LĐ VÀ VẬN HÀNH HT CƠ ĐIỆN TỬ CD - Nguồn: BCTECH

Phân tích được yêu cầu công nghệ của trạm cấp phôi Ứng dụng tập lệnh lập trình trạm cấp phôi.. Phân tích được yêu cầu công nghệ của trạm kiểm tra Ứng dụng tập lệnh lập trình trạm kiểm[r]

UBND TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT

GIÁO TRÌNH

MÔ ĐUN: LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

(Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ-CĐN ngày … tháng … năm …… của Hiệu

trưởng trường Cao đẳng Kỹ Thuật Công Nghệ BR – VT)

BÀ RỊA VŨNG TÀU , NĂM 2020

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Việc tổ chức biên soạn giáo trình Lắp đặt và bảo trì hệ thống cơ điện tử 1 để phục vụ cho đào tạo chuyên ngành Cơ Điện Tử của trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu là một

sự cố gắng rất lớn của người biên soạn Nội dung của giáo trình đã được xây dựng trên cơ sở thưà

kế những nội dung các mô đun đang giảng dạy ở nhà trường, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao trong tình hình hiện nay nhằm nâng cao chất lượng đào tạo Là tài liệu tham khảo cho đội ngũ giáo viên và học sinh – sinh viên trong nhà trường

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ

bị nghiêm cấm

Lời Mở Đầu

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tự động hoá ngày nay không chỉ gói gọn ở mỗi một ngành như cơ khí, điện, điện tử, tin học… Mà là sự kết hợp hài hoà của tất cả các ngành trên Chính sự kết hợp hài hòa đó tự động hóa đã đạt được nhiều thành tựu cao

Để giúp cho người học sau khi đã cơ bản hòan tất các môn học chuyên ngành có thể tiếp cận với một hệ thống sản xuất tự động ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường, hãng Festo (Đức) đã chế tạo ra mô hình trạm MPS (Modular Production System) Trạm MPS là một công cụ dạy học được xem là lý tưởng nhất, hệ thống gồm có 6 trạm, nó là một quá trình sản xuất gia công có tính chất liên tục, từ việc cấp phôi, gia công, lắp ráp đến phân lọai sản phẩm, gắn liền với quá trình sản xuất trong thực tế Trạm MPS là sự kết hợp hài hoà giữa điện, điện tử, cơ khí, tin học, thuỷ lực, khí nén, và kỹ thuật lập trình PLC, mô phỏng bằng phần mềm, giám sát hệ thống sản xuất bằng phầm mềm WinCC…

1.Sinh viên chỉ được sử dụng hệ thống khi có sự cho phép của giáo viên

2.Đọc kỹ tài liệu hướng dẫn trước khi sử dụng

3.Chỉ được phép kết nối hoặc ngắt dây nối tín hiệu khi nguồn điện đã tắt

4.Chỉ sử dụng điện áp tối đa lên đến 24V

5.Chỉ được sử dụng nguồn khí có áp suất tối đa là 8bar

6.Chỉ bật nguồn cấp khí khi việc kết nối các thiết bị khí nén đã hoàn tất

7.Luôn theo dõi hệ thống khi nguồn cấp khí đã được bật

8.Không được dùng tay di chuyển bất kỳ vật gì gần robot khi robot hoạt động

9.Cuối quá trình hoạt động tay gắp của robot không được giữ phôi

Mục Lục Trang

GIÁO TRÌNH 1

Lời Mở Đầu 3

Bài 1: Lắp đặt, lập trình và điều khiển trạm cấp phôi 6

2 Lập bảng trạng thái 9

3 Vẽ sơ đồ kết nối plc với thiết bị ngoại vi 10

4 Xây dựng lưu đồ 11

Bài 2: Lắp đặt, lập trình và điều khiển trạm kiểm tra 12

1 Phân tích yêu cầu công nghệ 1.1 Xác định tính chất vật liệu của phôi 12

4.Họat động: 14

2 Lập bảng trạng thái 15

3 Vẽ sơ đồ kết nối plc với thiết bị ngoại vi 17

4 Xây dựng lưu đồ 19

Bài 3 : Lắp đặt, lập trình và điều khiển trạm băng tải 20

2 Lập bảng trạng thái 22

3 Vẽ sơ đồ kết nối plc với thiết bị ngoại vi 23

4 Xây dựng lưu đồ 25

TÀI LIỆU THAM KHẢO 26

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN Tên môn học: Lắp đặt và bảo trì hệ thống cơ điện tử 1

Mã môn học: MĐ22

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun:

- Vị trí: Để học được mô đun này, người học phải có các kiến thức và kỹ năng cơ bản về kỹ thuật cơ khí, đặc biệt là kỹ thuật tháo lắp, lắp đặt điện, điều khiển khí nén, cảm biến và lập trình PLC

- Tính chất: Mô đun chuyên môn nghề bắt buộc

- Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Cung cấp kiến thức cần thiết học được đào tạo các kỹ năng tự lập kế hoạch, tự thực hiện và tự kiểm tra

Mục tiêu của môn học/mô đun:

Bảo trì hệ thống trạm băng tải

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:

Người học có khả năng làm việc độc lập hoặc làm nhóm, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn nhau trong học tập và rèn luyện, có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc

Nội dung của môn học/mô đun:

Bài 1: Lắp đặt, lập trình và điều khiển trạm cấp phôi

(DISTRIBUTION STATION) Mục tiêu:

- Phân tích được yêu cầu công nghệ của trạm cấp phôi

- Ứng dụng tập lệnh lập trình trạm cấp phôi

- Lắp đặt hệ thống trạm cấp phôi

- Vận hành hệ thống trạm cấp phôi

- Bảo trì hệ thống trạm cấp phôi

- Rèn luyện ý thức làm việc nhóm và làm việc độc lập

1 Phân tích yêu cầu công nghệ

1.1 Chức năng:

-Tách rời (separate out) phôi

(workpiece) ra khỏi ngăn chứa

(stack magaqzine module)

-Vận chuyển (transfer) các phôi

sang trạm kế bằng thiết bị tay

quay (rotary drive) có gắn giác

hút (suction cup)

1.2.Trạm phân phối bao gồm các module sau:

-Ngăn chứa (stack magazine module)

-Module vận chuyển (changer module)

-Module đẩy phôi (trolley)

-Bảng điều khiển (control console)

-Board mạch PLC (PLC board)

-Bàn lắp thiết bị (profile plate)

1.3 Vai trò một số module chính của trạm phân phối:

-Module ngăn chứa phôi:

Tách phôi ra khỏi ngăn chứa bằng xy lanh tác động kép (doubleacting cylinder), xy lanh này đẩy phôi dưới cùng của ngăn chứa ra vị trí để chuẩn bị vận chuyển Các phôi trong ngăn chứa hình tròn được nhận biết bằng cảm biến quang thu phát độc lập (optoelectronic sensor) (B4) Vị trí của phôi đẩy ra được nhận biết bằng cảm biến tiệm can nam châm (magnetic proximity sensor) (1B1, 1B2)

-Module vận chuyển:

Là một thiết bị sử dụng khí nén Phôi được nhặt bằng giác hút và vận chuyển bằng thiết bị quay Góc quay có thể điều chỉnh từ 0 đến 180 0 bằng cách sử dụng thiết bị cơ khí để cản lại Vị trí cuối được phát hiện bằng công tắc hành trình (limitted sensor) (3S1, 3S2)

1.4.Họat động:

- Điều kiện họat động:

+ Cảm biến quang thu phát độc lập (B4) nhận biết có phôi trong ngăn chứa

+ Cảm biến thu tín hiệu hồng ngoại (IP_FI) nhận biết trạm 2 không bận

+ Người dùng nhấn nút Start (S1)

- Quy trình họat động:

Nhấn nút Start:

+ Tay quay quay sang trạm 2

+ Piston đẩy phôi ra khỏi ngăn chứa

+ Tay quay quay về trạm 1

Thể hiện dưới dạng ký hiệu:

Piston đẩy phôi (A):

A+: Piston rút vào (phôi bị đẩy ra)

A-: Piston đi ra

Tay quay (B):

B+: Tay quay quay sang trạm 2

B-: Tay quay quay về trạm 1

2 Lập bảng trạng thái

1B2 I0.1 0 Cảm biến tiệm phôi chưa được đẩy ra

1B1 I0.2 0 Cảm biến tiệm cận phôi đã được

đẩy ra

2B1 I0.3 0 Cảm biến áp suất chân không Cho biết đủ

áp suất chân không để hút phôi

3S1 I0.4 0 Công tắc hành trình điện cơ Cho biết tay

quay đang ở trạm 1

3S2 I0.5 0 Công tắc hành trình điện cơ Cho biết tay

quay sang ở trạm 2

B4 I0.6 1 Cảm biến quang thu pht độc lập Cho biết

phôi có trong ngăn chứa

IP_FI I0.7 0 Cảm biến quang thu tín hiệu hồng ngoại

2Y1 Q0.1 0 Cuộn dây của 2V1, điều khiển logic hút

Khi bị tác động thì gic ht sẽ ht phôi 2Y2 Q0.2 0 Cuộn dây của 2V1, điều khiển logic hút

Cuộn dây của 3V1, điều khiển động cơ tay quay Khi bị tác động thì tay quay sẽ quay

về trạm 1

3Y2 Q0.4 0

Cuộn dây của 3V1, điều khiển động cơ tay quay Khi bị tác động thì tay quay sẽ quay sang trạm 2

H3 Q0.7 0 Đèn báo có phôi trong ngăn chứa

3 Vẽ sơ đồ kết nối plc với thiết bị ngoại vi

CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CB6 CB7 CB8 S1 S2 S3 S4

3Y1 3Y2

2Y2 2Y1

1Y1

H3 H2

H1

1M 1l+ Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 2M 2L+ Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 M L+

1M I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 2M I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 M L+

xả hút chân không

Gặp cữ hành trình phải ?

Y Start

Đẩy workspiece ra trong 2s Đưa tay quay qua trái

Gặp cữ hành trình trái ? Bật hút chân không

Đủ áp hút chân không ?

Bài 2: Lắp đặt, lập trình và điều khiển trạm kiểm tra

- Bảo trì hệ thống trạm kiểm tra

- Rèn luyện ý thức làm việc nhóm và làm việc độc lập

1.1 Xác định tính chất vật liệu của phôi

(workpiece material characteristics)

- Xác định chiều cao của phôi (workpiece

height)

- Loại các phôi không đạt

- Chuyển các phôi đạt tiêu chuẩn (standard

workpiece) tới trạm tiếp theo

1.2.Trạm kiểm tra bao gồm các module sau:

- Module cảm biến (sensor module)

- Module nâng (lifting module)

- Module đo lường (measuring

module)

- Module băng trượt (slide module)

- Module bảng điều khiển và board

mạch PLC (control console and

PLC board module)

- Bàn lắp thiết bị (profile plate)

1.3 Vai trò một số module chính

của trạm kiểm tra:

- Module nhận biết phôi :

Vật liệu và màu sắc của phôi được

nhận biết bằng hai cảm biến:

+ Cảm biến quang (optoelectronics

sensor) (Part_AV) xác định có phôi

+ Cảm biến tiệm cận điện dung (capacitive proximity sensor) (B2) xác định

phôi là kim loại hay phi kim

- Module nâng:

+ Khi phôi là kim lọai, phôi sẽ được nâng lên bằng

bộ nâng để kiểm tra

+ Cơ cấu nâng gồm một xylanh không có trục và một xylanh chuyên dùng để đẩy phôi ra

+ Các ống dẫn khí nén (plastic tubing) cung cấp khí cho xylanh và dây dẫn điện

(cho van điện) nằm chung trong cáp dẫn

+ Cuối hành trình của xylanh nâng được nhận biết bằng tiệm cận nam châm (magnetic proximity sensor) (1B1, 1B2)

- Module đo lường:

Bộ đo gồm một cảm biến nhận tín hiệu dạng

tương tự (B5) để xác

định chiều cao phôi Nguyên tắc hoạt

động dựa trên bộ đo tuyến tính

(linear measurer) với bộ chia điện

áp Một bộ phận giảm chấn được gắn

ở bộ đo để giảm chấn cho xy lanh

nâng khi nó nâng phôi lên Giá trị đo

tương tự sẽ được số hóa thông qua bộ

Băng trượt có đệm khí có nhiệm vụ chuyển sản phẩm qua trạm

-Module băng trượt:

Băng trượt dùng để chuyển sản phẩm lỗi Băng trượt có thể chứa 4 sản phẩm cùng lúc nếu cửa chặn đóng lại Góc nghiêng của băng trượt phải được xác định thích hợp

4.Họat động:

- Điều kiện họat động:

+ Cảm biến quang (Part_Av) xác định có phôi

+ Cảm biến gương phản xạ (B4) xác định không có tay quay ở trạm 2

+ Cảm biến nhận tín hiệu hồng ngoại (IP_FI) nhận biết trạm 3 không bận

+ Nếu phôi phù hợp (kim lọai):

+ Bộ nâng nâng vật lên để kiểm tra độ cao của vật

+ Vật đạt độ cao:

+ Piston đi ra đẩy phôi đồng thời bật đệm khí

+ Sau khỏang thời gian định trước, tắt đệm khí Rút piston về

+ Hạ bộ nâng xuống, kết thúc chu trình

+ Vật không đạt độ cao:

+ Hạ bộ nâng xuống

+ Piston đi ra đẩy phôi vào ngăn chứa phế phẩm

+ Sau khỏang thời gian định trước, rút piston về, kết thúc chu trình

Kí hiệu địa chỉ Mức logic ở trạng

thái bình thường Chức năng Part

B4 I0.2 1

Cảm biến gương phản xạ nằm phía trên phôi xác định không có tay quay ở trạm 2

B5 I0.3 0

Cảm biến tương tự xác định chiều cao của phôi, ngõ ra tích cực khi phôi đủ

độ cao

1B1 I0.4 0 Cảm biến tiệm cận nam châm nhận

biết bộ nâng đang ở vị trí trên 1B2 I0.5 0 Cảm biến tiệm cận nam châm nhận

biết bộ nâng đang ở vị trí dưới

2B1 I0.6 0 Cảm biến tiệm cận nam châm nhận

biết piston đẩy phôi đã được rút về

IP_FI I0.7 0 Cảm biến quang thu tín hiệu hồng

ngoại nhận biết trạm 4 đang bận

1Y1 Q0.0 0 Cuộn dây của 1V1, khi bị tác động sẽ

điều khiển piston đưa bộ nâng đi xuống

1Y2 Q0.1 0 Cuộn dây của 1V1, khi bị tác động sẽ

điều khiển piston đưa bộ nâng đi lên

2Y1 Q0.2 0 Cuộn dây của 2V1, khi bị tác động sẽ

điều khiển piston đẩy vật đi ra

3Y1 Q0.3 0 Cuộn dây của 3V1, khi bị tác động sẽ

H1 Q1.0 1 Đèn báo trạng thi Start

H2 Q1.1 0 Đèn báo trạng thi Reset

H3 Q1.3 0

Đèn báo tính chất của phơi, đèn tắt khi phơi đen, đèn sáng khi phơi đỏ hoặc kim lọai

3 Vẽ sơ đồ kết nối plc với thiết bị ngoại vi

CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CB6 CB7 CB8 S1 S2 S3 S4

3Y1 3Y2

2Y2 2Y1

1Y1

H3 H2

H1

1M 1l+ Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 2M 2L+ Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 M L+

1M I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 2M I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 M L+

4 Xây dựng lưu đồ

Bài 3 : Lắp đặt, lập trình và điều khiển trạm băng tải

( BUFFER STATION) Mục tiêu:

- Phân tích được yêu cầu công nghệ của trạm băng tải

- Ứng dụng tập lệnh lập trình trạm băng tải

- Lắp đặt hệ thống trạm băng tải

- Vận hành hệ thống trạm băng tải

- Bảo trì hệ thống trạm băng tải

- Rèn luyện ý thức làm việc nhóm và làm việc độc lập

1 Phân tích yêu cầu công nghệ

- Trạm trung gian vận chuyển phôi

-Tách rời (separate out) các phôi

2.Trạm Handling bao gồm các

module sau:

-Module băng tải (buffer conveyor

module)

-Module bảng điều khiển và board

mạch PLC (control console and PLC

board module)

-Bàn lắp thiết bị (profile plate)

3.Vai trò một số module chính của trạm

Buffer:

Trạm Buffer có thể chứa 5 phôi trước

thiết bị giới hạn Một cảm biến quang

phản xạ ở đầu băng tải (Part_AV) để phát

hiện phôi đi vào băng tải Cảm biến

quang thu phát độc lập trước và sau thiết

bị giới hạn để điều khiển khoảng cách

các phôi được xa hơn Một phôi được đi qua nếu sau thiết bị giới hạn không có phôi nào Thiết bị giới hạn được tác động bởi xy lanh hành trình ngắn

- Module băng tải vận chuyển:

Được sử dụng để vận chuyển phôi Các phôi đi ra có thể bị cản lại hoặc tách

rời bằng xy lanh hành trình ngắn Băng tải được điều khiển bởi động cơ bánh

răng một chiều

4.Quy trình họat động:

-Điều kiện họat động:

+Có phôi ở đầu băng tải

+ Nâng tay gắp lên

+ Kiểm tra màu sắc của phôi:

+ Phôi màu đỏ hoặc kim loại (màu trắng):

+ Đưa tay gắp đến vị trí cuối

+ Hạ tay gắp xuống

+ Mở hàm kẹp

+ Nâng tay gấp lên

+ Đưa tay gấp về vị trí đầu, kết thúc chu trình

+ Phôi màu đen:

+ Phôi không có lỗ: Kết thúc chu trình

+ Đưa tay gắp đến vị trí giữa

+ Hạ tay gắp xuống

+ Mở hàm kẹp

+ Nâng tay gắp lên

+ Đưa tay gấp về vị trí ban đầu, kết thúc chu trình

- Nhấn nút Stop: Hệ thống ngừng họat động

- Nhấn nút Reset:

+ Hàm kẹp mở

+ Nâng tay gắp lên

+ Đưa tay gắp về vị trí ban đầu

AV I0.0 Bool Thường hở Cảm biến quang phát hiện có phôi ở đầu băng tải

B2 I0.1 Bool Thường

đóng Cảm biến quang nhận biết phôi là kim loại

B3 I0.2 Bool Thường

đóng

Cảm biến quang nhận biết phôi là kim loại

và màu đỏ (phôi màu đen không nhận biết được)

B4 I0.3 Bool Thường hở Cảm biến tiệm cận nam châm phát hiện

băng trượt đầy

1B1 I0.4 Bool Thường hở Cảm biến tiệm chận nam châm phát hiện

cổng 1 đã được rút về

IP_FI I0.7 Bool Thường hở Cảm biến quang thu tín hiệu hồng ngoại

nhận biết có sự hiện diện của trạm 6 S1 I1.0 Bool Thường hở Nút nhấn Start

S2 I1.1 Bool Thường hở Nút nhấn Stop

S3 I1.2 Bool Thường hở Công tắc chọn chế độ

S4 I1.3 Bool Thường hở Nút nhấn Reset

K1 Q0.

0 Bool

Không bị tác động

Cuộn dây của rơle K1, khi có dòng điện đi qua cuộn dây thi rơle sẽ đóng mạch cho phép motor băng tải chạy

1Y1 Q0.

1 Bool

Không bị tác động

Cuộn dây của 1V1 tác động xylanh cổng 1

đi ra IP_N

FO

Q0

7 Bool

Không phát tín hiệu Cảm đang bận biến quang phát tín hiệu báo trạm 5

2 Bool Đèn tắt Đèn báo băng trượt đầy

3 Vẽ sơ đồ kết nối plc với thiết bị ngoại vi