Chiều dài: a = 1m = 1000 mm Chiều rộng: b = 0,1m = 100 mm Chiều dày: h = 5 mm Lỗ đột có đường kính d = 50 mm 5.1 Tính lực đột: Lực để đột được tấm thép: Lực kẹp chặt bằng lò xo:
Vậy lực tác dụng lên piston của xilanh là: F = 244 (kN) chọn F = 250 (kN)
5.2 Tính đường kính xilanh:
Áp suất thủy lực P = 250 (bar) Diện tích tiết diện piston:
Đường kính xilanh:
Kết cấu máy
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 1. Cơ sở lí thuyết:
Điều khiển là quá trình của một hệ thống, trong đó dưới tác động của một hay nhiều đại lượng vào, những đại lượng ra được thay đổi theo một quy luật nhất định của hệ thống đó.
Nguyên lý làm việc của bộ xử lý tiến hành theo từng bước tuần tự, đầu tiên các thông tin lưu trữ trong bộ nhớ chương trình được gọi lên tuần tự và được kiểm sốt bởi bộ đếm chương trình. Bộ xử lý liên kết các tín hiệu và đưa kết quả điều
khiển tới đầu ra. Chu kỳ thời gian này gọi là thời gian quét (scan). Thời gian một vòng quét phụ thuộc vào dung lượng của bộ nhớ, vào tốc độ của CPU.
Sự thao tác tuần tự của chương trình dẫn dấn một thời gian trễ trong khi bộ đếm của chương trình đi qua một chu trình đầy đủ, sau đó bắt đầu lại từ đầu.
1.1 Gi
ao
diện vào ra:
Giao diện vào là nơi bộ xử lý nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyền thông tin đến các thiết bị bên ngồi. Tín hiệu vào có thể từ các cơng tắc, các bộ cảm biến nhiệt độ, các tế bào quang điện.... Tín hiệu ra có thể cung cấp cho các cuộn dây công tắc tơ, các rơle, các van điện từ, các động cơ nhỏ... Tín hiệu vào/ra có thể là tín hiệu rời rạc, tín hiệu liên tục, tín hiệu logic...
1.2 Quy trình lập trình:2. Th 2. Th iết kế hệ thống điều khiển:
2.1 Thiết kế biểu đồ trạng thái:
Biểu đồ trạng thái biểu diễn trạng thái các phần tử trong mạch, mối liên hệ giữa các phần tử và trình tự chuyển mạch của các phần tử.
Trục tọa độ thẳng dứng biểu diễn trạng thái (hành trình chuyển động, góc quay, ...)
Trục tọa độ nằm ngang biểu diễn các bước thực hiện hoặc là thời gian hành trình.
Hành trình làm việc được chia thành các bước. Sự thay đổi trạng thái trong các bước được được biểu diễn bằng nét đậm. Sự liên kết các tín hiệu được biểu diễn bằng đường nét nhỏ và chiều tác động biểu diễn bằng mũi tên
2.2 Thiết kế mạch điều khiển:
2.2.1 Phương trình logic: )
(trùng với C+)
Giả sử phần tử nhớ RS z:
2 cổng vào điều khiển RS z: X+-Set và X—-Reset 2 cổng ra của RS z: x,
2.2.2 Phương trình logic khi thêm phần tử nhớ:
2.2.3 Đơn giản mạch logic bằng biểu đồ Karnaught: Rút gọn hành trình xilanh A:
;
Rút gọn hành trình xilanh B:
; Rút gọn hành trình xilanh C:
;
Rút gọn hành trình X:
;
Sau khi đơn giản mạch logic bằng biểu đồ Karnaugh, ta có phương trình đơn giản:
2.2.4 Sơ đồ logic đơn giản:
2.2.6 Mô phỏng điều khiển trên phần mềm S7-200:
3. Lựa chọn các phần tử điều khiển:3.1 Rơ le 3.1 Rơ le
Rơ le trung gian
Rơ le trung gian
Trong hệ thống điện tự động thì rơ le là một thiết bị không thể thiếu. Rơ le được dùng để cấp nguồn cho hệ thống hoạt động thơng qua tín hiệu đầu vào nhận từ thiết bị điều khiển. Ngồi ra, rơ le cịn dùng để đảo cực tính của dịng điện một chiều. Vì vậy ứng dụng thực tế của rơ le rất rộng rãi trong các hệ thống tự động.
Cấu tạo rơ le
1. Mạch từ: Có tác dụng dẫn từ, đối với rơ le điện từ một chiều, gông từ được chế tạo từ thép khối thường có dạng hình trụ trịn (vì dịng điện từ khơng gây dịng điện xốy nên khơng gây phát nóng từ). Đối với rơ le điện từ xoay chiều, mạch từ thường chế tạo từ các lá thép kỹ thuật điện ghép lại (để giảm dịng điện xốy Fucơ phát nóng).
Cuộn dây: Được quấn trên lõi thép, dây quấn làm bằng đồng bên ngồi có lớp sơn cách điện.
Lò xo: Dùng để giữ nắp.
Tiếp điểm: Thường có 1 hay nhiều cặp tiếp điểm, cặp 0-1 là tiếp điểm thường mở, cặp 0-2 là tiếp điểm thường đóng.
Cấu tạo rơ le Ngun lí làm việc:
Khi chưa cấp điện vào hai đầu A và B, lực hút điện từ bằng 0. Khi cho dòng điện đủ lớn vào hai đầu A và B, dòng điện chạy qua cuộn dây sinh ra từ trường tạo ra lực hút điện từ. Nếu lực của lực hút điện từ thắng lực kéo của lị xo thì nắp của mạch từ được hút xuống, tiếp điểm 0-1 mở ra, tiếp điểm 0-2 đóng lại. Nếu khơng cấp điện vào hai đầu A và B thì các tiếp điểm trở lại trạng thái ban đầu.
3.2 Cơng tắc hành trình:
Cơng tắc hành trình là một trong những linh kiện không thể thiếu trong một hệ thống tự động. Cơng tắc hành trình được dùng nhiều trong ngành xây dựng, khai thác mỏ, cảng, công nghiệp nặng, trong các dây chuyền tự động, thiết bị nâng, băng tải để kiểm sốt chuyển động, hành trình, tốc độ, an tồn…Các cơng tắc hành trình có thể là các nút nhấn (button) thường đóng, thường mở, công tắc 2 tiếp điểm, và cả công tắc quang...
Nó có cấu tạo như cơng tắc điện bình thường, vẫn có chức năng đóng và mở nhưng có thêm cần tác động để cho các bộ phận chuyển động tác động vào làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm bên trong nó. Cơng tắc hành trình sẽ khơng duy trì trạng thái, khi khơng cịn tác động nữa chúng sẽ trở về vị trí ban đầu. So với các loại cơng tắc bình thường khác thì khi được tác động chúng sẽ vẫn duy trì trạng thái cho tới bị được tác động thêm một lần nữa.
Công tắc hình trình
Cơng tắc hành trình
Khi cơng tắc hành trình được tác động thì nó sẽ làm đóng hoặc ngắt một mạch điện do đó có thể ngắt hoặc khởi động cho một thiết bị khác. Người ta có thể dùng cơng tắc hành trình vào các mục đích như:
Giới hạn hành trình (khi cơ cấu đến vị trí giới hạn tác động vào cơng tắc sẽ làm ngắt nguồn cung cấp cho cơ cấu, nó khơng thể vượt qua vị trí giới hạn).
Hành trình tự động: Kết hợp với các rơle, để khi cơ cấu đến vị trí định trước sẽ tác động cho các cơ cấu khác hoạt động (hoặc chính cơ cấu đó).
Cấu tạo cơng tắc hành trình
dạng cơ khí Cơng tắc hành trình có 2 loại: dạng cơ khí và dạng nam châm. Dạng
cơ khí có cấu tạo được trình bày như trên hình. Nguyên lý hoạt động của cơng tắc hành trình dạng này như sau:
Khi con lăn bị tác động, ép lò xo (1) làm tấm lị xo (6) di chuyển xuống phía dưới đến khi tác động lên cần đẩy (3) và nâng trục dẫn hướng (9) lên phía trên. Trên thân (2) có gắn tiếp điểm (4) và (5), trên trục dẫn hướng (9) gắn tiếp điểm (8). Khi trục dẫn hướng bị di chuyển lên phía trên thì tiếp điểm (4) mở sẽ thành tiếp điểm đóng và tiếp điểm đóng (5) thành tiếp điểm mở.
3.3 Nút nhấn
Nút ấn là một loại công tắc đơn giản điều khiển hoạt đ ng của máy hoặc ơ một số loại q trình. Hầu hết, các nút nhấn là nhựa hoặc kim loại. Hình dạng của nút ấn có thể phù hợp với ngón tay hoặc bàn tay để sử dụng dễ dàng. Tất cả phụ thuộc vào thiết kế cá nhân. Nút ấn có 2 loại chính là nút nhấn thường mở hoặc nút nhấn thường đóng.
Nút nhấn
Kí hi u nút nhấnê
1. Hệ thống điều khiển tự động thuỷ lực, PGS.TS. Trần Xuân Tuỳ, NXB Khoa học kỹ thuật – Hà Nội – 2002.
2. Hệ thống truyền động thủy lực và khí nén, TS. Trần Ngọc Hải – PGS.TS. Trần Xn Tuỳ.
3. Giáo trình cơ khí đại cương, Ths. Lưu Đức Hòa 4. Điều khiển Logic và PLC, TS. Nguyễn Như Hiền
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
2. Khái quát về tự động hóa:......................................................................................................................3
2.1 Khái niệm:.........................................................................................................................................3
2.2 Vai trị của tự động hóa trong đời sống sản xuất:...........................................................................3
2.3 Khái niệm dây chuyền sản xuất tự động hóa:.................................................................................3
3. Thép tấm:................................................................................................................................................4
3.1 Khái niệm về thép tấm:....................................................................................................................4
3.2 Ưu nhược điểm thép tấm:...............................................................................................................4
3.3 Phân loại thép tấm:..........................................................................................................................5
3.4 Ứng dụng:.........................................................................................................................................6
3.5 Bảo quản:..........................................................................................................................................6
3.6 Lưu ý khi di chuyển thép tấm:..........................................................................................................7
4. Phương án đột lỗ:...................................................................................................................................8
4.1 Định nghĩa:........................................................................................................................................8
4.2 Quá trình đột lỗ:...............................................................................................................................8
4.3 Tính lực đột:......................................................................................................................................9
4.4 Độ lớn khe hở cắt:............................................................................................................................9
4.5 Yêu cầu kĩ thuật của khuôn:.............................................................................................................9
5. Một số máy đột thép tấm trong thực tế:............................................................................................10
5.1 Máy đột lỗ cầm tay chạy điện:.......................................................................................................10
5.2 Máy đột sử dụng bơm tay thủy lực:..............................................................................................11
5.3 Máy đột sử dụng bơm điện thủy lực:............................................................................................11
5.4 Máy đột lỗ thủy lực lớn:.................................................................................................................12
6. Bộ điều khiển PLC-S7-200:...................................................................................................................13
6.1 Cấu trúc đơn vị cơ bản:..................................................................................................................13
6.2 Thông số:........................................................................................................................................14
6.3 Các modun vào ra mở rộng:...........................................................................................................15
6.4 Cấu trúc bộ nhớ:.............................................................................................................................16
6.5 Cấu trúc chương trình:...................................................................................................................16
6.6 Một số lệnh cơ bản của S7-200.....................................................................................................17
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ NGUYÊN LÍ MÁY 1. Hệ thống điều khiển thủy lực:..............................................................................................................18
1.1 Lịch sử phát triển:...........................................................................................................................18
1.3 Độ nhớt và yêu cầu đối với dầu thủy lực:......................................................................................19
2. Thiết kế hệ thống đột:..........................................................................................................................20
2.1 Thiết kế cho bộ phận cấp phôi tự động:........................................................................................20
2.2 Cơ cấu đỡ phôi:..............................................................................................................................23
2.3 Thiết kế cho bộ phận kẹp phôi:......................................................................................................23
3. Thiết kế mũi đột:..................................................................................................................................27
4. Nguyên lí của máy:...............................................................................................................................28
5. Tính tốn động học hệ thống đột:.......................................................................................................28
5.1 Tính lực đột:...................................................................................................................................28
5.2 Tính đường kính xilanh:.................................................................................................................29
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 1. Cơ sở lí thuyết:......................................................................................................................................30
1.1 Giao diện vào ra:.............................................................................................................................31
1.2 Quy trình lập trình:.........................................................................................................................31
2. Thiết kế hệ thống điều khiển:..............................................................................................................32
2.1 Thiết kế biểu đồ trạng thái:............................................................................................................32
2.2 Thiết kế mạch điều khiển:..............................................................................................................33
3. Lựa chọn các phần tử điều khiển:........................................................................................................39
3.1 Rơ le................................................................................................................................................39
3.2 Cơng tắc hành trình:.......................................................................................................................40