CHƯƠNG 2 : XÂY DỰNG HỆ THỐNG
3.2. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG FACTORY I/O
3.2.4. Thư viện thiết bị trong Factory I/O
Factory I/O cung cấp một bộ sưu tập các chi tiết dựa trên các thiết bị công nghiệp được sử dụng phổ biến nhất. Các chi tiết này được tổ chức thành tám loại: items, bộ phận tải nặng ( heavy load parts ), bộ phận tải nhẹ ( light load parts ), sensors, operators, stations, thiết bị cảnh báo ( warning devices ) và walkways. Trong phần này, ta sẽ tìm thấy thơng tin liên quan về từng loại.
Hình 39: Parts
3.2.4.1. Emitter
Là một item được sử dụng để làm nguồn đưa sản phẩm đầu vào, nó có chứa các cardboard box, pallet, …Với Emitter, người dùng có thể tùy ý lựa chọn loại sản phẩm đầu vào cho hệ thống của mình cũng như điều khiển được thời gian đưa sản phẩm vào và loại sản phẩm đưa vào là ngẫu nhiên.
Hình 40: Emitter và Menu điều khiển
Base to Emit sẽ là các pallet, Square pallet, Stackable box or None. Nếu chọn
nhiều hơn một option thì emitter sẽ phát ngẫu nhiên và nếu chọn 1 option duy nhất thì nó sẽ phát ra đúng option đó hoặc nếu chọn None thì khơng có gì được phát ra ở mục này.
Part to Emit là các Box (S), Box (M), Box (L), Palletizing Box,… Cơ chế
phát sản phẩm cũng giống như phần Base to Emit
Max / Min Time: là khoảng thời gian để phát sản phẩm. Emitter sẽ phát ngẫu
nhiên giữa 2 giá trị thời gian Min và Max. Nếu giới hạn Min và Max được đặt thành 0, emitter sẽ phát ra ngay khi có item nào nằm trong chuyển động của nó. Đối với khoảng thời gian phát sản phẩm không đổi, đặt Min và Max bằng nhau.
Up to: Số lượng các item sẽ phát ra. Nếu được đặt thành 0, nó sẽ cứ liên tục
phát ra tối đa số item được phép trong một Scene (500).
Random Part Position / Ortentation: Mỗi sản phẩm được phát ra sẽ xuất
hiện ở một vị trí hoặc hướng ngẫu nhiên.
Configurations
Used – Defined
3.2.4.2. Remover
Ngược lại với Emitter, Remover được xem là đầu ra của hệ thống vì nó cho phép loại bỏ một hoặc nhiều vật phẩm khỏi hiện trường (cardboard box, pallet, product lid,…) khi chúng giao nhau với phần thể tích của Remover. Người dùng có thể bật hoặc tắt cơng cụ xóa bằng cách bật / tắt tag của nó.
Hình 41: Remover
Base To Remover: Tương tự như thành phần của Emitter, Base to Remover sẽ
loại bỏ các Pallet, Square Pallet or Stackable box.
Parts To Remover: loại bỏ Box (S), Box (M), Box (L), Palletizing Box, …
Configurations
Used – Defined
3.2.4.3. Items
Hình 42: Các sản phẩm có trong Factory I/O
Boxes: Có bốn loại hộp khác nhau, mỗi loại có kích thước và trọng lượng khác
nhau.
Hình 43: Kích thước các sản phẩm dạng hộp
Hình 44: Kích thước pallet gỗ
Stackable Box: dạng hộp có thể xếp chồng lên nhau được sử dụng để vận chuyển
các mặt hàng như Raw Material, Product Base and Product Lid.
Hình 45: Dạng hộp chứa các sản phẩm khác
Raw Material: được sử dụng để sản xuất Nắp và Đế sản phẩm trong
Machining Center . Có 2 loại vật liệu khác nhau: nhựa ( màu xanh lam hoặc xanh lá cây ) và kim loại ( màu xám ).
Hình 46: Kích thước các loại Raw Material.
Product Lid: Bộ phận có thể được lắp ráp thành Product Base để tạo ra Final
Product.
Hình 47: Kích thước các loại Product Lid.
Product Base: Một nửa để lắp ráp với Product Lit để tạo ra Final Product.
Hình 48: Kích thước các loại Product Base.
Final Product: Được tạo thành bằng cách lắp Base và Lid. Sản phẩm này
Hình 49: Kích thước các dạng của Final Product.
3.2.4.4. Heavy Load Parts
Loại này bao gồm tất cả các thiết bị phù hợp để xếp dỡ hàng hóa nặng. Thiết bị mạnh mẽ, rộng, chiều cao thấp và vận hành ở tốc độ thấp.
Hình 50: Các loại băng tải nặng.
Roller Conveyor ( băng tải con lăn ): Băng tải con lăn hạng nặng, có thể được
điều khiển bằng các giá trị digital và analog theo cấu hình đã chọn. Bán kính con lăn: 0,046 m
Chiều dài có sẵn: 2 m, 4 m và 6 m
Tốc độ truyền tải tối đa: 0,45 m / s (digital); 0,8 m / s (analog)
Hình 51: Băng tải con lăn.
Curved Roller Conveyor
Bán kính con lăn: 0,046 m
Chu vi bên ngoài (tại mép con lăn): 2,94 m
Tốc độ truyền tải tối đa: 0,45 m / s (digital); 0,8 m / s (analog)
Hình 52: Băng tải con lăn cong.
Loading conveyor: chủ yếu được sử dụng để tải / dỡ hàng lên cẩu xếp . Có thể
được điều khiển bằng các giá trị digital hoặc analog. Bán kính con lăn: 0,046 m
Tốc độ truyền tải tối đa: 0,45 m / s (digital); 0,8 m / s (analog)
Hình 53: Loading Conveyor.
Roller Stop: Thiết bị được truyền động bằng khí nén này có thể được sử dụng để
dừng, ngăn chặn va chạm vật liệu trên băng tải. Normally down
Hành trình: 0,1 m
Hình 54: Roller Stop.
Free Roller: kiểu con lăn này khơng có định hướng. Nó được sử dụng để lắp và
điều chỉnh độ dài cho băng tải.
Hình 55: Free Roller.
Chain Transfer: Được sử dụng để chuyển hàng hóa lên băng tải liền kề, hoạt
động tốt nhất với square pallets và chiều cao bằng với các loading rolls và có ba rãnh xích.
Hành trình bánh xích: 0,04 m Tốc độ truyền tải tối đa: 0,45 m / s Tốc độ dây chuyền tối đa: 0,45 m / s
Hình 56: Chain Transfer.
Turntable: Bàn xoay hạng nặng được cấp nguồn, thường được sử dụng để phân
loại pallet. Nó được trang bị các periphery rolls và các cảm biến được cài đặt sẵn. Bán kính con lăn: 0,045 m
Tốc độ truyền tải tối đa: 0,45 m / s Tốc độ quay: 0,7 rad / s
Phạm vi cảm biến điện dung: 0 - 0,1 m
Hình 57: Bàn xoay.
Chute Conveyor Low: thường được sử dụng để nhận pallet tại đầu ra.
Hình 58: Chute Conveyor Low.
Danh mục thiết bị có tải trọng nhẹ bao gồm các bộ phận phù hợp để xếp dỡ hàng hóa tải trọng nhẹ. Được thiết kế để thực hiện công việc một cách nhanh chóng và theo kịp với quy trình làm việc cao, các bộ phận này nhẹ và hoạt động ở tốc độ cao.
Hình 59: Các loại băng tải nhẹ.
Belt Conveyors: Băng tải được sử dụng để vận chuyển hàng hóa có tải trọng nhẹ
và có thể được điều khiển bằng các giá trị digital hoặc analog. Available lengths: 2, 4 and 6 m
Max. conveying speed: 0.6 m/s (digital); 3 m/s (analog)
Hình 60: Belt Conveyors.
Curved Belt Conveyor: Băng tải cong được sử dụng để vận chuyển hàng hóa có
tải trọng nhẹ. Có thể được điều khiển bằng các giá trị digital hoặc analog.
Belt Conveyor Gate: Cổng băng tải được thiết kế để cung cấp lối đi cho nhân
viên. Nó được trang bị một cảm biến đóng và có thể được điều khiển bằng các giá trị digital hoặc analog.
Possible opening angle: 100º
Max. conveying sped: 0.6 m/s (digital), 3 m/s (analog)
Hình 62: Cổng băng tải.
Inclined Belt Conveyor: Băng tải nghiêng được sử dụng để vận chuyển hàng hóa
có tải trọng nhẹ và thể được điều khiển bằng các giá trị digital hoặc analog.
Conveyor Scale: Cân băng tải định lượng tự động được sủ dùng để kiểm sốt
trọng lượng của hàng hóa qua cân. Nó có thể đo các phạm vi trọng lượng khác nhau theo cấu hình đã chọn. Hiện nay loại cân này được ứng dụng rộng rãi trong các mơ hình cơng nghiệp như phân loại sản phẩm theo khối lượng, …
Max. conveying speed: 0.6 m/s Capacities: 20 and 100 Kg
Hình 63: Băng tải định lượng.
Straight Spur Conveyor: thường được sử dụng để kết hợp chính xác nhiều dịng
sản phẩm vào băng tải. Và nó cũng được điều khiển bằng các giá trị digital hoặc analog.
Hình 64: Straight Spur Conveyor.
Pivot Arm Sorter: Tay gạt và chuyển hướng sản phẩm có góc gạt 45º, được điều
khiển bởi một cảm biến bánh răng. Được trang bị một dây đai giúp di chuyển các vật phẩm được vận chuyển lên phần tiếp theo. Cánh tay có thể xoay trái hoặc phải tùy theo cấu hình đã chọn.
Belt speed: 2 m/s
Arm angular speed: 5 rad/s
Hình 65: Pivot Arm Sorter.
Pop-Up Wheel Sorter: Máy phân loại dạng bánh xe xoay 45º được sử dụng để
chuyển hướng các mặt hàng sang ba hướng khác nhau thơng qua con lăn có trụ. Wheel radius: 0.05 m
Conveying speed: 1.5 m/s Normally centered
Wheels stroke: 0.003 m
Aligners: Cấu trúc kim loại mỏng có thể gắn vào băng tải để ngăn các bộ phận bị
rơi khi vận chuyển ở tốc độ cao. Có bốn loại được thiết kế sẵn với nhiều màu sắc để người dùng lựa chọn bằng cách Context Menu ⇒ Configuration.
Hình 67: Các loại Aligners.
Để căn chỉnh vị trí đặt các thanh chắn ta Nhấp chuột trái và kéo các mũi tên màu trắng, gizmo sẽ di chuyển ký hiệu theo các bước tăng 2,5 cm. Giữ phím
Shift trong khi kéo cho phép chuyển động khơng bị hạn chế.
Pusher: Xi lanh khí nén được trang bị một van servo có thể được sử dụng để đặt
và đo vị trí thanh truyền. Việc điều khiển có thể được thực hiện bằng các giá trị digital hoặc analog theo cấu hình đã chọn.
Default speed: 1 m/s Fast speed: 4 m/s Stroke: 0.9 m
Hình 68: Xi lanh khí nén.
Stop Blade: là một thiết bị hoạt động bằng khí nén được sử dụng để dừng hoặc
tích tụ vật liệu Normally down Stroke: 0.12 m
Hình 69: Stop Blade..
Bracket and Metal Corner: Giá treo là một cấu trúc kim loại được sử dụng sử
dụng để gắn các cảm biến theo nhiều vị trí tùy chỉnh. Giá kim loại có thể được sử dụng cho một số mục đích bao gồm cả việc là vị trí để đặt cảm biến. Giá treo và Giá kim loại có nhiều màu để lựa chọn bằng cách Context
Menu ⇒ Configuration
Hình 70: Bracket and Metal Corner.
Positioning Bars: là một thiết bị được sử dụng để cố định các sản phẩm bằng cách
kẹp chúng lại. Thiết bị này có sẵn hai cấu hình khác nhau đó là kẹp bên trái và phải. Nó thường được sử dụng trong hệ thống Pick and Place Systems.
Vertical stroke: 0.373 m Clamper stroke: 0.48 m
Hình 71: Positioning Bars.
3.2.4.6. Sensors
Cảm biến là thiết bị được sử dụng để phát hiện các loại vật liệu khác nhau, đo khoảng cách và thậm chí xác định loại sản phẩm.
Hình 72: Các loại cảm biến phổ biến trong công nghiệp.
Fine Rotation: Tất cả các cảm biến đều bao gồm một gizmo có thể được sử dụng
để xoay quanh trục thẳng đứng ( Nhấp chuột trái và kéo ). Ngồi ra, ta cịn có thể xoay cảm biến hoặc reset lại vị trí ban đầu thông qua Context Menu.
Range: Phạm vi của cảm biến có thể tùy chỉnh theo cách thủ cơng, ta thực hiện Nhấp chuột trái và kéo vòng tròn màu trắng gizmo (Cảm biến điện dung, cảm biến quang khuếch tán và phản xạ ngược cũng như đầu đọc RFID).
Hình 74: Điều chỉnh phạm vi tác động của cảm biến.
Capacitive Sensor: thuộc nhóm cảm biến tiệm cận được sử dụng để phát hiện bất
kỳ loại vật liệu nào trong khoảng cách ngắn. Nó được trang bị một đèn LED, cho biết sự hiện diện của một đối tượng trong phạm vi của nó. Giá trị đầu ra có thể là digital hoặc analog tùy theo cấu hình đã chọn.
LED: green (detecting)
Detectable materials: solids and liquids. Sensing range: 0 - 0.2 m
Hình 75: Capacitive Sensor.
Diffuse sensor: Cảm biến quang khuếch tán có thể phát hiện bất kỳ vật thể rắn
nào.
LED: red (detecting)
Detectable materials: solids Sensing range: 0 - 1.6 m
Hình 76: Cảm biến quang khuếch tán.
Inductive Sensor: thuộc nhóm cảm biến tiệm cận được sử dụng để phát hiện các
vật liệu dẫn điện trong khoảng cách ngắn. Nó được trang bị một đèn LED, cho biết sự hiện diện của một đối tượng trong phạm vi của nó. Giá trị đầu ra có thể là digital hoặc analog tùy theo cấu hình đã chọn.
LED: red (detecting)
Detectable materials: conductive Sensing range: 0 - 0.1 m
Hình 77: Inductive Sensor.
Light Array (Emitter and Receiver): là tập hợp các chùm sáng song song được
sử dụng để tạo ra trường cảm biến. Để đảm bảo sự đồng bộ của cả hai thiết bị (thiết bị phát và thiết bị thu), chúng phải được căn chỉnh phù hợp và đối diện nhau. Khi sự liên kết này được đảm bảo (được biểu thị bằng đèn LED màu xanh lá cây), tất cả các chùm tia có thể bị gián đoạn mà khơng phá vỡ sự đồng bộ hóa. Có thể được cấu hình để hoạt động ở chế độ Numerical, Digital hoặc Analog.
Number of beams: 8 Range: 1.5 m
Analog value = 10 * number of interrupted beams / 8
Hình 78: Light Array (Emitter and Receiver).
Retroreflective Sensor and Reflector: Không giống như các cảm biến khác, cấu
tạo của cảm biến quang – phản xạ gương cần phải đi kèm với một tấm gương để phản xạ tín hiệu từ cảm biến quang phát ra. Để hoạt động tốt, nó phải được căn chỉnh với gương phản xạ. Nó được trang bị hai đèn LED cho biết căn chỉnh chính xác (màu xanh lá cây) và trạng thái phát hiện (màu vàng).
Green LED: aligned with reflector Yellow LED: light beam not interrupted Detectable materials: solids
Sensing range: 0 - 6 m
Hình 79: Cảm biến quang phản xạ gương.
Vision Sensor: Cảm biến hình ảnh nhận biết Raw Materials, Product Lids and
Product Basesv cùng với màu sắc tương ứng của chúng. LED: red (detecting)
Detectable materials: Raw Materials, Product Bases, Product Lids Sensing range: 0.3 - 2 m
Cảm biến này có thể được cấu hình để phát hiện thêm một loại bộ phận đó bằng cách chọn cấu hình thích hợp:
All Digital: trả về bốn đầu vào digital cho biết mục nào đã được phát hiện
All Numerical: trả về một giá trị encodes được phát hiện
All ID: trả về một giá trị duy nhất (ngẫu nhiên) xác định mục được phát hiện. Có thể được sử dụng theo cách tương tự với đầu đọc mã vạch hoặc RFID.
RFID Reader: có thể được sử dụng để đọc / ghi dữ liệu của RFID tags. Nó thực
hiện một thiết kế giao tiếp kích hoạt duy nhất trong đó bộ điều khiển gửi lệnh đến đầu đọc và nhận phản hồi. Hầu hết tất cả các sản phẩm đều có tag hoạt động, ngoại trừ raw materials, product lids and bases. RFID tags được phát hiện trong phạm vi 0,5m khi ở trước reader. RFID reader chỉ có thể phát hiện một tag. Nếu tìm thấy nhiều tags, lỗi được chỉ ra trong RFID reader # Status tag - xem danh sách tất cả các giá trị trạng thái trong bảng bên dưới.
Sử dụng RFID Reader # Command để đặt lệnh thực thi. Tiếp theo, sử dụng
RFID Reader # Execute Command để thực hiện lệnh hiện tại. Kiểm tra trạng
thái đầu đọc bằng tag RFID Reader # Status . Trạng thái 0 cho biết thành công khi thực hiện một lệnh, giá trị lớn hơn 0 cho biết lỗi - xem bảng bên dưới. Mỗi khi lệnh được thực thi, có hoặc khơng có lỗi, RFID Reader # Command ID sẽ tăng lên một. Bạn có thể sử dụng thẻ này để phát hiện khi một lệnh đã hoàn tất thực thi. Green LED: Idle
Orange LED: Executing command Red LED: Error
Hình 80: RFID Reader.
RFID Tags: một tag RFID bao gồm 128 DWORD bộ nhớ trống và một số sê-
ri duy nhất. Mỗi DWORD có thể được truy cập bằng cách thiết lập bộ nhớ tương ứng trong reader (xem bảng bên dưới).
Hình 81: RFID Tags.
Incremental Encoder: Một số thiết bị có hỗ trợ encoder và người dùng có thể
bật nó bằng cách nhấp chuột phải vào thiết bị đó và chọn Use Encoder trong Context Menu . Encoder sử dụng hai bit (A và B) để tạo ra hai dạng sóng lệch pha nhau 90 độ (theo phương vng góc). Độ phân giải của encoder là 0,0225m, dựa trên vận tốc 0,45 m / s ở 20Hz (vận tốc mặc định của băng tải con lăn). Tần số 20Hz được lựa chọn vì nó dễ dàng sử dụng bởi hầu hết các I/O