Với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của các ngành khoa học về điều khiển, công nghệ thông tin, tự động hóa, thì việc áp dụng các thành tựu của các ngành vào việc cải tiế[r]
(1)UBND TỈNH QUẢNG NGÃI TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG
-
BÀI GIẢNG
TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT
DÀNH CHO BẬC ĐẠI HỌC TÍN CHỈ (30 tiết)
Biên soạn: ThS.Trần Thanh Tùng
(2)LỜI NÓI ĐẦU
Tự động hóa q trình sản xuất xu hướng phát triển tất yếu giai đoạn nay, tất cải tiến, phát minh sáng chế kỹ thuật nhằm mục đích giải phóng người khỏi tham gia trực tiếp vào trình sản xuất
Với phát triển ngày mạnh mẽ ngành khoa học điều khiển, công nghệ thông tin, tự động hóa, việc áp dụng thành tựu ngành vào việc cải tiến máy móc, dây chuyền sản xuất để tăng khả tự động hóa yêu cầu cấp thiết sản xuất nước giới Bên cạnh đó, việc áp dụng tự động hóa trình sản xuất đem lại lợi ích to lớn cho người như: tăng suất lao động, cải thiện chất lượng sản phẩm, hạ giá thành sản phẩm…
Tự động hóa q trình sản xuất mơn học nằm chương trình đào tạo kỹ sư khí trường đại học kỹ thuật, mơn học nhằm cung cấp cho người học kiến thức cấu tự động hóa, hệ thống thiết bị dây chuyền sản xuất tự động, hệ thống sản xuất tự động đại ngày sử dụng
Bài giảng biên soạn sở tham khảo tài liệu chuyên ngành tự động hóa nước quốc tế, cập nhật kiến thức lĩnh vực tự động hóa áp dụng thực tế Ngồi ra, giảng dựa hiệu chỉnh thiếu sót trước q trình giảng dạy mơn học giảng trước Bài giảng tài liệu tham khảo cho sinh viên, giáo viên giảng dạy mơn Tự động hóa q trình sản xuất
Trong q trình biên soạn giảng khơng thể tránh khỏi thiếu sót Mọi phản hồi góp ý cho tác giả xin gửi Bộ mơn khí - Khoa Kỹ Thuật Công Nghệ - Đại Học Phạm Văn Đồng
(3)Tự động hóa q trình sản xuất
CHƯƠNG
TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT
Sau học xong chương sinh viên cần nắm nội dung sau:
+ Lịch sử đời tự động hóa q trình sản xuất
+ Các khái niệm tự động hóa cách phân biệt dạng tự động hóa, hiểu cần phải tự động hóa sản xuất trình ngành sản xuất, hiệu mang lại việc tự động hóa q trình sản xuất
+ Cấu trúc hệ thống sản xuất tự động gồm thành phần
1.1Lịch sử phát triển tự động hóa q trình sản xuất
Tự động hóa theo tiếng Hy lạp có nghĩa “ tự chuyển động ” Ở hiểu thuật ngữ tự động hóa thực q trình sản xuất mà tất tác động cần thiết để thực nó, kể việc điều khiển q trình tiến hành khơng có tham gia người
Hiện tự động hóa áp dụng rộng rãi nhiều ngành sản xuất công nghiệp người ta nói kỷ 21 kỷ tự động hóa điều khiển tự động
Nhưng nhìn nhận kỹ nguồn gốc ta thấy TĐH có nguồn gốc từ cổ xưa + Vào kỷ thứ sau công nguyên, Heerron Ai Cập làm múa rối với nhiều loại rối tự động
+ Đến kỷ 17-18 nhiều loại đồ chơi tự động đồng hồ tự động xuất + Sau đến kỷ 18 đầu kỷ 19 giai đoạn cách mạng công nghiệp Châu Âu tự động hóa thâm nhập vào thực tế sản xuất
+ Năm 1765 xuất điều chỉnh tự động mức nồi Pôndunnop + Năm 1784 điều chỉnh tốc độ nồi Giôn Oát xuất + Năm 1798 Henry Nandsley nước Anh dùng vít-đai ốc để dịch bàn máy + Năm 1873 Spender chế tạo máy tiện tự động có ổ cấp phơi trục phân phối với cam đĩa cam thùng
(4)Tự động hóa q trình sản xuất
Vào đầu kỷ 20 bắt đầu có máy tự động nhiều trục máy tự động tổ hợp đường dây tự động liên kết mềm liên kết cứng dùng sản xuất hàng loạt hàng khối Cùng với phát triển mạnh mẽ điều khiển học quy luật chung trình điều khiển truyền tin hệ thống có tổ chức góp phần đẩy mạnh phát triển ứng dụng tự động hóa q trình sản xuất vào công nghiệp
Trong năm gần đây, nước có cơng nghiệp phát triển tiến hành rộng rãi tự động hóa sản xuất loạt nhỏ Điều phản ánh xu chung kinh tế giới chuyển từ sản xuất loạt lớn hàng khối sang sản xuất loạt nhỏ hàng khối thay đổi
Nhờ thành tựu to lớn công nghệ thông tin lĩnh vực khoa học khác, ngành công nghiệp gia công giới năm cuối kỷ 20 đầu kỷ 21 có thay đổi sâu sắc
1.2Các khái niệm tự động hóa
Tự động hóa q trình sản xuất cơng nghệ sản xuất sử dụng hệ thống khí, điện tử, máy tính để hoạt động điều khiển trình sản xuất Tự động hóa q trình sản xuất chia làm hai mức:
1.2.1Tự động hóa phần.
Tự động hóa phần tự động hóa ngun cơng riêng biệt, ví dụ ngun cơng máy có điều khiển tự động máy CNC
1.2.2 Tự động hóa tồn phần
Tự động hóa tồn phần tự động hóa q trình gia cơng, kiểm tra lắp ráp nhờ hệ thống sản xuất linh hoạt FMS (Flexible Manufacturing systems)
Máy tự động cấu tác động độc lập tổ hợp cấu có khả thực tất trình tiếp nhận, truyền tải sử dụng lượng mà khơng có tham gia trực tiếp người
(5)Tự động hóa trình sản xuất
tăng theo nguyên nhân tăng mức độ sử dụng máy tính để thiết kế điều khiển sản xuất
Trong tự động hóa hồn tồn cơng đoạn sản xuất, phân xưởng sản xuất nhà máy sản xuất hoạt động khối thống Tự động hóa hồn tồn có tính ưu việt điều kiện sản xuất phát triển trình độ cao sở phương pháp công nghệ tiên tiến phương pháp điều khiển có trợ giúp máy tính
Hình 1.1: Mơ hình hệ thống sản xuất linh hoạt
1.2.3 Dây chuyền sản xuất: Dây truyền hệ thống máy móc lắp đặt cạnh hoạt động độc lập với nhau, cịn chi tiết gia cơng chuyển từ máy sang máy khác để thực tất nguyên công Máy dây chuyền nguyên tắc thường máy bán tự động, việc cấp tháo phơi, vận chuyển phơi máy kiểm tra chi tiết thực tay
(6)Tự động hóa q trình sản xuất
1.3Các dạng tự động hóa ( TĐH cứng, linh hoạt, lập trình,v v )
Hệ thống sản xuất tự động phân loại thành hình thức sau: + Tự động hóa cứng
+ Tự động hóa lập trình + Tự động hóa linh hoạt
1.3.1 Tự động hóa cứng: là hệ thống chuỗi hoạt động xử lý (hay lắp ráp) cố định theo cấu hình thiết bị Các ngun cơng dây chuyền thường đơn giản Chính hợp phối hợp nguyên công vào thiết bị làm cho hệ thống trở nên phức tạp Những đặc trưng tự động hóa cứng là:
+ Đầu tư ban đầu cao cho thiết kế theo đơn đặt hàng + Năng suất máy cao
+ Tương đối không linh hoạt việc thích nghi với thay đổi sản phẩm Sự biện hộ kinh tế cho tự động hóa cứng tìm thấy sản phẩm với số lượng tốc độ tiêu thụ cao Chi phí ban đầu cao thiết bị trải rộng số lượng lớn sản phẩm so với phương pháp khác
1.3.2 Tự động hóa lập trình: thiết bị sản xuất thiết kế với khả thay đổi trình tự ngun cơng để thích ứng với cấu hình sản phẩm khác Chuỗi hoạt động điều khiển chương trình, tức tập lệnh mã hóa để hệ thống đọc diễn dịch chúng
Những chương trình chuẩn bị nhập vào thiết bị để tạo sản phẩm Một vài đặc trưng tự động hóa trình lập trình là:
+ Đầu tư cao cho thiết bị có mục đích tổng qt + Năng suất tương đối thấp so với tự động hóa cứng + Sự linh hoạt có thay đổi cấu hình sản phẩm + Thích hợp sản xuất hàng loạt
(7)Tự động hóa q trình sản xuất
đổi, cơng cụ phải nạp vào, đồ gá phải gắn vào bàn làm việc cài đặt máy móc cần thiết cần phải nạp vào
Thủ tục thay đổi tốn nhiều thời gian Hậu chu kỳ thức sản phẩm cho trước bao gồm nhiều giai đoạn việc cài đặt lập trình theo sau giai đoạn loạt sản xuất
1.3.3 Tự động hóa linh hoạt: mở rộng tự động hóa lập trình Khái niệm tự động hóa linh hoạt phát triển khoảng 25 hay 30 năm vừa qua, nguyên lý phát triển Hệ thống tự động linh hoạt hệ thống có khả sản xuất nhiều sản phẩm hay phận khác mà không thời gian cho việc chuyển đổi từ sản phẩm sang sản phẩm khác Không thời gian sản xuất cho việc lập trình lại thay cài đặt vật lý (công cụ, đồ gá, cài đặt máy móc) Kết hệ thống lên kế hoạch kết hợp sản xuất nhiều loại sản phẩm khác thay theo loạt riêng biệt Đặc trưng tự động hóa linh hoạt tóm tắt sau:
+ Đầu tư cao cho thiết bị
+ Sản xuất liên tục sản phẩm hỗn hợp khác + Tốc độ sản xuất trung bình
+ Tính linh hoạt sản phẩm thay đổi thiết kế
Những đặc trưng cần phân biệt tự động hóa linh hoạt với tự động hóa lập trình là:
+ Khả thay chương trình gia cơng mà khơng tốn thời gian sản xuất
+ Khả thay đổi cài đặt vật lý mà không thời gian sản xuất Những đặc trưng cho phép hệ thống sản xuất tự động tiếp tục sản xuất mà không tốn thời gian so với việc sản xuất loạt khác tự động hóa lập trình
(8)Tự động hóa q trình sản xuất
việc hoàn thành cách lập chương trình ngoại tuyến (bên ngồi máy) sau thực đồng thời với việc cho chi tiết vào gia công Việc sử dụng đồ gá vệ tinh mang chi tiết di chuyển chi tiết vị trí gia cơng phương thức để thực việc Để phương pháp có hiệu quả, người ta phải hạn chế tính đa dạng sản phẩm chế tạo hệ thống sản xuất linh hoạt
1.4 Hiệu kinh tế tự động hóa
1.4.1 Các ưu điểm tự động hóa q trình sản xuất Nâng cao suất lao động
Giảm chi phí vật liệu lượng
Đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định
Giảm thời gian từ khâu thiết chế tạo hồn chỉnh sản phẩm
Có khả mở rộng sản xuất mà không cần tăng nguồn lực lao động Tăng suất lao động tự động hóa sản xuất đạt nhờ:
Sử dụng toàn thời gian làm việc thiết bị tự động hóa
Tăng tốc độ thực q trình sản xuất mà khơng bị giới hạn khả người
Giải phóng số lượng lớn cơng nhân phục vụ sản xuất Về ý nghĩa xã hội, ưu điểm tự động hóa sản xuất bao gồm:
Nâng cao mức sống toàn dân nhờ tăng suất lao động
Tăng sản phẩm có chất lượng cao mà giảm khối lượng lao động, nguyên vật liệu lượng
Giải phóng người khỏi lao động bắp nặng nhọc, đơn điệu, độc hại nguy hiểm
Có khả giảm thời gian làm việc nhờ tăng suất lao động
Nâng cao trách nhiệm người lao động Vai trị tự động hóa với kinh tế nước ta:
(9)Tự động hóa q trình sản xuất
tức phát triển hệ thống loại công nghệ cao, tạo tảng để đẩy mạnh q trình cơng nghiệp hóa - đại hóa
1.4.2 Phạm vi áp dụng tự động hóa
Các ngành công nghiệp sở
Khai thác chế biến (dầu hỏa, khoáng chất, ) bán thành phẩm cần thiết ngành công nghiệp : Luyện kim đen công nghiệp chế biến sắt kim loại, hóa chất giấy, ciment Chúng ngành cơng nghiệp sở cho phát triển kinh tế
Công nghiệp chế tạo máy
Các ngành công nghiệp chế tạo sản phẩm cuối cần thiết xí nghiệp để chế tạo máy móc bán cho khách hàng Các ngành thuộc loại công nhiệp nặng như: chế biến sắt, máy công cụ, lắp ráp chế tạo máy móc cho cơng nghiệp
Các công nghiệp dịch vụ.
Tất hoạt động liên quan đến sản xuất phân phối sản phẩm:Thương mại, nghề tự do……
Bảng 1.1: Các ngành sản xuất ứng dụng tự động hóa
Dịch vụ sơ cấp Dịch vụ cao cấp
Thương mại vận tải Một số ngành thương mại Vệ tinh Viễn thơng
Hành nghiệp Giáo dục trung học đại học
Dược, y tế cộng đồng Các dịch vụ trung tâm phận, ngân hàng
Dịch vụ gia đình Dịch vụ y tế, bệnh viện, phịng thí nghiệm
Dịch vụ bảo dưỡng, thu gom rác Nghiên cứu lĩnh vực
Sân khấu, du lịch Một số dịch vụ cần cho xí nghiệp: luật sư, thơng tin, thống kê
(10)Tự động hóa q trình sản xuất
Các công nghiệp mũi nhọn
Là ngành công nghiệp sử dụng tất sáng chế gần thông tin công nghệ sinh học, người máy, vật liệu mới, laser…
Các hoạt động công nghiệp cho bảng
Bảng 1.2: Các ngành công nghiệp ứng dụng tự động hóa
Dệt Hóa chất
Cơ khí / Luyện Kim
Xây dựng điện
Các ngành khác Sản xuất
sợi nhân tạo,Sợi Bơng Lọc hóa dầu, khống chất ( acid ) Luyện kim đen,luyện kim màu, đúc
Xi măng vật liệu xây dựng
Máy cắt kim loại, xe tải, máy kéo, tàu
hỏa
Biến điện,mô tơ
điện
Thủy tinh dụng cụ đo, giấy,carton,da Quần áo,
chăn màn, gia giả
Nhựa chất dẻo, sản phẩm bảo trì, dược…
Xe tơ, điện gia dụng, đồ dùng, xe máy, thiết bị
gia dụng Thiết bị nghe nhìn, thiết bị điện Cơng nghiệp mũi nhọn Một số ngành dược,công nghệ sinh học Công nghiệp hàng không, robot Thông tin điều khiển từ xa, robot
1.5 Cấu trúc chung hệ thống sản xuất tự động
(11)Tự động hóa q trình sản xuất
qua thao tác trực tiếp người Khối điều khiển nhận xử lý thông tin thông qua hệ thống tính tốn số học, logic nội suy phát lệnh tương thích thời điểm thích hợp cho khối chấp hành nhằm thực chức cơng tác q trình cơng nghệ dịch chuyển bàn máy, thực công việc ép, cung cấp phơi, ngun liệu…
Để khối chấp hành hoạt động để giám sát hoạt động cấu chấp hành, người ta bố trí thêm hệ thống cấu trung gian van đóng mở thiết bị dẫn động cảm biến để giám sát, theo dõi hoạt động hệ thống nhằm điều chỉnh hoạt động cách xác, kịp thời Để đảm bảo cho hoạt động ổn định hệ thống, cần phải cung cấp nguồn lượng điện, dầu ép khí nén có chất lượng phải có tham gia người lập chương trình, thay đổi chương trình hoạt động, khởi động chu trình can thiệp trực tiếp cách kịp thời cần thiết hệ thống có cố thơng báo lỗi
Ngày với kỹ thuật truyền số liệu phát triển mức độ cao, hệ thống sản xuất tự động thực giao tiếp với máy tính mạng truyền thơng cục phân xưởng, nhà máy hệ thống sản xuất tự động khác địa điểm khác
Hình 1.3: Cấu trúc hệ thống sản xuất tự động hóa
1.5.1 Hệ thống vận chuyển vật liệu tự động
Cơ cấu vận chuyển vật liệu cho phép chuyển máy bán tự động thành máy tự động Kết cấu cấu vận chuyển khác nhau, chúng tùy thuộc vào dạng phôi, suất máy
Cơ cấu vận chuyển vật liệu có nhiệm vụ chuyển vật liệu (phôi) từ kho vào máy gia công vận chuyển từ máy sang máy khác giúp trình gia cơng nhanh chóng Cơ cấu vận chuyển vật liệu cần hiểu tất chủng loại cấu cấp – tháo thực việc cấp phát vật liệu liệu gia công (phôi rời chiếc,
HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU
HỆ THỐNG KIỂM TRA TỰ
ĐỘNG HỆ THỐNG
CẤP PHÔI
(12)Tự động hóa q trình sản xuất 10
phôi thanh, phôi dây, phôi dạng bột…) Các tên gọi khác cấu vận chuyển vật liệu tự động để chức cụ thể
Nguyên lý làm việc kết cấu cấu tiếp liệu (vận chuyển) phụ thuộc vào dạng phôi gia cơng, suất loại máy
Vị trí lắp đặt cấu tiếp liệu phụ thuộc vào vùng làm việc máy dường dây yêu cầu nhân chủng học điều kiện làm việc thuận lợi cấu
1.5.2 Hệ thống cấp phôi tự động
Các hệ thống cấp phôi tự động q trình chuyển phơi từ ổ chứa phôi qua máng dẫn từ số phận khác tới vị trí gia cơng Việc cấp phơi có ý nghĩa to lớn sau:
+ Biến máy bán tự động thành máy tự động, dây chuyền sản xuất thành đường dây tự động
+ Mang lại hiệu kinh tế nhờ giảm tổn thất thời gian
+ Cải thiện điều kiện làm việc công nhân, đặc biệt môi trường độc hại, nhiệt độ cao, phơi có trọng lượng lớn…
1.5.3 Hệ thống lắp ráp tự động
Lắp ráp tự động khâu cuối trình sản xuất.Thực liên kết chi tiết cụm chi tiết với để tạo sản phẩm yêu cầu
1.5.4 Hệ thống kiểm tra tự động
(13)Tự động hóa q trình sản xuất 11 Câu hỏi ôn tập chương
(14)Tự động hóa q trình sản xuất 12
Chương
CÁC THIẾT BỊ CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA Sau học xong chương sinh viên cần nắm nội dung sau:
+ Biết thành phần hệ thống sản xuất tự động gồm thiết bị
+ Biết cấu tạo, nguyên lý hoạt động ứng dụng số loại cảm biến thường dùng ngành khí
+ Các loại cấu chấp hành dùng phổ biến dây chuyền sản xuất tự động động bước, động tuyến tính…
+ Các hệ thống điều khiển thường dùng dây chuyền, hệ thống sản xuất tự động
2.1Cảm biến
2.1.1 Giới thiệu: Cảm biến thiết bị có khả cảm nhận đại lượng điện khơng điện, chuyển đổi chúng trở thành tín hiệu điện phù hợp với thiết bị thu nhận tín hiệu Cảm biến thiết bị thiếu hệ thống tự động hóa sản xuất cơng nghiệp
2.1.2Phân loại cảm biến
Các cảm biến phân loại theo đặc trưng sau đây:
2.1.2.1Theo nguyên lý chuyển đổi đáp ứng kích thích
Bảng 2.1: Phân loại cảm biến theo nguyên lý chuyển đổi
Hiện tượng Chuyển đổi đáp ứng kích thích
Hiện tượng vật lý
-Nhiệt điện -Quang điện -Quang từ -Điện từ
-Quang đàn hồi -Từ điện
-Nhiệt từ Hóa học
(15)Tự động hóa q trình sản xuất 13 -Phân tích phổ
Sinh học
-Biến đổi sinh hóa -Biến đổi vật lý Âm
-Biên pha , phân cực -Phổ
-Tốc độ truyền sóng Điện
-Điện tích, dịng điện -Điện thế, điện áp
- Điện trường (biên, pha, phân cực, phổ)
-Điện dẫn, số điện môi…
Từ -Từ trường (biên, pha, phân cực, phổ) -Từ thông, cường độ từ trường
-Độ từ thẩm…
Quang
-Biên, pha, phân cực, phổ -Tốc độ truyền
-Hệ số phát xạ, khúc xạ -Hệ số hấp thụ, hệ số xạ
Cơ
-Vị trí
-Lực, áp xuất -Gia tốc , vận tốc -Ứng suất, độ cứng -Mômen
-Khối lượng
-Vận tốc chất lưu, độ nhớt Nhiệt
-Nhiệt độ -Thông lượng
-Nhiệt dung, tỉ nhiệt … Bức xạ
(16)Tự động hóa q trình sản xuất 14 -Cường độ
2.1.2.2 Theo tính cảm biến
- Độ nhạy - Độ xác - Độ phân giải - Độ chọn lọc - Độ tuyến tính - Cơng suất tiêu thụ - Dải tần
- Độ trễ
- Khả tải - Tốc độ đáp ứng - Độ ổn định - Tuổi thọ
- Điều kiện mơi trường - Kích thước, trọng lượng
2.1.2.3Phân loại theo phạm vi sử dụng :
- Công nghiệp
- Nghiên cứu khoa học - Mơi trường, khí tượng - Thơng tin, viễn thơng - Nông nghiệp
- Dân dụng - Giao thông - Vũ trụ - Quân
2.1.2.4 Phân loại theo thơng số mơ hình mạch thay thế:
- Cảm biến tích cực có đầu nguồn áp nguồn dòng
- Cảm biến thụ động đặt trưng thông số R, L, C, M ……… tuyến tính phi tuyến
Trong lĩnh vực tự động hóa sản xuất thường xuyên sử dụng loại cảm biến sau:
+ Cảm biến đo vị trí lượng dịch chuyển + Cảm biến lực
+ Cảm biến nhiệt độ
+ Cảm biến đo vận tốc, gia tốc + Cảm biến moment
(17)Tự động hóa q trình sản xuất 12
2.1.3 Các loại cảm biến thường dùng hệ thống tự động hóa 2.1.3.1Cảm biến đo vị trí lượng dịch chuyển
Nguyên lý đo vị trí lượng dịch chuyển:
- Phương pháp tiếp xúc : phần tử cảm biến có liên quan đến vật chuyển động cần xác định vị trí
- Phương pháp không tiếp xúc : mối liên hệ vật dịch chuyển cần đo cảm biến thông qua vai trò trung gian điện trường, từ trường, ánh sáng …
- Một số loại cảm biến đo vị trí dịch chuyển : biến trở chạy, LVDT, resolver, encoder …
a) Biến trở (potentiometer)
- Dùng để đo dịch chuyển tịnh tiến chuyển động quay - Chuyển động học làm thay đổi trở kháng cảm biến - Tầm đo : tối đa 10 m
a Biến trở góc b.Ký hiệu c Biến trở thẳng
Hình 2.1 Biến trở đo lượng dịch chuyển
Hình 2.2: Biến trở thực tế Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động - Con chạy nối với vật cần đo dịch chuyển
- Vật dịch chuyển làm thay đổi trở kháng cảm biến
(18)Tự động hóa q trình sản xuất 13 - Điện trở có cấu tạo dạng cuộn dây hay băng dẫn
- Điện trở dạng cuộn dây làm hợp kim (Ni-Cr,Ni-Cu,Ag-Pd) quấn thành vòng xoắn lõi cách điện
- Điện trở băng dẫn làm chất dẻo trộn bột dẫn điện - Có loại dịch chuyển chạy : thẳng, tròn, xoắn ốc
Đối với biến trở thẳng: ( x: lượng dịch chuyển, L: lượng dịch chuyển tối đa)
Đối với biến trở góc: ( : góc quay tại, : góc quay tối đa biến trở)
Eout : điện áp vị trí đo Es: điện áp chuẩn biến trở
b) Bộ mã hóa quang học (optical encoder)
Bộ mã hóa quang học cảm biến vị trí góc có tín hiệu dạng số Thành phần gồm: nguồn sáng đĩa vạch (đĩa mã hóa)
- Thiết bị có cơng dụng chuyển vị trí góc quay trục thành mã nhị phân để truyền trực tiếp điều khiển
- Encoder thường dùng để xác định số vịng quay vị trí động - Có loại encoder : Absolute (tuyệt đối), Incremental (tương đối)
Hình 2.4: Cảm biến Encoder
Nguyên lí cấu tạo :
(19)Tự động hóa q trình sản xuất 14
Hình 2.5: Cấu tạo nguyên lý hoạt động encoder
c) Cảm biến hỗ vi sai (LVDT: linear variable differential transformer) Đặc điểm:
- Thiết bị dùng để đo dịch chuyển tịnh tiến - Tầm đo tối đa: 0.5m
- Hoạt động dựa tượng tự cảm
- Chuyển động học tịnh tiến chuyển hóa trực tiếp thành tín hiệu điện
Hình 2.6 : Cảm biến hỗ vi sai
Nguyên lý hoạt động: dựa tượng tự cảm có từ thơng biến thiên
(20)Tự động hóa q trình sản xuất 15
Hình 2.7: Nguyên lý hoạt động cảm biến vi sai
Cấu tạo:
- Gồm cuộn dây (1 cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp) lõi từ có khả dịch chuyển
- Lõi từ nối với vật cần đo
Hình 2.8: Cấu tạo cảm biến vi sai
Ưu điểm:
- Không tạo ma sát chuyển động - Tuổi thọ cao
- Có khả phát chuyển động nhỏ - Chỉ nhạy với chuyển động theo trục
- Ít bị tác động yếu tố môi trường xung quanh