Ứng dụng 8051 Mô Hình Dây Chuyền Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao Dùng Cánh Tay Khí Nén (Có Code và Giải Thuật) - Pdf 53

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM
__________KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ_____________

ĐỒ ÁN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN THỦY KHÍ
MÔ HÌNH DÂY CHUYỂN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU
CAO DÙNG CÁNH TAY KHÍ NÉN.
GIẢNG VIÊN: Th.s Nguyễn Thanh Sơn
Thành viên nhóm 12:

Nguyễn Viết Hai

TD15A

1551030229

Đặng Trường Anh TD15A

1551030208

Tô Quang Tấn

TD15B

1551030260

Phan Quốc Vàng

TD15B

1551030274

CÔNG VIỆC

Nguyễn Viết Hai

- Phân chia công việc.
- Thiết kế tay ghắp.
- Lập trình cho khối điều khiển.
- Đi dây điện.
Tô Quang Tấn
- Lên ý tưởng.
- Thiết kế xylanh đẩy sản phẩm.
- Chỉnh sửa đồ án.
- Vẽ mô hỉnh 3d băng tải.
Đặng Trường Anh - Mua linh kiện.
- Thiết kế khối điều khiển.
- Phụ thiết kế tay ghắp.
- Đi in 3d.
Phan Quốc Vàng
- Mua linh kiện.
- Thiết kế bình tích áp.
- Phụ chỉnh sửa đồ án.
- Lắp ráp dây chuyền.

2

NGÀY
NHẬN
CÔNG VIỆC

......................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................................................................

Chữ kí của giáo viên hướng dẫn

4

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN .................................................. 7
DANH MỤC CÁC BẢNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN ................................................. 8

2.3.1. Hình dạng: ................................................................................................................... 33
3.1.2. Tính lưu lượng khí. ...................................................................................................... 34
3.1.3. Áp suất làm việc cho toàn quá trình:........................................................................... 34
3.1.4. Để chọn bình tích áp, bạn cần tính toán theo công thức dưới đây: ............................ 34
2.5. ĐIỀU KHIỂN. ................................................................................................................... 36
2.1.1. Relay. ........................................................................................................................... 36
5

2.1.2 VI ĐIỀU KHIỂN 8051. ................................................................................................ 40
2.1.3. Mô phỏng mạch điều khiển. ........................................................................................ 44
2.1.4. Mô phỏng 3D. .............................................................................................................. 45
2.1.4. Mạch in khối điều khiển. ............................................................................................. 46
PHẦN 3: KẾT LUẬN ................................................................................................................. 47
4.1. Mô hình thực tế. ................................................................................................................. 47
4.2. Code. .................................................................................................................................. 49
4.3. Tài liệu tham khảo. ............................................................................................................. 54

6

DANH MỤC HÌNH ẢNH ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN
Hình 1:

Mô tả hệ thống bằng FluidSim.

Hình 2.

Giản đồ hành trình bước, thời gian ứng với trường hợp 1.

Mô hình thực tế xylanh đẩy vật.

Hình 11.

Mô phỏng van 5/2, và hình thực tế.

Hình 12.

Catlogue van 5/2 hãng

Hình 13.

Mô hình thực tế van sử dụng trong đồ án.

Hình 14.

Hình dạng bình tích áp sử.

Hình 15.

Hình ảnh thực tế relay điện.

Hình 16.

Sơ đồ các chân của relay.

Hình 17.

Hình ảnh thực tế của module Relay kích mức thấp.

ký hiệu và nhiệm vụ các xylanh.

Bảng 2:

Ký hiệu và các đầu tác động tín hiệu.

Bảng 3:

Ký hiệu và nhiệm vụ các Công tắc hành trình.

8

LỜI NÓI ĐẦU
Sau khi kết thúc môn học Kỹ thuật điều khiển thủy - khí. Và với những gì nhóm em đã tích
ghóp được từ môn học này và kết hợp kiến thức của những môn học trước. Nhóm em quyết định
chọn đồ án " MÔ HÌNH DÂY CHUYỂN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO DÙNG
CÁNH TAY KHÍ NÉN".
Trong quá trình làm đồ án, do kiến thức còn hạn chế, tài liệu chưa đầy đủ nên chắc chắn sẽ
không tránh khỏi sai sót. Em rất mong sự chỉ bảo của quý thầy cô và sự đóng ghóp ý kiến của các
bạn đẻ nhóm em có thể hoàn thành tốt hơn những đề tài sau.
Đồ án được chia làm 3 phần
Phần 1: Mô tả:
- Mô tả chi tiết đồ án, nhiệm vụ của từng xylanh, công tắc hành trình.
- Mô tả hành trình của từng xylanh theo 2 trường hợp (2 độ cao được đo bằng 2
cảm biến).
- Mô tả chi tiết nhiệm vụ của từng van điều khiển.
- Thiết kế giản đồ hành trình theo thời gian cho 2 trường hợp.
- Hệ thống các linh kiện sử dụng trong đồ án, mã sản phẩm, chủng loại, giá thành.
Phần 2: Thiết kế.

10

-

Ký hiệu xylanh và nhiệm vụ của các xy lanh trình bày trong Bảng 1.
ký hiệu
Xylanh A
Xylanh B
Xylanh C
Xylanh D
Xylanh E

-

-

nhiệm vụ
đẩy (kéo) tay gắp hàng ra (vào)
gắp (nhả) hàng
xoay cánh tay
nâng ( hạ ) cánh tay.
đẩy hàng từ biên ngoài băng tải
Bảng 1: ký hiệu và nhiệm vụ các xylanh.

số lượng
1
1
1
2

C1
D2
D1
E2
0
Bảng 2: Ký hiệu và các đầu tác động tín hiệu.

Loại
valve
5/2
5/2
5/2
5/2
5/2

Ký hiệu và nhiệm vụ các công tắc hàng trình.
Xylanh
Xylanh A
Xylanh B
Xylanh C
Xylanh D
Xylanh E

Công tắc giới giạn trên
Công tắc giới hạn dưới
LA2
LA1
LB2
LB1
LC2

8. Xylanh C xoay cánh tay về vị trí ban đầu, và tiếp tục quá trình gắp hàng khi K1 phát
hiện và K2 không phát hiện.

Hình 2. Giản đồ hành trình bước, thời gian ứng với trường hợp 1.

12

+ Trường hợp 2: Cảm biến K1 phát hiện và cảm biến K2 cũng phát hiện vật. Lúc
này các xylanh hoạt động theo từng nhịp như sau:
1. Xylanh A đẩy tay ra về phía vật, LA1 hết tác động, khi xylanh A chạm LA2 thì dừng
2. Xylanh B khép lại để gắp vật, LB1 hết tác động, khi xylanh B chạm LB2 thì dừng.
3. Xylanh A rút về để thu tay lại, LA2 hết bị tác động, khi xylanh A chạm LA1 thì dừng.
4. Xylanh C xoay cánh tay về phí thùng hàng ở tầng 2, LC1 hết bị tác động, khi xylanh C
chạm LC2 thì dừng.
5. Xylanh D nâng cánh tay lên tầng 2, LD1 hết bị tác động, khi xylanh D chạm LD2 thì
dừng. Lúc này cánh tay đang ở tầng 2.
6. Xylanh A đẩy tay vào trong thùng hàng, LA1 hết tác động, khi xylanh A chạm LA2 thì
dừng.
7. Xylanh B mở ra để thả vật vào thùng hàng, LB1 hết tác động, khi xylanh B chạm LB2
thì dừng.
8. Xylanh A rút về để thu tay lại, LA2 hết bị tác động, khi xylanh A chạm LA1 thì dừng.
9. Xylanh D hạ cánh tay xuống, LD2 hết bị tác động, khi xylanh D chạm LD1 thì dừng.
Lúc này cánh tay đang ở sàn.
10. Xylanh C xoay cánh tay về vị trí ban đầu, và tiếp tục quá trình gắp hàng khi K1 phát
hiện và K2 phát hiện.

Hình 3. Giản đồ hành trình bước, thời gian ứng với trường hợp 1.

- Khi bấm STOP hệ thống dừng hoạt động.

Khi đưa khí nén vào xi lanh, và lượng khí được đưa vào tăng dần lên, theo đó sẽ
chiếm không gian trong xy lanh và khiến pít tông dịch chuyển, truyền động điều khiển thiết bị bên
ngoài.
-

Phân loại:

+
Xy lanh tác động đơn: Là loại xy lanh sử dụng khí nén để dịch chuyển pít tông xy
lanh dịch chuyển theo hướng nhất định.

14

+
Xy lanh tác động kép: Double Acting(DAC) là loại xy lanh cho phép ứng dụng lực
đẩy khí nén hai hướng hành trình di chuyển, cơ cấu dẫn động có thanh đẩy ở hai đầu pít tông.
2.2.3. Cấu tạo xy lanh tác động kép.

Hình 4. Cấu tạo của xy lanh kép.
Cấu tạo của xy lanh kép gồm 6 bộ phận.
1. Thân trụ ( Barrel ).
2. Cần Pít tông ( Piston ).
3. Trục pít tông ( Piston rod ).
4. Lỗ cấp (thoát) khí dưới ( Cap-end port ).
5. Lỗ cấp (thoát) khí trên ( Rob-end port).
6. Vỏ xy lanh ( tie rob ).e2
2.2.4. Công thức tính toán xy lanh.
Trong đồ án nhóm em đã sử dụng 6 xy lanh kép, nên việc tính toán chọn thiết bị quy về bài
toán cho xy lanh kép.

-

Lực tác động cho cần đi vào:
𝐹𝑣𝑎𝑜 = 𝐴2 × 𝑃e2 × 𝛾 =

𝜋×(𝐷 2 −𝑑2 )
4

× 𝑃e2 × 𝛾 (CT 2.2.4.2)

Trong đó:
𝐹𝑟𝑎 : Lực tác động khi cần đi vào (kN).
𝐴2 : Diện tích vòng găng pít tông ( 𝑐𝑚2 ).
𝐷: Đường kính mặt đáy pít tông ( mm ).
𝑑: Đường kính cần pít tông ( mm ).
𝑃e2 : Áp suất khí nén trong xy lanh ( bar ).
𝛾: Hiệu suất xy lanh, thông thường 𝛾 = 0,8.
-

Lực tác động lên xy lanh ở một mặt nghiêng bất kỳ:

Hình 5. Biểu diễn mô hình xylanh.
-

Áp dụng định luật Newton 2 cho cơ hệ ta có:
𝐹𝑟𝑎 = 𝐹𝑚𝑠 + 𝑃𝑚 = 𝐹𝑚𝑠 + 𝑚 × 9.8 (CT 2.2.4.3)
Trong đó:
16

4

-

Áp suất làm việc :
17

𝐹

21,56

𝑁

𝑃𝑙𝑣 = 𝑆 = 2.01×10−4 = 107263,7(𝑚2 )
𝑙𝑣

Vận tốc khi đẩy lên: Thời gian để nâng lên là 3s.

-

𝑣𝑙𝑣 =

𝐻
200
𝑚𝑚
𝑑𝑚
=
= 66,7 ≈ 66 (
) = 39,6 ( ).

Như vậy:
𝑁



Áp suất làm việc cho quá trình nâng = 2 × 𝑃𝑙𝑣 = 2 × 107263.7 = 214527.4 (𝑚2 ).



Lưu lượng làm việc cho quá trình nâng = 2 × 𝑄𝑙𝑣 = 2 × 0.792 = 1.584 (𝑝ℎ).



Công suất sinh ra = 4 × 𝑊1 = 4 x 141.6 = 566,4 (W).

𝑙

18

2.2.5.1. Áp suất cho hành trình hạ.

19

Hình 7. Mô hình xylanh nâng hạ.

-

Diện tích làm việc của xylanh:

= ⋯ (𝑚2 )

𝐻
100
𝑚𝑚
𝑑𝑚
=
= 50 (
) = 30 ( ).
3
2
𝑠
𝑝ℎ

Lưu lượng qua xy lanh lúc nâng:
𝑄𝑙𝑣 = 𝑆𝑙𝑣 × 𝑣𝑙𝑣 = × 29,6 = (

-

Công suất sinh ra cho hành trình nâng:
𝑊1 =

𝑄𝑙𝑣 × 𝑃𝑙𝑣
= ()
600

20

𝑙
).

H= 100 (mm) = 0.1 (m)

Lực tác dụng: F = 4,9 (N).

Diện tích làm việc của xylanh:
𝑆𝑙𝑣 =

-

𝜋 × 𝐷2 𝜋 × 0.0122
=
= 1.13 × 10−4 (𝑚2 ) = 0.113(𝑑𝑚2 )
4
4

Áp suất làm việc :
21

𝐹

4,9

𝑁

𝑃𝑙𝑣 = 𝑆 = 1.13×10−4 = 43362.8(𝑚2 )
𝑙𝑣

Vận tốc khi đẩy tay: Thời gian để đẩy tay ra là 2s.

3.39 × 43362.8
=
= 244.9 (𝑊)
600
600

Như vậy:
𝑁



Áp suất làm việc cho cả quá trình đẩy và thu là = 2 × 𝑃𝑙𝑣 = 2 × 43362.8 = 86725.6(𝑚2 ).



Lưu lượng làm việc cho cả quá trình đẩy và thu = 2 × 𝑄𝑙𝑣 = 2 × 3.39 = 6.78 (𝑝ℎ).



.Công suất sinh ra cho cả quá trình = 4 × 𝑊1 = 979.9 (W)

𝑙

22

2.2.6. Tính toán áp suát cho xylanh ghắp vật.

Hình 9. Mô hình thực tế xylanh gắp.

Diện tích làm việc của xylanh:

-

𝑆𝑙𝑣 =

𝜋 × 𝐷2 𝜋 × 0.0122
=
= 1.13 × 10−4 (𝑚2 ) = 0.113(𝑑𝑚2 )
4
4

Áp suất làm việc :

-

𝐹

4,9

𝑁

𝑃𝑙𝑣 = 𝑆 = 1.13×10−4 = 43362.8(𝑚2 )
𝑙𝑣

Vận tốc khi ghắp: Thời gian để ghắp vật là 1s.

-

= 244.9 (𝑊)
600
600

Như vậy:
𝑁



Áp suất làm việc cho cả quá trình gắp và nhả là: 2 × 𝑃𝑙𝑣 = 2 × 43362.8 = 86725.6(𝑚2 ).



Lưu lượng làm việc cho cả quá trình ghắp và nhả = 2 × 𝑄𝑙𝑣 = 2 × 3.39 = 6.78 (𝑝ℎ).



Công suất sinh ra cho cả quá trình = 4 × W1 = 979.9 (W).

𝑙

24

2.2.6. Tính toán áp suất cho xylanh xoay bàn.
-

Các thông số đã cho trước:
+

= 1.13 × 10−4 (𝑚2 ) = 0.113(𝑑𝑚2 )
4
4

Áp suất làm việc :
𝐹

35

𝑁

𝑃𝑙𝑣 = 𝑆 = 1.13×10−4 = 309734.5(𝑚2 )
𝑙𝑣

-

Vận tốc khi xoay: Thời gian để xoay bàn là 2s.
𝑣𝑙𝑣 =

-

𝐻
100
𝑚𝑚
𝑑𝑚
=
= 50 (
) = 30 ( ).
2
2

Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Ứng dụng 8051 Mô Hình Dây Chuyền Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao Dùng Cánh Tay Khí Nén (Có Code và Giải Thuật) - Pdf 53

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Học thêm