ĐỒ án điều KHIỂN lập TRÌNH đề tài hệ THỐNG gắp sản PHẨM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG GẮP SẢN PHẨM GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH: NGÔ VĂN LỢI MSSV: 14542063 SVTH: NGUYỄN VĂN TIẾN MSSV: 14542091 Vũng Tàu tháng 08 năm 2017 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN…………………………………….2 LỜI NÓI ĐẦU………………………………………………………………………….3 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GẮP SẢN PHẨM 1.1 Hệ thống gắp sản phẩm 1.1.1 Giới thiệu hệ thống gắp sản phẩm 1.1.2 Giới thiệu hệ thống gắp sản phẩm từ từ băng tải sau quy trình cắt sang băng tải quy trình dập 1.2 Các thành phần hệ thống gắp sản phẩm từ từ băng tải sau quy trình cắt sang băng tải quy trình dập 1.2.1 Động truyền động trục song song với băng tải 1.2.2 Động truyền động trục Z 1.2.3 Cảm biến tiệm cận 1.2.4 Cảm biến quang thu phát chung 1.2.5 Bộ điều khiển PLC DVP14SS211T .9 1.2.6 Chân hút chân không .9 1.3 Hoạt động hệ thống gắp sản phẩm từ từ băng tải sau quy trình cắt sang băng tải quy trình dập 10 1.3.1 Manual mode 10 1.3.2 Auto mode .10 Chương 2: LẬP TRÌNH HỆ THỐNG GẮP SẢN PHẨM 11 2.1 Giới hạn phần điều khiển 11 2.2 Viết chương trình điều khiển cho PLC .11 2.2.1 Quy ước đầu vào đầu PLC 11 2.2.2 Chương trình PLC ………………………………………………………… 12 Kết Luận………………………………………………………………………………14 Trang ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN Tài Liệu Tham Khảo…………………………………………………………………15 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Trang ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN LỜI NĨI ĐẦU Robot công nghệ cao khái niệm sản xuất tự động hoá đại Một đặc điểm quan trọng robot công nghiệp chúng cho phép dễ dàng kết hợp việc phụ trình sản xuất thành dây chuyền tự động So với phương tiện tự động hoá khác, dây chuyền tự động dùng robot có nhiều ưu điểm dễ dàng thay đổi chương trình làm việc, có khả tạo dây chuyền tự động từ máy vạn năng, tự động hố tồn phần Tự động hóa nhu cầu khơng thể thiếu q trình sản xuất ngày Việc ứng dụng tay máy scara vào tự động hóa dây chuyền sản xuất mà cụ thể dây chuyền phân loại sản phẩm băng chuyền giúp cho việc sản xuất trở nên linh hoạt hơn, hiệu Với nhu cầu tìm hiểu hệ thống tự động sản xuất với kiến thức sinh viên trường đại học em chọn đề tài “ ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM ” để nghiên cứu tìm hiểu Do yêu cầu kiến thức thiết kế, tính tốn điều khiển xác thiết kế phần cứng cao nên em khơng tránh khỏi thiếu sót Do đó, mong muốn bảo thêm thầy để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo T.s Trương Đình Nhơn giúp đỡ em hoàn thành đồ án Xin trân trọng cảm ơn! Trang ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GẮP SẢN PHẨM 1.1 Hệ thống gắp sản phẩm 1.1.1 Giới thiệu hệ thống gắp sản phẩm: Một sản phẩm hoàn chỉnh để đến với khách hàng gần hồn thiện qua nhiều quy trình khác Bởi việc vận chuyển sản phẩm chưa hồn thiện từ quy trình qua quy trình khác điều tất yếu Hệ thống gắp sản phẩm hệ thống sinh nhằm đáp ứng nhu cầu hệ thống lớn nhà máy  Ứng dụng hệ thống gắp sản phẩm  Chuyển sản phẩm từ vị trí qua vị trí khác cách linh hoạt  Đạt độ xác cao vị trí sản phẩm chuyển qua vị trí khác Hình 1.1 Hệ thống gắp sản phẩm 1.1.2 Giới thiệu hệ thống gắp sản phẩm từ từ băng tải sau quy trình cắt sang băng tải quy trình dập:  Hoạt động hệ thống bao gồm phần quan trọng sau  Phần khí, khí nén phần điện - - Tay gắp di chuyển dọc chiểu song song với chiều di chuyển băng tải ( Băng tải đầu vào quy trình dập) truyền động motor AC servo thông qua đai Ta đặt trục trục X Tay gắp di chuyển chiều trục Z truyền động motor AC servo thông qua bánh Đầu hút chân không nhằm giữ sản phẩm chặt với tay gắp Trang ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN  Phần điều khiển - Hoạt động hệ thống điều khiển PLC Có thể vận hàng tay hệ thống thơng qua hình HMI Các vị trí cài đặt cánh tay gắp cài đặt trực tiếp hình HMI 1.2 Các thành phần hệ thống gắp sản phẩm từ từ băng tải sau quy trình cắt sang băng tải quy trình dập: 1.2.1 Động truyền động trục song song với băng tải Hình 1.2 Bộ motor drive truyền động Mode Maching driver Rated power(Kw) Rated torque (N.m) Max torque (N.m) Rated current (A) Rated speed (rpm) Rated voltage (V) Wire q'ty of encoder (ppr) Trang ACH-09075BC QS7AA020M 0.75Kw 3.5 10.5 N.m 3.0 2000 220 2500 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 1.2.2 Động truyền động trục Z: Hình 1.3 Bộ motor drive truyền động Mode Maching driver Rated power(Kw) Rated torque (N.m) Max torque (N.m) Rated current (A) Rated speed (rpm) Rated voltage (V) Wire q'ty of encoder (ppr) Trang ACH-09075BC QS7AA020M 0.75Kw 3.5 10.5 N.m 3.0 2000 220 2500 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 1.2.3 Cảm biến tiệm cận:  Phát có khay chứa sản phẩm hay khơng  Làm giới hạn hành trình cho cấu truyền động trục X trục Z  Làm cơng tắc hành trình chân hút bị đẩy ngược lên trình xuống gắp sản phẩm Hình 1.4 Cảm biến tiệm cận Khoảng cách phát Tần số đáp ứng Độ trể Điện áp nguồn Ngõ điều khiển Dòng điện tiêu thụ Điện áp dư Dịng điện rị Nhiệt độ mơi trường Điện trở cách ly Môi trường dẫn điện Độ rung Độ va đập Hiển thị Mạch bảo vệ Chuẩn bảo vệ Chất liệu 4mm  400Hz  Max 10%khoảng cách phát 12 ~ 24VDC Tải trở:Max.200mA,Tải cảm:max 100mA Max 10mA Max 1V Max 0.5mA -25 ~ 70oC Min.50MΩ 1000VAC 1phút 10~55Hz biên độ kép 1.5mm phương X, Y, Z 2giờ 500m/s2(50G) lần phương X, Y, Z LED đỏ Bảo vệ điện áp tràng, điện áp ngược IP67(IEC) Thép khơng rỉ Trang ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 1.2.4 Cảm biến quang thu phát chung:  Dùng để xác định có sản phẩm khay  Phát có sản phẩm băng tải đầu vào máy dập hay khơng Hình 1.5 Cảm biến quang thu phát chung Mã Nguồn cấp: Khoảng nhận: OutPut Tần số Nhiệt độ Thời gian đáp ứng  PC50CND20BA 10~40vdc 2000mm NPN 500hz -25~50 độ 1mS Trang ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 1.2.5 Bộ điều khiển PLC DVP14SS211T - Thích hợp với ứng dụng bản.  Có thể mở rộng tới module bên phải.  Số chân MPU : 14 (8DI/6DO).  Số I/O tối đa: 494.  Chương trình thực thi : 8K steps.  Thanh ghi liệu: 5k words.  Tích hợp ngõ Y0 –Y3 làm ngõ xung tốc độ cao 10Khz 1.2.6 Chân hút chân không  Áp suất đầu vào bơm tạo chân không 6bar  Lực nâng kg Trang ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 1.3 Hoạt động hệ thống gắp sản phẩm từ từ băng tải sau quy trình cắt sang băng tải quy trình dập  Hệ thống điều khiển thông qua mode điều khiển Manual Auto 1.3.1 Manual mode  Chúng ta di chuyển trục X trục Z theo ý muốn nhằm mục đích cài đặt vị trí làm việc cho tay gắp 1.3.2 Auto mode  Bắt đầu tay gắp nằm vị trí Home Vị trí Home tay gắp cài đặt vị trí chờ gắp sản phẩm trục Z vị trí gắp sản phẩm trục X  Để tay gắp xuống gắp sản phẩm cần thỏa mãn điều kiện sau:  Khay chứa sản phẩm có mặt băng tải  Trên khay sản phẩm  Sau thõa mãn điều kiện xuống gắp sản phẩm, tay gắp di chuyển theo trục Z cảm biến chân hút đổi trạng thái Chân hút thiết kế chạm sản phẩm lực lị xo khơng đủ mạnh khiến chân hút bị đẩy ngược lên chạm vào cơng tắc hành trình  Sau tay gắp gắp sản phẩm lên vị trí chờ trục Z vị trí đặt sản phẩm xuống trục X  Để tay gắp đặt sản phẩm lên băng tải cẩn phải thõa mãn điều kiện sau  Tại vị trí đặt sản phẩm xuống khơng xuất sản phẩm  Các bước thực lặp lại Trang 10 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN CHƯƠNG II LẬP TRÌNH HỆ THỐNG GẮP SẢN PHẨM 2.1 Giới hạn phần điều khiển: Trong đồ án này, để đơn giản cho quy mơ lập trình mơ tốn điều khiển giới hạn sau  Hệ thống điều khiển tay gắp vận chuyển sản phẩm từ băng tải đầu quy trình cắt sang băng tải đâu vào quy trình dập 2.2 Viết chương trình điều khiển cho PLC: 2.2.1 Quy ước đầu vào đầu PLC X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Đầu vào tín hiệu cảm biến phát có khay chứa sản phẩm hay khơng Đầu vào tín hiệu cảm biến phát có sản phẩm khay hay khơng Đầu vào giới hạn hành trình trục X Đầu vào giới hạn hành trình trục X Đầu vào giới hạn hành trình trục Z Đầu vào giới hạn hành trình trục Z Đầu vào tín hiệu cảm biến phát có sản phẩm băng tải đầu vào quy trình dập hay khơng Đầu vào cảm biến chân hút Điều khiển motor di chuyển trục song song với băng tải Điều khiển motor di chuyển trục Z Điều khiển chiều motor di chuyển trục song song với băng tải Điều khiển chiều motor trục Z Điều khiển phanh motor trục Z Điều khiển hệ thống khí nét chân hút chân khơng Trang 11 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 2.2.2 Chương trình PLC Trang 12 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN Trang 13 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN KẾT LUẬN Trong đồ án mơn học tìm hiểu hệ thống gắp sản phẩm tự động về: ứng dụng, thiết bị, nguyên lý hoạt động Đồng thời tìm hiểu hệ thống điều khiển PLC, từ sử dụng điều khiển PLC Delta Việc lập trình mơ hệ thống giới hạn khâu đơn giản, chưa có chương trình cụ thể liên kết phần rời rạch dây chuyền với Trang 14 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] DELTA_IA-PLC_DVP-ES2-EX2-SS2-SA2-SX2-SE-TP_PM_EN.pdf [2] Delta_DVP-S_H2_Modules_O_EN_20131112.pdf [3] SS Instruction Sheet-English-20060505.pdf [4] user manual ex-es-ss.pdf [5] AdtechServoDriver.pdf Trang 15 ... ơn! Trang ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GẮP SẢN PHẨM 1.1 Hệ thống gắp sản phẩm 1.1.1 Giới thiệu hệ thống gắp sản phẩm: Một sản phẩm hoàn chỉnh để... PHẨM 1.1 Hệ thống gắp sản phẩm 1.1.1 Giới thiệu hệ thống gắp sản phẩm 1.1.2 Giới thiệu hệ thống gắp sản phẩm từ từ băng tải sau quy trình cắt sang băng tải quy trình dập ... Trang ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 1.3 Hoạt động hệ thống gắp sản phẩm từ từ băng tải sau quy trình cắt sang băng tải quy trình dập  Hệ thống điều khiển thông qua mode điều khiển