Mô hình MPS là mô hình mô tả quy trình một dây chuyền lắp ráp và phân loại sản phẩm trong công nghiệp. Xây dựng mô hình MPS ứng dụng phần mềm labview là nội dung chính của bài báo. Mô hình bao gồm khối cơ cấu chấp hành và khối điều khiển. Để lắp giáp và phân loại sản phẩm sử dụng 5 trạm chính: Trạm cấp phôi, trạm gia công, trạm lắp giáp, trạm phân loại và trạm chuyển tiếp.
Đào tạo nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học phục vụ phát triển ngành công nghiệp chế biến, chế tạo Nghiên cứu xây dựng mơ hình MPS ứng dụng phần mềm Labview phục vụ công tác đào tạo Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Fl ThS Nguyễn Thị Trang*, ThS Lê Quyết Thăng, ThS Đoàn Thị Như Quỳnh Khoa Điện, Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh * Email: trang.eduS4(@® gmall.com Mobile: 0988353484 Tóm tắt: Mơ hình MPS mơ hình mơ tả quy trình dây chun lắp ráp phân loại sản phẩm công nghiệp Xây dựng mơ hình MPS ứng dụng phan mềm labview nội dung báo Mơ hình bao gôm khối cầu chấp hành khối điều khiển Đề lắp giáp phân loại sản phẩm nhóm tác giả sử dụng trạm chính: Trạm cấp phơi, trạm gia cong, tram lắp giáp, trạm phân loại tram chuyển tiếp Khối điều khiển bao gồm điều khiển trung tâm NI USB 6363 với nhiều tính ưu việt giá thành tt Mac du la mo hình đơn giản cho phép người học giải số nội dung vé diéu khiển tự động Đây giải pháp quan trọng nhằm nâng cao chất lượng đạo tạo trường Đại học cơng nghiệp quảng Ninh Từ khóa: Cám biến; Mơ hình MPS; Tram; Xilanh; Phan mém labview Đặt đề Hiện nay, lắp ráp phân loại sản phẩm công đoạn sử dụng nhiều thực tế sản xuất Khi dùng sức người, công việc địi hỏi tập trung cao có tính lặp lại nên người thao tác khó đảm bảo xác cơng việc Mặt khác, có yêu cầu lắp rap va phan loại dựa yêu cầu kỹ thuật nhỏ mà mắt thường khó nhận Điều anh hưởng trực tiếp tới suất chất lượng sản phẩm Vì vậy, hệ thống tự động lắp ráp phân loại sản phẩm đời dần đáp ứng nhu câu cấp bách [4] Với mục tiêu đảo tạo nguồn nhân lực chất lượng cao đáp ứng yêu cầu trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, sinh viên trường không nắm vững lý thuyết mà cịn phải có kỹ nghề nghiệp tốt Vì vậy, nghiên cứu xây dựng mơ hình MPS giải pháp hiệu để nâng cao chất lượng đào tạo, nghiên cứu khoa học góp phần vào nghiệp phát triển chung nhà trường Phương pháp nghiên cứu 2.1 Đối tượng nghiên cứu Xây dựng mơ hình MPS lắp ráp phân loại sản phẩm cơng nghiệp Mơ hình gồm trạm chính: Trạm cấp phôi, trạm gia công, trạm lắp giáp, trạm phân loại trạm chuyền tiếp 2.2 Nghiên cứu ứng dụng phần mềm labview 2.2.1 Giới thiệu phần mêm labview LabVIEW (Laboratory Virtual Instument Engineering Workbench) ngôn ngữ lập trình đồ họa mà sử dụng biểu tượng thay hàng văn để tạo ứng dụng LabVIEW phần mềm nhằm mục đích phát triển ứng dụng đo lường điều khiển giống ngơn ngữ lập trình C Basic, nhiên LabVIEW khác so với ngôn ngữ trình ứng dụng đặt VI (Virtual Instrument) năm thư viện labview, số ứng dụng đặc biệt labview tạo giao diện để người đùng quan sát cách trực quan tượng vật lý thực tế Labview gồm có thành phan là: bảng giao diện (The Front Panel), đồ khối (The Block Diagram) va biéu tượng đầu n6 (Theicon/connect) Front Panel 14 giao diện mà người sử dụng hệ thống nhìn thấy Các VI bao gồm giao diện người dùng có tính tương tác, mà gọi bảng giao diện, mơ mặt trước dụng cụ vật lý Bảng giao diện bao gồm núm, nút đẩy, Kỷ yếu Hội thảo Khoa học - 2021 102 Đào tạo nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học phục vụ phát triển ngành công nghiệp chế biến, chế tạo đồ thị dụng cụ thị điều khiển khác 2.2.2 Lập trình Labview LabVIEW có hai cửa số bảng giao dién (The Front Panel), sơ đồ khối (The Block Diagram) Người dùng thao tác hai cửa sỐ Giao diện Front Panel giống giao diện sử dụng thiết bị vật lý, Front Panel chủ yếu tổ hợp Control Indicator Control mô thiết bị đầu vào máy cung cấp liệu cho Block Diagram Indicator m6 phong cac thiết bị đầu máy để hiển thị liệu thu duoc hay duoc phat tr Block Diagram cia VI Có thể đặt cdc Control hay Indicator 1én Front Panel théng qua bang control Cửa số Diagram có Block Diagram VI mã nguồn đồ hoa cho VI Xây dung Block Diagram bang cách nối với đối tượng Phần gửi hay Diagram nhận liệu, thực thể đối tượng hàm cụ thể, điều khiển q trình truyền chương trình: Node, Terminal dây nối Để khởi tạo chương trình labview ta có thực sau: chọn File, lựa chọn NEW VI, cách nhanh chóng dễ thao tác nhất, xuất đồng thời hai cửa số The Front Panel The Block Diagram ta thao tác hai cửa số để lập chương trình giải yêu câu toán [3] Xây dựng mơ hình mps ứng dụng phần mềm labview 3.1 Thiết kế kết câu mơ hình 3.1.1 u câu thiết kế Với mục tiêu mơ hình thực hành phục vụ đảo tạo nên đáp ứng đầy đủ yêu câu thực tế Tuy nhiên, mơ hình thiết kế phải đảm bảo số u cầu kỹ thuật chung sau: Mơ hình phải phù hợp với nguyên lý lắp ráp phân loại thực tế Lap ráp, đầu nối vận hành điều khiển dễ dàng Sử dụng vật tư, thiết bị, linh kiện thông dụng dé dé dang thay thé sửa chữa Đảm bảo tính thầm mỹ gọn gàng Các cấu truyền động, kết nối phải đảm bảo cứng vững tuôi thọ cao 3.1.2 Lựa chọn phương án thiết kế Trên yêu cầu kỹ thuật phân tích nhóm tác giả lựa chọn phương án thiết kế mơ hình lắp ráp phân loại sản phẩm hình I: Quy trình hoạt động mơ hình chia làm giai đoạn: Giai đoạn 1: Trạm câp phôi kiểm tra phôi ống trạm trạng thái sẵn sảng xi lanh phơi hoạt động đưa phơi đến vị trí để chun tiếp đến trạm gia cơng sau thu vị trí ban đầu (Trên trạm trang bị cảm biến phơi vị trí chờ chuyển tiếp, cảm biến xi lanh để xác định trạng thái xi lanh câp phôi bảng điều khiển) Giai đoạn 2: Trạm chuyên tiếp di chuyển đến trạm cấp phôi (Tram 1) gặp phôi trạm di chuyển sang trạm gia cơng (Trạm 2) đặt phơi vào vị trí trạm để chờ gia công (Trạm gia công phải trang thai san sàng, khơng có phơi thực gia công) (Trên trạm duoc trang bi cam biến xi lanh để xác định trạng thái xI lanh cớ câu dịch chuyền vị trí nhờ động bước trục vít me) Giai đoạn 3: Trạm gia công nhận phôi chờ gia công câu trạng thái sẵn sàng, câu xi lanh đưa phơi vào vị trí gia cơng Khi đến vị trí gia cơng chờ cho xi lanh gia cơng sau gia công xong đưa phôi gia cơng trở lại vị trí ban đầu để chuyển sang trạm (Trên trạm trang bị cảm biến phơi vị trí chờ chuyển tiếp cảm biến xi lanh để xác định trạng thái xi lanh) Giai đoạn 4: Trạm chuyên tiếp di chuyển đến trạm gia công (Trạm 2) gắp phôi trạm di chuyển sang trạm lắp ráp (Trạm 3) đặt phơi vào vị trí trạm để chờ lắp ráp (Trạm lắp ráp phải trạng thái sẵn sàng, phơi thực lắp ráp) Giai đoạn 5: Khi Trạm lắp ráp nhận phôi gia công chờ lắp ráp xi lanh cấp chi tiết lắp để xi lanh gắp chi tiết lắp lắp vào vị trí gia cơng phơi Sau lắp xong cớ vị trí ban đâu gửi tín hiệu báo hồn thành đề chuyển sản phẩm sang tram Kỷ yếu Hội thảo Khoa học - 2021 103 Đào tạo nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học phục vụ phát triển ngành công nghiệp chế biến, chế tạo (Trên trạm duoc trang bi cam bién phơi vị trí chờ chuyển tiếp cảm biến xi 00 1e J ¡mm ng lanh đê xác định trạng thái xi lanh) Ông đựng sản phẩm Xilanh cap san pham(MAL-25x150-S) Xilanh nhan san pham(MAL-20x150-S) Xilanh gia công(MAL-20x75-S) Sensor xác nhận san pham Xylanh kep(MHZ2-16D) Xylanh nang ha(TN 20x60) Xylanh hanh trinh vao ra(CY 1L20H-200) Xylanh cấp phơi lắp(MAL-20x100-S) 10: Ơng đựng phơi lắp 11: Xylanh day san pham(MAL 20x75-S) 12: 13: 14: 15: 16: 17: 18: 19: 20: 21: 22: Xylanh day san pham(MAL 20x75-S) Sensor xac nhan san phim Day belt bang tai Đông co băng tải Sensor phân loại l Sensor phân loại Giới hạn hành trình Trục vitme Thanh trượt Xylanh vao ra(TN 20x60) Xylanh nang ha(TN 20x60) 23: Déng co vitme 24: Day dai -< 25: Hệ thống điều khiển điện Hình Mơ hình MPS Giai đoạn 6: Trạm chuyền tiếp chuyển đến trạm lắp ráp (Trạm 3) gắp sản phẩm Ở trạm di chuyển sang trạm phân loại (Trạm 4) đặt sản phẩm vào vị trí tram dé cho phan loại (Trạm phân loại phải trạng thái sẵn sàng, băng tải dừng) Giai đoạn 7: Khi trạm phân loại nhận sản phẩm băng tải hoạt động đưa sản phẩm tới vị trí khay chứa sản phẩm vị trí khay chứa đặt cảm biểm xác định loại sản phẩm xi lanh xếp sản phẩm để đưa sản phẩm vào khay chứa, sản phẩm xếp xong băng tải dừng để chờ lần 3.2 Thiết kế hệ thống điều khiến 3.2.1 Giới thiệu module USB 6363 Sơ đồ chân module USB 6008 thể hình CONNECTOR O AIO LAL O+} AIGND AIS CAL t—) ^I (AI 2+} AIGno AI (AIS Al SENSE Al12 (Al 4—) AIS (Al S+} 62 [2+ 67 |23 66 | 22 6s |[31 64 | 30 ca |2s 62 |2a 61 | 27 60/26 AIS (AIO) ALT CAL 142) AI GND AI 1G (A1 2—} AIS (AI 3+) AI GND Al (Al 44) AI GND AI 13 (A1 S—y AIGND 59,25 AIG AL14 (Ale—) ^l (AI 7+} AIGNOD AO GND AO GND D GND Poo Pos D GND o2 POT Pos (AI 58 |2< s7 [23 =e | 22 AIGND Al 1S [A1 Aco 54 | 20 523 | 1© =2 | 1Ø APFIO Po.4 D GND 55 [21 s1 |1Z a6 4E | +2 11 PCI 1/P1.1 D GND +5 v EPrlI 122.5 PFI 15/P27 PEFI 7P1.Z PFI 2/P2.0 DGND DGND ao| a9 | =a | s7|[ = | ss| PFISP1.5 PEI1 6/P1.6 D GND PH P24 Peti 1+2/P2 PrI 14P2.6 at T7 5S 3 rm À% 2s xxx: : PO 44 | 1G a3 | a2/[s 4/P1.4 — = BD GND FPFI 2/P+1.2 PF SP1s PHI 7—} Pose D GND +=wv Co GND 1+^2 +3 1O0?®22.2 N 6+) SG | 1G 49 | 1S 2e | 14 4a7|13 P7elI PrI ‘, : " J z : : ’ : = = ‘ r : ¿ : Hinh Al 24 (AI AL TT (Al ALGND Al 2S (Al Al 19 (Al ALGND Al ZO (Al Al GND AI 29 (AI AI 59,25 Al GND ALGND Al 31 (Al Ao AO GND 2D GND Po.3 54/20 =2 | 1Ð =2 | 18 APFI1 F^o.+Z CO GND D GND Po10 Po.1+s Po.17 E© | 1G 4s |15 +48 | 14 47 [13 =o.+4 GND sv Co GND Do GND Po.18 Po.19 44 |1G 23 | a2|2 ~^o+z Co GND +sv 4© | 29 | se] 2z | => | 2= | Po.2t Po.22 CO GND Po.25 Po.2s Fo.30 Po.20 : + ` % ` N (Al E=e | 24 s7 [2s 56 |22 Po.2F PO2G : 22 Al 30 {AI 22>—) Al 23 (Al 23+) Al GND Po13s GND 62 |[s4 67 |33 66 [32 6s |31 Sa | 2o ca |2© 62/25 61 |27 sol26 AC GND Co GND PˆrFt GЈ1.G CD CONNECTOR ALIS [Al 16+) AIGND Al 25 (Al 17—-) ^I 138 (AI 18+} A! GND Al 27 (Al19—) Al SENSE AI 2E (A1 2O—} AL 2T [Al 21+) Po.2o Po.31 Po.23 Po.24 D GND D GND 55 [23 51117 as 45 | at 12 13 TT © = 16-5 AF) 16—-) 19+) Z2O+} 21—} S22) 23—-) Aas Po.9 Cc GND ——= oOo GND “Module USB 6363 M6 ta khdi quat vé chire nang cac I/O: - Các chân P0.1, P0.2, P0.3 , P1.1, P1.2: làm chức Input/ OutPut: - Chân Input: Dùng để đọc tín hiệu nút nhân, dùng để đọc giá trí từ cảm biến dạng số ( 1) Ví dụ : Chân PI.1 nối với nút nhân Để đọc tín hiệu từ nút nhân người lập trình phải khai báo / cài đặt chân chan Input Kỷ yếu Hội thảo Khoa học - 2021 104 Đào tạo nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học phục vụ phát triển ngành công nghiệp chế biến, chế tạo Tương tự để đọc tín hiệu I cảm biến quang nhận biết có phơi hay khơng người lập trình phải khai báo 1nput Chân OUTPUT: Để xuất liệu đầu chân điều khiến để điều khiển câu chấp hành (van, động cơ, máy bơm ) thị LED người dùng phải khai báo chân OƯTPUT Ví dụ: Chân P1.3 kết nối với động DC chân kết nối phải khai báo OUTPUT 3.3.2 Mơ hình mạch hồn Sau xây dựng sơ đồ ngun lý ta tiễn hành đấu nối thiết bị thực 3 Chương trình mơ tả Q trình cấp phơi ứng trạm phân loại Mơ tảâ chương trình cho tất q trình hoạt động mơ hình MPS nhận phơi thực cơng đoạn gia công lắp tiết tương sản phẩm phôi vào khay chứa tương ứng hệ MPS thể hình Ss Pees Hình Mơ tả chương trình điều khiển hệ MPS Khởi tạo trạng thái ban đầu trạm Trạm I tiễn hành cấp phôi Trạm hạ tay lấy phơi Trạm di chuyển vị trí từ trạm đến trạm Trạm tiễn hành thực Ra - Hạ - Nhả (RHN) sau nhả nâng thu (NNT) Trạm tiễn hành kéo phơi- sau trạm gia cơng phơi Sau gia công xong trạm tiễn hành phôi để trạm tiễn hành trình băt đầu nhận phơi Trạm tiễn hành q trình Nâng - Ra - Hạ (NRH) Sau kết thúc trình NRH trạm tiếp tục thực trình Kẹp - Nâng - Thu (KNT) Sau kẹp phơi xong trạm Š di chuyển vị trị từ trạm đến trạm Tram tién hanh thực trình Ra - Hạ - Nhả (RHN) 10 Trạm tiễn hành đầy tiết lắp ráp Trạm tiến hành trình Hạ - Kẹp - Nâng 11 Trạm tiếp tục thực trình Ra - Hạ - Nhả (RHN) 12 Trạm thực q trình thu vào 13 Sau trạm tiễn hành trình Hạ- Kẹp- Nâng để lấy phơi cho q trình 14 Sau kẹp phơi xong trạm di chun vị trí từ trạm đến trạm 15 Trạm Š thực trình Ra- Hạ- Nha (RHN) 1ó Chương trình tiến hành kiểm tra có phơi hay chưa có động băng tải chạy Phôi di chuyển qua cảm biến phân loại sản phẩm Cảm biến Phân loại sản phẩm loại I (Cảm biến từ) Cảm biến phân loại sản phẩm loại (Cảm biến quang) Chương trình tiễn hành kiểm tra loại sản phẩm sau tiến hành xi lanh tương ứng với loại sản phẩm tương ứng Kỷ yếu Hội thảo Khoa học - 2021 105 Đào tạo nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học phục vụ phát triển ngành công nghiệp chế biến, chế tạo 3.3.4 Một số Chirơng trình thể hoạt động tương ứng trạm tương ứng với quy trình * Chương trình phơi trạm 1: f=z:)|Data out Hình Mơ tả chương trình phơi trạm I * Chương trình mơ tả trình hạ tay trạm Trạm thực trình Nhà - Ra - Hạ Sau Phơi trạm ] câp trạm thực trình Nhả - Ra - Hạ đê bat dau thực vào việc lây phôi JBBBDDDDDBDDDDDBBDDDDBBDDDDD8DDD058 DDODDDDODDDODDDODODDDDDDDODDDODDODDDDDODDODDDODDDDDDUDDDDDDDODODODOUDbDDbD Dae» L, Tzsks Odpd =Ð) | me ws _ ep | Tasks Output + aon SOP ONE OS OOo Con geo SS5Ha COCO OO Ti ——! sức YE Hình Mơ tả q trình hạ tay * Chương trình mơ tả cho q trình lẫy phơi (Kẹp Trạm Š tiên hành thực trình kẹp phôi Sau thao tác: Kẹp- Nâng -Thu: Việc trạm thu vê nhăm mục đích đê băt đâu cho phôi cho trạm A ——! 08 po | OD Hy * we fay ODE + | ` xả tram - Nâng - Thu) đo nâng lên thu vê thơng qua trình đưa phơi từ trạm | dén cap Hình Mơ tả cho q trình lây phơi * Chương trình mơ tả cho trình di chuyên trạm từ trạm đên trạm Hình mơ tả Front Panel chương trình trạm di chuyên từ trạm | dén tram Kỷ yếu Hội thảo Khoa học - 2021 106 Đào tạo nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học phục vụ phát triển ngành công nghiệp chế biến, chế tạo Action Tasks Sensors Inow _ ouput cu (St XinDay ~ Ist Phot = 'S2 Day „ '$2XilnDay S2_XiinGieCong 'S2 Phot is3xinbay TT: in enor ⁄J source Kết luận out status code e 'S3.Day @ (5? #0 | ị D i oF | source | | „ ——- 'S3 XiinHa @ } ‘S3.XiinNang @ (S3.Ra |S3.SatDoutT @ s4psysrt si lSa s2 = status 'S2GiaCong Enoc Saximkap — @, S3Nan.Ha i, oun Direction enor : ` Sve 2) Fo S3KeTEfT @ s¿osysr2 SaxImSP2 @ tor S4ximSP3 @ Ẻ } S3 Ssas xi Channel Settii tarber of Pulses Actuators @ Ist.08y ° Ơ@ 'S4sP3 ÍS5 Kep @ @ Sen Site (85 Vao @ s3sto (S5 Nang e@ S3 Ha e 'S5 Home e { code 'S5.Thu em È %OUC: Hình Mơ tả cho q trình di chuyển trạm từ trạm dén tram Mơ hình MPS lắp ráp phân loại sản phẩm công nghiệp nhằm phục VỤ giảng dạy giúp sinh viên làm quen dây chuyên sản xuất Nghiên cứu thiết kế xây dựng chương trình điều khiển ứng dụng phan mém Labview Với mục tiêu phục vụ đào tạo, mơ hình thiết kế đơn giản đáp ứng số nội dung thực hành lĩnh vực điều khiển tự động Đây giải pháp hiệu để nâng cao chất lượng đào tạo, nghiên cứu khoa học điều kiện TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Trọng Quế, Nguyễn Văn Hoà, Kĩ thuật lường đại lượng vật lí, Nhà xuất Giáo Dục, 2006 [2] Nguyễn Tấn Phước, Cảm biến đo lường điều khiến, Nhà xuất Khoa hoc Kỹ thuật, 2006 [3] Nguyễn Bá Hải, Lập rrình LabVIEW, NXB Đại học quốc gia T.P Hồ Chí Minh, 2010 [4] Nguyén Xuan Quynh, Trần văn Địch (2007), ứng dụng PLC hệ thống phân loại sản phâm Luận văn Thạc Sỹ DH Bách khoa, Hà Nội Kỷ yếu Hội thảo Khoa học - 2021 107 ... Xây dựng mơ hình mps ứng dụng phần mềm labview 3.1 Thiết kế kết câu mơ hình 3.1.1 u câu thiết kế Với mục tiêu mơ hình thực hành phục vụ đảo tạo nên đáp ứng đầy đủ yêu câu thực tế Tuy nhiên, mô. . .Đào tạo nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học phục vụ phát triển ngành công nghiệp chế biến, chế tạo đồ thị dụng cụ thị điều khiển khác 2.2.2 Lập trình Labview LabVIEW có hai cửa... xi lanh tương ứng với loại sản phẩm tương ứng Kỷ yếu Hội thảo Khoa học - 2021 105 Đào tạo nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học phục vụ phát triển ngành công nghiệp chế biến, chế tạo 3.3.4 Một số