Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
.4. Thiết kế mạch điều khiển cho cánh tay Robot

.4. Thiết kế mạch điều khiển cho cánh tay Robot

Tải bản đầy đủ - 0trang

le sẽ truyền tín hiệu qua van điện từ, tín hiệu từ r ơ-le th ực hi ện đóng ng ắt dòng

điện qua cuộn kích của van điện từ để đóng mở dòng khí nén qua các cửa van.

Năng lượng khí nén cấp cho van điện từ từ máy nén khí truy ền qua xy lanh tác

dụng áp lực lên bề mặt piston thực hiện hành trình của xy lanh và truy ền đ ộng

cho các khâu của cánh tay Robot. Cấp nguồn cho vi điều khi ển, r ơ-le, van đi ện t ừ

hoạt động.



.4.2.



Nguyên lý mạch điều khiển cánh tay Robot



Hình 4.15: Mạch điều khiển cho cánh tay Robot

45



Nguyên lý mạch điều khiển cánh tay Robot được thể hiện ở hình 4.15. Nút

nhấn được nối vào nguồn dương 5 V và vào chân digital số 3 của board Arduino.

Nối đất qua điện trở 10 kΩ. Chân số 1 và số 3 của bi ến tr ở lần lượt n ối ngu ồn

dương 5 V và GND, chân còn vại nối vào chân A0 của board Arduino. N ối ngu ồn

dương 5 V và GND cho chân VCC và GND của module rơ-le opto. Các chân tín hi ệu

của module rơ-le từ INT1 đến ITN6 lần lượt nối với chân digital số 4 đến số 9

của board Arduino. Chân chung và tiếp điểm thường hở của rơ-le nối ra ngu ồn

24V và van điện từ. Tiếp điểm thường hở của rơ-le thứ nhất đến rơ-le th ứ 6 l ần

lượt nối với cuộn nam châm điện điều khiển các van đi ện từ theo th ứ tự từ Y1

đến Y6.

Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển cánh tay Robot:

Khi nhấn nút, chân digital số3 sẽ được nối trực ti ếp v ới ngu ồn 5 V và n ối

với GND thông qua điện trở R1. Lúc này các chân tín hi ệu của module r ơ-le opto

sẽ nhận tín hiệu từ chân digital số 4 đến số 9 đ ể thực hi ện đóng ng ắt r ơ-le, qua

đó điều khiển hoạt động của van điện từ. cụ thể là khi chân digital s ố 4 c ủa

board Arduino nhận tín hiệu, rơ-le thứ nhất chuy ển từ trạng thái mở sang tr ạng

thái đóng, khi đó có dòng điện đi qua cuộn nam châm điện Y1 của van điện từ.

Tương tự đối với các chân digital số 5, 6, 7, 8, 9 l ần lượt cấp tín hi ệu cho các nam

châm điện Y2, Y3, Y4, Y5, Y6 thơng qua cấp tín hi ệu cho các r ơ-le. Đ ầu v ặn bi ến

trở được gắn với trục quay của cánh tay Robot, khi trục quay th ực hi ện chuy ển

động quay, giá trị điện trở thay đổi dẫn đến giá trị đi ện áp thay đ ổi, chân analog

A0 của board Arduino nhận tín hiệu thay đổi đó qua vi đi ều khi ển suy ra giá tr ị

góc quay của trục.

.4.3.

Các mạch thành phần

.4.3.1.

Mạch nguồn



46



Hình 4.16: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn

Mạch nguồn lấy nguồn vào từ bộ nguồn 24V DC. Cấp nguồn cho vi đi ều

khiển và rơ-le là nguồn 5V. Diode D2 để chống dòng ngược, các tụ C1, C2 đ ể l ọc

nhiễu. Khi được cấp nguồn đèn LED D1 sáng thì mạch đã hoạt động.

.4.3.2.



Mạch kích van điện từ



47



Hình 4.17: Sơ đồ mạch rơ-le kích van điện từ

Trong đó:

K1, K2, K3, K4, K5, K6 là các rơ-le điều khi ển.

Y1, Y2 là các nam châm điện điều khi ển van đảo chiều 5/3.

Y3, Y4,Y5,Y6 là các nam châm điện điều khiển các van đảo chiều 5/2.

Các rơ-le sẽ nhận tín hiệu từ vi điều khiển cấp cho các cu ộn kích van đi ện

từ và van điện từ đi điều khiển hành trình của xy lanh.

Để bảo vệ các linh kiện khỏi bị quá tải, cần cách ly giữa khối mạch đi ều

khiển và khối mạch công suất ta sử dụng mạch rơ-le với opto cách ly.



48



Hình 4.18: Sơ đồ nguyên lý mạch rơ-le với opto cách ly

Sơ đồ nguyên lý mạch rơ-le với opto cách ly được thể hiện ở hình 4.18.

Mạch bao gồm opto U1, điện trở R1 10 k Ω và R2 520 Ω, transistor loại

NPN Q1, diode D1, rơ-le 5 V. Cấp nguồn 5 V DC vào chân s ố 1 c ủa opto U1 qua

điện trở R1, chân số 2 là chân nhận tín hiệu từ vi đi ều khi ển, chân s ố 3 đ ược n ối

với cực B của transistor Q1 qua điện trở R2, chân s ố 4 n ối v ới chân kích c ủa r ơle. Nối đất cho cực E của transistor Q1, cực C nối với chân kích còn l ại c ủa r ơ-le.

Ngun lý hoạt động mạch rơ-le với opto cách ly:

Khi tín hiệu từ vi điều khiển gửi tới INT1 ở mức thấp, transistor Q1 khóa

lại, khơng có dòng qua cuộn hút của rơ-le, đèn LED tắt, ti ếp đi ểm 1 và 2 n ối v ới

nhau. Khi tín hiệu từ vi điều khiển tới INT0 ở mức cao, transistor Q1 m ở, có dòng

VCC qua Q1 cấp điện cho cuộn hút của rơ-le, lúc này có chuy ển cặp ti ếp đi ểm,

tiếp điểm số 2 nối với tiếp điểm số 3, đèn LED sáng.



49



.5. Thiết kế hệ thống cung cấp khí nén cho cơ cấu chấp hành đi ều khi ển



các khâu của cánh tay Robot



Hình 4.19: Hệ thống cung cấp khí nén cho cơ cấu chấp hành

Trong đó:

XL1, XL2, XL3, XL4, XL5 là các xy lanh khí nén.

S1, S2; S3, S4; S5, S6; S7, S8; S9, S10 lần lượt là cặp cơng tắc hành trình l ần

xác định vị trí các xy lanh XL1; XL2; XL3; XL4; XL5.

Y1, Y2 là các nam châm điện điều khi ển van đảo chiều 5/3.

Y3, Y4, Y5, Y6 là các nam châm điện điều khiển van đảo chi ều 5/2.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống cung cấp khí nén cho cơ cấu chấp hành

được thể hiện ở hình 4.19:

Năng lượng khí nén từ máy nén khí cấp cho tổ hợp van đi ện từ g ồm m ột

van đảo chiều 5/3 và bốn van đảo chiều 5/2. Các van đảo chi ều nh ận tín hi ệu

điện từ rơ-le để điều khiển lượng khí nén ra vào các xy lanh, qua đó đi ều khi ển

hành trình của các xy lanh. Cụ thể, khi cuộn kích Y1 của van đ ảo chi ều 5/3 nh ận

50



tín hiệu điện, van sẽ hoạt động ở vị trí bên trái, dòng khí nén theo các c ửa van

đẩy piston của xy lanh 1 đi ra, khi dừng tín hi ệu đi ện qua Y1 van đ ảo chi ều 5/3

sẽ hoạt động ở vị trí giữa, xy lanh 1 sẽ dừng, khi cu ộn kích Y2 nh ận tín hi ệu đi ện,

van đảo chiều 5/3 hoạt động ở vị trí bên phải làm xy lanh 1 đi v ề. Khi c ấp tín

hiệu cho cuộn kích Y3 van đảo chiều 5/2 làm vi ệc ở vị trí bên trái làm xy lanh 2

đi ra, tắt tín hiệu Y3 lò xo đẩy van đảo chiều 5/2 làm việc ở vị trí bên phải làm xy

lanh 2 đi về. Tương tự đối với các nam châm đi ện Y4, Y5, Y6 l ần l ượt đi ều khi ển

các xy lanh XL3, XL4, XL5 đều có chung nguyên lý đi ều khi ển c ủa van đ ảo chi ều

5/2 loại điều khiển một đầu bằng điện.

.6. Ví dụ ứng dụng cánh tay Robot điều khiển bằng xy lanh khí nén

.6.1.

Trường cơng tác của cánh tay Robot



r



H



R



a) Mặt bằng



b) M ặt đ ứng



Hình 4.20: Trường cơng tác của cánh tay Robot

Trường công tác của cánh tay Robot được thể hiện ở hình 4.20: mặt bằng là

hình vành khăn với bán kính trong r = 560 mm, bán kính ngồi R = 800 mm. M ặt

đứng có chiều cao H = 430mm.



51



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

.4. Thiết kế mạch điều khiển cho cánh tay Robot

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×