Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Automation Studio để xây dựng mạch điều khiển bằng khí nén

Chương 2

Bài tập ứng dụng
Bài tập 1: Extraction

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Ống dẫn khí.
7. Chi tiết gia công.
Van 5/3.
8. Con quay dùng quay chi tiết
Xy lanh khí nén (xy lanh B).
9. Gá que hàn (xy lanh C).
Chi tiết kết nối giữa xy lanh và phễu hút khí. 10. Khung hệ thống.
Phễu hút khí.
11. Xy lanh A
Băng truyền.
12. Đường hàn.

Quy trình thực hiện:
Đầu tiên Xy lanh A đi về nâng giá đỡ có con quay 8( con quay 8 dùng để quay
chi tiết 7 trong quá trình hàn), tiếp theo xy lanh B mang phễu hút khí 5 đi ra gần
sát chi tiết( phễu hút khí 5 có nhiệm vụ hút khí sinh ra lúc hàn và đưa ra ngồi
theo ống dẫn), sau đó xy lanh C đi ra hàn chi tiết trong thời gian T ứng với chi
tiết 7 quay 1 vòng và quay trở về sau khi hàn xong, xy lanh C về xong thì xy lan
B đi về, và tiếp theo xy lanh A đi ra trả lại chi tiết cho băng trượt, băng trượt sẽ di

chuyển chi tiết hoàn thành ra ngồi, chu trình lặp lại tương tự.


Biểu đồ trạng thái:

Mạch điện khí nén:

s1

s3

s5

s2

y1

s4

y2

s6

y3

y4

y6

y5

s6

s tart

s5

s 2k 1
kt

k3

k1

k3

k1

k1

k3

k1

k2

s et
k2

k3

k2
k1

k1

s1

s3

k3

k1

k2

k3

y2
y1

s4

y3

y4

kt

y5

y6


Mạch khí nén thuần túy:
S1

S2

S3

S5

S4

4
4

2

4

2

5

3

5

3

2

5
1

2

2

S1
1

3
1

1

2
S3

S6

2

S5
1

3

S4

3

1

4

3

1

3

2

2
5

S2

2

3
1

1

3

12
25%

2

3
1

1

2

3
S6

1

Bài tập 2:

Destacking

3


1. chồng tấm vật liệu
8 .Thanh trượt (xylanh A).
2. Băng chuyền.
9. Bộ phận dẫn hướng.
3. Con lăn đỡ.

10 .Tạo ra chân không.
4. tay mang giác hút
11. Bộ phận phân phối.
5. Cảm biến.
12. Van điều chỉnh chân không.
6 . băng tải mang tấm vật liệu
13. Bộ bù chiều cao.
7. Xylanh khí nén (Xylanh B).
14. Giác hút.
Đầu tiên nhấn nút Start, xylanh A đi ra, chạm công tắc S2, xylanh B đi ra, chạm
cảm biến (hay có tín hiệu của cảm biến) thì xylanh B đi về chạm S3, đồng thời vắt
hút chân không được tác động, xylanh A đi về, chạm S1 xylanh B đi ra, chạm S4,
đồng thời vắt hút chân không ngừng tác động, rồi xy lanh B đi về chạm S3, kết thúc
hành trình.
Nhip thuc hien
Xy lanh A

S2

start

1
1`

2

S1

S4
Xy lanh B

S3

Cam bien

CB

3

4

5=1


Mạch khí nén thuần túy:


Bài tập 3: Destacking

1.Giác hút
2.Băng tải
3.Máy
4.Cần xoay
5. Bộ phận quay

6. Bộ nâng
7. Thiết bị nâng sản phẩm
8. Chồng sản phẩm
9. Bộ phận chuyển động tuyến tính
10. Sàn nâng

Sơ đồ trạng thái:
Nhip thuc hien
Xy lanh A

S2
S1

S4
Xy lanh B
S3

Xy lanh C

S6
S5

Xy lanh D

S8

start

1
1`

2

3

4

5

6

7


Bài tập 4 : Chamfering

1. Xy lanh kẹp chặt
10. Bộ phận truyền động quay
2. Khung máy
11. Bộ phận dẩy ống ra sau khi vát mép
3. ống đã được vát mép
12. Đầu vát mép
4. băng tải con lăn đầu ra
13. Động cơ điện
5. bộ phân phối
14. Bộ phận trục chính
6. bộ phận chuyển động thẳng mang đầu dao
15. Cử dừng
7. nơi chứa ống của băng tải con lăn đầu vào
16. Xy lanh giảm chấn thủy lực
8. xy lanh khí nén điều khiển giữ và nhã ống
17. Cát ống chưa vác mép
9. tay đỡ ống để cấp liệu

Quy trình thực hiện:
Chi tiết cần gia công được chứa ở ngăn chứa (7) , nhờ bộ phân phối được điều

khiển bởi xi lanh (8) thì chi tiết được đưa đến vị trí gia cơng thơng qua cánh tay
(9). Sau đó thì hệ thống xilanh (1) kẹp chặt chi tiết và đầu dao cắt (12) sẽ tiến
hành gia cơng. Khi gia cơng xong thì xi lanh (1) nhả và bộ phận đẩy (11) sẽ đẩy
chi tiết vào băng chuyền (4)


Sơ đồ trạng thái:


Mạch khí nén thuần túy:
S5

4

5

S6

S7

2

4

2

2

3

1

3

1

2

3

2

1

3

1

1
2

2

S1
3

1

3

1

3

1

4

3

4

3
1

2

12
5
20%

3

S11

2

3

3

1

S9
1

2
5

2

1

4

3
1

1

3

S10

3

5
2

1

21

3

1

3

2

4

3

5

S12
1

3

2

3
1

2
S7

S6

3

2

5
2

2

3
S8

S2
1

4

S10

2

1
2

S9

2

2

S4
1

S8

S4

S2
S3

S1

1
2

3

1

3

S5


Bài tập 5 : Drilling

1. Bộ phận chuyển động ngang
2. Xy lanh khí nén
3. Bộ phận chuyển động thẳng đứng

4. Bộ phận gấp
5. Bàn xoay khí nén
6. Máng cấp phơi
7. Máng dẫn cho các chi tiết đã gia công
8. Bộ phận trục chính
9. Bộ phận thực hiện chuyển động ăn dao
10. Măm cặp khí nén
11. Dụng cụ khoan
Nguyên lý hoạt động:
Khoan, khoét loe miệng lỗ và vát mép những chi tiết trịn xoay nhỏ với qui mơ sản
xuất hang loạt vừa và lớn là những hoạt động điển hình trong gia cơng cơ khí. Hình
trên thể hiện một thiết bị điển hình có thể sử dụng để thực hiện gia cơng này. Thiết
bị mang các chi tiết có các mâm cặp bằng khí nén lực kẹp lớn để kẹp các chi tiết và
có thể xoay trịn quanh trục ngang nhờ vào bàn xoay khí nén (5). Hai dụng cụ khoan,
vát vát mép hoặc loe miệng lỗ (11) được truyền động bởi trục chính (8) sẽ đi vào
thực hiện các hoạt động ăn dao (9). Các chi tiết đã được gia công được tay gắp (4)
gắp ra và đưa vào băng tải (7). Sau đó tay gắp (4) sẽ gắp các phôi mới từ băng tải
(6). Tay gắp (4) di chuyển được nhờ vào xy lanh khí nén (2), bộ phận truyền động
thẳng (1) và (3).


Sơ đồ trạng thái:
Nhip thuc hien
Xy lanh A

S2

start

1

1`

S1

S4
Xy lanh B
S3

Xy lanh C

S6
S5

Xy lanh D

S8
S7

Xy lanh E

S10
S9

Sơ đồ mạch điện:

2

3

4

5

6

7

8

9

10


Mạch khí nén thuần túy:

Bài tập 6:

Drilling

1) Trục lăn đẩy phôi bằng áp lực


2) Phôi
3) Băng (con) lăn
4) Đồ gá mũi khoan
5) Thiết bị định vị
6) Xy lanh thủy lực giảm chấn
7) ổ đở
8) xy lanh dừng chi tiết gia công

9) mô tơ máy khoan
Nguyên lý hoạt động:
Đây là quy trình khoan lỗ cho những phôi gỗ dùng làm đồ nội thất gồm có 4 xilanh :
1 xilanh làm nhiệm vụ chặn thanh gỗ do băng tải đưa tới , 3 xi lanh còn lại được gắn
bên dưới động cơ làm nhiệm vụ nâng hạ động cơ khoan lỗ . Ban đầu khi có phơi tới
thì xilanh (8) làm nhiệm vụ duỗi thẳng ra chặn phơi sau đó 3 xilanh bên dưới động
cơ đi ra khoan 3 lỗ trên phôi rồi quay trở về cuối cùng xilanh (8) lui về để băng tải
chuyển sản phẩm đi , kết thúc một chu trình làm việc .

Sơ đồ trạng thái:
Nhip th uc hien
Xy lan h A

S2
S1

S4
Xy lan h B
S3

Xy lan h C

S6
S5

Xy lan h D

S8

start

1
1`

2

3

4


Sơ đồ mạch khí nén:

Sơ đồ mạch điện:


s1

s5

s3

s7

s2

s6

s4

Y1

Y2

Y5

Y3

k1

s8
s2

St

k2

k1

k3

Y7 Y6

Y4

k3

Y8

k2

s3

k3

s8

k3

Set
s6

k1

k2

k3

k2

s5

s4

k1

k1

k2

Y1

Y2

Y3

k3

Bài tập 7:

1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)

s7

Drilling

Phơi
Bộ phận chuyển động ngang
Xy lanh khí nén
Động cơ khoan
Trụ đỡ đứng
Tấm chân đế

Xy lanh giảm chấn thủy lực
Bộ phận chuyển động thẳng đứng
Hệ thống kẹp chặt then- đòn bẩy.

Y5

Y7

Y4

Y6

Y8


10)Bộ phận đỡ chi tiết.

Nguyên lý hoạt động:
Đối với thiết bị khoan này,các chi tiết U này được đưa vào và lấy ra bằng tay và
được kẹp bởi hệ thống then – đòn bẩy (9). Sauk hi lỗ đầu tiên được khoan, bộ phận
khoan di chuyển đến vi trí thứ hai để gia cơng lỗ cịn lại. Chuyển động của đầu
khoan được điều khiển bởi xy lanh chuyển động theo phương ngang (2) và xy lanh
(3), và được giảm chấn bởi xy lanh giảm chấn thủy lực (7).

Sơ đồ trạng thái:
Nhip thuc hien
Xy lanh A

S2

1
1`
start

S1

S4
Xy lanh B
S3

Xy lanh C

Sơ đồ mạch điện:

Mạch khí nén thuần túy:

2

3

4

5


Bài tập 8:

Hopper feeding

a) Bulk-material hopper

b) Sorting and feeding of balls


1 Chute
2 Linear vibrator system
3 Shear bolt sensor
4 Pneumatic cylinder
5 Swivelling hopper
6 Swivel flange
7 Bellows suction cup
8 Lifting ram
9 Hopper
10 Swivel arm
11 Counterweight
12 Rotary unit
13 Lifting plate
14 Vertical lifting unit
Nguyên lý hoạt động:
Nguyên liệu được đưa vào máng 9, đến khi đạt trọng lượng G (cảm biến 3 nhận
biết) khi đó xilanh A đẩy lên đổ nhiên liệu vào máng.
Cơ cấu rung 2 làm cho nguyên liệu sắp xếp ổn định trên các đầu nâng 8, tiếp đó
xilanh B nâng tấm nâng 13 đưa nguyên liệu lên
Khi tấm nâng 13 nâng đến cuối chu kì thì các giác giác hút 7 hoạt động, giữ chặt
nguyên liệu vào giác hút
Sau đó cơ cấu quay 12 làm quay thanh truyền 10 đưa nguyên liệu đến nơi cần
bỏ
Khí nén đến giác hút 7 ngừng cung cấp làm cho nguyên liệu được thả xuống vị
trí cần bỏ.

Sơ đồ trạng thái:
Nhip thuc hien
Xy lanh A

S2
S1

S4
Xy lanh B
S3

Xy lanh C

S6
S5

Giac hut

S8

start

1
1`

2

3

4

Mạch khí nén thuần túy:

Bài tập 9:

Printing:


1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Cán chày
Dưỡng
Phôi
Cử chặn
Dây chuyền
Khớp nối quay
Đĩa tiếp hợp
Xy lanh nâng

Nguyên lý hoạt động:
Đầu tiên, xylanh A của băng chuyền chuyển động gặp tín hiệu cảm biến băng
chuyền dừng lại xylanh B đi xuống đóng dấu lên chi tiết sau đó đi về đồng thời

xylanh kẹp C kẹp chặt chi tiết sau đó động cơ quay 1 góc 180 sau đó xylanh C thả
chi tiết ra đồng thời xylanh B đi xuống đóng lên bề mặt bên kia của chi tiết,sau đó đi
về ,xylanh của băng chuyền tiếp tục chuyển động động cơ quay trở lại vị trí ban
đầu,chu trình cứ thế được tiếp tục.
Từ u cầu của quy trình cơng nghệ,ta xác định được biểu đồ trạng thái biểu diễn
các bước thực hiện của các cơ cấu chấp hành như sau:

Sơ đồ trạng thái:


Sơ đồ mạch điện khí nén:

Mạch khí nén thuần túy:


Bài tập 10:

Psessingfitting:


Ngun lý hoạt động:
Phơi có lỗ dễ bị biến dạng trong suốt q trình gia cơng và kẹp. Để đạt độ chính xác
và chống lại sự biến dạng, thì phải lắp vào trong lỗ của phôi đồ gá kẹp tạm rồi mới
gia cơng. Việc này được thực hiện như hình trên.
Ban đầu các xylanh A, C, D ở phía trong, xylanh B ở ngồi. Khi phơi được
băng chuyền đưa vào vị trí xylanh A , cảm biến phát hiện phơi ( hoặc nhấn vào nút)
kích hệ thống hoạt động theo các bước:
Xylanh A đi ra đẩy phơi vào vị trí dập, kết hợp với xylanh B kẹp chặt phôi ở vị trí
đó.
Xylanh C đi ra đưa đồ gá kẹp tạm vào trong lỗ phôi.

Xylanh D đi xuống tiến hành dập phôi.
Dập xong xylanh D đi về, kế tiếp là xylanh C đi về.
Xylanh A tiếp tục đi ra đồng thời xy lanh B đi vào ( Chiều dài nòng pittong A dài
hơn nịng pittong B, có thể gấp đơi ) đẩy phơi vào vị trí băng chuyền đi ra.
Xylanh A đi về nhả phôi ra để phôi theo băng chuyền ra ngồi.
Khi xylanh A về đến vị trí giữa thì xylanh B đi ra, đồng thời xylanh A tiếp tục về vị
trí ban đầu.
Kết thúc 1 chu kỳ làm việc của hệ thống.

Sơ đồ trạng thái:


Sơ đồ mạch điện:

Mạch khí nén thuần túy:


Bài tập 11:

Pressing Fitting:

Mơ hình ghép thang dùng khí nén.

1: Xi lanh; 2: Đêm áp; 3: Thanh gỗ; 4: Miếng đỡ;