Khi vực khoan được sử dụng là một xy lanh tác động 2 chiều (xy lanh có chống xoay hoặc không có chống xoay trong trường hợp này là không cần thiết, dùng để nâng hạ mũi khoan xuốn[r]
(1)ĐỀ CƢƠNG BÀI GIẢNG
Mô đun: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH, GIÁM SÁT HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
GIÁO VIÊN: BÙI QUANG HÒA
(2)BÀI
THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ VẬN HÀNH TRẠM PHÂN PHỐI TRÊN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
1 GIỚI THIỆU:
Trạm có nhiệm vụ sau :
Tách phôi (workpiece) từ ổ chứa Vận chuyển Workpiece sang trạm kế
Trạm hoạt động nhấn start có phơi ngăn chứa, cảm biến quang phát Việc chuyển phôi sang trạm khác dùng tay gắp hay giác hút chân khơng
Hình 3.1 Mơ hình trạm phân phối
HOẠT ĐỘNG CỦA TRẠM:
Cảm biến quang xác định có workpiece ngăn chứa
Xy lanh tác động kép tách workpiece ra, vị trí piston giám sát cảm biến tiệm cận
Xy lanh kẹp vị trí trên, bên phía trạm vận chuyển workpiece đến trạm kế
Trạng thái hoạt động:
o Ngăn chứa có workpiece Trạng thái bắt đầu:
- Xy lanh đẩy vị trí sẵn sang
- Xy lanh trượt vị trí ngăn chứa workpiece - Xy lanh kẹp trạng thái mở ngàm kẹp
(3) Xy lanh kẹp mở ngàm kẹp hoạt tất việc để phôi Xy lanh nâng hàm kẹp lên phía
Xy lanh trượt đưa ngàm kẹp quay phía trạm phân phối kết thúc chu kỳ hoạt động
Hình 3.2 Sơ đồ hoạt động trạm phân phối
2.THIẾT KẾ, LẮP RÁP CƠ KHÍ: Thiết kế phơi:
Trạm thực nhiệm vụ tách phôi khỏi ngăn chứa vận chuyển phôi sang ngăn kế, phơi chế tạo vật liệu nhựa có kích thước hình dạng sau:
Hình 3.3 Phơi trạm phân phối
Thiết kế xi lanh tách phôi khỏi ngăn chứa:
(4)Hình 3.4 Xi lanh tách phơi
Hình 3.5 Vị trí xi lanh tách phơi ttrong trạm
Để thiết kế việc chống xoay cho xi lanh cách gá trục xi lanh với đầu linerway, mục đích tách phơi khỏi ngăn chứa, phơi cịn ngăn chứa khơng bị cấn xi lanh thực hành trình quay Hành trình linerway 200mm đáp ứng hành trình xi lanh
Hình 3.6 Đồ gá xi lanh với đế với linerway
(5)Hình 3.8 Xi lanh tách phơi gắn với đế
Hoạt động tách phôi thực xi lanh hết hành trình, phơi dước ngăn chứa phôi đẩy khu vực chuẩn bị mang sang trạm kế, sau phôi mang sang trạm kế, xi lanh thực hành trình quay Khi xi lanh quay hết hành trình phía phơi ngăn chứa bị di chuyển xuống vị trí cuối cùng, chuẩn bị cho lần tách phơi
Hình 3.9 Chuẩn bị tách phơi khỏi ngăn chứa
Hình 3.10 Tách phơi khỏi ngăn chứa
(6)Cụm vận chuyển phôi sang trạm kế thiết kế gồm xi lanh : xi lanh kẹp, xi lanh thường chống xoay xi lanh trượt hành trình 450 mm
Xi lanh kẹp loại chấu kẹp theo góc gắn hành trình lên xuống xi lanh thường chống xoay
Hình 3.11 Xi lanh dùng trạm phân phối
Hình 3.12 Xi lanh chống xoay loại cốt hình vng
Lắp ráp xi lanh trƣợt :
Xi lanh trượt lắp mơ hình hình trụ bắt xuống đế mơ hình với nhiệm vụ mang cánh tay kẹp phôi di chuyển từ trạm sang trạm
(7)Hình 3.14 Ráp xi lanh trượt lên đế
Lắp ráp tay gắp phôi:
Tay gắp phôi bao gồm xi lanh chống xoay xi lanh kẹp với cách thức gá lắp xi lanh kẹp lên xi lanh chống xoay, gắn tay gắp lên xi lanh trượt sau:
Hình 3.15 Xi lan kẹp làm tay gắp sản phẩm
Ta sử dụng gá mặt để gá xi lanh kẹp mặt lại gắn lên cốt xi lanh nâng hạ để tạo tay gắp sản phẩm
Hình 3.16a Đồ gá xi lanh kẹp xi lanh nâng hạ
Hình 3.16b Lắp ráp đồ gá vào xi lanh nâng hạ
(8)Hình 3.17 Tay gắp phôi
Sau gắn xi lanh kẹp tạo thành tay gắp sản phẩm ta tiến hành gắn tay gắp vào xi lanh để tạo thành tay gắp sản phẩm
Hình 3.18 Lắp tay gắp vào xi lanh trượt
Ta có q trình vận chuyển phôi từ trạm sang trạm
Hình 3.19 Gắp phơi bên trạm
Hình 3.20 Bỏ phôi bên trạm
(9)Hình 3.21 Hình chiếu tổng quan trạm phân phối
3.THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN: Mạch panel điều khiển:
Mạch thiết kế dùng phần mềm FluidSim 3.6 hang FESTO
Hình 3.22 Mạch dừng khẫn cấp nút nhấn
Nút dừng khẩn cấp dùng để ngắt toàn điện cho hệ thống có cố xảy ra, đóng nút dừng khẩn cấp, tiếp điểm NO KT đóng lại đèn đỏ bật, cơng tắc van đóng lại, ngưng tồn nguồn khí nén cấp cho mạch, để đảm bảo an tồn vận hành hệ thống
(10)Hình 3.23 Sơ đồ kết nối ngõ vào PLC
Trong :
CB1 làm cảm biến sợi quang dùng để phát phôi ngăn chứa
1S1 hành trình nam châm xy lanh tách phôi
3S1 hành trình nam châm cữ xy lanh nâng hạ tay gắp 3S1 hành trình nam châm cữ xy lanh nâng hạ tay gắp 2S1 hành trình cữ phía trạm xy lanh trượt
2S1 hành trình cữ phía trạm xy lanh trượt
Hình 3.24 Sơ đồ kết nối ngõ PLC
Trong đó:
(11)4 THIẾT KẾ MẠCH KHÍ NÉN:
Mạch thiết kế dùng phần mềm FluidSim 3.6 FESTO
Trong mạch sử dụng xi lanh với van 5/2 bên tác động điện, bên tác động lị xo
Hình 3.25 Sơ đồ mạch khí nén
(12)(13)Giải thích hoạt động lƣu đồ:
Trạng thái ban đầu (trạng thái reset): Xi lanh đẩy phơi hành trình Xi lanh trượt phía trạm
Xi lanh nâng, hạ hành trình phía Xi lanh kẹp mở ngàm kẹp
Hoạt động chu trình:
Khi nhân nút Start khởi động hệ thống, CB1 tác động (có nghĩa có phơi ngăn chứa xy lanh Y1 hết hành trình để tách phôi) Khi xy lanh Y1 hết hành trình để tách phơi, tức hành trình 1S2 bị tác
động,
Lập tức xy lanh Y1 sau khoàng thời gian T3 (tức xy lanh Y1 vào vị trí cho phép xy lanh hạ tay kẹp đưa tay kẹp xuống kẹp phôi
Khi xy lanh hạ tay kẹp hết hành trình, tức lúc tay kẹp sẵn sang kẹp phôi tác động vào hành trình 3S2 cho phép xy lanh kẹp, kẹp phơi
Khi xy lanh kẹp phôi kẹp phôi Y4+ khoảng thời gian delay (T1) đủ để kẹp phôi, T1 tác động nâng tay kẹp lên Y3+
Khi Y3 đến hết hành trình tác động vào 3S1 tức tay gắp gắp sản phẩm vị trí trên, cho phép xy lanh trượt đưa phôi sang trạm 2, Y2+ Khi xy lanh trượt sang đến trạm tác động hành trình 2S2, cho
phép hạ tay gắp xuống Y3+
Khi tay gắp hạ xuống tác động hành trình 3S2 ngàm kẹp mở để bỏ phôi bên trạm 2, Y4+
Sau bỏ phôi bên trạm 2, sau khoảng thời gian delay (T2) đủ để xy lanh kẹp bỏ phôi tay gắp nâng lên Y3-
Khi tay gắp nâng lên tác động vào hành trình 3S1 cho phép tay gắp di chuyển trạm Y2-
(14) Ngoài ra, liên kết hoạt động để chu trình hoạt động CB2 cảm biến phát phôi trạm 2, báo khơng cịn phơi bên trạm
6 LẮP RÁP, LẬP TRÌNH, VẬN HÀNH TRẠM: Lập kế hoạch lắp ráp phần tử
2 Lắp ráp phần khí
3 Lắp ráp kiểm tra hoạt động cụm van Lắp ráp kết nối phần tử điện
5 Viết chương trình theo phương pháp lập trình Nạp chương trình PLC
7 Vận hành kiểm tra hoạt động Tìm sửa lỗi cho trạm
(15)(16)(17)Trạm thực :
Gia công workpiece (doa lỗ phôi) Chuyển workpiece sang trạm kế
Ở mơ hình mâm xoay thiết kế thiết kế cánh, lần mâm quay góc 900
Chiều mâm xoay ngược chiều kim đồng hồ nhìn từ xuống
Hình 4.1 Mơ hình trạm mâm xoay
HOẠT ĐỘNG CỦA TRẠM:
Workpiece kiểm tra gia công mâm quay Mâm quay điều khiển động DC, vị trí mâm nhận biết cảm biến cảm ứng từ
Cảm biến cảm ứng từ kiểm tra workpiece vào vị trí chưa, workpiece kiểm tra khoan trình song song Trong suốt trình khoan workpiece giữ phần tử chấp hành xy lanh tác động kép
Kết thúc, workpiece chuyển sang trạm nhờ tay gạt khí
Trạng thái hoạt động trạm:
Workpiece có cánh chứa phơi đầu vào Trạng thái bắt đầu:
(18) Thanh gạt vị trí ban đầu (vị trí chưa gạt phơi) Hoạt động:
Mâm xoay góc 900 có workpiece ngăn chứa nút Start nhấn
Thiết bị kẹp giữ workpiece, động mũi doa mở, trực tuyến di chuyến mũi doa xuống (nếu có workpiece vị trí doa)
Khi mũi doa di chuyển đến vị trí dưới, di chuyển ngược lên dừng lại
Động máy doa tắt, thiết bị kẹp thu Động mâm xoay lại quay góc 900
Thanh gạt điều khiển động DC đẩy workpiece sang trạm kế cánh vị trí gạt có phơi, khơng có phơi tay gạt khơng hoạt động
Hình 4.2 Sơ đồ hoạt động trạm
2 THIẾT KẾ, LẮP RÁP CƠ KHÍ:
Trạm với nhiệm vụ có phơi ngõ vào thực việc gia công (doa lỗ) vận chuyển phôi sau gia công sang trạm kế, phần tử tác động có hộp số có cốt hộp bánh nón để chuyển động vng góc, dùng việc xoay mâm quay
Mâm xoay loại mâm có cánh, dùng để điều khiển bước góc 900 việc xếp sản phẩm gia công sử dụng mâm xoay cấu tương tự thường thấy sản xuất thực tế
Cấu tạo mâm xoay:
(19)Hình 4.3 Hình dạng mâm xoay
Hình 4.4 Kích thước mâm xoay
Thiết kế khu vực khoan:
Khi vực khoan sử dụng xy lanh tác động chiều (xy lanh có chống xoay khơng có chống xoay trường hợp khơng cần thiết, dùng để nâng hạ mũi khoan xuống doa lỗ phơi hành trình khoảng 60mm, mũi doa gắn cố định linearway để trượt đó, cịn xy lanh đẩy mũi khoan lên xuống nhờ linearway
Ngồi có xy lanh hành trình khoảng 10mm để làm cơng việc cố định phơi khoan
(20)Hình 4.5 Tấm gá dùng để gá mũi doa xy lanh
Hình 4.6 Gá xy lanh mũi khoan
Sau tiến hành lắp thiết bị trạm ta có trạm với mơ hình tổng quan sau:
Hình 4.7 Tổng quan trạm
3 THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN Lựa chọn thiết bị: