LỜI NĨI ĐẦU Trong cơng cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước ngày nay, tự động hố ngày đóng vai trò quan trọng vào mặt đời sống sản xuất Cùng với phát triển công nghệ điện tử, nhu cầu điều khiển dây chuyền sản xuất cơng nghiệp đòi hỏi linh hoạt, nhanh chóng gọn nhẹ nên điều khiển điện khí nén Sự đời nhiều thiết bị điều khiển khác khẳng định phát triển tồn diện khoa học cơng nghệ người Để thực công việc cách khoa học, nâng cao suất chất lượng sản phẩm, giải pháp hiệu mà cơng ty, xí nghiệp sản xuất thường sử dụng Dây chuyền sản xuất tự động điều khiển điện khí nén đáp ứng nhiều yêu cầu công nghệ hiệu công việc Qua đồ án này, nhóm chúng em giới thiệu hệ thống điều kiển điện khí nén ứng dụng thực đề tài thiết kế mơ hình cánh tay gắp sản phẩm Mơ hình nhóm chúng em xây dựng dựa việc kết hợp từ nhiều nguồn tài liệu mơ hình tham khảo Vì kiến thức hạn chế thời gian tìm hiểu có hạn nên đồ án nhóm chúng em chưa thể phát huy tưởng vào mơ hình Trong thực tế, dây chuyền vận chuyển sản phẩm phức tạp khí khó để thực Chính mà đồ án nhóm chúng em đưa mơ hình thu nhỏ để thể phần ứng dụng hệ thống điện khí nén mà hiệu không cao Rất mong nhận giúp đỡ thầy cô giáo, đặc biệt giúp đỡ thầy Trần Ngọc Hải hướng dẫn chúng em thực đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn! TÓM TẮT Đề tài tập trung nghiên cứu , thiết kế chế tạo mô hình cánh tay gắp sản phẩm, cụ thể sâu vào việc giới thiệu, giải thích cơng nghệ mơ hình, từ đề phương án tính tốn thiết kế xây dựng mơ hình Cấu trúc gồm có chương sau: Chương 1: Trình bày khái niệm liên quan đến dây chuyền sản xuất tự động hóa kết hợp với giới thiệu chung đề tài cần thực bao gồm quy trình cơng nghệ sơ đồ cấu trúc chung hệ thống Chương 2: Phân tích, tính tốn chọn phương án thiết kế phần cứng mơ hình Chương đưa phương án từ tính chọn linh kiện để tiến hành lắp ráp hệ thống Chương 3: Thiết kế kết cấu Chương 4: Thiết kế điều khiển điện khí nén, Dựa yêu cầu hoạt động mơ hình để đưa lưu đồ giải thuật từ viết chương trình lập trình hệ thống CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN  Giới thiệu: Trong chương này, chung em giới thiệu chung công nghệ mô thành phần sử dụng hệ thống 1.1 Đặt vấn đề giới thiệu đề tài Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật, ngành kỹ thuật điện tử mà điều khiển tự động đóng vai trò quan trọng nhiều lĩnh vực Do cần phải nắm bắt vận dụng cách có hiệu để góp phần vào phát triển kinh tế nước nhà Một khâu tự động dây chuyền sản xuất tự động hóa sản phẩm sản xuất băng tải vận chuyển sử dụng hệ thống nâng gắp để vận chuyển Tuy nhiên doanh nghiệp vừa nhỏ tự động hóa chưa hồn tồn áp dụng mà sử dụng nhân cơng, nhiều cho suất chưa cao hiệu sản xuất thấp Từ điều biết thực tế sống kết hợp với kiến thức học, chúng em định thiết kế chế tạo mơ hình mơ hình cánh tay gắp sản phẩm 1.2 Cơ sở lý thuyết ứng dụng 1.2.1 Vai trò tự động hóa đời sống sản xuất 1.2.1.1 Vai trò tự động hóa - Tự động hóa trěnh sản xuất cho phép giảm giá thŕnh vŕ nâng cao suất lao động - Cải thiện điều kiện sản xuất - Đáp ứng cường độ lao động sản xuất đại - Cho phép thực chun mơn hóa hoán đổi sản xuất - Cho phép thực cạnh tranh đáp ứng điều kiện sản xuất 1.2.2 Khái niệm dây chuyền sản xuất tự động hóa  Dây chuyền sản xuất tự động hóa có đặc điểm : - Là hệ thống thiết bị để sản xuất hay vài loại sản phẩm định với sản lượng lớn - Hệ thống thiết bị tự động thực nhiệm vụ gia cơng theo quy trình công nghệ định, cần người theo dõi kiểm tra Nguyên liệu hay bán thành phẩm dời chỗ theo nhịp sản xuất từ vị trí gia cơng đến vị trí gia cơng khác theo cấu chuyển động 1.3 Giới thiệu hệ thống nâng gắp sản phẩm cho đề tài thực 1.3.1 Quy trình cơng nghệ hệ thống - Sơ đồ tổng thể toàn hệ thống Băng tải Cảm biến Pittong điều khiển xoay trục Pittong nâng hạ cánh tay Pittong thu đẩy tay gắp Pittong điều khiển cấu gắp Sản phẩm Ngăn chứa sản phẩm 11 Nút ấn Hệ thống gồm có cấu sau: Ngăn chứa sản phẩm, băng tải sản phẩm, cấu cánh tay robot gắp sản phẩm  Cơ cấu ngăn chứa sản phẩm: Gồm ngăn chứa  Cơ cấu băng tải sản phẩm: Gồm động DC, băng tải, cảm biến phát vật có nhiệm vụ đưa sản phẩm vào để tiến hành gắp sản phẩm  Cơ cấu cánh tay robot: Gồm pittong, pittong 1, pittong 2, pittong 3, pittong điều khiển khí nén cơng tắc hành trình (1÷ 8) Cơ cấu có nhiệm vụ tiến hành gắp sản phẩm băng tải đưa vào ngăn chứa sản phẩm Nguyên lý hoạt động hệ thống: Khi nhấn nút START hệ thống khởi động, động quay kéo băng tải hoạt động Băng tải đưa sản phẩm vào Khi cảm biến có tín hiệu, băng tải dừng, sản phẩm vào vị trí gắp - Cánh tay robot gắp sản phẩm đặt vào ngăn chứa sản phẩm - Ngay cấu gắp reset cho băng tải hoạt động lại Hệ thống tự động hoạt động theo chu kì nhấn STOP hệ thống ngừng làm việc 1.4 Giới thiệu chung phần tử hoạt động hệ thống 1.4.1 Hệ thống kết cấu khí  Băng tải động băng tải  Giới thiệu băng tải - Băng tải - Băng tải thường dùng để di chuyển vật liệu đơn giản vật liệu rời theo phương ngang phương nghiêng Trong dây chuyền sản xuất, thiết bị sử dụng rộng rãi phương tiện để vận chuyến cấu nhẹ - Cấu tạo đơn giản, bền, có khả vận chuyển rời đơn theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng kết hợp nằm ngang với nằm nghiêng Vốn đầu tư khơng lớn lắm, tự động được, vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy, suất cao tiêu hao lượng so với máy vận chuyển khác không lớn - Tuy phạm vi sử dụng băng tải bị hạn chế độ dốc cho phép băng tải không cao không theo đường cong  Cấu tạo chung băng tải - Một động giảm tốc trục vít - Bộ lăn truyền lực chủ động - Hệ thống khung đỡ lăn - Hệ thống dây băng lăn  Phân loại Băng tải có nhiều loại, loại dùng để tải vật liệu khác Tùy vào mục đích sử dụng vật cần tải mà ta chọn băng tải cho phù hợp Các loại băng tải: - Băng tải cao su: Chịu nhiệt, sức tải lớn - Băng tải xích: Khá tốt ứng dụng tải dạng chai, sản phẩm cần độ vững - Băng tải lăn: Gồm băng tải lăn nhựa, băng tải lăn nhựa PVC, băng tải lăn thép mạ kẽm, băng tải lăn truyền động motor - Băng tải đứng: vận chuyển hàng hóa theo phương hướng lên thẳng đứng - Băng tải PVC : Tải nhẹ thông dụng với kinh tế - Băng tải linh hoạt: Di chuyển - Băng tải góc cong: Chuyển hướng sản phẩm 30 đến 180 độ Băng tải dẫn động động điện DC  Xi lanh khí nén Xilanh có nhiệm vụ biến đổi lượng hay động lưu chất thành lượng học - chuyển động thẳng chuyển động quay (góc quay < 360o) Thơng thường xilanh lắp cố định pittong chuyển động Một số trường hợp pittong cố định, xilanh chuyển động Hình 1.8- Xilanh Pittong bắt đầu chuyển động lực tác dụng vào phía (lực áp suất, lò xo khí) lớn tổng lực cản có hướng ngược lại chiều chuyển động (lực ma sát, phụ tải, lò xo, thủy động, lực ì ) Xilanh chia làm loại xilanh lực xilanh quay Trong xilanh lực, chuyển động tương đối pittong xilanh chuyển động tịnh tiến Trong xilanh quay, chuyển động pittong xilanh chuyển động quay Góc thường nhỏ 360o Xilanh lực bao gồm: Xilanh tác dụng đơn, xilanh màng xilanh tác dụng kép  Xilanh tác dụng đơn (xilanh tác dụng chiều): Áp lực tác động vào xilanh phía, phía lại lò xo hay ngoại lực tác động  Xilanh màng: Hoạt động tương tự xilanh tác dụng đơn sử dụng điều khiển khí nén  Xilanh tác dụng kép (xilanh tác dụng hai chiều): Nguyên lý hoạt động xilanh tác dụng hai chiều áp suất dẫn từ hai phía Pittong Đệm kín pittong Trục pittơng 4.Dẫn hướng trục Đệm kín trục Vòng chắn Nắp xilanh Cửa lưu chất Thân xi lanh 10 Buồngtrục 11 Buồng pittong 12 Đế xilanh 13 Cửa lưu chất - Xi lanh tác dụng chiều  Thanh ray trượt Thanh ray trượt cấu gồm ray trượt tạo chuyển động tịnh tiến Thanh trượt loại trượt dùng nhiều máy in, máy công nghiệp Kết cấu trượt đơn giản, phần di động ăn khớp với phần cố định bên mối ăn khớp viên bi nhỏ làm thép chống ăn mòn phải làm việc môi trường ma sát cao, giúp cho trượt mịn, khơng rơ trượt với độ xác cao Hình 1.10- Thanh ray 1.4.2 Hệ thống điều khiển  Cảm biến phát sản phẩm - Cảm biến quang Cảm biến giới thiệu thiết bị để biến đổi đại lượng vật lí đại lượng không điện cần đo thành đại lượng đo Nó thành phần quan trọng thiết bị đo hay hệ điều khiển tự động Cảm biến Quang điện (Photoelectric Sensor, PES) nói cách nơm na, thực chất chúng linh kiện điện tử quang điện tạo thành Khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt cảm biến quang, chúng thay đổi tính chất Tín hiệu quang biến đổi thành tín hiệu điện nhờ tượng phát xạ điện tử cực catot (Cathode) có lượng ánh sáng chiếu vào Thông số kỹ thuật +Loại cảm biến :EX-11P hãng panasonic -Nguồn cung cấp 12-24V DC  Rơ le - Rơ le trung gian Trong hệ thống điện tự động rơ le thiết bị khơng thể thiếu Rơ le dùng để cấp nguồn cho hệ thống hoạt động thơng qua tín hiệu đầu vào nhận từ thiết bị điều khiển Ngồi ra, rơ le dùng để đảo cực tính dòng điện chiều Vì ứng dụng thực tế rơ le rộng rãi hệ thống tự động  Cấu tạo rơ le - Mạch từ: Có tác dụng dẫn từ, rơ le điện từ chiều, gông từ chế tạo từ thép khối thường có dạng hình trụ tròn (vì dòng điện từ khơng gây dòng điện xốy nên khơng gây phát nóng từ ) Đối với rơ le điện từ xoay chiều, mạch từ thường chế tạo từ thép kỹ thuật điện ghép lại (để giảm dòng điện xốy Fucơ phát nóng) - Cuộn dây: Được quấn lõi thép, dây quấn làm đồng bên ngồi có lớp sơn cách điện - Lò xo: Dùng để giữ nắp - Tiếp điểm: Thường có hay nhiều cặp tiếp điểm, cặp 0-1 tiếp điểm thường mở, cặp 0-2 tiếp điểm thường đóng Cấu tạo rơ le - Nguyên lí làm việc: Khi chưa cấp điện vào hai đầu A B, lực hút điện từ Khi cho dòng điện đủ lớn vào hai đầu A B, dòng điện chạy qua cuộn dây sinh từ trường tạo lực hút điện từ Nếu lực lực hút điện từ thắng lực kéo lò xo nắp mạch từ hút xuống, tiếp điểm 0-1 mở ra, tiếp điểm 0-2 đóng lại Nếu khơng cấp điện vào hai đầu A B tiếp điểm trở lại trạng thái ban đầu  Cơng tắc hành trình Cơng tắc hành trình linh kiện khơng thể thiếu hệ thống tự động Công tắc hành trình dùng nhiều ngành xây dựng, khai thác mỏ, cảng, công nghiệp nặng, dây chuyền tự động, thiết bị nâng, băng tải để kiểm soát chuyển động, hành trình, tốc độ, an tồn…Các cơng tắc hành trình nút nhấn (button) thường đóng, thường mở, cơng tắc tiếp điểm, cơng tắc quang - Cơng tắc hành trình Khi cơng tắc hành trình tác động làm đóng ngắt mạch điện ngắt khởi động cho thiết bị khác Người ta dùng cơng tắc hành trình vào mục đích như: - Giới hạn hành trình ( cấu đến vị trí giới hạn tác động vào công tắc làm ngắt nguồn cung cấp cho cấu -> khơng thể vượt qua vị trí giới hạn) - Hành trình tự động: Kết hợp với rơle, để cấu đến vị trí định trước tác động cho cấu khác hoạt động (hoặc cấu đó) CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN  Giới thiệu: Trong chương tiến hành phân tích sâu cơng nghệ mơ hình từ đề phương án thiết kế điều khiển hệ thống 4.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN Điều khiển q trình hệ thống, tác động hay nhiều đại lượng vào, đại lượng thay đổi theo quy luật định hệ thống (Theo tiêu chuẩn DIN 19266- Cộng hòa Liên Bang Đức) Một hệ thống điều khiển bao gồm: thiết bị điều khiển đối tượng điều khiển Tín hiệu nhiễu Đối tượng điều khiển Dây chuyền sản xuất Tín hiệu điều khiển X1 X2 Thiết bị điều khiển Hình 5.1: Sơ đồ hệ thống điều khiển - Đối tượng điều khiển thiết bị máy móc kỹ thuật - Thiết bị điều khiển(mạch điều khiển) bao gồm: phần tử đưa tín hiệu vào, phần tử xử lý điều khiển, cấu chấp hành - Tín hiệu điều khiển: đại lượng thiết bị điều khiển đai lượng vào đối tượng điều khiển Phần tử xử lý điều Phần tử đưa tín hiệu Cơ cấu chấp hành khiển Ví dụ: - Van đảo chiều Ví dụ:- Cơng tắc, nút ấn - Cơng tác hành trình - Cảm biến tia Ví dụ: - Xy lanh - Van chặn - Van tiết lưu - Van áp suất - Phần tử khuêch đại Hình 5.2: Các phần tử mạch điều khiển - Động khí nén 4.2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 4.2.1 Thiết kế biểu đồ trạng thái - Biểu đồ trạng thái biểu diễn trạng thái phần tử mạch, mối liên hệ phần tử trình tự chuyển mạch phần tử - Trục tọa độ thẳng dứng biểu diễn trạng thái (hành trình chuyển động, góc quay, áp suât ) - Trục tọa độ nằm ngang biểu diễn bước thực thời gian hành trình - Hành trình làm việc chia thành bước Sự thay đổi trạng thái bước được biểu diễn nét đậm Sự liên kết tín hiệu biểu diễn đường nét nhỏ chiều tác động biểu diễn mũi tên So +  XILANH A=B _  +  c1 a1=b1 a1=b1 ao=bo     ao=bo  c1 XILANH C _ +  co     d1 XILANH D _ D  d1  C+1 +  C1- + + A =B C+2 Biểu đồ trạng thái Nguyên lý hoạt động hệ thống: co - D C2- A-=B- 9=1 Khi nhấn nút START hệ thống khởi động, động quay kéo băng tải hoạt động Băng tải đưa sản phẩm vào Khi cảm biến có tín hiệu, băng tải dừng, sản phẩm vào vị trí gắp - Cánh tay robot gắp sản phẩm đặt vào ngăn chứa sản phẩm - Ngay cấu gắp reset cho băng tải hoạt động lại Hệ thống tự động hoạt động theo chu kì nhấn STOP hệ thống ngừng làm việc Cơ cấu gắp gồm :4 xilanh A,B,C,D hoạt đông theo chu trình sau Xilanh C đẩy theo phương ngang – xilanh D đẩy gắp sản phẩm- xilanh C lùi xilanh A B đồng thời thực quay nâng vật lên- xilanh C tiếp tục đẩy – xilanh D lùi nhả sản phẩm –xilanh C lùi -xilanh A B đồng thời thực quay hạ vị trí ban đầu- kết thúc chu trình 4.2.2 Thiết kế mạch điều khiển Nút khởi động : 𝑆𝑜 Cơng tắc hành trình xoay : 𝑎𝑜 Cơng tắc hành trình xoay : 𝑎1 Cơng tắc hành trình nâng : 𝑏𝑜 Cơng tắc hành trình nâng 𝑏1 Cơng tắc hành trình đẩy 1: 𝑐𝑜 Cơng tắc hành trình đẩy 2: 𝑐1 Cơng tắc hành trình gắp 𝑑𝑜 Cơng tắc hành trình gắp 𝑑1 Van khí 1,2,3,4 Từ biểu đồ trạng thái ta có phương trình logic sau: 𝐴+ =𝐵 + =𝑎𝑜 𝑐𝑜 𝑑1 𝐴− =𝐵 − =𝑎1 𝑐𝑜 𝑑𝑜 𝐶 + = 𝐶1+ + 𝐶2+ = 𝑎𝑜 𝑐𝑜 𝑑𝑜 +𝑎1 𝑐𝑜 𝑑1 𝐶 − = 𝐶1− + 𝐶2− = 𝑎𝑜 𝑐1 𝑑1 + 𝑎1 𝑐1 𝑑0 𝐷+ = 𝑎𝑜 𝑐1 𝑑𝑜 𝐷− = 𝑎1 𝑐1 𝑑1 Đơn giản mạch biểu đồ Kanaugh Ta có biểu đò kanough với biến: co co c1 c1 ao C+1 A+=B+ C1- D+ a1 A-=B- C+2 D- C2- d1 d1 d1 d1 -Đơn giản hành trình Xilanh A,B co co c1 c1 ao + + A-=B- A =B A-=B- a1 + + + + + + A-=B- A =B A =B A =B d1 d1 d1 𝐴+ =𝐵 + = 𝑐𝑜 𝑑1 𝐴− =𝐵 − = 𝑐𝑜 𝑑𝑜 A-=B- d1 -Đơn giản hành trình Xilanh C (𝐶 + , 𝐶 − ) co co c1 c1 ao C+1 C1- C1- C+1 a1 C2- C+2 C+2 C2- d1 d1 d1 d1 𝐶 + =𝑎𝑜 𝑑𝑜 +𝑎1 𝑑1 𝐶 − = 𝑎𝑜 𝑑1 + 𝑎1 𝑑0 -Đơn giản hành trình Xilanh C (𝐷+ , 𝐷− ) co co c1 c1 ao D- D+ D+ D+ a1 D- D+ D- D- d1 d1 d1 d1 𝐷+ = 𝑎𝑜 𝑐1 𝐷− = 𝑎1 𝑐1 Sau đơn giản mạch logic biểu đồ kar naugh ta có phương trình logic đơn giản 𝐴+ =𝐵 + = 𝑐𝑜 𝑑1 𝐴− =𝐵 − = 𝑐𝑜 𝑑𝑜 𝐶 + =𝑎𝑜 𝑑𝑜 +𝑎1 𝑑1 𝐶 − = 𝑎𝑜 𝑑1 + 𝑎1 𝑑0 𝐷+ = 𝑎𝑜 𝑐1 𝐷− = 𝑎1 𝑐1 Từ phương trình logic đơn giản ta có sơ đồ logic ao=bo a1=b1 co c1 d1 & & & & & & & & A+=B+ s R - A+=B+ A-=B- - A =B C+1 =1 C+ C+2 s R C1- =1 C- C2- D+ s R - D D+ D- C+ C- Mô phần mềm automation studio ao A+ a1 A- bo B+ b1 B- co d1 co so co C+ k1 k2 ao=bo k3 c1 C- D+ k1 A+=B+ k2 A-=B- k3 C+ k4 C- a1=b1 d1 ao=bo d1 k4 a1=b1 ao=bo c1 k5 a1=b1 c1 k6 4.3 Lựa chọn động phần tử điều kiển 4.3.1 Chọn động k5 D+ k6 D- d1 D- Công suất động cần thiết: Pdc = Pct = ηch 0,9 = 1.1 (W) Tỉ số truyền động băng tải : 𝑑1 i= 𝑑2 = 58 58 =1 Tốc độ quay băng chuyền: v nbc= ×60 = d×π 200 ×60 = 106 (vòng/phút) 36×π Tốc độ quay động cơ: ndc = nbc 𝑖 = 106 = 106 (vòng/phút)  Từ thơng số tính tốn em chọn động có thông số sau: - Nguồn 24VDC - Tốc độ động cơ: n = 115 (vòng/phút) - Cơng suất 0,009 kW - Moment xoắn cực đại 7.5 N.m - Khối lượng 250g - Đường kính trục 6mm - Hệ số giảm tốc 50:1 e - Động băng tải 4.3.2 Chọn cảm biến phát vật Chọn cảm biến quang điện loại phản xạ khuếch tán - Khoảng cách đo: - 150 mm - Nguồn cấp: 12 – 24 VDC | 24 - 240 VAC (± 10% sai số) - Ngõ ra: Relay - Chế độ hoạt động: Light-ON - Cấp độ bảo vệ: IP65 - Kiểu kết nối: Cáp nối sẵn dài m Ta sử dụng cảm biến để phát sản phẩm - Cảm biến quang sử dụng mơ hình 4.3.3 Tính chọn xilanh Với áp suất khí nén đầu vào khơng thay đổi lực tác dụng xilanh phụ thuộc vào đường kính xilanh Nên ta phải chọn xilanh có đường kính thích hợp  PITTONG 1: Giúp cánh tay xoay quanh trục Xi lanh xoay trục hoạt động cần cung cấp lực đẩy tối thiểu 10N Nếu bỏ qua lực ma sát trọng lượng trục pittong ta có cơng thức: F = P*A Trong đó: P áp suất khí nén tác dụng lên xi lanh: P = bar = 0.2 (N/mm2) A diện tích làm việc cần pittong  A= 𝐹 𝑃 = 10 0.2 = 50 (mm2)  Đường kính xilanh: 𝐴 50 π π d = √ = 2√ Ta chọn xi lanh có: = (mm) Đường kính trong: 25 mm Hành trình pittong: 150 mm Chiều dài: 250mm Áp suất cho phép: p= bar  PITTONG 2: Giúp nâng hạ cánh tay lên xuống theo phương phương thẳng đứng Xi lanh nâng hạ hoạt động cần cung cấp lực đẩy tối thiểu 40N Diện tích làm việc cần pittong  A= 𝐹 𝑃 40 = 0.2 = 200 (mm2)  Đường kính xilanh: 𝐴 200 π π r = √ = 2√ = 16 (mm) Ta chọn xi lanh có: Đường kính trong: 25 mm Hành trình pittong:150 mm Chiều dài: 200 mm Áp suất cho phép: p= bar  PITTONG 3: Giúp cánh tay chuyển động vào theo phương ngang Xilanh đẩy vào hoạt động cần cung cấp lực tối thiểu 5N Diện tích làm việc cần pittong  A= 𝐹 𝑃 = 0.2 = 25 (mm2)  Đường kính xilanh: 𝐴 25 𝜋 𝜋 r = 2√ = 2√ = 5.6 (mm) Ta chọn xi lanh có: Đường kính trong: 10 mm Hành trình pittong :150 mm Chiều dài: 200 mm Áp suất cho phép: p= bar  PITTONG 4: Giúp cánh tay gắp sản phẩm Xilanh điều khiển tay gắp hoạt động cần cung cấp lực tối thiểu 3N Diện tích làm việc cần pittong:  A= 𝐹 𝑃 = 0.2 = 15 (mm2)  Đường kính xilanh: 𝐴 15 𝜋 𝜋 r = √ = 2√ = 4.4 (mm) Ta chọn xi lanh có: Đường kính trong: mm Hành trình pittong: 50 mm Chiều dài: 150 mm Áp suất cho phép: p = bar 4.3.4 Chọn van khí: Chọn van 5/2 làm van đảo chiều điều khiển dòng khí nén - Van đảo chiều 5/2 Các thông số kỹ thuật : - Áp suất chịu ðýợc: 1.5 ~ 8.0 Bar (kg/cm2) - Ðiện áp ðịnh mức: 24VDC - Dòng điện định mức: 23 mA Hệ thống có xilanh nên ta dùng van 5/2 để điều khiển Các van gắn đế dùng chung nguồn khí nén cấp vào 4.3.5 Chọn nguồn chiều rơ le trung gian Nguồn Với yêu cầu công nghệ mô hình ta cần nguồn với mức điện áp 24V Ta chọn biến áp 5A làm nguồn chiều - Nguồn biến áp cung cấp đồng thời nhiều loại điện áp: 12V, 24V với dòng điện định mức lớn Bộ nguồn Rơ le Với yêu cầu hệ thống đặt ta chọn loại rơ le LY2N Omron chân lớn 24VDC/10A - Rơ le 24V Kết luận: Sau kết thúc chương này, tất khâu tính tốn thiết kế xong chúng em tiến hành thiết kế mơ hình KẾT LUẬN CHUNG Tuy thời gian làm đề tài có hạn, nhờ nhận hướng dẫn tận tình thầy Trần Ngọc Hải với cố gắng thân, chúng em hoàn thành đồ án tốt ngiệp thời gian quy định Sau hoàn thành tập đồ án này, em tìm hiểu nắm vững kiến thức PLC, loại van, xi lanh khí nén loại cảm biến cơng nghiệp giúp chúng em hiểu ứng dụng thực tế Mặc dù cố gắng chắn chúng em khó tránh khỏi thiếu sót q trình thi cơng mơ hình hoàn tất đề tài Rất mong nhận ủng hộ giúp đỡ quý thầy cô! TÀI LIỆUTHAM KHẢO [1] Hệ thống truyền động thủy lực khí nén,TS Trần Ngọc Hải- PGS.TS Trần Xuân Tuỳ [2] Điện tử cơng suất, Nguyễn Bính [3] Thiết kế chi tiết máy, Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm [4] Điều khiển logic truyền động điện, Ths Khương Công Minh, Đại học Đà Nẵng – Trường Đại học Bách Khoa [5] Hệ thống điều khiển tự động thuỷ lực,PGS.TS Trần Xuân Tuỳ, NXB Khoa học kỹ thuật – Hà Nội – 2002 PHỤ LỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU TÓM TẮT CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề giới thiệu đề tài 1.2.Cơ sở lý thuyết ứng dụng 1.2.1 Tự động hóa vai trò tự động hóa đời sống sản xuất 1.2.2 Khái niệm dây chuyền sản xuất điều kiển tự động 1.3 Giới thiệu hệ thống nâng gắp sản phẩm 1.3.1 Quy trình cơng nghệ hệ thống 1.4 Giới thiệu phần tử hoạt động hệ thống 5-15 1.4.1.Hệ thống kếu cấu khí 1.4.2.Hệ thống điều kiển CHƯƠNG THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN TRONG HỆ THỐNG VÀ THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC 17 2.1 Ý tưởng thiết kế 17 2.1.1 Ý tưởng thiết kế 17 2.1.2 Phạm vi nội dung thiết kế hệ thống 17 2.2 Phân tích, tính tốn chọn phương án thiết kế 18 2.2.1 Thiết kế hệ thống băng tải 18 2.2.1.1 Thiết kế kích thước tổng quan chi tiết gia công băng tải 20 2.2.2 Thiết kế hệ thống cánh tay gắp 21 2.2.2.1 Yêu cầu 21 2.2.2.2 Thiết kế tổng thể 21 2.2.3 Thiết kế ngăn chứa sản phẩm 22 CHƯƠNG THIẾT KẾ KẾT CẤU 24 3.1.Tính tốn c24 cấu chấp hành……………………………………………………22 3.2 Tính tốn cơng suất động 23 CHƯƠNG 4.THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN KHÍ NÉN 25 4.1.Cơ sở lý thuyết điều kiển điện khí nén…………………………………………………………… 26 4.2 Thiết kế hệ thống điều kiển điện khí nén 27 4.2.1 Thiết kế biểu đồ trạng thái 27 4.2.2 Thiết kế mạch điều kiển 28 4.3 lựa chọn động phần tử điều kiển 29 4.2.1.Chọn động 29 4.2.2.Chọn cảm biến phát vật 30 4.2.3 Tính chọn xilanh 30 4.2.4 Chọn van 31 4.2.5 Chọn nguồn chiều role trung gian 32 ... thống điều khiển bao gồm: thiết bị điều khiển đối tượng điều khiển Tín hiệu nhiễu Đối tượng điều khiển Dây chuyền sản xuất Tín hiệu điều khiển X1 X2 Thiết bị điều khiển Hình 5.1: Sơ đồ hệ thống điều. .. Thiết kế hệ thống cánh tay gắp 2.2.2.1 Yêu cầu Trong mơ hình cánh tay gắp có vai trò quan trọng Nó thực nhiệm vụ gắp sản phẩm có kích thước khác đặt vào vị trí khác Do cánh tay phải thiết kế... trí gắp - Cánh tay robot gắp sản phẩm đặt vào ngăn chứa sản phẩm - Ngay cấu gắp reset cho băng tải hoạt động lại Hệ thống tự động hoạt động theo chu kì nhấn STOP hệ thống ngừng làm việc Cơ cấu gắp