LỜI NĨI ĐẦU Điều khiển tự động mơn học cung cấp cho học viên kiến thức thiết kế chế tạo hệ thống tự động sản xuất phục vụ đời sống.Ngày ngành sản xuất tự động ngày phát triển thay lao động khí thơng thường Mặc dầu thời gian ngắn, với hướng dẫn tận tình Thầy …………………cùng với giúp đỡ bạn lớp, giúp cho số kiến thức mơn học tảng cho việc nghiên cứu tự động hoá sau Chúng xin chân thành cảm ơn Thầy ……………………………….đã tận tình giúp đỡ chúng tơi thời gian vừa qua …V….V… - i- MỤC LỤC HỆ THỐNG LẮP CHỐT TỰ ĐỘNG - i- HỆ THỐNG LẮP CHỐT TỰ ĐỘNG Trong hệ thống lắp ráp chi tiết máy, cần lắp ráp chi tiết trục, đóng chốt vào bạc cần lắp chặt để cố định chi tiết lắp ráp tay dễ dẫn đến tượng bị biến dạng độ xác thấp dễ gây hư hỏng chi tiết lực ép không Để khắc phục tượng ta dùng hệ thống lắp ráp tự động xy lanh điều khiển hệ thống khí nén, với cơng nghệ cụm chi tiết lắp ráp cách xác, tránh hư hỏng MÔ TẢ HỆ THỐNG 1.1 Cấu tạo Xi lanh C Xi lanh A Xi lanh F 3 Xi lanh G Cả m biế n Xi lanh E Xi lanh B Xi lanh D Hình 1: Hệ thống ép bạc tự động Chi tiết bạc Xy lanh Băng tải Chi tiết trục Robot gắp chi tiết Bệ đở Động điện Bàn đặt sản phẩm 1.2 Yêu cầu công nghệ - Chi tết trục (4) bạc(1) đưa tới vị trí tay kẹp Robot băng tải (2) - Khi cảm biến nhận dạng chi tiết trục Robot bắt đầu đưa tay kẹp xuống kẹp chi tiết mang chi tiết đến vị trí cấn lắp ráp - Xy lanh A mang chi tiết bạc đến vị trí lắp ráp - Xy lanh B C duỗi để định vị chi tiết bạc(1) - Xy lanh D duỗi ta để ép chặt chi tiết trục(4) vào bạc(1) -1- - Xy lanh C D lùi - Xy lanh A B mang sản phẩm đến băng tải để đư - Xy lanh A lùi hết hành trình kết thúc chu kỳ 1.3 Nguyên lý hoạt động Khi nhấn nút Start cảm biến CB1 nhận dạng chi tiết 4, cánh tay robot mang xy lanh F xuống chạm vào cơng tắc hành trình S14 dừng lại xy lanh G duỗi làm tay kẹp kẹp chặt chi tiết sau khoảng thời gian T1 xi lanh F lùi cánh tay Robot mang chi tiết lên chạm vào cơng tắc hành trình S13 dừng Sau cánh tay Robot mang chi tiết đến vị trí cần lắp ráp nhờ xy lanh E duỗi chạm vào cơng tắc hành trình S10 dừng, xi lanh F đặt chi tiết vị trí cần lắp ráp, xi lanh G lùi tay kẹp nhả ra, sau khỏang thời gian T2 xi lanh F lùi mang tay kẹp Robot lên chạm vào cơng tắc hành trình S12 dừng lại, xi lang E lùi đưa cánh tay Robot vị trí ban đầu Xy lanh A đẩy chi tiết bạc(1) hành trình để đưa bạc đặt vị trí cần lắp ráp, xy lanh B C duỗi để kẹp chặt chi tiết 1, xy lanh D duỗi để ép trục vào bạc Sau lắp xong hai xy lanh C D lùi Xy lanh A B mang sản phẩm lắp ráp xong băng tải đưa ngoài, cuối xy lanh A lùi kết thúc chi trình làm việc hệ thống THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN-KHÍ NÉN -2- 2.1 Yêu cầu thiết kế Yêu cầu thiết kế mạch điều khiển điện khí nén sau: Mạch hoạt động theo chế độ: - Chế độ tay - Chế độ tự động hoạt động chu kỳ nhiều chu kỳ - Có nút dừng khẩn cấp có cố 2.2 Xây dựng biểu đồ trạng thái Từ yêu cầu qui trình cơng nghệ, ta thiết lập biểu đồ trạng thái mơ tả trình tự hoạt động cấu chấp hành sau: Nhịp thực hiệ n Xy lanh A S2,Y2 S1,Y1 Xy lanh B S4,Y4 S3,Y3 Xy lanh C S6,Y6 S5,Y5 Xy lanh D S8,Y8 S7,Y7 Xy lanh E S10,Y10 S9, Y9 Xy lanh F S12,Y12 Start S11,Y11 Xy lanh G S14,Y14 CB S13,Y13 t1 I 10 11 12 SN 13 14 15 16 17 t3 18 t2 II IV III Hình : Biểu đồ trạng thái Hình : Sơ đồ mạch khí nén 2.3 Thiết kế mạch điều khiển theo tầng Từ biểu đổ trạng thái ta chia thành tầng với tín hiệu đầu tầng sau: -3- V VI Tầng I : E1 = Start ^ S1 Tầng II : E2 = S4 Tầng IIII : E3 = S10 Tầng IV : E4 = S13 Tầng V : E5 = S8 Tầng VI : E6 = S2 ^ S3 Với L1, L2, L3, L4, L5, L6 tín hiệu điều khiển tầng I, II, III, IV, V, VI Hoạt động Xy lanh tầng sau: Tầng I − Xi lanh F+→Y11 = L1 − Xi lanh G+→Y13 = L1 ^ S12 Tầng II − Xi lanh F-→Y12 = L2 − Xi lanh E+→Y9 = L2 ^ S11 Tầng III − Xi lanh F+→Y11 = L3 − Xi lanh G-→Y9 = L3 ^ S12 Tầng IV − Xi lanh F-→Y12 = L4 − Xi lanh E-→Y10 = L4 ^ S11 − Xi lanh A+→Y1 = L4 ^ S9 − Xi lanh B+→Y3 = L4 ^ Sn − Xi lanh C+→Y5 = L4 ^ S4 − Xi lanh D+→Y7 = L4 ^ S6 Tầng V − Xi lanh C-→Y6 = L5 − Xi lanh D-→Y8 = L5 − Xi lanh A+→Y1 = L5 ^ S5 ^ S7 − Xi lanh B-→Y4 = L5 ^ S5 ^ S7 Tầng VI − Xi lanh A-→Y2 = L6 2.4 Thiết kế mạch điều khiển theo nhịp Bảng thực bước qui trình Bước hành trình 10 11 12 13 14 15 F- E+ F+ G- F- E- A+ B+ C+ D+ CD- A+ B- A- S9 S11 S14 S12 S10 S1 S3 S5 S7 S6 S8 S1 S4 S2 Y14 Y12 Y10 Y1 Y3 Y5 Y7 Y6 Y8 Y1 Y4 Y2 Y1 Xi lanh F+ G+ Công tắc tác động S11 S13 S12 Van điện từ Y11 S13 Y12 Y9 Y11 2.5 Thiết kế mạch logic điều khiển -4- Set Start S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 Y1 S10 S11 S12 S13 S14 SN & CB & Y2 Y3 Y4 S F+ R S G+ R S T1 R & S FR & S E+ R & S F+ R & S GR S T2 R & S FR & S ER & S A+ R & S B+ R & S C+ R & S D+ R & S CR D- & S A+ R BS T3 R & =1 S AR Hình : Sơ đồ mạch logic điều khiển theo nhịp 2.6 Xây dựng biểu đồ Grafcet -5- Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Cảm biến Tay Robot xuống Công tắc Set Công tắc khởi động SH Van Y11 đóng NS Xy lanh F duỗi S12 Tay Robot kẹp chi tiết SH Van Y13 đóng NS Xy lanh G duỗi S14 Tay Robot lùi SH Van Y12 đóng NS Xy lanh F lùi Đưa chi tiết đến vị trí lắp ghép Robot mang chi tiết đến vị trí lắp ráp 10 Định vị chi5tiết Tay Robot xuống SH Van Y9đóng NS Xy lanh A duỗi SH Van Y3 đóng SH Van Y5 đóng 12 Ép chắt chi tiết Tay Robot lùi SH Van Y7 đóng 14 Đưa SP băng tải 15 Kết thúc chu kỳ SN NS Xy lanh E duỗi S10 SH Van Y11 đóng NS Xy lanh B duỗi 11 Định vị chi6tiết Tay Robot nhã chi tiết 13 Nhã chi tiết Robot lùi vị trí củ S11 SH Van Y1 đóng S4 NS Xy lanh F duỗi S12 SH Van Y14 đóng NS Xy lanh C duỗi S6 NS Xy lanh G lùi S13 SH Van Y12 đóng NS Xy lanh D duỗi S8 NS Xy lanh F lùi SH Van Y6 Y8 đóng S11 SH Van Y10 đóng NS Xy lanh C D lùi S5 S7 NS Xy lanh E lùi SH Van Y1 Y4 đóng S11 NS Xy lanh A duỗi B lùi S2 S3 SH Van Y2 đóng -6- NS Xy lanh A lùi S1 2.7 Chọn chế độ làm việc: - Đóng, ngắt hệ thống cơng tắc (MAN) STOP để đóng, mở hệ thống phân phối -7- - Khởi động: chế độ tự động tay băng công tăc đảo chiều AUTO_MANUAL - Chạy chế độ tự động nhiều chu kỳ nút nhấn N_CYCLE - Chạy chế độ tự động chu kỳ nút nhấn 1_CYCLE - Chuẩn bị cho hệ thống nút nhấn SET - Kiểm tra hệ thống trước chạy nút RESET - Dừng hệ thống khẩn cấp có cố nút nhấn E_STOP - Chế độ điều khiển tay, đóng - tắt cho xy lanh 15 nút nhấn tương ứng A+, A+(1/2), A-, B+, B-, C+, C-, D+, D-, E+, E-, F+, F-, G+, G- BẢNG ĐIỀU KHIỂN AUTO MAN AUTO STOP A+ A- E+ E- E-STOP B+ B- F+ F- C+ C- G+ G- D+ D- MANUAL N-CYCLE 1-CYCLE MANUAL SET RESET -8- -22- -23- ... Y6 Y7 Y8 Y9 Y10 Y1 Y12 Y13 Y14 -1 6- 3.4 Chương trình điều khiển PLC Siemens S 7-2 00 -1 7- -1 8- -1 9- -2 0- -2 1- -2 2- -2 3- ... E_STOP - Chế độ điều khiển tay, đóng - tắt cho xy lanh 15 nút nhấn tương ứng A+, A+(1/2), A-, B+, B-, C+, C-, D+, D-, E+, E-, F+, F-, G+, G- BẢNG ĐIỀU KHIỂN AUTO MAN AUTO STOP A+ A- E+ E- E-STOP... với thiết bị ra/vào -1 5- RESET E-Stop A+(1/2) n- 1Man Stop Auto cy le cy le Set S1 S1 Sn S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S1 S12 S13 S14 A+ A- B+ B- C+ C- D+ D- E+ E- F+ F- G+ G- CB 24V I0 I0.1 I0.2