Hệ thống điều khiển của dây chuyền

Chia sẻ: Tai Tieu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

110
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'hệ thống điều khiển của dây chuyền', kỹ thuật - công nghệ, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hệ thống điều khiển của dây chuyền

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA DÂY CHUYỀN 8.1 Mô tả hoạt động của dây chuyền: Đầu tiên từ cụm cấp cán, cán - chi tiết cơ sở để lắp các chi tiết khác vào - được cấp và định vị trên giá nâng, giá nâng này có chuyển động nâng hạ để di chuyển cụm chi tiết lắp dọc theo một đường thẳng trên dây chuyền. Cán được di chuyển đến vị trí cấp ruột, tại đây ruột được đẩy vào cán nhờ một xylanh mang ty đẩy. Cụm chi tiết cán + ruột tiếp tục được di chuyển đến vị trí cấp tảm, cụm chi tiết trước tiên được kiểm tra sự hiện diện của ruột (nhờ một sensor quang để phát hiện), nếu công việc đưa ruột vào cán thành công thì tại đây tảm sẽ được đẩy để gắn vào đầu cán. Cụm cán + ruột + tảm lại tiếp tục được di chuyển đến vị trí vặn tảm (mối ghép giữa cán và tảm là mối ghép ren), tại đây lại bố trí một sensor quang để kiểm tra tảm trước khi vặn. Khi tảm đã được gắn đúng vị trí, đầu vặn ren sẽ tiến tới vặn chặt tảm với cán. Bên dưới là biểu đồ thời gian phối hợp chuyển động của các cơ cấu. Dây chuyền tự động bao gồm 7 cơ cấu chính (cấp cán, cấp tảm, cấp ruột, vặn tảm, phiến kẹp, chốt tỳ, cơ cấu di chuyển) ngồi cơ cấu di chuyển ra thì hoạt động của các cơ cấu còn lại được thực hiện bởi xy lanh khí nén và các xylanh này có sự phối hợp chuyển động với nhau được điều khiển bởi bộä cam. Sau
khi phân tích và phối hợp chuyển động của các cơ cấu ta thiết lập được sơ đồ thời gian như trên. Để đảm bảo năng suất là 50 sản phẩm/phút thì chu kỳ làm việc của các cơ cấu này là T=1, 2s. Từ chu kỳ T=1, 2s ta bắt đầu phân phối chuyển động của các cơ cấu cũng như thời gian hoạt động của từng cơ cấu. Dựa vào biểu đồ thời gian ta thấy hành trình chuyển động của các xylanh như: cấp cán, cấp tảm, cấp ruột, vặn tảm tương đối giống nhau. Do xylanh của các cơ cấu này làm việc một cách độc lập, riêng lẽ, chỉ phụ thuộc biên dạng và cách bố trí các cam điều khiển tương ứng cho từng hoạt động một: cấp cán, cấp ruột, cấp tảm…trên giá đỡ. Khi cụm cán + ruột tới vị trí cấp tảm do ruột có chiều dài lớn hơn cán nên một phần ruột ló ra khỏi cán và nó nằm lệch khỏi tâm của cán làm cho việc đóng tảm khó khăn. Do đó ta dùng chốt tỳ để nâng ruột lên để có thể lắp tảm một cách dễ dàng. Ngồi ra do yêu cầu lực đóng tảm nên ta cần phiến kẹp để kẹp chặt cán trên giá đỡ giúp việc đóng tảm được dễ dàng. Vì vậy khi xylanh cấp tảm, vặn tảm đẩy tới thì tương ứng xylanh mang phiến kẹp và chốt tỳ phải giữ, đỡ. Còn cơ cấu di chuyển thì ngược lại với các cơ cấu trên, khi cơ cấu di chuyển hoạt động thì các xylanh cơ cấu khác hoặc lùi về hoặc nghỉ. Từ biểu đồ thời gian ta thấy : Trong 0, 4s đầu thì các xylanh cấp cán, ruột, tảm, vặn tảm bắt đầu đẩy ra, từ 0, 4-0, 5s thì các xylanh dừng tại vị trí làm việc, tại thời điểm 0, 1-0, 4s xylanh cấp tảm đẩy thì tại thời gian đó 0, 2-0, 3 xylanh chốt tỳ bắt đầu nâng ruột và ngừng lại từ 0, 3-0, 5s. Tại thời điểm từ 0, 2-0, 4s xylanh vặn tảm đẩy thì xylanh phiến kẹp thực hiện quá trình kẹp. Sau khi tất cả các cơ cấu đã lùi hoặc dừng tại vị trí nghỉ thì cơ cấu di chuyển mới hoạt động và kéo dài từ 0, 5- 0, 8s là nâng cụm chi tiết lắp lên và hạ xuống vị trí mới trên bàn đỡ trong vòng 0, 6-1, 1s.Từ 1, 1-1, 2 các cơ cấu đều nghỉ, kết thúc một chu kỳ làm việc. Từ nguyên lý hoạt động ta lần lượt đi thiết kế từng cam ứng với từng cơ cấu trên. 8.2 Tính tốn, tổng hợp cơ cấu cam: Cơ cấu cam là dạng cần đẩy đáy con lăn và qui luật chuyển động của cần đẩy theo qui luật chuyển động đường Cosin Với quy luật chuyển động đường Cosin, ta có gia tốc khâu được dẫn biến đổi theo quy luật:
2π a = A× cos t. T Hệ thức giữa chuyển vị, vận tốc và gia tốc của cần đẩy theo góc quay của cam: h π - Chuyển vị : S = (1 − cos ϕ ) ; 2 ϕ1 dS hπ π - Vận tốc : = sin ϕ ; dϕ 2ϕ 1 ϕ 1 d 2S h π 2 π - Gia tốc : = ⋅ 2 ⋅ cos ϕ ; dϕ 2 2 ϕ1 ϕ1 Các thông số ban đầu: - Hành trình cần đẩy: h = 4 mm. π - Chọn ϕ ñi = ϕ veà = (rad ) . 2 - Chọn góc áp lực cho phép lớn nhất [α max ] = 35o . Từ các thông số trên và biểu đồ thời gian phối hợp chuyển động của các cơ cấu ta suy ra được thông số của từng cam tương ứng với từng cơ cấu: * Cơ cấu cấp cán: π ϕ ñi = ϕ veà = (rad ) ; 2 2π ϕ xa = (rad ) ; 3 π ϕ gaàn = (rad ) ; 3 * Cơ cấu cấp ruột: π ϕ ñi = ϕ veà = (rad ) 2 5π ϕ xa = (rad ) ; 6
π ϕ gaàn = (rad ) ; 6 * Cơ cấu cấp tảm : Các thông số cam giống như cơ cấu cấp cán. * Cơ cấu vặn tảm: π ϕ ñi = ϕ veà = (rad ) ; 2 5π ϕ xa = (rad ) ; 12 7π ϕ gaàn = (rad ) ; 12 * Cơ cấu chốt tỳ: π ϕ ñi = ϕ veà = (rad ) ; 2 π ϕ xa = (rad ) ; 2 π ϕ gaàn = (rad ) ; 2 * Phiến kẹp: Các thông số cam giống như cơ cấu cấp ruột. * Cơ cấu di chuyển: Cam của cơ cấu di chuyển không dùng để điều khiển sự di chuyển mà dùng để nhận biết cơ cấu di chuyển Tổng hợp cơ cấu cam: Tổng hợp lực học: Do miền chọn tâm cam của cam chỉ phụ thuộc vào đồ thị vận tốc và khoảng chuyển vị, nên miền chọn tâm cam của từng cam trong bộ cam là như nhau.
Đồ thị vận tốc của một cam như sau (cam cấp cán): Đồ thị chuyển vị: Vẽ đồ thị [ S, dS/dϕ ] với cùng một tỷ lệ xích: Từ đồ thị, ta chọn tâm cam cách vị trí thấp nhất của cần 25(mm). Tổng hợp động học:
Từ đồ thị chuyển vị với trục s có tỉ lệ xích là 1, ta xác định được biên dạng cam: Đường kính con lăn của cần đẩy : d=5 mm. Do đó chọn bề dầy cam b=8 mm.
Sau khi xác định được biên dạng và kích thước cam, ta tiến hành bố trí các cam này trên trục, mỗi cam được bố trí với góc lệch tương đối so với nhau để đảm bảo sự phối hợp chuyển động của các cơ cấu. Cách bố trí như sau:
8.1.2 Xy lanh.
Chọn xylanh cho các cơ cấu cấp cán, cấp ruột, cấp tảm, vặn tảm, tấm kẹp, : Xylanh cấp cán: chọn loại xylanh có hành trình l=70 mm Đường kính ti d=6 mm Đường kính piston D=12 mm Xylanh cấp ruột: chọn loại xylanh có hành trình l=200 mm Đường kính ti d=6 mm Đường kính piston D=12 mm Xylanh cấp tảm: chọn loại xylanh có hành trình l=60 mm Đường kính ti d=6 mm Đường kính piston D=12 mm Xylanh vặn tảm: chọn loại xylanh có hai ti (ti cố định) Hành trình l=70 mm Đường kính ti d=6 mm Đường kính piston D=12 mm Hình1: Hình dáng xy lanh đẩy ruột
Hình 2:xy lanh phiến kẹp Hình 3: xy lanh cấp cán Aùp suất khí: - Đối với xylanh cấp cán: Các thông số của xylanh như sau: Đường kính ty : d=6mm Đường kính piston: D=12mm Chiều dài ty: L=200mm Tấm trượt có : chiều dài l=250mm, chiều rộng b=145mm, chiều cao h=10mm Thể tích của tấm trựơt là: V=b.h.l=250.145.10=362500mm3 Khối lượng tấm trượt m= ρ × v = 7.8.10 −6 × 362500 = 2.8275 kg Lực ma sát giữa tấm trượt và tấm đế. Fms=N.f=P.f=2.8275.10.0.2=5.65(N) Hệ số ma sát f=0.2( giữa thép và thép) Chọn lực đẩy Fd=6(N) =0.6 (da.N) πd 2 π .6 2 Diện tích của ty xylanh là: S = = = 28,27mm 2 4 4 πD 2 π .12 2 Diện tích của piston S = = = 113,09mm 2 4 4 Để có tấm trượt có thể trượt trên tấm đỡ thì lực đẩy(Fd)>lực ma sát(Fms)do đó từ công thức:
Fd=p.(Sp-Sti) P=0.07bar Vận tốc của xylanh là vo=10.5m/phút Công thức tính diện tích của đường ống [tài liệu thuỷ lực và khí nén, tập 2] Lưu lượng, tiết diện ống khí: 10 × Q. X Công thức tính lưu lượng vo = S Q=0.13 l/phút Tiết diện của ống dẫn là :Q=90.St.p St=0.02 cm2 - Xylanh cấp ruột Aùp suất P=0.07 bar Vận tốc của xylanh là vo=24m/phút Q=0.297 l/phút Tiết diện của ống là: St=0.045 cm2 - Xylanh cấp tảm Aùp suất P=0.07 bar Vận tốc của xylanh là vo=9m/phút Q=0.018 l/phút Tiết diện của ống là: St=0.11 cm2 - Xylanh vặn tảm Aùp suất P=0.07 bar Vận tốc của xylanh là vo=16.8m/phút Q=0.208 l/phút Tiết diện của ống là: St=0.032 cm2 - Xylanh chốt tỳ Aùp suất P=0.07 bar Vận tốc của xylanh là vo=6m/phút Q=0.07 l/phút Tiết diện của ống là: St=0.012 cm2 - Xylanh phiếm kẹp Aùp suất P=0.7 bar Vận tốc của xylanh là vo=3.6m/phút Q=0.045 l/phút
Tiết diện của ống là: St=0.007 cm2 Kết luận: Sau khi tính tốn ta chọn tất cả các ống dẫn có đường kính D=5 (mm) Để có thể điều chỉnh vận tốc của các xylanh ta bố trí thêm các van tiết lưu.