Tài liệu ôn tập có lời giải Tự Động Hóa Quá Trình Sản Xuất

.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

LỜI MỞ ĐẦU
Để phục vụ cho việc cải tiến và nâng cao chất lượng sản phẩm cơ khí, việc
đề ra quy định công nghệ thích hợp và có hiệu quả là vấn đề rất quan trọng. Ngoài
ra, để đảm bảo được yêu cầu lắp ráp, tăng thêm hiệu quả sử dụng công nghệ đạt
tính công nghệ cao, sản phẩm làm ra được sử dụng rộng rãi, việc đề phương pháp
sản xuất thích hợp là công việc phải được ưu tiên hàng đầu. Việc thiết kế công
nghệ thích hợp còn giúp người công nhân giảm được thời gian gia công, tăng
năng suất, làm giảm giá thành sản phẩm, đáp ứng được nhu cầu của thị trường.
Mỗi dạng sản xuất khác nhau có những ứng dụng sản xuất khác nhau, việc thiết
kế quá trình sản xuất thích hợp được chọn trong môn Tự Động Hóa Quá Trình Sản
Xuất, đảm bảo yêu cầu về chất lượng, giá thành, thời gian.
Các số liệu và thông số tính toán đều được tham khảo trong tài liệu hướng dẫn
và bằng kinh nghiệm. Tuy vậy cũng không tránh khỏi cá sai sót trong quá trình
trình bày. Em mong được thầy góp ý, bổ sung …Em xin cảm ơn!

Hà Nội, ngày 15/12/2011
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Tưởng

1
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Phần bài tập
Câu1

Vận tốc của xi lanh được điều khiển bằng van điện thủy lực solenoid.khi có tiến
hiệu của cảm biến van solenoid điều khiển pittong đi ra đẩy hộp sữa không đầy bi
2
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

loại ra khỏi băng chuyền.khi không có t ín hiệu từ cảm biến các của cửa van nối
chéo nhau pittong đi vào

Câu2

Khi có tiến hiệu điện từ cảm biến van điều khiển cho pittong đi xuống trên pittong
gắn dao cắt cắt sản phẩm,khi mất tín hiệu dầu từ xilanh qua của T về bể chứa
3
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Câu3
Hệ thống điều khiển phát hiện và đếm chai tự động

Mô tả hệ thống:hệ thống gồm một cảm biến quang điện một gương phản xạ tạo tín
hiệu và một bộ đếm. bộ đếm này tính số xung điện do đat tric tạo ra khi có chai đi
qua
Sơ đồ khối điều khiển hệ thống

4
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Câu 4
hệ thống điều khiển bơm

Hệ thống đươc điều khiển bằng PLC thông qua 2 cảm biến lân cận điện dung để
vận hành máy bơm tự động,khi mực nước trong hồ chứa cạn cảm biến lân cân điên
dung phía dưới cấp tin hiệu vê PLC điều khiên đông cơ chạy nước được bơm vào
hồ,khi nước đầy cảm biến lân cận điên dung thứ 2 báo tín hiệu vè PLC tắt máy
bơm
Sơ đồ điều khiên PLC

5
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Start:khởi động hệ thống
CB1:cảm biến lân cận điện dung 1
CB2:cảm biến lân cận điện dung 2
DC:động cơ máy bơm
Stop:tắt hệ thống

6
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

câu 6.3
1.0

+
-

A

1.3
X

0

1
S

1.1
1
P

A
0

P

Y
1.2

R

S
R

A
1 0
P

7
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3

B

R


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Nguyên lý làm việc :
Xi lanh 1.0 là phần tử chấp hành được điều khiển trực tiếp bởi van 1.3 là phần tử
điều khiển(van đảo chiều 5/2 )
Van 1.1 là cơ cấu đưa tín hiệu(nút ấn) đưa tín hiệu điều khiển đến van 1.3.

Van 1.2 là phần tử xử lý tín hiệu.
Khi chưa ấn nút ở van 1.1 thì van 1.1 ở trạng thái 0 khí đc truyền qua van 1.3 theo
cửa B làm xi lanh đi vào trong ( chiều +)
Khi ấn nút ở van 1.1 van 1.1 chuyển sang trạng thái 1 khí truyền qua van 1.1 làm
van 1.3 chuyển sang trạng thái 1 khí đi qua van 1.3 theo cửa A làm xi lanh dịch
chuyển ra ngoài (chiều -) đồng thời khí đc tích vào van 1.2 qua van tiết lưu 1
chiều . sau 1 thời gian áp lực khí đủ lớn van 1.2 sẽ chuyển sang trạng thái 1 khí đi
qua van 1.2 tác động vào van 1.3 làm van 1.3 trở về trạng thái 1 khí theo cửa B làm
xi lanh dịch chuyển theo chiều +.

8
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Câu 6.6

9
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Biểu đồ trạng thái:

Nguyên lý hoạt động:
Si lanh A, B là phần tử chấp hành đc điều khiển trực tiếp bới phần từ điều khiển là

van 1.2 và van 1.3
Khí đi từ nguồn qua van 1.1 tác động vào van S3 làm van 1.2 chuyển sang trạng
thái 0 khí đi qua van 1.2 làm xi lanh A dịch chuyển theo chiều S2-S1.
10
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Khí đi qua van 1.3 đang ở trạng thái 0 làm cho xi lanh B dịch chuyển từ S4-S3.
Khi ấn van S0, van S0 chuyển sang trạng thái 1, khí làm van 1.1 chuyển về trạng
thái 1. Khí đi từ nguồn tác động vào van 1.2 làm van 1.2 chuyển sang trạng thái 1
điều khiển xi lanh A đi từ S1-S2.
Khi van Xilanh A ở vị trí S2 thì van S2 chuyển về trạng thái 1 và van S1 chuyển về
trạng thái 0.khí không đi qua van S1 và tác động lên van 1.1 nữa.. van S2 chuyển
sang trạng thái 1 khí đi qua S2 tác động lên van 1.3 điều khiển xilanh B chuyển từ
vị trí S3 sang S4.
Khi xi lanh B ở trạng thái S4 thì van S3 về trạng thái 0 và van S4 về trạng thái 1.
Van S4 về trạng thái 1 làm khí đi qua S4 tác động vào 1.1 trở về trạng thái 0. Khí
đi qua 1.1 tác động vào 1.3 trở về vị trí 0 điều khiểu xilanh B dịch chuyển từ S4 về
S3.
Khi xilanh B về vị trí S3 van S4 về trạng thái 0 van S3 về trạng thái 1 khí đi qua
1.1 qua S3 tác động vào 1.2 trở về trạng thái 0 điều khiển xi lanh A từ vị trí S2 trở
về S1.
Khi A về S1 van S1 trở về vị trí 1 van S2 về vị trí 0. Tất cả trở về trạng thái ban
đầu.
Câu 7
Thiết kế sơ đồ khối theo dõi kích thước và điều khiển lạii quá trình gia công trên
máy phay CNC

11
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

1-cảm biến đo.

2-bộ nhớ giá trị thực.

3-bộ biến đổi .

4-máy

5-mạch điều khiển.

6-cơ

7-bàn dao .

8-chi tiết gia công .

tính
cấu

12
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3

điện
chấp

tử.
hành.


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Câu 8

Sơ đồ mạch điều khiển

13
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Máy chọn tự động đường kính lỗ của bạc kiểu tiếp xúc điện- khí nén

14
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Nguyên lý hoạt động
Chi tiết được đai (2) đưa đến máng(6)cà chờ ở đĩa(7).
Cam (16)có nhiệm vụ đóng mở tiếp điểm 1-k để nam châm (11) đẩy đầu đo vào vị
trí đo, sau đó nhả ra trả đầu đo và đóng tiếp điểm 3-k để nam châm (15) hút
nấp(23) mở ra cho chi tiết lăn vào thùng chứa.
Việc đóng mở các nắp thùng chứa được điều khiển bằng cảm biến (24) .
-Khi kích thước lớn nhất , đèn Đ1 sáng rơle P1 hút tiếp điểm 2-P1 , nam châm N1
hút mở cửa thùng cho chi tiết rơi vào.lúc này tiếp điểm B cũng đóng nhưng do tiếp
điểm 1-P1 mở nên đèn DD2 không sang , rơle P2 không làm việc , N2 không hút .
- các tiếp điểm C,D lần lượt đóng theo kích thước nhỏ dần.

15
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Câu 10

Máy chọn tự động đường kính trục hoặc bi cầu kiểu cơ quang điện

Nguyên lý hoạt động

Nguồn sáng S qua kính hội tụ Q , xuyên qua khe chắn V, chiếu vào
gương G1, phản xạ lên gương G2, G3 rồi chiếu vào một tron g các điện
trở nhạy quang F
Kích thước d của chi tiết thay đổi thông qua cần lắc gương G1 thay đổi
vị trí sẽ làm lệch tia sáng chiếu lên các điện trở quang F , đóng mở các
tiếp điểm P, làm cho các nam châm hút mở các thùng chứa

Nếu kích thước quá nhỏ tia sáng chiếu ra ngoài F thì chi tiết sẽ rơi vào
thùng (5) chứa phế phẩm.
16
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Câu 11
Sơ đồ điều khiển cho hệ thống phân loại sản phẩm(to ,nhỏ)

Hệ thống được điều khiển bằng PLC,được mô tả như sau:
Hệ thông được cấp chuyển động cho băng tải thông qua nut nhấn START cảm biến
quang có nhiệm vụ nhận biết chi sản phẩm và truyền tín hiệu cho pittong 1 đẻ thực
hiên quá trình đẩy
Cảm biến trọng lượng nhận biết sản phẩm lớn nhỏ truyền tín hiệu cho pittong 2 và
3

17
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Câu 12

CIM có những ưu điểm sau:
1 - Tính linh hoạt cao của sản phẩm, của sản lượng và cả của vật liệu.

2 - Nâng cao năng suất và chất lượng gia công.
3 - Quan hệ chặt chẽ và trực tiếp giữa thiết kế và sản xuất.
4 - Giảm cả lao động trực tiếp và gián tiếp.
5 - Thiết kế có năng suất và độ chính xác cao.
6 - Tiêu chuẩn hóa cao và sử dụng vật liệu hợp lý.
7 - Tiết kiệm thời gian và mặt bằng sản xuất.
8 - Tạo cơ sở dữ liệu chung để loại trừ các bộ phận chứa dữ liệu độc lập.
9 - Loại trừ các công việc lặp lại không cần thiết.
10 - Giảm thời gian giám sát sản xuất và số nhân sự thực hiện công việc
này.
11 - Cạnh tranh mạnh mẽ với các đối thủ.

18
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Giải thích các thành phần của CIM:
1-Cấu trúc hệ thống tích hợp;
2- Quản lý nguồn thông tin;
3- Thiết kế ;
4- Phân tích và mô phỏng;
5- Tài liệu;
6- Quá trình đạt chất lượng và bố trí mặt bằng thiết bị;
7- Lập chương trình;
19
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3

.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

8- Vật liệu;
9- Mặt bằng sản xuất;
10- Xử lý vật liệu;
11- Lắp ráp;
12- Giám sát và kiểm tra;
13- Quá trình sử dụng vật liệu;
14- Nhà máy tự động hóa;
15- Sản phẩm và quá trình;
16- Lập kế hoạch sản xuất và kiểm tra;
17- Lập kế hoạch chiến lược;
18- Tài chính;
19- Quản lý sản xuất và quản lý nguồn nhân lực; 20- thị trường.
Câu 13
Sản phẩm được gia công hàng loạt với 3 nguyên công phay và 2 nguyên công
khoan.Để đảm tính liên tục của của quá trinh sản xuát hầng loạt thời gian sản xuất
ngắn nhất năng xuất cao.chi tiết được gia công trên dây chuyền tự động,hệ thống
gồm 3 máy phay vả 2 máy khoan,chi tiết dược vận chuyển liên tục đến các
máy,các may khoan la giống nha,các máy khoan la giống nhau
Sơ đồ khối của hệ thống

20
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Câu 14 :
Thiết kế sơ đồ điều khiển kiểm tra tự động đường kính d và chiều dài l

21
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Chi tiết được đo bằng calip đo ngoài ta thấy ca-líp 3 dịch
chuyển theo hướng tới chi tiết cần kiểm tra 2 (hoặc 1) để kiểm tra kích
thước lớn
nhất và kích thước nhỏ nhất của d (hoặc l). Thanh 4 di chuyển cùng với
ca-líp,
cho nên thanh 4 sẽ tiếp xúc hoặc không tiếp với các công tắc 5 và 6. Nếu
kích
thước của chi tiết nhỏ hơn kích thước giới hạn nhỏ nhất (min) thì ca-líp
tụt xuống
qua nấc “không qua” và tiếp xúc với công tắc 6 để báo tín hiệu “phế
phẩm”

22
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

23
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Thiết bị tự động kiểm tra và phân loại kích thước sản phẩm hoạt động dựa trên các
nguyên tắc sau :Sản phẩm từ máng cấp phôi được cấp vào đĩa quay nhờ cơ cấu cấp
phôi điều khiển bằng cuộn hút (nam châm điện), phôi đi qua cảm biến quang nhận
có sản phẩm đặt trên máng cấp phôi, chi tiết tiếp tục được đưa đến vị trí đo.
Sau khi đo các cảm biến phát tín hiệu điều khiển đóng mở các cửa của máng phân
loại thông qua các cuộn hút nam châm điện và đưa sản phẩm đến ổ chứa phôi đúng
yêu cầu.
Câu 15
Thiết kế sơ đồ kiểm tra tự đông đường kính lỗ

Đường kính lỗ được đo bằng calip lỗ,calip côn,hê thống tay đòn …..vv
Cơ cầu đo dịch chuyển tới chi tiết thông qua các cữ bào tín hiệu phế phẩm

24
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3


.Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Bài 16
Điện áp ở đầu vào trong khoảng từ 0-10v nó tương ứng với vị trí yêu cầu trong hệ
điều khiển servo

Bàn máy dịch chuyển max=100cm thì 0v tườn ướng 0cm
10v ướng 100cm
ứng với tín hiệu phẩn hồi là 5v tương ứng với 50 cm
25
Sinh Viên: Nguyễn văn Tưởng
Lớp:Cơ Khí2_K3