Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Phần 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Phần 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Tải bản đầy đủ - 0trang

Hình 4.1. Thiết kế phần cánh tay robot trên Solidworks.

Nguyên lí về hoạt động của cánh tay robot:

- Ở trạng thái ban đầu, cánh tay robot nằm vng góc với băng tải. Cùng

với đó, cơ cấu nằm ngang sẽ di chuyển tịnh tiến về phía dưới và cơ cấu

tịnh tiến nằm ngang sẽ đi vào phía sát cánh thân cánh tay và cơ cấu gắp

sẽ mở ra. Cánh tay sẽ nằm yên ở vị trí như vậy để chờ sản phẩm đến và

thực hiện thao tác gắp và di chuyển vật theo lệnh điều khiển từ PLC.

- Khi có vật màu đỏ, cánh tay gắp vật để vào ô phân loại sản phẩm màu

đỏ. Lúc này, cơ cấu tịnh tiến ngang sẽ di chuyển ra hướng về phía băng

tải hết cỡ. Sau khi cơ cấu ngang di chuyển xong, cơ cấu gắp sẽ thực hiện

thao tác gắp. Tiếp theo, cơ cấu ngang di chuyển vào lại đi xa khỏi hướng

băng tải. Sau đó, cơ cấu xoay sẽ quay 90 độ. Sau khi cơ cấu xoay thực

hiện thao tác quay xong, cánh cơ cấu tịnh tiến ngang sẽ di chuyển ra về

phía ơ phân loại sản phẩm và cơ cấu gắp sẽ mở ra và thả vật vào ô này.

- Đối với vật màu xanh, cánh tay di chuyển có chút khác đối với việc phân

loại màu đỏ. Sau khi cánh tay quay xong, sẽ thêm thao tác nâng lên bằng

cơ cấu di chuyển tịnh tiến nằm dọc. Còn lại các thao tác sẽ tương tự.

- Sau khi thả vật vào các ô phân loại phù hợp, cánh tay sẽ trở về trạng thái

ban đầu để tiếp tục chờ tín hiệu gắp từ PLC.



21



4.1.3. Nguyên lí hoạt động phân loại màu sắc

Băng tải hoạt động sẽ đưa vật đi qua cụm cảm biến màu sắc, tại đây cảm

biến màu sẽ phát ra ánh sáng trắng chiếu vào vật, ánh sáng sau khi chiếu vào

vật được phản xạ lại bộ phận cảm biến, thông qua việc đọc phổ màu, cảm biến

sẽ trả tín hiệu về hệ thống điều khiển, hệ thống điều khiển cho cánh tay gắp vật

đưa về buồng phân loại màu thích hợp và nếu vật bị lỗi thì sẽ được băng tải

đưa về thùng ở cuối băng tải.

Cụm cảm biến màu sắc được thiết kế với một cảm biến màu sắc TCS3200

được điều khiển qua Arduino. Arduino có chức năng xử lí tín hiệu màu sắc mà

cảm biến TCS3200 đọc được sau đó truyền tín hiệu qua hệ thống các module

relay có opto cách ly, tín hiệu từ đây mới được truyền qua các chân Input của

PLC S7-1200.



Hình 4.2. Cảm biến màu sắc và cảm biến quang

4.1.4. Nguyên lí về điều khiển

Việc điều khiển của hệ thống sẽ được PLC điều khiển thơng qua việc thay

đổi các tín hiệu điện DC ở hai mức điện áp cơ bản là 24V và 0V. Các tín hiệu

Input được đưa vào PLC sẽ được điều khiển bằng Relay. Các tín hiệu Output

sẽ được đưa ra các van điện từ để điều khiển khí nén và Relay điều khiển động

cơ băng tải.

Tồn bộ hệ thống được điều khiển bằng PLC S7-1200 theo sơ đồ thuật tốn

sau (Hình 4.3).



22



Hình 4.3. Sơ đồ thuận tốn của chương trình



23



4.2. Thiết kế chung của mơ hình

Phần khung của mơ hình được cấu tạo từ 3 phần (hình 4.4): Cánh tay robot,

băng tải và phần khung. Tất cả được làm từ thép mã kẽm có kích thước

20x20mm, 13x26mm, 14x14mm và thép lập là 20x2mm.



Hình 4.4. Thiết kế chung của mơ hình

4.3. Thiết kế phần cơ khí

4.3.1. Phần khung

Phần khung cánh tay (Hình 4.5) được thiết kế dạng hình hộp có kích

thước 50x80x2 từ các thanh thép hộp mạ kẽm được lên kết bằng mối hàn.

Bên ngoài khung được dán bằng các tấm alu để che đi các bộ phận điện và hệ

thống van khí nén điều khiển được đặt bên trong.



24



Hình 4.5. Khung mơ hình sau khi hàn

4.3.2. Cánh tay robot

Cánh tay robot được thiết kế với 3 bậc tự do, được truyền động qua hệ

thống khí nén với cấu tạo với 3 bộ phận chính gồm: bộ phận quay, thân cánh

tay, cơ cấu gắp và cùng với đó là một hệ thống xilanh khí nén đi kèm (Hình

4.6).

Bộ phận quay bao gồm một xilanh quay khí nén để truyền động cơ học

quay 90 độ, một ổ bi để giúp chuyển động quay trở nên mượt mà.

Phần thân cánh tay được thiết kế gồm 2 cơ cấu chính với một cơ cấu thẳng

đứng và một cơ cấu nằm ngang. Phần thân có nhiệm vụ chính là bộ phận chịu

lực chính giúp cánh tay đứng vững. Ngồi ra, trên phần này còn được lắp các

xilanh khí nén có chức năng truyền động lực để nâng vật lên cao theo chiều

dọc hay di chuyển cánh tay ra vào theo chiều ngang.

Cơ cấu gắp được thiết kế gồm 1 xilanh và các cơ cấu gắp như hình. Tại đây

dưới tác dụng lực của khí nén, vật được giữ chặt trên cơ cấu.

Hệ thống xilanh khí nén được lặp đặt theo các bộ phận trên với 4 xilanh

gồm 1 xilanh quay truyền động quay, 3 xilanh thẳng truyền động tịnh tiến. Các

xilanh được lựa chọn dựa trên khả năng chịu lực tại ví trí lắp đặt và lực cung

25



cấp từ xilanh và hệ thống khí nén cho các cơ cấu để giữ và di chuyển vật nặng

để đảm bảo tối ưu cho quá trình hoạt động.



Hình 4.6. Cánh tay robot

4.3.3. Băng tải

Băng tải được cấu tạo từ 3 bộ phận chính:

- Khung băng tải cấu tạo từ 2 khung được thiết kế dạng chữ U ngược, được

làm từ sắt mạ kém 20x20mm và được hàn cố định vào phần khung của mơ

hình với khoảng cách giữa 2 thanh là 850mm.

- Con lăn dẫn động được thiết từ các ống tròn có đường kính 34mm trên ống

tròn được gắn các ổ bi thép loại 6000z.

- Băng chuyền được được cấu tạo từ bạt cao su và được may lại thành một

vòng tròn phù hợp với kích thước của khung băng tải.

- Nguyên lí hoạt động: Hệ thống băng tải được dẫn động bằng một động cơ

DC thông qua hệ thống puly dây đai. Khi động cơ hoạt động thông qua hệ

thống puly dây đai làm cho con lăn dẫn động quay, khi con lăn quay thông

qua ma sát giữa con lăng và băng chuyền tạo ra lực kéo để làm cho băng

tải hoạt động.



26



4.4. Thiết kế phần điều khiển

Các tín hiệu Inputs và Outputs được đưa vào PLC S7-1200 theo sơ đồ (Hình

4.7) sau:



Hình 4.7. Sơ đồ đấu dây mạch điều khiển



27



4.5. Thiết kế thuật tốn cho PLC S7-1200

 Bảng chú thích PLC Tags (Hình 4.8, Hình 4.9):



Hình 4.8. Cấu hình các thơng số PLC Tags



Hình 4.9. Cấu hình các thơng số PLC Tags (tiếp theo)



28



 Chương trình lập trình trên PLC như sau:



Hình 4.10. Lập trình cho PLC - Tầng 1



Hình 4.11. Lập trình cho PLC - Tầng 2



29



Hình 4.12. Lập trình cho PLC - Tần 3



Hình 4.13. Lập trình cho PLC - Tầng 4



30



Hình 4.14. Lập trình cho PLC - Tầng 5



Hình 4.15. Lập trình cho PLC - Tầng 6, 7



31



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Phần 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×