Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chi tiết cần gia công

Chi tiết cần gia công

Tải bản đầy đủ - 0trang

1.3. Các truyền động của máy bào giường:

1.3.1. Truyền động chính:



- Chuyển động tịnh tiến qua lại của bàn máy gọi là truyền động chính. Trong q

trình làm việc, bàn máy di chuyển qua lại theo các chu kỳ lặp đi lặp lại. Mỗi chu kỳ

gồm 2 hành trình thuận và ngược. Ở hành trình thuận, máy thực hiện gia cơng chi tiết,

gọi là hành trình cắt gọt. Ở hành trình ngược, bàn máy chạy về vị trí ban đầu, khơng

thực hiện cắt gọt, nên gọi là hành trình khơng tải.

+ Hành trình thuận : là hành trình gia cơng chi tiết, gồm nhiều giai đoạn, khởi

động, ăn dao, vào chi tiết, cắt gọt ổn định, dao ra khỏi chi tiết gia công ứng với các

tốc độ khác nhau

+ Hành trình ngược : là q trình máy chạy khơng tải để đưa bàn máy khỏi chi tiết

về vị trí ban đầu để chuẩn bị cho một chu kì mới. Tốc độ hành trình thuận thường nhỏ

hơn tốc độ hành trình ngược để nâng cao năng suất của máy.

1.3.2. Chuyển động ăn dao:



Dịch chuyển của bàn dao sau mỗi một hành trình kép của chuyển động chính là

chuyển động ăn dao. Cứ sau khi kết thúc 1 hành trình ngược thì bàn dao lại dịch

chuyển theo chiều ngang 1 khoảng gọi là lượng ăn dao.

Truyền động ăn dao làm việc có tính chất chu kỳ, trong mỗi hành trình kép làm

việc một lần (từ thời điểm đảo chiều từ hành trình ngược sang hành trình thuận, và kết

thúc trước khi dao cắt vào chi tiết).

1.3.3. Các chuyển động phụ:



Chuyển động phụ là di chuyển nhanh của xà máy, bàn dao, nâng dầu dao trong

hành trình khơng tải.

Thực vậy, ngồi chuyển động chính và chuyển động ăn dao máy bào giường còn

có nhiều chuyển động khác như :

- Chuyển



động chạy nhanh bàn giao, xà máy.



- Chuyển



động nâng đầu dao trong hành trình ngược.



- Các



chuyển động hút (gạt), phoi, bơm dầu, quạt mát v.v.

4



1.4. Phân tích đờ thị của tớc đợ máy bào giường



Đờ thị tớc đợ:



Hình 2: Đồ thị tốc độ của máy báo giường



Phân tích:

+ Giai đoạn 1 : Giả thiết bàn máy đang ở đầu hành trình thuận và được tăng tốc đến

tốc độ V1(tốc độ vào dao) trong khoảng thời gian T1

+ Giai đoạn 2 : tăng tốc từ V1 đến tốc độ cắt gọt V2 trong khoảng thời gian t2. Trong

thời gian này bàn máy chuyển động với tốc độ V2 để gia công chi tiết.

5



+ Giai đoạn 3 : giảm tốc độ từ V2 xuống V1 trong khoảng thời gian t3. Bàn máy sơ

bộ giảm tốc đến tốc độ V1, dao được đưa ra khỏi chi tiết khi tốc độ bàn là V1.

+ Giai đoạn 4 : đảo chiều chuyển động bàn máy, bàn máy từ tốc độ thuận

V1 đảo chiều chuyển động và tăng tới tốc độ ngược V3 trong khoảng thời gian t4.

thực hiện hành trình khơng tải, đưa bàn máy về vị trí ban đầu.

+ Giai đoạn 5 : giảm tốc độ ngược từ V3 về V1 trong khoảng thời gian t5. Gần hết

hành trình ngược bàn máy giảm tốc độ sơ bộ đến V1, đảo chiều sang hành trình

thuận, thực hiện một chu kỳ khác.

Qua việc phân chia các giai đoạn hoạt động ta có thể mơ tả cơng nghệ của máy

bào giường như sau :

Sau khi ấn nút khởi động, máy bào giường sẽ chuyển động theo hành trình

thuận với tốc độ nhỏ V1, giai đoạn này kéo dài từ A tới B. Kết thúc giai đoạn này cần

phải tăng tốc cho bàn máy chuyển động theo hành trình thuận với tốc độ cắt gọt

V2>V1, giai đoạn này kéo dài từ B tới C. Đến C sau khi đã cắt gọt chi tiết xong bàn

máy giảm tốc từ V2 xuống V1 chuẩn bị cho quá trình đảo chiều, giai đoạn này kéo

dài từ C tới D. Trong quá trình đảo chiều để tăng năng suất, ta điều khiển cho bàn

máy chạy với tốc độ V3 >V2 >V1 . Bàn máy chuyển động ngược cho tới khi gặp A

thì bắt đầu giảm tốc từ V3 xuống V1, tiếp đó tốc độ giảm về 0 và bắt đầu một chu kì

làm việc mới. Khi có tín hiệu dừng máy, bàn máy sẽ dừng ở đầu hành trình thuận

hoặc đầu hành trình ngược.

1.5.



6



1.6. Các yêu cầu đối với hệ thống truyền động máy bào giường.

1.6.1. Trùn đợng chính



- Phạm vi điều chỉnh tốc độ truyền động chính là tỉ số giữa tốc độ lớn nhất và



thấp nhất của bàn máy. D =



Vmax Vngmax

=

Vmin Vthmin



Trong đó :

Vngmax - tốc độ lớn nhất của bàn máy trong hành trình ngược

Vthmin - tốc độ nhỏ nhất của bàn máy trong hành trình thuận

Chọn Vthmin = 5m/ph



Vngmax

Ta có:



D=



Vthmin



=



70

= 14: 1

5



ϕ=

- Độ trơn điều chỉnh tốc độ là tỉ số giữa hai giá trị kề nhau của tốc độ

trong đó



ω i , ω i +1



ω i +1

ωi



là tốc độ cấp thứ i và i+1 được xác định bằng công thức :



ϕ = z −1



ω max z −1

= D

ω min



trong đó z là số cấp tốc độ của máy đối với u cầu của đề thì ta có



ϕ = 1.41



- Hệ thống truyền động là hệ truyền động có đảo chiều quay và làm việc ở chế

độ ngắn hạn lặp lại .

7



- Do máy bào giường chỉ có nhiệm vụ gia cơng thơ bề mặt chi tiết ,khơng cần độ

bóng, nhẵn nên độ chính xác u cầu khơng cao



δ



% < 5% Thường chọn



δ



%=



2%.

- Độ ổn định tốc độ: Tốc độ cần được ổn định trong trường hợp gia công chi tiết,

tức là khi dao cắt cắt vào chi tiết để tránh làm sứt mẻ chi tiết hoặc dao cắt.

- Quá trình quá độ khởi động, hãm yêu cầu xảy ra êm, tránh va chạm trong bộ

truyền với tác động cực đại.

1.6.2. Trùn đợng ăn dao



Truyền động ăn dao làm vệc có tính chất chu kì, trong mỗi hành trình kép làm

việc một lần.

Phạm vi điều chỉnh lượng ăn dao D = ( 100 ÷ 200)/1. Lượng ăn dao cực đại có

thể đạt tới (80 ÷ 100) mm/hành trình kép.

Cơ cấu ăn dao yêu cầu làm việc với tần số lớn, có thể đạt tới 1000 lần/giờ.

Hệ thống di chuyển đầu dao cần phải đảm bảo theo hai chiều cả ở chế độ di

chuyển làm việc và di chuyển nhanh.

Truyền động ăn dao có thể thực hiện bằng nhiều hệ thống cơ khí, điện khí, thuỷ

lực, khí nén...Thơng thường sử dụng rộng rãi hệ thống điện cơ : động cơ điện và hệ

thống truyền động trục vít - ecu hoặc bánh răng - thanh răng.



8



CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN, MẠCH LỰC



2.1. Thiết kế mạch lực:

2.1.1. Tổng quan về PLC



PLC viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập trình được

(khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật tốn điều khiển logic thơng qua một

ngơn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các

sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động

vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được

đếm. PLC dùng để thay thế các mạch relay (rơ le) trong thực tế. PLC hoạt động theo

phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào. Khi có sự thay đổi ở đầu vào

thì đầu ra sẽ thay đổi theo. Ngơn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay State

Logic. Hiện nay có nhiều hãng sản xuất ra PLC như Siemens, AllenBradley, Mitsubishi Electric, General Electric, Omron, Honeywell...

Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên

ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục "lặp" trong

chương trình do "người sử dụng lập ra" chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ

ra tại các thời điểm đã lập trình.

Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối (bộ điều khiển bằng

Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các u cầu sau:





Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ học.







Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa.







Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp.







Hồn tồn tin cậy trong mơi trường cơng nghiệp.











Giao tiếp được với các thiết bị thơng minh khác như: máy tính, nối mạng, các

mơi Modul mở rộng.

Giá cả cá thể cạnh tranh được.

9



Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay thế cho các phần cứng Relay dây nối và các Logic

thời gian.Tuy nhiên,bên cạnh đó việc đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ và tính dễ

dàng cho PLC mà vẫn bảo đảm tốc độ xử lý cũng như giá cả … Chính điều này đã

gây ra sự quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong cơng nghiệp. Các tập lệnh

nhanh chóng đi từ các lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm, định thời, thanh ghi dịch

… sau đó là các chức năng làm toán trên các máy lớn … Sự phát triển các máy tính

dẫn đến các bộ PLC có dung lượng lớn, số lượng I / O nhiều hơn.

Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điều

khiển hoặc xử lý hệ thống. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác

định bởi một chương trình. Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC,

PLC sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình này. Như vậy nếu muốn thay

đổi hay mở rộng chức năng của quy trình cơng nghệ, ta chỉ cần thay đổi chương trình

bên trong bộ nhớ của PLC. Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện

một cách dễ dàng mà không cần một sự can thiệp vật lý nào so với sử dụng các bộ

dây nối hay Relay.

Cấu trúc:

Tất cả các PLC đều có thành phần chính là: Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong

(có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài EPROM). Một bộ vi xử lý có cổng giao

tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC. Các Modul vào /ra.

Bên cạnh đó, một bộ PLC hồn chỉnh còn đi kèm thêm một đơn vị lập trình bằng tay

hay bằng máy tính. Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ RAM để chứa

đựng chương trình dưới dạng hồn thiện hay bổ sung. Nếu đơn vị lập trình là đơn vị

xách tay, RAM thường là loại CMOS có pin dự phòng, chỉ khi nào chương trình đã

được kiểm tra và sẵn sàng sử dụng thì nó mới truyền sang bộ nhớ PLC. Đối với các

PLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hỗ trợ cho việc viết, đọc và kiểm tra

chương trình. Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS485, …

Nguyên lý hoạt động của PLC

CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương

trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương

trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các thiết bị

liên kết để thực thi. Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương

trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ.

10



Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu

song song:





Address Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Modul khác nhau.







Data Bus: Bus dùng để truyền dữ liệu.







Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điểu khiển

đồng bộ các hoạt động trong PLC.



Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các modul vào ra thông qua

Data Bus. Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép truyền

8 bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song.

Nếu một modul đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus, nó sẽ chuyển tất

cả trạnh thái đầu vào của nó vào Data Bus. Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu ra xuất

hiện trên Address Bus, modul đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ Data bus.

Control Bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động của

PLC. Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một thời gian

hạn chế.

Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O. Bên cạch

đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 1¸8 MHZ. Xung này quyết định

tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng hồ của hệ thống.

Bộ nhớ

PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp: Làm bộ định thời cho các kênh

trạng thái I/O. Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm,

ghi các Relay.

Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí trong bộ

nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ. Địa chỉ của từng ô

nhớ sẽ được trỏ đến bởi một bộ đếm địa chỉ ở bên trong bộ vi xử lý. Bộ vi xử lý sẽ

giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnh tiếp theo. Với một địa chỉ mới,

nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đầu ra, quá trình này được gọi là quá

trình đọc.



11



Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bởi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này có khả

năng chứa 2.000 - 16.000 dòng lệnh, tùy theo loại vi mạch. Trong PLC các bộ nhớ

như RAM, EPROM đều được sử dụng.





RAM (Random Access Memory) có thể nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ

nội dung bất kỳ lúc nào. Nội dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện ni bị

mất. Để tránh tình trạng này các PLC đều được trang bị một pin khô, có khả năng

cung cấp năng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm. Trong thực tế

RAM được dùng để khởi tạo và kiểm tra chương trình. Khuynh hướng hiện nay

dùng CMOS-RAM nhờ khả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ lớn.







EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) là bộ nhớ mà người

sử dụng bình thường chỉ có thể đọc chứ không ghi nội dung vào được. Nội dung

của EPROM khơng bị mất khi mất nguồn, nó được gắn sẵn trong máy, đã được

nhà sản xuất nạp và chứa hệ điều hành sẵn. Nếu người sử dụng không muốn mở

rộng bộ nhớ thì chỉ dùng thêm EPROM gắn bên trong PLC. Trên PG (Programer)

có sẵn chỗ ghi và xóa EPROM.







EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) liên kết

với những truy xuất linh động của RAM và có tính ổn định. Nội dung của nó có

thể được xóa và lập trình lại, tuy nhiên số lần lưu sửa nội dung là có giới hạn.







Mơi trường ghi dữ liệu thứ tư là đĩa cứng hoặc đĩa mềm, được sử dụng trong

máy lập trình. Đĩa cứng hoặc đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường được dùng

để lưu những chương trình lớn trong một thời gian dài.



Kích thước bộ nhớ:





Các PLC loại nhỏ có thể chứa từ 300 -1.000 dòng lệnh tùy vào cơng nghệ chế

tạo.







Các PLC loại lớn có kích thước từ 1K - 16K, có khả năng chứa từ 2.000

-16.000 dòng lệnh.



2.1.2. Bợ điều khiển lập trình PLC S7-1200:



12



PLC S7-1200 là bộ điều khiển logic khả trình của hãng Siemens - Đức, được ra đời

vào năm 2009. Sự ra đời của PLC S7-1200 đãdần thay thế cho dòng PLC cũ là S7200. So với S7-200 thì PLC S7-1200 có nhiều tính năng nổi trội hơn, PLC S7-1200

mang lại tính linh hoạt và sức mạnh để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ trợ các

yêu cầu về điều khiển tự động. Sự kết hợp giữa thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt và

tập lệnh mạnh mẽ đã khiến cho S7-1200 trở thành một giải pháp hoàn hảo dành cho

việc điều khiển nhiều ứng dụng đa dạng khác nhau.



Kết hợp một bộ vi xử lý, một bộ nguồn tích hợp, các mạch ngõ vào và mạch ngõ ra

trong một kết cấu thu gọn, CPU trong S7-1200 đã tạo ra một PLC mạnh mẽ. Sau khi

người dùng tải xuống một chương trình, CPU sẽ chứa mạch logic được yêu cầu

đểgiám sát và điều khiển các thiết bị nằm trong ứng dụng. CPU giám sát các ngõ vào

và làm thay đổi ngõ ra theo logic của chương trình người dùng, có thể bao gồm các

hoạt động như logic Boolean, việc đếm, định thì, các phép tốn phức hợp và việc

truyền thơng với các thiết bị thơng minh khác. Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ

việc truy xuất đến cả CPU và chương trình điều khiển:





Mỗi CPU cung cấp một sự bảo vệ bằng mật khẩu cho phép người dùng cấu hình việc







truy xuất đến các chức năng của CPU.

Người dùng có thể sử dụng chức năng “know-how protection” để ẩn mã nằm trong

một khối xác định.

PLC S7-1200 bao gồm 4 dòng CPU 1211C, 1212C, 1214C và 1215C. Các module

CPU khác nhau về hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, bộ nhớ chương trình…và

chúng đều được tích hợp sẵn một cổng Profinet, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP.



13



Bảng 2-1. Thông số và các đặc điểm kỹ thuật của CPU 1211C/ 1212C/ 1214C

Chức năng



CPU 1211C



CPU 1212C



CPU 1214C



Kích thước vật lý(mm)



90 x 100 x 75



110 x 100 x75



− Bộ nhớ làm việc



− 25 kB



− 50 kB



− Bộ nhớ nạp



− 1 MB



− 2 MB



− Bộ nhớ giữ lại



− 2 kB



− 2 kB



Bộ nhớ người dùng:



I/O tích hợp cục bộ

− Kiểu số



− 6 ngõ vào / 4

ngõ ra



− 8 ngõ vào / 6

ngõ ra



− 14 ngõ vào / 10

ngõ ra



− Kiểu tương tự



− 2 ngõ ra



− 2 ngõ ra



− 2 ngõ ra



Kích thước ảnh tiến trình



1024 byte ngõ vào (I) và 1024 byte ngõ ra (Q)



Bộ nhớ bit (M)



4096 byte



Độ mở rộng các module tín hiệu



Khơng



Bảng tín hiệu



1



Các module truyền thơng



3 (mở rộng về bên trái)



Các bộ đếm tốc độ cao



3



4



6



− Đơn pha



− 3 tại 100kHz



− 3 tại 100kHz



− 3 tại 100kHz



− Vuông pha



8192 byte

2



− 3 tại 80kHz

14



8



1 tại 30kHz



1 tại 30kHz



− 3 tại 80kHz



− 3 tại 80kHz



1 tại 20kHz



1 tại 20kHz



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chi tiết cần gia công

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×