Thiết kế kĩ thuật hệ thống tự động tách sản phẩm khỏi khuôn đúc

MỤC LỤC

LỜI NểI ĐẦU

KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TÁCH SẢN PHẨM KHỎI KHUÔN ĐÚC

  • Mô hình thiết kế 1. Cấu trúc hệ thống

    Kính được dùng làm rất nhiều các vận dụng như bàn, tủ, cửa, mái che lấy ánh sáng, vật trang trí… Để sử dụng kính vào đúng mục đích cần phải qua các khâu chế biên, gia công kính như: cắt, mài, vát mép,… Bằng việc nghiên cứu và tìm hiểu quy trình sản xuất kính ta thấy trước khi đưa kính vào gia công thì khâu đầu tiên là cắt kính đúng kích thước, sau đó kính tấm được chuyển tới máy cắt gọt CNC, tiếp tục được gia công tới khi thành sản phẩm, cuối cùng kính tấm được gắp ra khỏi khuôn gá để lên giá theo các yêu cầu. Sau khi sản phẩm và khuôn đúc trên băng tải chính chuyển động đến cuối thì tác động vào cảm biến hành trình 3 (HT3), khi sản phẩm trong khuôn chạm vào hành trình 3 (HT3) thì băng tải chính dừng đồng thời lúc đó động cơ 1 (DC1) tác động đẩy thanh ray cơ khí đến trạm vào cảm biến hành trình 1 (HT1) lúc này thì tay gắp mạch van 2 (MV2) trùng đúng tâm của sản phẩm đúc và khuôn đúc trên băng tải chính.

    Hình 1.1. Sơ đồ khối hệ thống gắp tôn
    Hình 1.1. Sơ đồ khối hệ thống gắp tôn

    BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC S7 – 1200

    Giới thiệu về TIA PORTAL

    Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ cổng vào số tới vùng đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1. Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số.

    Chú ý rằng bộ đệm I và Q không liên quan tới các cổng vào/ra tương tụ nên các lệnh truy nhập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lý chứ không thông qua bộ đệm. Sau khi khởi động phần mềm TIA Portal và tạo Project, tiến hành thêm PLC mới với mã và thông số đúng với thiết bị thực tế. Startup Obs: thực hiện một lần khi chế độ của CPU chuyển từ STOP sang RUN, bao gồm cung cấp năng lượng chế độ RUN và lệnh chuyển STOP sang RUN.

    Một cycle interrupt OB sẽ làm gián đoạn chương trình theo chu kỳ khoản thời gian xác định của người dùng. Time orror interrput OB: thực thi khi thời gian chu kì tối đa vượt quá hoặc hoạt động xảy ra thời gian lỗi.

    Hình 2.3. Cấu trúc vòng quét PLC chương trình 2.2.2. Lập trình trên TIA PORTAL
    Hình 2.3. Cấu trúc vòng quét PLC chương trình 2.2.2. Lập trình trên TIA PORTAL

    LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG

    Lựa chọn thiết bị cho mô hình 1. Cơ cấu thủy lực

    Các trạm máy nén khí được sử dụng rộng rãi trong các hoạt động sản xuất kinh doanh, các dây chuyền tự động hóa, các xí nghiệp công nghiệp lắp ráp, chế biến, đặc biệt ở những lĩnh vực cần phải đảm bảo vệ sinh, chống cháy nổ hoặc ở môi trường độc hại. Để phục vụ chế tạo mô hình tự động tách sản phẩm khỏi khuôn đúc, tác giả lựa chọn máy nén khí ký hiệu Parmer - Vernon Hills - Illinois 60061 ( máy nén khí trong phòng thì nghiệm Điện trường Đại học Hải Phòng ). Chính vì vậy mà động cơ một chiều được dùng nhiều trong các ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cán thép, hầm mỏ, giao thông vận tải…mà điều quan trọng là các ngành công nghiệp này đòi hỏi dùng nguồn điện một chiều.

    Bên cạnh đó, động cơ điện một chiều cũng có những nhược điểm nhất định như so với máy điện xoay chiều thì giá thành đắt hơn, cần có hệ thống cổ góp chổi than…nhưng do những ưu điểm nổi bật nên động cơ điện một chiều vẫn còn có một tầm quan trọng nhất định trong sản xuất. Khi mạch điện được cầu chì bảo vệ có dòng điện lớn hơn giá trị tính toán chạy qua thì dây chảy sẽ bị đốt nóng chảy làm đứt mạch điện, bảo vệ cho mạch điện, thiết bị không bị dòng lớn phá hỏng. Trong mô hình, nhóm đề tài chọn loại công tắc hành trình loại điện áp 24VDC, 2 cặp tiếp điểm trong đó cặp tiếp điểm thường đóng (NC) dùng cho mạch điều khiển bằng tay, cặp còn lại (NO)dùng cho chế độ tự động.

    Trong mô hình tác giả lựa chọn ba loại mầu cho đèn phù hợp với mục đích thiết kế: Đèn mầu xanh – báo hiệu chế độ đang hoạt động; đèn mầu trắng báo hiệu nguồn và đèn mầu đỏ báo hiệu các chế độ đang dừng hoạt động. Mô hình có khung đỡ cơ khí, các mạch van được gắn cố định và được điều khiển đóng mở bằng khí thông qua các van điện từ; 03 băng chuyền được đặt trên một mặt bàn bằng gỗ; các động cơ truyền động các băng tải được gắn trên các trục; các công tắc hành trình được gắn để đáp ứng khoảng cách dừng để thực hiện đúng công việc gắp sản phảm đúc, gắp khuôn chế tạo, nhả sản phẩm đúc và nhả khuôn chế tạo xuống các băng tải quy định.

    Hình 3.3. Máy nén khí sử dụng trong mô hình c. Van điện từ điều khiển khí piston khí nén
    Hình 3.3. Máy nén khí sử dụng trong mô hình c. Van điện từ điều khiển khí piston khí nén

    Sơ đồ ghép nối phần cứng và nguyên lý hoạt động của mô hình

    Khi muốn hệ thống làm việc ở chế độ BYHAND, chuyển công tắc chọn chế độ về vị trí BYHAND, đóng aptomat CB, relay EME(02-3D) có điện làm đóng tiếp điểm EME(02-3A) cấp nguồn cho mạch khởi động. Lúc này khuôn và sản phẩm được băng tải chính đưa vào hệ thống cho đến khi công tắc hành trình HT3(06-5B) tác động, băng chính tự động dừng. Nhấn nút “HABAN”, relay MV1 có điện đóng các tiếp điểm MV1 tự duy trì và đóng mạch động lực van MV1, mở đường khí nén tác động vào piston hạ bàn máy.

    Khi bàn máy đã xuống hết hành trình, nhấn nút “NHASP” (07-4B) relay MV2 mất điện, mở các tiếp điểm MV2 tự duy trì và mở mạch động lực của van MV2, mở đường khí nén tác động vào piston tác động tay máy nhả sản phẩm. Nhấn nút “HABAN”, relay MV1 có điện, đóng các tiếp điểm MV1 tự duy trì và đóng mạch động lực van MV1,. Khi bàn máy đã xuống hết hành trình, nhấn nút “GAPSP” relay MV2 có điện, đóng các tiếp điểm MV2 tự duy trì và đóng mạch động lực van MV2, mở đường khí nén tác động vào piston tác động tay máy gắp sản phẩm, nhấn nút “NHAKHUON”(07-7B), relay MV3 mất điện, làm van MV3 ngừng tác động làm cho tay máy nhả khuôn.

    Khi muốn hệ thống làm việc ở chế độ AUTO, chuyển công tắc chọn chế độ về vị trí AUTO. Để cách ly hai chế độ AUTO và BYHAND, trong mạch điều khiển sử dụng các relay trung gian TG, TG1, TG2, TG3, trong đó TG, TG1, TG2 có nhiệm vụ cắt hoàn toàn việc điều khiển ở chế độ BYHAND khi lựa chọn sang chế độ AUTO đồng thời cách ly giữa các nhánh điều khiển. Trong mô hình hình thiết kế nhóm đề tài giả định sự cố xảy ra khi khuôn và sản phẩm đã vào đúng vị trí (đã tác động vào HT3) nhưng hệ thống nâng hạ hoặc thao tác gắp nhả khuôn và sản phẩm không hoạt động (hệ thống khí nén lỗi).

    Nút RESCUE là nút nhấn thường mở tự hoàn nguyên nên khi không tác động nữa thì relay DC2N mất điện, dừng hành trình ngược băng chính.

    Hình 3.20. Bản vẽ mạch khởi động và chọn chế độ
    Hình 3.20. Bản vẽ mạch khởi động và chọn chế độ

    XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG SỬ DỤNG PLC S7 - 1200

      Sau thời nghiên cứu, tìm hiểu cùng với dự chỉ bảo tận tình của thầy giáo Th.S Đoàn Đức Trọng em đã xây dựng được mô hình vật lý “điều khiển hệ thống tự động tách sản phẩm khỏi khuôn đúc”. Phần khung cơ khí được chế tạo theo đúng bản vẽ thiết kế cơ khí (hình 3.16) và đã đáp ứng được cơ bản về các yêu cầu kỹ thuật tuy nhiên chưa đạt được tính mỹ thuật cao. Việc bố trí các thiết bị, khí cụ điện trên mô hình theo đúng các bản vẽ thiết kế cơ bản đáp ứng được các quy định, các yêu cầu chung nhất về tính kỹ thuật và tính thẩm mỹ.

      Mô hình sau khi chế tạo được có thể làm cơ sở để phát triển để ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống tự động hóa của các xí nghiệp công nghiệp nhằm tăng năng suất lao động. Đã xây dựng thành công mô hình vật lý của hệ thống tự động tách sản phẩm khỏi khuôn đúc như đã đề xuất trong chương 1, mô hình vật lý hoạt động tương đối chính xác. Vì kiến thức, khả năng cũng như việc nghiên cứu tài liệu tham khảo còn nhiều hạn chế, cùng với việc chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế.

      Đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô để bản đồ án được chính xác và hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong khoa Điện cơ, đặc biệt là giảng viên Thạc sỹ Đoàn Đức TRọng đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp.

      Hình 4.1. Lưu đồ thuật giải điều khiển hệ thống
      Hình 4.1. Lưu đồ thuật giải điều khiển hệ thống