Giáo trình Hệ thống sản xuất linh hoạt CIM (Nghề: Cơ điện tử - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

(NB) Giáo trình Hệ thống sản xuất linh hoạt CIM cung cấp cho người học những kiến thức như: Tổng quan về hệ thống sản xuất MPS; Cảm biến trên MPS; Các cơ cấu chấp hành trên MPS; Hệ thống điều khiển và giám sát MPS; Các mô dun của hệ thống MPS; Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 2 dưới đây.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Hệ thống sản xuất linh hoạt CIM (Nghề: Cơ điện tử - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội Chương 3 Các cơ cấu chấp hành trên MPS 3.1. Giới thiệu các cơ cấu chấp hành Hoạt động MPS là quá trình hoạt động linh hoạt , mỗi khâu, mỗi trạm sẽ hoạt động riêng lẻ dựa theo quá trình sản xuất trong công nghiệp, mỗi công nhân, nhân viên làm nhƣng công việc riêng tại mỗi tuyến, mỗi khâu riêng, nhƣng những công việc của họ làm đều được đến hoàn thành sản phẩm cuối cùng Cũng như hoạt động MPS trong công nghiệp, hoạt động MPS trong mô hình hệ thống cũng có thể điều khiển hoạt động riêng lẻ từng trạm và hoạt động liên hoàn giữa các trạm tạo thành một dây chuyền sản xuất rất dễ tìm thấy trong việc sản xuất theo công nghiệp. Sản phẩm của khâu trƣớc sẽ là nguyên liệu đầu vào của khâu sau, do đó trong hoạt động sản xuất các khâu hoạt động trƣớc sẽ dừng trước còn các khâu hoạt động sau sẽ dừng sau. Ngoài ra cũng phải có điều kiện hoạt động, không có sản phẩm của khâu trƣớc thì khâu sau cũng không hoạt động. Chính vì những lý do trên , mô hình hệ thống MPS cũng hoạt động tƣơng tự như trong công nghiệp Hình 3.1. Sơ đồ khối cấu trúc Hệ thống mps của hãng festo dùng trong việc giảng dạy cac môn học nhƣ: Lập trình PLC ( PLC của Siemen), Mạng PLC, Robot công nghiệp, Mạng truyền thông công nghiệp, hệ thống MPS, hệ thống PCS… Hệ thống MPS của Festo đƣợc thiết kế với 9 trạm hoạt động trình tự, mỗi trạm đƣợc điều khiển bởi 1 PLC S7-300 của hãng Siemen ( tức là có 8 PLC cho 8 trạm và 1 trạm sử dụng cánh tay robot của Mitsubishi) 96 Hình 3.2. Hệ thống CIM 3.2. Hệ thống khí nén Mạch điều khiển với chu kỳ đồng thời Sau khi qui trình M thực hiện xong, thì các qui trình 1, qui trình 2, qui trình 3 sẽ thực hiện đồng thời. Sau khi 3 qui trình thực hiện đồng thời hoàn thành, tín hiệu ở cổng ra Yn+1 sẽ được kết hợp lại bằng phần tử AND, để qui trình N thực hiện. Như vậy, trước khi chuẩn bị thực hiện đồng thời các qui trình, tín hiệu sẽ được phân nhánh. Sau khi các qui trình đồng thời thực hiện xong, các tín hiệu sẽ được kết hợp lại. Nguyên lý hoạt động điều khiển theo nhịp với các chu kỳ thực hiện đồng thời, được biểu diễn trên hình 6.59. Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý 97 Mạch điều khiển với chu kỳ thực hiện tuần tự Sau khi qui trình M thực hiện, nếu k = 1 thì qui trình thứ nhất sẽ thực hiện, nếu k = 0, thì qui trình thứ hai sẽ thực hiện. Sau đó, qui trình N sẽ thực hiện. Hình 3.4. Mạch điều khiển với chu kỳ thực hiện tuần tự Thiết kế mạch điều khiển khí nén theo biểu đồ Karnaugh. Ví dụ quy trình làm việc của máy khoan gồm hai xylanh (hình 6.61): Khi đưa chi tiết vào xylanh A sẽ đi ra để kẹp chi tiết. Sau đó pittong B đi xuống khoan chi tiết. Sau khi khoan xong, pittong B lùi về. Khi xylanh B đã lùi về, thì xylanh A mói lùi về. Quy trình công nghệ Xác định biến: Công tắc cuối hành trình của xylanh A ký hiệu là a0 và a1. Công tắc cuối hành trình của xylanh B là b0 và b1. Công tắc hành trình sẽ tác động này sẽ tác động cho pittông đi ra và lùi về (hình 6.62). +A và –A kí hiệu tín hiệu tín hiệu điều khiển cho phần tử nhớ chính A +B và –B kí hiệu tín hiệu tín hiệu điều khiển cho phần tử nhớ chính B 98 Hình 3.5. Xác định các biến Thiết lập biểu đồ trạng thái Từ quy trình công nghệ ta thiết lập được biểu đồ trạng thái biểu diễn ở hình 6.63. Hình 3.6. Biểu đồ trạng thái Từ biểu đồ trạng thái, ta xác định điều kiện để các xylanh thực hiện như sau: Bước 1: Xylanh A đi ra với tín hiệu điều khiển +A +A = a0 ^ b0 Bước 2: Xylanh B đi ra với tín hiệu điều khiển +B +B = a1 ^ b0 Bước 3: Xylanh B lùi về với tín hiệu điều khiển – B - B = a1 ^ b 1 Bước 4: Xylanh A lùi về với tín hiệu điều khiển – A - A = a1 ^ b0 99 Thiết lập phương trình logic và các điều kiện thực hiện: Từ các bước thực hiện, ta có phương trình logic sau: a) +A = a0 ^ b0 b) +B = a1 ^ b0 c) - B = a1 ^ b1 (6.1) d) - A = a1 ^ b0 So sánh phương trình b và d ta thấy điều kiện để thực hiện +B và –A giống nhau. Như vậy về điều khiển không thể thực hiện được. Do vậy để phân biệt được các bước thực hiện +B và –A có cùng điều kiện (a1 ^ b0), cả hai phương trình đều phải có điều kiện phụ. Trong điều khiển  thường sử dụng phần tử nhớ trung gian. Ta ký hiệu x và x là tín hiệu ra của phần tử nhớ trung gian. Phương trình (6.1) viết lại như sau. a) +A = a0 ^ b0  b) +B = a1 ^ b0 ^ x c) - B = a1 ^ b1 (6.2) d) - A = a1 ^ b0 ^ x  Để tín hiệu ra x của phần tử nhớ trung gian thực hiện bước b, thì tín đó phải được chuẩn bị trong bước thực hiện trước đó, tức là bước a. Tương tự như vậy để tín hiệu ra x của phần tử nhớ trung gian thực hiện bước d , thì tín hiệu đó phải được chuẩn bị trong bước thược hiện trước đó, tức là bước c. Từ đó ta viết lại phương trình logic (6.2) như sau:  a) +A = a0 ^ b0 ^ x  b) +B = a1 ^ b0 ^ x c) - B = a1 ^ b1 ^ x (6.3) d) - A = a1 ^ b0 ^ x Trong quy trình thêm một phần tử trung gian. Phương trình 6.3a và 6.3c cũng như phương trình 6.3b và 6.3d có cùng thêm một dạng biến tín h ...