Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đồ án tốt nghiệp



GVHD: ThS. Trần Văn Trinh



Khối nguồn phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- 5V cấp cho encoder hoạt động với điện áp DC ổn định.

- 12V cấp cho việc khiển relay và bộ phận kích dẫn FET(IRF540) để khiển

motor hoạt động.

- 24V cấp nguồn cho PLC và cấp cho động cơ, van khí.

Sơ đồ nguyên lí của khối nguồn:

24V

J1

1

2



C 2

4700uF



C 3

104



C 4

103



R 1

1K2



C 5

102



Q 1



U 1



C 11



C 6

0 .3 3 u F



C 12 C 13 C 14

104 103 102



LED



LM 7812



Q 2



O U T



L1



24V



12V



12V



12V



3

C 7



IN D U C T O R

C 8

2200uF



104



C 9



C 10

1000uF



104



R 3

680

J3

D 7



A671



C O N 4 _ N G U O N _ M A IN



LED



1

2

3

4



4700uF



IN



G N D



1



33



24V



D 4



A671

2



2



R 2



3



1



24V



1

2

3

4



24V



J2

C O N 4 _ N G U O N _ M A IN



C O N 2



U 2



68



IN



C 15

0 .3 3 u F



LM 7805

O U T



G N D



1



L2



VC C



5V



3

C 16

104



2



R 4



IN D U C T O R



C 17

2200uF



C 18

104



VC C



12V



R 5

330



C 19

1000uF

D 8



LED



Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn.

Trong đó:

J1 là ngõ vào 24V (DC).

J2, J3 là các ngõ ra. J2 là ngõ ra áp 12V và 24V. J3 là ngõ ra áp 12V và 5V(VCC).



2.1.2 Mạch chuyển đổi điện áp :



PLC hoạt động ở điện áp 24V DC nhưng mạch công suất hoạt động ở 12V DC

và Encoder đọc tín hiệu xung hoạt động ở 5V DC. DO vậy để giao tiếp giữa chúng với

nhau cần phải có mạch chuyển áp. Linh kiện cơ bản của mạch là Opto quang.

Sơ đồ nguyên lí:

R 2



D 2

12V

1



4 .7 K



3



PW M1



IS O 2

O P TO

4



Võ Hồng Trơvi – Nguyễn Sĩ Bích



2



LED



P1



69



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: ThS. Trần Văn Trinh



Hình 2.2 : Sơ đồ mạch chuyển áp.



2.1.3 Mạch cơng suất:

R O LE _1

LS1

12V



Q 2

IR F 5 4 0



Q 3

IR F 5 4 0



Q 1

D 468

R 1



P1



7

D 2



IR F _ 1



IR F _ 1

1N 4007



2K2

R 2

1K



Q 4

B562



D 3



24V



8

5



2

1



D 1



12V

M O TO R _1



1N 4148



6

3



4



1

2

C 1

104

C O N 2



R ELAY D PD T



1N 4007



Hình 2.3: Sơ đồ mạch cơng suất.

Đây là một phần mạch cơng suất tiếp nhận tín hiệu từ PLC để khiển motor. Có

thể hoạt động theo ON/OFF hoặc điều xung. Đảo chiều động cơ nhờ role.

Chế độ ON/OFF: khi PLC cấp 24V ở PWM1 thì opto dẫn làm cho P1 là 12V

D468 dẫn tín hiệu IRF1 là 12V làm cho IRF540 dẫn và ngõ ra motor có áp là 24V.

Chế độ điều xung: xung ngõ ra PLC đưa vào tín hiệu PWM1:

Ton

24V



0

Toff

T



Xung ngõ ra ở tín hiệu P1:



12V



0



Xung ngõ ra ở motor:



Võ Hồng Trơvi – Nguyễn Sĩ Bích



70



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: ThS. Trần Văn Trinh



24V



0



2.1.4 Mạch đảo chiều động cơ:

R L1

D 9



R L3



12V

1



4 .7 K



R L4

VK



3



R O LE1



R 13



R L2



IS O 9

O PTO

4



2



LED



10



12V



R L1



1

2

3

4

5

6

7

8



U 1

IN

IN

IN

IN

IN

IN

IN

IN



U LN 2803

1

2

3

4

5

6

7

8



O

O

O

O

O

O

O

O



C O M



U

U

U

U

U

U

U

U



T1

T2

T3

T4

T5

T6

T7

T8



1

1

1

1

1

1

1

1



8

7

6

5

4

3

2

1



R O LE_1

R O LE_2

R O LE_3

R O LE_4

VAN _KH I



9



G N D



Cấu tạo bên trong của ULN 2803:

ULN2803 được cấu tạo bên trong giống như một transistor NPN darlington có

Emiter nối GND, Colector là ngõ ra, và Base là ngõ vào. Chỉ có tác dụng đảo mức 1

thành 0. Còn muốn đảo mức 0 thành 1 thì phải có điện trở kéo lên bên ngồi.



Hình 2.4: Cấu tạo ULN 2803



Khi PLC cấp 24V vào tín hiệu ROLE1, opto sẽ dẫn tín hiệu RL1 là 12V, qua

ULN2803 đảo thành 0V, làm role dẫn, và điện áp của động cơ sẽ được đảo ngược 

động cơ đảo chiều.



R O LE_1

LS1



7

24V

FET



Võ Hoàng Trơvi – Nguyễn Sĩ Bích



8

5

4



2

1

6

3



D 1



12V



1N 4148

C 1

104



M O TO R _1

1

2

C O N 2



R ELAY D PD T



71



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: ThS. Trần Văn Trinh



2.1.5 Mạch lấy tín hiệu xung từ encoder đưa vào PLC:

Sơ đồ mạch:

R 1



3



LED



1



IS O 1

O PTO

4



120



24V



2



VC C



D 1



EN C O D ER 1

R 4



3



LED



1



IS O 3

O PTO



EN C O D ER 2



4



120



R 3

10K



24V



2



VC C



D 3



EN 1



EN 2



R 6

10K



Hình 2.5: Sơ đồ mạch lấy tín hiệu xung Encoder.

Vì encoder có áp sử dụng là 5V, nên ngõ ra là tín hiệu xung 5V. Ta dùng opto để

chuyển tín hiệu xung 5V của encoder thành tín hiệu xung 24V cấp cho PLC.

Khi xung encoder mức 0(0V) làm cho opto dẫn, và tín hiệu EN1 ngõ ra là 24V,

và ngược lại khi xung encoder mức 1(5V) thì opto khơng dẫn, EN1 sẽ là 0V. EN1 là

tín hiệu đưa vào PLC.



2.1.6 Relay đóng mở van khí:

Cơng tắc van khí sử dụng áp là 24V. Nên ta dùng một role để khiển. Khi role

đóng tác động van khí và tay kẹp sẽ gắp vật, còn khi role khơng dẫn tác động van khí

và tay kẹp sẽ nhả vật.



VAN _KH I

LS5



7

D 14

1N 4007



24V



8

5

4



2

1

6

3



D 13 12V

1N 4148

C 5

104



V A N _ K H I1

1

2

C O N 2



R ELAY D PD T



Tóm tắt kết nối phần cứng: Kết nối từ PLC đến encoder, mạch cơng suất:



Võ Hồng Trơvi – Nguyễn Sĩ Bích



72



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: ThS. Trần Văn Trinh



J2, J3, J5, J6 là các jumper 4 kết nối tới các encoder. Và J7 là ngõ ra sau khi chuyển

đổi tín hiệu xung 5V của encoder thành 24V nhờ opto và đưa vào PLC theo các chân:

I0.0, I0.1 cho HSC0 encoder của khâu đế

I0.3, I0.4 cho HSC4 encoder của khâu 1

I0.6, I0.7 cho HSC1 encoder của khâu 2

I1.2, I1.3 cho HSC2 encoder của khâu 3( mở rộng cho cánh tay 4 khâu).

J4 là jumper 10 kết nối tới ngõ ra của PLC. Lần lượt là:

PWM1 chân Q0.0

PWM2 chân Q0.1

PWM3 chân Q0.2

PWM4 chân Q0.3

ROLE1 chân Q0.4

ROLE2 chân Q0.5

ROLE3 chân Q0.6

ROLE4 chân Q0.7

VAN



chân Q1.0



J8 là jumper 10 kết nối tới mạch công suất để khiển motor và van khí.



2.2 Thơng số khâu, khớp của tay máy

2.2.1 Thông số tay máy:

Khâu 1: L1 = 12.5 cm

Khâu 2: L2 = 20 cm

Khâu 3: L3 = 33 cm



2.2.2 Góc ban đầu của các khâu:

Góc 1 : 0 độ

Góc 2 : 178 độ



Võ Hồng Trơvi – Nguyễn Sĩ Bích



73



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: ThS. Trần Văn Trinh



Góc 3 : 27 độ



2.2.3 Thông số xung encoder của các khớp:

Encoder khớp 1 : 200 xung

Encoder khớp 2 : 100 xung

Encoder khớp 3 : 100 xung



2.2.4 Cách tính xung từ các góc của khớp:

Vì PLC sử dụng đếm counter ở chế độ 4x nên encoder 200 xung sẽ trở

thành encoder 800 xung.

Ta có:

800 xung ứng với 360 độ.

Nên khi có góc  thì ứng với số xung là: số xung = 

Tương tự với encoder 100 xung thì: số xung = 



2.3



Thi



800

360



400

360



cơng:

2.3.1 Mạch điều



khiển:



Võ Hồng Trơvi – Nguyễn Sĩ Bích



74



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: ThS. Trần Văn Trinh



Hình 2.6: Layout mạch điều khiển.



Hình 2.7: Mạch điều khiển.



2.3.2 Hộp điều khiển:



Võ Hồng Trơvi – Nguyễn Sĩ Bích



75



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: ThS. Trần Văn Trinh



Hình 2.7:Hộp điều khiển.

2.3.3 Khơng gian làm việc:



Hình 2.8 : Khơng gian làm việc của tay máy.



Tay



Võ Hồng Trơvi – Nguyễn Sĩ Bích



2.3.4

máy:



76



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: ThS. Trần Văn Trinh



Hình 2.9

: Hình tay máy.

START



Xác định tâm của vật cần

gắp.



Xác định tọa độ của vật

trong hệ quy chiếu.



Giải động học ngược



Truyền dữ liệu cho PLC



Thực hiện gắp vật



CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG PHẦN MỀM.

Thực hiện đặt vật



3.1 Lưu đồ giải thuật cho toàn hệ thống:

Trở về vị trí ban đầu



Võ Hồng Trơvi – Nguyễn Sĩ Bích

END



77



Đồ án tốt nghiệp



GVHD: ThS. Trần Văn Trinh



START



N

RUN = 1?

Y

Lấy ảnh từ Camera



Chuyển từ ảnh màu sang

ảnh xám



Chuyển từ ảnh xám sang

ảnh nhị phân



Loại bỏ những điểm

trắng nhỏ



Lấp đầy lỗ trống



3.2 Lưu đồ giải thuật cho xử lý ảnh:

Chương trình xử lý ảnh dùng để tìm tâm vật cần gắp, từ đó lấy tọa độ tâm của

vật cần gắp trong khung ảnh. Sau khiLấy

lấybiên

tọa vật.

độ tâm vật ta chuyển tọa độ đó thành tọa

độ so với tay máy.

Lấy tâm vật dựa vào

biên đã xác định.



Võ Hồng Trơvi – Nguyễn Sĩ Bích

END



Hiển thị kết quả.



78



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×