Nghiên cứu, thiết kế mô hình xếp phôi tự động trên cơ sở plc s7 1200

Hiện nay đất nước ta đang hội nhập vào sự phát triển chung của nền kinh tế thế giới bằng nền sản xuất đa dạng và đầy tiềm năng, nền kinh tế đã và đang phát triển này không chỉ đòi hỏi số lượng về nguồn nhân lực, nhân công khổng lồ, mà còn yêu cầu về trình độ tay nghề, kỹ thuật lao động và thiết bị sản xuất. Trên đà phát triển đó vấn đề tự động hóa trong sản xuất, trong các hoạt động sinh hoạt hằng ngày của con người đã trở thành nhu cầu cần thiết. Ngày nay với sự xuất hiện của các chip điện tử, PLC, máy tính, CNC…Cùng với việc sử dụng rộng rãi của nó đã thúc đẩy sự phát triển của tự động hóa lên một bước cao hơn. Do đó nhóm đồ án đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế mô hình trạm xếp phôi tự động” dưới sự hướng dẫn của thầy Võ Huy Hoàn Đề tài này giúp nhóm tích lũy thêm nhiều kiến thức mới. Đặc biệt là những kinh nghiệm trong quá trình thiết kế nhóm được cọ xát nhiều hơn, tiếp xúc thực tế công việc bên ngoài nhiều hơn về cách lắp đặt và lập trình. Do thời gian và kiến thức có hạn, nên đề tài còn nhiều điểm thiếu sót.Nhóm đồ án rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để có thể năng cao chất lượng của đề tài và phát triển hơn. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG XẾP PHÔI CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG XẾP PHÔI CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẠM XẾP PHÔI TỰ ĐỘNG CHƯƠNG IV: VẬN HÀNH MÔ HÌNH VÀ KIỂM NGHIỆM KẾT QUẢ

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG XẾP PHÔI 1

1.1 Mục tiêu, yêu cầu của hệ thống 1

1.2 Giới thiệu về hệ thống gắp thả trong công nghiệp 1

1.3 Một số hệ thống ứng dụng gắp thả 3

1.4 Hệ thống xếp phôi tự động 4

1.5 Một số phương án cho hệ thống xếp phôi 7

1.6 Lựa chọn hệ thống cho đồ án 15

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG XẾP PHÔI 17

2.1 Bộ điều khiển PLC S7 1200 17

2.2 Động cơ bước 18

2.3 Cơ cấu vít me 20

2.4 Xy lanh khí nén 21

2.5 Cảm biến xylanh 22

2.6 Van điện từ khí nén 22

2.7 Dây nối khí nén và đầu nối khí nén 24

2.8 Băng tải và động cơ kéo băng tải 25

2.9 Relay trung gian 28

2.10 Khối nguồn 28

2.11 Cảm biến quang 29

2.12 Nút nhấn và đèn báo 32

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẠM XẾP PHÔI TỰ ĐỘNG 34

3.1 Tính chọn thiết bị cho hệ thống xếp phôi tự động 34

3.1.1 Chọn bộ điều khiển cho hệ thống 34

3.1.2 Chọn động cơ bước 35

3.1.3 Chọn cảm biến quang 35

3.1.4 Chọn nguồn tổ ong 35

3.1.5 Chọn relay trung gian 36

3.1.6 Chọn động cơ cho băng tải 36

3.1.7 Chọn van điện từ 37

3.1.8 Chọn xy lanh 37

3.1.9 Chọn cảm biến xy lanh 38

3.1.10 Chọn nút nhấn và đèn báo 38

3.2 Sơ đồ khối hệ thống xếp phôi 39

3.3 Phần mềm lập trình TIA V15.1 40

3.3.1 Kết nối PLC với PC qua giao thức TCP/IP 41

3.3.2 Các câu lệnh sử dụng trong bài toán 44

3.3.3 Các khối điều khiển Step trong chương trình 45

3.3.4 Các khối chương trình 49

3.3.5 Phần mềm điều khiển và giám sát 51

3.3.6 Thiết lập project trên WINCC 52

3.4 Thiết kế bài toán ứng dụng 54

3.4.1 Nội dung bài toán 54

3.4.2 Thiết kế cơ khí hệ thống 55

3.4.3 Thiết kế phần điện hệ thống 57

3.4.4 Bảng địa chỉ vào ra 58

CHƯƠNG IV: VẬN HÀNH MÔ HÌNH VÀ KIỂM NGHIỆM KẾT QUẢ 60

4.1 Kết quả 60

4.2 Đánh giá chung 63

4.3 Hướng phát triển 65

Tài Liệu Tham Khảo 67

Phụ Lục Code 67

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1.1 Hệ thống gắp thả phôi 3

Hình 1.2 Hệ thống gắp hàng lên pallet sử dụng robot 3

Hình 1.3 Hệ thống gắp thả sử dụng robot delta 4

Hình 1.4 Hệ thống xếp hàng bằng cơ cấu khí nén 7

Hình 1.5 Robot Scara 9

Hình 1.6 Hệ thống xếp hàng sử dụng động cơ servo GA 11

Hình 1.7 Cơ cấu step gắn vitme 13

Hình 2 1 Bộ điều khiển PLC S7 1200 16

Hình 2 2 Cơ cấu vitme bi 19

Hình 2 3 Xy lanh kép 21

Hình 2 4 Xy lanh kẹp 21

Hình 2 5 Cảm biến xy lanh 21

Hình 2 6 Van điện từ 5/2 22

Hình 2 7 Dây khí và đầu nối van khí nén 23

Hình 2 8 Băng tải Mini 25

Hình 2.9 Relay trung gian 27

Hình 2.10 Nguồn tổ ong 24V 28

Hình 2.11: Cảm biến quang CX - 411 29

Hình 2.12 Cấu tạo công tắc hành trình 30

Hình 2.13 Nút nhấn 31

Hình 2.14 Đèn báo 32

Hình 3 1 Sơ đồ khối hệ thống xếp phôi 38

Hình 3.2 Biểu tượng phần mềm lập trình 40

Hình 3 3 Configure a device 41

Hình 3.5 Giao diện phần mềm TIA Portal 42

Hình 3 6 Giao diện lập trình OB 43

Hình 3 7 Download to device 43

Hình 3 8 Khối MC_Power 44

Hình 3 9 Khối MC_Reset 45

Hình 3 10 Khối MC_Home 46

Hình 3 11 Khối MC_MoveAbsolute 46

Hình 3.12 Khối MC_MoveJog 47

Hình 3.13 OB (Organization Block) 48

Hình 3.14 FC (Function Block) 49

Hình 3.15 FB (Function Data Block) 49

Hình 3.16 DB (Data Block) 49

Hình 3 17 Biểu tượng WinCC 50

Hình 3 18 Thiết lập project trên WINCC 51

Hình 3 19 Chọn loại truyền thông để kết nối giữa WinCC và PLC S7-1200 52

Hình 3 20 Kết nối network của PLC và PC-System để kết nối với nhau 52

Hình 3 21 Vào màn hình WINCC 53

Hình 3 22 Bản vẽ 3D hệ thống 54

Hình 3 23 Bản vẽ hình chiếu hệ thống 55

Hình 3 25 Sơ đồ đi dây PLC với thiết bị 56

Hình 3 26 Sơ đồ điều khiển relay 57

Hình 3.27 Lưu đồ thuật toán hệ thống 58

Hình 4.1 Mô hình nhìn từ mặt trước 59

Hình 4.2 Mô hình nhìn từ trên xuống 59

Hình 4.3 Tủ điện thiết kế 59

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 3.1 Thông số S7 1200 CPU 1214 DC/DC/DC 34

Bảng 3.2 Thông số động cơ bước 34

Bảng 3 3 Thông số cảm biến quang 34

Bảng 3 4 Thông số nguồn tổ ong 24V 35

Bảng 3.5 Thông số relay trung gian 35

Bảng 3.6 Thông số động cơ giảm tốc mini 36

Bảng 3.7 Thông số van điện từ 5/2 36

Bảng 3 8 Thông số xy lanh hạ tay gắp 36

Bảng 3.9 Thông số xy lanh kẹp 37

Bảng 3.10 Thông số cảm biến xy lanh 37

Bảng 3.11 Thông số đèn báo 38

Bảng 3.12 Thông số nút nhấn 38

Bảng 3 13 Tập lệnh cơ bản trong S7 1200 44

Bảng 3 14 Tham số của khối MC_Power 45

Bảng 3 15 Tham số khối MC_Reset 45

Bảng 3 16 Tham số khối MC_Home 46

Bảng 3 17 Tham số khối MC_ MoveAbsolute 47

Bảng 3.18 Tham số khối MC_MoveJog 48

Bảng 3 20 Bảng địa chỉ vào ra 57

CHỮ VIẾT TẮT

PLC (Programmable Logic Controller): Bộ điều khiển khả trìnhCPU (Central Processing Unit): Bộ xử lý trung tâm

RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ khả biến

ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ dùng để đọc dữ liệu trong RAMHMI (Human Machine Interface): Giao diện người và máy

PS (Power Supply): Module cấp nguồn

SM (Signal Module): Module tín hiệu

I/O (Input/Output): Tín hiệu vào/ra

L: Chân nóng nguồn xoay chiều

N: Chân lạnh nguồn xoay chiều

AC (Alternating current): Điện áp xoay chiều

V+: Điện áp dương nguồn 1 chiều

V- : Điện áp âm nguồn 1 chiều

GND: Chân nối đất

DC (Direct Current): Điện áp một chiều

RLY: relay

LAD (Ladder logic): Nguồn ngữ lập trình dạng hình thang

FBD (Function Block Diagram): Ngôn ngữ lập trình khối chức năngSTL (Statement List): Ngôn ngữ lập trình dạng liệt kê lệnh

TCP (Transmission Control Protocol): Giao thức kiểm soát truyền tải

IP (Internet Protocol): Giao thức Internet

OB (Organization Block): Khối làm việc chính

FC (Function): Khối làm việc phụ không nhớ

FB (Function Block): Khối làm việc phụ có nhớ

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay đất nước ta đang hội nhập vào sự phát triển chung của nền kinh tế thếgiới bằng nền sản xuất đa dạng và đầy tiềm năng, nền kinh tế đã và đang phát triển nàykhông chỉ đòi hỏi số lượng về nguồn nhân lực, nhân công khổng lồ, mà còn yêu cầu vềtrình độ tay nghề, kỹ thuật lao động và thiết bị sản xuất Trên đà phát triển đó vấn đề tựđộng hóa trong sản xuất, trong các hoạt động sinh hoạt hằng ngày của con người đã trởthành nhu cầu cần thiết Ngày nay với sự xuất hiện của các chip điện tử, PLC, máy tính,CNC…Cùng với việc sử dụng rộng rãi của nó đã thúc đẩy sự phát triển của tự động hóalên một bước cao hơn

Do đó nhóm đồ án đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế mô hình trạm xếp phôi

tự động” dưới sự hướng dẫn của thầy Võ Huy Hoàn

Đề tài này giúp nhóm tích lũy thêm nhiều kiến thức mới Đặc biệt là những kinhnghiệm trong quá trình thiết kế nhóm được cọ xát nhiều hơn, tiếp xúc thực tế công việcbên ngoài nhiều hơn về cách lắp đặt và lập trình Do thời gian và kiến thức có hạn, nên đềtài còn nhiều điểm thiếu sót.Nhóm đồ án rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để

có thể năng cao chất lượng của đề tài và phát triển hơn

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG XẾP PHÔI

1.1 Mục tiêu, yêu cầu của hệ thống

- Thiết bị sử dụng có độ bền cao và tuổi thọ lớn

- Vốn đầu tư phù hợp, chi phí vận hành thấp

- Xây dựng chương trình điều khiển, giám sát tối ưu

1.2 Giới thiệu về hệ thống gắp thả trong công nghiệp

Hệ thống gắp thả (Pick and place) là ứng dụng gắp đặt sản phẩm từ vị trí cố định hoặc

di động sang vị trí khác nhờ robot hoặc cơ cấu chuyền động cơ khí Ứng dụng có thể sửdụng trong tất cả các giai đoạn của quá trình sản xuất, từ cấp nhiên vật liệu đầu vào đếnđóng gói sản phẩm ở đầu ra Đặc biệt các nhà máy của ngành thực phẩm – giải khát; hàngtiêu dùng; dược phẩm - hóa chất, hệ thống picking trong quá trình đóng gói và hệ thốngpalletizing trong quá trình xếp pallet cuối dây chuyền đã giải quyết triệt để được nhữngbài toán về năng xuất, sản lượng cũng như nhân lực

Ưu điểm của hệ thống:

 Tiết giảm chi phí, cải thiện chất lượng môi trường lao động: Robot hỗ trợ rất nhiềucho con người Đặc biệt là trong những môi trường khắc nghiệt, độc hại và nguyhiểm Từ đó tạo ra sản phẩm có tính chính xác cao và hiệu quả vượt trội so với sảnxuất thủ công

 Đảm bảo tính đồng nhất và tăng chất lượng sản phẩm: Ứng dụng robot tự độnghóa có thể sản xuất các sản phẩm hàng loạt, có tính đồng nhất và chất lượng caohơn;

 Gia tăng năng suất: Với các robot hiện đại, chu trình sản xuất trong nhà máy sẽđược lập trình tối ưu, hoạt động sản xuất sẽ không bị gián đoạn so với sức laođộng của công nhân;

 Tiết kiệm nguyên nhiên vật liệu và hạ giá thành sản phẩm: Ứng dụng robot trongsản xuất giúp giảm thiểu các sản phẩm lỗi, hỏng Các công đoạn sản xuất luônđảm bảo tính chính xác, chuẩn mực nên nguyên nhiên vật liệu hao phí, rơi vãiđược hạn chế rất nhiều Tăng sản lượng, giảm hao phí đương nhiên sẽ hạ giá thànhsản phẩm

Ứng dụng hệ thống gắp thả trong công nghiệp:

 Thực phẩm: gắp - đặt và đóng gói bánh mì, bánh ngọt, bánh kẹo, nước uống, rượu,bia, vào khay và thùng

 Hàng tiêu dùng: gắp - đặt và đóng gói gia vị, giấy ăn, nước giặt, dầu gội, vào cácthùng carton

 Dược phẩm - y tế: gắp - đặt và đóng gói các loại thuốc dạng hộp thuốc - lọ thuốc, dạng vỉ, dạng siro, vắc xin,

 Điện - điện tử: gắp - đặt và đóng gói bản mạch, linh kiện điện tử, vào hộp, khay, thùng,

 Intralogistic: gắp - đặt, đóng gói và vận chuyển các sản phẩm

 Vật liệu xây dựng: Gắp đặt và bốc xếp vật liệu xây dựng (gạch, men, gốm, sứ, bao tải xi măng ) lên Pallet

 Thiết bị tự động hóa: Robot, máy, máy tự động hóa, đóng gói và quấn màng

1.3 Một số hệ thống ứng dụng gắp thả

Hệ thống xếp phôi tự động:

Hình 1.1 Hệ thống gắp thả phôi

Hệ thống gắp hàng lên pallet sử dụng robot

Hình 1.2 Hệ thống gắp hàng lên pallet sử dụng robot

Hiện nay, các quá trình sản xuất các sản phẩm trên máy cắt kim loại, các máy giacông bằng áp lực (như cán, uốn, dập, đột…), các quá trình công nghệ lắp ráp sản phẩm cơkhí hay kiểm tra, các hệ thống sản xuất ưong các ngành công nghiệp nói chung như sảnxuất phân bón, vật liệu xây dựng, thực phẩm… đều phát triển theo xu hướng tự động hóangày càng cao Để đảm bảo được quá trình sản xuất ổn định thì cần thiết phải có quá trìnhcung cấp phôi chính xác về vị trí trong không gian theo đúng nhịp (cấp đúng lúc) và liêntục theo chu trình hoạt động của máy một cách tin cậy.

Vì thế quá trình cấp phôi là một trong những yêu cầu cần thiết cần phải được nghiêncứu và giải quyết trong các hệ thống sản xuất tự động nhằm mục đích nâng cao năng suấtlao động, sử dụng và khai thác các máy móc, thiết bị một cách có hiệu quả nhất và nângcao chất lượng sản phẩm

Ngày nay, các loại hàng hóa ngày càng nhiều, chính vì vậy việc xây dựng hệ thốngxếp phôi là cần thiết, nhất là ở các các ngành sản xuất như: sản xuất linh kiện điện tử, sản

xuất hàng hóa Việc xếp phôi do con người làm việc trực tiếp bằng tay chân sẽ không thểcải thiện được năng suất và không thể làm việc trong môi trường làm việc nguyhiểm.Chính vì vậy, với sự phát triển của công nghệ hiện đại thì việc khó khăn đó đượcgiải quyết dễ dàng Việc xây dựng các hệ thống xếp phôi tự động giúp tiết kiệm thời gian,chi phí qua đó giúp nâng cao năng suất phù hợp với yêu cầu được đặt ra.

Nghiên cứu hệ thống cấp phôi tự động là giải quyết từng giai đoạn một cách triệt đểưong tổng thể toàn bộ hệ thống cấp phôi và phải được đặt ưong từng điều kiện làm việc

cụ thể của từng máy móc, thiết bị và công đoạn sản xuất Trong quá trình nghiên cứu hệthống cấp phôi tự động thì mục tiêu chính cần phải đạt được đó là hệ thống cấp phôi cầnphải hoạt động một cách ổn định và tin cậy, có nghĩa là phải cung cấp phôi một cách kịpthời, chính xác về vị trí trong không gian, đủ số lượng theo năng suất yêu cầu có tính đếnlượng dự trữ và thu nhận sản phẩm sau khi sản xuất xong một cách an toàn và chính xác.Trong thực tế hiện nay của các ngành sản xuất nói chung, người ta đang sử dụng khárộng rãi các cơ cấu cấp phôi bằng cơ khí, hoặc phối hợp cơ khí – điện, cơ khí- khí nén.với sự phát ưiển mạnh của lĩnh vực điều khiển tự động và Robot đã cho phép dựa vào cáctay máy, người máy làm việc theo chương trình và dễ dàng thay đổi được chương trìnhmột cách linh hoạt thích ứng với các kiểu phôi liệu khác nhau khi cần thay đổi các sảnphẩm Đây là một trong những tính chất rất quan trọng mà nhờ nó có thể áp dụng côngnghệ tiên tiến vào trong quá trình sản xuất dạng loạt nhỏ và loạt vừa mà vẫn có thể manglại hiệu quả kinh tế cao

Có thể thấy rằng, việc nghiên cứu hệ thống cấp phôi tự động có tính bao quát và baogồm nhiều lĩnh vực và liên quan đến nhiều ngành công nghiệp khác nhau Tuy nhiên dogiới hạn của giáo trình và thời lượng nên trong tài liệu này chỉ đề cập đến một số nguyêntắc và nguyên lý cơ bản nhất về sự hoạt động của một số cơ cấu mang tính đặc trưng Hyvọng rằng từ những cơ sở này, các độc giả có thể phát triển và sáng tạo thêm nhằmnghiên cứu và lựa chọn giải pháp áp dụng đối với môi trường hợp cụ thể trong từng lĩnhvực sản xuất công nghiệp một cách thích hợp Nội dung chính trong giáo trình này chỉtrình bày những phần tính toán đối với các chi tiết trong gia công cơ khí vì riêng về mức

chất khác cùng đã là quá nhiều Cũng chính vì thế mà ưong phần này chỉ đi sâu giải quyếtcho một số kiểu sản phẩm có tính chất điển hình, ưên cơ sổ đó, người đọc có thể phátưiển đối với các kiểu chi tiết cụ thể ưong lĩnh vực gia công cơ khí nói riêng và các ngànhcông nghiệp nói chung.

Hệ thống cấp phôi tự động trước hết phải nằm trong các hệ thống sản xuất mang tính

tự động từng phần hay toàn phẳn và không thể có hệ thống sản xuất tự động mà không cóquá trình cấp phôi tự động Quá trình cấp phôi tự động có những ưu điểm sau:

Nâng cao năng suất do giảm thời gian phụ (là thời gian gá đặt phôi và tháo sản phẩmsau khi gia công)

Đảm bảo được năng suất gia công theo tính toán vì nó đảm bảo được chu kỳ cấp phôichính xác, không bị ảnh hưởng đến các yếu tố về khách quan như tình trạng tâm sinh lý

và trạng thái sức khoẻ của con người

Đảm bảo độ chính xác gá đặt cao vì trước khi phôi đến vị trí để cấp cho máy công tácthì nó đã được định hướng chính xác ưong không gian và đúng tọa độ theo yêu cầu, đồngthời tốc độ di chuyển của phôi đà được điều chỉnh để phù hợp với cơ cấu gá đặt

Cải thiện được điều kiện làm việc cho công nhân: Giải phóng cho con người trong cáccông việc lao động phổ thông nhàm chán (như lặp đi lặp lại một động tác có tính đôngiản); Trong các công việc nặng nhọc (như di chuyển và gá đặt các phôi có kích thướclớn, khối lượng lón); Các công việc có thể gây ra nguy hại cho sức khoẻ của ngũòi côngnhân như các phôi liệu có thể có các cạnh sắc, ví dụ các bavia, rìa mép của các phôi dập,rèn, đúc…; Các công việc gây sự mỏi mệt cho công nhân như phải tập trung chú ý để tìm,chọn, phân loại và định hướng (nhất là các chi tiết có hình dạng gần giống nhau hoặc khóphân biệt về hướng)

Đảm bảo an toàn cho người sử dụng và các máy móc thiết bị như: Có thể loại khỏidây chuyền sản xuất các phôi có nhiều sai số và khuyết tật để đảm bảo sự làm việc ổnđịnh cho thiết bị; Tránh tình trạng máy bị quá tải do lượng dư quá lớn hoặc không đều;Tránh được sự rung động và các tải trọng động có biên độ lớn trong quá trình gia công docác khuyết tật trên phôi

1.5 Một số phương án cho hệ thống xếp phôi

Phương án 1: hệ thống xếp phôi bằng cơ cấu xy lanh khí nén

Hình 1.4 Hệ thống xếp hàng bằng cơ cấu khí nén

Ứng dụng

- Hệ thống sử dụng xy lanh khí nén được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực tiềm ẩnnguy hiểm và có nguy cơ xảy ra cháy nổ cao như các đồ giá kẹp các chi tiết nhựa, chấtdẻo, ứng dụng cấp phôi gia công trong các ngành gia công cơ khí, chế tạo máy

- Ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất thiết bị điện tử, yêu cầu môi trường làmviệc sạch

Ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất thực phẩm như chiết nước vào cahi, rửa bao bì

tự động, sấy khô thực phẩm

- Ứng dụng trong các thiết bị vận chuyển như băng tải, thang máy công nghiệp

- Ứng dụng trong ngành in ấn, đóng gói bao bì sản phẩm

- Nhờ tính tin cậy và an toàn cao, máy nén khí còn là giải pháp hàng đầu trong việc thăm

dò năng lượng từ xa, giúp điều hòa không khí ở cả nhiệt độ cực nóng và cực lạnh

- Trong lĩnh vực sản xuất, chế tạo ô tô: Hệ thống khí nén rất cần thiết để tạo ra khí sạch,khí khô và áp suất khí ổn định, giúp thực hiện những việc sửa chữa, lắp ráp các bộ phận

xe một cách tự động

- Trong ngành y tế, dược phẩm: khí nén là năng lượng được ưa chuộng hàng đầu để thựchiện các ứng dụng vận chuyển và sản xuất thuốc, dược phẩm, giúp sấy khô vỏ thuốc hiệuquả, đảm bảo an toàn vệ sinh tuyệt đối

Ưu điểm:

-Chi phí thiết lập hệ thống thấp

- Có khả năng truyền năng lượng đi xa so với hệ thủy lực

- Khí được nén là không khí nên dễ sử dụng, an toàn, làm việc được trong môi trường dễcháy nổ, phóng xạ, hóa chất đảm bảo vệ sinh

- Kết cấu sử dụng và điều khiển đơn giản dùng nhiều trong dây chuyền sản xuất

Nhược điểm:

- Lực truyền tải trọng thấp

- Thời gian đáp ứng chậm hơn so với hệ điện tử

- Khả năng lập trình kém

- Dòng thoát ra ở ở đường dẫn gây tiếng ồn

Phương án 2: hệ thống xếp phôi sử dụng robot scara

Hình 1.5 Robot Scara

Ứng dụng của robot scara:

Ứng dụng trong lắp ráp chi tiết nhỏ

Robot Scara được đưa vào ứng dụng trong việc thực hiện nhiệm vụ lắp ráp các chitiết nhr với tốc độ cao như trong ngành công nghiệp điện tử hiện nay rất phổ biến loạiRobot này Chúng thực hiện những thao tác được cài đặt sẵn để lắp ráp các chi tiết nhỏmột cách dễ dàng và nhanh chóng mà không cần lập trình quá phức tạp

Ứng dụng trong gắp và đặt

Scara là một loại Robot có tốc độ nhanh và giá thành rẻ nên thường được chọn đểđặt ở những vị chất cần đến tốc độ cao trong dây chuyền lắp ráp và nhiệm vụ gắp cựcnhanh Điểm ưu thế của nó là dễ dàng lắp đặt hơn so với nhiều loại Robot khác trên thịtrường hiện nay và không nhất thiết phải gắn lên không gian làm việc

Ứng dụng khắc Laser

Scara có độ chính xác cao trong quá trình vận hành và thực hiện các hành độngcủa mình Chính vì vậy mà nó đặc biệt phù hợp với các tác vụ khắc và vẽ bằng Laser

Ưu điểm:

Ưu thế về sự linh hoạt

Do Scara là Robot tuân thủ có tính chọn lọc nên nó sẽ linh hoạt hơn so với các loạiRobot Gantry hay Robot Descartes Nó có thể thực hiện nhiều chuyển động linh hoạt khác nhau theo điều khiển và thiết kế từ nhà sản xuất cho từng lĩnh vực mà nó ứng dụng

Ưu điểm về mặt tốc độ

Robot Scara rất phù hợp cho các ứng dụng lắp ráp tốc độ cao hiện nay bởi sự linh hoạt và tốc độ nhanh hơn so với Robot 6 trục Chính vì vậy mà nó được dùng vào ứng dụng để gắp và đặt

Ưu điểm về trục

Scara có 4 chục cho chuyển động Thông qua đó nó có thể chuyển động đa dạng

và linh hoạt các hoạt động khác nhau theo thiết kế của nhà sản xuất

Tải trọng

Robot Scara có tải trọng khá thấp, nó thường giao động trong khoảng từ 0.5 - 20kg Điều này giúp nó dễ dàng vận chuyển và lắp đặt cho các dây chuyền sản xuất hoặc ứng dụng vào nhiều lĩnh vực hơn.

Tính lặp lại

Scara được thiết kế với tính năng lặp lại tốt và có độ chính xác cực cao Điều này

là một trong những thiết kế nổi bật nhất để nó được đưa vào ứng dụng với các dây

chuyền lắp ráp khác nhau hiện nay trong lĩnh vực công nghiệp đó

Nhược điểm:

- Chi phí bảo dưỡng cao

- Chi phí đầu vào mua trang thiết bị cao

- Cần phải kết hợp thêm các bộ điều khiển để tạo thành nhiều dây chuyền lớn

Phương án 3: hệ thống xếp hàng sử dụng động cơ servo GA

Hình 1.6 Hệ thống xếp hàng sử dụng động cơ servo GA

Ứng dụng của hệ thống điều khiển servo:

Ứng dụng trong ngành gia công cơ khí

Hiện nay ngành gia công cơ khí đặc biệt là đối với việc gia công các sản phẩm có

chọn động cơ Servo thay vì động cơ bước như trước đây Bên cạnh đó nó còn được ứngdụng rất nhiều trong các loại máy cắt CNC PLasma khác.

Ứng dụng trong điều khiển vận chuyển

Thiết bị vận chuyển là các linh kiện tuyệt đối không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực,khi các ngành công nghiệp trở nên tinh vi và tự động hóa

Một trong các ứng dụng điển hình là việc di chuyển các thiết bị trong nhà kho qua

hệ thống băng tải Động cơ servo giúp điều khiển tốc độ nhanh chậm theo mục đích sửdụng

Ứng dụng trong ngành sản xuất nhựa

Khuôn mẫu được chế tạo theo phương pháp ép đùn là thiết bị gia công các bộ phậnnhựa Vật liệu nhựa được ra nhiệt và tan chảy, sau đó được đùn vào trong khuôn để giacông các bộ phận

Các khuôn mẫu thông thường chủ yếu sử dụng điều khiển thủy lực, tuy nhiên ngàynày càng có nhiều khuôn mẫu sử dụng hệ thống servo để tiết kiệm điện

Ứng dụng trong ngành điện – điện tử

Máy lắp thiết bị điện lên trên bảng mạch, cần tới tốc độ cao và độ chính xác cao Cácservo AC thỏa mãn yêu cầu này

Ứng dụng trong ngành sản xuất thực phẩm

Nhu cầu về quy trình thực phẩm chất lượng cao và an toàn hơn ngày càng tăng và

vì vậy, động cơ servo thường được sử dụng như là giải pháp cho nhiều lĩnh vực, ngay cảđối với quy trình thực phẩm

Ưu điểm:

- Điều khiển tốc độ tốt, điều khiển trơn tru trên toàn bộ vùng tốc độ, không dao động

- Điều khiển vị trí chính xác cao phụ thuộc vào độ mã hóa

- Momen xoắn, quán tính thấp.

- Không gây ồn

- Không sử dụng chổi than nên không tốn chi phí bảo trì

Nhược điểm:

- Điều khiển phức tạp

- Cần phải cài đặt parameter cho các thông số

-Giá thành cao hơn so với động cơ chạy xung khác như động cơ bước…

Phương án 4: hệ thống sử dụng vitme kết hợp với xy lanh khí nén.

Hình 1.7 Cơ cấu step gắn vitme

Ưu điểm của vitme:

Ma sát trượt không đáng kể

Tiêu chuẩn trục vít me đai ốc chất lượng cao phải hạn chế tối đa lực ma sát trượttrong quá trình biến đổi chuyển động, đem lại hiệu suất làm việc vượt trội, những chuyểnđộng chính xác, trơn tru, nhẹ nhàng, ít tiếng động

Không có độ rơ, độ cứng cao

Bộ vít me chất lượng sẽ không tồn tại khe hở trong mối ghép, không có độ rơ khivít me bi đảo chiều quay Đồng thời, các viên bi tạo áp lực đồng đều trên toàn bộ bề mặttrục vít, đảm bảo độ cứng vững cao, cho phép tạo ra lực căng ban đầu hiệu quả.

Cho phép hoạt động hiệu quả với tốc độ cao

Sử dụng vít me đai ốc bi đem lại hiệu suất truyền động cao, nhiệt độ thấp, có thể dichuyển với tốc độ cao mà không ảnh hưởng đến chất lượng chuyển động

Ưu điểm của động cơ bước:

Tính linh hoạt

Động cơ bước mang lại sự linh hoạt trong ứng dụng cho nhiều ứng dụng Vì thiết

kế của động cơ bước cung cấp mô-men xoắn giữ cố định mà không cần động cơ được cấpđiện

Mô men xoắn lớn hơn

Mô-men xoắn của mô-tơ bước có cùng kích thước của mô-tơ servo Ở tốc độ thấphơn mô-men xoắn của mô-tơ servo

Động cơ bước cung cấp tuổi thọ lâu hơn

Nhiều bộ phận chuyển động không có ma sát Vì vậy người ta coi Động cơ bướcmang lại tuổi thọ cao hơn khi xét rằng vòng bi về cơ bản là bộ phận duy nhất sẽ bị màimòn

Động cơ bước quá tải an toàn

Động cơ bước về cơ bản là an toàn quá tải Động cơ không thể bị hỏng do quá tải

cơ học Nhưng tổn hao vị trí có thể xảy ra ảnh hưởng đến độ chính xác Và khả năng lặplại khi tải tăng vượt quá thiết kế Đây là lý do tại sao Động cơ bước phù hợp hơn cho cácứng dụng tải liên tục

Góc quay của động cơ bước tỷ lệ với xung đầu vào.

Một ưu điểm khác là góc quay của Động cơ bước tỷ lệ với xung đầu vào Một lầnnữa chúng ta đã học ở bài trước, Động cơ bước là gì và cách hoạt động của nó Việc dichuyển đến một vị trí chính xác chỉ đơn giản là gửi đúng số lệnh xung.

Ưu điểm của xy lanh khí nén:

-Chi phí thiết lập hệ thống thấp

- Có khả năng truyền năng lượng đi xa so với hệ thủy lực

- Khí được nén là không khí nên dễ sử dụng, an toàn, làm việc được trong môi trường dễcháy nổ, phóng xạ, hóa chất đảm bảo vệ sinh

- Kết cấu sử dụng và điều khiển đơn giản dùng nhiều trong dây chuyền sản xuất

1.6 Lựa chọn hệ thống cho đồ án

Sau khi đưa ra 1 số hệ thống xếp phôi tự động, qua tìm hiểu ưu nhược điểm nhóm

em lựa chọn phương án 4 hệ thống xếp phôi sử dụng vitme kết hợp với xy lanh khí nén

Nguyên tắc làm việc của hệ thống:

Băng tải vận chuyển sản phẩm đến vị trí gắp vật.Khi cảm biến quang phát hiện vậtthì băng tải sẽ dừng lại.Cơ cấu xy lanh gắp vật hạ xuống khi chạm cảm biến hành trìnhdưới của xy lanh thì xy lanh kẹp tác động để kẹp vật.Sau đó xy lanh nâng lên chạm cảmbiến hành trình trên của xy lanh thì trục vitme hoạt động đưa vật đến vị trí đã được đặttrước

Khi đến vị trí đã đặt xy lanh sẽ hạ xuống chạm cảm biến hành trình dưới của xylanh thì xy lanh kẹp sẽ nhả ra đặt vật vào khay.Sau khi nhả vật xy lanh sẽ nâng lên đếnkhi cảm biến hành trình trên thì trục vitme sẽ chạy về điểm gốc để bắt đầu gắp sản phẩmtiếp theo

Khi đủ 3 sản phẩm/khay thì xy lanh dưới sẽ đẩy khay chứa sản phẩm ra rồi rút về để cấptiếp khay mới vào

Chu trình hoạt động liên tục khi nào nhấn nút stop thì sẽ dừng hoạt động.

Kết luận chương I

- Tìm hiểu tổng quan về hệ thống xếp phôi trong công nghiệp

- Đưa ra các phương án cho hệ thống

- Lựa chọn phương án thiết kế

- Xây dựng nguyên lý làm việc cho hệ thống xếp phôi

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG XẾP

PHÔI2.1 Bộ điều khiển PLC S7 1200

– 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau bao gồm (module SM và SB)

– 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP

– Bổ sung 4 cổng Ethernet

– Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC

PLC S7 1200 có cấu trúc phần cứng gồm: module nguồn, module CPU, module IO,module signal board, module truyền thông

- PLC S7 1200 có thể kết nối tối đa 8 module IO và 3 module truyền thông chuẩn Rs 422,

Rs 232, Rs485

- PLC S7 1200 có thể kết nối tối đa 146 đầu vào, 147 đầu ra số hoặc 67 đầu vào analoghoặc 33 đầu ra analog

- PLC S7 1200 còn hỗ trợ 6 bộ đếm tốc độ cao HSC và 4 kênh phát xung PWM

- PLC S7 1200 có tích hợp sẵn cổng truyền thông profinet hỗ trợ giao thức Profinet để kếtnối mạng profinet

- PLC S7 1200 tích hợp thêm 3 module truyền thông hỗ trợ giao thức truyền thôngProfibus, Modbus…

- PLC S7 1200 có phép mở rộng thêm 4DI/4DO hoặc 1 AI/1AO thông qua Signal Boardgắn trực tiếp trên module CPU

- PLC S7 1200 tích hợp khe cắm thẻ nhớ SIMATIC

Các loại module của PLC S7 1200:

CPU 1211C: tích hợp 6DI, 4DO, 2AI (0-10V), 1 cổng Profinet, 1 Signal board, 1 khecắm thẻ nhớ, không mở rộng được thêm IO

CPU 1212C: tích hợp 8DI, 6DO, 2AI (0-10V), 1 cổng Profinet, 1 Signal board, 1 khecắm thẻ nhớ, mở rộng được thêm 2 module IO

CPU 1214C: tích hợp 14DI, 10DO, 2AI (0-10V), 1 cổng Profinet, 1 Signal board, 1 khecắm thẻ nhớ, mở rộng được thêm 8 module IO

CPU 1215C: tích hợp 14DI, 10DO, 2AI (0-10V), 2AO, 1 cổng Profinet, 1 Signal board, 1khe cắm thẻ nhớ, mở rộng được thêm 8 module IO

CPU 1217C: tích hợp 14DI, 10DO, 2AI (0-10V), 2AO, 1 cổng Profinet, 1 Signal board, 1khe cắm thẻ nhớ, mở rộng được thêm 8 module IO

2.2 Động cơ bước

Step Motor là một động cơ đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dướidạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyểnđộng của Rotor và có khả năng cố định Rotor vào những vị trí cần thiết.

Ưu điểm của Stepper Motor

Không chổi than

Không xảy ra hiện tượng đánh lửa chổi than làm tổn hao năng lượng, tại một sốmôi trường đặc biệt (hầm lò…) có thể gây nguy hiểm

Tạo được mômen giữ

Động cơ bước là thiết bị làm việc tốt trong vùng tốc độ nhỏ Nó có thể giữ đượcmômen thậm chí cả vị trí nhừ vào tác dụng hãm lại của từ trường rotor

Điều khiển vị trí theo vòng hở

Một lợi thế rất lớn của động cơ bước là ta có thể điều chỉnh vị trí quay của rototheo ý muốn mà không cần đến phản hồi vị trí như các động cơ khác, không phải dùngđến encoder hay máy phát tốc (khác với servo)

Độc lập với tải

Với các loại động cơ khác, đặc tính của tải rất ảnh hưởng tới chất lượng điềukhiển Với động cơ bước, tốc độ quay của rotor không phụ thuộc vào tải (khi vẫn nằmtrong vùng momen có thể kéo được) Khi momen tải quá lớn gây ra hiện tượng trượt, do

đó không thể kiểm soát được góc quay

Nguyên lý điều khiển động cơ bước (Step Motor)

Stepper Motor không quay theo cơ chế thông thường, chúng quay theo từng bướcnên có độ chính xác rất cao về mặt điều khiển học Chúng làm việc nhờ các bộ chuyểnmạch điện tử đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự và một tần số nhất định.Tổng số góc quay của rôto tương ứng với số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay và

2.3 Cơ cấu vít me

Vít me bi là một cơ cấu chấp hành trượt dẫn hướng chuyển đổi chuyển động quaysang chuyển động tịnh tiến với lực ma sát rất thấp giữa các bộ phận.Các viên bi di chuyểntuần hoàn bên trong trục và đai ốc trượt có rãnh dạng xoắn ốc, hoạt động với độ chínhxác cao.Cơ cấu vít me có thể sử dụng trong trường hợp tải lớn Việc chế tạo đảm bảodụng sai rất thấp để có thể sử dụng cho các hệ thống yêu cầu độ chính xác cao Các viên

bi hoạt động khớp với đai ốc trượt và các rãnh xoắn ốc trên cây vít

Hình 2 2 Cơ cấu vitme bi

Đặc điểm của trục vitme:

- Độ chính xác cao, nhẹ nhàng, không gây tiếng ồn

- Có khả năng chuyển động liên tục, ổn định trong thời gian dài

- Cơ cấu trục vít me đai ốc chuyển động ít ma sát

- Có khả năng chống mòn, chống gỉ hiệu quả, tuổi thọ cao

Các thông số liên quan đến vitme:

Bước vitme:khoảng cách đai ốc trượt di chuyển được khi vít me quay một vòng.

Ví dụ: Vít me bước 5mm quay 1000 vòng sẽ đi được một khoảng cách: 5mm/vòng x

1000 vòng/phút = 5000 mm/phút

Độ lỏng: Đây là khoảng di chuyển trục giữ đai ốc trượt và vít me khí nó không xoay

Đường kính vòng bi: là đường kính của đường tròn được tạo ra bởi tâm của các viên bi

khi đã lắp ráp vào vít me và đai ốc trượt

Đầu mối ren: là số lượng ren độc lập trên cùng một trục vít me Các trục thường có 1, 2

hình thành dạng xoắn bao quanh trục Bước ren nhân với số đầu mối ren sẽ bằng vớibước tiến

Khả năng tải và tuổi thọ: tải trọng khi sử dụng vít me bi ảnh hưởng trực tiếp đến khả

năng tải và tuổi thọ của vitme

Khử hành trình chết: Hành trình chết tồn tại khe hở bên trong vít me Tải trước là cách

để khử hành trình chết và lực ma sát nhỏ nhất giúp tăng tuổi thọ cho vít me bi Đây cũng

là cách giúp đảm bảo độ chính xác bước vít me bi

2.4 Xy lanh khí nén

Xi lanh khí nén hay còn gọi là ben khí nén, xi lanh khí là một thiết bị cơ học, sử dụng sứcmạnh của khí nén để tạo ra lực cung cấp cho chuyển động.Xi lanh khí nén giúp chuyểnhóa năng lượng của khí nén thành động năng, tác dụng làm piston của xi lanh chuyểnđộng, thông qua đó truyền động đến thiết bị hoạt động Bởi vì khí nén có khả năng nởrộng, không có sự xuất hiện của năng lượng đầu vào từ bên ngoài

Nguyên lý hoạt động của xy lanh

Khi được kích thích, không khí nén vào thành ống với một đầu của piston và do đó sẽchiếm không gian trong xy lanh.Lượng khí này lớn dần sẽ làm piston di chuyển, khipiston di chuyển sẽ sinh ra công và làm thiết bị bên ngoài hoạt động

Van điện từ khí nén là thiết bị cơ điện có tác dụng đóng, mở đường dẫn khí vàđiều hướng dòng khí tùy theo mục đích sử dụng và vận hành dưới tác động của cuộn dâyđiện từ.

Cấu tạo của van điện từ 5/2:

2 phần chính gồm coil và thân van:

Phần coil điện: Là nơi tiếp nhận nguồn điện từ bên ngoài, cho phép van hoạt động Tùy

2nguồn điện mà có thể chọn loại coil điện cho phù hợp: nguồn AC hoặc nguồn DC 24V,

A và B: là vị trí kết nối trực tiếp với xylanh, đưa áp suất đến xy lanh giúp xylanh hoạt động.

Nguyên lý hoạt động:

Khi có nguồn điện sẽ sinh ra lực từ trường Lực này sẽ hút trục van chuyển động dọc trục

và khiến cho các cửa van được mở ra để cho khí nén thông cửa Hoạt động này giúp chovan có thể thực điện nhiệm vụ cấp hoặc đóng dòng khí nén cho thiết bị cần hoạt động.Khi van nằm ở trạng thái bình thường hay còn gọi là ở trạng thái van đóng thì cửa số 1 sẽđược thiết kế thông với cửa số 2 Trong khi đó thì cửa số 4 sẽ được thông với cửa số 5.Nhưng khi van được cấp khí nén khiến cho van nằm trong tình trạng được mơ hoàn toànthì sẽ có sự thay đổi bắt đầu từ cửa số 1 và số 4 Ở đây sẽ xảy ra hiện tượng đảo chiều vàkhiến cho cửa số 1 thông với cửa số 4 Trong khi đó thì cửa số 2 thông với cửa số 3.Riêng cửa số 5 sẽ bị chặn lại

2.7 Dây nối khí nén và đầu nối khí nén

Hình 2 7 Dây khí và đầu nối van khí nén

A, Dây khí nén

-Khả năng chịu nhiệt tốt, chịu được một trường khắc nghiệt như các máy móc sản xuấtcông nghiệp

- Chất lượng sản phẩm tốt tuổi thọ cao đa dạng màu sắc và kích thước phù hợp với nhiều

Có cấu tạo đơn giản gọn nhẹ và thường làm bằng Niken-Đồng để chống ăn mòn và ngăn

ô nhiễm hiệu quả

2.8 Băng tải và động cơ kéo băng tải

Băng chuyền thường được dùng để di chuyển các vật liệu đơn giản và vật liệu rời theophương ngang và phương nghiêng.Trong các dây chuyền sản xuất các thiết bị này được

sử dụng rộng rãi như những phương tiện để vận chuyển các cơ cấu nhẹ, trong các xưởngluyện kim để vận chuyển quặng, than đá,….Trên các kho bãi thì băng chuyền dùng đểvận chuyển các loại băng bưu kiện, vật liệu hạt trong một số sản phẩm khác

Ưu điểm của băng chuyền:

- Cấu tạo đơn giản, bền có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theo các phương nằmngang, nghiêng…

- Vốn đầu tư không lớn, có thể tự động

- Vận hành đơn giản, dễ sửa chữa

- Năng suất cao và tiêu hao năng lượng so với các máy vận chuyển khác không nhiều

Cấu tạo chung của băng tải:

- Bộ phân mặt băng tải

- Quả lô quay của băng tải

- Dây đai chuyền động giữa động cơ và trục quả lô của băng tải

- Motor kéo băng tải

Các loại băng tải trên thị trường hiện nay

Khi thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển sản phẩm đến vị trí phân loại có thể lựa chọnmột số loại băng tải sau:

Băng tải dây đai < 50kg Vận chuyển từng chi tiết giữa các nguyên công hoặc vận

chuyển thùng chứa trong gia công cơ và lắp rápBăng tải lá 25-125kg Vận chuyển chi tiết trên vệ tinh trong gia công chuẩn bị

phôi và trong lắp rápBăng tải thanh

đẩy

50-250kg Vận chuyển các chi tiết lớn giữa các bộ phận trên

khoảng cách >50mBăng tải con lăn 30-500kg Vận chuyển chi tiết với khoảng cách <50m

Hình 2 8 Băng tải Mini

Động cơ kéo băng tải:

Động cơ điện một chiều là động cơ điện hoạt động với dòng điện một chiều.Động cơ điệnmột chiều được dùng phổ biến trong công nghiệp và ở những thiết bị cần điều chỉnh tốc

độ quay liên tục trong một phạm vi hoạt động

Động cơ điện một chiều hoạt động với điện áp thấp dùng với những tải nhỏ.Trong côngnghiệp, động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi yêu cầu mô men mở máy lớnhoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ bằng phẳng và trong phạm vi rộng

Cấu tạo của động cơ điện 1 chiều:

- Stator (phần tĩnh): gồm lõi thép bằng thép đúc vừa là mạch từ vừa là vỏ máy.Các cực từchính có dây quấn kích từ

- Roto (phần động): gồm lõi thép và dây quấn phần ứng.Lõi thép hình trụ, làm bằng các

lá thép kĩ thuật điện dày khoảng 0.5 mm, phủ sơn cách điện ghép lại.Mỗi phần tử của dâyquấn phần động có nhiều vòng dây, hai đầu với hai phiến góp, hai cạnh tác dụng củaphần tử dây quấn trong hai rãnh dưới hai cực khác tên

- Cổ góp: gồm các phiến góp bằng đồng được ghép cách điện, có dạng hình trụ, gắn ởđầu trục rotor

- Chổi than: làm bằng than graphit.Các chổi tỳ đặt lên cổ góp nhờ lò xo và giá chổi điệngắn trên nắp máy

Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều

Cấp điện áp một chiều vào hai chổi than,trong dây quấn phần ứng có dòng điện.Cácthanh dẫn có dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu lực tác dụng làm cho rotoquay.Chiều của lực được xác định theo quy tắc bàn tay trái.Khi phần ứng quay được nửavòng vị trí của các thanh dẫn sẽ đổi chỗ cho nhau do có các phiến cổ góp đổi chiều dòngđiện giữ cho chiều lực tác dụng không đổi.Khi động cơ quay các thanh dẫn cắt từ trường

sẽ cảm ứng sức điện động.Chiều sức điện động xác định quy tắc bàn tay phải.Ở động cơmột chiều thì sức điện động ngược chiều với dòng điện nên còn gọi là sức phản điện

2.9 Relay trung gian

Relay trung gian là loại thiết bị có chức năng chuyển mạch tín hiệu điều khiển vàkhuếch đại chúng với kích thước nhỏ Thiết bị được lắp đặt ở vị trí trung gian nằm giữathiết bị điều khiển công suất nhỏ và thiết bị công suất lớn hơn

Hình 2.9 Relay trung gian

Cấu tạo của rơ le trung gian

Bao gồm 2 phần chính

-Cuộn hút nam châm điện

-Mạch tiếp điểm mạch lực

Nam châm điện: Bao gồm lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn dây.Cuộn dây được dùng

để cuộn cường độ, điện áp hoặc cuộn cả điện áp lẫn cường độ Trong đó, lõi thép độngđược định vị bằng vít điều chỉnh găng bởi lò xo

Tiếp điểm: Bao gồm tiếp điểm nghịch có vai trò đóng cắt tín hiệu thiết bị tải với dòngnhỏ được cách ly với cuộn hút

2.10 Khối nguồn

Nguồn tổ ong là bộ nguồn biến đổi điện áp xoay chiều sang điện áp một chiều

Ưu điểm:

- Hiệu suất cao

Hình 2.11: Cảm biến quang CX - 411

Công tắc hành trình:

Công tắc hành trình cầu trục được sử dụng rộng rãi trong các ngành cơ khí Nó cónhiệm vụ theo dõi vị trí chuyển động của máy móc dùng trong các mạch an toàn, mạchđiều khiển cầu trục và phụ trợ mạch cho thiết bị bảo vệ hành trình

Khi móc treo pa lăng cầu trục, cổng trục vượt quá giới hạn cho phép của hành trình thì bịngắt bởi thiết bị này Nhằm đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng pa lăng cầu trục, hạnchế thiệt hại gây ra

Nếu không sử dụng công tắc hành trình ngắt khi móc lên đến chiều cao nâng tối đa

mà vì một lý do nào đó (ví dụ: kẹt nút tay bấm, công nhân không để ý) sẽ dẫn tới móc tải

bị kéo lên kịch trần, gây ra móp tang cuốn Nghiêm trọng hơn là bị đứt cáp, rơi tải và rơimóc, gây nguy hiểm cho người ở dưới

Cấu tạo của công tắc hành trình:

Hình 2.12 Cấu tạo công tắc hành trình

Công tắc hành trình gồm các bộ phận chính như:

1 cò đá (hay cần gạt) ở bên ngoài, ở bên trong sẽ có 3 chân và 1 Relay đóng ngắt

Chân trái: Cấp nguồn

Chân giữa: Thường đóng và sẽ mở khi nhấn nút

Chân phải: Thường mở và sẽ đóng khi nhấn nút

Nguyên lý hoạt động công tắc hành trình:

Công tắc hành trình dùng để đóng mở mạch điện ở trong lưới điện Nếu đối vớicác loại công tắc thường, ta ấn nút bằng tay nhưng đối với công tắc hành trình sẽ đượctương tác với 1 bộ điều khiển và Reley Reley này sẽ chuyển thông tin về bộ điều khiển.Sau đó thì tín hiệu đóng ngắt mạch điện sẽ tự động phản hồi lại

Cấu tạo của công tắc hành trình gồm có: Cần tác động, chân COM, chân thườngđóng (NC) và chân thường hở (NO) Nguyên lý hoạt động công tắc hành trình là: Ở điềukiện bình thường, tiếp điểm giữa chân COM và chân NC được đấu với nhau Khi có lựctác động lên cần tác động, tiếp điểm giữa chân COM + chân NC sẽ chuyển sang trạngthái hở và chuyển qua chân COM + chân NO

Công tắc hành trình là một thiết bị giúp chuyển đổi chuyển động cơ thành tín hiệu

Công tắc hành trình là thiết bị dùng để đóng cắt mạch điện ở lưới điện hạ áp Nó

có tác động tương tự như nút ấn, chỉ khác là nếu đối với nút ấn thì phải ấn bằng tay thìcông tắc hành trình chỉ cần động tác va chạm của các bộ phận cơ khí, từ đó quá trìnhchuyển động cơ khí sẽ thành tín hiệu điện

Ưu điểm của công tắc hành trình

 Có thể sử dụng ở trong hầu hết các ứng dụng công nghiệp

 Đáp ứng tốt các điều kiện đòi hỏi độ chính xác cao và có tính lặp lại

 Tiêu thụ năng lượng điện ít

 Có thể điều khiển nhiều tải cùng lúc

2.12 Nút nhấn và đèn báo

Hình 2.13 Nút nhấn

Đèn báo: đèn được sử dụng nhiều trong các tủ điện.Giúp người vận hành biết được trạng

thái làm việc của thiết bị