Mạch điều khiển khí nén – Real Group

1. Mục đích và yêu cầu

1.1. Mục đích

Cung cấp cho sinh viên kỹ năng và kiến thức chung về điều khiển và tinh chỉnh chuỗi xy-lanh để triển khai những tiến trình trong công nghiệp và nguyên tắc phong cách thiết kế một mạch chuỗi điều khiển và tinh chỉnh những xy-lanh .

1.2. Yêu cầu 

Ứng dụng trong công nghiệp như những máy đánh bóng và hoạt động của những bộ phận trong dây chuyền sản xuất sản xuất, mạch tự động hóa nhu yếu hoạt động giải trí liên tục. Mặt khác, một chuỗi những thao tác được nhu yếu phải hoạt động giải trí theo đúng thứ tự. Nội dung chính của chương này sẽ đưa ra cách sử dụng những phần tử khí để thực thi những nguyên tắc điều khiển và tinh chỉnh tự động hóa khác nhau .

2. Mạch điều khiển tự động

2.1. Điều khiển bán tự động

Van a được đặt cuối hành trình dài ra của piston. Đầu trục của piston khi ở cuối hành trình dài ra sẽ tác động ảnh hưởng van a đưa tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh cửa 1, 2 của van 5 cửa, piston tự động hóa triển khai hành trình dài vào mặc dầu hành trình dài ra vẫn đang được điều khiển và tinh chỉnh bằng tay .

Hình 1. Điều khiển tự động xy-lanh tác động kép bằng tay.

Trong mạch tinh chỉnh và điều khiển bán tự động hóa, hoặc là hành trình dài vào, hoặc là hành trình dài ra sẽ được tinh chỉnh và điều khiển tự động hóa. Mạch bán tự động hóa này hoàn toàn có thể thuận tiện thực thi bằng điện, lúc này van b là công tắc nguồn điện tác động ảnh hưởng lên van điện từ, van a là 1 công tắc nguồn hành trình dài ảnh hưởng tác động lên hướng còn lại của van điện từ .

2.2. Mạch khóa liên động

 Chức năng của khóa liên động là:

1. Giảm thiểu sai sót do con người.
2. Giảm thiểu những tai nạn lao động.
3. Tránh hư hỏng máy móc, thiết bị.

Một quy trình khóa liên động bằng tay cho 1 chuỗi những thao tác ở đó xy-lanh A triển khai hành trình dài ra, sau đó thì xy-lanh B thực thi hành trình dài ra, A thực thi hành trình dài vào, sau đó B triển khai hành trình dài vào .

Hình 3. Mạch khóa liên động chuỗi thao tác A+ B+ A- B- .

Khi nhấn van điều khiển và tinh chỉnh A, nguồn khí sẽ cấp thẳng vào cửa 4 của van này, tạo áp lực đè nén lên xy-lanh A, piston thực thi hành trình dài ra và sau đó áp lực đè nén vào cửa 1 của van c tăng. Vậy chỉ sau khi xy-lanh A triển khai hết hành trình dài ra thì van C mới được kích hoạt để gởi tín hiệu tinh chỉnh và điều khiển van B và van B tinh chỉnh và điều khiển xy-lanh B triển khai hành trình dài ra. Khi không ảnh hưởng tác động vào tinh chỉnh và điều khiển lên van A thì lò xo hồi của van này sẽ tác động ảnh hưởng, nguồn khí chuyển sang cấp cho cửa 2 của van A, tinh chỉnh và điều khiển xy-lanh A triển khai hành trình dài vào, nguồn khí đến van C mất, lò xo hồi của van B ảnh hưởng tác động tinh chỉnh và điều khiển xy-lanh B thực thi hành trình dài vào .

Hình 4. Mạch chuỗi khóa liên động điều khiển tay chuỗi A+ B+ A- B- .

2.3. Mạch xy lanh dao động tự động

Hình 5. Xy lanh dao đông tự động.

2.4. Mạch tự động điều khiển tốc độ 1 phần hành trình

Hình 6. Mạch tự động điều khiển tốc độ 1 phần hành trình.

Bộ kiểm soát và điều chỉnh lưu lượng được cho phép tất cả chúng ta điều khiển và tinh chỉnh cả hành trình dài ra và hành trình dài vào của piston, nhưng thường thì chỉ nhu yếu tinh chỉnh và điều khiển phần cuối của hành trình dài ra để tăng hiệu suất của mạng lưới hệ thống .

2.5. Mạch trễ tự động

Hình 7. Mạch trễ tự động.

Mạch trễ tự động hóa được thực thi khi biết trước thời hạn giữa 2 thời gian khởi đầu thực thi hành trình dài ra và hành trình dài vào của 1 hoạt động tịnh tiến. Tại cuối mỗi hành trình dài piston, bình chứa xả khí tự do qua bộ kiểm soát và điều chỉnh lưu lượng của nó và về cửa xả của van tinh chỉnh và điều khiển. Bộ kiểm soát và điều chỉnh lưu lượng nhu yếu chỉnh định cẩn trọng để bảo vệ triển khai xong việc tinh chỉnh và điều khiển đồng thời tạo được thời hạn trễ ở cuối mỗi hành trình dài .

2.6. Điều khiển chuỗi

Nhiều máy tự động khí hoàn toàn được thiết kế để thực hiện các thao tác như định vị đối tượng, thao tác kẹp, hoặc ấn các vật theo 1 thứ tự định trước.

Xét 1 tay máy, di động theo 1 đường tròn, kẹp 1 vật thể, quay về lại vị trí trước đó, nhả vật thể ra trên 1 băng tải .
Như vậy, nhu yếu có 2 xy-lanh :

• 1 chuyển động quay theo 1 cung tròn.
• 1 thực hiện thao tác gắp.

Hình 8. Sơ đồ biểu diễn chuỗi hoạt động của các xy-lanh.

Mạch điều khiển và tinh chỉnh chuỗi là mạch dễ nhất, thao tác này sẽ kích thích thao tác tiếp theo của chuỗi .

Hình 9. Mạch tự động điều khiển tay máy.

Khi ta khởi động mạch bằng van ngắt, đưa tín hiệu tới cửa 1 4 của van điều khiển và tinh chỉnh A, xy-lanh A thực thi hành trình dài ra, sau đó van A + ngắt, kích thích cửa 1 4 của van B, xy-lanh B thực thi hành trình dài ra, sau đó van B + ngắt, đưa tín hiệu tới cửa 1 2 của van điều khiển và tinh chỉnh a, xylanh A triển khai hành trình dài vào, van a – ngắt, xy-lanh B thực thi hành trình dài vào, van B – ngắt, … quy trình lặp lại .

2.6.1. Mạch chuỗi có trễ thời gian

Hình 10. Mạch tạo trễ tự động cho chuỗi A+ B+ A- B-.

Đôi khi mạch chuỗi cũng cần có trễ thời hạn để cho phép 1 bộ phận nào đó di dời về vị trí trước khi khởi động chuỗi .
Mạch trễ này hoàn toàn có thể triển khai được bằng cách dùng bình chứa và 1 van kiểm soát và điều chỉnh lưu lượng đặt ở vị trí R. Cửa 2 của van ngắt nối với cửa 1 của van kiểm soát và điều chỉnh lưu lượng, sau đó khí qua van kiểm soát và điều chỉnh lưu lượng vào bình chứa và đến cửa 1 4 của van điều khiển và tinh chỉnh a .
Những van con lăn hành trình dài ( roller-trip ) được thay bằng những bình chứa và van kiểm soát và điều chỉnh lưu lượng do đó mỗi thao tác có 1 thời hạn trễ trước lúc kích thích phần tiếp theo của chuỗi. Khi ảnh hưởng tác động van ngắt khởi động chuỗi, xylanh A thực thi hành trình dài ra và duy trì 1 áp suất tại W và sau đó nạp cho bình chứa R1, sau 1 thời hạn trễ nào đó, van b được điều khiển và tinh chỉnh để thực thi hành trình dài ra của xy-lanh. Quá trình lặp lại trong mỗi tiến trình hoạt động giải trí. Mạch trễ này cần phải được chỉnh định cẩn trọng để mạch hoạt động giải trí đúng và nói chung nó không đủ an toàn và đáng tin cậy để sử dụng trong những mạch điều khiển và tinh chỉnh chuỗi phức tạp .

2.6.2. Mạch chuỗi nhiều xy-lanh

Cũng như 2 nửa của chuỗi có cùng thứ tự những vần âm, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể phong cách thiết kế chuỗi có nhiều xy-lanh. Một chuỗi 3 xy-lanh A +, B -, C +, A -, B +, C – cũng giống 1 mạch tinh chỉnh và điều khiển chuỗi đơn thuần và tất cả chúng ta hoàn toàn có thể nối những bộ phận theo nguyên tắc thành phần này kích thích thành phần tiếp theo .

Hình 11. Mạch tự động cho chuỗi A+ B- C+ A- B+ C-.

2.6.3. Mạch chuỗi không khả thi

Nếu 1 quy trình cần di dời 1 bộ phận, ép mạnh xuống, nhấc lên, đưa về chỗ cũ, mạch sẽ được phong cách thiết kế theo chuỗi A +, B +, B -, A -. Nửa sau của chuỗi hoạt động giải trí theo thứ tự ngược lại. Việc nối mạch đơn thuần như những mạch trước, nhưng với những hoạt động giải trí xy-lanh theo thứ tự mới, chỉ ra rằng chuỗi này tắc tín hiệu khí và không hề hoạt động giải trí được như 1 mạch chuỗi đơn thuần .

Hình 12. Một mạch chuỗi A+ B+ B- A- không thể hoạt động được.

Khi khởi động xy-lanh A triển khai hành trình dài ra, van a + gởi tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh cửa 1 4 của van b, tín hiệu này được duy trì cho đến khi xy-lanh A rút về. Xy-lanh B triển khai hành trình dài ra kích thích van b + gởi tín tới cửa 1 2 của van tinh chỉnh và điều khiển b. Tín hiệu này đương nhiên không có tính năng vì lúc này cửa 1 4 vẫn có tín hiệu duy trì. Do đó mạch này không hề hoạt động giải trí được .

2.6.4. Tín hiệu xung

Một giải pháp đơn thuần để khắc phục yếu tố tín hiệu duy trì này là sử dụng thiết bị ngắt 1 chiều cho van a + để nó hoạt và nhả trong hành trình dài ra của xy-lanh A và vì vậy phân phối tín hiệu xung tinh chỉnh và điều khiển van b .
Tín hiệu xung cung ứng bởi 1 bình chứa là 1 cách để bảo vệ rằng tín hiệu không được duy trì và hoàn toàn có thể được sử dụng trong mạch trên được cho phép hoàn tất chuỗi .

Hình 13. Mạch cung cấp tín hiệu xung cho van điều khiển.

Khi khởi động van a +, nguồn khí sẽ bị đóng lại và bình chứa xả qua cửa 1 4 của van điều khiển và tinh chỉnh b, phần khí còn lại sẽ bị xả đi được cho phép van b + đưa tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh van b di dời xy-lanh B thực thi hoàn tất chuỗi A +, B -, B +, A – .

Những tín hiệu xung này không tin cậy và nói chung không ổn định trong những mạch dùng tín hiệu duy trì trước đây, vì vậy trong nhiều trường hợp cần thiết kế mạch phức tạp hơn.

2.6.5. Mạch chuỗi ngược

A +, B +, C +, C -, B -, A – là một ví dụ về mạch tinh chỉnh và điều khiển chuỗi ngược trong đó xy-lanh hoạt động về theo 1 thứ tự ngược lại. Việc thiết mạch này phức tạp hơn .

2.7. Điều khiển phân nhóm nối tiếp các chuỗi

Hệ thống tiếp nối đuôi nhau phân phối công cụ vô hiệu những tín hiệu duy trì trên những van tinh chỉnh và điều khiển ngăn cản sự hoàn thành xong chuỗi như là A +, B -, B +, A -. Điều này hoàn toàn có thể triển khai được bằng cách thêm vào một vài van điều khiển và tinh chỉnh và khuynh hướng lại vài tín hiệu nhưng ngược lại giữ nguyên cơ cấu tổ chức và vị trí của những xy-lanh và van điều khiển và tinh chỉnh cũng như van ngắt .

2.7.1. Mạch nối tiếp 2 nhóm, 2 xy-lanh

Xét lại mạch hoạt động và gắp vật thể theo chuỗi A +, B +, B -, A – .
Chuỗi phải được chia thành nhiều nhóm, mỗi nhóm gồm có vài ký tự, không chú ý đến dấu. Chúng ta có 2 nhóm :

• Nhóm 1: A+, B+.
• Nhóm 2: B-, A-.

Việc chuyển nguồn khí hoàn toàn có thể triển khai bằng van điều khiển và tinh chỉnh 5 cửa có 2 cửa khí tinh chỉnh và điều khiển .

Hình 14. Van chuyển nhóm.

Hình 15. Mạch nối tiếp của chuỗi A+ B+ B- A-.

Khởi động van c với nguồn khí đang nối vào nhóm 1, di dời xy-lanh A ra, tác động ảnh hưởng ngắt van a +, sau đó kích thích van b dịch xy-lanh B ra, tác động ảnh hưởng ngắt b + .
Van b + tạo tín hiệu chuyển nguồn khí từ nhóm 1 sang nhóm 2. Lúc này cửa 4 của van chuyển truyền 1 tín hiệu khí tới van a – và b – sao cho chúng hoàn toàn có thể hoat động khi nhận tín hiệu .
Nó cũng tạo tín hiệu tinh chỉnh và điều khiển van b để kích thích xy-lanh B thực thi quy trình vào, ảnh hưởng tác động lên b – điều khiển và tinh chỉnh xy-lanh A triển khai hành trình dài vào .

Vậy ta có chuỗi: A+, B+, B-, A-.

2.7.2. Mạch nối tiếp 2 nhóm, 3 xy-lanh

Xét chuỗi : A -, A +, B -, C -, C +, B + .
Ta chia thành 3 nhóm khí :

• Nhóm 1: A-.
• Nhóm 2: A+, B-, C-.
• Nhóm 3: C+, B+ (nhóm 3 có thể ghép chung với nhóm 1).

Điều cơ bản là chia chuỗi thành càng ít nhóm càng tốt. Một van ngắt hoàn toàn có thể được đưa vào vị trí thích hợp trong mạch .

Hình 16. Mạch tự động với chuỗi A+ B- C- C+ B+ A-.

2.7.3. Mạch nối tiếp nhiều nhóm

Có 2 chiêu thức để phong cách thiết kế mạng lưới hệ thống van chuyển nhóm .
Một mạch tiếp nối đuôi nhau với hơn 2 nhóm khí hoàn toàn có thể sử dụng nhiều van quy đổi kép 5 cửa điều khiển và tinh chỉnh bằng khí .
Một kiểu khác cho mạch tiếp nối đuôi nhau 4 nhóm là chỉ dùng 3 van quy đổi
Các mạch này vẫn nhu yếu van quy đổi kép 5 cửa và 2 van điều khiển và tinh chỉnh dừng cho mỗi xy-lanh, chúng vẫn nhu yếu van ON / OFF, nó được đặt ở hoạt động thứ nhất trong vòng để khi dừng thì cả những thành phần trong mạng lưới hệ thống ở vị trí khởi đầu .

Hình 17. Mạch nối tiếp 3 nhóm sử dụng 3 van chuyển đổi.

Hình 18. Mạch nối tiếp 4 nhóm sử dụng 4 van chuyển đổi.

2.7.4. Thiết kế mạch nối tiếp nhiều nhóm

Giả sử cần thiết kế cho chuỗi sau: A+, B+, B-, C+, C-, D+, A-, D-.

Các bước triển khai như sau :

Bước 1: Tách chuỗi thành các nhóm, càng ít nhóm càng tốt.

Hình 19. Biểu diễn vòng của chuỗi A+ B+ B- C+ C- D+ A- D-.

Bước 2: Xác định các phần tử trong mạch.

Cần có: 4 xy-lanh, 4 van điều khiển khí kép, 8 van ngắt 3 cửa, một số tối thiểu các van chuyển đổi nhóm và 1 van ON/OFF.

Bước 3: Vẽ các phần tử trong mạch, với các thanh góp nối tới mỗi van chuyển đổi nhóm.

• Nhóm 1 được nối tới cửa 1 của của các van ngắt d-, a+, b+.

• Nhóm 2 nối tới cửa 1 của van b-, c+.

• Nhóm 3 nối tới cửa 1 của van c-, d+, a-.

Bước 4: Nối mạch theo chuỗi.

2.7.5. Biểu đồ chuỗi

Biểu đồ chuỗi dùng để minh họa 1 cách đơn thuần sự hoạt động giải trí của mạch. Đồng thời nó cũng thiết yếu trong việc tạo ra sơ đồ chuỗi để phong cách thiết kế mạch .

Hình 20. Mạch tự động chuỗi A+ B+ A- B-.

Hình 21. biểu đồ chuỗi A+ B+ A- B-.

Xét mạch của chuỗi A+, B+, A-, B-, van a+ và a- đặt ở cuối hành trình ra và vào của xylanh A, a+ điều khiển B thực hiện hành trình ra và a- điều khiển B thực hiện hành trình vào. Điều này và những chuyển động tạo bởi b+, b- có thể được biểu diễn trong biểu đồ chuỗi mà nó biểu diễn xy-lanh ở điểm cuối của nó bằng đường nằm ngang và chuyển động của nó bằng các đường chéo.

Một đường chéo có độ dốc dương nối từ điểm – đến điểm + màn biểu diễn cho 1 hành trình dài ra và ngược lại. Tại điểm cuối của đường này, 1 van điều khiển và tinh chỉnh nào đó được tiếp xúc tự động hóa và ảnh hưởng tác động tinh chỉnh và điều khiển thao tác tiếp theo .
Xy-lanh A được vẽ hoạt động dương ( hành trình dài ra ) và tiếp xúc với a +, sau đó điều khiển và tinh chỉnh B triển khai hành trình dài ra. Do đó ở cuối của đường chéo thông tư hoạt động A + thì ký hiệu a + và điểm này được nối thẳng đứng tới B -, sau đó nối chéo tới B + .
Ở đây van điều khiển và tinh chỉnh b + nối thẳng đứng tới A + và đường chéo tiếp theo tới A – thông tư hành trình dài vào của A, a – được nối thẩng đướng tới B + và đường chéo tiếp theo tới B – thông tư hành trình dài vào của B, hoàn tất 1 chu kỳ luân hồi .

Source: https://dichvubachkhoa.vn
Category : Điện Tử Bách Khoa