Máy cắt tôn tự động
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (852.75 KB, 24 trang )
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 1 -
Trong sự nghiệp công nghiêp hóa, hiện đại hóa đất nước vấn đề tự động hóa sản
xuất có vai trò trò đặc biệt quan trọng. Nó giúp nâng cao năng suất dây chuyền công
nghệ, nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm, đồng thời cải thiện
điều kiện lao động. Sự cạnh tranh hàng hoá đặt ra một vấn đề thời sự là làm sao để hệ
thống tự động hoá sản xuất phải có tính linh hoạt nhằm đáp ứng với sự biến động
thường xuyên của thị trường hàng hoá.
Ngày nay ngành tự động hóa đóng vai trò rất quan trọng trong nền sản xuất hiện
đại. Ngày nay mọi công việc sản xuất đều có ít hay nhiều sự có mặt của công nghệ tự
động,tiêu biểu như băng tải, tay gắp … , kết hợp với một số thiết bị khác như: pittong,
cảm biến,…Mô hình cắt tôn tự động có hoạt đông gần giống như với thực tế trong sản
xuất.
Để thực hiện đồ án này nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận
tình của GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG, và các thầy cô giáo bộ môn khoa điện tử đả
giúp chúng em hoàn thành đồ án này.
Trong quá trình làm đồ án không tránh những thiếu sót mong các bạn đọc và
thầy cô giáo góp ý để đồ án hoàn thiện và đầy đủ hơn.
TP.Hồ Chí Minh
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 2 -
THÀNH VIÊN NHÓM và BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ:
1.TRẦN VĂN ƯỚC.
Viết chương trình điều khiển và biên soạn báo cáo.
2.LÊ MINH TÂM
Thi công phần cứng, mua linh kiện.
3.PHAN NGỌC HUY
Lắp ráp phần cứng.
4.HỒ NGUYỄN MINH TÂM
Viết báo cáo.
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 3 -
ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
…………………………………
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 4 -
MỤC LỤC
Trang giống bìa
Lời mở đầu 1
Thành viên nhóm và bảng phân công nhiệm vụ 2
Nhận xét của giáo viên 3
PHẦN MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài 5
II. Phương pháp thực hiện 5
III. Mục đích và yêu cầu 5
IV. Thời gian thực hiện 5
PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
I. Xylanh 6
II. Valve khí nén 7
III. Giới thiệu về IC 8
3.1.Khảo sát IC 7490 8
3.2. Khảo sát IC 7447 12
IV. Động cơ DC 13
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ
I. Mạch điều khiển động cơ 14
II. Mạch đếm 15
III. Mạch cảm biến dùng led hồng ngoại 17
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MÔ HÌNH
I. Hệ thống dao cắt 19
II.Hệ thống băng chuyền 20
III.Mô tả hoạt động của hệ thống 21
CHƯƠNG IV: LẬP TRÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 22
PHẦN KẾT LUẬN 23
Tài liệu tham khảo 24
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 5 -
PHẦN MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn dề tài:
Nhóm chúng em chọn đề tài’’cắt tôn tự động”vì đây là một đề tài hay gần giống
như trong thực tế sản xuất giúp cho tụi em có cái nhìn tổng quan hơn về hệ thống tự
động trong công nghiệp.
II.Phương pháp thực hiện:
Đề tài này nhóm tụi em thu thập thông tin ở trên mạng, trên sách và sự hướng
dẫn của thầy cô giáo khoa diện tử.
Thiết kế mô hình thực tế.
III. Mục đích và yêu cầu của đề tài.
- Làm ra một mô hình có thể hoạt động được
- Với mô hình này thì yều có thể cắt được tôn nhưng vì điều kiện lên nhóm chỉ
cắt bìa các tông và có thể căt tự động cắt với số lượng được lập trình theo mong muốn
đồng thời hiển thị số lượng dó ra ngoài để quan sát.
- Việc chế tạo ra mô hình hoạt động tốt sẽ tạo điều kiện cho dinh viên có cơ hội
học tập và nghiên cứu một cách thực tế, là một cơ hôi tốt giúp sinh viên khỏi bỡ ngõ khi
làm việc thực tế.
- Việc này cũng đòi hỏi sinh viên phải tham khảo thực tế nhiều lĩnh vực và tham
khảo bằng nhiều tài liệu khác nhau. Do dó mang lại sự hiểu biết sâu sắc hon cho sinh
viên không chỉ trong một lĩnh vực tự động hóa mà còn nhiều lĩnh vực, ngành nghề khác
như điện, điện tử, cơ khí…
IV. Thời gian thực hiện
- Từ ngày 22/3- 28/3: chọn đề tài tìm tài liệu.
- Từ ngày 28/3- 4/4: thiết kế mô hình, chọn mua linh kiện vật tư.
- Từ ngày 5/4-11/4: thi công lắp ráp mô hình, viết báo cáo.
- Từ ngày 12/4-18/4: hoàn thành báo cáo, thi công lắp ráp mô hình.
- Từ ngày 19/4-21/4: thi công xong, báo cáo bảo vệ đồ án.
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 6 -
PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
I. XY LANH
1.1.Xy lanh tác động đơn(xy lanh tác động một chiều):
Áp lực khí nén chỉ tác dụng vào một phía của xy lanh, phía còn lại là do ngoại
lực hoặc do lực lò xo tác động.
Ký hiệu
1.2. Xy lanh tác động kép(xy lanh tác đông 2 chiều)
Áp suất khí nén được dẫn vào 2 phía của xy lanh, do yêu cầu điều khiển ma xy
lanh sẽ đi vào hay đi ra tùy thuộc vào áp lực khí nén vào phía sau.
- Xy lanh tác động kép không có giảm chấn cuối hành trình chạy:
Ký hiệu
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 7 -
II. VALVE KHÍ NÉN
Đây là valve 5/2
Trong đó: 1: nguồn cung cấp tín hiệu vào
2: tín hiệu ra
4: tín hiệu ra
3: cửa xả
5: cửa xả
2.1. Van đảo chiều 5/2 không duy trì:
Nguyên lý hoạt động của van đảo chiều không duy trì 5/2 như sau: khi chưa có
tín hiệu nguồn từ cửa 1 sẽ nối với cửa 2, khi có tín hiệu ở đường điều khiển A thì nòng
van sẽ dịch chuyển sang phải và nguồn từ cửa 1 sẽ di chuyển theo chiều mũi tên đi lên
cửa 4. Khi tìn hiệu ở đường điều khiển A bị mất, thì do lực nén lò xo nòng van sẽ di
chuyển sang bên trái. Lúc này nguồn 1 sẽ di chuyển theo chiều mũi tên để cấp tín hiệu
cho cửa 2
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 8 -
2.2. Van đảo chiều 5/2 duy trì
Kí hiệu
Nguyên lý hoạt động của van đảo chiều 5/2 như sau: khi chưa có tín hiệu, nguồn
từ cửa 1 sẽ nối với cừa 2, khi có tín hiệu ở điều khiển A+, thì nòng van sẽ dịch chuyển
sang phải và nguồn từ cửa 1 sẽ di chuyển theo chiều mũi tên đi lên cửa 4. Khi tín hiệu ở
đường điều khiểu A+ bị mất, nòng van không tự di chuyển về trạng thái ban đầu, nếu
muốn thay đổi trạng thái thì đồng thời tín hiệu ở đường tín hiệu A- phải có và tín hiệu ở
đường A+ phải mất đi, nòng van sẽ di chuyển sang bên trái. Lúc này nguồn 1 sẽ di
chuyển theo mũi tên để cấp tín hiệu cho cửa 2.
III. GIỚI THIỆU VỀ IC
3.1.Khảo sát IC 7490
Sơ đồ chân của IC 7490
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 9 -
Sơ đồ bên trong ic 7490
- IC 7490 là loại IC đếm bất đông bộ (mạch đếm độc lập với xung đồng bộ CK)
cấu trúc bên trong của IC 7490 gồm 2 phần:
+ Phần 1: gồm 1 FF JK độc lập có ngõ nhận xung, mạch này dùng đễ chia đôi tần
số.
+ phần 2: gồm 3 FF có ngõ vào xung Ck, mạch này có nhiệm vụ thực hiện chia 5
tần số . Số xung tại ngõ vào Ck sẽ được đếm chuyển thành số BCD trên tổ hợp chân
QA,QB,QC,QD, tùy theo cách mắc các ngõ reset và ngõ vào ta có cách đếm từ 0-9
+ Hai ngõ vào reset R01 và R02 .khi reset về trạng thái ban đầu thì cả 2 chân R01
và R02 phải được đưa lên mức cao ít nhất vài chục ns
+ Hai chân R91 và R92 còn gọi là chân đặt lại giá trị chính, bình thường 1 trong 2
hay cả 2 chân nối xu6o6ng1 mức thấp, khi muốn có giá trị 9 hai chân này phải nối
lên mức cao.
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 10 -
- Khi dùng IC 7490, có 2 cách nối mạch cho cùng chu kỳ đếm 10, tức là tần số tín
hiệu ở ngõ ra sau cùng bằng 1/10 tần số xung CK, nhưng dạng tín hiệu ra khác nhau.
h đếm 5x2: Nối ngõ ra QD với ngõ vào A, xung đếm (CK) nối với ngõ vào B.
- Bảng trạng thái đếm cho 2 dạng mạch đếm trên:
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 11 -
Bảng trạng thái theo 2 kiểu đếm IC 7490
Đếm 2x5 Đếm 5x2
- Dạng sóng ngõ ra sau cùng trong 2 trường hợp trên:
dạ
ng
sóng ngõ ra theo 2 kiểu đếm của IC 7490
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 12 -
3.2.Khảo sát IC 7447.
Sơ đồ chân của IC 7447
- Đây là IC khá đơn giản dùng để chuyển tín hiệu dạng số nhị phân ở ngõ vào sang mã
7 đoạn.
- Để thấy IC này hoạt động ở tích cực mức thấp. Do đó ta có bảng chân thực sau:
- Để IC hoạt động ta kết nối chân 16 (Vcc) với nguồn 5 V, chân số 8 với đất. Ngỏ vào
có 4 chân là 7,1,2,6 tương ứng với A,B,C,D trong đó mức ý nghĩa giảm dần từ A đến D.
Kết nối các ngõ ra A,B,C,D của iC với các công tắc mà mỗi công tắc đơn giản là nằm
giữa 2 mức cao hoặc thấp. Các chạn LT, BI/RBO, RBI không cần kết nối.
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 13 -
V. ĐỘNG CƠ DC
- Là loại động cơ một chiều sử dụng ngồn điện 24VDC.
- Tốc độ quay 2000v/f (rpm).
- Có gắn bộ giảm tốc bằng cơ khí.
- Dòng tải mã là 300mA.
- Nhờ có bộ giảm tốc mà moment tải lớn lên được dùng để kéo băng chuyền
trong hệ thống. Để điều khiển tốc độ băng tải nhanh chậm, ta điều chỉnh núm vặn, lúc
này điện áp cung cấp cho motor thay đổi, làm tốc độ motor thay đổi theo.
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 14 -
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ
I. MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ:
1.1. Sơ đồ nguyên lý:
R5
R
J4
CON1
1
24v - ac
CON2
1
2 C1
2200u
C3
C
Q2
tip 122
R4
R
+
-
~
~
D2
DIODE BRIDGE_1423
R3
R
J3
CON2
1
2
D7
DIODE
U2
LM317/CYL
3
1
2
VIN
ADJ
VOUT
J2
output plc
1
R2
RESISTOR TAPPED
R1
R
Q3
A1015
Tip 122 là mạch transitor ghép nối kiểu Darlinton. Trong mạch tip 122 có chức năng
đóng cắt đông cơ:
Khi ngõ ra PLC =0 thì điện áp tại chân B của A 1015 thấp hơn điện áp tại chân E
(A 1015) do sự phân áp giữa R3 và R4. Do đó transitor A1015 dẫn cấp dòng cho tip
122 dẫn.Động cơ hoạt động
Khi ngõ ra PLC = 24V; VB=VC (A 1015) ngưng dẫn do đó tại chân B của Tip
122 không có dòng kích dẫn Tip 122 ngưng dẫn. Động cơ ngưng hoạt động.
1.2. MẠCH IN:
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 15 -
II. MẠCH ĐẾM
2.1. Sơ đồ nguyên lý:
Mạch đếm này sử dụng ic 7490. Khi có xung ngõ vào tác động xung cạnh xuống sẽ làm cho ic 7490 bắt đầu đếm. Cứ mỗi xung vào thì ic sẽ đếm một lần. để hiển thi ra ngoài ta đưa qua mạch giải mã dung IC 7447 rồi hiển thị trên led 7 đoạn. Trong phạm vi ứng dụng này thì mạch chỉ có thể đếm tối
đa 99.
R2
R
R5
1K
J1
CON2
1
2
C2
1000
0
0
U2
78XX/TO
1 3
2
VIN VOUT
GND
0
U8
7447
7
1
2
6
4
5
3
13
12
11
10
9
15
14
16
8
D0
D1
D2
D3
BI/RBO
RBI
LT
A
B
C
D
E
F
G
VCC
GND
D6
LED
C3
1mf
0
Q1
C1815
0
R1
R
+
-
~
~
D2
DIODE BRIDGE_1423
U7
7447
7
1
2
6
4
5
3
13
12
11
10
9
15
14
16
8
D0
D1
D2
D3
BI/RBO
RBI
LT
A
B
C
D
E
F
G
VCC
GND
U13
7490a
14
1
12
9
8
11
5
10
2
3
6
7
CLKA
CLKB
QA
QB
QC
QD
vcc
GND
R01
R02
R91
R92
J2
ngo v ao xung ngoai
1
R10
R
C1
2200u
0
U14
7490_0
14
1
12
9
8
11
5
10
2
3
6
7
CLKA
CLKB
QA
QB
QC
QD
VCC
GND
R01
R02
R91
R92
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 16 -
R6
R
R14
R
R12
R8
R
U14
led 7 doan
7
6
4
2
1
9
10
5
3
8
A
B
C
D
E
F
G
Dp
3
8
R17
R
R11
R19
R
R13
R
R10
R18
R
R16
R
U13
led 7 doan
7
6
4
2
1
9
10
5
3
8
A
B
C
D
E
F
G
Dp
3
8
R15
R
R7
R
R20
R
2.2. Mạch in:
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 17 -
III. MẠCH CẢM BIẾN DÙNG LED HÔNG NGOẠI
Mạch dùng để xác định độ dài của tấm tôn cần cắt.
3.1 mạch phát tín hiệu hồng ngoại.
Điện trở có giá trị 100 chm có tác dụng hạn dòng cấp cho led phát
hồng ngoại.
Khi có dòng điện chạy qua thì phát ra tín hiệu hồng ngoại một cách
liên tục ra ngoài không gian theo hướng nhất định. Trong mô hình cắt
tôn này ta chỉnh sao cho tín hiệu hồng ngoại phát ra từ led phát đi thẳng
trực tiếp đến led thu tín hiệu ở mạch thu hồng ngoại.
3.2. mạch thu hồng ngoại.
D1
LED PHAT
0
5V
100
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 18 -
Điện trở 560 ohm dùng để hạn dòng cho led
thu.
Khi tín hiệu từ led phát phát ra thì khi đó led thu
sẽ nhận được tín hiệu và sẽ có dòng điện từ nguồn
qua led thu xuống mass. Khi không có tín hiệu từ led
phát thì ở bên led thu sẽ không có nhận tín hiệu và
khi đó dòng điện sẽ được đưa vào chân b của C1815
làm trans này dần. lúc này dòng điện sẽ từ nguồn đi
qua ngõ vào của PLC qua trans xuống mass.
SW1
cong tac ngo v ao plc
R1
560
R7
1K
C1
1uF
D2
LD THU
Q1
C1815
VCC
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 19 -
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH
I. HỆ THỐNG CẮT.
Lưỡi dao cắt
pittong
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 20 -
II. HỆ THỐNG BĂNG CHUYỀN
Trục đỡ
Motor
kéo
Đai chuyền
Các trục lăn
Trục bi
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 21 -
III. MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG.
Khi cấp nguồn cho hệ thống, Motor kéo băng chuyền sẽ hoạt động , băng chuyền
sẽ kéo tấm tôn đi ra đến vị trí cảm biến xác định độ dài cần cắt thì dừng. Lúc này valve
điện từ điều khiển pittong làm cho lưỡi dao phái trên di chuyển xuống cắt tôn. Sau khi
cắt xong pittong di chuyển đưa lưỡi dao lên. Đồng thời lúc này mach đếm sản phẩm sẽ
đếm một. Sau đó motor tiếp tục kéo tấm tôn đi đến đúng vị trí cần cắt thi motor dừng
lại. Quá trình cứ như vậy lặp lại.
- Ngõ vào PLC từ I0.01- I0.02: nhận tín hiệu từ công tắc hành trình gắn ở vị trí lúc
pittong đi ra và về.
- Ngõ vào PLC từ I0.03-I0.04: nhận tín hiệu từ cảm biến hồng ngoại.
- Ngõ vào PLC I0.00 là nút start, I0.11 là nút stop
- Ngõ ra O10.00 dùng để ngừng motor.
- Ngõ ra O10.01 dùng để điều khiển pittong.
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 22 -
CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
Giản đồ quá trình:
Start M+ M- SN+ SN-
Ghi chú: SN: điều khiển pittong di lên/ xuống.
Chương trình PLC.
CB
CTHT
20.00
start
stop
20.00
20.00
0.03
0.04
10.00
Stop motor
CNT
000
#005
CNT 000
TIM
001
#020
10.01
SN
TI
M001
TIM
002
#030
TIM 002
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 23 -
PHẦN KẾT LUẬN
Sau hơn một tháng thực hiện với nhiều cố gắng và nỗ lực của các thành viên
trong nhóm cũng sự hướng dẫn của các thầy cô trong khoa, bài báo cáo và mô hình sản
phẩm cũng đã hoàn thành dúng thời gian qui định theo yêu cầu đặt ra là cắt tôn và đếm
số lượng tôn cắt được.
Tuy nhiên với đề tài này vẫn có một số hạn chế mà nhóm chưa làm được dó là
cắt tôn thật, xác định chính xác chiều dài của tấm tôn cần cắt
Sau cùng nhóm xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn Phan Hoàng Dũng, cùng
các thầy cô trong khoa điện tử, đặc biệt là thầy Võ Cường đã tận tình giúp đỡ nhóm
hoàn thành đề tài này.Nhưng do thời gian và năng lực có hạn nên chắn chắn đề còn có
nhiều thiếu sót nên mong thầy thông cảm. Mong sự đóng góp của các thầy cô, bạn bè
dóng góp ý kiến để hoàn thành tốt hơn trong việc thực hiện đề tài
ĐỒ ÁN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: PHAN HOÀNG DŨNG
- 24 -
Tài liệu tham khảo
1. Bài giảng tự động hóa- Cô Nguyễn Thị Tố Nga.
2. Mô hình phân loại sản phẩm bằng tay gắp- thầy Huỳnh Ngọc Mai.
3. www.google.com.vn
4. www.ant7.com
5. www.dientuvietnam.com
6. www.hiendaihoa.com
7. www.datasheetall.com
