BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ _ ĐỒ ÁN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN THỦY KHÍ MÔ HÌNH DÂY CHUYỂN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO DÙNG CÁNH TAY KHÍ NÉN GIẢNG VIÊN: Th.s Nguyễn Thanh Sơn Thành viên nhóm 12: Nguyễn Viết Hai TD15A 1551030229 Đặng Trường Anh TD15A 1551030208 Tô Quang Tấn TD15B 1551030260 Phan Q́c Vàng TD15B 1551030274 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN THỦY - KHÍ Tên đồ án: MÔ HÌNH DÂY CHUYỂN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO DÙNG CÁNH TAY KHÍ NÉN Phân công nội dung và công việc thực hiện của nhóm 12: STT TÊN CÔNG VIỆC Nguyễn Viết Hai - Phân chia công việc - Thiết kế tay ghắp - Lập trình cho khối điều khiển - Đi dây điện Tô Quang Tấn - Lên ý tưởng - Thiết kế xylanh đẩy sản phẩm - Chỉnh sửa đồ án - Vẽ mô hỉnh 3d băng tải Đặng Trường Anh - Mua linh kiện - Thiết kế khối điều khiển - Phụ thiết kế tay ghắp - Đi in 3d Phan Quốc Vàng - Mua linh kiện - Thiết kế bình tích áp - Phụ chỉnh sửa đồ án - Lắp ráp dây chuyền NGÀY NHẬN CÔNG VIỆC NGÀY HOÀN TẤT LỜI CẢM ƠN Trước tiên chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường đại học GTVT TPHCM tạo điều kiện cho chúng em có mợt mơi trường học tập tớt với sở khang trang đầy đủ tiện nghi, tạo điều kiện lợi cho việc học tập làm báo cáo của em Em xin chân thành cảm ơn giảng viên hướng dẫn Nguyễn Thanh Sơn tạo nhiều điều kiện, hướng dẫn tận tình cụ thể, phát huy cho chúng em tính tự học, tự tìm hiểu khảo sát các loại van, xi lanh cách thức hoạt động của chúng, qua sự hướng dẫn tận tình của Thầy, có gặp đơi chút khó khăn vì kiến thức hạn chế của chúng em đờ án nhóm em kịp hồn thành tiến đợ Khơng có gì quý giá lời cảm ơn, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và kính trọng xin gửi đến quý thầy cô giáo Tp.HCM, ngày 20 tháng 06 năm 2018 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Chữ kí của giáo viên hướng dẫn MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN DANH MỤC CÁC BẢNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN LỜI NÓI ĐẦU PHẦN 1: MÔ TẢ 10 1.1 Tên đồ án 10 1.2 Chức 10 1.3 Ký hiệu, chức năng, Giản đồ hành trình bước 10 PHẦN 2: THIẾT KẾ 14 2.1 Sơ đồ điều khiển hệ thống khí nén 14 2.2 Cơ cấu chấp hành ( Xylanh khí nén ) 14 2.2.2 Khái niệm, chức năng, phân loại 14 2.2.3 Cấu tạo xy lanh tác động kép 15 2.2.4 Công thức tính toán xy lanh 15 2.2.5 Tính toán áp suất xy lanh cho Cơ cấu nâng tay 17 2.2.6 Tính toán áp suát cho xylanh đẩy tay 21 2.2.6 Tính toán áp suát cho xylanh ghắp vật 23 2.2.6 Tính toán áp suất cho xylanh xoay bàn 25 2.2.6 Tính toán áp suất cho xylanh đẩy vật 26 2.3 Van khí nén điện từ: 27 2.3.1 Khái niệm và phân loại 28 2.3.2 Ưu và nhược điểm 29 2.3.3 Van điện từ được sử dụng đồ án - Van 5/2: 29 2.4 Bình tích áp: 33 2.3.1 Hình dạng: 33 3.1.2 Tính lưu lượng khí 34 3.1.3 Áp suất làm việc cho tồn q trình: 34 3.1.4 Để chọn bình tích áp, bạn cần tính tốn theo cơng thức đây: 34 2.5 ĐIỀU KHIỂN 36 2.1.1 Relay 36 2.1.2 VI ĐIỀU KHIỂN 8051 40 2.1.3 Mô phỏng mạch điều khiển 44 2.1.4 Mô phỏng 3D 45 2.1.4 Mạch in khối điều khiển 46 PHẦN 3: KẾT LUẬN 47 4.1 Mô hình thực tế 47 4.2 Code 49 4.3 Tài liệu tham khảo 54 DANH MỤC HÌNH ẢNH ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN Hình 1: Mô tả hệ thống bằng FluidSim Hình Giản đồ hành trình bước, thời gian ứng với trường hợp Hình Giản đồ hành trình bước, thời gian ứng với trường hợp Hình Cấu tạo của xy lanh kép Hình Biểu diễn mô hình xylanh Hình Biểu diễn xylanh nâng hạ Hình Mô hình xylanh nâng hạ Hình Mô hình thực tế xylanh đẩy, thu Hình Mô hình thực tế xylanh gắp Hình 10 Mô hình thực tế xylanh đẩy vật Hình 11 Mô phỏng van 5/2, và hình thực tế Hình 12 Catlogue van 5/2 hãng Hình 13 Mô hình thực tế van sử dụng đồ án Hình 14 Hình dạng bình tích áp sử Hình 15 Hình ảnh thực tế relay điện Hình 16 Sơ đờ các chân của relay Hình 17 Hình ảnh thực tế của module Relay kích mức thấp Hình 18 Hình ảnh thực tế của module Relay kích mức cao Hình 19 Module Relay thực tế Hình 20 Hình ảnh khối relay thực tế Hình 21 Sơ đồ chân 8051 Hình 22 Sơ đồ chân port và cách mắc điện trở kéo Hình 23 Sơ đồ nối chân EA 8051 DANH MỤC CÁC BẢNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN Bảng 1: ký hiệu và nhiệm vụ các xylanh Bảng 2: Ký hiệu và các đầu tác động tín hiệu Bảng 3: Ký hiệu và nhiệm vụ các Công tắc hành trình LỜI NÓI ĐẦU Sau kết thúc môn học Kỹ thuật điều khiển thủy - khí Và với gì nhóm em tích ghóp từ môn học này và kết hợp kiến thức của môn học trước Nhóm em quyết định chọn đờ án " MƠ HÌNH DÂY CHỦN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO DÙNG CÁNH TAY KHÍ NÉN" Trong quá trình làm đồ án, kiến thức còn hạn chế, tài liệu chưa đầy đủ nên chắc chắn sẽ không tránh khỏi sai sót Em rất mong sự chỉ bảo của quý thầy cô và sự đóng ghóp ý kiến của các bạn đẻ nhóm em có thể hoàn thành tốt đề tài sau Đồ án chia làm phần Phần 1: Mô tả: - Mô tả chi tiết đồ án, nhiệm vụ của xylanh, công tắc hành trình - Mô tả hành trình của xylanh theo trường hợp (2 độ cao đo bằng cảm biến) - Mô tả chi tiết nhiệm vụ của van điều khiển - Thiết kế giản đồ hành trình theo thời gian cho trường hợp - Hệ thống các linh kiện sử dụng đồ án, mã sản phẩm, chủng loại, giá thành Phần 2: Thiết kế - Mô tả tổng quan về linh kiện sử dụng đồ án - Thiết kế chi tiết, tính toán lưu lượng và áp suất làm việc của các xylanh - Thiết kế bộ điều khiển gồm: vi điều khiển 8051 và module 16 relay - Thiết kế bình tích áp, tính toát và sử dụng Phần 3: Kết luận - Mô hình sau hoàn tất - Code - Tài liệu tham khảo PHẦN 1: MƠ TẢ 1.1 Tên đờ án MƠ HÌNH DÂY CHUYỂN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO DÙNG CÁNH TAY KHÍ NÉN 1.2 Chức Tóm tắt chức năng: Bỏ vật vào khoang gạt, ghạt vật từ khoang ghạt bằng xylanh E Dy chuyển vật bằng băng tải, về phía cánh tay Dừng băng tải bằng cảm biến gắn song song và gắn ở cuối hành trình của băng tải Cánh tay sẽ tùy vào chiều cao của vật, sẽ ghắp vật và để vào thùng hàng ở độ cao khác 1.3 Ký hiệu, chức năng, Giản đồ hành trình bước - 1.3.1 Ký hiệu chức Đồ án nhóm em đả thiết kế sử dụng xylanh đảm nhiệm các nhiệm vụ khác Hình 1: Mô tả hệ thống bằng FluidSim 10 Hình 20 Hình ảnh khối relay thực tế 40 2.1.2 VI ĐIỀU KHIỂN 8051 Vi điều khiển 8051 có tất cả 40 chân – tương ứng với cổng, mỗi cổng 10 chân Các phép toán đọc/ghi liệu thực hiện thông qua 32 chân cổng.8 chân lại chân: Vcc, GND, XTAL1, XTAL2, RST, EA(bar), ALE/PROG(bar), PSEN(bar) - Các thông số của 8051: Bộ nhớ chương trình bên trong:4KB(ROM) Bộ nhớ liệu bên trong: 128byte (RAM) Bộ nhớ chương trình bên ngoài:64KB(ROM) Bộ nhớ liệu bên ngoài:64KB(RAM) Port nhập xuất bit bợ định thời 16 bit 210 vị trí nhớ định địa chỉ,mỡi vị trí bit Nhân ,chia 4us Hình 21 Sơ đồ chân 8051 - Port 0: thiết kế để xử lý các địa chỉ (AD0-AD7) Thông thường ta nối P0 với điện trở pull-up 10k Pull-up/down resistor gọi là điện trở kéo lên/kéo xuống 41 Hình 22 Sơ đồ chân port và cách mắc điện trở kéo Trong mạch điện tử, giữ vai trò trì mức logic đầu vào bảo vệ vi điều khiển.Nếu điện trở mắc vào cực dương rời với đến chân của vi điều khiển pull-up resistor Nếu mắc cực âm pull-down resistor Port 1:8 chân của port vừa làm input, vừa làm output Không cần gắn trở kéo cho chân bởi trở kéo tích hợp sẵn cho chúng Port 2: Ngoài việc tham gia vào trình xuất/nhập, Port sẽ kết hợp với Port để cung cấp kênh bus địa chỉ 16-bit cho bợ nhớ ngồi Port cung cấp bit cao từ đến 15 Port cung cấp bit thấp tứ đến Port dùng làm ngõ I/O cho 8051 Bên cạnh đó, nó đóng vai trò quan trọng q trình gửi – nhận tín hiệu - VCC: chân thứ 40, nối với cực dương nguồn điện nuôi chip, điện thế quy chuẩn: 5V - GND: chân thứ 20, nói với cực âm ng̀n - XTAL1, XTAL2: chân 18-19: Là nơi gắn thêm tinh thể quarzt để chạy đồng hồ cho 8051 - RST – chân 9: dùng để reset 8051 ALE – Address Latch Enable: Đây là chân output, kiểu active high.Nếu ALE = 1, Port cổng I/O, nếu ALE = 0, Port cổng địa chỉ EA – External Access – chân 31: là chân input Chân này thuộc loại active low, tức đưa mức điện áp thấp vào EA nhận giá trị (điện áp thấp ~ 0v) Đối với 8051, EA nối với VCC 8051 có ROM tích hợp chip 42 Hình 23 Sơ đồ nối chân EA 8051 PSEN – Program Store Enable – chân 29: Chân này thuộc kiểu active low Sử dụng kết hợp với EA 43 2.1.3 Mô phỏng mạch điều khiển 44 2.1.4 Mô phỏng 3D 45 2.1.4 Mạch in khối điều khiển 46 PHẦN 3: KẾT LUẬN 4.2 Mô hình thực tế 47 48 4.2 Code #include sbit STOP=P0^0; sbit START=P0^1; sbit CAMBIENK1=P2^7; sbit CAMBIENK2=P2^6; sbit LA1=P0^2; sbit LA2=P0^3; sbit LB1=P0^4; sbit LB2=P0^5; sbit LC1=P0^6; sbit LC2=P0^7; sbit LD1=P2^4; sbit LD2=P2^3; sbit LE1=P2^5; sbit A1=P1^0; sbit A2=P1^1; sbit B1=P1^2; sbit B2=P1^3; sbit C1=P1^4; sbit C2=P1^5; sbit D1=P1^6; sbit D2=P1^7; sbit E1=P2^0; 49 void Delay_ms(unsigned int t) { unsigned int x,y; for(x=0;x