Chu trình làm việc các xilanh:
Xy lanh A
1 2 3 4 5
Start (a1)
=1
a0
Hình 6.1: Chu trình làm việc.
I. Các phần tử khí nén và điện khí nén dùng trong hệ thống điều khiển 1) Cơ cấu xilanh
Biến đổi năng lƣợng khí nén thành năng lƣợng cơ học, ở đây ta dùng xilanh tác dụng 2 chiều. đường kính 20mm, hành trình 100mm.
Hình 3.2. Xilanh tác dụng 2 chiều.
2) Van đảo chiều
Khi chƣa có tín hiệu tác động vào cửa (12), thì cửa (1) bị chặn và cửa (2) nối với cửa (3).
Khi có tín hiệu tác động vào cửa (12), lúc này nòng van sẽ dịch chuyển về phía phải, cửa (1) nối với của (2) và cửa (3) bị chặn.
DUT.LRCC
Trong trường hợp tín hiệu tác động vào cửa (12) mất đi, dưới tác dụng của lò xo, nòng van sẽ trở về vị trí ban đầu.
Hình 6.2. Nguyên lí hoạt động của van đảo chiều.
Ở đây ta sử dụng van đảo chiều 5/2, tín hiệu tác động là nam châm điện từ Cửa nối van đƣợc kí hiệu nhƣ sau:
1 Cửa nối với nguồn khí 2,4,6…Cửa nối làm việc 3,5,7…Cửa xả khí
12,14…Cửa nối với tín hiệu điều khiển
Hình 6.3 : Sơ đồ van 5/2 3) Van tiết lưu
Dùng để điều chỉnh lưu lượng dòng khí
Hình 6.4 : Van tiết lưu 1 chiều.
DUT.LRCC
4) Rơle điện từ:
a. Cấu tạo:
Rơle điện từ có các bộ phận chính là mạch từ, cuộn dây, tiếp điểm, vỏ. Mạch từ đƣợc chế tạo từ vật liệu sắt từ gồm 2 phần. Phần tĩnh hình chữ và phần động là tấm thép hình chữ U. Phần động nối liên tiếp cơ khí với tiếp điểm động .
b. Phân loại
- Theo cuộn hút : Cuộn hút một chiều và cuộn hút xoay chiều.
- Theo dòng điện qua tiếp điểm : Rơle một chiều và rơle xoay chiều.
- Theo số lƣợng cặp tiếp điểm : 2 cặp tiếp điểm, 3 cặp tiếp điểm…
- Theo cấu trúc chân : Chân tròn, chân dẹt.
- Theo đế cắm rơle : Đế tròn, đế vuông.
c. Nguyên lý hoạt động :
Khi có dòng điện chạy qua, cuộn dây sẽ sinh ra lực hút điện từ, hút tấm động về phía lõi.
Lực hút điện từ có giá trị tỷ lệ thuận với bình phương dòng điện và tỷ lệ nghịch với khoảng cách khe hở mạch từ.
Khi dòng điện trong cuộn dây nhỏ hơn dòng tác động ( I < Itđ thì lực hút điện từ nhỏ hơn lực kéo lò xo F < Flx , tấm động đứng yên. Khi I > Itđ thì lực hút điện từ lớn hơn lực kéo lò xo F > Flx. Tấm động đƣợc hút về phía làm cho khe hở mạch từ nhỏ nhất, tức là hút về phía phần tĩnh. Khi khe hở mạch từ nhỏ, lực hút càng tăng, tấm động đƣợc hút dứt khoát về phía phần tĩnh và tiếp điểm động đƣợc đóng vào tiếp điểm tĩnh.
Khi dòng điện trong cuộn dây giảm, lực lò xo sẽ thắng lực hút điện từ, lò xo kéo tấm động ra khỏi phần tĩnh. Khe hở mạch từ tăng, lực điện từ càng giảm, lò xo kéo dứt khoát tấm động về, tiếp điểm động dời khỏi tiếp điểm tĩnh.
d. Các thông số cơ bản
- Điện áp định mức cuộn hút là điện áp cấp cho cuộn hút làm việc ở chế độ lâu dài. Diện áp này có thể là 9, 12 , 24 , 110 , 220 , 440 một chiều và 24 , 110 , 220 , 440 xoay chiều. Diện áp này ghi trên cuộn hút.
- Điện áp định mức : Điện áp làm việc lâu dài của mạch điện mà rơle khống chế. Điện áp định mức có thể là 24 , 110 , 220 , 440 một chiều và 24 , 110 , 127 , 220 , 380 , 500 xoay chiều.
- Đòng điện định mức : Dòng điện dài hạn qua tiếp điểm của rơle mà không làm hỏng tiếp điểm.
- Tuổi thọ cơ khí được tính bằng số lần đóng ngắt, thường là vài trăm ngàn lần đóng ngắt không điện và một trăm ngàn lần đóng ngắt dòng có định mức : Điện áp cách điện, Điện áp thử cách điện.
DUT.LRCC
- Thời gian tác động là khoảng thời gian kể từ lúc dòng điện vƣợt quá giá trị tác đọng đến lúc phần động được hút hoàn toàn vào phần tĩnh. Thường vào khoảng 2 – 20ms.
Hình 6.5 - Rơ le điện từ 5) Công tắc hành trình
Công tắt hành trình là công tắc có chức năng đóng mở mạch điện, đƣợc đặt trên đường hoạt động của một cơ cấu nào đó sao cho khi cơ cấu đến 1 vị trí nào đó sẽ tác động lên công tắc. Hành trình có thể là tịnh tiến hoặc quay. Khi công tắc hành trình đƣợc 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 công tắc hành trình vào các mục đích nhƣ:
- Giới hạn hành trình: (Khi cơ cấu đến vị trí dới hạn tác động vào công tắc sẽ làm ngắt nguồn cung cấp cho cơ cấu nó không thể vƣợt qua vị trí giới hạn).
- Hành trình tự động: Kết hợp với các rơle, PLC hay vi điều khiển để khi cơ cấu đến vị trí định trước sẽ tác động cho các cơ cấu khác hoạt động (hoặc chính cơ cấu đó).
Hình 6.6- Một số loại công tắc hành trình
Từ những phân tích trên ta thấy ta thấy so với cảm biến quang, công tắc hành trình có độ nhạy kém hơn, phạm vi tác động cũng bị hạn chế. Tuy nhiên, nó có ƣu điểm là khả năng làm việc trong môi trường khắc nghiệt, có độ ổn định cao, khả năng chống nhiễu tốt so với cảm biến quang dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu. Để sát với
DUT.LRCC
thực tế sản xuất của một nhà máy Nhóm đồ án chọn công tắc hành trình làm thiết bị nhận dạng, phân loại sản phẩm.
III) Thiết kế mạch điện điều khiển 1) Sơ đồ nối dây xilanh:
Hình 6.7- Sơ đồ đấu xilanh 2) Sơ đồ mạch điện:
Hình 6.8- Sơ đồ đấu mạch điện
DUT.LRCC