Đề tài: Thiết kế các trạm của băng truyền cho các nhà máy

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÁC TRẠM PHÒNG CƠ ĐIỆN TỬ FMS 1.1 . GIỚI THIỆU TỔNG QUAN PHÒNG THỰC HÀNH CƠ ĐIỆN TỬ Trong nền sản xuất hiện đại việc thành lập các hệ thống sản xuất linh hoạt đóng một vai trò hết sức quan trọng. Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) cho phép tự động hoá ở mức độ cao đối với sản xuất hàng loạt nhỏ và hàng loạt vừa trên cơ sở sử dụng các máy CNC, các rôbốt công nghiệp để điều khiển các đối tượng lao động, các đồ gá và các dụng cụ, các hệ thống vận chuyển - tích trữ phôi với mục đích tối ưu hoá quá trình công nghệ và quá trình sản xuất. Đặc điểm của FMS là khả năng điều chỉnh nhanh các thiết bị để chế tạo sản phẩm mới.Như vậy, nó rất thích hợp không chỉ cho sản xuất hàng khối, hàng loạt lớn mà còn cho sản xuất hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ, thậm chí cả sản xuất đơn chiếc. Tuynhiên phân tích FMS trong điều kiện sản xuất đơn chiếc cho thấy sự không ăn khớp giữa năng suất của FMS và phương pháp chuẩn bị sản xuất bằng tay. Cũng do việc sử dụng không đồng bộ các hệ thống tự động hoá mà quá trình chuẩn bị sản xuất bị kéo dài. Sự nối kết các hệ thống tự động riêng lẻ thành một hệ thống duy nhất với sự trợ giúp của mạng máy tính nội bộ cho phép tăng năng suất lao động của các nhà thiết kế, các nhà công nghệ và các nhà tổ chức sản xuất và do đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Các hệ thống sản xuất như vậy được gọi là hệ thống sản xuất tích hợp có trợ giúp của máy tính; CIM bao gồm: thiết kế trợ giúp của máy tính; lập quy trình có trợ giúp của máy tính; lập kế hoạch sản xuất và kiểm tra; kiểm tra chất lượng có trợ giúp của máy tính; và sản xuất có trợ giúp của máy tính. Hiện nay ở nước ta nghiên cứu về FMS và CIM mới chỉ được bắt đầu.Tài liệu về lĩnh vực này bằng tiếng Việt hầu như chưa có. Các hệ thống FMS và CIM mô hình mới được trang bị ở một số trường đại học.Trong tương lai các hệ thống này tiếp tục được đầu tư ở nhiều cơ sở đào tạo khác nhau trên cả nước.Song song với những thiết bị hiện đại là việc rất cần có giáo trình để giảng dạy.Chính vì vậy hệ thống FMS và cuốn tài liệu này được thiết kế nhằm cung cấp những kiến thức cơ bản cho sinh viên các trường ĐH, CĐ thuộc chuyên ngành cơ khí chế tạo. Đồng thời nó cũng được dùng làm tài liệu cho các cán bộ giảng dạy, các học viên cao học và nghiên cứu sinh trong công tác đào tạo và nghiên cứu của mình. 7 Hình 1.1 Hình ảnh tổng thể phòng cơ điện tử FMS 1.2. MÔ HÌNH TRẠM PHÂN PHỐI GIA CÔNG. 1.2.1. Tìm hiểu nguyên lý trạm phân phối vật gia công. Trạm phân phôi vật gia công có chức năng lưu trữ và phân phối phôi cho toàn bộ hệ thống. Phôi được chứa trong hộp đựng phôi và được đẩy xuống băng tải nhờ Xylanh đẩy phôi. Cảm biến quang điện sẽ phát hiện sự có mặt của phôi trên băng tải và bật tín hiệu cho Băng tải hoạt động, di chuyển phôi đến cuối Băng tải. Khi phôi đến cuối Băng tải, một tín hiệu gọi cánh tay khí nén hai bậc được bật lên. Cánh tay khí sẽ ghắp phôi từ Băng tải trạm 1 đặt sang trạm kế tiếp để chuẩn bị cho các quá trình gia công tiếp theo. 8 Hình 1.2 Trạm phân phối vật gia công 1.2.2. Bộ điều khiển PLC S7 200, các thiết bị điện và cơ khí. 1.2.2.1. Bộ điều khiển PLC S7 200. - Trạm phân phối phối sử dụng bộ điều khiển trung tâm là PLC S7 200 CPU 222 với 8 đầu vào số, 6 đầu ra số. Kết hợp với Module mở rộng EM 223, mở rộng số đầu vào/ra số.Bộ điều khiển PLC sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến, hoặc nút ấn để truyền lên điều khiển các cơ cấu chấp hành là van điện xy lanh khí, động cơ băng tải. - Đồng thời, để giao tiếp với các trạm khác, trong trạm có sử dụng module truyền thông EM 277.Module này hỗ trợ kết nối PLC S7 200 vào mạng PROFIBUS.Nhờ đó, trong chế độ chạy Auto, các trạm sẽ giao tiếp và làm việc tuần tự với nhau, đáp ứng đúng yêu cầu công nghệ. 1.2.2.2. Kết cấu thiết bị gồm : - Mô hình băng tải : Di chuyển phôi. - Cơ cấu cấp phôi : Cung cấp phôi xuống Băng tải. - Phôi với 3 loại khác nhau : Phôi nhựa với 2 màu trắng, đen và phôi sắt. Ngoài ra, có một số phôi bị lỗi được đưa vào để phân biệt với những phôi trên. - Xy lanh khí : Đẩy phôi xuống Băng tải khi có tín hiệu từ van điện. - Van điện : Điều khiển đóng/mở xy lanh khi có tín hiệu yêu cầu từ PLC. - Cánh tayRobot : Cánh tay 2 bậc xoay và ghắp phôi sang trạm tiếp theo. - Bộ nguồn 24VDC : Cấp nguồn 24VDC cho mạch điện tử, cảm biến, van điện. 9 - Bộ điều khiển lập trình PLC S7 200 CPU 222. - Module mở rộng EM 223. - Module truyền thông PROFIBUS EM 277. - Cảm biến quang : Sử dụng loại khuếch tán, phát hiện phôi ở cơ cấu cấp phôi va cuối băng tải. - Mạch điện tử : Bộ đệm cho đầu vào/ra PLC và điều khiển tốc độ động cơ Băng tải. - Nút bấm, khóa điện, chuyển mạch và đèn báo. 1.3. TRẠM KIỂM TRA SẢN PHẨM. 1.3.1. Tìm hiểu nguyên lý trạm kiểm tra sản phẩm. Khi trạm cấp phôi hoàn thành công đoạn cấp phôi, trạm kiểm tra sản phẩm có nhiệm vụ kiểm tra phôi bị lỗi hay không (dài quá hoặc ngắn quá coi là phôi lỗi - phế phẩm) nhờ hai cảm biến từ đo độ cao của phôi. Phế phẩm sẽ bị đẩy xuống thùng chứa phía dưới. Phôi không bị lỗi sẽ được đẩy xuống Băng tải. Trên Băng tải lắp đặt ba loại cảm biến gồm : Cảm biến quang điện phát hiện tất cả các loại phôi, cảm biến tiệm cận phát hiện phôi có tính chất từ tính, cảm biến mầu sắc phát hiện những phôi màu trắng. Khi phôi di chuyển qua các phôi, nhờ tín hiệu ba cảm biến này sẽ xác định từng loại phôi và truyền tín hiệu sang trạm Lưu kho sản phẩm, trạm Lưu kho sản phẩm sẽ dựa vào những tín hiệu này để lưu trữ sản phẩm theo hàng. Hình 1.3 Trạm kiểm tra sản phẩm 1.3.2. Bộ điều khiển PLC S7 200, các thiết bị điện và cơ khí. 1.3.2.1. Bộ điều khiển PLC S7 200. 10 - Trạm phân phối phối sử dụng bộ điều khiển trung tâm là PLC S7 200 CPU 222 với 8 đầu vào số, 6 đầu ra số. Kết hợp với Module mở rộng EM 223, mở rộng số đầu vào/ra số.Bộ điều khiển PLC sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến, hoặc nút ấn để truyền lên điều khiển các cơ cấu chấp hành là van điện xy lanh khí, động cơ băng tải. - Đồng thời, để giao tiếp với các trạm khác, trong trạm có sử dụng module truyền thông EM 277.Module này hỗ trợ kết nối PLC S7 200 vào mạng PROFIBUS.Nhờ đó, trong chế độ chạy Auto, các trạm sẽ giao tiếp và làm việc tuần tự với nhau, đáp ứng đúng yêu cầu công nghệ. 1.3.2.2. Kết cấu thiết bị gồm : - Mô hình băng tải : Di chuyển phôi. - Cơ cấu kiểm tra phôi : Nâng và hạ phôi lên xuống để kiểm tra phôi có bị lỗi haykhông. - Xy lanh khí : Đẩy phôi xuống Băng tải hoặc thùng đựng phế phẩm khi có tín hiệu từ van điện. - Van điện : Điều khiển đóng/mở xy lanh khi có tín hiệu yêu cầu từ PLC - Bộ nguồn 24VDC : Cấp nguồn 24VDC cho mạch điện tử, cảm biến, van điện. - Bộ điều khiển lập trình PLC S7 200 CPU 222. - Module mở rộng EM 223. - Module truyền thông PROFIBUS EM 277. - Cảm biến quang : Sử dụng loại khuếch tán, phát hiện phôi ở cuối băng tải. - Cảm biến mầu sắc : Phát hiện những vật có mầu trắng. - Cảm biến quang điện : Phát hiện tất cả các vật. - Cảm biến từ : Giới hạn trên dưới cho cơ cấu kiểm tra phôi và phân biệt phôi bị lỗi hay không. - Mạch điện tử : Bộ đệm cho đầu vào/ra PLC và điều khiển tốc độ động cơ Băng tải. 1.4. TRẠM SỬ LÝ GIA CÔNG PHÔI 1.4.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm xử lý gia công phôi. Trạm xử lý gia công nhận phôi từ trạm kiểm tra phôi. Phôi sau khi đƣợc xác định không bị lỗi sẽ bắt đầu quá trình gia công ở trạm này theo yêu cầu công nghệ của từng loại phôi theo bảng chân lý như sau: Đặc điểm phôi Phôi sắt Phôi nhựa trắng Phôi nhựa đen Khoan lỗ trên bề mặt Có Có Có Kiểm tra lỗ của phôi Có Có Có 11 ... - tailieumienphi.vn