18
Mơ đun chuyển đổi tín hiệu Digital covert to Analog R60DA4
Hình 1. 11 Mơ đun R60DA4
Thơng số kĩ thuật R60DA4 nêu bảng 1.9 sau đây:
Bảng 1. 9 Thông số kỹ thuật mô đun R60DA4
Mục Thông số kỹ thuật
Số kênh đầu vào Analog
4 điểm (4 kênh)
Đầu vào kỹ thuật số Giá trị nhị phân 16 bit (-32768 đến 32767)
Điện áp đầu ra Analog -10 đến 10VDC (điện trở tải bên ngoài 1kΩ trở lên) 0 đến 5VDC (điện trở tải bên ngồi 500Ω trở lên) Dịng điện đầu ra
Analog
0 đến 20mADC (điện trở tải bên ngồi giá trị 0 đến 600Ω)
Các đặc tính I / O, độ phân giải Phạm vi đầu vào Analog Giá trị đầu ra số Nghị quyết Điện áp 0 đến 5v 0 đến 32000 156.3μV 1 đến 5v 125.0μV -10 đến 10v -32000 đến 312.5μV
19 Cài đặt phạm vi người dùng 32000 312.5μV Dòng điện 0 đến 20mA 0 đến 32000 625.0nA 4 đến 20mA 500.0nA Cài đặt phạm vi người dùng -32000 đến 32000 350.9nA Tốc độ chuyển đổi Chế độ đầu ra bình thường 80μs/CH Chế độ đầu ra sóng 80μs/CH Số cài đặt bù đắp / thu được Tối đa 50000 lần Phương pháp cách ly
Giữa các đầu vào I / O và bộ điều khiển chương trình điều khiển được: Photocoupler
Giữa các kênh đầu ra: không cô lập
Giữa các nguồn cung cấp năng lượng bên ngoài và đầu ra tương tự: biến áp cô lập
Điện áp chịu được
Giữa các đầu vào I / O và bộ điều khiển chương trình điều khiển được: 500VACrms trong 1 phút
Giữa nguồn điện bên ngoài và đầu ra tương tự: 500VACrms trong 1 phút
Vật liệu chống điện Giữa các đầu cuối I / O và bộ điều khiển có thể lập trình được cung cấp: 10MΩ hoặc cao hơn, ở 500VDC
Điểm I / O 16 điểm (I / O phân công: Intelligent 16 điểm) Kết nối bên ngồi Khối đầu cuối 18 điểm
Kích thước dây 0,3 đến 0,75mm Tiêu thụ dòng (5VDC) 0.16A
20 Cung cấp điện bên
ngoài
24VDC +20%, -15%
Gợn sóng ,tăng đột ngột 500mVP-P hoặc thấp hơn Dịng điện chập chờn: 5.0A, 690μs hoặc ngắn hơn Tiêu thụ hiện tại: 0.14A
Sơ đồ đấu dây
Đối với đầu ra điện áp Đối với đầu ra dịng điện
Hình 1. 12 Sơ đồ đấu dây cho mô đun R60DA4
Mô đun nguồn
Khi lựa chọn mơ đun cấp nguồn thích hợp, dịng điện tiêu thụ bắt buộc qua đế cắm phải được tính tốn để đủ cung cấp nguồn điện đầy đủ cho hệ thống điều khiển. Các mơ đun cấp nguồn có thể lựa chọn.
Tên mơ đun nguồn Dịng điện cung cấp
R62P 3.5A
R61P 6.5A
R63P 6.5A
21
Hình 1. 13 Mơ đun cấp nguồn
Mô đun cấp nguồn được sử dụng là R62P. Và bảng 1.10 sẽ cho ta biết thông số của mô đun nguồn R62P.
Bảng 1. 10 Thông số kỹ thuật Module nguồn R62P
Power Supply R62P
Nguồn cung cấp Điện áp đầu vào 100 to 240 VAC (85 to 264 VAC)
Tần số đầu vào 50/60Hz ±5%
Hệ số biến dạng điện áp đầu vào Trong phạm vi 5% Công suất xuất hiện cực đại 120VA
Dịng khởi động 20A, 8ms hoặc ít hơn Dịng điện ra 5 VDC 3.5A
24 VDC 0.6A
Bảo vệ quá dòng 5 VDC 3.8A trở lên 24 VDC 0.66A trở lên Bảo vệ quá áp (5 VDC) Từ 5.5 đến 6.5V
Hiệu quả 76% trở lên
Thời gian mất điện tạm thời cho phép Trong vịng 20ms Kích thước ngồi (H x W x D) mm 106 x 54.6 x 110
Trọng lượng (kg) 0.45
Lựa chọn Base unit
Đây là khối để cắm, là tắm đỡ chính cho hệ thống và cố định các mô đun với nhau đồng thời cung cấp tín hiệu dữ liệu truyền nhận thơng qua tuyến hệ thống. Số mô
22
đun có thể lấp đặt là khác nhau tùy thuộc vào dung lượng và kích thước khe cắm của main base. Hiện có 3 loại kích thước có sẵn 5, 8 và 12 khe cắm.
Khi đã quyết định được kích thước và số mơ đun bắt buộc, tiếp theo là chọn khối khe cắm thích hợp.
Tên mơ đun Số khe cắm
R35B 5
R38B 8
R312B 12
Hình 1. 14 Main base unit
HMI GOT 1000
GOT (Graphic Operation Terminal) là tên gọi của Giao diện máy người (Human Ma chine Interface – HMI) của Mitsubishi Electric
GOT là một dạng bảng cảm ứng cho phép thao tác chuyển mạch, hiển thị đèn, hiển thị dữ liệu, hiển thị tin nhắn và những nội dung khác trên màn hình giám sát thay vì bảng điều khiển thơng thường.
- Những ưu điểm của việc áp dụng GOT
Thu nhỏ bảng điều khiển nhờ thiết lập các chức năng bằng phần mềm, khơng cịn cần phải sử dụng các thiết bị chuyển mạch phàn cứng và đèn, đồng thời thiết bị có thể được thu nhỏ
Tiết kiệm chi phí đấu dây
Thiết lập bằng phần mềm thay thế cho việc đấu dây giữa các thành phần trong bảng điều khiển. Do đó chi phí đấu dây có thể giảm bớt.
23
Tiêu chuẩn hố Bảng điều khiển, thậm chí nếu thay đổi thơng số kỹ thuật bắt buộc, những thay đổi như vậy có thể được thể hiện chỉ bằng cách thay đổi các thiết lập dữ liệu màn hình bằng phần mềm. Do đó, bảng điều khiển có thể được tiêu chuẩn hoá.
Giá trị gia tăng dạng HMI (Giao diện Người – Máy)
Thiết lập đơn giản và dễ dàng như hiển thị đồ hoạ và hiển thị báo động sẽ tăng thêm giá trị gia tăng của toàn bộ thiết bị
Bởi rất dễ dàng để hiển thị đồ hoạ và báo động trên GOT, có thể tăng thêm giá trị phụ trội vào tồn bộ thiết bị.
Hình 1. 15 HMI
Dịng sản phẩm màn hình cảm ứng tiếp xúc, giao diện người - máy tiêu chuẩn của Mitsubishi Electric thế hệ mới GOT1000. Với những tính năng được thiết kế dựa trên những yêu cầu của người sử dụng cho một sản phẩm hàng đầu về công nghệ và độ tin cậy - bằng công nghệ cao và kế thừa từ những dòng sản phẩm trước. Đã cho ra sản phẩm giúp cho công việc trở nên dễ dàng hơn đối với người lập trình và người vận hành máy
Màn hình kích thước: từ 5,7" đến 15"
- Độ phân giải: Từ 160 x 64 đến 1024 x 768, hỗ trợ 65536 màu hoặc màn hình đen trắng
- Nguồn cấp: 5VDC/24VDC/100-240VAC (tùy theo từng loại)
- Loại PLC kết nối: sử dụng cho mọi PLC Mitsubishi và nhiều PLC khác. - Cổng giao tiếp: RS232, RS422, RS485, USB, Ethernet.
- Khả năng liên kết mạng: Modbus, Ethernet, CC-Link, MELSECNET/10/H... - Bộ nhớ: 512 KB ~ 15 MB
- Tiêu chuẩn: IP67 chống bụi chống nước
Động cơ Servo
Có hai loại động cơ servo ngoài động cơ servo quay, động cơ servo tuyến tính có khả năng định vị chính xác, tốc độ cao, và động cơ dẫn động trực tiếp rất lí tưởng để sử dụng trong các điều kiện tốc độ thấp, mơ men xoắn cao.
24 Dịng sản phẩm động cơ servo quay:
25 Dịng sản phẩm động cơ servo tuyến tính:
Hình 1. 17 Dịng sản phẩm động cơ servo tuyến tính
Dịng sản phẩm động cơ dẫn động trực tiếp:
Hình 1. 18 Dịng sản phẩm động cơ dẫn động trực tiếp
Giới thiệu Servo Driver Mitsubishi MR-J3
Dòng Servo thế hệ mới MR-J3 với công nghệ đứng đầu thế giới, như một kiệt tác về công nghệ điều khiển servo. Tính năng chống rung chun dụng cho máy móc và autotuning thời gian thực làm cho việc chuyển động đạt được độ chính xác cao
26
nhất, thời gian đáp ứng nhanh và dễ dàng lắp đặt. Servo MR-J3 có kích thước giảm khoảng 40% so với dịng servo MR-J2S thế hệ trước.
Dòng MELSERVO-J3 được dùng cho các động cơ servo với dải công suất rộng 10 W - 220 kW từ loại động cơ công suất siêu nhỏ đến loại công suất siêu lớn để đáp ứng các nhu cầu dẫn động khác nhau.
Dòng sản phẩm này cũng cung cấp giao diện điều khiển bao gồm loại dùng chuỗi xung I/F MR-J3-A và MR-J3-B tương thích với giao thức SSCNET III, cũng như loại MRJ3-T với giao thức CC-Link cài sẵn tương thích với chức năng định vị để đáp ứng các nhu cầu giao diện điều khiển khác nhau
Thông qua giao thức SSCNETIII (giao tiếp cáp quang), một hệ thống đồng bộ hồn chỉnh có thể được cấu hình bằng cách sử dụng giao tiếp nối tiếp tốc độ cao với chu kỳ thời gian lên đến 0,44 ms giữa bộ điều khiển và bộ điều khiển servo.
Kết nối một chạm; kết nối đơn giản giữa cáp chuyên dụng (sợi cáp quang) với đầu nối.
Cho phép nối dây khoảng cách xa (khoảng cách mở rộng tối đa đến 800m: khoảng cách tối đa giữa các trạm 50m x 16 trục).
Bộ điều khiển servo tương thích điều khiển vịng lặp kín hồn tồn cũng có sẵn (MR-J3-B-RJ006).
Việc thiết lập dữ liệu tốc độ và vị trí trong bảng các điểm, và vận hành khởi động hoặc dừng đều có thể thực hiện thơng qua giao tiếp CC-Link.
Thơng tin màn hình giám sát servo cũng được truyền đến một bộ điều khiển chủ thông qua giao thức giao tiếp CC-Link và có thể sử dụng để điều khiển.
27
Giao thức giao tiếp CC-Link cũng giúp có thể thiết kế một hệ thống với các bộ điều khiển servo được phân tán hồn tồn
Hình 1. 19 MR-J3-10B
Thơng số kỹ thuật MR-J3-10B
Nguồn cấp: 3-phase 200 ~ 230VAC 50/60Hz hoặc 1-phase 200 ~ 230VAC 50/60Hz
- Dòng điện vào định mức: 0.9A - Tần số biến đổi cho phép: tối đa ±5% - Dịng điện đầu ra: 3-phase 170VAC - Cơng suất: 100W
- Loại motor tương thích: HF-MP(053/13), HF-KP(053/13)
- Dòng Servo Amplifier đa năng, chức năng điều khiển SSCNET III, vị trí - Phương pháp điều khiển chế xung PWM và điều chỉnh dòng điện.
28
CẤU TRÚC MÁY CNC 3 TRỤC ĐA NĂNG
Tóm tắt
Nội dung Chương này sẽ nêu bật các vấn đề sau đây: - Sơ đồ bố trí thiết bị
- Sơ đồ đấu dây mơ hình
- Thông số kỹ thuật và công suất thiết kế
Nội dung
Sơ đồ bố trí thiết bị
29
Hình 2. 2 Bố trí các trục, kho hàng và băng tải
Sơ đồ đấu dây
30
31
32
33
34
Hình ảnh tổng thể
Hình 2. 8 Hình ảnh máy CNC 3 trục đa năng
Các bộ phận chính:
Bộ nguồn
Sử dụng bộ nguồn 24V – 6A và nguồn 220V-60Hz làm 2 nguồn chính cho tồn thiết bị điện
Các thiết bị đóng ngắt, thiết bị bảo vệ, kết nối đầu ra - CB: sử dụng MCB-BKN-C63 hãng LS của
Hàn Quốc.
+ Bảo vệ: ngắn mạch, quá tải.
+ Số cực (pha): 3 cực
+ Dịng định mức: 63A
Hình 2. 9 Nguồn 24V-6A
35
+ Dịng cắt: 6kA
- Contactor: Contactor được sử dụng là loại MC-18b của hãng LS.
+ Dòng định mức: 18A
+ Số pha: 3 pha
+ Điện áp sử dụng: 220V
+ Tiếp điểm: 1NO + 1NC
- Relay: Các relay được sử dụng là loại relay 24V có 1 tiếp điểm thường
đóng và một tiếp điểm thường hở. Ngồi ra cịn có relay dùng để điều khiển động cơ, mỗi tiếp điểm relay chịu được tối đa 5A.
Trạm PLC
Hình 2. 11 Contactor
Hình 2. 12 Relay
36
Băng tải
Kho lưu trữ Khung gá cơng cụ
Hình 2. 14 Băng tải
Hình 2. 16 Kho
37
CÁC PHẦN MỀM ỨNG DỤNG
Tóm tắt
Nội dung chương này sẽ nêu bật các vấn đề sau đây: - Phần mềm GX-Work3 - Phần mềm MT Developer2 - Phần mềm MR Configuration2 - Phần mềm GT Designer 3 Nội dung Phần mềm GX-Work 3
Thiết kế hệ thống thuận tiện với một thư viện chứa hầu hết các dự án, Gx Works3 kết hợp các tính năng thiết kế hệ thống để các thành phần được lắp ráp trực tiếp trong phần mềm lập trình. Thư viện MELSEC gồm bộ phận Các mô-đun iQ-R Được sử dụng
để đơn giản hóa việc tạo ra hệ thống.
Giao diện chương trình:
Hình 3. 1 Giao diện GX Works3
Tạo một project.
Click trên thanh công cụ hoặc chọn [Project] → [New Project] (có thể ấn phím tắt Ctrl + N ).
38
+ Click Series (chọn dòng PLC) chọn RCPU (dòng IQ-R) + Click Type (chọn loại CPU) chọn R04 (Module R04CPU)
+ Click Program Language (chọn ngơn ngữ lập trình) chọn Ladder + Ok
Một dự án mới được tạo ra.
Cấu hình module hệ thống.
39
Kết nối PLC với máy tính ( Bằng cáp usb và cài driver Easysocket) Read Mounting Status( R )
40
OK
Cấu hình phần cứng là vô cùng quan trọng trong các bước lập trình trên GX Works 3. Từ cấu hình phần cứng có thể xác định được các điểm I/O để lập trình cho hệ thống.
Nạp chương trình.
Click “Online” Write to PLC
+ Click chọn các program muốn nạp
Click Execute.
Các lệnh cơ bản và chức năng
Có 6 thiết bị lập trình cơ bản. Mỗi thiết bị có cơng dụng riêng. Để dể dàng xác định thì mỗi thiết bị được gán cho một kí tự:
X: dùng để chỉ ngõ vào vật lý gắn trực tiếp vào PLC
Y: dùng để chỉ ngõ ra nối trực tiếp từ PLC
T: dùng để xác định thiết bị định thì có trong PLC
C: dùng để xác định thiết bị đếm có trong PLC
41
Tất cả các thiết bị trên được gọi là “Thiết bị bit”, nghĩa là các thiết bị này có 2 trạng thái: ON hoặc OFF, 1 hoặc 0.
Các khối lệnh liên kết cơ bản :
+ Các lệnh liên kết
+ Các lệnh xung cạnh lên xuống
Chỉ dẫn Output
Chỉ dẫn out dùng cho các hàm ngõ ra như Y, T (timer), C (counter). + Timer: OUT T
42 + Y: OUT Y Các Bộ lệnh so sánh Bảng 3. 1 Bộ lệnh so sánh Ký tự Chi tiết LD=, AND=, OR=
So sánh hai bộ dữ liệu nhị phân 16-bit. (Các thiết bị được sử dụng như các địa chỉ liên lạc bình thường.)
LD=_U, AND=_U, OR=_U LD<>, AND<>, OR<>
LD<>_U, AND<>_U, OR<>_U LD>, AND>, OR>
LD>_U, AND>_U, OR>_U LD<=, AND<=, OR<=
LD<=_U, AND<=_U, OR<=_U LD<, AND<, OR<
LD<_U, AND<_U, OR<_U LD>=, AND>=, OR>=
LD>=_U, AND>=_U, OR>=_U
Các bộ lệnh toán học
Bảng 3. 2 Bộ lệnh tính tốn
Ký tự Chi tiết
+
Thêm hai bộ dữ liệu nhị phân 16 bit được chỉ định
+P +_U +P_U -
Thực hiện phép trừ giữa hai bộ 16 bit dữ liệu nhị phân được chỉ định
-P -_U -P_Uc
43 *
Nhân hai bộ dữ liệu nhị phân 16- bit
*P *_U *P_U /
Thực hiện phép chia giữa hai bộ dữ liệu nhị phân 16-bit
/P /_U *P_U
Phần mềm MT Developer2
Phần mềm MT Developer2 dùng ngôn ngữ SFC để điều khiển các servo. Giao diện chương trình:
Hình 3. 2 Giao diện MT Developer2
Tạo một project.
Click trên thanh công cụ hoặc chọn [Project] → [New Project] (có thể ấn phím tắt Ctrl + N ).
44
+ Click Series (chọn dòng PLC) chọn RCPU (dòng iQ-R) + Click Type (chọn loại CPU) chọn R04 (Module R04CPU) + Chọn Ok
45
Cài đặt cấu hình hệ thống
Click cây thư mục bên trái chọn R series Common Parameter System CPU Setting Multiple CPU Setting
Tiếp tục cài đặt click chọn Motion CPU Module CPU Parameter
Chọn Motion CPU Common Parameter Basic Setting
Thiết lập số servo được sử đụng và cài đặt ta click Motion CPU Common Parameter Servo Network Setting
46
Click đúp vào biểu tượng module servo để cài đặt rồi nhấn OK .
Click Motion Control Parameter Axis Setting Parameter : Thiết lập các tham số cố định Fixed Parameter
47
Thiết lập dữ liệu quay lại vị trí nguyên điểm Click vào Home Position Return Data
Thiết lập dữ liệu vận hành chế độ JOG JOG Operation Data/External Signal Parameter (Vận hành chế độ JOG là chức năng vận hành một động cơ servo một
48
cách thủ công theo hướng quay đẩy về trước hoặc đảo ngược với vận tốc không đổi)
Click Motion Control Parameter Servo Parameter : Thiết lập tham số servo
49 Thiết lập khối thông số
50 Thiết lập Gcode Control Parameter
51
3.2.3.1 Chương trình chuyển động SFC (Motion SFC program)
Chương trình SFC chuyển động là một chương trình tương tự như biểu đồ để