1. GIỚI THIỆU
Trạm Processing Station – Trạm Gia Công – là trạm thứ 3 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.
2. THIẾT KẾ CHỨC NĂNG
2.1. Trạm gia công
Gia công là môn học chung cho các bƣớc sản xuất nhƣ tạo hình, thay đổi hình dáng, gia công cơ khí và liên kết. Theo tiêu chuẩn của VDI2860, tạo hình là sáng tạo ra các vật thể có kích thƣớc hình học xác định từ các vật thể không có hình dạng cụ thể. Thay đổi hình dạng là thay đổi khối hình học hoặc hoàn thiện bề mặt chi tiết. Gia công cơ khí là thay đổi đặc tính vật liệu hoặc hoàn thiện bề mặt của chi tiết. Liên kết là kết nối vĩnh viễn một vài chi tiết với nhau.
Chức năng của trạm gia công:
Kiểm tra đặc tính của các chi tiết phôi (Vị trí xác định, lỗ). Gia công các cơ khí chi tiết phôi.
Cung cấp các chi tiết phôi đến các trạm tiếp theo. Trạm gia công bao gồm các phần sau đây:
Module bàn quay phân đô. Module kiểm tra.
Module khoan. Module kẹp.
Module cửa phân loại, điện. Tấm nhôm rãnh.
Xe di động. Bảng điều khiển. Khối PLC.
Trạm gia công với xe di động, Bảng điều khiển và khối PLC
2.2. Chức năng
Trong trạm gia công, các chi tiết phôi đƣợc kiểm tra và gia công trên Bàn quay phân độ. Bàn quay phân độ đƣợc điều khiển bởi các động cơ điện một chiều. Bàn quay đƣợc định vị trí bằng mạch Relay, với các vị trí của bàn đƣợc phát hiện bằng cảm biến điện cảm.
Trên Bàn quay phân độ các chi tiết phôi đƣợc kiểm tra và khoan trong một quá trình song song. Cơ cấu dẫn động điện từ với cảm biến điện cảm kiểm tra chi tiết phôi đã đƣợc đƣa vào vị trí chính xác hay chƣa. Trong khi khoan, chi tiết phôi đƣợc kẹp bằng cơ cấu đƣợc dẫn động điện từ.
Các chi tiết hoàn thiện sẽ đƣợc đƣa qua bên trên thiết bị đẩy bằng điện.
Ghi Chú:
Trạm chỉ dung các cơ cấu chấp hành thuần tuý điện. 2.3. Mô tả quá trình
Điều khiện tiên quyết cho khởi động:
Chi tiết phải ở trong giá đỡ chi tiết phôi nhập vào. Vi trí ban đầu:
Ban quay phân độ đƣợc đã đƣợc định vị trí. Pittong điện từ của module kiểm tra ở vị trí cao. Máy khoan ở vị trí cao.
Động cơ máy khoan tắt. Thiết bị kẹp co vào.
Thiết bị rẽ nhánh không hoạt động. Quy trình:
1) Bàn quay phân độ quay 600, nếu chi tiết phôi đƣợc phát hiện trong giá đỡ phôi một và nút START đƣợc bấm.
2) Trục nam châm điện từ đƣợc di chuyển xuống dƣới và kiểm tra nếu nhƣ chi tiết phôi đƣợc đƣa vào mặt mở ra hƣớng lên phía trên.Bàn quay phân độ quay 600
nếu nhƣ kết quả kiểm tra đúng.
3) Thiết bị kẹp kẹp chi tiết phôi. Động cơ của máy khoan đƣợc bất lên. Trục thẳng di chuyển máy khoan xuống dƣới.
4) Khi máy khoan đƣợc đƣợc vị trí thấp nhất, nó lại di chuyển đi lên phía dừng trên bằng trục thẳng.
5) Động cơ của máy khoan đƣợc tắt đi và thiết bị kẹp co lại. Bàn quay phân độ quay 600.
6) Cổng phân loại điện đƣa chi tiết phôi qua trạm tiếp theo. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Quy trình này mô tả quá trình đi qua của một chi tiết phôi qua trạm gia công. Chi tiết phôi đƣợc di chuyển qua trạm kế tiếp. Chu kỳ gia công có thể khởi động lại lần nữa và một chi tiết phôi nạp vào giá đỡ chi tiết phôi 1.
Dẫn động cho module bàn quay phân độ vận hành bằng cơ cấu điện một chiều liền hộp số. 6 vị trí của tấm quay đƣợc định nghĩa bằng vị định vị trí trên bàn quay và phát hiện bằng cảm biến điện cảm.
Mỗi giá đỡ của 6 giá đỡ chi tiếp phôi hình bán cung tròn của bàn quay đƣợc thiết kế có lỗ ở giữa tâm để tạo điều kiện thuận lợi cho phát hiện phôi bằng cảm biến tiệm cận điện dung.
2.5. Module kiểm tra
Chi tiết phôi đƣợc đƣa vào kiểm tra định vị trí chính xác. Nếu nhƣ lỗ đƣợc hƣớng lên phía trên, lõi của thiết bị kiểm tra điện từ phải đạt đƣợc vị trí vƣơn ra hết.
Cảm biến điện cảm tự cảm đƣợc tác dụng qua đai ốc ở vị trí trên của lõi thiết bị. 2.6. Module khoan
Thiết bị kẹp bằng điện giữ chi tiết phôi. Hoạt động đi ra và trở lại của máy khoan đƣợc tác động bằng trục dẫn động thẳng đứng với động cơ đai răng. Động cơ điện liền hộp số dẫn động trục thẳng đứng và mạch Relay đƣợc sử dụng để kích hoạt động cơ.
Động cơ của máy khoan đƣợc hoạt động bằng điện áp một chiều 24V DC và tốc độ không điều chỉnh đƣợc.
Nhận biết vị trí cuối cùng đƣợc tác dụng bởi công tắc giới hạn điện, sự tiếp cận của công tắc giới hạn làm đảo chiều chuyển động của trục dẫn động thẳng.
3. LẮP ĐẶT & VẬN HÀNH
3.1. Hiệu chỉnh cảm biến
3.1.1. Cảm biến tiệm cận điện dung(Bàn quay phân độ phát hiện chi tiết phôi)
Cảm biến tiệm cận điên dung đƣợc dùng để phát hiện chi tiết phôi. Chi tiết phôi làm thay đổi điện dung của tụ điện lắp trong đầu cảm biến. Chi tiết phôi đƣợc phát hiện không phụ thuộc vào màu sắc và vật liệu.
Ghi chú:
Cảm biến tiệm cận điện dung thƣờng đƣợc sử dụng ở các vị trí nhập vật liệu, kiểm tra và khoan.
Điều kiện tiên quyết:
Module Bàn quay phân độ đƣợc lắp ráp. Cảm biến tiệm cận đƣợc nối dây.
Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện:
1) Lắp chi tiết phôi vào trong giá đỡ chi tiết phôi.
2) Lắp cảm biến tiệm cận vào giá đỡ, tránh không tiếp xúc với Bàn quay phân độ. Vị trí của cảm biến tiệm cận đƣợc định tâm dƣới lỗ khoan của giá đỡ chi tiết phôi.
3) Hiệu chỉnh cảm biến tiệm cận – chi tiết phôi tới khi đèn hiển thị trạng thái(đèn LED) bật lên.
Ghi chú: Cần tránh sự tác động vào cảm biến tiệm cận vào tấm quay của Bàn quay phân độ.
4) Kiểm tra vị trí và thiết lập cảm biến tiệm cân(đặt/gắp chi tiết phôi). 3.1.2. Cảm biến tiệm cận tự cảm( Bàn quay phân độ định vị trí)
Cảm biến tiệm cận tự cảm đƣợc dùng cho định vị trí của Bàn quay phân độ. Cảm biến tiệm cận tự cảm phát hiện đối tƣợng kim loại. Khoảng cách chuyển mạch là chức năng cả vật liệu và bề mặt hoàn thiện.
Điều kiện tiên quyết:
Module Bàn quay phân độ đã đƣợc lắp. Cảm biến tiệm cận đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện:
1) Lắp cảm biến tiệm cận vào trong giá đỡ. Vị trí cảm biến tiệm cận ở giữa phía dƣới vít định vị của Bàn quay phân độ. Khoảng cách cảm biến tiệm cân – vít định vị trí 2mm.
2) Hiệu chỉnh khoảng cách cảm biến tiệm cận – vít định vị tới khi đèn hiển thị trạng thái (đèn LED) bật sáng.
3) Kiểm tra vị trí và hiệu chỉnh cảm biến tiệm cận bằng quay Bàn quay phân độ. 3.1.3. Cảm biến tiệm cận tự cảm( Kiểm tra, định hƣớng của chi tiết phôi)
Cảm biến tiệm cận tự cảm đƣợc dùng cho định hƣớng của chi tiết phôi. Cảm biến tiệm cận tự cảm phát hiện đối tƣợng kim loại. Khoảng cách chuyển mạch là chức năng của vật liệu và bề mặt hoàn thiện. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Điều kiện tiên quyết:
Module bàn quay phân độ và module kiểm tra đã đƣợc lắp đặt. Module kiểm tra và cảm biến tiệm cận đã đƣợc nối dây.
Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện:
1) Đặt chi tiết phôi vào trong giá đỡ chi tiết phôi. Lỗ hƣớng lên phía trên. 2) Bật điện áp cấp nguồn cho nam châm điện của module kiểm tra.
3) Định vị trí cảm biến tiệm cận tự cảm trong khoảng cách khoảng 1mm đến đai ốc của đầu dò của module kiểm tra.
4) Hiệu chỉnh khoảng cách cảm biến tiệm cận – đai ốc tới khi đèn hiển thị trạng thái (đèn LED) bật lên.
5) Kiểm tra vị trí và hiệu chỉnh cảm biến tiệm cận bằng bật và tắt cuộn nam châm điện của module kiểm tra.
3.1.4. Công tắc Micro( Khoan, trục dẫn động thẳng)
Các công tắc Micro đƣợc dùng để nhận biết vị trí dừng cuối hành trình của trục dẫn động thẳng. Các công tắc Micro đƣợc tác động bằng bàn trƣợt của trục dẫn động thẳng.
Điều kiện tiên quyết:
Module khoan đƣợc lắp rắp. Module khoan đƣợc nối dây. Các công tác Micro đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện:
1) Di chuyển máy khoan đến vị trí dừng phía trên.
2) Di trƣợt công tắc Micro trong giá đỡ xung quanh tới khi tác động. 3) Vặn chặt vít kẹp.
4) Di chuyển máy khoan đến vị trí dừng phía dƣới.
5) Di trƣợt công tắc Micro trong giá đỡ xung quanh lỗ tới khi bị tác động. 6) Xiết chặt vít kẹp.
7) Khởi động chạy kiểm tra nếu công tắc Micro đƣợc xác định vị trí chính xác( Di chuyển máy khoan đi lên/đi xuống).
3.2. Bảng trạng thái I/O
--- 1B1 I 0.3 BOOL Khoan ở vị trí phía trên
1B2 I 0.4 BOOL Khoan ở vị trí thấp B1 I 0.2 BOOL Phôi tại vị trí kiểm tra B2 I 0.1 BOOL Phôi tại vị trí khoan B3 I 0.5 BOOL Bàn xoay ở đúng vị trí
B4 I 0.6 BOOL Cảm biến báo bàn dập đã OK
--- Em_Stop I 1.5 Khóa mở ngừng khẩn cấp
--- H1 Q 1.0 BOOL Bắt đầu đèn báo hiệu
H2 Q 1.1 BOOL Đặt lại đèn báo hiệu
H3 Q 1.2 BOOL Workpiece not ok indicator light
--- IP_FI I 0.7 BOOL Downstream station free
IP_N_FO Q 0.7 BOOL Station occupied
--- K1 Q 0.0 BOOL Motor khoan hoạt động
K2 Q 0.1 BOOL Bàn xoay hoạt động K3 Q 0.2 BOOL Mũi khoan đi xuống K4 Q 0.3 BOOL Mũi khoan nâng lên
--- Part_AV I 0.0 BOOL Phôi ở vị trí chờ
--- S1 I 1.0 BOOL Nút Start (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
S2 I 1.1 BOOL Nút Stop (normally closed) S3 I 1.2 BOOL Khóa chuyển Auto – Manual S4 I 1.3 BOOL Nút Reset
--- Y1 Q 0.4 BOOL Kẹp phôi
Y2 Q 0.5 BOOL Kiểm tra lỗi phôi