(Đồ án tốt nghiệp) nghiên cứu và thiết kế cơ cấu chuyển động đồng bộ 2 trục điều khiển bằng PLC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT CƠ ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU CHUYỂN ĐỘNG ĐỒNG BỘ TRỤC ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC GVHD: VŨ QUANG HUY SVTH: NGUYỄN HỮU NGHỊ MSSV:16146156 SKL007774 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU CHUYỂN ĐỘNG ĐỒNG BỘ TRỤC ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC SVTH: NGUYỄN HỮU NGHỊ MSSV: 16146156 Khóa: 2016 - 2020 Ngành: Cơ điện tử CLC GVHD: VŨ QUANG HUY GVPB: TƯỞNG PHƯỚC THỌ Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: NGUYỄN HỮU NGHỊ MSSV: 16146156 Ngành đào tạo: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Lớp: 16146CL4 Họ tên GV hướng dẫn: TS.VŨ QUANG HUY ĐT: 0918748924 Ngày nhận đề tài: …/…/…… Ngày nộp đề tài : …/…/…… Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế cấu chuyển động đồng trục điều khiển PLC Các số liệu ban đầu: Thu thập dựa khảo sát yêu cầu:  Kích thước: 27.4x98x89.3 mm  Cận nặng: 30Kg Nội dung thực đề tài: - Khảo sát tính cấp thiết đề tài, giải pháp thực quy trình hoạt động đồng trục PLC - Lựa chọn giải pháp, đối tượng hướng tới, tính tốn thông số đầu vào - Thực đồng chuyển động vận tốc vị trí - Thiết kế chế tạo mơ hình tối ưu Sản phẩm: Máy chuyển động đồng trục điều khiển PLC GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên: NGUYỄN HỮU NGHỊ MSSV: 16146156 Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU CHUYỂN ĐỘNG ĐỒNG BỘ TRỤC ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC Ngành đào tạo: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Họ tên GV hướng dẫn: TS.VŨ QUANG HUY Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên (không đánh máy) Nhận xét kết thực ĐATN(khơng đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 2.3.Kết đạt được: 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá: TT Mục đánh giá Hình thức kết cấu ĐATN Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài Tính cấp thiết đề tài Nội dung ĐATN Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế Khả cải tiến phát triển Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài Sản phẩm cụ thể ĐATN Tổng điểm Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2021 Giảng viên hướng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên) Bộ môn …CƠ ĐIỆN TỬ PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên: NGUYỄN HỮU NGHỊ MSSV: 16146156 Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU CHUYỂN ĐỘNG ĐỒNG BỘ TRỤC ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC Ngành đào tạo: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Họ tên GV phản biện: ThS.TƯỞNG PHƯỚC THỌ Ý KIẾN NHẬN XÉT Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) Kết đạt được: Những thiếu sót tồn ĐATN: Câu hỏi: Đánh giá: TT Mục đánh giá Hình thức kết cấu ĐATN Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài Tính cấp thiết đề tài Nội dung ĐATN Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế Khả cải tiến phát triển Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài Sản phẩm cụ thể ĐATN Tổng điểm Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2021 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên) Mục Lục LỜI CẢM ƠN CHƯƠNG I : TỔNG QUAN……………………………………………………………….2 1.1 1.1.1 Giới thiệu đề tài Lý chọn đề tài tính thiết yếu Ứng dụng 1.1.2 1.2 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu đề 1.3 Cơng trình liên cứu liên quan 2.1 Lưu đồ hoạt động 2.2 Các loại động sử dụng đồng b 2.3 Lựa chọn động 2.4 Tính hàm truyền động 2.5 Thông số điều khiển động Servo 2.6 PLC 2.6.1 Khái niệm PLC 2.6.2 Cấu trúc PLC 2.6.3 Nguyên lý hoạt động PLC 2.6.4 Tại phải sử dụng PLC 2.7 Khái niệm mạng SSCNET III 2.8 Lý thuyết đồng 2.8.1 Nguyên tắc đồng 2.8.2 Đĩa cam CHƯƠNGIII:THIẾT KẾPHẦN CỨNG …………………………………………………… 25 3.1 Phân tích yêu cầu đề 3.2 Thiết kế khung đỡ 3.3 Lựa chọn cấu truyền động 3.4 Lựa chọn PLC phù hợp 3.4.1 Chọn CPU 3.4.2 Chọn Module xử lý chuyển động 3.4.3 Chọn driver Ser 3.5 Tính tỷ số hộp số ảo 3.6 Tính hàm cam CHƯƠNG IV : ĐIỀU KHIỂN 4.1 Cài đặt phần mềm 4.2 Thiết kế sơ đồ điều khiển 4.3 Thiết kế HMI điều khiển CHƯƠNG V : HOÀN THÀNH VÀ THỰC NGHIỆM 5.1 Hoàn thành 5.2 Thực nghiệm CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN 6.1.1 Tự đánh giá 6.1.2 Khuyết điểm 6.2 Hướng phát triển Nguồn tham khảo: Phụ lục GVHD: Vũ Quang Huy Mục Lục Hình ảnh Hình 1 Máy cắt lia đồng MR-MQ100 hãng Mitsubishi Electronics .4 Hình Máy cắt lia hãng Shanghai Sihua Hình Lưu đồ hoạt động Hình 2 Động Servo Hình Sơ đồ mạch điện dộng Servo Hình Sơ đồ minh họa Moment uốn xoắn động Servo Hình Chiều xoay motor mặc định Hình Một hệ thống PLC đơn giản điển Hình Sơ đồ cấu trúc đơn giản PLC Hình Sơ đồ mạng SSCNET kết nối gi Hình Sơ đồ khả cải thiện độ xác SSCNETIII so với SSCNET…….21 Hình 10 Sơ đồ khí ảo Hình 11 Khái niệm đĩa CAM Hình Chất liệu nhơm 26 Hình Cơ cấu tay quay trượt 27 Hình 3 Cơ cấu bánh 27 Hình Kích thước VLA-ST-60-12-0700 28 Hình Cơ cấu pulley dây đai 29 Hình Sơ đồ tổng quát HG-KR13 30 Hình Bản vẽ 3d cấu khung 29 Hình Bản vẽ hình chiếu cấu khung 31 Hình Q00UCPU 32 Hình 10 QD77MS2 34 Hình 11 Sơ đồ kết nối QD77MS2 35 Hình 12 MR-J3-10B 36 Hình 13 Sơ đồ mạch động lực 37 Hình 14 Hình dạng trục CAM 39 Ta cần cài đặt thơng số cho hệ thống khí ảo vào: Hình 16 Hệ thống khí ảo 49 Bảng giải thích thơng số cài đặt đồng Giải thích Thơng số Trục dẫn động lựa chọn trục Ly hợp On nhờ tín hiệu tốc độ cao cảm biến phát có vật qua Cài đặt độ trượt cho ly hợp với khoảng trượt để trượt bắt đầu chạy đồng Điều chỉnh tỷ số gear trục để điều chỉnh giá trị vòng quay trục 2phù hợp với trục 50 4.2 Thiết kế sơ đồ điều khiển DC Servo Hình 18 Giao diện nhập HMI ảo 51 CHƯƠNG V : HỒN THÀNH VÀ THỰC NGHIỆM 5.1 Hồn thành Hình Sắp xếp điều khiển mà mạch điện Hình Kết hồn thành 52 Hình Kết hoàn thành 5.2 Thực nghiệm  Thực nghiệm : - Ở thực nghiệm 1, ta đặt tỉ số bánh theo tỉ số tính tốn chương III : Hình Tỉ số bánh 12:21 - Kết thực nghiệm : Hình 5 Kết thực nghiệm 53 - Kết luận thực nghiệm 1: Thực nghiệm lấy tỉ số bánh lý thuyết tuyệt đối 12:21 cho kết tương đối có sai số lớn Nguyên nhân gây sai số vấn đề thực tế : sai số motor, căng đai bị rơ,…  Khử sai số cách offset tỉ số bánh  Thực nghiệm : - Ở thực nghiệm 2, ta đặt tỉ số bánh 1:1 để biết tỉ số thực xác cấu Hình Tỉ số bánh 1:1 - Kết thực nghiệm : - Hình Kết thực nghiệm Kết luận thực nghiệm : Thực nghiệm lấy tỉ số bánh 1:1 cho ta thấy tỉ số bánh sau offset cần để khử sai số  Thực nghiệm : - Ở thực nghiệm 3, ta đặt tỉ số bánh theo xác tỉ số thực nghiệm 5000:9015 54 Hình Tỉ số bánh 5000:9015 - Kết thực nghiệm : Hình Kết thực nghiệm - Kết luận thực nghiệm 3: Thực nghiệm lấy tỉ số sau offset khử sai số cho kết tương đối xác nhiên chút sai số rơ trục vít me cũ mức chấp nhận 55 CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN 6.1.1 Tự đánh giá  Dựa mục tiêu, nhiệm vụ yêu cầu đặt nêu chương I, Bản thân tự đánh sau :  Yêu cầu đặt Bảng Bảng tự đánh giá dựa yêu cầu đặt STT Vẽ mơ hình 3D Thử nghiệp, đánh giá kết 6.1.2 Khuyết điểm Bản thân tự nhận thấy đồ án có khuyết điểm sau: - Chỉ dừng việc mô chuyển động đồng - Sai sót việc gia cơng khí khiến cho bề mặt khí có nhiều khuyết điểm - Chưa thể khử tiếng ồn hệ thống hoạt động 56 6.2 Hướng phát triển  Khắc phục khuyết điểm: - Thêm cấu xử lý trục A, ví dụ : cánh tay robot, xylanh,… - Làm đẹp bề mặt khí - Khử tiếng ồn việc xử lý kỹ độ căng dây  Hướng phát triển: - Cơng nghiệp hóa mơ hình sản xuất - Đưa mơ hình cơng nghiệp hóa sản xuất chạy thực nghiệm - Giảm thiểu sai số trục A chạy 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO  Sách : [2] Giới thiệu phần cứng PLC Mitsubishi Q Series [3] MELSEC-Q QD77MS Simple Motion Module User's Manual (Positioning Control)  Các Trang web : [4] www.wikipedia.org [5] https://www.plcmitsubishi.com/tai-lieu-lap-trinh-plc-mitsubishi-tieng-viet.html [6] mitsubishielectric.com [7] google.com [8] https://hoplongtech.com [9] https://thegioidienco.vn/ 58 PHỤ LỤC  Chương trình bậc thang : 59 60 ... TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU CHUYỂN ĐỘNG ĐỒNG BỘ TRỤC ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC SVTH: NGUYỄN HỮU NGHỊ MSSV: 16146156 Khóa: 20 16 - 20 20 Ngành: Cơ điện tử CLC GVHD:... Các loại động sử dụng đồng b 2. 3 Lựa chọn động 2. 4 Tính hàm truyền động 2. 5 Thông số điều khiển động Servo 2. 6 PLC 2. 6.1 Khái niệm PLC 2. 6 .2 Cấu trúc PLC 2. 6.3 Nguyên... XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên: NGUYỄN HỮU NGHỊ MSSV: 16146156 Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU CHUYỂN ĐỘNG ĐỒNG BỘ TRỤC ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC Ngành