong bộ nhớ Trong PLC các số liệu được trao

Trang 18

đổi giữa các bộ vi xử lý và các mô đun vào ra thông qua Data Bus Address Bus vàData Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép truyền 8 bit của 1 byte một cáchđồng thời hay song song

- Giao diện I/O: Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các mô đun (các đầuvào của PLC), các cơ cấu chấp hành được nối với các mô đun ra (các đầu ra của PLC).Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiệu xử lý là 12/24VDChoặc 100/240VAC Mỗi đơn vị I/O được cung cấp bởi các đèn LED trên PLC, điềunày làm cho việc kiểm tra hoạt động xuất nhập trở nên dễ dàng và đơn giản Bộ xử lýđọc và xác định các trạng thái đầu vào (On,Off) để thực hiện việc đóng hay ngắt mạchđầu ra

- Bộ phận mở rộng đầu I/O: I/O mở rộng chính là các cổng kết nối mở rộng để liên kếtcác thiết bị đầu cuối với nhau

Bộ nhớ: PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp: làm bộ định thời cho cáckênh trạng thái I/O, đếm, ghi các relay Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêngtrong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí trong bộ nhớ đều được đánh số, những số này chính làđịa chỉ trong bộ nhớ Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi một bộ đếm địa chỉ ởbên trong bộ vi xử lý Bộ vi xử lý sẽ đặt giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử

lý lệnh tiếp theo Với một địa chỉ mới, nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ởđầu ra, quá trình này được gọi là quá trình đọc Bộ nhớ bên trong PLC được tạo ra bởicác vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này có khả năng chứa 2000-16000 dòng lệnh, tùytheo loại vi mạch Trong PLC các bộ nhớ như RAM, EPROM đều được sử dụng.RAM ( Random Access Memory) có nghĩa là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên, có thể nạphay xóa chương trình bất cứ lúc nào Nội dung của Ram sẽ bị mất nếu như nguồn điện

bị mất Để tránh tình trạng này các PLC đều được trang bị một pin khô, có khả năngcung cấp năng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm Trong thực tế RAMđược dùng để khởi tạo và kiểm tra chương trình Khuynh hướng hiện nay dùngCMOS-RAM nhờ khả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ cao EPROM (ElectricallyProgramable Read Only Memory) là bộ nhớ mà người sử dụng chỉ đọc được chứkhông ghi nội dung vào được Nội dung của EPROM không bị mất khi nguồn mất, nóđược gắn sẵn trong máy, đã được nhà sản xuất nạp và chứa hệ điều hành sẵn Nếungười sử dụng không muốn mở rộng bộ nhớ thì chỉ sử dụng EPROM gắn bên trongPLC Trên PG( programer) có sẵn chỗ ghi và xóa EPROM EEPROM(ElectricallyErasable Programable Read Only Memory) liên kết với những truy xuất linh động củaRAM và có tính ổn định Nội dung của nó có thể xóa và lập trình lại, tuy nhiên số lầnsửa nội dung là có giới hạn

- Môi trường ghi dữ liệu thứ tư là đĩa cứng hoặc đĩa mềm, được sử dụng trong máy tínhlập trình Đĩa cứng hoặc đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường được dùng để lưunhững chương trình lớn trong một thời gian dài

- Cổng kết nối thiết bị ngoài: cổng có thể kết nối với máy tính, máy in, máy quét mãvạch, biến tần, để máy tính trung tâm hoàn thành các hoạt động tương ứng PLC thửnghiệm cho mô hình này là Siemens S7-300 312 1AE13-OABO có đầu vào và đầu ra

là 8

* Nguyên tắc làm việc của PLC

PLC được sử dụng để quét chu kỳ làm việc liên tục Khi PLC làm việc, CPU sẽ dựa

Trang 19

bước của tập lệnh (hoặc dựa vào địa chỉ) để biến thành chu kỳ quét liên tục, nếu không

có câu lệnh để nhảy bước, chương trình sẽ bắt đầu từ câu lệnh đầu tiên cho đến khi kếtthúc chương trình, sau đó quay lại câu lệnh ban đầu và bắt đầu vòng lặp mới Hoạtđộng của PLC chia làm 3 giai đoạn: lấy tín hiệu đầu vào, thực hiện chương trình, đưatín hiệu đầu ra

* Ngôn ngữ lập trình

Ngôn ngữ lập trình được cung cấp bởi nhà sản xuất được làm theo yêu cầu của người

sử dụng Ngôn ngữ Ladder và bảng ngôn ngữ hướng dẫn câu lệnh là 2 ngôn ngữ phổbiến hiện nay và luôn được sử dụng song song với nhau

Ngôn ngữ lập trình ladder: là ngôn ngữ sử dụng các mạch để thể hiện các di chuyển,địa chỉ ngắt quãng, các dây dẫn, các ký hiệu như rơle, công tắc tơ theo yêu cầu của kếtnối và chỉ ra đầu vào, đầu ra của PLC 1 cách đơn giản và dễ hiểu

Trong Ladder sử dụng các icon để hiển thị PLC Sử dụng () các cuộn dây, sơ đồladder sử dụng các biểu tượng và tên gọi để phân biệt

- Cấu trúc ladder được đặt từ trái sang phải và từ trên xuống dưới, mỗi đường logic bắtđầu từ đường dẫn bên trái, sau đó là các địa chỉ liên lạc, các kết nối song song và cuốicùng là các cuộn dây

- Mỗi bước trong chương trình ladder không phải các thiết bị vật lý, nhưng theo kháiniệm “ hiện hành” từ trái sang phải đều không có nguồn năng lượng khái niệm hiệnhành được sử dụng để mô tả trực quan các cuộn dây thông qua các điều kiện cần đápứng trong việc thực hiện chương trình

- Thanh ghi đầu vào được sử dụng để nhận tín hiệu đầu vào từ bên ngoài, nhưng khôngđược điều khiển bởi các điểm cảm ứng của rơ le bên trong PLC Vì vậy , ladder chỉxuất hiện các kết nối đăng ký đầu vào và không xuất hiện các cuộn dây, thanh ghidung lượng đầu ra bên ngoài thực hiện các kết nối với thiết bị bên ngoài Và khi ladderchuyển thanh ghi đầu ra thành điện sau đó xuất tín hiệu đầu ra nhưng không phải tínhiệu đầu ra cũng có thể được sử dụng bằng cách lập trình bên trong bộ nhớ

Bảng ngôn ngữ hương dẫn câu lệnh: Bảng ngôn ngữ hướng dẫn câu lệnh sử dụng cácrune ghi nhớ để biên dịch chương trình PLC, nó tương tự như ngôn ngũ lập trình máytính nhưng dễ hiểu hơn

1.3.6. Motor

Mô tơ DC 1 chiều

Trong hệ thống sản xuất mềm DL-MPS900A, ta sử dụng chủ yếu mô tơ DC, sử dụngtrục chính lái ổ lăn thông qua cấu tạo của mô tơ, quay cùng chiều hoặc ngược chiềukim đồng hồ

2. Các trạm module của hệ thống sản xuất linh hoạt :

2.1. Trạm phận phối :

Thông số kỹ thuật :

Trang 20

_Nguồn cung cấp : một pha AC220V 10% 50Hz.

_Nguồn cấp cho các hoạt động điện trong trạm : DC24V.

_Nhiệt độ làm việc : -10 0 C ~40 0 C; độ ẩm môi trường : 90% (ở 25 0 C) ;

_Kích thước trạm : 750mm750mm1000mm.

_Áp suất làm việc : 0.4 ~0.6Mpa.

_Công suất tiêu thụ khi vận hành : 1KVA.

Nguyên lý làm việc :

Trạm phân phối cung cấp phôi liệu theo các khoang chứa dạng 3 ống thuỷ tinh đặt trên một module chạy Đây là module căn bản của cả hệ thống cho việc điều khiển

và giám sát.

Các module có trong trạm phân phối :

_Module phân phối.

_Module truyền động quay.

Hình 2.7: Trạm phân phối

a. Phân tích các thành phần trong các module :

*) Module phân phối :

Ống lưu trữ phôi liệu.

Cảm biến sợi quang kiểm tra phôi và phôi.

Xi lanh đẩy phôi.

Hệ trục vít me, động cơ DC bánh rang.

Trang 21

Các thiết bị chính :

Xi lanh tác động kép (Bộ điều chỉnh lưu lượng, cảm biến tiệm cận).

Phôi liệu.

Cảm biến sợi quang.

Cảm biến tiệm cận.

Van điện từ 5/3 tác động đơn.

Hình 2.8: Mạch khí nén.

*) Module truyền động quay :

Xi lanh quay và van chân không kết hợp đầu gá để chuyển phôi liệu.

Van chân không và đầu gá truyền động phôi liệu từ trạm phân phối tới trạm tiếp theo.

Các thiết bị chính trong trạm :

Xi lanh quay.

Trang 22

Van chân không và cảm biến áp suất.

Bộ điều khiển tốc độ xi lanh (điều chỉnh tiết lưu).

Van điện từ 5/3.

Van điện từ 5/2.

Van hút chân không

Hình 2.9: Mạch khí nén module truyền động quay

b. Bảng địa chỉ I/O :

STT Địa chỉ Chức năng STT Địa chỉ Chức năng

Trang 23

4 I0.3 Junction(backup) Q0.3 LED network

8

11 I2.0 Silo 1# inspect workpiece Q2.0 Rotate cylinder turn left

12 I2.1 Silo 2# inspect workpiece Q2.1 Rotate cylinder turn right

13 I2.2 Silo 3# inspect workpiece Q2.2 Vacuum valve chunk

14 I2.3 position detection Push block to Q2.3 Vacuum valve close

15 I2.4 position detection Silo 3# in push Q2.4 Pushing cylinder solenoid valve

16 I2.5 position detection Silo 2# in push

17 I2.6 position detection Silo1# in push

18 I2.7 Rotary cylinder left position detection

19 I3.0 Rotary cylinder right position detection

20 I3.1 Vacuum generator signal

21 I3.2 Pushing cylinder retract detection

22 I3.3 Pushing cylinder retract detection

23 I3.4 Conveying motor front limit

24 I3.5 Conveying motor back limit

Nội dung công việc trên trạm phân phối :

*) Sắp xếp thiết bị :

Điều kiện đầu tiên :

Trang 24

_Có phôi trong ống cấp phôi ở module phân phối (dùng cảm biến sợi quang phát hiện).

_Tất cả các bộ dẫn truyền động ở trạng thái ban đầu.

Điều kiện để hoạt động :

Đặt lại xilanh phân phối.

Vị trí của xilanh quay ở phía ống phôi liệu (phía trái).

Van chân không đóng.

Có phôi trong ống chưa phôi liệu.

Làm việc :

Xi lanh quay quay tới vị trí phải.

Cảm biến ống phôi liệu xác nhận vị trí ống phôi.

Xilanh phân phối tác động đẩy phôi ra ống phôi liệu.

Van chân không hoạt động.

Xilanh quay quay trở lại vị trí ban đầu gắp phôi.

Xilanh quay quay tới vị trí phải (trạm kiểm tra).

Ngắt van chân không (thả phôi).

Xilanh quay quay trở lại vị trí trái.

Khởi động lại chu trình làm việc tương tự.

2.2. Trạm kiểm tra :

_Nguồn cấp : một pha AC220V 10% 50Hz.

_Nguồn cấp cho các hoạt động điện trong trạm : DC24V.

_Nhiệt độ làm việc :-10 0 C ~40 0 C; độ ẩm môi trường : 90% (ở 25 0 C).

_Kích thước trạm :750mm x 750mm x 950mm.

_Áp suất làm việc : 0.4 ~0.6Mpa.

_Công suất tiêu thụ khi vận hành : 1KVA.

Trang 25

Nguyên lý hoạt động :

Cảm biến kiểm tra vật liệu, cảm biến quang sử dụng nguyên ly phản xạ để kiểm tra

và cảm biến điện dung, điện cảm để xác định màu và cấu tạo bề mặt của phôi Và sử dụng cảm biến quang để đo chiều cao của 3 loại phôi.

Các module thành phần :

Module nâng.

Module chuyền động bang tải.

Phân tích các module thành phần :

Module đo chiều cao phôi.

Module kiểm tra kết cấu phôi.

Các linh kiện trong module nâng :

Xilanh rodless.

Van điện tử tác động kép 5/2.

Xilanh có điều khieetn tốc độ (van tiết lưu).

Linh kiện trong module kiểm tra vật liệu :

Cảm biến điện dung.

Cảm biến điện cảm.

Khay nâng.

Xilanh đẩy phôi.

Van điện từ tác động đơn 5/2

Xilanh điều khiển tốc độ (Van tiết lưu).

Trang 26

Theo sự kết hợp giữa các cảm biến dò tìm để phân loại phôi liệu :

Mỗi cảm biến xác định loại phôi liệu, đánh giá tín hiệu để xác định loại phôi liệu Workpiece texture

Sensor type Black workpiece Non-ferrous workpiece (black red write) Metal workpiece

Linh kiện trong module đo chiều cao phôi :

Khối đo chiều cao.

Cảm biến quang.

Xilanh tác động kép chuyển phôi.

Photoelectric sensor.

Van tiết lưu.

Theo như sơ đồ, module đo chiều cao có 2 cảm biến, theo tín hiệu kiểm tra của cảm biến S1 S2.

Phôi có chiều cao trung bình :

Cảm biến S1, S2 không tác động.

Phôi có chiều cao thấp hoặc quá cao :

Cảm biến S1 hoặc S2 tác động.

Trong hình dưới đây, xilanh đo chiều cao ở phía trước.

b. Module truyền động băng tải :

Khối truyền động bang tải, được điều khiển bằng động cơ DC bánh rang.

Các linh kiện chính :

Khối điều chỉnh lực căng.

Khối truyền động bang tải.

Động cơ DC loại bánh răng.

Role.

Trang 27

c. Thanh trượt phôi liệu :

Chức năng chính là vận chuyển phôi.

Nội dung công việc :

*) Yêu cầu thiết bị :

Điều kiện ban đầu :

Xilanh nâng hạ.

Băng tải truyền động.

Xilanh kiểm tra chiều cao.

Nội dung công việc

Kiểm tra khay chưa phôi (Cấu trức màu sắc).

Xilanh nâng hạ (Rodless cylinder).

Xilanh đo chiều cao.

Cảm biến do chiều cao.

Sau khi đo chiều cao, xilanh trở lại vị trí ban đầu.

Kết thúc điều kiện kiểm tra (thấp, trung bình hoặc cao).

Khởi động bang truyền động.

Xilanh đẩy phôi tới băng tải.

Xilanh rodless hạ khay chứa phôi.

Phôi liệu tới trạm gia công.

2.3. Trạm gia công :

_Nguồn cấp : một pha AC220V 10% 50Hz.

_Nguồn cấp cho hoạt động điện trong trạm : DC24V.

_Nhiệt độ làm việc : -10 0 C ~40 0 C; độ ẩm môi trường : 90% (ở 25 0 C).

_Kích thước trạm :750mm x750mm x950mm.

_Áp suất làm việc : 0.4~0.6Mpa.

Công suất tiêu thụ khi vận hành : 1KVA.

Trang 28

Nguyên lý làm việc :

Sau khi cảm biến quang xác nhận có phôi, bàn xoay quay 1 góc 45 đọ đưa phôi tới góc vị trí gia công.

[Phôi liệu đưa tới vị trí khoan =>Kiểm tra lỗ khoan=>Đẩy phôi]

Module máy gia công khoan phôi và kiểm tra kích thước phôi Sau đó bàn xoay đưa phôi liệu tới vị trí cho trạm tiếp theo.

Các thiết bị thành phần :

Module bàn xoay.

Module khoan.

Module kiểm tra lỗ khoan

Module truyền động.

Linh kiện chính trong các module :

a. Module bàn xoay :

Linh kiện chính :

Động cơ DC bánh rang.

Điều khiển động cơ dùng role.

Cảm biến dò tìm vị trí.

Cảm biến điện cảm kiểm tra góc quay 45 0

Cảm biến quang dò tìm phôi liệu đến.

b. Module gia công khoan :

Bao gồm động cơ DC, xilanh khoan, kẹp phôi cho gia công khoan.

Trang 29

Van điện từ 5/3 tác động kép.

Linh kiện module sửa phôi :

Xilanh tác động kép.

Van tiết lưu.

c. Module kiểm tra lỗ khoan :

Phôi được khoan sau đó được đưa vào kiểm tra lỗ khoan.

Linh kiện chính :

Xilanh tác động kép dò tìm lỗ khoan.

Van tiết lưu.

d. Module khay trượt :

Phôi liệu từ trạm trước chuyển tới bàn xoay qua khay trượt.

Để chắc chắn việc vận chuyển phôi đến nơi, một dãy khí được khoan trên bề mặt khay trượt để phôi có thể dễ dàng trượt xuống.

Các linh kiện chính :

Đường trượt, rãnh khí, vách đỡ.

Nội dung công việc :

*) Yêu cầu thiết bị :

Điều kiện làm việc :

Tất cả các linh kiện ở vị trí điều kiện ban đầu.

Điều kiện ban đầu :

Xilnh gia công khoan thu vào.

Xilanh kiểm tra thu vào.

Xilanh sửa phôi đẩy ra.

Trang 30

Bàn xoay ở vị trí đợi.

Không có phôi trong các ô chứa phôi của bàn xoay.

Làm việc :

Dò tìm vị trí phôi đầu tiên.

Xilanh sửa thu vào.

Bàn xoay quay góc 45 độ.

Xilanh sửa đẩy ra.

Xilanh gia công khoan đẩy ra.

Xilanh sửa thu vào.

Kiểm tra phôi liệu được gia công (Xilanh kiểm tra đẩy ra).

Xilanh kiểm tra thu vào.

Quay trở về vị trí đầu tiên.

2.4. Trạm xử lý :

Thông số kỹ thuật

- Nguồn cấp: một pha AC220V ±10% 50Hz.

- Nguồn cấp cho các hoạt động điện trong trạm: DC24V

- Nhiệt độ làm việc: -10℃ ～40℃; độ ẩm môi trường: ≤90%（ở 25℃）；

- Kích thước trạm: 750mm×750mm×950mm

- Áp suất làm việc: 4~6Mpa

- Công suất tiêu thụ khi vận hành: ≤1KVA

Nguyên lý làm việc

Sau khi hoàn thành công việc tại trạm gia công, qua kết nối cc-link bắt đầu cho phép trạm xử ly làm việc.

Trang 31

Sau khi kết thúc quá trình gia công, trạm xử ly chuyển phôi tới trạm tiếp theo hoặc đưa phôi lỗi tới đường trượt ở giữa trạm Sau đó quá trình lại trở lại vị trí ban đầu.

Các module thành phần

Xilanh rodless

Module gắp

Module thanh trượt

Các linh kiện trong module

Xilanh Rodless

Đây là thiết bị với xilanh rodless và thanh chạy kết nối từ trạm trước tới trạm sau Các phôi lỗi sẽ được đưa tới thanh trượt giữa trạm và sau đó xilanh trở lại vị trí ban đầu đợi hoạt động tiếp theo.

Linh kiện trong module

Xilanh rodless

Cảm biến tiệm cận

Van điện từ 5/3 tác động kép

Van tiết lưu

Module gắp

Gắp phôi liệu từ bàn xoay và chuyển tới trạm tiếp theo.

Linh kiện

Xilanh với cảm biến tiệm cận

Van điện từ 5/2 tác động đơn

Van tiết lưu

Module thanh trượt

Các phôi liệu lỗi từ trạm gia công sẽ được đưa tới thanh trượt này Nếu phôi lối đầy, đèn cảnh báo sẽ nháy sáng.

Linh kiện chính

Trang 32

Thanh trượt, giá đỡ, cảm biến báo đầy phôi.

Yêu cầu làm việc

Yêu cầu

Điều kiện khởi động

Tất cả các module ở điều kiện đặt trước.

Điều kiện ban đầu

Gắp phôi.

Không có phôi trong bàn xoay.

Làm việc

Ô chứa phôi bàn xoay chuyển tới vị trí gắp.

Xilanh gắp đẩy ra theo trục Y để gắp phôi.

Gắp phôi.

Chuyển tới trạm tiếp theo.

Đưa phôi lỗi tới thanh trượt.

Mở tay gắp

Trở lại vị trí đợi ban đầu.

2.5. Trạm đệm :

- Áp suất làm việc: 0.4~0.6Mpa

Trang 33

Cung cấp phôi từ trạm đệm tới cho robot, ngoài ra còn có nhiệm vụ đệm.

Module thành phần

Xilanh chuyển động lên xuống

Băng tải truyền động

Cảm biến xác định phôi

Module bao gồm

Module xilanh truyền động lên xuống

Cung cấp phôi được chuyển từ trạm đệm đến trạm robot, đồng thời là điểm đệm Các linh kiện chính

Xilanh tác động kép (điều chỉnh bằng van tiết lưu)

Cảm biến tiệm cận vị trí

Van điện từ 5/2 tác động kép

Truyền động băng tảt trên và dưới

Transmission module

Khay truyền động băng tải bao gồm 2 lớp truyền động.

Linh kiện chính

Khối điều chỉnh sức căng, các bước truyền động, động cơ bánh răng, điều khiển điện

Module cảm biến phôi

Sauk hi xác định kết cấu phôi và gửi tín hiệu cho trạm sau Phân biệt kim loại và phi kim theo đặc điểm các loại cảm biến khác nhau loại màu cho mỗi thiết lập khác nhau.

Linh kiện chính

Cảm biến điện dung, điện cảm, cảm biến quang, điều chỉnh tốc độ xi lanh(van tiết lưu)

Nội dung công việc

Yêu cầu thiết bị

Trang 34

Điều kiện khởi động

Tất cả các module phải ở vị trí đặt

Điều kiện ban đầu

Băng tải dừng

Xilanh chuyển phôi ở vị trí dưới

Làm việc

Xilanh chuyển phôi trái/phải ở vị trí trên.

Trạm xử y cung cấp phôi ( sử dụng phím chức năng khi làm việc độc lập)

Chạy băng tải để chuyển phôi sang băng tải phải

Đợi tín hiệu phản hồi từ robot

Sử dụng phím chức năng khi làm việc độc lập.

Xilanh chuyển xuống vị trí dưới, khay trống.

2.6. Trạm nén :

Từ trạm robot đưa một tín hiệu sang trạm nén tạo phôi nắp và cung cấp phôi cho trạm robot.

Trang 35

Module phân phối

Module chuyển đổi thủy lực

Moduel nén

Module phân phối

Ống lưu trữ phôi, lưu trữ phôi giám sát thông qua cảm biến sợi quang.

Có nhiều hơn 2 phôi trong ống chứa thì trạm mới làm việc, đèn cảnh báo sẽ nháy sáng khi số phôi ít hơn.

Các linh kiện chính

Xilanh tác động kép (loại điều khiển tốc độ bằng van tiết lưu)

Cảm biến sợi quang giám sát phôi

Xilanh với cảm biến tiệm cận

Module nén và chuyển đổi thủy lực

Việc nén cần nhiều áp lực, trong hệ thống này ta sử dụng bộ chuyển đổi thuỷ lực áp suất Nếu sử dụng hệ thống thủy lực sẽ tăng hiệu quả đào tạo tuy nhiên hệ thống sẽ rất phức tạp, vì vậy ta sử dụng bộ chuyển đổi thủy lực.

Các linh kiện chính

Xilanh tác động kép

Bộ chuyển đổi thủy lực

Xilanh nén

Khoang chứa của module nén

Có một khoang để gia công nén phôi, sau khi nén xong xilanh phía dưới khoang sẽ đẩy phôi ra để vị trí cho một phôi khác.

Các linh kiện

Trang 36

Xilanh tác động kép

Cảm biến sợi quang nhận phôi

Module chuyển phôi

Robot gắp phôi được đẩy ra vị trí đợi sau khi hoàn thành quá trình nén.

Yêu cầu thiết bị

Điều kiện hoạt động

Tất cả các module đặt ở vị trí yêu cầu.

Cấp phôi cho module phân phối

Xilanh phân phối thu vào

Xilanh nén thu vào

Xilanh chuyển phôi thu vào sau khi đẩy phôi đã nén ra

Làm việc

Từ robot đưa tín hiệu yêu cầu phôi

Cảm biến phôi trên module phân phối.

Cấp phôi.

Thực hiện quá trình nén

Phôi được hoàn thành

Sử dụng xilanh chuyển để chuyển phôi tới vị trí yêu cầu.

2.7. Trạm lưu trữ tự động :

Trang 37

Nhận tín hiệu từ tay robot và cung cấp 2 loại phôi cho tay máy.

[Tín hiệu báo chuẩn bị phôi từ robot cung cấp vật liệu Tín hiệu OK từ robot   

Khay trống

Khởi tạo lại quá trình]

Các module trong trạm

Module điều khiển trục

Module lưu trữ phôi

Module khay

Module điều khiển trục

Sử dụng động cơ DC để vận chuyển phôi

Sử dụng truyền động vít me để di chuyển trục toạ độ kết hợp với các cảm biến để nhận biết vị trí phôi và vị trí đặt phôi

Pivot on the X, Y axis be equipped with sensors that can stop any position where it want to.

Sử dụng động cơ có đảo chiều

Các linh kiện chính

Động cơ DC bánh răng, rơle điều khiển, cảm biến tiệm cận

Module lưu trữ phôi

Có 16 khay chứa phôi, các khay chứa là hoàn toàn độc lập với khay cấp phôi cho robot.

Mỗi khay có một phôi và một lò xo Có 2 loại phôi, loại A được lưu trữ từ lớp 1 đến lớp 3 của module lưu trữ, loại B được lưu trữ ở lớp 4.

Module khay và phôi

Trang 38

Nó có thể được lập trình thay đổi vị trí đặt phôi, thay đổi vị trí lưu trữ phôi theo chương trình người dùng, trong chương trình mẫu, màu đen, đỏ và kim loại được đặt ở vị trí nhất định.

Phôi được phân phối trong 4 lớp của module lưu trữ

Điều kiện yêu cầu

Tất cả các module ở vi trí reset.

Điều kiện khởi đầu

Đặt phôi vào trong khay chứa phôi (Loại A, loại B cung cấp thep chương trìh lập trình)

Trục Z ở vị trí sau.

Trục X ở vị trí trái.

Trục Y ở vị trí dướ.

Yêu cầu với phôi

Từ tín hiệu yêu cầu phôi từ trạm robot và tín hiêu OK.

Theo vị trí trục X, Y di chuyển.

Trục Z đẩy ra để lấy khay chứa phôi.

Trục Y thay đổi lớp đặt phôi.

Sau đó trục Z thu lại, bắt đầu chuyển phôi tới vị trí cấp phôi

Đặt ở khay chuyển phôi và đợi tín hiệu từ trạm robot.

2.8. Trạm tay máy :

Trang 39

Nhận tín hiệu từ tay robot và cung cấp 2 loại phôi cho tay máy.

[Tín hiệu báo chuẩn bị phôi từ robot cung cấp vật liệu Tín hiệu OK từ robot   

Khay trống

Khởi tạo lại quá trình]

Các module trong trạm

Module điều khiển trục

Module lưu trữ phôi

Module khay

Module điều khiển trục

Sử dụng động cơ DC để vận chuyển phôi

Sử dụng truyền động vít me để di chuyển trục toạ độ kết hợp với các cảm biến để nhận biết vị trí phôi và vị trí đặt phôi

Pivot on the X, Y axis be equipped with sensors that can stop any position where it want to.

Sử dụng động cơ có đảo chiều

Các linh kiện chính

Động cơ DC bánh răng, rơle điều khiển, cảm biến tiệm cận

Module lưu trữ phôi

Có 16 khay chứa phôi, các khay chứa là hoàn toàn độc lập với khay cấp phôi cho robot.

Mỗi khay có một phôi và một lò xo Có 2 loại phôi, loại A được lưu trữ từ lớp 1 đến lớp 3 của module lưu trữ, loại B được lưu trữ ở lớp 4.

Module khay và phôi

Trang 40

Nó có thể được lập trình thay đổi vị trí đặt phôi, thay đổi vị trí lưu trữ phôi theo chương trình người dùng, trong chương trình mẫu, màu đen, đỏ và kim loại được đặt ở vị trí nhất định.

Phôi được phân phối trong 4 lớp của module lưu trữ.

Điều kiện yêu cầu

Tất cả các module ở vi trí reset.

Điều kiện khởi đầu

Đặt phôi vào trong khay chứa phôi (Loại A, loại B cung cấp thep chương trìh lập trình)

Trục Z ở vị trí sau.

Trục X ở vị trí trái.

Trục Y ở vị trí dướ.

Yêu cầu với phôi

Từ tín hiệu yêu cầu phôi từ trạm robot và tín hiêu OK.

Theo vị trí trục X, Y di chuyển.

Trục Z đẩy ra để lấy khay chứa phôi.

Trục Y thay đổi lớp đặt phôi.

Sau đó trục Z thu lại, bắt đầu chuyển phôi tới vị trí cấp phôi

Đặt ở khay chuyển phôi và đợi tín hiệu từ trạm robot.

2.9. Trạm lưu trưc sản phẩm :

Định dạng
Số trang	124
Dung lượng	20,39 MB