HỆ THỐNG MPS - 1 - TỔNG QUAN HỆ THỐNG MPS Trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá của đất nước, Đảng và Nhà nước ta đã chủ trương đầu tư phát triển các ngành khoa học có hàm lượng tri thức cao, với vai trò quan trọng của mình tự động hóa được xem là một trong những lónh vực chủ đạo nhận được sự quan tâm đó. 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 9 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 Cosimir, giám sát hệ thống sản xuất bằng phầm mềm WinCC… HEÄ THOÁNG MPS - 2 - HỆ THỐNG MPS - 3 - MỘT SỐ QUI ĐỊNH KHI SỬ DỤNG HỆ THỐNG MPS 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 bò 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. HỆ THỐNG MPS - 4 - I. TRẠM 1 (TRẠM PHÂN PHỐI - DISTRIBUTION STATION) 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 bò tay quay (rotary drive) có gắn giác hút (suction cup). 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 bò (profile plate) 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 (double acting cylinder), xy lanh này đẩy phôi dưới cùng của ngăn chứa ra vò trí để chuẩn bò vận chuyển. Các phôi trong ngăn chứa hình tròn được nhận biết bằng cảm biến quang thu phát độc lập (optoelectronic sensor) (B4). Vò trí của phôi đẩy ra được nhận biết bằng cảm biến tiệm cận nam châm (magnetic proximity sensor) (1B1, 1B2). -Module vận chuyển: Là một thiết bò sử dụng khí nén. Phôi được nhặt bằng giác hút và vận chuyển bằng thiết bò quay. Góc quay có thể điều chỉnh từ 0 đến 180 0 bằng cách sử dụng thiết bò cơ khí để cản lại. Vò trí cuối được phát hiện bằng công tắc hành trình (limitted sensor) (3S1, 3S2). HỆ THỐNG MPS - 5 - 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 +Giác hút hút phôi +Tay quay quay sang trạm 2 đồng thời piston đẩy phôi rút về +Giác hút nhả phôi +Tay quay quay về trạm 1, kết thúc chu trình Nhấn nút Stop: Hệ thống ngừng họat động Nhấn nút Reset: +Piston ở vò trí ngòai +Giác hút nhả phôi +Tay quay ở trạm 1 Thể hiện dưới dạng ký hiệu: Piston đẩy phôi (A): A+: Piston rút vào (phôi bò đẩy ra) A-: Piston đi ra Tay quay (B): B+: Tay quay quay sang trạm 2 B-: Tay quay quay về trạm 1 Giác hút (C): C+: Giác hút hút phôi C-: Giác hút nhả phôi Chu trình: Start + X1 Y1(B+) -> X2(Y1∧3S2) Y2(A+) ->X3(Y2) HỆ THỐNG MPS - 6 - 5.Bảng đòa chỉ: Kí hiệu ðịa chỉ Mức logic ở trạng thái bình thường Chức năng 1B2 I0.1 0 Cảm biến tiệm cận nam châm, báo hiện tại piston đang ở vị trí bên ngồi (phôi chưa được đẩy ra) 1B1 I0.2 0 Cảm biến tiệm cận nam châm, báo hiện tại piston đang ở bên trong (phôi đã được đẩy ra) 2B1 I0.3 0 Cảm biến áp suất chân khơng. Cho biết đủ áp suất chân khơng để hút phôi 3S1 I0.4 0 Cơng tắc hành trình điện cơ. Cho biết tay quay đang ở trạm 1 3S2 I0.5 0 Cơng tắc hành trình điện cơ. Cho biết tay quay đang ở trạm 2. B4 I0.6 1 Cảm biến quang thu phát độc lập. Cho biết phôi có trong ngăn chứa IP_FI I0.7 0 Cảm biến quang thu tín hiệu hồng ngoại nhận biết trạm 2 đang bận S1 I1.0 0 Nút nhấn Start S2 I1.1 1 Nút nhấn Stop S3 I1.2 0 Công tắc chọn chế độ S4 I1.3 0 Nút nhấn Reset 1Y1 Q0.0 0 Cuộn dây của 1V1, điều khiển xylanh đẩy phôi từ ngăn chứa. Khi bị tác động thì phôi sẽ bị đẩy ra khỏi ngăn chứa 2Y1 Q0.1 0 Cuộn dây của 2V1, điều khiển giác hút. Khi bị tác động thì giác hút sẽ hút phôi 2Y2 Q0.2 0 Cuộn dây của 2V1, điều khiển giác hút. Khi bị tác động thì khơng khí sẽ tràn vào cửa U của giác hút để đẩy phôi ra khỏi giác hút 3Y1 Q0.3 0 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 H1 Q1.0 0 ðèn báo trạng thái Start H2 Q1.1 0 ðèn báo trạng thái Reset H3 Q1.2 0 ðèn báo có phôi trong ngăn chứa HEÄ THOÁNG MPS - 7 - 6.Sô ñoà keát noái CPU S7-300: HEÄ THOÁNG MPS - 8 - 7. Sơ ñồ mạch ñiện Panel ñiều khiển: HỆ THỐNG MPS - 9 - 8.Sơ đồ mạch cảm biến: HEÄ THOÁNG MPS - 10 - 9.Sô ñoà mạch ñèn hiển thị: [...]... 2Y1 Q0.2 0 3Y1 Q0.3 0 H3 Q1.3 6.Sơ đồ kết nối CPU S7-300: HỆ THỐNG MPS - 17 - 7 Sơ đ m ch đi n Panel đi u khi n: HỆ THỐNG MPS - 18 - 8.Sơ đồ ngõ vào cảm biến: HỆ THỐNG MPS - 19 - 9.Sơ đồ m ch đèn hi n th : HỆ THỐNG MPS - 20 - 10.Sơ đồ ngõ ra cơ cấu chấp hành: HỆ THỐNG MPS - 21 - 11.Sơ đồ mạch đi n _ khí nén: HỆ THỐNG MPS - 22 - HỆ THỐNG MPS - 23 - III TRẠM 3 (TRẠM GIA CÔNG - PROCESSING STATION) 1.Chức... báo trạng thái Start, Reset, phôi không đạt 6.Sơ đồ kết nối CPU S7-300: HỆ THỐNG MPS - 27 - 7 Sơ đ m ch đi n Panel đi u khi n: HỆ THỐNG MPS - 28 - 8.Sơ đồ ngõ vào cảm biến: HỆ THỐNG MPS - 29 - 9.Sơ đồ m ch đèn hi n th : HỆ THỐNG MPS - 30 - 10.Sơ đồ ngõ ra cơ cấu chấp hành: HỆ THỐNG MPS - 31 - HỆ THỐNG MPS - 32 - HỆ THỐNG MPS - 33 - IV TRẠM 4 (HANDLING STATION) 1.Chức năng: Trạm Handling có thể sử dụng...10.Sơ đồ ngõ ra cơ cấu chấp hành: HỆ THỐNG MPS - 11 - 11.Sơ đồ mạch đi n _ khí nén: HỆ THỐNG MPS - 12 - HỆ THỐNG MPS - 13 - II TRẠM 2 (TRẠM KIỂM TRA - TESTING STATION) 1.Chức năng: -Xác đònh tính chất vật liệu của phôi (workpiece material characteristics) -Xác đònh chiều cao của... vào ngăn chứa phế phẩm Sau khỏang thời gian đònh trước, rút piston về, kết thúc chu trình Nhấn nút Stop: Hệ thống ngừng họat động Nhấn nút Reset: +Bộ nâng ở dưới +Piston ở trong +Đệm khí tắt HỆ THỐNG MPS 5.Bảng đòa chỉ: Kí ða hi u ch - 16 - Mức logic ở trạng thái bình thường Ch c năng IP_N FO H1 Q0.7 0 Q1.0 1 Cảm biến quang thu phát độc lập nhận biết có phơi trong ngăn chứa Cảm biến tiệm cận điện dung... 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) HỆ THỐNG MPS - 14 - -Module đo lường: Bộ đo gồm một cảm biến nhận tín hiệu dạng tương tự (B5) để xác đònh chiều cao phôi Nguyên tắc hoạt động dựa trên bộ đo tuyến tính (linear measurer) với bộ chia điện áp Một... trên mâm quay và được giám sát bởi cảm biến cảm ứng +Mỗi một nửa của ngăn chứa hình tròn trên 6 cánh quạt có một lỗ ở giữa để thuận lợi cho việc kiểm tra bằng các cảm biến cảm ứng điện dung HỆ THỐNG MPS - 24 - -Module kiểm tra: +Phôi được đưa vào đúng vò trí kiểm tra, sau đó module kiểm tra sẽ đưa dầu dò xuống để kiểm tra xem phôi có lỗ sẵn hay chưa +Nếu phôi không có lỗ như yêu cầu thì sẽ không thực... chuyển động thẳng và lúc đó mạch rơle dùng tác động vào mô tơ +Mô tơ máy doa hoạt động ở điện áp 24VDC và tốc độ không được điều chỉnh.Vò trí cuối được giới hạn bởi công tắc hành trình (1B1, 1B2) HỆ THỐNG MPS - 25 - 4.Quy trình họat động: -Điều kiện họat động: +Có phôi trong ngăn chứa +Mũi doa ở vò trí trên +Tay gạt phôi ở vò trí trong +Thiết bò giữ phôi rút về +Cảm biến thu tín hiệu hồng ngoại (IP_FI)... lỗ: Kết thúc chu trình Nhấn nút Stop: Hệ thống ngừng họat động Nhấn nút Reset: +Motor doa tắt +Mũi doa ở vò trí trên +Động cơ mâm quay tắt +Cần gạt ở vò trí bên trong +Thiết bò giữ phôi rút về HỆ THỐNG MPS 5.Bảng đòa chỉ: ða Kí hi u ch Part I0.0 AV - 26 - Mức logic ở trạng thái bình thường 0 B2 I0.1 0 B1 I0.2 0 1B1 I0.3 0 1B2 I0.4 0 B3 I0.5 0 B4 I0.6 0 IP_FI I0.7 0 S1 S2 S3 S4 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 0 1... cùng vận tốc -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 đònh thích hợp HỆ THỐNG MPS - 15 - 4.Họat động: -Điều kiện họat động: +Cảm biến quang (Part_Av) xác đònh có phôi +Cảm biến gương phản xạ (B4) xác đònh không có tay quay ở trạm 2 +Cảm biến nhận tín hiệu hồng ngoại (IP_FI) nhận... trình (2B1, 2B2) được đặt trên xy lanh Hàm kẹp sản phẩm được gắn một cảm biến (3B1) ở bên trong để phân biệt giữa phôi kim màu trắng/màu hồng với phôi màu đen Đây là một môđun rất linh hoạt HỆ THỐNG MPS - 34 - -Module trượt: Môđun này được dùng để lưu giữ sản phẩm lỗi (phế phẩm) Nó có thể chứa tối đa là 5 sản phẩm, góc nghiêng của nó có thể điều chỉnh được 4.Quy trình họat động: -Điều kiện họat động: . THOÁNG MPS - 7 - 6.Sô ñoà keát noái CPU S7-300: HEÄ THOÁNG MPS - 8 - 7. Sơ ñồ mạch ñiện Panel ñiều khiển: HỆ THỐNG MPS - 9 - 8.Sơ đồ mạch cảm biến: HEÄ THOÁNG MPS -. THOÁNG MPS - 17 - 6.Sô ñoà keát noái CPU S7-300: HEÄ THOÁNG MPS - 18 - 7. Sơ ñồ mạch ñiện Panel ñiều khiển: HỆ THỐNG MPS - 19 - 8.Sơ đồ ngõ vào cảm biến: HEÄ THOÁNG MPS. ñoà mạch ñèn hiển thị: HỆ THỐNG MPS - 11 - 10.Sơ đồ ngõ ra cơ cấu chấp hành: HE THONG MPS - 12 - 11.Sụ ủo maùch ủin _ khớ neựn: HỆ THỐNG MPS - 13 - II. TRẠM 2 (TRẠM