1.GIỚI THIỆU
Trạm Sorting Station – Trạm phân loại – là trạm thứ 9 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 Phân loại
Theo tiêu chuẩn VDI 2860, phân loại là một phần của chức năng vận hành của thay đổi số lƣợng. Phần băng tải có thể đƣợc rẽ nhánh để phân loại, nhờ có sự rẽ nhánh phân loại khác nhau đƣợc chuyển mạch tuỳ theo chi tiết phôi. Chi tiết phôi phải đƣợc xử lý riêng lẻ để cho không làm hỏng chức năng chuyển mạch của thiết bị rẽ nhánh.
Trong Trạm Phân loại, các chi tiết phôi tƣợng trƣng đƣợc phân loại theo vật liệu và màu sắc. Xylanh đã đƣợc lắp đƣợc phân loại tuỳ theo màu và vật liệu.
Chức năng của trạm Phân loại là:
Phân loại các chi tiết phôi tuỳ theo đặc tính. Trạm Phân loại bao gồm các phần sau:
Module băng tải phân loại. Module máng trƣợt.
Tấm nhôm rãnh. Xe di động. Bảng điều khiển. Khối PLC.
Trạm Phân loại với xe di động, bảng điều khiển & khối PLC.
2.2.Chức năng
Trạm Phân loại phân loại các chi tiết phôi qua 3 máng trƣợt. Cảm biến khuyếch tán phát hiện chi tiết phôi đƣa vào ở phía đầu khởi động của băng tải.
Đặc tính của chi tiết phôi (màu đen, màu đỏ, kim loại) đƣợc phát hiện bằng các cảm biến ở phía trƣớc của cữ chặn và các chi tiết phôi đƣợc phân loại vào máng trƣợt thích hợp
qua thiết bị rẽ nhánh. Các thiết bị rẽ nhánh đƣợc di chuyển bởi xy lanh hành trình ngắn bằng cơ cấu đảo chiều.
Cảm biến phản xạ ngƣợc hiển thị mức điền đầy của các máng trƣợt. 2.3.Mô tả quá trình hoạt động
Điều kiện tiên quyết khởi động:
Chi tiết phôi ở phía đầu khởi động của băng tải. Vị trí ban đầu:
Cữ chặn vƣơn ra. Nhánh 1 co vào Nhánh 2 co vào Động cơ băng tải tắt. Trình tự:
1. Phát hiện chi tiết phôi. 2. Động cơ băng tải bật.
3. Xác minh màu sắc/vật liệu. Phát hiện chi tiết phôi màu đen, chuyển vào máng trƣợt phía cuối cùng của băng tải:
4. Cữ chặn co vào.
5. Chi tiết phôi đƣợc đẩy ra.
6. Bƣớc chạy không.Phát hiện chi tiết phôi kim loại, chuyển vào máng trƣợt ở giữa của băng tải:
7. Rẽ nhánh 2 vƣơn ra. 8. Cữ chặn co vào.
9. Chi tiết phôi đƣợc đẩy ra.
10. Bƣớc chạy không. Phát hiện chi tiết phôi màu đỏ, chuyển vào máng trƣợt phía cuối cùng của băng tải:
11. Rẽ nhánh 1 vƣơn ra. 12. Cữ chặn co vào.
13. Chi tiết phôi đƣợc đẩy ra. 14. Bƣớc chạy không.
15. Động cơ băng tải tắt. 16. Cữ chặn vƣơn ra. 17. Rẽ nhánh 1 co vào. 18. Rẽ nhánh 2 co vào.
2.4.Module nhận dạng 2.4.1. Module băng tải
Module băng tải đƣợc sử dụng để vận chuyển và đẩy các chi tiết phôi. Hai rẽ nhánh có thể chuyển trạng thái bằng hai xy lanh hành trình ngắn đƣợc gắn vào, nhờ đó các chi tiết phôi đƣợc phân loại theo đặc tính và chủng loại. Dẫn động của băng tải phân loại đƣợc hoạt động bằng động cơ một chiều liền hộp số.
Cảm biến khuyếch tán phát hiện khi nào có chi tiết phôi ở phía đầu của băng tải. Đó là nguyên nhân làm vòng chƣơng trình khởi động và động cơ của băng tải bật lên.
Chi tiết phôi bị dừng lại bởi cữ chặn khí nén. Cảm biến khuyếch tán xác định màu của chi tiết phôi (đỏ hoặc đen). Chi tiết phôi kim loại đƣợc phát hiện qua cảm biến tiệm cận điện cảm.
Phụ thuộc vào chi tiết phôi đƣợc xác định, rẽ nhánh cho vật liệu phù hợp đƣợc tác động. Mỗi khi chi tiết phôi đƣợc nhả ra khỏi cữ chặn, sau đó nó đƣợc vận chuyển đến máng trƣợt phù hợp.
2.4.2.Module máng trƣợt
Module máng trƣợt đƣợc sử dụng để vận chuyển hoặc lƣu trữ các chi tiết phôi. Module này có thể áp dụng tổng quát nhờ có độ nghiêng và chiều cao hiệu chỉnh thay đổi đƣợc.
Bộ ba module truợt đƣợc tận dụng trong Trạm Phân loại. Các chi tiết phôi đi vào từ module băng tải đƣợc lƣu trữ trong module máng trƣợt.
Cảm biến phản xạ ngƣợc hiển thị mức điền đầy của các máng trƣợt.
3. LẮP ĐẶT & VẬN HÀNH
3.1.Hiệu chỉnh cảm biến
3.1.1.Cảm biến khuyếch tán (Băng tải, phát hiện chi tiết phôi)
Cảm biến khuyếch tán đƣợc dùng để phát hiện chi tiết phôi. Cáp quang sợi đƣợc nối với thiết bị quang sợi. Thiết bị quang sợi phát ra ánh sáng hồng ngoại nhìn thấy đƣợc. Cảm biến khuyếch tán phát hiện ra tin hồng ngoại phản xạ từ chi tiết phôi. Bề mặt và màu sắc khác nhau làm thay đổi lƣợng ánh sáng phản xạ.
Điều kiện tiên quyết:
Thiết bị quang sợi đƣợc lắp ráp. Thiết bị quang sợi đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện:
1. Lắp đặt cáp quang sợi vào giá lắp cảm biến và khởi động băng chuyền. 2. Nối cáp quang sợi vào thiết bị quang sợi.
3. Đặt chi tiết phôi màu đen vào phía đầu khởi động băng chuyền.
4. Hiệu chỉnh chiết áp của thiết bị quang sợi bằng tua-vit cho tới khi đèn hiển thị trạng thái bật sáng.
Ghi chú: Chỉ có thể vặn đƣợc nhiều nhất 12 vòng của vít hiệu chỉnh.
5. Đặt các chi tiết phôi vào phía đầu khởi động băng chuyền.
Ghi chú: Tất cả các chi tiết phôi phải đƣợc phát hiện chắc chắn.
3.1.2.Cảm biến khuyếch tán (Băng tải, phân biệt màu sắc)
Cảm biến khuyếch tán đƣợc dùng để phân biệt màu sắc của các chi tiết phôi. Cáp quang sợi đƣợc nối với thiết bị quang sợi. Thiết bị quang sợi phát ra ánh sáng hồng ngoại nhìn thấy đƣợc. Cảm biến khuyếch tán phát hiện ra ánh sáng phản xạ từ chi tiết phôi. Bề mặt và màu sắc khác nhau làm thay đổi lƣợng ánh sáng phản xạ.
Điều kiện tiên quyết:
Thiết bị quang sợi đƣợc lắp ráp. Cữ chặn đƣợc nối ống dẫn khí. Nguồn khí nén đƣợc bật.
Thiết bị quang sợi đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện:
1. Lắp đầu cáp quang sợi vào giá lắp cảm biến ở cữ chặn. 2. Nối cáp quang sợi vào Thiết bị quang sợi.
3. Đặt chi tiết phôi màu đỏ tỳ vào cữ chặn.
4. Hiệu chỉnh chiết áp của thiết bị quang sợi bằng tua-vit cho tới khi đèn hiển thị trạng thái bật sáng.
Ghi chú: Chỉ có thể vặn đƣợc nhiều nhất 12 vòng của vít hiệu chỉnh.
5. Đặt chi tiết phôi màu đỏ tỳ vào cữ chặn.
6. Hiệu chỉnh chiết áp của thiết bị quang sợi bằng tua-vit cho tới khi đèn hiển thị trạng thái tắt.
Ghi chú: Chỉ có thể vặn đƣợc nhiều nhất 12 vòng của vít hiệu chỉnh.
7. Kiểm tra thiết lập của thiết bị quang sợi cho các chi tiết phôi màu đen, màu đỏ và kim loại.
Ghi chú: Chi tiết phôi màu đỏ và kim loại phải đƣợc phát hiện chắc chắn, chi tiết phôi màu
đen thì không bị phát hiện.
3.1.3.Cảm biến tiệm cận tự cảm (Băng tải, xác nhận vật liệu)
Các cảm biến tiệm cận tự cảm đƣợc sử dụng để xác nhận vật liệu. Cảm biến tiệm cận tự cảm phát hiện vật kim loại. Khoảng cách chuyển mạch là chức năng của vật liệu và bề mặt hoàn thiện.
Điều kiện tiên quyết:
Cảm biến tiệm cận tự cảm đƣợc lắp sơ bộ trong giá đỡ. Cảm biến tiệm cận đƣợc nối dây.
Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện:
1. Lắp cảm biến tiệm cận vào giá lắp cảm biến ở cữ chặn.
2. Hiệu chỉnh khoảng cách cảm biến tiệm cận – chi tiết phôi cho tới khi đèn hiển thị bật sáng.
3. Kiểm tra vị trí và thiết lập cảm biến tiệm cận (đặt/gắp lên chi tiết phôi kim loại). 3.1.4.Cảm biến tiệm cận (Băng tải, rẽ nhánh 1/rẽ nhánh 2)
Các cảm biến tiệm cận đƣợc sử dụng để phát hiện vị trí cuối hành trình của xy lanh. Cảm biến tiệm cận tác động bởi vòng nam châm đƣợc lắp trên piston của xy lanh. Điều kiện tiên quyết:
Cảm biến tiệm cận đƣợc lắp. Xy lanh đƣợc nối ống. Nguồn khí nén đƣợc bật.
Cảm biến tiệm cận đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện:
1. Sử dụng chốt ấn tay của van điện từ để đặt piston ở vị trí mà ta muốn có.
2. Thay đổi cảm biến dọc theo thân xy lanh tới vị trí nó đóng, trạng thái chuyển mạch là khi đèn (LED) sáng.
3. Dịch chuyển cảm biến vài mm tiếp theo cùng hƣớng tới khi nó ngắt (đèn LED tắt). 4. Đặt công tắc ở vị trí chính giữa hai vị trí ngắt và đóng.
5. Xiết chặt vít kẹp của cảm biến bằng tua-vit 6 cạnh A/F 1.3.
6. Khởi động chƣơng trình chạy thử để kiểm tra xem cảm biến có đóng ở vị trí chính xác không (piston xy lanh đi ra và co vào).
3.1.5.Cảm biến phản xạ ngƣợc
Cảm biến phản xạ ngƣợc đƣợc dùng để phát hiện độ tràng khi phôi vào trong máng trƣợt. Một cảm biến phản xạ ngƣợc bao gồm bộ phát tín hiệu và bộ nhận tín hiệu.
Điều kiện tiên quyết:
Module máng trƣợt đƣợc lắp ráp.
Cảm biến phản xạ ngƣợc và tấm gƣơng phản xạ đƣợc lắp đặt. Cảm biến phản xạ ngƣợc đƣợc nối dây.
Thực hiện:
1) Cảm biến phản xạ và gƣơng phản xạ đƣợc lắp thẳng hàng.
2) Hiệu chỉnh chiết áp của thiết bị quang sợi bằng tua-vit cho tới khi đèn hiển thị trạng thái bật sáng.
Ghi chú: Chỉ có thể vặn đƣợc nhiều nhất 12 vòng của vít hiệu chỉnh.
3) Chi tiết phôi trƣợt xuống máng.
4) Hiệu chỉnh chiết áp của thiết bị quang sợi bằng tua-vit cho tới khi đèn hiển thị trạng thái tắt.
Ghi chú: Chỉ có thể vặn đƣợc nhiều nhất 12 vòng của vít hiệu chỉnh.
3.2.Hiệu chỉnh van tiết lƣu một chiều
Van tiết lƣu một chiều đƣợc dùng để hiệu chỉnh lƣu lƣợng cho xy lanh tác động kép. Trong hƣớng ngƣợc lại, lƣu lƣợng khí đi qua van một chiều với tiết diện mở hết. Nguồn khí nén không điều khiển và khí xả đƣợc điều khiển giữ piston bằng giảm chấn khí nén (hoàn thiện chuyển động cả khi tải thay đổi).
Điều kiện tiên quyết:
Xy lanh đƣợc nối ống khí. Nguồn khí nén đƣợc bật. Thực hiện:
1. Đầu tiên vặn vít chỉnh của van tiết lƣu một chiều vào hết và sau đó nới lỏng ra một vòng.
2. Khởi động chạy kiểm tra,
4. I/O PORT
1B1 I 0.4 BOOL CB báo Switch 1 rút lại 1B2 I 0.5 BOOL CB báo Switch 1 mở
--- 1Y1 Q 0.1 BOOL Mở switch 1 – switch vị trí sau. --- 2B1 I 0.6 BOOL CB báo Switch 2 rút lại
2B2 I 0.7 BOOL CB báo Switch 2 mở
--- 2Y1 Q 0.2 BOOL Mở switch 2 – switch vị trí trƣớc. 3Y1 Q 0.3 BOOL Thanh chắn kiểm tra vật
--- B2 I 0.1 BOOL Phôi kim loại
B3 I 0.2 BOOL Phôi không đen
B4 I 0.3 BOOL CB báo vật xuống
--- H1 Q 1.0 BOOL Start indicator light
H2 Q 1.1 BOOL Reset indicator light H3 Q 1.2 BOOL Slide full indicator light
--- IP_N_FO Q 0.7 BOOL station occupied
--- K1 Q 0.0 BOOL Motor chạy
--- Part_AV I 0.0 BOOL CB báo Có phôi
--- S1 I 1.0 BOOL Start button
S2 I 1.1 BOOL Stop button (normally closed) S3 I 1.2 BOOL Automatic-manual switch S4 I 1.3 BOOL Reset button
PHỤ LỤC 3 – MỘT SỐ ĐỀ THI THAM KHẢO