THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

MỤC LỤC
MỤC LỤC ………………………………………………………………..1
ĐỀ TÀI

………………………………………………………………..2

LỜI MỞ ĐẦU…………………………………………………………….3
CHƯƠNG 1: Tìm hiểu hệ thống thay dao tự động kiểu tang trống trên
máy phay đứng CNC
1.1, Tổng quát ……………………………………………………………3
1.2, Chức năng và nhiệm vụ của hệ thống thay giao……………………..4
1.3, Ưu và nhược điểm của hệ thống thay dao tự động…………………..4
1.4, Các yêu cầu của hệ thống thay dao tự động………………………....5
1.5, Cấu tạo của hệ thống…………………………………………………6
1.6. Chu trình làm việc của hệ thống thay dao tự động………………. .13
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1……………………………………………….17
CHƯƠNG 2: Các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành cần sử dụng để thực
hiện chu trình thay dao tự động
2.1 Tổng quát về cảm biến được dùng trong hệ thống…………………18
2.2 , Vị Trí và chức năng của các cảm biến dùng trong hệ thống thay dao tự động
……………………………………………………………………………25
2.3 Các cơ cấu chấp hành trong hệ thống thay dao tự động……………. 28
2.4 Bộ điều khiển cho hệ thống thay dao tự động……………………….37
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2……………………………………………….42
CHƯƠNG 3: Xây dựng bản vẽ bản đồ điều khiển điện và khí nén cho hệ thống
thay dao tự động
3.1, Sơ đồ kết nối giữa PLC và biến tần…………………………………43
3.2, Sơ đồ kết nối giữa plc và cảm biến………………………………….44
Trang 1

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
3.3, Sơ đồ PLC với van khí nén ………………………………………..45
3.4, Sơ đồ tổng của mạch điện điều khiển……………………………….46
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3……………………………………………….48
CHƯƠNG 4: Lập trình PLC cho hệ thống
KẾT LUẬN …………………………………………………………….84
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………….85

Trang 2


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, khi mà khoa học công nghệ ngày càng phát triển với tốc độ chóng mặt,
hơm nay có thể chúng ta đang được tận hưởng một nền công nghiệp thực sự hiện
đại và đầy tiện ích, nhưng có thể năm sau, tháng sau, hay ngày mai thôi, những
công nghệ ấy sẽ trở thành dĩ vãng và lạc hậu.
Nền công nghiệp chế tạo cũng khơng nằm ngồi quy luật đó, những máy móc
của chúng ta ngày càng trở nên tinh tế, nhỏ gọn, tối ưu và hoạt động hiệu quả hơn.
Khả năng tự động của máy móc thực sự làm chúng ta kinh ngạc. Chính vì vậy, tự
động hóa cho máy và các hệ thống cơng nghiệp chính là tất yếu.
Cũng nằm trong khn khổ đó, đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử là nội dung
không thể thiếu trong chương trình đào tạo kĩ sư Cơ Điện Tử. Đề tài em thực hiện
là: “Thiết kế hệ thống điều khiển cho hệ thống thay dao tự động” với mong
muốn được tìm hiểu về hệ thống PLC, các kiến thức về điều khiển trong cơ điện tử
cũng như làm quen được việc thiết kế hệ thống điều khiển và củng cố kiến thức đã
học trước đó.

Dù đã cố gắng hồn thành đồ án này cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy
nhưng với hiểu biết còn hạn hẹp cộng với chưa có kinh nghiệm thực tiễn nên chắc
chắn khơng tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý
của các thầy cơ để em rút kinh nghiệm và bổ sung thêm kiến thức cho mình.
Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy là người đã tận tình hướng dẫn, góp ý, giúp đỡ
em rất nhiều từ những ngày đầu tiếp cận cho đến khi hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!

Trang 3


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

Đề Tài :Thiết kế hệ thống điều khiển thay dao tự động trên máy
CNC
Số liệu cho trước :
1. Hệ thống thay dao cho máy phay đứng
2. Loại hệ thống thay dao: kiểu tang trống
3. Nguồn lực tháo và kẹp dao: khí nén
4. Nguồn lực di chuyển cụm chứa dao chạy đến trục chính: Khí nén
5. Nguồn lực quay cụm chứa dao: Động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha
6. Số lượng ổ chứa dao: N=24
Nội dung:
1. Tìm hiểu hệ thống thay dao tự động kiểu tang trống thường dùng cho các máy
phay đứng CNC. Phân tích các cụm cơ cấu chính và chu trình làm việc của hệ
thống.
2. Phân tích các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành cần sử dụng để thực hiện
chu trình thay dao tự động. Yêu cầu làm rõ: loại cảm biến/cơ cấu chấp hành,
nguyên lý làm việc, vị trí, chức năng (và các lưu ý cần thiết khác).
3. Xây dựng bản vẽ sơ đồ điều khiển điện và khí nén cho hệ thống thay dao tự

động.
Trang 4


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
4. Lập trình giản đồ hình thang (PLC) để thực hiện chu trình thay dao tự động:
4.1. Đặt tên và lập bảng tín hiệu vào/ra logic cho hệ thống thay dao tự động.
4.2. Lập trình giản đồ thình thang

Chương 1:Tìm hiểu hệ thống thay dao tự động kiểu tang trống trên
máy phay đứng CNC
1.1, Tổng qt
Trong q trình hoạt động sản xuất cơ khí thì có rất nhiều loại máy móc tân tiến ra
đời làm tăng năng suất cũng như là chất lượng . Trong đó có máy CNC. CNC được
lập trình tự động hoặc bán tự động để gia công , chế tạo sản phẩm, sản phẩm máy
tạo ra có độ chính xác cao, đạt năng suât cao gấp nhiều lần so với gia cơng thủ
cơng do đó có thể giảm được rất nhiều nhân cơng cũng như là chi chí và thời gian
sản xuát.
1.2, Chức năng và nhiệm vụ của hệ thống thay giao
Trước hết thì hệ thống thay dao có nhiệm vụ là cất giữ và lưu trữ một số lượng dao
nhất định để phục vụ cho q trình gia cơng sản phẩm trên máy CNC. Số lượng
dao tối đa có thể tích trữ trên hệ thống phụ thuộc vào yêu cầu về số dao/ số ngun
cơng mà chương trình gia công cần gọi đến. Sản phẩm càng phức tạp số lượng dao
cần đến càng lớn. Kích thước hệ thống thay dao tự động cũng sẽ lớn theo để đảm
bảo mang dc số dao cần thiết.
Tiếp theo hệ thống phải có nhiệm vụ lấy dao cũ từ trục chính và đưa dao mới được
gọi vào vị trí thay dao khi có lệnh thay dao từ chương trình gia cơng.
1.3, Ưu và nhược điểm của hệ thống thay dao tự động
a, Ưu điểm


Trang 5


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
Quá trình thay dao sẽ được thực hiện rất nhanh và chuẩn xác do các cơng đoạn
thay thế đều được tính tốn cụ thể lập trình và được chạy bằng máy. Điều này giúp
đảm bảo độ an tồn cao, khơng phụ thuộc vào yếu tố con người giúp tăng năng
suốt và chất lượng sản phẩm. Ngồi ra nó cịn đảm bảo tính chun nghiệp, mang
tính tự động hóa cao thích hợp với thời kì cơng nghệ mới.Hơn nữa nó cịn tiết kiệm
được nhân lực, thời gian và chi phí sản xuất.

b, Nhược điểm
Đi cùng với những ưu điểm kể trên nhưng hệ thống thay dao tự động vẫn có một
số nhược điểm cụ thể như chi phí đầu tư lớn do cấu tạo tương đối phức tạp và phải
đảm bảo tính đồng bộ lắp ráp với máy gia cơng chỉnh. Ngồi ra cịn phải đảm bảo
được u cầu bảo dưỡng định kì, mơi trường làm việc và đơi khi là nếu có sự cố
hỏng hóc máy móc cũng cần chi phí sửa chữa lớn.
1.4, Các yêu cầu của hệ thống thay dao tự động
- Số ổ chứa phải có dung lượng lớn.
- Dụng cụ phải được kẹp chặt trong ổ tích dao.
- Chi dao và đài gá dao phải được định vị chính xác vào vị trí gia cơng.
- Khoảng cách giữa ổ tích dao tới vị trí gia cơng là ngắn nhất.
- Hệ thống cấp phát tự động phải có độ tin cậy và chính xác cao.
- Khơng làm bẩn bề mặt cơn với bề mặt ăn khớp trục chính.
- Bảo dưỡng tiện lợi, an toàn.
- Thay dao nhanh.
Trang 6


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

1.5, Cấu tạo của hệ thống

Hình 1: Hệ thống thay dao kiểu tang trống
1.5.1, Trục chính, các loại đầu kẹp dao và dao
Trong máy CNC, trục chính là trục quay của máy, thường là thuật ngữ chính để
xác định khả năng của máy. Một số máy CNC chuyên sản xuất cho sản phẩm hàng
loạt lớn có một nhóm gồm 4,6 và nhiều đầu dao hơn. Chính được gọi là máy nhiều
đầu.Trục chính khơng khác gì là một trục xoay, nó là một động cơ cho phép dao

Trang 7


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
được gắn vào và lấy ra; rồi bàn di chuyển, hệ thống điều khiển chuyển động các
trục, và phần mềm sẽ tính tốn phần cịn lại. Các thơng số kỹ thuật trục chính cơ
bản trong một trung tâm gia công CNC là : tốc độ trục chính tối đa, cơng suốt động
cơ trục chính và mơ-men xoắn tối đa động cơ trục chính.

Trang 8


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

Hình 2: Hình ảnh cụm trục chính
- Hệ thống này có nhiệm vụ nhả kẹp dao khi trục chính trả dao cho đài dao và kẹp
dao khi trục chính lấy dao từ đài dao.
Trang 9


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

- Nguồn lực dẫn động: Dùng xi lanh khí nén
- Nguyên lý:
+

Khi trục chính cần trả dao: khí nén đi vào buồng trên xi lanh đẩy pistong

chuyển động đi xuống, thông qua trục kẹp ép đĩa lò xo làm mỏ kẹp mở ra và
quả đấm dao đẩy dao ra khỏi trục chính.
+

Khi trục chính kẹp chặt dao: dao sau khi được đặt đúng vị trí trong trục

chính, khí nén được đưa vào buồng dưới của xi lanh đẩy pistong đi lên, hệ thống lò
xo đĩa đẩy trục kẹp đi lên, kéo hệ thống mỏ kẹp chuyển động đi theo lên trên, khi
nó gặp 2 cữ chặn thì các mỏ kẹp bị thu hẹp góc kẹp lại kẹp chặt chuôi dao kéo lên
trên
Các loại collet (kẹp dao) : Collet là một thiết bị giữ gá chặt dạo, tạo ra lực kẹp
mạnh khi nó được siết chặt, được sử dụng để giữ phôi hoặc dụng cụ. Một collet
bên ngoài là một dạng ống với bề mặt bên trong hình trụ và bề mặt bên ngồi hình
nón. Collet có thể được ép với một cơn phù hợp, cách bề mặt bên trong của nó co
lại với đường kính bộ giữ dao (BT40, BT50,...) ép dụng cụ hoặc phơi để giữ an
tồn.
ER collets : là hệ thống kẹp được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới. Các kích
thước tiêu chuẩn là ER-8, ER-11, ER-16, ER-20, ER-25, ER-32, ER-40, ER-50.
“ER” xuất phát từ chữ “E” và nối thêm chữ “R” cho “Rego-Fix”, nhà sản xuất đầu
tiên. Số là đường kính collet bên ngồi tính bằng milimet. ER col cho phép có thể
giữ bất kỳ thân trịn.
Collets R8 : Collets R8 được phát triển bởi Bridgeport Machines, Inc để sử dụng
trong các máy phay. Các collets R8 vừa với đầu cơn và các dao cụ có độ cơn R8
riêng biệt cũng có thể được gắn trực tiếp. R8 được phát triển để cho phép thay đổi

Trang 10


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
dao cụ nhanh chóng và yêu cầu chính xác phù hợp giữ collet và đường kính thân
dao.
Collets thường được làm bằng thép lị xo, với một hoặc nhiều khe dọc theo chiều
dài của nó để cho phép nó mở rộng và co lại, và được gắn trực tiếp trong một trục
máy, trong mâm cặp thích ứng hoặc một khối collet. Các cụm gá đi kèm collets có
thể được thay đổi nhanh hơn nhiều so với một collet tiêu chuẩn, chi phí thấp hơn
và các cụm gá địi hỏi khơng gian lưu trữ ít hơn nhiều.

Hình 3: đài dao
Đài dao : Phần lớn được sử dụng cho máy tiện và mâm dao cho máy phay. Nếu
chương trính NC được gọi bởi một dao mới, đài dao sẽ quay tới vị trí dao cần thiết
và lấy nó để gia cơng.
Mâm dao : Có ổ dao chuỗi, ổ dao vòng, ổ dao dạng nấm và ổ dao phẳng. Tùy
thuộc vào loại và kích thước, các đài dao của máy CNC có 8 đến 16 vị trí dao.
Trong các trung tâm gia cơng lớn có thể sử dụng đồng thời 3 đài dao. Nếu nhiều
hơn 48 dao được sử dụng mâm dao thuộc các loại khác nhau được sử dụng trong
các trung tâm gia công như vậy cho phép chưa tới 100 và thậm chí nhiều dao hơn.

Trang 11


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
Mâm dao dạng xích :
- Bộ kẹp có độ bền cao, ít hư hỏng và chống ăn mòn.
- Chuỗi được hỗ trợ ở cả hai bên, hoạt động rất ổn định.
- Cơ chế đảo ngược dao sử dụng thiết kế đường cong cam đảm bảo chuyển

động ngược của dao trơn tru.
- Kết cấu mâm dao cứng vững, giúp thay dao tốc độ cao và các dao nặng.
- Chuyển động khay dao sử dụng thiết kế cam thùng, chuyển động trơn tru,
yên tĩnh và chính xác.
Mâm dao dạng nấm :
- Dộ bền kẹp ổn định và tiếp xúc tuyệt vời với các dao, bảo vệ trục chính và
khay dao khi thay dao khơng phù hợp.
- Mâm dao có thể được gắn cố định hoặc di động, được điều khiển bởi động
cơ chính xác và thay dao chính xác, chuyển động trơn tru, yên tĩnh và chính
xác.
- Nguồn điều khiển mâm dao có thể là động cơ servo và động cơ điện.
Mâm dao phẳng :
- Độ bền kẹp ổn định và tiếp xúc tuyệt với với các dao, cũng bảo vệ trục chính
và khay dao trong q trình thay dao khơng phù hợp.
- Xích dẫn hướng kèm ray hỗ trợ cho cả hai bên, chuyển động trơn tru và định
vị chính xác.
- Thiết kế kẹp dao đặc biệt cho phép mâm dao được sử dụng trong các thay
dao ngang.
- Giá đỡ dao có thể được sử dụng với các hệ thống lựa chọn dao khí nén, hệ
thống quay thủy lực hoặc nhiều cụm thay dao có sẵn trên thị trường.
- Nguồn điều khiển mâm dao có thể là động cơ servo và động cơ điện.
1.5.2, Cụm giá

Trang 12


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
Cụm gá là một hệ các thanh nhôm, thép nối với nhau theo kiểu khung, có tác dụng
nâng đỡ tồn bộ trọng lượng của hệ thống, nó được gắn cố định trên thân máy tại
vị trí thích hợp để thay dao với hành trình di chuyển thay dao là nhỏ nhất.

1.5.3, Cụm tang chứa dao:
Cụm tang chứa dao là một cụm chi tiết ghép nối với nhau, trong đó chi tiết chính
là một tang hình trống gắn trên một trục quay có thể quay tự do 360 độ quanh trục
ấy. Trên tang có lắp các tay kẹp dao với kích thước tiêu chuẩn, lực kẹp có thể bẳng
chính ứng suất biến dạng trong q trình tác động giữa chi dao và tay kẹp hoặc
bằng lực đàn hồi của lị xo. Kích thước của tang được tính tốn phù hợp với số
lượng dao, kích thước chi dao, khối lượng dao tổng cộng mà nó phải mang vừa
đủ tính bền, vừa tối ưu về kết cấu và khối lượng.
Ngoài ra để cụm tang đài chứa dao có thể di chuyển từ vị trí chờ đến vị trí thay
dao thì cần có một cơ cấu giúp nó đi chuyển, ở đây ta dùng xy lanh khí nén làm
nguồn động lực cho di chuyển này.
Cơ cấu Malte
có tác dụng biến chuyển động quay liên tục thành chuyển động quay gián đoạn
nhờ trên đĩa chủ động có chốt và trên đĩa bị động có những rãnh tiếp xúc khơng
liên tục với nhau.
Cơ cấu Malte có đĩa chủ động mang chốt quay quanh O2 ; đĩa bị động là đĩa mang
rãnh có thể quay quanh tâm O1
Số rãnh trên đĩa thường là 8, 10, 12, 16, 24,… Số chốt có thể lớn hơn hoặc bằng 1.

Trang 13


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

Hình 4: cơ cấu malte với N= 24
1.5.4. Các thành phần khác
Vỏ bọc : Đế máy chính là nền tảng trung tâm của máy nên nó cần phải chắc chắn
và nặng hơn. Giá của nó có thể cao hơn nhưng sức chịu lực và độ bền sẽ làm giảm
được khả năng rung động. Quá trình sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của
q trình gia cơng. Nếu một máy CNC có cấu trúc vững chắc thì nó sẽ làm giảm

q trình dao động này có thể đảm bảo được cơng suất và độ chính xác cao nhất.
Thân máy : để đỡ tồn bộ các bộ phận khác lên trên nó. Thân máy có kết cấu và
hệ thống truyền động kẹp hai phía. Do thân máy có độ cân bằng tốt, phản hồi
truyền động chính xác và cắt rất êm ở mọi thời điểm.
Trang 14


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
Bảng điều khiển : là nơi thực hiện sự giao diện ( thao tác) giữa người với máy.
1.6. Chu trình làm việc của hệ thống thay dao tự động

0
Hình 5: sơ đồ động hệ thống thay dao tự động

Bảng 1 : Các chi tiết trong sơ đồ động
STT
1

Tên chi tiết
Van khí nén

Số lượng
2
Trang 15


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
2
3
4

5
6
7
8
9
10
11
12
13

Xy lanh khí nén điều khiển tang chứa dao
Cơng tắc hành trình
Giá đỡ động cơ quay tang dao
Xy lanh khí nén điều khiển trục chính
Động cơ
Trục chính
Trục vít me
Tay kẹp
Tang chứa dao
dao
Cảm biến tiệm cận điện từ
Hệ thống bơm khí nén

1
4
1
1
2
1
1

24
1
24
3
1

- Chu trình thay dao của hệ thống thay dao tự động gồm 2 trường hợp :
a,Trục chính có dao
b,Trục chính khơng có dao

Trục chính có dao
Bước 1 : Nhận lệnh thay dao Txx ( xx là vị trí dao đang được dự trữ trong ổ chứa
dao )
Bước 2 : Trục chính di chuyển về vị trí thay dao
Trang 16


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
Bước 3: Cơ cấu Man quay đến vị trí chứa dao trên trục chính
Bước 4: Hệ thống xy lanh khí nén đẩy tang chứa dao đi vào vị trí thay dao và kẹp
dao hiện tại
Bước 5: Khí nén trong cylinder 2 được giải phóng mở chốt kẹp dao trên trục chính
Bước 6 : Trục chính di chuyển về vị trí home
Bước 7 : Động cơ quay tang dao tìm dao được gọi , xoay đài dao vào vị trí
Bước 8: Trục chính di chuyển xuống vị trí lấy dao
Bước 9: Khí nén giải phóng lị xo hồi mở chấu kẹp trên trục chính và kẹp lấy phần
đuôi chuột của dao và kéo dao lên
Bước 10 : Hệ thống khí nén Cylinder 1 đưa đài dao về vị trí ban đầu
Bước 11: Trục chính di chuyển về vị trí home
Kết thúc q trình thay dao


Trục chính khơng có dao
Bước 1: Nhận lệnh thay dao Txx ( xx là vị trí dao đang được dự trữ trong ổ chứa
dao )
Bước 2: Động cơ quay tang dao tìm dao được gọi , xoay đài dao vào vị trí
Trang 17


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
Bước 3: Hệ thống xy lanh khí nén đẩy tang chứa dao đi vào vị trí thay dao
Bước 4 : Trục chính di chuyển về vị trí thay dao
Bước 5: Khí nén giải phóng lị xo hồi mở chấu kẹp trên trục chính và kẹp lấy phần
đuôi chuột của dao và kéo dao lên
Bước 6 : Hệ thống khí nén Cylinder 1 đưa đài dao về vị trí ban đầu
Bước 7: Trục chính di chuyển về vị trí home
Kết thúc q trình thay dao

Kết luận chương 1
Từ các yêu cầu của đề thì chương 1 chúng ta đã nêu ra được kết cấu của hệ thống
thay dao tự động ( không tay máy ) . Và chúng ta đã nêu ra được nguyên lý làm
việc của hệ thống trong hai trường hợp có dao trong trục chính và khơng có dao
Trang 18


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
trong trục chính. Qua chương này có thể định hình được cách hoạt động của hệ
thống như nào và tiền đề để chọn các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành cho hệ
thống cho các bước tiếp theo .

Chương 2 : Các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành cần sử dụng

để thực hiện chu trình thay dao tự động
2.1 Tổng quát về cảm biến được dùng trong hệ thống
Công tắc hành trình

Trang 19


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
- Công tắc hành trình là dạng cơng tắc dùng để giới hạn hành trình của các bộ
phận chuyển động, Nó có cấu tao như các loại cơng tắc điện bình thường,
nhưng được thiết kế thêm cần tác động sao cho các bộ phận chuyển động dễ
dàng tác động vào nó làm tiếp điểm bên trong thay đổi các trạng thái. Và có
một sự khác biệt nữa là cơng tắc hành trình thường là loại khơng duy trì
trạng thái, khi khơng cịn tác động thì sẽ trở về lại vị trí ban đầu. Trên cần tác
động thường có gắn một bánh xe để khi bị tác động khơng bị mài mịn, và
dẫn động dễ dàng hơn.
-

Ngun lý của các cơng tắc hành trình dùng trong hệ thống thay dao: khi có
vật đi qua đá vào cơng tắc hành trình thì sẽ làm thay đổi trạng thái các tiếp
điểm bên trong của công tắc hành trình. Khi khơng cịn tác động lên cơng tắc
hành trình thì các tiếp điểm bên trong cơng tắc hành trình sẽ trở về trạng thái
ban đầu.

Lấy một ví dụ cơng tắc được sử dụng trong các hệ thống xi lanh để giới hạn
hành trình xi lanh, dùng trong hệ thống cửa an toàn, báo kết thúc hoăc báo bắt
đầu một chu trình.
Để giới hạn hành trình di chuyển của đài dao và hành trình di chuyển của cụm
trục chính em sử dụng cơng tắc hành trình kiểu địn bẩy của hãng Omron với
kết cấu đơn giản , kích thước nhỏ gọn, tốc độ đóng ngắt nhanh.

Omron là thương hiệu nổi tiếng, hàng đầu của xứ sở hoa anh đào (Nhật Bản)
được nhiều người lựa chọn tin tưởng sử dụng bởi chất lượng đảm bảo và giá
thành phù hợp

Trang 20


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

Hình 6: Cơng tắc hành trình Omron SHL-W255
Thơng số kỹ thuật:
- Bộ truyền động :

Đòn bẩy con lăn bản lề ngắn

- Nhiệt độ làm việc: -10°C ~ 80°C
- Mức độ bảo vệ : IP67
- Xuất Xứ : Nhật bản

Trang 21


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
Cấu tạo:

Với 2 tiếp điểm thường đóng và thường mở:
+ NO:

+ NC:


Cảm biến tiệm cận(Proximity Sensors):
Trang 22


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
Cảm biến tiệm cận (cịn được gọi là “Cơng tắc tiệm cận” hoặc đơn giản là “PROX”
tên tiếng anh là Proximity Sensors) phản ứng khi có vật ở gần cảm biến. Trong hầu
hết các trường hợp, khoảng cách này chỉ là vài mm.Vận hành đáng tin cậy ngay cả
trong mơi trường khắc nghiệt (ví dụ: mơi trường ngồi trời hoặc mơi trường dầu
mỡ). Cảm biến tiệm cận thường phát hiện vị trí cuối của chi tiết máy và tín hiệu
đầu ra của cảm biến khởi động một chức năng khác của máy.
-

Các lợi ích chính của cảm biến tiệm cận cơng nghiệp là:

-

+

Vận hành/cài đặt đơn giản và dễ dàng

+

Mức giá hấp dẫn (ví dụ: rẻ hơn Cảm biến quang điện)

Ngày nay, cảm biến tiệm cận có mặt trong nhiều loại hình cơng nghiệp và

ứng dụng. Một số ví dụ:
+ Cơng nghiệp chế tạo ô tô
+ Công nghiệp máy công cụ

+ Công nghiệp chế biến thực phẩm
+ Xe đa dụng (ví dụ: xe tải, máy nông nghiệp)
+ Máy rửa xe
Phân loại Cảm biến Tiệm cận
Có 2 loại cảm biến tiệm cận cơng nghiệp chính là:
+

Cảm biến tiệm cận điện từ phát hiện các vật bằng cách tạo ra trường điện từ.

Thiết bị chỉ phát hiện được vật kim loại.
+

Cảm biến tiệm cận điện dung phát hiện các vật bằng cách tạo ra trường điện

dung tĩnh điện. Do đó, thiết bị này có thể phát hiện mọi loại vật.

Trang 23


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

Hình 7: Phân loại cảm biến tiệm cận
Mặc dù cảm biến điện từ chỉ phát hiện được các vật kim loại, chúng phổ biến
hơn nhiều trong cơng nghiệp. Những cảm biến này ít chịu ảnh hưởng của các nhiễu
bên ngoài hơn và những cảm biến này rẻ hơn cảm biến điện dung. Vì vậy chúng ta
sẽ chọn cảm biến tiệm cận điện từ
Cách vận hành của Cảm biến điện từ
Cảm biến từ tiệm cận bao gồm một cuộn dây được cuốn quanh một lõi từ ở
đầu cảm ứng. Sóng cao tần đi qua lõi dây này sẽ tạo ra một trường điện từ dao
động quanh nó. Trường điện từ này được một mạch bên trong kiểm sốt.

Khi vật kim loại di chuyển về phía trường này, sẽ tạo ra dịng điện (dịng điện
xốy) trong vật. Những dòng điện này gây ra tác động như máy biến thế, do đó
năng lượng trong cuộn phát hiện giảm đi và dao động giảm xuống; độ mạnh của từ
trường giảm đi.

Trang 24


THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

Nguyên lý hoạt động cảm biến từ
Mạch giám sát phát hiện ra mức dao động giảm đi và sau đó thay đổi đầu ra.
vật đã được phát hiện.
Vì nguyên tắc vận hành này sử dụng trường điện từ nên cảm biến cảm ứng
vượt trội hơn cảm biến quang điện về khả năng chống chịu với mơi trường. Ví dụ:
dầu hoặc bụi thường khơng làm ảnh hưởng đến sự vận hành của cảm biến..
Đầu ra của Cảm biến điện từ:
Ngày nay, hầu hết cảm biến cảm ứng đều có đặc điểm đầu ra tranzito có logic
NPN hoặc PNP (xem hình bên phải). Những loại này còn được gọi là kiểu DC-3
dây.

Trang 25