1.GIỚI THIỆU
Trạm Testing Station – Trạm cung cấp – là trạm thứ 2 trong hệ thống MPS gồm 9 trạm của Festo. Trạm này đƣợc phát triển và sản xuất cho dạy nghề cũng nhƣ các mục đích đào tạo tiếp tục trong lĩnh vực tự động hoá và công nghệ. Đây là trạm cấp phát chi tiết phôi cho các trạm kế tiếp làm việc.
2.THIẾT KẾ CHỨC NĂNG
2.1.Trạm Cung Cấp
Trạm kiểm tra là trạm thiết lập các chức năng quản lý kiểm tra: đƣa ra quyết định “Chấp nhận/ Loại bỏ chi tiết phôi”.
Kiểm tra tính sẵn sàng. Kiểm tra nhận dạng. Kiểm tra hình dáng. Kiểm tra kích thƣớc. Kiểm tra màu sắc.
Kiểm tra trọng lƣợng hoặc,
Kiểm tra tính sẵn sàng của chi tiết phôi.
Trong sản xuất tự động hoá, trái ngƣợc với sản xuất thủ công, kiểm tra chiếm vị trí quan trọng. Trong sản xuất thủ công, các chi tiết bị loại có thể bị loại ngay lập tức, khi đó trong sản xuất tự động, các chi tiết bị loại có thể dẫn đến làm hỏng chức năng của quá trình sản xuất hoặc làm sản xuất bị dừng lại.
Chức năng của trạm kiểm tra là:
Xác định các đặc tính vật liệu của chi tiết phôi, Kiểm tra chiều cao chi tiết phôi,
Hoặc loại bỏ hoặc làm cho nó sẵn sang đến trạm tiếp theo. Trạm kiểm tra bao gồm các bộ phận sau:
Module nhận dạng. Module nâng hạ. Module đo lƣờng. Module máng trƣợt có đệm hơi. Module máng trƣợt. Tấm nhôm rãnh. Xe di động. Bảng điều khiển. Khối PLC. 2.2. Chức năng
Trạm Kiểm tra xác định đặc tính của chi tiết phôi đƣợc nạp vào. Module cảm biến xác định màu của chi tiết và cảm biến điện dung thăm dò các chi tiết phôi mà không quan tâm đến màu sắc. Cảm biến khuyếch tán xác định chi tiết phôi kim loại và chi tiết phôi màu đỏ. Chi tiết phôi màu đen không đƣợc nhận biết bằng cảm biến khuyếch tán. Cảm biến quang điện phản xạ hiển thị vùng làm việc của giá đỡ chi tiết phôi có trống hay không trƣớc khi chi tiết phôi đƣợc nhấc lên băng module nâng hạ.
Cảm biến tƣơng tự của module đo lƣờng xác định chiều cao của chi tiết phôi. Tín hiệu xuất cũng đƣợc số hoá qua bộ so sánh có giá trị ngƣỡng điều chỉnh đƣợc hoặc cấp cho PLC có sử dụng bộ xử lý tín hiệu tƣơng tự thông qua khối kết nối.
Xy lanh thẳng dẫn chi tiết phôi đúng theo hƣớng xuôi xuống trạm qua máng trƣợt phía trên có đệm khí. Các chi tiết phôi khác đƣợc phân loại ở máng phía dƣới.
2.3. Mô tả trình tự
Điều kiện tiên quyết cho khởi động:
Chi tiết phôi có trong giá đỡ chi tiết phôi. Vùng làm việc trống.
Vị trí ban đầu:
Xylanh ở vị trí dƣới.
Xylanh đẩy ở vị trí co vào hết.
Máng trƣợc có đệm khí ở trạng thái tắt. Trình tự:
1. Xác định màu và vật liệu của chi tiết phôi. 2. Xy lanh nâng hạ nổi lên.
3. Đo chiều cao của chi tiết phôi. Kiểm quả kiểm tra tốt (OK) 4.Bật đệm khí của máng trƣợt.
5. Xy lanh dẩy vƣơn ra. 6. Xy lanh đẩy co về.
7. Tắt đệm khí của máng trƣợt. 8. Xy lanh nâng hạ đi xuống.
9. Trở về vị trí ban đầu. Kiểm quả kiểm tra không tốt (not OK) 10. Xy lanh nâng hạ đi xuống.
11. Xy lanh đẩy vƣơn ra. 12. Xy lanh đẩy co về. 13. Trở về vị trí ban đầu.
2.4. Module nhận dạng
Vật liệu hoặc màu sắc đƣợc thực hiện bởi 2 cảm biến tiệm cận với tín hiệu ra số. Cảm biến tiệm cận là loại cảm biến điện dung và quang điện. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các vấn đề do cảm biến điện dung và quang điện thực hiện:
Cảm biến tiệm cận điện dung xác định chi tiết phôi kim loại, màu đỏ và đen Cảm biến tiệm cận quang điện xác định chi tiết phôi kim loại và màu đỏ.
Mạch logic tạo thuận lợi về chỉ định đặc tính kim loại/màu đỏ hoặc đen cho từng chi tiết phôi.
Module nâng hạ, nhìn về phía đối diện bên giá đỡ cáp điện:
Chi tiết phôi đƣợc nâng lên từ module cảm biến đến module đo lƣờng bằng module nâng hạ. Cơ cấu dẫn đọng là xy lanh nâng hạ không càn piston và xy lanh đẩy. Ống dẫn khí nén di động và cáp điện đƣợc dẫn trong ống đỡ dẫn hƣớng.
Cho nhận biết vị trí cuối hành trình đƣợc thực hiện bởi cảm biến tiệm cận từ tính hoặc điện cảm.
2.6. Module đo lƣờng
Module do lƣờng bao gồm cảm biến tƣơng tự để đo chiều cao chi tiết phôi.
Nguyên lý hoạt động dựa trên đo điện áp tuyến tính với chiết áp chia điện áp. Các bộ giảm chấn lắp them có tác dụng giảm chấn cuối hành trình của xy lanh nâng.
Giá trị đo tƣơng tự có thể số hoá thông qua bộ so sánh có giá trị ngƣỡng hiệu chỉnh đƣợc (tín hiệu 0/1). Tín hiệu tƣơng tự có thể cấp thẳng cho PLC nếu sử dụng bộ xử lý tín hiệu qua khối kết nối.
Ghi chú:
2.7. Module máng trƣợt có đệm hơi
Module máng trƣợt có đệm hơi; ở bên trái: Trạm Kiểm tra nhƣ một trạm đơn lẻ; ở bên phải: Trạm Kiểm tra với trạm tiếp theo.
Module máng trƣợt có đệm hơi đƣợc dùng để vận chuyển chi tiết phôi. 5 chi tiết phôi có thể đƣợc cung cấp trên máng trƣợt đệm khí nếu lắp cữ chặn cơ khí. Giảm chấn để tối thiểu hoá lực ma sát giữa chi tiết phôi và bề mặt máng trƣợt. Góc nghiêng của máng trƣợt có thể hiệu chỉnh đƣợc.
Nếu Trạm Kiểm tra đƣợc vận hành cùng với trạm sau, cữ chặn cơ khí ở cuối máng trƣợt đệm hơi phải đƣợc quay đi 1800. Chiều cao và độ nghiêng của máng trƣợt đệm hơi phải đƣợc hiệu chỉnh sao cho chi tiết phôi trƣợt an toàn vào vị trí gắp của trạm tiếp theo.
Module máng trƣợt đƣợc dùng để vận chuyển chi tiết phôi. 4 chi tiết phôi có thể đƣợc cung cấp trên máng trƣợt nếu lắp cữ chặn cơ khí. Góc nghiêng của máng trƣợt có thể hiệu chỉnh đƣợc.
3. LẮP ĐẶT & VẬN HÀNH
3.1Hiệu chỉnh cảm biến
3.1.1.Cảm biến tiệm cận điện dung (Ghi nhận, phát hiện chi tiết phôi)
Cảm biến tiệm cận điện dung đƣợc dùng để dò tìm chi tiết phôi. Chi tiết phôi làm thay đổi dung của bộ tụ điện lắp bên trong đầu cảm biến. Chi tiết phôi đƣợc dò tìm không phụ thuộc vào màu và vật liệu.
Điều kiện tiên quyết:
Module nâng hạ đƣợc lắp. Xy lanh đƣợc nối ống dẫn khí. Nguồn khí nén đƣợc bật. Cảm biến vị trí đƣợc nối dây. Xy lanh nâng hạ đang ở vị trí dƣới.
Cảm biến tiệm cận điện dung đƣợc lắp trong giá đỡ. Cảm biến tiệm cận đƣợc nối dây.
Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện:
1. Đặt chi tiết phôi vào trong giá đỡ chi tiết phôi.
2. Lắp cảm biến tiệm cận vào trong giá đỡ, tránh không tiếp xúc với giá đỡ chi tiết phôi. Khoảng cách giữa cảm biến tiệm cận và chi tiết phôi khoảng từ 2mm đến 3mm. 3. Hiệu chỉnh chiết áp trên cảm biến tiệm cận bằng tua-vit đến khi đèn chỉ thị trạng thái
bật sáng.
4. Kiểm tra vị trí và hiệu chỉnh cảm biến tiệm cận (đặt/gắp chi tiết phôi). 3.1.2.Cảm biến khuyếch tán (Ghi nhận, xác minh màu sắc).
Cảm biến khuyếch tán đƣợc sử dụng để xác định màu sắc. Cảm biến phát ra ánh sáng hồng ngoại. Cảm biến khuyếch tán thu ánh sáng hồng ngoại phản xạ từ chi tiết phôi. Các bề mặt hoặc các màu khác nhau làm thay đổi lƣợng ánh sáng phản xạ.
Điều kiện tiên quyết: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Module nâng hạ đã đƣợc lắp.
Cảm biến khuyếch tán đƣợc lắp trong giá đỡ chi tiết phôi của module nâng hạ. Cảm biến khuyếch tán đƣợc nối dây.
Thực hiện:
1. Đặt chi tiết phôi màu đỏ vào trong giá đỡ chi tiết phôi.
2. Lắp ráp cảm biến khuyếch tán vào trong giá đỡ. Khoảng cách giữa cảm biến khuyếch tán và chi tiết phôi vào khoảng 15mm đến 20mm.
3. Hiệu chỉnh chiết áp của cảm biến khuyếch tán bằng tua-bit cho tới khi đèn hiển thị trạng thái bật sáng.
4. Kiểm tra sự cài đặt của cảm biến khuyếch tán (đặt xuống/nhấc lên chi tiết phôi màu đỏ và kim loại). Chi tiết màu đỏ và kim loại phải đƣợc xác định chính xác.
3.1.3.Cảm biến phản xạ gƣơng (Nâng hạ vùng làm việc)
Cảm biến phản xạ gƣơng đƣợc dùng để hiển thị vùng làm việc của module nâng hạ. Nếu vùng ;àm việc đang bị sử dụng, thì không thể dịch chuyển đƣợc xy lanh nâng hạ. Cảm biến phản xạ gƣơng bao gồm bộ phát tín hiệu và bộ nhận tín hiệu trong cùng một thân vỏ. Cảm biến phản xạ gƣơng phát ra ánh sáng đỏ nhìn thấy đƣợc. Ánh sáng phản xạ lại bởi gƣơng bên ngoài. Nếu chùm ánh sáng bị ngắt bởi đồ vật, trạng thái chuyển mạch của cảm biến phản xạ gƣơng thay đổi
Điều kiện tiên quyết:
Module nâng hạ đƣợc lắp rắp. Xylanh đƣợc nối ống.
Nguồn khí nén đƣợc bật.
Cảm biến phản xạ gƣơng và giá đỡ cùng gƣơng phản xạ đƣợc lắp ráp. Cảm biến phản xạ gƣơng đƣợc đi dây.
Thiết bị nguồn đƣợc bật. Thực hiện:
1. Sắp thẳng hàng cảm biến phản xạ gƣơng và gƣơng phản xạ.
2. Đặt vật ở khoảng cách 10mm ở giữa Cảm biến phản xạ gƣơng và gƣơng phản xạ. 3. Hiệu chỉnh chiết áp của Cảm biến phản xạ gƣơng bằng tua-bit cho tới khi đèn hiển
thị trạng thái bật sáng.
Ghi chú: Nhiều nhất 12 vòng của vít hiệu chỉnh có thể vặn đƣợc.
3.1.4. Cảm biến tiệm cận (Nâng hạ xy lanh nâng hạ)
Cảm biến tiệm cận đƣợc dùng để cảm nhận vị trí cuối của xy lanh. Cảm biến tiệm cận đƣợc nhận biết do vòng nam châm đƣợc lắp trên piston của xy lanh.
Điều kiện tiên quyết:
Module nâng hạ đã đƣợc lắp lắp. Cảm biến tiệm cận đã đƣợc lắp. Xy lanh đƣợc nối ống.
Nguồn khí nén đƣợc bật.
Cảm biến tiệm cận đƣợc đi dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện:
1. Sử dụng nút điều khiển bằng tay của van điện từ để đặt cần piston của xy lanh ở vị trí mà ta muốn dừng lâu dài.
2. Di chuyển cảm biến dọc theo trục xy lanh tới khi nó chuyển mạch, đèn chỉ thị trạng thái (LED) sáng.
3. Dịch cảm biến đi vài mm xa hơn theo cùng hƣớng tới khi chuyển mạch trở lại (đèn LED tắt).
4. Đặt công tắc trở lại ở một nữa đƣờng giữa vị trí bật và tắt.
5. Siết chặt ví kẹp giữa của cảm biến bằng chìa vặn 6 cạnh A/F 1.3.
6. Khởi động chạy kiểm tra nếu cảm biến chuyển mạch ở điểm chính xác (nâng cao/hạ thấp của xy lanh nâng hạ). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.1.5.Cảm biến tiệm cận (Nâng hạ xy lanh đẩy)
Cảm biến tiệm cận đƣợc dùng để cảm nhận vị trí cuối của xy lanh. Cảm biến tiệm cận đƣợc nhận biết do vòng nam châm đƣợc lắp trên piston của xy lanh.
Điều kiện tiên quyết:
Module nâng hạ đã đƣợc lắp, cảm biến tiệm cận ở xy lanh đẩy đã đƣợc lắp. Xy lanh đƣợc nối ống.
Nguồn khí nén đƣợc bật. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện:
1. Sử dụng nút điều khiển bằng tay của van điện từ để đặt cần piston của xy lanh ở vị trí mà ta muốn dừng lâu dài.
2. Di chuyển cảm biến dọc theo trục xy lanh tới khi nó chuyển mạch, đèn chỉ thị trạng thái (LED) sáng.
3. Dịch cảm biến đi vài mm xa hơn theo cùng hƣớng tới khi chuyển mạch trở lại (đèn LED tắt).
4. Đặt công tắc trở lại ở một nữa đƣờng giữa vị trí bật và tắt.
5. Siết chặt ví kẹp giữa của cảm biến bằng chìa vặn 6 cạnh A/F 1.3.
6. Khởi động chạy kiểm tra nếu cảm biến chuyển mạch ở điểm chính xác (vƣơn ra/co vào của xy lanh đẩy).
3.1.6.Cảm biến đo dịch chuyển thẳng với bộ so sánh (Đo lƣờng, đo chiều cao chi tiết phôi)
Cảm biến đo dịch chuyển thẳng đƣợc sử dụng để đo chiều cao của chi tiết phôi. Tín hiệu ra tƣơng tự của cảm biến đo dịch chuyển thẳng đƣợc chuyển đổi thành tín hiệu nhị phân (tín hiệu 0/1) bằng bộ so sánh.
Điều kiện tiên quyết:
Module nâng hạ đƣợc lắp ráp, module đo lƣờng đƣợc lắp ráp sơ bộ. Xy lanh đƣợc nối ống.
Nguồn khí nén đƣợc bật.
Cảm biến đo dịch chuyển thẳng và bộ so sánh đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật.
Thực hiện:
1. Lắp module đo lƣờng ở khoảng cách 240 mm từ tấm nhôm rãnh.
Ghi chú: Sự thích nghi của chiều cao của giá đỡ chi tiết phôi đến máng trƣợt đệm hơi đƣợc thực hiện bằng tín hiệu chỉnh bộ giảm chấn cuối hành trình (dừng cuối).
2. Đặt chi tiết phôi màu đỏ (cao 25 mm) vào trong giá đỡ chi tiết phôi của module nâng hạ.
3. Vặn lỏng vít kẹp của giá đỡ cảm biến đo dịch chuyển thẳng. 4. Nâng xy lanh nâng hạ đến vị trí cao nhất của nó.
5. Dịch chuyển cảm biến đo dịch chuyển thẳng tới khi khe hở đạt đƣợc khoảng 15 mm. Giữ chặt cảm biến đo dịch chuyển thẳng lại vị trí này.
Hiệu chỉnh bộ so sánh:
Đặt một chi tiết phôi màu đỏ trong giá đỡ chi tiết phôi. Chiều cao chi tiết phôi bằng 25 mm.
Dịch chuyển xy lanh nâng hạ đến vị trí trên bằng cách tác động lên nút điều khiển tay của van có đánh dấu C
Đặt hai chiết áp LEVEL1 và LEVEL2 sao cho đèn hiển thị trạng thái hoạt động của tín hiệu xuát MID (xanh lá cây) sáng.
Ghi chú: LEVEL1 khoảng 5 vạch trên thanh đo, LEVEL2 khoảng 6 vạch trên thanh đo.
Dịch chuyển xy lanh nâng hạ đến vị trí thấp nhất bằng cách tác động lên nút điều khiển tay của van có đánh dấu C.
Đèn hiển thị trạng thái hoạt động của tín hiệu xuất LOW (vàng) sáng. Tháo chi tiết phôi; Bộ so sánh đã đƣợc thiết lập. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.2. Hiệu chỉnh Van tiết lƣu một chiều
Van tiết lƣu một chiều đƣợc dùng để điều chỉnh lƣu lƣợng cho xy lanh tác động kép. Trong trƣờng hợp ngƣợc lại, lƣu lƣợng khí đi qua van một chiều với tiết diện đƣợc mở hết.
Nguồn khí nén không điều khiển và xả khí điều khiển, giữ cho pittong bằng giảm chấn khí nén ( hoàn thiện chuyển động cả khi tải thay đổi).
Điều kiện tiên quyết: Xylanh đƣợc nối ống khí. Nguồn khí nén đƣợc bật. Thực hiện:
1. Vặn vít tiết lƣu trên van tiết lƣu mốt chiều đầu tiên vào hết và sau đó nới ra một vòng.
2. Khởi động chạy kiểm tra.
3. Mở van tiết lƣu một chiều từ từ đến khi piston đạt đƣợc tốc độ mong muốn.
4. I/O PORT
1. 1B1 I 0.4 BOOL CB Xilanh nâng/hạ đi lên 2. 1B2 I 0.5 BOOL CB Xilanh nâng/hạ đi xuống 3. 1Y1 Q 0.0 BOOL Xilanh nâng/hạ đi xuống 4. 1Y2 Q 0.1 BOOL Xilanh nâng/hạ đi lên
--- 5. 2B1 I 0.6 BOOL Xi lanh đẩy co rút lại
6. 2Y1 Q 0.2 BOOL Xi lanh đẩy mở rộng 7. 3Y1 Q 0.3 BOOL Thổi khí
--- 8. B2 I 0.1 BOOL Phôi không phải màu đen
9. B4 I 0.2 BOOL Đèn báo an toàn. 10. B5 I 0.3 BOOL Phôi đúng chiều cao
---