TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP
====o0o====

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hà nội, 1-2016


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP
====o0o====

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
PHUN KEO TỰ ĐỘNG

Trưởng bộ môn

: TS. Trần Trọng Minh

Giáo viên hướng dẫn

: Th.S Nguyễn Danh Huy

Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Xuân Lộc

Lớp

: TĐH3 - K55

MSSV

: 20102694

Hà nội, 1-2016


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống điều khiển phun keo
tự động do em tự thiết kế dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Th.S Nguyễn Danh Huy.
Các số liệu và kết quả là hoàn toàn đúng với thực tế.
Để hoàn thành đồ án này em chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh mục
tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác. Nếu phát
hiện có sự sao chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Hà Nội, ngày 01 tháng 01 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Xuân Lộc

I


MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................................. i

DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU ....................................................................................iii
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC SẢN PHẨM LỌC DẦU, LỌC GIĨ Ơ TƠ ..... 2

1.1. Tìm hiểu về các sản phẩm lọc dầu, lọc gió ơ tơ ......................................... 2
1.2. Tìm hiểu về quy trình sản xuất lọc bụi ....................................................... 3
1.3. Tổng quan quy trình sản xuất ..................................................................... 4
1.3.1. Khâu xử lí giấy .................................................................................... 4
1.3.2. Sản xuất lõi thép .................................................................................. 6
1.3.3. Phun keo làm đế .................................................................................. 6
1.3.4. Sấy ....................................................................................................... 6
1.3.5. Hoàn thiện sản phẩm ........................................................................... 6
Chương 2. TÌM HIỂU VỀ MÁY PHUN KEO PU ..................................................... 7

2.1. Vai trị của máy trong q trình sản xuất ................................................... 7
2.2. Các bộ phận chính của máy ....................................................................... 7
2.3. Các trang thiết bị cảm biến, chấp hành ...................................................... 8
2.4. Ngun lí hoạt động của máy .................................................................. 10
2.4.1. Q trình phun keo ............................................................................ 10
2.4.2. Điều khiển nhiệt độ ........................................................................... 11
2.4.3. Điều khiển áp suất ............................................................................. 12
2.5. Đặt vấn đề thiết kế hệ thống điều khiển ................................................... 13
2.6. Yêu cầu công nghệ ................................................................................... 15
Chương 3. TÌM HIỂU VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG SERVO XOAY CHIỀU VÀ
PLC ............................................................................................................................... 16

3.1. Giới thiệu chung hệ servo Minas-A của Panasonic ................................. 16
3.1.1. Tìm hiểu chung về động cơ servo ..................................................... 16
3.1.2. Tìm hiểu về dịng sản phẩm Minas-A của Panasonic ....................... 19
3.2. Chế độ điều khiển vị trí ............................................................................ 25

3.3. Giới thiệu chung PLC DVP-SV2 Delta ................................................... 26
3.3.1. Giới thiệu về PLC ............................................................................. 26
II


3.3.2. Tổng quan PLC DVP-SV2 Delta ...................................................... 27
3.3.3. Bộ điều khiển logic khả trình PLC DVP-SV2 .................................. 28
3.3.4. Cấu trúc bộ nhớ ................................................................................. 30
3.3.5. Ngôn ngữ và công cụ lập trình .......................................................... 31
3.4. Chức năng điều khiển nội suy 2 trục của DVP-SV2 Delta...................... 32
3.4.1. Nội suy một đường thẳng trong hệ trục tọa độ ................................. 33
3.4.2. Nội suy một đường cong trong hệ trục tọa độ .................................. 34
Chương 4. THIẾT KẾ, GHÉP NỐI HỆ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY PHUN KEO
TỰ ĐỘNG .................................................................................................................... 36

4.1. Yêu cầu kỹ thuật....................................................................................... 36
4.2. Ghép nối các đầu vào, đầu ra ................................................................... 36
4.2.1. Thiết lập các địa chỉ đầu vào ............................................................. 36
4.2.2. Thiết lập các địa chỉ đầu ra ............................................................... 36
4.2.3. Sơ đồ ghép nối đầu vào PLC, PLC với Driver ................................. 37
4.3. Thiết lập các thanh ghi địa chỉ chức năng ................................................ 39
Chương 5. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIAO DIỆN VẬN
HÀNH GIÁM SÁT TRÊN MÀN HÌNH NB ............................................................. 42

5.1. Lập lưu đồ chương trình điều khiển ......................................................... 42
5.1.1. Mơ tả q trình hoạt của máy phun keo tự động .............................. 42
5.1.2. Lưu đồ thuật toán điều khiển ............................................................ 43
5.2. Thiết kế chương trình điều khiển dùng ISPSoft 2.04 .............................. 46
5.3. Ghép nối PLC và màn hình ...................................................................... 55
5.3.1. Giới thiệu màn hình cảm ứng HMI Omron dịng NB ....................... 55

5.3.2. Ghép nối PLC và màn hình ............................................................... 55
5.4. Thiết kế giao diện điều khiển, giám sát trên màn hình NB ..................... 58
5.5. Thực nghiệm ............................................................................................ 62
KẾT LUẬN .................................................................................................................. 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 65

III


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Một số thiết bị lọc gió ơ tơ .............................................................................. 2
Hình 1.2. Hình dạng khn đế trịn ................................................................................. 3
Hình 1.3. Máy gấp giấy ................................................................................................... 5
Hình 2.1. Hệ thống máy phun keo .................................................................................. 7
Hình 2.2. Đầu phun keo trong quá trình làm việc ........................................................... 8
Hình 2.3. Hai thùng chứa keo A và B ............................................................................. 9
Hình 2.4. Đồng hồ hiển thị các giá trị đo ........................................................................ 9
Hình 2.5. Sơ đồ đơn giản nguyên lý điều khiển nhiệt độ .............................................. 11
Hình 2.6. Ngun lí hoạt động cơ cấu điều khiển áp suất ............................................ 13
Hình 2.7. Sơ đồ tổng quan hệ thống phun keo tự động ................................................ 14
Hình 3.1. Một động cơ servo R/C kích thước chuẩn điển hình .................................... 16
Hình 3.2. Cấu trúc bên trong của một động cơ AC-Servo loại đồng bộ ....................... 20
Hình 3.3. Ảnh thực tế dịng sản phẩm Minas-A của Panasonic.................................... 20
Hình 3.4. Cấu trúc của AC-Servo motor dịng Minas-A của Panasonic....................... 21
Hình 3.5. Nhãn của động cơ AC-Servo dịng Minas-A của Panasonic ........................ 21
Hình 3.6. Driver AC-Servo MADDT1207 ................................................................... 22
Hình 3.7. Nhãn Driver AC-Servo MADDT1205 .......................................................... 23
Hình 3.8. Ý nghĩa của từng kí hiệu trong Model number của Driver ........................... 23
Hình 3.9. Kết nối Driver với Servo-motor .................................................................... 24
Hình 3.10. Sơ đồ điều khiển xung Driver ở chế độ điều khiển vị trí ............................ 24

Hình 3.11. Sơ đồ điều khiển trạng thái của Servo-Motor ............................................. 25
Hình 3.12. Sơ đồ khối PLC ........................................................................................... 27
Hình 3.13. Các thành phần chính trên bộ PLC DVP-SV2 ............................................ 29
Hình 3.14. Chuyển động vị trí đối tượng đơn giản ....................................................... 32
Hình 3.15. Chuyển động vị trí đối tượng qua nội suy 2 trục ........................................ 32
Hình 3.16. Ví dụ nội suy 2 trục vẽ hình thoi ................................................................. 34
Hình 3.17. Tham số cài đặt K0...................Hình 3.18. Tham số cài đặt K2 ................. 35
Hình 3.19. Tham số cài đặt K1...................Hình 3.20. Tham số cài đặt K3 ................. 35
Hình 4.1. Ghép nối đầu vào PLC, đầu ra PLC với các Driver ...................................... 38
Hình 5.1. Vị trí tương đối của các hình khn trong hệ tọa độ .................................... 43
Hình 5.2. Lưu đồ thuật tốn điều khiển hệ thơng phun keo tự động ............................ 45
Hình 5.3. Chương trình điều khiển trên PLC ................................................................ 54

i


Hình 5.4. Đấu nối giữa màn hình NB (cổng COM2) và PLC (Cổng RS485) delta ..... 56
Hình 5.5. Sử dụng Ethernet để kết nối NB7W với PC ................................................. 56
Hình 5.6. Download chương trình ................................................................................ 57
Hình 5.7. Chờ load chương trình .................................................................................. 57
Hình 5.8. Báo kết nối thành cơng .................................................................................. 57
Hình 5.9. Giao diện màn hình chính điều khiển giám sát trên màn hình NB ............... 59
Hình 5.10. Giao diện màn hình nhập tọa độ các điểm khn chữ nhật ........................ 60
Hình 5.11. Giao diện màn hình nhập tọa độ các điểm khn trịn ............................... 60
Hình 5.12. Giao diện màn hình nhập tọa độ các điểm khn bo góc trịn .................... 61
Hình 5.13. Giao diện màn hình nhập thời gian phun dung môi rửa và trễ ngắt keo ..... 61

ii



DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU
Bảng 3.1. Thông số kĩ thuật Servo Motor MSMD002P1S ........................................... 21
Bảng 3.2. Thông số kĩ thuật Driver AC-Servo MADDT1205 ...................................... 23
Bảng 4.1. Thiết lập địa chỉ đầu vào PLC ...................................................................... 36
Bảng 4.2. Thiết lập địa chỉ đầu ra PLC ......................................................................... 37
Bảng 4.3. Bảng thiết lập thanh ghi chức năng (Vùng M) ............................................. 39
Bảng 4.4. Bảng thiết lập thanh ghi chức năng (Vùng D) .............................................. 39
Bảng 4.5. Bảng thiết lập thời gian trễ Timer................................................................. 41
Bảng 5.1. Đặc điểm của NB HMI ................................................................................. 55

iii


LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay đất nước ta đang trong quá trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa, tốc độ
phát triển nhanh vừa là cơ hội cũng như thách thức về các vấn đề môi trường cũng như
xã hội. Yêu cầu ứng dụng tự động hóa ngày cáng lớn vào đời sống sinh hoạt, sản xuất
yêu cầu điều khiển tự động hóa tiện lợi linh hoạt, tiết kiệm cho năng suất lao động cao.
Là sinh viên tự động hóa em hiểu rõ tự động hóa rất quan trọng, góp phần rất lớn
cho việc phát triển kinh tế xã hội ở Việt Nam, từ nhu cầu thực tiễn, cũng như đánh giá
em thấy mình cần phải học thiết kế một hệ thống điều khiển cho một máy nào đó có ứng
dụng cao cho nhu cầu xã hội. Phun keo là một công đoạn rất cần thiết trong quá trình
sản xuất các thiết bị lọc dầu, lọc gió ơ tơ, vì vậy em chọn đề tài : Thiết kế hệ thống điều
khiển phun keo tự động do thầy Th.S Nguyễn Danh Huy hướng dẫn.
Do kiến thức có hạn, trong q trình làm đồ án tốt nghiệp sẽ khơng tránh khỏi
những sai sót, em mong các thầy cơ chỉ bảo để em có thể hồn thiện bản đồ án một cách
tốt nhất có thể.
Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày 01 tháng 01 năm 2016

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Xuân Lộc

1


Chương 1. Tổng quan về các sản phẩm lọc dầu, lọc gió ơ tơ

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC SẢN PHẨM LỌC DẦU, LỌC
GIĨ Ơ TƠ
1.1.

Tìm hiểu về các sản phẩm lọc dầu, lọc gió ơ tơ
Thiết bị lọc gió (lọc bụi) là thiết bị có nhiệm vụ làm sạch khơng khí trước khi kết

hợp với nhiên liệu để đốt cháy trong bộ chế hồ khí. Thiết bị lọc gió đặt ngay trước bộ
chế hồ khí, làm việc ở nhiệt độ môi trường.
Tương tự thiết bị lọc dầu ô tô là thiết bị có nhiệm vụ làm sạch dầu cho ơ tô trước
khi đốt ở buồng đốt, chủ yếu dùng trong các loại xe tải chạy dầu diezen.

Hình 1.1. Một số thiết bị lọc gió ơ tơ

Thiết bị lọc bụi gồm 2 phần chính : Đế và Thân
Đế thường làm bằng nhựa PU, có hình trịn hoặc hình ovan, được thiết kế dạng
joăng nhằm gắn chặt kín vào trước bộ chế hịa khí, nhựa PU làm đế là hỗn hợp 2 loại
keo A và B ( Polyurethane và Isourethane) được trộn với tỉ lệ nhất định.
Thân làm băng giấy chuyên dụng, được gấp nếp và tạo gằn nhằm nâng cao khả
năng chịu lực và tăng tiết diện lọc bụi. Số lượng và hình dạnh các múi giấy là khác nhau

tùy theo yêu cầu của bộ lọc gió dùng cho loại xe nào.
Thân và hai đế được gắn chặt với nhau.

2


Chương 1. Tổng quan về các sản phẩm lọc dầu, lọc gió ơ tơ

Hình 1.2. Hình dạng khn đế trịn

Có thể phân loại theo chủng loại giấy, một số loại thiết bị lọc bụi bình thường
khơng có lưới sắt bảo vệ dùng cho xe con và xe tải hạng nhẹ. Một số loại dùng cho xe
tải nặng, phía trong thân thiết bị còn được lắp thêm một lưới sắt nhằm tăng độ cứng, cố
định hình dạng bộ lọc gió và tăng khả năng chịu áp suất gió.

1.2.

Tìm hiểu về quy trình sản xuất lọc bụi
u cầu đối với tồn hệ thống :
-

Đảm bảo được quá trình sản xuất diễn ra liên tục.

-

Hệ thống truyền động va điều khiển chắc chắn, tin cậy.

-

Khi xảy ra sự cố, hê thống tự động ngắt nguồn, bảo vệ các thiết bị.


Đối với thiết bị lọc bụi :
-

Đế : Hình dáng và độ đơng kết của keo đúng tiêu chuẩn, đều khắp.

-

Thân: Các chỉ tiêu về độ dày, chịu lực,... thỏa mãn yêu cầu khách hàng.

Quy trình sản xuất chung :
-

Lấy mẫu từ yêu cầu của khách hàng.

-

Đưa mẫu xuống phòng kĩ thuật để lấy thông số thiết kế khuôn.

-

Đưa mẫu về xưởng để tiến hành làm khuôn.

-

Gia công sản phẩm từ khuôn trên.

-

Kiểm tra, đóng gói, đưa vào kho.


3


Chương 1. Tổng quan về các sản phẩm lọc dầu, lọc gió ơ tơ

1.3.

Tổng quan quy trình sản xuất
1.3.1. Khâu xử lí giấy
Giấy lọc đa số được nhập khẩu dạng cuộn từ nươc ngồi về sẽ được xử lí qua hệ

thống 3 máy liên tiếp ( pha giấy, tạo gằn và gấp nếp, dán giấy ).
 Pha giấy :
Giấy cuộn khổ lớn được pha nhỏ tại 1 máy cắt giấy. Máy gồm 2 phần cơ cấu cơ
khí và tủ điều khiển.
Cơ cấu cơ khí : gồm 1 động cơ truyền động, 1 động cơ thổi giấy, các thanh lăn
và dao cắt. Giấy khổ to đặt ở đầu máy, qua 1 hệ thống 4 thanh lăn nhằm tăng ma sát, tạo
lực kéo giấy , trên thanh lăn cao nhất có đặt dao cắt. Hệ thống dao cắt được gắn chặt vào
thanh lăn, hình trịn, quay đồng tốc với thanh lăn, các dao có thể thay đổi vị trí để cắt
giấy thành khổ thích hợp. Tất cả các thanh lăn đều quay đồng tốc bởi hệ thống bánh
răng, truyền động từ 1 động cơ duy nhất. Các viền giấy thừa được đưa vào 1 ống, 1 động
cơ khác gắn cánh quạt có tác dụng thổi viền giấy thừa ra ngoài, cách xa máy cắt. Cơ cấu
thổi giấy này rất tiện lợi cho việc lọc bỏ giấy thừa, tránh vướng vào các thiết bị khi pha
giấy. Cuối máy có 1 thanh lăn khác làm nhiệm vụ cuộn giấy sau khi đã pha thành các
kích thước khác nhau.
Tủ điều khiển : có các đồng hồ hiện thị các thông số của máy như tốc độ, mômen.
Tuy nhiên, hệ thống máy cắt này không tự động điều chỉnh. Khi thời gian cắt giấy lâu,
cuộn giấy được cuốn ở cuối máy ngày càng nhiều, khối lượng tăng, mơmen tải càng lớn,
do đó phải điều chỉnh mơmen động cơ. Hệ thống máy này không tự động làm được điều

đó, cứ sau 1 khoảng thời gian, thanh cuộn cuối cùng lại dừng do không đủ mômen kéo,
luôn phải có 1 cơng nhân đứng để điều chỉnh và dùng tay khởi động lại thanh lăn.
 Tạo gằn và gấp nếp :
Việc tạo gằn và gấp giấy cũng được thực hiện trên 1 máy liên hợp gồm 3 máy
đặt liên tiếp. Khác với máy pha giấy, phần cơ khí và phần điều khiển không tách rời mà
nằm luôn trên máy.
Phần cơ khí : gồm 3 động cơ truyền động đặt trên 3 máy, các thanh lăn, hệ thống
truyền động, dao cắt.

4


Chương 1. Tổng quan về các sản phẩm lọc dầu, lọc gió ơ tơ

Hình 1.3. Máy gấp giấy

Giấy sau khi pha thô, được đặt ở đầu hệ thống, máy đầu tiên trong hệ thống này
cũng là máy cắt giấy, làm nhiệm vụ pha nhỏ cuộn giấy hơn nữa nếu cần, cấu tạo và hoạt
động của nó giống với máy cắt giấy đã trình bày ở trên. Máy tiếp theo làm nhiệm vụ tạo
gân trên giấy trước khi gấp. Máy cũng có các thanh lăn và hệ thống truyền động các
thanh, trên 1 thanh lăn đặc biệt có gắn cơ cấu bước , khi giấy qua thanh lăn này, nó sẽ
để lại các gằn trên giấy, chuẩn bị cho quá trình gấp. Máy có 4 thanh lăn với các bước
khác nhau, do đó có thể tạo ra độ rộng của múi giấy khác nhau. Máy cuối cùng trong hệ
thống này là máy gấp, giấy sau khi tạo gằn, tiếp tục đi qua 1 hệ thống thanh lăn đến 1
khe hở, khe này được cố định trên dưới với độ rộng bằng độ rộng 2 gằn giấy liên tiếp. 1
đầu khe được bịt kín, khi giấy đến đầu này, dưới tác dụng của lực kéo, giấy sẽ được gấp
lại theo các gằn đã tạo sắn.
Phần điều khiển : do hệ thống đơn giản nên bảng điều khiển động cơ chỉ gồm các
nút ấn để khởi động và đóng cắt động cơ. Việc điều chỉnh khoảng cách 2 gằn giấy liên
tiếp, độ rộng ngang của giấy là bằng tay.


5


Chương 1. Tổng quan về các sản phẩm lọc dầu, lọc gió ơ tơ

 Dán giấy :
Giấy sau khi được gấp sẽ được pha thành từng đoạn với chiều dài thích hợp của
từng loại lọc gió rồi được dán 2 đầu lại với nhau tạo thành vịng trịn.
Ngồi ra, trên hệ thống máy này, có cả máy sấy và phun nước nhằm đảm bảo độ
ẩm thích hợp cho giấy theo tiêu chuẩn kỹ thuật. Sau khi giấy được xử lý qua hệ thống
máy trên, chúng sẽ được dán lại, gắn vào lõi thép tạo thành thân trong của bộ lọc gió.
1.3.2. Sản xuất lõi thép
Lõi thép được gia cơng bên tổ cơ khí đột dập .Thép mỏng dày 2mm được cắt
thành từng tấm hình chữ nhật với kích thước nhất định, qua máy đột lỗ, thành dạng lưới,
sau đó được cuộn lại dạng ống để đưa vào lõi thiết bị lọc gió.
1.3.3. Phun keo làm đế
Khn đế đã được sản xuất sẵn, dùng để chứa và định dạng dung dịch keo PU.
Keo sẽ được lấp đầy khn theo hình dạng phù hợp với từng yêu cầu của công nghệ.
1.3.4. Sấy
Thân giấy và đế sau khi được gắn chặt với nhau sẽ được đưa vào máy sấy.
Cấu tạo máy sấy gồm : 1 động cơ, hệ thống băng tải, giá đỡ cố định chiều cao
sản phẩm, hệ thống gia nhiệt.
Sản phẩm được đặt trên băng tải, nhờ hệ thống thanh lăn, đưa qua hệ thống sấy,
bên trong hệ thống sấy này có 1 cơ cấu giữ nhằm cố định chiều cao và hình dạng sản
phẩm theo đúng yêu cầu kỹ thuật, do khi gia nhiệt keo sẽ bị dãn nở nhiệt. Hệ thống giữ
này được tác động bằng 1 lực ép cố định.
Khi sản phẩm khô sẽ tiếp tục được chuyển lại máy phun keo PU để lặp lại quá
trình gắn đế cịn lại.
1.3.5. Hồn thiện sản phẩm

Sản phẩm sẽ được kiểm tra lại 1 lần nữa sau khi đóng gói, nhập kho. Những sản
phẩm không đạt chỉ tiêu chất lượng sẽ bị loại bỏ.

6


Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU

Chương 2
TÌM HIỂU VỀ MÁY PHUN KEO PU
2.1. Vai trò của máy trong quá trình sản xuất
-

Tạo đế cho các sản phẩm lọc gió, lọc dầu ơ tơ.

-

Gắn chặt thân giấy và đế trước khi đưa vào máy sấy.

2.2. Các bộ phận chính của máy
Hệ thống máy phun keo gồm 3 khối : khối kết cấu cơ khí, khối chấp hành và khối
điều khiển.
-

Khối kết cấu cơ khí : gồm bàn đỡ đặt khn khi phun keo, 2 bình A và B đựng

dung dich keo, 2 động cơ khuấy keo phía trên mỗi bình, 2 quạt bánh răng, hệ thống gia
nhiệt đặt trong bình, hệ thống khí nén di chuyển vịi phun.
-


Khối chấp hành : 2 động cơ bước đặt gần bàn đỡ, truyền động cho bàn bằng hệ

thống bánh răng thanh răng.
- Tủ điều khiển : gồm 1 máy tính cài đặt chương trình dạng máy CNC, mạch Logic,
card điều khiển cắm trên slot PCI của máy tính.

Hình 2.1. Hệ thống máy phun keo

7


Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU

Hình 2.2. Đầu phun keo trong quá trình làm việc

2.3. Các trang thiết bị cảm biến, chấp hành
 Thiết bị điều khiển :
Máy tính : là 1 máy tính bình thường, ko phải loại chuyên dùng trong Công
nghiệp, được cài đặt 1 chương trình dạng máy CNC.
Mạch logic : là mạch điều khiển các rơle, công tắc tơ làm nhiệm vụ ổn định nhiệt
và áp suất cho keo trong 2 bình A và B.
 Thiết bị chấp hành :
Hai động cơ bước điều khiển chuyển động giá đỡ : 2 động cơ bước này thông qua
hệ thống bánh răng truyền chuyển động cho bàn đỡ theo 2 trục X, Y.
1 động cơ KĐB trộn keo.
2 động cơ khuấy bình A và B
Hai bình A, B đựng 2 loại keo cấu thành keo PU, 2 bình này ln được nung
nóng và khuấy trộn bởi 2 động cơ nằm trên để tránh keo trong bình bị vón cục. 2 động
cơ này có cơng suất nhỏ khoảng vài trăm oat và không cần thiết phải điều khiển tốc độ,
chúng được khởi động trực tiếp bằng khởi động từ thông qua 2 nút ấn nằm trên bàn điều

khiển. Nhiệt độ của 2 bình A , B được giữ ở khoảng 40 độ C , nhiệt độ được điều khiển
bởi bộ điều khiển nhiệt độ temperature controller của omron.

8


Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU

Hình 2.3. Hai thùng chứa keo A và B

 Thiết bị đo lường, hiển thị :

Hình 2.4. Đồng hồ hiển thị các giá trị đo

- 6 đồng hồ hiển thị các giá trị nhiệt độ, áp suất, tốc độ động cơ khuấy của 2
thùng keo A, B.
- Cảm biến đo mức trong 2 thùng keo
- Cảm biến nhiệt độ : đặt cạnh bộ gia nhiệt cho thùng keo, có nhiệm vụ phản hồi
về bộ điều khiển , ổn định nhiệt độ trong thùng keo.
- Cảm biến đo áp suất : đo áp suất của dòng keo trên đường dẫn đến khoang trộn.

9


Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU

- Cảm biến từ đo tốc độ động cơ : được đặt ở ngay đầu trục động cơ, mỗi khi
động cơ quay 1 bước, cảm biến phát 1 xung về bộ điều khiển.

2.4. Ngun lí hoạt động của máy

2.4.1. Q trình phun keo
Hai loại keo A và B được lấy từ 2 thùng riêng biệt, theo đường dẫn đến khoang
trộn. Trước trước khoang trộn có 1 khố điện từ, nếu van này khơng mở thì 2 loại keo
sẽ trở lại bình chứa. Khi có tín hiệu cho phép phun keo, van đầu 2 bình chứa mở, 2 loại
keo đi vào, trộn với nhau rồi đến bình phun. Khoang trộn có 1 cánh quạt làm nhiệm vụ
khuấy đều 2 loại keo với nhau tạo thành 1 hỗn hợp duy nhất phun đều ra khn đặt trên
giá. Để phun keo theo hình dạng của khuôn, đầu phun không chuyển động mà giá đỡ sẽ
chuyển động . Chuyển động này được truyền từ hoạt động của 2 động cơ bước theo 2
trục X, Y. Để phun keo theo theo hình dạng khn bất kỳ, máy tính sẽ tính tốn, phát
xung để 2 động cơ bước quay số bước nhất định. Do chuyển động của động cơ bước
không phải là chuyển động trơn nên truyền động của bàn đỡ sẽ sai lệch vài mm, tuy
nhiên việc phun keo khơng địi hỏi độ chính xác cao, đầu vịi phun có thể di chuyển sai
lệch so với quỹ đạo cỡ 1 -2 mm, keo vẫn lấp đầy khuôn theo đúng hình dạng.
Giá đỡ là cơ cấu duy nhất chuyển động khi phun, giá đỡ này làm nhiệm vụ đặt
khn. Do đó khi muốn phun keo vào 1 khn nhất định, người vận hành phải tính tốn,
đặt gốc tọa độ phun thích hợp. Trong 1 số máy phun đơn giản, ví dụ máy phun khn
trịn, giá đỡ sẽ chỉ cần 1 động cơ quay tròn, vòi phun vẫn đứng n, keo sẽ được phủ
đầy khn do lực qn tính. Ở 1 số máy khác, giá đỡ đứng im, đầu phun keo sẽ chuyển
động theo quỹ đạo lập trình trong máy tính để phun keo đầy khn.
Hai loại keo A và B khi ở trong từng bình riêng biệt thì không đông đặc, chúng
được giữ ở những điều kiện nhiệt độ, áp suất nhất định.
Khi kết hợp với nhau, hỗn hợp keo đông đặc nhanh sau 1- 2 phút nên người vận
hành phải tính tốn sao cho trước khi keo đơng đặc, việc phun keo lấp đầy khn phải
hồn thành, đồng thời thân thiết bị lọc gió (giấy lọc đã được định dạng) phải được đặt
lên khuôn đã đầy keo. Giấy được cố định trên 1 mặt đế, rồi chuyển sang bộ phận sấy
nhằm đảm bảo cho keo lấp đầy khn, với hình dạng chính xác khơng tràn ra ngồi.

10



Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU

Cứ 3 – 4 lần phun, cơ cấu phun lại được làm sạch bằng dung môi rửa
METHYLENE CHLORIDE. Hệ thống xy lanh khí nén sẽ kéo lại, đưa đầu phun đến
trước thùng chất thải chuẩn bị rửa vòi phun. Việc rửa đầu phun được chia 2 công đoạn
phun dung môi và phun khí nén. Dung mơi được phun ra trước dưới lực đẩy của khí nén
để làm sạch lượng keo cịn sót lại trong vịi phun, khí nén sẽ được phun sau đó để làm
sạch dung mơi, chuẩn bị cho lần phun keo tiếp theo.
Vòi phun được rửa sach, hệ thống xylanh khí nén sẽ đưa vịi phun trở lại vị trí
gốc trên giá đỡ để tiếp tục lần phun sau.
2.4.2. Điều khiển nhiệt độ
Keo loại A và B, khi chưa kết hợp với nhau phải được giữ ở 1 dải nhiệt độ thích
hợp nhằm đảm bảo keo khơng bị đơng, các thành phần khơng bị biến dạng. Nhiệt độ
trong 2 bình được giữ trong 1 dải nhiệt độ t1 – t2 quanh giá trị mong muốn. Cơ cấu gồm
2 phần : gia nhiệt bằng can nhiệt và mạch điều khiển rơle, công tắc tơ.
Khi nhiệt độ xuống dưới t1, 1 contactor sẽ tác động làm thiết bị gia nhiệt hoạt
động, đưa nhiệt độ lên , tương tự khi nhiệt độ lớn hơn t2 , 1 công tắc tơ khác tác động,
cắt nguồn vào can nhiệt, nhiệt độ trong bình hạ xuống trong phạm vi dải cho phép.

Hình 2.5. Sơ đồ đơn giản nguyên lý điều khiển nhiệt độ

11


Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU

Bộ điều khiển ĐKNĐ : bộ điều khiển số, tính tốn đưa ra giá trị điều khiển dựa
trên sai lêch giữa nhiệt độ thực và nhiệt độ đặt.
Cơ cấu chấp hành là 1 mạch logic gồm các Rơle và Contactor, nhận tín hiệu từ
bộ điều khiển, đóng cắt mạch điện cấp nguồn thanh đốt.

Thanh đốt là thiết bị gia nhiệt được cấp nguồn 220V.
Giá trị đặt của nhiệt độ được chọn trên bảng điều khiển của bộ điều khiển nhiệt
độ (ĐKNĐ).
Cảm biến nhiệt (RTD): Đo nhiệt độ trong bình, phản hồi về, qua 1 thiết bị chuyển
đổi tín hiệu nhiệt thành tín hiệu áp, đưa đến mạch điều khiển.
K là tiếp điểm của 1 contactor, tiếp điểm K sẽ tác động làm kín mạch hay hở
mạch là do 1 mạch logic khác quy định. Mạch logic này có tác dụng như sau, khi nhiệt
độ quá dải nhiệt cho phép, K mất điện, tiếp điểm K hở, thiết bị gia nhiệt mất điện làm
giảm nhiệt độ. Khi nhiệt độ xuống dưới mức thấp nhất cho phép, K đóng cấp nguồn cho
thiết bị gia nhiệt, nâng nhiệt độ lên mức ổn định. Quá trình này diễn ra liên tục, do cơ
cấu giữ nhiệt của hệ thống như trên nên nhiệt độ trong 2 bình A và B luôn thay đổi, tuy
nhiên vẫn đảm bảo nằm trong dải cho phép.
Giá trị đặt và giá trị thực của nhiệt độ được hiển thị trên cùng 1 đồng hồ 2 màn
hình. Việc đặt giá trị mong muốn của nhiệt độ cũng được thực hiện từ bàn điều khiển.
2.4.3. Điều khiển áp suất
Áp suất của dòng keo trong đường dẫn được hiển thị trên đồng hồ. Áp suất này
phụ thuộc vào tốc độ của động cơ đặt dưới 2 bình. Động cơ đẩy dịng keo có gắn các
cánh quạt (quạt bánh răng). Dòng keo được đẩy đi do lực ly tâm, khi quay, mỗi lần cánh
quạt sẽ gia tốc cho 1 lượng keo nhất định, đẩy đến đường dẫn ra.
Trên đường dẫn keo ra, có đặt 1 cảm biến áp đo áp suất của dòng keo chảy ra
khoang trộn.
Tín hiệu từ cảm biến này đưa đến đồng hồ hiển thị. Áp suất này phụ thuộc tốc độ
động cơ, do đó, để giữ ổn định áp suất, ta điều khiển tốc độ động cơ. Tốc độ động cơ
này không được điều khiển bằng mạch riêng mà do người vận hành điều chỉnh khi áp
suất keo không đạt yêu cầu.

12


Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU


Nguyên lý hoạt động đơn giản như hình vẽ sau.

Hình 2.6. Nguyên lí hoạt động cơ cấu điều khiển áp suất

2.5. Đặt vấn đề thiết kế hệ thống điều khiển
-

Hệ thống phun keo phải hoạt động tốt và linh động.

-

Hệ thống máy phun keo tự động dùng PLC delta điều khiển Driver động cơ Servo

sao cho cơ cấu chuyển động để phun keo theo quỹ đạo được lập trình sẵn (hình chữ nhật,
hình trịn, hình bo góc trịn).
-

Quỹ đạo vịi phun chạy phải chính xác khơng sai lệch q lớn, có thể thay đổi

kích thước các khn lập trình sẵn phù hợp với yêu cầu công nghệ.
-

Thiết kế giao diện điều khiển, giám sát trên màn hình cảm ứng NB.

-

Có cài đặt thời gian phun dung môi rửa, thời gian ngắt keo.

-


Dễ lập trình lại, sửa chữa khi hỏng hóc.

-

Có cảm biến báo hết keo, hết dung dịch phun rửa.

-

An toàn cho người sử dụng, dễ vận hành.

Sơ đồ tổng quan hệ thống phun keo tự động.

13


Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU

Hình 2.7. Sơ đồ tổng quan hệ thống phun keo tự động

14


Chương 2. Tìm hiểu về máy phun keo PU

2.6. Yêu cầu công nghệ
 Yêu cầu về chất lượng sản phẩm :
Sản phẩm làm ra phải thỏa mãn các yêu cầu chất lượng như hình dạng, độ cứng,
độ dẻo, màu sắc của keo.
 Yêu kĩ thuật về hoạt động của máy :

Vì việc phun keo khơng địi hỏi độ chính xác cao nhưng đầu phun khi di chuyển
phải thỏa mãn trong phạm vi cho phép để cho keo vẫn lấp đầy khn theo đúng hình
dạng.
Các u cầu về thời gian phun dung mơi rửa, phun keo phải chính xác. Khơng
được phun keo q ít dẫn đến việc gắn thân đế khơng đủ độ chắc chắn, hoặc phun keo
quá nhiều dẫn đến việc keo bị tràn ra ngoài gây ấn tượng xấu đối với sản phẩm.
Máy phải hoạt động ổn định, chính xác, cho từng chế độ cài đặt khn.
Phải tính tốn bơm lưu lượng keo A và keo B sao cho trước khi đông đặc việc
hỗn hợp keo lấp đầy khuôn phải hồn thành.
 u cầu về cơng nghệ vận hành :
Khơng được vận hành trong trạng thái máy bất bình thường. Cơ cấu vận hành
phải êm, mượt tránh rung lắc gây ảnh hưởng đến đường phun keo.

15


Chương 3. Tìm hiểu về hệ truyền động Servo xoay chiều và PLC

Chương 3
TÌM HIỂU VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG SERVO XOAY
CHIỀU VÀ PLC
3.1. Giới thiệu chung hệ servo Minas-A của Panasonic
3.1.1. Tìm hiểu chung về động cơ servo
a), Cấu tạo
Động cơ servo về nguyên lý, cấu tạo phần điện – từ thì giống như các loại động
cơ bình thường (nghĩa là cũng có phần cảm, phần ứng, khe hở từ thơng, cách đấu dây,
.v.v.) nhưng có sự khác biệt về cấu trúc cơ học, đó là động cơ servo có hình dáng dài,
đường kính trục và rotor nhỏ hơn động cơ thường cùng công suất, moment.
Điểm nổi bật của 1 servo motor là tích hợp sẵn cơ cấu feedback vào bên trong
động cơ. Động cơ servo là thiết bị được điều khiển bằng chu trình kín. Từ tín hiệu hồi

tiếp vận tốc/vị trí, hệ thống điều khiển số sẽ điều khiển hoạt động của một động cơ servo.
Với lý do nêu trên nên sensor đo vị trí hoặc tốc độ (encoder hoặc máy phát tốc) là các
bộ phận cần thiết phải tích hợp cho một đơng cơ servo.
1, Motor
2, Electronics Board
3, Positive Power Wire (Red)
4, Signal Wire (Yellow or Whire)
5, Negative or Ground Wire (Black)
6, Potentiometer
7, Output Shaft/Gear
8, Servo Attachment
Horn/Wheel/Arm
9, Servo Case
10, Integrated Control Chip
Hình 3.1. Một động cơ servo R/C kích
thước chuẩn điển hình

16


Chương 3. Tìm hiểu về hệ truyền động Servo xoay chiều và PLC

Có 3 loại động cơ servo được sử dụng hiện nay đó là động cơ servo AC dựa trên
nền tảng động cơ AC lồng sóc, động cơ servo DC dựa trên nền tảng động cơ DC, động
cơ servo không chổi than dựa trên nển tảng động cơ không đồng bộ và động cơ đồng
bộ.
Khơng phải bất kì động cơ nào cũng có thể dùng làm động cơ servo. Động cơ
servo là động cơ hoạt động dựa theo các lệnh điều khiển vị trí và tốc độ. Chính vì thế nó
phải được thiết kế sao cho các đáp ứng là phù hợp với nhu cầu điều khiển... Tuy nhiên
tùy theo nhu cầu điều khiển mà nó có một số điểm cải tiến hơn (dành cho những mục

đích đặc biệt) so với động cơ thường để phục vụ cho các mục đích điều khiển cụ thể.
b), Đặc tính của động cơ servo
Động cơ servo được thiết kế cho những hệ thơng hồi tiếp vịng kín. Tín hiệu ra
của động cơ được nối với một mạch điều khiển. Khi động cơ quay, vận tốc và vị trí sẽ
được hồi tiếp về mạch điều khiển này. Nếu có bất kì lí do nào ngăn cản chuyển động
quay của động cơ, cơ cấu hổi tiếp sẽ nhận thấy tín hiệu ra chưa đạt được vị trí mong
muốn. Mạch điều khiển tiếp tục chỉnh sai lệch cho động cơ đạt được điểm chính.
Đặc tính vận hành của một động cơ servo phụ thuộc rất nhiều vào đặc tính từ và
phương pháp điều khiển động cơ servo
 Tăng tốc độ đáp ứng :
Các động cơ bình thường muốn chuyển từ tốc độ này sang tốc độ khác thì cẩn
một khoảng thời gian quá độ. Trong một số nhu cầu điều khiển đòi hỏi động cơ phải
tăng/giảm tốc nhanh chóng để đạt được tốc độ mong muốn trong thời gian ngắn nhất
hoặc vị trí mong muốn nhanh nhất. Các động cơ thường không thể đáp ứng được điều
này. Để động cơ đáp ứng được những yêu cầu trên thì nó phải được thiết kế sao cho rút
ngắn đáp ứng tốc độ của động cơ. Muốn như vậy ta cần giảm momen qn tính và tăng
dịng giới hạn cho động cơ. Để giảm moment qn tính thì động cơ servo được giảm
đường kính rotor và loại bỏ các cơ cấu sắt khơng cần thiết. Để tăng dịng giới hạn, động
cơ servo có thể sử dụng sắt Ferrit để làm mạch từ và thiết kế hình dạng lõi sắt sao cho
phù hợp. Đối với động cơ nam châm vĩnh cửu thì nó cần được thiết kế sao cho ngăn cản
được sự khử từ (hình dạng mạch từ) và tăng khả năng từ tính của nam châm (sử dụng
nam châm đất hiếm rare carth magnet).

17