Thiết kế máy in lưới tự động

Trong những năm qua kỹ thuật in lưới ngày càng phát triển và được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống. Hiện nay máy in lưới được ứng dụng khá phổ biến, chúng được gia công với nhiều loại sản phẩm như: In thiệp cưới, in áo, in bao bì sản phẩm, các sản phẩm hoa văn bằng lụa, bằng giấy,.. 2. Mục đích nghiên cứu đề tài Chính vì những vai trò và những ứng dụng quan trọng đó, việc phát triển máy in lưới phục vụ trong đời sống có vai trò quan trọng. Hiện nay với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật,việc ứng dụng tự động hóa vào trong sản xuất ngày càng phổ biến. Máy in lưới điều khiển hoàn toàn tự động thông qua PLC, và giám sát giao diện trên màn hình HMI, giúp nâng cao năng suất chất lượng sản phẩm.

Đề tài 12 : Tìm hiểu máy in lưới tự động – Đi sâu thiết kế điều khiển và giám sát cho máy sử dụng PLC, HMI (forming machine)

Thành viên:

Lê Trọng Huy Nguyễn Việt Hoàng

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm qua kỹ thuật in lưới ngày càng phát triển và được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống Hiện nay máy in lưới được ứng dụng khá phổ biến, chúng được gia công với nhiều loại sản phẩm như: In thiệp cưới, in áo, in bao bì sản phẩm, các sản phẩm hoa văn bằng lụa, bằng giấy,

2 Mục đích nghiên cứu đề tài

Chính vì những vai trò và những ứng dụng quan trọng đó, việc phát triển máy in lưới phục vụ trong đời sống có vai trò quan trọng Hiện nay với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật,việc ứng dụng tự động hóa vào trong sản xuất ngày càng phổ biến Máy in lưới điều khiển hoàn toàn tự động thông qua PLC, và giám sát giao diện trên màn hình HMI, giúp nâng cao năng suất chất lượng sản phẩm

3 Đối tượng nghiên cứu đề tài

Chính vì những vai trò quan trọng đó nhóm em nhận đề tài: “Tìm hiểu máy

in lưới tự động – Đi sâu thiết kết điều khiển và giám sát cho máy sử dụng PLC, HMI (forming machine)”

Trong quá trình làm bài cùng với sự giúp đỡ của TS.Trần Tiến Lương, đã giúp nhóm em hoàn thiện đồ án tốt hơn, trong quá trình làm bài còn nhiều thiếu sót rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY IN LƯỚI 1.1 Khái quát về máy in lưới

1.1.1 Khái niệm về máy in lưới

In lưới còn được biết đến với tên gọi khác là in lụa Đây là một trong những

kỹ thuật in ra đời sớm nhất và được phổ biến nhất hiện nay

Kỹ thuật in lưới có thể áp dụng cho nhiều vật liệu cần in khác nhau như: vải, nilon, mặt đồng hồ, bản mạch điện tử, thủy tinh, giấy, sản phẩm kim loại,… hoặc được sử dụng thay cho phương pháp vẽ dưới men trong sản xuất gạch men

1.1.2 Vai trò của máy in lưới trong đời sống

Ứng dụng của phương pháp in lưới rất phổ biến trong cuộc sống như: in áo phông, in cốc chén, in bút, in lịch tết và còn có thể dùng những loại mực in khác nhau, hoặc những nguyên liệu đặc biệt để tạo ra những hiệu ứng khác nhau, ví dụ như in chuyển, tạo chữ nổi…

1.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy in lưới trong bài thiết kế

1.Thuyết minh nguyên lý

Thuyết minh nguyên lý:

+ Sau khi động cơ của băng tải nhận tín hiệu hoạt động từ HMI, băng tải sẵn sàng làm việc Lúc này người công nhân sẽ trải vải in lên khay in trên băng tải

băng tải sẽ hoạt động khi khay in đã được trải khăn (nhờ cảm biến tiệm cận) băng tải bắt đầu hoạt động

+ Băng tải hoạt động đưa khay in đến vị trí cảm biến S1 thì dừng lại và quá trình in màu 1 sẽ diễn ra Đến khi quá trình in màu 1 diễn ra xong thì khay in sẽ được truyền sang quá trình sấy 1 đồng thời khay in tiếp theo vào để thực hiện quá trình in 1

+ Các khay in trên băng tải phải được chia đều khoảng các với nhau sao cho các quá các khay in vào đúng vị trí khi của các quá trình in màu và ác quá trình sấy làm việc cùng lúc

- Quá trình in màu 1:

+ Sau khi băng tải đến vị trí S1, S1 bị tác động XL1 và XL2 thực hiện quá trình đẩy khuôn in xuống và giữ cho đến khi quá trình in kết thúc Đồng thời dùng

bộ Time đếm thời gian cho quá trình di chuyển của XL1 và XL2 Sau khhi bộ Time đếm xong thì XL3 được tác động di chuyển từ vị trí S2 xuống vị trí S3 và giữ nguyên trạng thái XL ( S2,S3 được gắn trực tiếp trên thân XL3) và XL4 vẫn ở vị trí ban đầu S4 Sau khi đến Xylanh xuống đến vị trí S3, S3 được tác động đồng thời XL5 di chuyển từ vị trí S6 sang vị trí S7 đây là quá trình quét sơn lần 1 Sau khi XL5 đến vị trí S7, S7 được tác động XL4 di chuyển từ vị trí S4 xuống vị trí S5

và giữ nguyên trạng thái XL (S4,S5 được gắn trực tiếp trên XL4) và XL3 di chuyển từ vị trí S3 lên vị trí S2, S2 được tác động thì XL5 di chuyển từ vị trí S7 sang vị trí S6 dây là quá trình quét sơn lần 2 Sau khi XL5 về vị trí S6, S6 được tác động các XL1 và XL2 nhả khí nhắc khuôn in lên kết thức quá trình in 1

+ Sau khi nhấc bàn in lên băng tải chạy đưa bàn in sang quá trình sấy khô vải sau khi in đồng thời bàn in tiếp theo sẽ được đưa vào dể thực hiện quá trình in tiếp theo

+ Các quá trình in 2,3,4 diễn ra như quá trình in một trong trường hợp có vấn đề hay sự cố ta dừng hoạt động trên HMI

+ Xác định tín hiệu vào ra

2 Lựa chọn thiết bị

+ Lựa chọn động cơ cho băng tải: Động cơ giảm tốc 3 pha

Thông số:

- Motor giảm tốc 3 pha 0.4KW 0.5HP Sử dụng điện áp 3 pha

220/380V

- Đa dạng tỉ số truyền (Ratio): 1/3, 1/5, 1/10, 1/15, 1/20, 1/25, 1/30, 1/40, 1/50, 1/60, 1/8 0, 1/100, 1/120, 1/150, 1/200, …

- Đường kính trục: 22mm, 28mm, 32mm

+ Máy nén khí

- Công suất: 1 HP

- Nguồn điện: 220V/50hz

- Lưu lượng khí: 0.08 (m3/phút)

- Chỉ số nén: 0.8Mpa

- Dung tích bình nén: 6L

- Trọng lượng: 16Kg

+ Nguồn 24 V

Thông số:

- Điện áp input: 110-220VAC

- Điện áp Output: 24VDC

- Dòng điện tải: 5A

- Kích thước: 158x97x43mm

+ Rơ le trung gian Omron MY4N-GS DC24, 14 chân, 3A

Thông số kỹ thuật:

- Loại Rơ le trung gian Omron MY4N-GS DC24 (loại chân dẹt nhỏ)

- Đặc điểm 14 chân dẹt, có đèn chỉ thị

- Điện áp 24VDC

- Tiếp điểm 4PDT

- Khả năng chịu tải 3A

+ Lựa chọn rơ le nhiệt:

Tính chọn rơle nhiệt cho động cơ 3pha, 380v, 0.4KW

Itt= P

√3.U COSφ=

400

0.8.380 √3=0,76( A)

Chọn Idm rơ le nhiệt

Idm = 1,2.Itt = 1,2.0,76 = 0,9(A)

Chọn Rơ le nhiệt Mitsubishi TH-T25 0.9A (0.7-1.1A)

Chọn BH-D10 3P 1A - Aptomat Mitsubishi MCB 3 pha 1A 10kA

Thông số kỹ thuật:

- Mã sản phẩm: BH-D10 3P 1A

- Dòng sản phẩm: MCB BH-D10

- Số cực: 3P

- Frame size: 63AF

- Dòng định mức:1A

- Dòng cắt ngắn mạch: 10kA

- Bảo vệ quá tải và ngắn mạch

Chọn MCB cực đóng cắt hệ thống cấp nguồn cho PLC, máy nén khí, mạch điều khiển

Itt= P U= 30+746220 =3,5(A )

Chọn Áp tô mát

Idm = 1,2.Itt = 1,2.3,5 = 4,2(A) Chọn MCB LS BKN 6A 6kA 2P

Thông số kỹ thuật:

- Dòng điện định mức 6A

- Số cực 2P

- Dòng cắt ngắn mạch 6KA

+  PLC MITSUBISHI FX3U

Dòng sản phẩm mới PLC FX3U là thế hệ thứ ba trong gia đình họ FX-PLC, là một PLC dạng nhỏ gọn và thành công của hãng Mitsubishi Electric

Sản phẩm được thiết kế đáp ứng cho thị trường quốc tế, tính năng mới đặc biệt  là hệ thống “adapter bus” được bổ hữu ích cho việc mở rộng thêm những tính năng đặc biệt và khối truyền thông mạng Khả năng mở rộng tối đa

có thể  lên đến 10 khối trên hệ thống mới này

Với tốc độ xử lý cực mạnh mẽ, thời gian chỉ 0.065µs trên một lệnh đơn logic, cùng với 209 tập lệnh được tích hợp sẵn và cải tiến liên tục đặc biệt cho việc điều khiển vị trí Dòng PLC mới này còn cho phép mở rộng truyền thông qua cổng USB, hỗ trợ cổng Ethernet và cổng lập trình RS-422 mini DIN Với tính năng mạng mở rộng làm cho PLC này nâng cao được khả năng kết nối tối

đa lên đến 384 I/O, bao gồm cả các khối I/O qua mạng

Thông số kỹ thuật:

– Điện áp nguồn cung cấp: 24VDC hoặc 100/240VAC

– Bộ nhớ chương trình: 64000 bước

– Kết nối truyền thông: hỗ trợ kết nối RS232, RS485, USB, Ethernet, profibus, CAN, CClink

– Bộ đếm tốc độ cao: max 100kHz, lên tới 200kHz với module chức năng

– Loại ngõ ra: relay, transistor

– Phát xung tốc độ cao: max 100kHz, lên tới 200kHz hoặc 1Mhz với module chức năng

– Tổng I/O: 16/32/48/64/80/128

– Có thể mở rộng lên tới 256 I/Os thông qua module hoặc 384 I/O thông qua mạng CC-Link

+ PLC Mitsubishi FX3U-32MT (16 In / 16 Out Transistor)

Đặc tính kĩ thuật FX3U-32MT/DS:

– Bộ CPU với 32 I/O: 16 đầu vào và 16 đầu ra transistor(Soure)

– Nguồn cấp: 24 VDC

– Công suất: 30 W

– Bộ nhớ chương trình: 64.000 Steps

– Tích hợp đồng hồ thời gian thực: 16 (100 Khz)

– Bộ đếm: 235

– Timer: 512

– Tích hợp cổng thông RS232C, RS 485

– Cáp kết nối: FX-USB-AW, USB-SC09, USB-SC09

+ Lựa chọn xy lanh: xy lanh 2 tác động

Tác dụng: Nâng hạ gạt mưc in, nâng hạ bàn in

Xy lanh kéo quét sơn( Xy lanh khí nén không trục dạng trượt)( 2 tác động)

Lựa chọn van điện từ: Van điện từ 5/2

Thông số kỹ thuật:

Điện áp: 220 V/DC

Áp suất: 0,15 – 0,85 Mpa

Tác dụng: Dùng cho xy lanh nâng hạ mực in và kéo mực in + Van điện từ 5/2 có lò xo

Thông số kỹ thuật:

Điện áp: 220 V/DC

Áp suất: 0,15 – 0,85 Mpa

Tác dụng: Dùng cho xy lanh nâng hạ bàn in

+ Lựa chọn cảm biến: Cảm biến khoảng cách E3F-DS30C4 NPN NO

5-30cm - A1H8

- Dây đen: Data- Đầu ra: NO

- Khoảng cách điều chỉnh:5-30cm

- Điện áp làm việc: 10-30 VdC

- Dạng tín hiệu ra: NPN Thường mở

- Môi trường làm việc: -40 - 70°C

- Dây nâu: VDD,VCC

- Dây xanh: GND

Khi cảm biến này được tác động thì dừng động cơ, sao cho lụa khớp với bàn

in, để bàn in thực hiện quá trình in màu

Cảm biến từ: CS1-S

Thông số: Model: CS1-S

- Điện áp hoạt động: 5-240V DC/AC

- Dòng chuyển đổi tối đa: 100mA

- Công suất tối đa: 10W

- Đèn báo: Led đỏ

- Tần số chuyển đổi tối đa: 200Hz

- Bảo vệ ngắn mạch: không có

- Độ nhạy: 60 - 75ns

- Trọng lượng: 50g

- Chiều dài dây: 2m

Cảm biến này đặt vào thân xy lanh

Lựa chọn HMI :

3 Trang bị điện cho thiết bị:

LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN THIẾT KẾ GIAO DIỆN TRÊN HMI