BÁO CÁO MÔN HỌC KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP CUỐI KÌ ROBOT HARMO(CODE+BÁO CÁO)

January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành khoa học kỹ thuật, các ngành
công nghiệp cũng phát triển nhanh chóng. Việc áp dụng các máy móc hiện đại vào
sản suất là một yêu cầu không thể thiếu trong các nhà máy nhằm tăng năng suất,
tăng chất lƣợng và giảm giá thành sản phẩm.
Robot có thể thực hiện những công việc mà con ngƣời khó thực hiện và thậm chí
không thực hiện đƣợc nhƣ: làm những công việc đòi hỏi độ chính xác cao, làm
việc trong môi trƣờng nguy hiểm (nhƣ lò phản ứng hạt nhân , dò phá mìn trong
quân sự), thám hiểm không gian vũ trụ…
Trong các họ Robot, chúng ta không thể không nhắc tới Robot Harmo với những
đặt thù riêng mà những loại Robot khác không có. Nhờ nó mà quá trình gắp phôi,
đƣa phôi và nhiều công việc khác hiện nay đƣợc thực hiện tự động.
Nhóm em xin đƣợc gửi lời cám ơn trân trọng và sâu sắc nhất tới cô, TS. Trần Thị
Thanh Hải đã hết sức tạo điều kiện và tận tình hƣớng dẫn, động viên chúng em
trong suốt quá hộc tập môn học này.
Một lần nữa em xin cảm ơn.
Trân trọng!
Sinh viên thực hiện

Trang 1


January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

CHƢƠNG 1 ...............................................................................................................1

TỔNG QUAN VỀ ROBOT HARMO .......................................................................1
1. Thông số ban đầu và kết quả cần đạt được ........................................................1
1.1. Thông số ban đầu..........................................................................................1
1.2. Kết quả cần đạt được ....................................................................................2
2. Cấu trúc cơ khí và nguồn động lực.....................................................................2
2.1. Bậc tự do của robot Harmo ..........................................................................2
2.2. Cấu trúc cơ khí các bậc tự do chuyển động .................................................3
2.2.1 Bậc tự do tịnh tiến theo trục y .................................................................3
2.2.2 Bậc tự do tịnh tiến theo trục Ox ..............................................................4
2.2.3 Bậc tự do tịnh tiến theo phƣơng Oz ........................................................5
2.2.4 Bậc tự do quay quanh Oy của bàn kẹp ....................................................6
3. Thiết lập phương trình động học ........................................................................7
3.1 Bảng DH và ma trận truyền biến đổi ............................................................7
3.2 Bài toán động học thuận vị trí robot ...........................................................10
3.3 Bài toán động học ngược vị trí ....................................................................11
4. Tính toán tải trọng chịu được của bàn kẹp khi gắp vật ....................................12
CHƢƠNG 2 .............................................................................................................14
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ NGUỒN ĐỘNG LỰC .........................................14
1. Động cơ robot Harmo .......................................................................................14
2. Hệ thống khí nén ...............................................................................................15
3. Cảm biến trong robot Harmo ..........................................................................19
CHƢƠNG 3 .............................................................................................................25
THIẾT KẾ CHƢƠNG TRÌNH PLC HARMO GẮP 3 HỘP...................................25
1. Phần mềm sử dụng lập trình PLC ....................................................................25
2.Tín hiệu vào ra bộ PLC......................................................................................27
2.1 Tín hiệu vào từ cảm biến .............................................................................27
Trang 2


January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

2.2. Tín hiệu điều khiển......................................................................................28
2.3. Thao tác gắp hộp …….………………………..………………………….29

Trang 3


January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ROBOT HARMO
1. Thông số ban đầu và kết quả cần đạt được
1.1. Thông số ban đầu
+ Đối tƣợng nghiên cứu: Robot harmo 4 bậc tự do nhãn hiệu UE700SW-2R đặt tại
phòng thí nghiệm Bộ môn Máy và Ma sát học, viện Cơ Khí, Đại học Bách khoa Hà
Nội.

Trang 4


KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

January 8, 2018

+ Kích thƣớc bậc tự do tịnh tiến theo Oy:
- Giới hạn chuyển động trục y: 500mm.

+ Kích thƣớc bậc tự do tịnh tiến theo Ox:
- Giới hạn chuyển động: 1600mm.
+ Kích thƣớc bậc tự do tịnh tiến theo trục Oz:
- Giới hạn chuyển động Oz: 600mm.
1.2. Kết quả cần đạt được
+ Xây dựng mô hình robot harmo và các hệ trục tọa độ kèm theo.
+ Thiết lập bảng DH và phƣơng trình động học.
+ Nghiên cứu kết cấu động lực và cảm biến sử dụng trong robot.
Mục đích cuối cùng và quan trọng nhất là viết đƣợc chƣơng trình PLC điều
khiển robot gắp hộp tự động.
2. Cấu trúc cơ khí và nguồn động lực
2.1. Bậc tự do của robot Harmo
+ Số bậc tự do đƣợc tính theo công thức:
W = 6n - ∑
Với:

n: Số khớp động.
Pi : Số khớp loại i.

+ Robot Harmo có 5 khâu, 4 khớp gồm 1 khớp xoay và 3 khớp tịnh tiến.
Số bậc tự do = 6.4-4.5= 4
2.2. Cấu trúc cơ khí các bậc tự do chuyển động
2.2.1 Bậc tự do tịnh tiến theo trục y
Trang 5


January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

+ Chuyển động tịnh tiến theo phƣơng Oy gồm các thành phần sau:
-

Động cơ điện công suất 0.2Kw; tốc độ 1500 vòng/phút.
Bộ inverter kiểm soát nguồn điện cung cấp cho động cơ điện.
2 cảm biến nhận biết vị trí home Oy và vị trí max Oy.
2 con trƣợt dẫn hƣớng tịnh tiến.
Hộp giảm tốc tỉ số truyền 1: 10 làm giảm tốc độ động cơ đầu ra.
Bộ encorder dùng để đo vị trí chuyển động khi gắp thả vật.

+ Để đƣa vật ra tới vị trí chính xác lúc thả vật cũng nhƣ vào chính xác vị trí khi
gắp vật, robot cần phải dùng đến bộ encoder. Ta sẽ tìm hiểu qua bộ encoder.

Trang 6


January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

- Nguyên lý cơ bản của encoder, đó là một đĩa tròn xoay, quay quanh trục.
Trên đĩa có các lỗ (rãnh). Ngƣời ta dùng một đèn led để chiếu lên mặt đĩa.
Khi đĩa quay, chỗ không có lỗ (rãnh), đèn led không chiếu xuyên qua đƣợc,
chỗ có lỗ (rãnh), đèn led sẽ chiếu xuyên qua. Khi đó, phía mặt bên kia của
đĩa, ngƣời ta đặt một con mắt thu. Với các tín hiệu có, hoặc không có ánh
sáng chiếu qua, ngƣời ta ghi nhận đƣợc đèn led có chiếu qua lỗ hay không.
Số xung đếm đƣợc và tăng lên nó tính bằng số lần ánh sáng bị cắt.
- Nhƣ vậy là encoder sẽ tạo ra các tín hiệu xung vuông và các tín hiệu xung
vuông này đƣợc cắt từ ánh sáng xuyên qua lỗ. Nên tần số của xung đầu ra sẽ
phụ thuộc vào tốc độ quay của tấm tròn đó.

- Từ đó ta xác định đƣợc vị trí robot làm việc.
2.2.2 Bậc tự do tịnh tiến theo trục Ox

Trang 7


January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

+ Chuyển động dọc Ox đƣợc thực hiện thông qua chuyển động của cơ cấu khí nén
pitton – xilanh với trục pitton – xilanh trùng với trục Oy.
+ Cấu tạo :
-

Pitton – Xilanh.
Động cơ đặt cữ hành trình.
Bộ truyền đai.
Cữ giới hạn hành trình.
Khớp nối truyền momen xoắn.
Sống trƣợt dẫn hƣớng chuyển động thẳng.
2 cảm biến nhận biết vị trí max, min.
Các loại ổ bi trƣợt dọc trục và quay quanh trục.

2.2.3 Bậc tự do tịnh tiến theo phương Oz

+ Chuyển động tịnh tiến lên xuống dọc trục Oz đƣợc thực hiện nhờ chuyển động
tịnh tiến khứ hồi của pitton – xilanh. Xilanh đƣợc gắn cố định còn pitton dịch
chuyển.

Trang 8


January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

+ Cấu tạo:
-

Pitton – Xilanh.
Cữ hành trình đặt cuối hành trình.
2 cảm biến nhận biết vị trí max, min trên trục Oz.
Một số cơ cấu cơ khí khác: vitme – đai ốc bi,…..

2.2.4 Bậc tự do quay quanh Oy của bàn kẹp

+ Thực hiện nhiệm vụ quay bàn kẹp xung quanh trục Oy để đƣa bàn kẹp tới vị trí
tạo với Oz góc 90° và 180°.
+ Khi không cấp điện cho bộ điều khiển xilanh, pitton không đi ra, khi đó bàn kẹp
quay góc 180°. Ngƣợc lại, khi ta cấp điện thì pitton sẽ đƣợc điều khiển đi ra là bàn
kẹp quay góc 90°.
+ Nguồn động lực là xilanh – khí nén 2 chiều. Sau đây là kết cấu cụ thể:

Trang 9


January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

3. Thiết lập phương trình động học
3.1 Bảng DH và ma trận truyền biến đổi

Trang 10


January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

+ Gắn hệ tọa độ tại khớp cuối các khâu theo qui tắc:
- Trục zi đƣợc chọn dọc theo hƣớng khớp động thứ i+ 1.
- Trục xi đƣợc chọn dọc theo đƣờng vuông góc chung giữa 2 trục zi-1 và zi,
hƣớng từ zi-1 sang zi.
- Trục yi đƣợc xác định theo qui tắc bàn tay phải.
+ Ma trận truyền biến đổi tổng quát của khâu i so với khâu i-1:

0

A1 

2

A3 

0

A2  0 A1.1 A2 

0

A3  0 A2 . 2 A3 

1

A2 

3

A4 

Trang 11


KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

January 8, 2018

0

A3  0 A3 . 3 A4 

+ Tịnh tiến hệ trục theo trục y0 1 khoảng 1000mm. Ma trận sau khi tịnh tiến:

0

ATy 0 

0

ATy 0 

.

+ Quay hệ nhận đƣợc quanh x mới nhận đƣợc 1 góc 90°. Ma trận nhận đƣợc là:

0

ATy 0 

0

ATy 0 

.

+ Tịnh tiến hệ nhận đƣợc 1 khoảng -l4 ở bàn kẹp ta đƣợc ma trận cuối cùng là:

0

Al 4 

.

Trang 12


KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

January 8, 2018

0

Al 4 

3.2 Bài toán động học thuận vị trí robot
Bài toán: - Biết chuyển động của các khâu:

 qi  

- Tính vị trí điểm tác động cuối, hƣớng khâu thao tác:
xE = x(q)

α

yE = y(q)

β

zE = z(q)

η

+ Mặt khác ta có ma trận quay Cacđăng:

0

An ( p) 

Để tìm thông số điểm tác động cuối ta cho 0 Al 4  0 An ( p) từ đó ta có:
xE = d2+ d4+ 1000
yE = a1+ d3- a4.sinθ4- l4.cosθ4
zE = a2+ d1+ a3+ a4.cosθ4- l4.sinθ4
cosβ.cosη= 0
-cosβ.sinη= 0
-sinα.sinβ.sinη+ cosα.cosη= cosθ4
Trang 13


KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

January 8, 2018

Từ đây ta sẽ tìm đƣợc 6 thông số xác định vị trí điểm tác động cuối.
3.3 Bài toán động học ngược vị trí
+ Bài toán:
- Biết trƣớc vị trí điểm tác động cuối : xE, yE, zE
-

Tìm các biến khớp:

 qi  

+ Ta đã có vị trí điểm tác động cuối:
xE = d2+ d4+ 1000
yE = a1+ d3- a4.sinθ4- l4.cosθ4
zE = a2+ d1+ a3+ a4.cosθ4- l4.sinθ4
+ Theo sơ đồ robot và bảng DH, ta có bàn kẹp chỉ hoạt động ở 2 vị trí là tạo với Oz
góc 0° và 180°.



TH1: Góc θ4 = 180° ta có hệ phƣơng trình:

xE= d2+ d4+ 1000

d2= xE- d4- 1000

yE = a1+ d3 + l4

d3= yE - a1 - l4

zE = a2+ d1+ a3 - a4

d1= zE - a2- a3+ a4

 TH2: Góc θ4 = 90° ta có hệ phƣơng trình:
xE = d2+ d4+ 1000

d2= xE- d4- 1000

yE = a1+ d3- a4
d3= yE - a1 + a4

Trang 14


January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

zE = a2+ d1+ a3 - l4
l4

d1= zE - a2- a3+

4. Tính toán tải trọng chịu được của bàn kẹp khi gắp vật
+ Mặc dù có tổn thất khí nén khi điều khiển việc kẹp của bàn kẹp, do đó áp suất
thực tế áp suất pthực < pmax do đó ta sẽ tính toán dựa trên áp suất lớn nhất pmax.
+ Khi kẹp vật, xuất hiện các lực nhƣ dƣới đây:

+ Trong đó: Q là phản lực.
N là lực kẹp.
p là áp suất trong xilanh.
+ Để chi tiết không bị rơi thì: P < 2.Q
Mà

Q= f.N với: - f là hệ số ma sát.
- N là lực kẹp.
P= m.g
m.g < 2.f.p.F

+ Vậy tải trọng vật có thể gắp đƣợc là:
m<
+ Theo nhƣ pitton đã chọn
- Áp suất: p = 5Mpa.
- Đƣờng kính pitton: d= 12mm.
- Hệ số ma sát: f = 0.4
+ Thay vào công thức ta có:
Trang 15

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

January 8, 2018

m<

= 4.6 (kg)

Trang 16


January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

CHƯƠNG 2
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ NGUỒN ĐỘNG LỰC
1. Động cơ robot Harmo
+ Nguồn động lực truyền chuyển động trên trục y là động cơ điện xoay chiều 3 pha
tần số 50 Hz, công suất P = 0.2 Kw, tốc độ 1500 vòng/ phút.
+ Động cơ cần đƣợc điều khiển 1 số yếu tố sau:
- Chiều của động cơ: Chiều thuận là chiều chạy theo trục dƣơng Oy và chiều
nghịch là chiều chạy chiều âm trục Oy.
- Tốc độ động cơ và phanh động cơ.
+ Động cơ này đƣợc điều khiển bằng bộ inverter( biến tần). Ta có sơ đồ ghép nối
biến tần và động cơ:

Trang 17

January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

+ Trong các chân của biến tần ta chỉ sử dụng 1 số chân nhƣ sau:
- 3 đầu nối nguồn vào 3 pha( R/L1, S/L2, T/L3).
- 3 đầu điện áp ra 3 pha 220V nối với động cơ( U/T1, V/T2, W/T3)
- 2 đầu B1, B2 nối với điện trở phanh.
+ Phanh động cơ sử dụng điện 220V- AC điều khiển thông qua 1 rơle nhƣ hình
trên. Phanh động cơ có trạng thái hoạt động nhƣ sau:
- Khi không có điện áp phanh ở trạng thái phanh hãm nghĩa là dừng động cơ.
- Khi có điện áp, phanh ở trạng thái nhả cho động cơ quay.
+ Chính nhờ bộ biến tần và bộ encoder mà ta có thể xác định chính xác vị trí dừng
của trục Oy.
2. Hệ thống khí nén
+ Sơ đồ hệ thống khí nén nhƣ hình dƣới, trong đó:
: Van đảochiều 4 cửa 2 vị trí, 1 đầu điều khiển bằng điện từ, 1 đầu
điều khiển bằng lò xo.
: Xilanh tác động đơn, chuyển động lùi nhờ lò xo.
: Xilanh tác động kép.

: Van tiết lƣu điều chỉnh đƣợc.

: Bộ điều áp.

: Máy nén khí.

Trang 18

January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

+ Hoạt động của hệ thống khí nén:
- Máy nén khí tạo nguồn năng lƣợng cho hệ thống khí nén. Khí nén đƣợc
cung cấp từ máy nén khí, qua bộ điều áp để giữ áp suất phù hợp đảm bảo an
toàn để hệ thống hoạt động bình thƣờng( Áp suất khí nén để điều khiển
robot Harmo là 0.5 Mpa).
- Van tiết lƣu trong hệ thống đƣợc điều chỉnh bằng tay tới khi đạt đƣợc tốc độ
thích hợp của pitton. Trong khi đó, van đảo chiều hoạt động nhờ công tắc
điện từ và lò xo, do đó việc đóng ngắt dòng điện trong công tắc điện từ đƣợc
điều kiển thông qua bộ PLC.
- Hoạt động bậc tự do tịnh tiến dọc trục x: Khí nén qua bộ điều áp đƣợc đƣa
tới van đảo chiều 5 cửa 2 vị trí. Khi chƣa có tín hiệu từ bộ PLC tới van, khí
nén đƣợc cung cấp vào van đảo chiều qua cửa B đi ra qua cửa E, qua van tiết
Trang 19


January 8, 2018

-

-

-

-

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

lƣu vào buồng nhỏ của xilanh và đẩy pitton chuyển động lùi về. Đồng thời
trong buồng lớn của xilanh, khí nén đƣợc đẩy vào cửa D van đảo chiều và
thoát ra ngoài qua cửa A. Khi PLC cung cấp tín hiệu điều khiển, cuộn dây
điện từ có điện sẽ tác động vào con trƣợt của van đảo chiều làm con trƣợt
dịch chuyển đóng cửa A, mở cửa C. Lúc này khí nén vào van đảo chiều qua
cửa B, đi ra qua cửa D đi vào van tiết lƣu vào buồng lớn xilanh đẩy pitton
tịnh tiến ra đồng thời trong buồng nhỏ xilanh, khí nén bị đẩy qua van tiết lƣu
vào cửa E của van đảo chiều và thoát ra ngoài.
Hoạt động bậc tự do tịnh tiến theo trục z: Chuyển động này đƣợc điều khiển
bằng van đảo chiều 5 cửa 2 vị trí tƣơng tự trục x nên hoạt động của bậc tự do
tịnh tiến dọc trục z tƣơng tự bậc tự do tịnh tiến dọc trục x, với vị trí an toàn
đƣợc xác định khi tay kẹp robot ở vị trí cao nhất.
Hoạt động của tay bàn kẹp: Bàn tay kẹp đƣợc điều khiển ở vị trí nằm ngang
hay thẳng đứng nhờ van đảo chiều 5 cửa 2 vị trí cả 2 đầu điều khiển bằng
điện từ. Khi PLC cấp tín hiệu điều khiển vào dây số 1, cửa a bị đóng, khí
nén đƣợc cung cấp vào van đảo chiều qua cửa bđi ra qua cửa d, vào buồng
lớn xilanh điều khiển đẩy pitton đi ra làm bàn tay kẹp ở vị trí nằm ngang
đồng thời khí nén ở buồng nhỏ xilanh qua van tiết lƣu vào van đảo chiều qua
cửa e, thoát ra ngoài qua cửa c. Ngƣợc lại, khi PLC cấp tín hiệu tới cuộn dây
số 2, cửa c bị đóng, khí nén đƣợc cung cấp vào van đảo chiều qua cửa b đi ra
qua cửa e vào buồng nhỏ xilanh điều khiển vị trí đẩy pitton đi lùi vào, lúc
này bàn tay kẹp thẳng đứng đồng thời khí nén từ buồng nhỏ xilanh qua van
tiết lƣu vào van đảo chiều qua cửa d và thoát ra ngoài qua cửa a.
Hoạt động kẹp- nhả của bàn tay kẹp đƣợc điều khiển thông qua van đảo
chiều 4 cửa 2 vị trí, 1 đầu điều khiển bằng điện từ, 1 đầu điều khiển bằng lò
xo. Khi không có tín hiệu từ PLC, lò xo trong xilanh đẩy pitton về trạng thái
nhả, khí nén trong buồng lớn của xilanh bị đẩy qua cửa d vào van đảo chiều,

ra ngoài qua cửa b của van. Khi có tín hiệu từ PLC cấp cho cuộn dây điện từ,
cửa b, d đóng lại và cửa a,c mở ra, dòng khí nén đƣợc cấp vào van đảo chiều
qua cửa d, thoát ra ngoài qua cửa a.
+ Để minh họa 1 cách cụ thể cho hệ thống khí nén ta xét 1 số chuyển động
dựa vào khí nén kết hợp chạy động cơ để tịnh tiến trục y.
Ví dụ:
Các thao tác cần thực hiện:
Trang 20


KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

January 8, 2018

Home

Lên z

Ra x

Lên z

Nhả Phôi

Ra y

Ra x

Xuống z

Ra y

Quay bàn kẹp 180°

quay kẹp 90°

Về Home

Vào x
Lên z

Vào x

Kẹp ct
Xuống z

-

Các loại xilanh cần sử dụng
+ Xilanh A: kẹp phôi.
+động cơ B: Đƣa phôi theo trục y.
+ Xilanh C: Đƣa phôi theo trục z.
+ Xilanh D: Đƣa phôi theo trục x.
+ Xilanh E: Quay bàn kẹp.
- Bảng chân lý: Với trạng thái 1 là có điện, 0 là ngắt điện.
Xilanh
Bƣớc

A

B

C

D

E

1

0

0

0

0

1

2

0

0

1

0

1

3

0

1

1

0

1

4

0

1

1

1

1

5

0

1

0

1

1

6

0

0

0

1

1

7

1

0

0

1

1

8

1

1

0

1

1

9

1

1

1

1

1

10

1

0

1

1

1
Trang 21


KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

January 8, 2018

11

1

0

12

1

0

13

1

0

14

0

15

1

1

1

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

1

1

0

16

0

0

1

1

1

17

0

0

0

0

0

1

3. Cảm biến trong robot Harmo
+ Sử dụng cảm biến tiệm cận cho robot Harmo.
+ Khái niệm:
- Một Cảm biến tiệm cận (còn đƣợc gọi là “Công tắc tiệm cận” hoặc đơn giản
là “PROX” tên tiếng anh là Proximity Sensors ) phản ứng khi có vật ở gần
cảm biến. Trong hầu hết các trƣờng hợp, khoảng cách này chỉ là vài mm
- Vận hành đáng tin cậy ngay cả trong môi trƣờng khắc nghiệt (ví dụ: môi
trƣờng ngoài trời hoặc môi trƣờng dầu mỡ)mm. Cảm biến tiệm cận thƣờng
phát hiện vị trí cuối của chi tiết máy và tín hiệu đầu ra của cảm biến khởi
động một chức năng khác của máy.

Trang 22


January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

+ Phân loại:
- Cảm biến tiệm cận cảm ứng phát hiện các vật bằng cách tạo ra trƣờng điện
từ. Dĩ nhiên, thiết bị chỉ phát hiện đƣợc vật kim loại.

- Cảm biến tiệm cận điện dung phát hiện các vật bằng cách tạo ra trƣờng điện
dung tĩnh điện. Do đó, thiết bị này có thể phát hiện mọi loại vật.

Trang 23


January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

+ Nguyên lý hoạt động:
- Cảm biến tiệm cận cảm ứng bao gồm một cuộn dây đƣợc cuốn quanh một
lõi từ ở đầu cảm ứng. Sóng cao tần đi qua lõi dây này sẽ tạo ra một trƣờng
điện từ dao động quanh nó. Trƣờng điện từ này đƣợc một mạch bên trong
kiểm soát.
- Khi vật kim loại di chuyển về phía trƣờng này, sẽ tạo ra dòng điện (dòng
điện xoáy) trong vật.
- Những dòng điện này gây ra tác động nhƣ máy biến thế, do đó năng lƣợng
trong cuộn phát hiện giảm đi và dao động giảm xuống; độ mạnh của từ
trƣờng giảm đi.
- Mạch giám sát phát hiện ra mức dao động giảm đi và sau đó thay đổi đầu ra.
vật đã đƣợc phát hiện.
+ Đầu ra của cảm biến:

Trang 24


January 8, 2018

KT LẬP TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP

- Ngày nay, hầu hết cảm biến cảm ứng đều có đặc điểm đầu ra tranzito có
logic NPN hoặc PNP (xem hình bên phải). Những loại này còn đƣợc gọi là
kiểu DC-3 dây.
- Trong một số trƣờng hợp cài đặt, ngƣời ta sử dụng cảm biến tiệm cận có 2
kết nối (âm và dƣơng). Chúng đƣợc gọi là kiểu DC-2 dây (xem sơ đồ bên
dƣới).

+ Cảm biến tiệm cận đƣợc chia theo chế độ hoạt động thường mở (NO) và
thường đóng (NC) mô tả tình trạng có tín hiệu đầu ra của cảm biến sau khi có
hoặc không phát hiện đƣợc vật.
- Thƣờng mở: Tín hiệu điện áp cao, khi phát hiện ra vật; tín hiệu điện áp thấp
khi không có vật
- Thƣờng đóng: Tín hiệu cao khi không có vật; tín hiệu thấp khi phát hiện ra
vật.

Trang 25