Encoder thường có 3 kênh bao gồm kênh A, kênh B, Kênh I ( Index ). Trong trên bên trên bạn hãy chú ý một lỗ nhỏ bên trong của đĩa quay và một cập cảm biến quang phát-thu dành riêng cho lỗ này. Đó là kênh I của Encoder, cứ mỗi lần motor quay được một vòng, lỗ nhõ lại xuất hiện tại vị trí cập cảm biến thu phát hồng ngoại, tia hồng ngoại từ cảm biến phát sẽ xuyên được qua lỗ nhỏ đến cảm biến thu. Khi đó cảm biến quang sẽ thu được một tín hiệu. Như thế kênh I xuất hiện một “xung” một vòn quay của motor được hoàn thành. Bên ngoài đĩa quay được chia thành các rãnh nhỏ và một cập cảm biến quang thu phát khác dành cho rãnh này. Đây là kênh A của Encoder, hoạt động của kênh A tương tự như kênh I, điễm khác nhau là một vòng quay của đĩa quay sẽ có N “xung” xuất hiện trên kênh A.N xung này phụ thuộc vào số rãnh trên đĩa quay, N còn được gọi là độ phân giải của Encoder. Mỗi loại Encoder có độ phân giải khác nhau, từ một trăng đến vài hàng rãnh được chia trên đĩa quay. Độ phân giải ( N ) còn quyết định giá thành của Encoder. Khi dùng Encoder cần phải biết chính xác độ phân giải của Encoder đang dùng. Độ phân giải ảnh hưỡng đến độ chính xác của quá trình điều khiển và cả phương pháp điều khiển. Kênh B của Encoder cũng tương tự như kênh A, Kênh B là một cặp cảm biến quang thu phát khác, vị trí của cặp cảm biến này được đặt sao cho tính hiệu trên kênh B cùng tần số với kênh A nhưng lệnh pha so với kênh A 900. Bằng cách phối hợp nhận tính hiệu kênh A và B ta có thể xác định được chiều quay của động cơ.
2.5.3 Encoder omrom E6B2 – CWZ6C
Thông số kỹ thuật của Encoder : - Encoder 360P/R : 360 xung trên 1
vòng. - Nguồn cấp : 5 – 24V VDC. - Đường kính trục : 6mm. - Ngõ ra : A,B,Z (NPN ). 30VDC, 35mA max. - Tần số đáp ứng: 100kHz max. - Tốc độ co phép tối đa: 6000 vòng/phút. - Nhiệt độ làm việc: -10 – 70 0C. - Độ ẩm môi trường : 30 – 85%. - Bảo vệ cấp nguồn ngược cực và
ngắn mạch ngõ ra.
- Tiêu chuẩn: IEC 60529 IP50
Hình 2.30 Encoder omrom E6B2 – CWZ6C
CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA
3.1 Trạm Kho Sắp Xếp Và Lưu Trữ
Hình 3.1 Trạm sắp xếp và lưu trữ
STT Tên thiết bị Thông số kỹ thuật
1 PLC Mitsubishi IQ-R POWER R62P + NGUỒN CẤP 220VAC R04ENCPU RX42C4 + 64 Ngõ vào 24VDC RY42NR2P + 64 Ngõ ra 24VDC RD62P2 R60DA4 R60AD4 RJ61BT11 2 Biến tần FR-E520S-0.75W Công suất:0.75W Ngõ ra: 12.3A
Nguồn: 1Pha AC200-240V 50-60Hz Ngõ ra:5A max, 3Pha AC200-240V 0.2- 400Hz
3 Bộ nguồn Melsec FX-20PSU 24VDC Ngõ vào : 220V Ngõ ra: 24VDC 4 Động cơ REVERSIBLE2RK6GN–C Nguồn: 220VAC,0.15-0.13A Công suất: 6W Tần số hoạt động: 50/60Hz. Tốc độ định mức: 1300/1600 vòng/phút
5 Cảm biến quang omron EE- SPY402 Nguồn cấp: 5-24VDC Dòng tiêu thụ: 15-50 Max Ngõ ra: NPN, light on 6 Cảm biến quang DM-1MN Fotek 10-30VDC, loại NPN
7 Van điện từ AirTAC Loại van 5/2 không duy trì, lưu chất khí Áp suất hoạt động: 1.5-8 bar
8 Encoder Omron E6B2-CWZ6C
5-24VDC,360 xung, 1 pha
9 Cảm biến từ
20-30VDC, Loại NPN
Bảng 3.1 Bảng liệt kê thiết bị trạm Sắp xếp và lưu trữ
3.1.1 Cơ cấu nâng hạ
Cơ cấu nâng hạ gồm Motor xoay chiều có phanh hãm và hệ thống xích chuyền động. Cơ cấu nâng hạ đem piston lấy hàng đến các khây ở kho hàng.
3.1.2 Cơ cấu Piston lấy hàng
Piston lấy hàng được điều khiển từ valve một chiều. Khi cấp điện thì piston đẩy ra, khi ngắt điện piston thu vào. Trên piston lấy hàng có 2 cảm biến điện từ cảm biến vị trí của piston.
Hình 3.3 Piston lấy hàng
3.1.3 Khây lấy hàng
Khây lấy hàng gồm 2 thanh nhôm làm giá đỡ, đây là vị trí piston lấy hàng. Trên Khây lấy hàng có gấn cảm biến xác định có hàng.
Hình 3.4 Khây lấy hàng
3.1.4 Cảm biến vị trí có hàng.
Tại vị trí khây hàng được đặt 3 cảm biến quang khuyến tán thu phát chung của Omrom. 3 cảm biến này ngoài nhiệm vụ xác định có hàng trên khây còn xác định hàng có được đặt đúng vị trí hay không.
3.1.5 Cảm biến vị trí dưới
Cảm biến hành trình dưới : cảm biến này được lấp dưới cơ cấu nâng hạ. Khi cơ cấu nâng hạ di chuyển đến vị trí dưới thì cảm biến sẽ lên mức ON.
Hình 3.6 Cảm biến vị trí dưới
3.1.6 Cảm biến vị trí bên phải
Cơ cấu gồm một cảm biến vị trí đầu bên phải ( vị trí lấy hàng ) và một công tắt hành trình bên phải.
Hình 3.7 Cảm biến vị trí bên phải
Cảm biến vị trí bên phải sẽ lên mức ON khi cơ cấu di chuyển đến vị trí lấy hàng. Công tắt hành trình bến phải: Công tắt này được mắc nối tiếp giữa chân SD và chấn STF của biến tần. Khi có lỗi do người lập trình, động cơ không dừng lại khi đến vị trí ban đầu bên phải thì cơ cấu sẽ dừng động cơ.
3.1.7 Cảm biến vị trí hàng
Cảm biến hàng: Cảm biến Từ cảm được đặt trên cơ cấu nâng hạ. Trên cơ cấu nân hạ được lấp các thanh nhôm tại đúng vị trí các hàng. Khi cơ cấu nâng hạ di chuyển đến vị trí hàng thì cảm biến này sẽ tác động lên mức ON.
3.1.8 Cảm biến vị trí cột
Cảm biến cột: Dùng cảm biến từ cảm gắn lên cơ cấu di chuyển trái phải. Tại các vị trí cột cần để hàng được lấp các thanh nhôm. Khi cơ cấu di chuyển đến đúng vị trí cột cảm biến cột sẻ tác động lên mức ON.
Hình 3.9 Cảm biến vị trí cột
3.1.9 Xác định vị trí I/O
Trị trí I/O trong trạm được xác định dựa vào vị trí kết nối với Module và vị trí Module được kết nối với main basic unit. Dưới đây là bản vị trí kết nối của các I/O vào module. Để xác định được vị trí kết nối với main basic unit thì cần xem trong parameter của cấu hình GX Works3.
I/O Miêu tả
X00 Cb piston vào
X01 Cb piston ra
X02 Công tắt hành trình dưới ( vị trí ban đầu) X03 Công tắt hành trình trái (vị trí ban đầu)
X04 Cảm biến cột X05 Cảm biến hàng X06 Nút Start X07 Nút Stop X08 SWitch Left X09 SWitch Right X0A SWitch Up X0B SWitch Down X0C Cảm biến có hàng X0D Cảm biến có hàng
Y00 STF
Y01 STR
Y02,Y03,Y04 RH,RM,RL
Y5 Động cơ đi lên
Y6+Y5 Động cơ đi xuống
Y7 Valve Piston đẩy
Y8 Đèn báo
Y9 Đèn báo
Bảng 3.2 Bảng I/O Trạm kho
3.1.10 Sơ đồ đấu dây toàn hệ thống
3.2 Trạm Vận Chuyển
Hình 3.10 Trạm vận chuyển
Bảng các thiết bị của trạm
STT Tên thiết bị Thông số kỹ thuật
1
PLC Mitsubishi IQ-R 40 ngõ vào và 40 ngõ ra
POWER R62P:+ NGUỒN CẤP 220VAC R04ENCPU RX42C4: + 64 Ngõ vào 24VDC RY42NR2P:+ 64 Ngõ ra 24VDC RD62P2 R60DA4 R60AD4 RJ61BT11 2
Biến tần FR-E520S-0.75W Công suất:0.75W Ngõ ra: 12.3A
Nguồn : 1Pha AC200-240V 50-60Hz Ngõ ra:5A max, 3Pha AC200-240V 0.2- 400Hz
4 Động cơ REVERSIBLE2RK6GN –C Nguồn: 220VAC,0.15-0.13A Công suất: 6W Tần số hoạt động: 50/60Hz. Tốc độ định mức: 1300/1600 vòng/phút 5
Cảm biến quang omron EE SPY402 Nguồn cấp: 5-24VDC Dòng tiêu thụ: 15-50Max Ngõ ra: NPN, light on 6 Cảm biến quang DM-1MN Fotek 10-30VDC, loại NPN
7 Van điện từ AirTAC Loại van 5/2 không duy trì, lưu chất khí Áp suất hoạt động: 1.5-8 bar
8 Encoder Omron E6B2-CWZ6C 5-24VDC,360 xung, 1 pha
Bảng 3.3 Bảng liệt kê thiết bị trạm vận chuyển
3.2.1 Cơ Cấu Băng Tải
Hình 3.11 Cơ cấu băng tải
Hệ thống băng tải được điều khiển bởi 4 động cơ thông qua 1 biến tần, băng tải hoạt động liên tục mang theo khay hàng qua mỗi trạm và dừng lại khi có tín hiệu từ các trạm hay do người lập trình tự quy định.Hệ thống băng tải còn được thiết kế thuận tiện cho việc lập trình được độc lập với các trạm khác hay lập trình tích hợp với các trạm điều thực hiện được.
3.2.2 Cơ Cấu Pitton
Cơ cấu pitton gồm có 2 thành phần : cơ cấu pitton nâng băng tải dùng để điều khiển hướng đi của các khây hàng và cơ cấu pitton dùng để đẩy viên hàng từ trạm vận chuyển sang trạm kế tiếp.
Hình 3.12 Cơ cấu piston nâng hạ băng tải
3.2.3 Cảm Biến
- Cảm biến từ Piston: Có thiết kế nhỏ gọn đây là loại cảm biến nhằm xác định hành trình của piston, nhờ vào thiết kế trong piston có thanh nam châm di chuyển vì vậy cảm biến này sẽ tác động một cách chính xác.
Hình 3.13 Cảm biến từ piton
- Cảm biến tiệm cận: Là loại cảm biến sẽ tác động khi có vật gần đầu dò của cảm biến. Nó được sử dụng trong mô hình để phát hiên phôi, khay trên băng tải. Nó có thể là loại NPN, PNP hoặc cả hai.
Hình 3.14 Cảm biến quang
- Cảm biến báo có phôi trong khay: Phát hiện một phôi đã có trong cơ cấu khay chứa phôi trên băng tải.
Hình 3.15 Cảm biến có phôi
3.3 Trạm Gắp Phôi Và Gia Công
Hình 3.16 Trạm gắp phôi và gia công
Bảng liệt kê thiết bị trong trạm
STT Tên thiết bị Thông số kỹ thuật
1 PLC Mitsubishi IQ-R
POWER R62P: NGUỒN CẤP 220VAC R04ENCPU RX42C4: 64 Ngõ vào 24VDC RY42NR2P:64 Ngõ ra 24VDC RD62P2 R60DA4 R60AD4 RJ61BT11 2 Biến tần FR-E520S-0.75W Công suất:0.75W Ngõ ra: 12.3A
Nguồn: 1Pha AC200-240V 50-60Hz Ngõ ra:5A max, 3Pha AC200-240V 0.2-400Hz
3 Bộ nguồn Melsec FX-20PSU
24VDC Ngõ vào : 220V Ngõ ra: 24VDC 4 Động cơ REVERSIBLE2RK6GN –C Nguồn: 220VAC,0.15-0.13A Công suất: 6W
Tần số hoạt động: 50/60Hz.
Tốc độ định mức: 1300/1600 vòng/phút
5 Cảm biến quang omron EE-
SPY412
Nguồn cấp: 5-24VDC Dòng tiêu thụ: 15-50 Max Ngõ ra: NPN, light on
6 Van điện từ AirTAC Loại van 5/2 không duy trì, lưu chất khí Áp suất hoạt động: 1.5-8 bar
7 Encoder Omron E6B2-CWZ6C
5-24VDC,360 xung, 1 pha
Bảng 3.4 Bảng liệt kê thiết bị trong trạm gắp và gia công phôi
3.3.1 Cơ Cấu Tay Gấp Chuyển Động
Tay gắp được sử dụng để gắp lấy hàng từ băng tải đến chỗ gia công phôi và đưa qua trạm kế tiếp. Cơ cấu được vận hành bởi một motor AC 3 pha, quay trục ren để di chuyển hàng từ vị trí lấy hàng đến các vị trí gia công chi tiết sản phẩm
Hình 3.17 Cơ cấu tay gắp
3.3.2 Cơ Cấu Tay Gấp Quay
Cơ cấu tay gắp quay dùng để điều chỉnh chiều của phôi sao cho phù hợp với thùng hàng và vị trí gia công phôi.
3.3.3 Cơ Cấu Băng Tải
Băng tải được sử dụng để vận chuyển phôi (dùng động cơ 1 pha ).Tùy theo yêu cầu cũng như cách lập trình mà trong quá trình làm việc băng tải có thể dừng hay hoạt động liên tục.
Hình 3.19 Cơ cấu băng tải
3.3.4 Van Khí Nén Và Ống Khí
Van khí nén được sử dụng là loại van 5/2 không duy trì, có mức điện áp sử dụng là 220V và 24V. Các van có thể kết lại voiws nhau thành cụm van nhờ đế van và được cấp bởi 1 nguồn khí. Ở trạm này van khí có chức năng đẩy piston gia công hàng và là phần động cợ để điều khiển cánh tay robot gấp và thả hàng.
Ống khí Ống khí nén được sử dụng là loại ống khí có độ lớn Ø4mm, Ø6mm Ø8mm.
Hình 3.20 Van và ống khí nén
3.3.5 Cảm Biến Trong Trạm
Cảm biến từ Piston: Loại cảm biến để xác định hành trình của piston, nhờ vào thiết kế trong piston có thanh nam châm di chuyển vì vậy cảm biến này sẽ tác động một cách chính xác.
Cảm biến từ xác định vị trí của tay gắp. Xác định vị trí tay gắp tại tại vị trí gắp hang, vị trí gia công, và vị trí trạm kế tiếp.
Hình 3.22 : Cảm biến xác định vị trí tay gắp
Cảm biến quang omron EE- SPY412 loại khuếch tán, có cáp quang kéo dài đến vị trí nhận hàng. Vì là cảm biến quang khuếch tán nên có khoảng cách cảm biến nhỏ.
Hình 3.23 Cảm biến quang khuếch tán
3.3.6 Vị trí I/O trong trạm
Trị trí I/O trong trạm được xác định dựa vào vị trí kết nối với Module và vị trí Module được kết nối với main basic unit. Dưới đây là bản vị trí kết nối của các I/O vào module. Để xác định được vị trí kết nối với main basic unit thì cần xem trong parameter của cấu hình GX Works3.
Bảng I/O
I/O MIÊU TẢ
X24 Cảm biến có hàng
X25 Cảm biến cuối bằn tải
X26 Cảm biến tay gắp ở dưới
X27 Cảm biến tay gắp ở trên
X28,X29,X2A Cảm biến vị trí tay gắp
X2B Cảm biến hành trình Piston vào
X2C Cảm biến hành trình Piston ra
X2D Cảm biến hành trình Piston giữa
X37 START
X38 STOP
Y62 Tốc độ RH (cao) biến tần
Y63 Tốc độ RM (trung bình) biến tần
Y64 Tốc độ RL (thấp) biến tần
Y65 Mở tay gắp
Y66 Tay gắp đi xuống
Y67 Tay gắp quay
Y68 Piston gia công
Y69 Băng tải
Y6B LAMP ON
Y6C LAMP OFF
Bảng 3.5 Bảng I/O trạm Gắp phôi và gia công
3.3.7 Sơ đồ đấu dây toàn hệ thống trạm Gắp phôi
3.4 Trạm Cấp Phôi
Hình 3.24 Trạm cấp phôi
Bảng liệt kê thiết bị trong trạm
STT Tên thiết bị Thông số kỹ thuật
1
PLC Mitsubishi IQ-R POWER R62P: NGUỒN CẤP 220VAC
R04ENCPU RX42C4: 64 Ngõ vào 24VDC RY42NR2P:64 Ngõ ra 24VDC RD62P2 R60DA4 R60AD4 RJ61BT11 2
Biến tần FR-E520S-0.75W Công suất:0.75W Ngõ ra: 12.3A
Nguồn: 1Pha AC200-240V 50-60Hz
Ngõ ra:5A max, 3Pha AC200-240V 0.2- 400Hz
3 Bộ nguồn Melsec FX-20PSU 24VDC Ngõ vào : 220V Ngõ ra: 24VDC 4 Động cơ REVERSIBLE2RK6GN –C Nguồn: 220VAC,0.15-0.13A Công suất: 6W
Tốc độ định mức: 1300/1600 vòng/phút
5
Cảm biến quang omron EE- SPY412
Nguồn cấp: 5-24VDC Dòng tiêu thụ: 15-50 Max Ngõ ra: NPN, light on
6 Van điện từ AirTAC Loại van 5/2 không duy trì, lưu chất khí Áp suất hoạt động: 1.5-8 bar
7
Encoder Omron E6B2-CWZ6C 5-24VDC,360 xung, 1 pha
Bảng 3.6 Bảng liệt kê thiết bị trạm Cấp phôi
3.4.1 Công Tắc Hành Trình
Công tắc hành trình dùng để giới hạn hành trình của cánh tay qua.Ngoài ra công tắc hành trình còn được sử dụng như một cảm biến cảm nhận hành trình của cánh tay quay khi đến vị trí lấy hàng và vị trí nhận hàng.
Hình 3.25 Công tắc hành trình
3.4.2 Cơ Cấu Cấp Phôi
Ổ chứa phôi có chức năng chứa phôi để cung cấp phôi cho toàn bộ hệ thống. Nếu ổ chứa phôi hết phôi thì trạm sẽ ngừng hoạt động, tùy thuộc vào cách thức của người lập trình mà ta có quy trình công nghệ hoạt động khác nhau của trạm.
Hình 3.26 Cơ cấu cấp phôi
Cơ cấu này có chức năng là đẩy phôi từ ổ chứa phôi đến vị trí đặt phôi để ... có thể đến lấy phôi, piston một chiều nên khi có điện cấp vào valve thì piston sẽ đẩy ra và khi ngắt điện cấp vào valve pison trở về vị trí ban đầu.
Hình 3.27 Cơ cấu piston đẩy
3.4.4 Cơ Cấu Bàn Xoay
- Chức năng của cơ cấu này là vận chuyển phôi từ nơi cấp tới trạm kế tiếp để gia công phôi. Trên cơ cấu này có chứa các thành phần như cơ cấu hút và các cảm biến hành trình để xác định vị trí của bàn xoay ở các vị trí, các công tắt hành trình và cảm biến có thể hiệu chỉnh được sao cho phù hợp với yêu cầu của hệ thống.
Hình 3.28 Cơ cấu bàn xoay