CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Van đảo chiều
Khi không có tín hiệu điện tác động vào cửa (14), cửa (3) sẽ bị chặn, trong khi cửa (1) kết nối với cửa (2) và cửa (4) nối với cửa (5) Khi có tín hiệu điện, tình trạng này sẽ thay đổi.
Khi tín hiệu tác động vào cửa (14), nòng van dịch chuyển sang phải, kết nối cửa (2) với cửa (3) và cửa (1) với cửa (4), trong khi cửa (5) bị chặn Khi tín hiệu này mất đi, nòng van sẽ trở về vị trí ban đầu nhờ tác động của lò xo.
Hình 3.1 Một số van đảo chiều 5/2 b) Van tiết lưu:
Van tiết lưu điều chỉnh lưu lượng dòng chảy, ảnh hưởng đến vận tốc và thời gian hoạt động của cơ cấu chấp hành Bên cạnh đó, van cũng điều chỉnh thời gian chuyển đổi vị trí của van đảo chiều Nguyên lý hoạt động của van tiết lưu dựa vào sự thay đổi tiết diện, quyết định lưu lượng dòng chảy qua van.
Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay.
Tiết diện chảy Ax có thể điều chỉnh bằng vít điều chỉnh tay Khi khí nén di chuyển từ A đến B, lò xo sẽ đẩy màng chặn xuống, cho phép dòng khí nén chỉ đi qua tiết diện đã được điều chỉnh.
Khi dòng khí nén di chuyển từ B sang A, áp suất khí nén sẽ thắng lực của lò xo, làm cho màng chắn được nâng lên Do đó, khí nén sẽ đi qua khoảng hở giữa màng chắn và mặt tựa, và lưu lượng khí không được điều chỉnh.
Hình 3.1.1 Van tiết lưu một chiều
Xylanh khí nén
Sau đây là cấu tạo của một số xylanh khí nén thông dụng:
Xylanh tác dụng đơn dùng lò xo
Xylanh tác dụng hai chiều, có có bộ phận giảm chấn ở cuối khoang chạy
Xylanh tác dụng hai chiều, dùng công tắc từ
II/MÁY ĐÓNG GÓI BAO BÌ TỰ DỘNG
1.Giới thiệu tổng quan về máy
Trong bối cảnh nền công nghiệp sản xuất hàng loạt đang phát triển mạnh mẽ tại Việt Nam, khâu đóng gói bao bì cho sản phẩm trở thành một yếu tố quan trọng trong dây chuyền sản xuất tự động Trước đây, quá trình này chủ yếu dựa vào sức lao động của con người, mặc dù nhanh chóng nhưng lại tiêu tốn nhiều nhân công, dẫn đến chi phí thuê nhân công gia tăng.
Để khắc phục những hạn chế trong quy trình sản xuất, chúng tôi đã phát triển nhiều loại máy đóng gói bao bì sản phẩm tự động Những thiết bị này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian và nhân công mà còn mang lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp cả trong hiện tại lẫn tương lai.
2.Phân loại các máy đóng gói theo mức độ tự động
Máy đóng gói tự động là thiết bị hoạt động hoàn toàn tự động, không cần sự can thiệp của người vận hành Với công nghệ hiện đại, máy có khả năng tự điều chỉnh các thông số, giúp giảm thiểu lỗi trong quá trình hoạt động.
Máy đóng gói bán tự động là thiết bị cần sự can thiệp của lao động thủ công trong quá trình vận hành Loại máy này cho phép tương tác và điều chỉnh, phù hợp với các ngành sản xuất và đóng gói có yêu cầu phức tạp và kỹ thuật cao.
2.1.Phân loại máy đóng gói theo chức năng
Doanh nghiệp cần chọn máy đóng gói phù hợp với yêu cầu sản xuất của mình, dựa trên các chức năng như máy đóng gói bao bì, thực phẩm, máy đóng gói hút chân không và định lượng.
2.2.Phân loại máy đóng gói theo công dụng
Máy đóng gói thực phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn thực phẩm Các thiết bị và máy móc trong ngành sản xuất thực phẩm thường được thiết kế theo dây chuyền khép kín để nâng cao hiệu quả và chất lượng sản phẩm.
-Đóng gói hàng hóa công nghiệp: Máy đóng gói loại này đòi hỏi tính an toàn, chắc chắn và ít gây ảnh hưởng đến môi trường.
Máy đóng gói dược phẩm đóng vai trò quan trọng trong ngành chế biến và sản xuất thuốc, yêu cầu kỹ thuật cao để đảm bảo không làm ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm.
Mỗi loại máy đóng gói đều có chức năng, công dụng và cấu tạo riêng, phù hợp với yêu cầu sản xuất cụ thể Nhóm chúng tôi đã quyết định chọn máy đóng gói thực phẩm DCS-5F25, được tích hợp công nghệ hút chân không, giúp bảo quản thực phẩm lâu hơn.
Máy này rất phù hợp cho các doanh nghiệp và hộ kinh doanh chuyên buôn bán gạo cũng như các sản phẩm có thể đóng gói dạng vuông Trước khi đóng gói, các gói sản phẩm sẽ được hút hết không khí bên trong để đảm bảo chất lượng và độ tươi mới.
3.Giới thiệu đề tài mô hình máy đóng gói bao bì bán tự động
Mô hình máy đóng gói bán tự động
1.2.Hình ảnh của máy trong thực tế
1.3 Hình ảnh một vái thông số máy
Nguyên lí hoạt động
Máy hoạt động nhờ vào sự điều khiển của 5 xylanh Trong đó, xylanh A có nhiệm vụ đưa bịch vào để xả liệu vào túi, xylanh B giữ khuôn trong quá trình xả liệu, xylanh C là khuôn gắp giúp kẹp miệng túi và hàn lại Xylanh D là cánh tay gắp ban đầu, hỗ trợ kẹp chặt miệng túi và có bộ phận hàn để dích chặt miệng túi Cuối cùng, xylanh E là khay đựng, giúp đỡ bịch bao bì sau khi hàn xong và đưa bao bì thành phẩm ra ngoài.
Nguyên lý hoạt động của các xylanh bắt đầu bằng việc đưa bịch bao bì vào khuôn của xylanh A Khi nhận tín hiệu, xylanh A sẽ đẩy bịch bao bì xuống khuôn của xylanh B và xả liệu vào Sau khi xả liệu xong, xylanh A sẽ rút về, trong khi xylanh B đẩy bịch bao bì sang khuôn gắp của xylanh C Xylanh C sẽ kẹp miệng bao bì và xylanh D, lúc đầu ở vị trí duỗi ra, sẽ giữ chặt miệng túi để hàn lại Trong quá trình hàn, kéo dài khoảng 3 giây, xylanh B sẽ thu về Khi hàn hoàn tất, xylanh E, cũng ở vị trí duỗi ra, sẽ nhận tín hiệu để rút về và sau đó duỗi ra để đưa thành phẩm ra ngoài.
III/THIẾT KẾ HIỆN THỐNG TRUYỀN ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN-
Bước1:Thiết lập sơ đồ hành trình bước.
Để điều khiển 5 xy lanh khí nén theo chu trình tự động, cần thiết kế mạch điều khiển dựa trên mạch chuẩn điện khí nén theo tầng Sơ đồ hành trình bước sẽ được thiết lập để đảm bảo quy trình hoạt động hiệu quả.
Bước 2:Vòng tròn chia tầng
Bước 3: Tiến hành chia tầng.
-Có tổng cộng 4 tầng hoạt động như sau: tầng 1 thực hiện chuyển động cho xy lanh
Tại tầng II, xy lanh A được thu về (A-), trong khi xy lanh B (B+) hoạt động trước, tiếp theo là xy lanh C (C+) Tầng III thực hiện việc thu xy lanh D về (D-), do ban đầu nó ở vị trí duỗi ra Đồng thời, xy lanh C (C-) và B (B-) cũng được thu về tại tầng này, trong khi xy lanh E (E-) thu về giống như xy lanh D Cuối cùng, tại tầng IV, xy lanh D (D+) và xy lanh E (E+) được duỗi ra sau khi đã thu về ở tầng III.
Bước 4: Thiết kế mạch điều khiển các tầng
Bước 4.1: mạch thiết kế 4 tầng
-Do có 4 tầng nên lựa chọn mạch chuẩn 4 tầng
-Xác định các bước hoạt động của xy lanh:
-Chọn các thành phần cần thiết để xây dựng một bảng mô phỏng như hình dưới.
Hình 3.1 mạch vẽ theo tầng
IV QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN THEO TẦNG
- Chỉnh các thông số đầu vào của xy lanh A, B, C
- Do xy lanh D và E ban đầu ở vị trí đang duỗi ra nên chúng ta sẽ nối dây đầu vào khác với xy lanh A,B,C và thay đổi đầu vào
-Sau đó chúng ta nhán Play để chạy mô phỏng ra được như hình bên dưới
Hình 4.1 Khi nhấn nút play
-Sau đó, nhấn nút Star để cho dòng điện chạy theo từng tầng
-Khi Role K1 có điện nó sẽ đóng công tắc thường mở S9 ở cột 1 lại và đóng tiếp điểm thưởng mở K1 ở cột 2.và cột 3 để duy trì dòng điện cho tuầng 1
Hình 4.2 Nhấn nút start để bắt đầu chạy tầng 1
Để dòng điện hoạt động trên tầng 2, cần đóng công tắc thường mở S2, từ đó dòng điện sẽ kích hoạt tiếp điểm thường mở K2 ở cột 4.
5 để cung cấp điện cho tuần 1 hoạt động Đồng thời mở tiếp điểm K2 ở cột 15 để xóa tín hiệu tầng 1.
-Mở công tắc thường đóng S1 để xy lanh B chạy từ B+ sang B-
Hình 4.3 Chạy tầng 2 của xylanh B
Dòng điện sẽ được chuyển từ khoa S1 đến khóa S4 ở tầng 2, trong đó khóa thường mở S4 sẽ đóng lại để cho phép dòng điện đi qua Đồng thời, khóa 5 ở tầng 3 cũng sẽ đóng lại nhằm ngắt điện ở tầng 2, chuẩn bị chuyển dòng điện sang cung cấp cho tầng III.
Hình 4.4 bắt đầu tầng 3 hoạt động
Sau khi cấp điện cho tầng 3, xylanh C sẽ di chuyển từ vị trí C+ sang C-, đồng thời dòng điện qua khóa K3 ở nhánh 6 và 7 sẽ làm đóng hai khóa này Khóa S6 ở nhánh 4 cũng sẽ đóng lại khi tiếp xúc với dòng điện, giúp điều khiển xylanh C như hình minh họa.
Hình 4.5 Tầng 3 hoạt động từng xylanh
Dòng điện tiếp tục di chuyển qua các nhánh còn lại trong tầng, kích hoạt các khóa tự động để điều khiển các xylanh trở về vị trí ban đầu Quá trình này diễn ra theo thứ tự từ xylanh D đến xylanh C và cuối cùng là xylanh B.
Cuối cùng, dòng điện được ngắt tại tầng III và được chuyển về tầng 1 để điều khiển hai xylanh D và E trở về vị trí ban đầu, sẵn sàng cho việc lặp lại quy trình.
VI/ THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC (KHÍ NÉN) THEO NHỊP
Sử dụng các công tắc hành trình S1 đến S10 để xác định vị trí chuyển động của các xy lanh A, B, C, D, E Qua đó, ta có thể thiết lập biểu đồ trạng thái minh họa cho quá trình hoạt động.
Bước 2: Thiết lâ ̣p biểu đồ trạng thái
Bước 3: Lâ ̣p qui trình thực hiê ̣n
Biểu đồ trạng thái cho thấy quy trình có 12 nhịp, nhưng do nhịp thứ 6 cần trì hoãn một khoảng thời gian mà không có chuyển động của xy lanh, nên nhịp thứ 6 có thể coi là trùng với nhịp thứ 7 Do đó, hệ thống hoạt động với 10 nhịp, tương ứng với 10 bước thực hiện.
1 là bước đầu tiên, bước cuối là bước 10 và 6 bước đă ̣t ở giữa chuỗi điều khiển theo nhịp.
-Điều kiê ̣n để cho các nhịp (bước) được thực hiê ̣n:
Nhịp 1: A+ = Start ^ S10 ^ A10 (A10: tín hiê ̣u điều khiển của nhịp cuối cùng). Nhịp 2:A- = S2 ^ A1 (A1: tín hiê ̣u điều khiển của nhịp đầu tiên).
Nhịp 3: B+ = S1 ^ A2 (A2: tín hiê ̣u điều khiển của nhịp thứ hai).
Nhịp 4: C+ = S4 ^ A3 (A3: tín hiê ̣u điều khiển của nhịp thứ ba).
Nhịp 5: D- = S6 ^ A4 (A4: tín hiê ̣u điều khiển của nhịp thứ tư).
Nhịp 6: C- = S7 ^ A5 (A5: tín hiê ̣u điều khiển của nhịp thứ năm).
Nhịp 7: B- = S5 ^ A6 (A6: tín hiê ̣u điều khiển của nhịp thứ sáu).
Nhịp 8: E- = S7 ^ A7 (A7: tín hiê ̣u điều khiển của nhịp thứ bảy).
Nhịp 9: D+ = S9^ A8 (A8: tín hiê ̣u điều khiển của nhịp thứ tám).
Nhịp 10:E+ = S8 ^ A9 (A9: tín hiê ̣u điều khiển của nhịp thứ chín).
Bước 4: Tiến hành vẽ mạch điều khiển
Hình 6.1 mạch vẽ theo nhịp
QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN THEO NHỊP
- Chỉnh các thông số đầu vào của xy lanh A, B, C
- Do xy lanh D và E ban đầu ở vị trí đang duỗi ra nên chúng ta sẽ nối dây đầu vào khác với xy lanh A,B,C và thay đổi đầu vào
- Tiếp đó bắt đầu mô phỏng từng nhịp
+Nhấn nút set để rết lai tất cả chuyển động
Hình 6.2 Nhấn nút set để reset mạch + Sau đó nhấn nút start để bắt đầu chạy từng nhip
Hình 6.3 Nhấn nút start bắt đầu chạy
Khi role K1 được cấp điện, nó sẽ đóng tiếp điểm thường mở tại cột 2 để duy trì hoạt động, đồng thời cũng đóng tiếp điểm thường mở tại cột 3 để chuẩn bị cho nhịp tiếp theo.
Khi role K2 được cấp điện, nó sẽ kích hoạt tiếp điểm thường mở tại cột 4 để duy trì hoạt động, đồng thời đóng tiếp điểm thường mở ở cột 5 để chuẩn bị cho nhịp tiếp theo Ngoài ra, nó cũng mở tiếp điểm thường đóng K2 để xóa tín hiệu nhịp trước đó.
Khi role K3 có điện, nó sẽ đóng tiếp điểm thường mở ở cột 6 để duy trì hoạt động, đồng thời đóng tiếp điểm thường mở ở cột 7 để chuẩn bị cho nhịp tiếp theo, và mở tiếp điểm thường đóng K3 để xóa tín hiệu nhịp trước đó.
Khi role K4 được cấp điện, nó sẽ đóng tiếp điểm thường mở ở cột 8 để duy trì hoạt động, đồng thời đóng tiếp điểm thường mở ở cột 9 để chuẩn bị cho nhịp tiếp theo Ngoài ra, role K4 cũng sẽ mở tiếp điểm thường đóng để xóa tín hiệu nhịp trước đó.
Khi role K5 được cấp điện, nó sẽ đóng tiếp điểm thường mở tại cột 10 để duy trì hoạt động, đồng thời đóng tiếp điểm thường mở tại cột 11 để chuẩn bị cho nhịp tiếp theo Ngoài ra, role K5 cũng sẽ mở tiếp điểm thường đóng nhằm xóa tín hiệu nhịp trước đó.
Khi role K6 được cấp điện, nó sẽ đóng tiếp điểm thường mở tại cột 12 để duy trì trạng thái, đồng thời đóng tiếp điểm thường mở tại cột 13 để chuẩn bị cho nhịp tiếp theo Ngoài ra, tiếp điểm thường đóng của K6 sẽ mở ra để xóa tín hiệu nhịp trước đó Khi đến nhịp thứ 6, role thời gian sẽ hoạt động với thời gian đóng chậm 3 giây trước khi chuyển sang nhịp thứ 7.
Khi role K7 được cấp điện, nó sẽ kích hoạt tiếp điểm thường mở tại cột 14 để duy trì hoạt động, đồng thời đóng tiếp điểm thường mở tại cột 15 để chuẩn bị cho nhịp tiếp theo Ngoài ra, nó cũng mở tiếp điểm thường đóng K7 nhằm xóa tín hiệu nhịp trước đó.
Khi role K8 được cấp điện, nó sẽ đóng tiếp điểm thường mở K8 tại cột 16 để duy trì hoạt động, đồng thời đóng tiếp điểm thường mở K8 ở cột 17 để chuẩn bị cho nhịp tiếp theo Ngoài ra, nó cũng sẽ mở tiếp điểm thường đóng K8 để xóa tín hiệu nhịp trước đó.
