Giáo trình mô đun Điện khí nén (Trình độ: Trung cấp)

ức năng đưa tín hiệu do một phần tử đảm nhận hoặc hai phần tử riêng biệt Ví dụ 1: mạch điều khiển trực tiếp sử dụng một phần tử Hình 4.14: Mach điều khiển trực tiếp sử dụng một phần tử điều khiển Ví dụ 2: Mạch điều khiển trực tiếp sử dụng hai phần tử 52 Hình 4.15: Mạch điều khiển trực tiếp sử dụng hai phần tử 2.1.2. Điều khiển gián tiếp: - Pittong duỗi ra và thụt về được điều khiển bằng phần tử nhớ 1.3(Hình vẽ 4.16) Hình 4.16: Mạch điều khiển gián tiếp sử dụng hai phần tử 53 Hình 4.17: Mạch điều khiển gián tiếp xylanh tác động 2 chiều 2.2. Điều khiển tùy động theo thời gian. - Điều khiển tùy động theo thời gian có chu kỳ tự động (Hình 4.19). 54 Hình 4.18: Điều khiển tùy động theo thời gian Hình 4.19: Sơ đồ mạch điều khiển tùy động theo thời gian có chu kỳ tự động - Điều khiển vận tốc bằng van tiết lưu một chiều (Hình 4.20) 55 Khi ấn nút ấn 1.1, vận tốc duỗi ra của xylanh 1.0 phụ thuộc vào độ mở của van tiết lưu. Khi ngắt nút ấn, vận tốc thụt vào của xylanh sẽ tăng lên nhờ khí nén thoát theo 2 đường van tiết lưu và van một chiều. 4 2 5 1 3 60% 2 1 3 Hình 4.20: Điều khiển vận tốc bằng van tiết lưu. - Điều khiển vận tốc bằng van thoát khí nhanh (Hình 4.21) Khi ấn nút ấn 1.1, vận tốc đi ra của xylanh 1.0 sẽ chậm. Khi ngắt nút ấn, vận tốc đi vào của xylanh sẽ tăng lên nhờ khí nén thoát ở van xả khí nhanh. 4 2 5 1 32 1 3 1 2 3 2.3. Điều khiển theo tầng: Đặc điểm: Phương pháp thiết kế theo tầng trên hệ thống khí nén được chia thành nhiều nhóm nhỏ, tránh xảy ra các tín hiệu đối lập, tại một thời điểm nào đó chỉ có một nhóm hoạt động mà thôi. Tuần tự hoạt động của hệ thống khí nén tùy thuộc vào sơ đồ mạch thiết kế. Các bước thiết kế mạch điều khiển theo tầng trên mạch khí nén. 1. Bước: Vẽ sơ đồ bước dịch chuyển hoạt động theo tuần tự các piston trong các xy lanh. 2. Bước 2: Chia tầng sao cho không xuất hiện hai kí tự giống nhau trong cùng một tầng. Hình 4.21: Điều khiển vận tốc bằng van thoát khí nhanh 56 3. Bước 3: Vẽ sơ đồ tác động (hoạt động) tuần tự đến các van điều khiển, các cảm biến hay công tắc hành trình thể hiện bằng dấu mũi tên. 4. Bước 4: Vẽ các sơ đồ dẫn động, các van điều khiển và các công tắc hành trình (mạch động lực) 5. Bước 5: Hoàn thành sơ đồ mạch điều khiển theo tầng cho từng tầng (mạch điều khiển). Ví dụ 1: Hoàn thành sơ đồ mạch khí nén điều khiển hoạt động hai xy lanh A, B theo tuần tự: A + B + B – A – Bước 1: Sơ đồ hành trình bước hoạt động của hai xy lanh A và B: A : Chỉ sự hoạt động của piston A. B : Chỉ sự hoạt động của piston B. Số 1: Chỉ vị trí piston duỗi ra. Số 0: Chỉ vị trí piston thụt vào. 1,2,3,4: Chỉ 4 bước hoạt động của 2 piston trong 2 xy lanh A và B. Hình 4. 22. Sơ đồ hành trình bước máy Khoan. 2. Bước 2: Chia tầng: 3. Bước 3: Sơ đồ tác động đến các van (sơ đồ hành trình hoạt động tuần tự): Bước 4: Vẽ mạch động lực và cụm đảo tầng: 57 4 2 5 1 3 A+ A - 60% A1A0 4 2 5 1 3 B+ B - 60% B1B0 T 1 T 2 4 2 5 1 3 E1 E2 Hình 4. 23. Mạch động lực và cụm đảo tầng. Bước 5: Vẽ mạch điều khiển: 58 Cụm đảo tầng:  2 tầng:  3 tầng: Hình 4.24: Mạch khí nén 2 tầng điều khiển 2 xylanh Hình 4.25: Cụm đảo tầng của 2 tầng 59  4 tầng: Ví dụ 2: Thiết kế mạch Khí nén hoạt động theo trình tự sau: A+ A- B+ B- - Sơ đồ hành trình hoạt động tuần tự: Hình 4.26: Cụm đảo tầng của 3 tầng Hình 4.27: Cụm đảo tầng của 4 tầng 60 Hình 4.28. Sơ đồ khí nén 3 tầng điều khiển 2 xylanh với chu kỳ tự động lặp lại 3. Một số kí hiệu trong hệ thống khí nén. Kí hiệu các thiết bị khí nén: 1. Bình chứa khí nén: 2. Thiết bị xử lý khí: (Bộ bảo dưỡng) 3. Bộ lọc: 61 4. Đồng hồ đo áp suất: 5. Thiết bị bôi trơn: 6. Van đóng ngắt: 7. Xy lanh tác động đơn phục hồi bằng lò xo: 8. Xy lanh tác động kép có đệm giảm chấn: 9. Van đảo chiều 2/2: 2 1 10. Van đảo chiều 3/2 thường đóng: 62 2 1 3 11. Van đảo chiều 3/2 thường mở: 2 1 3 12. Van đảo chiều 4/2: 4 2 1 3 13. Van đảo chiều 5/2: 4 2 5 1 3 14. Van điều chỉnh áp suất: 2 1 3 15. Van tiết lưu 2 chiều: 100% 16. Van tiết lưu 1 chiều: 63 100% 17. Nguồn khí nén: 18. Động cơ khí nén: 19. Máy nén khí: Kí hiệu các tín hiệu tác động: 3.1. Tác động do con người: Động cơ quay một chiều Động cơ quay hai chiều 64 3.2. Tác động bằng cơ khí: 3.3. Tác động bằng khí nén: 3.4. Tác động bằng nam châm điện: 65 CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 3 Hãy thiết kế mạch điều khiển khí nén hoạt động lặp lại theo tuần tự sau: Bài tập 1: Xy lanh A đẩy các chi tiết dạng trụ vào một thùng kiểm tra thông qua sự dịch chuyển tới lui của piston, làm việc như sau: - Nhấn một nút nhấn piston đi ra hết hành trình khoảng 0,6s đến cuối hành trình piston dừng lại 1s. - Sau đó piston sẽ tự quay về trong thời gian 0,4s. - Chu trình sẽ tiếp tục hoạt động khi trong thùng chứa còn chi tiết, nếu không còn thì chu trình sẽ ngừng hoạt động. Bài tập 2. Thiết bị ép nóng bao bì gồm một piston A mang thanh gia nhiệt để hàn dính vật liệu bao bì làm việc như sau: Khi bậc công tắc thì piston mang thanh gia nhiệt đi xuống chậm thực hiện ép nóng cho đến khi áp suất đạt 3bar trong thời gian khoảng 3s thì tự động quay về nhanh. Xy lanh phải chờ 2s, sau đó bắt đầu chu kỳ tiếp theo. - Khi nhấn nút thì mạch chỉ hoạt động một chu kỳ. - Khi bậc công tắc thì thiết bị hoạt động liên tục. Bài tập 3: Băng tải. - Bậc công tắc piston duỗi ra thụt vào liên tục để cho băng tải hoạt động. - Mở công tắc thì piston dừng. Bài tập 4: Máy lắp ráp. Ấn nút Start, chi tiết (1) được lắp vào chi tiết (2) bằng piston A với tốc độ chậm. Sau đó chi tiết (3) được lắp vào chi tiết (1)và (2) bằng piston B với tốc độ chậm. Thì Piston A thụt vào nhanh , sau đó Piston B thụt vào nhanh. Quá trình lặp lại cho đến khi ấn lại Start, mạch hoạt động hết hành trình thì dừng. Bài tập 5: Máy lắp Khoan. Ấn nút duy trì Start, piston A duỗi ra chậm kẹp chi tiết, kẹp chặt chạm công tắc hành trình a1, a1 điều khiển piston B(điều khiển cần khoan) duỗi ra chậm khoan chi tiết, khoan xong công tắc hành trình b1 tác động, b1 điều khiển piston B thụt vào nhanh gặp công tắc hành trình b0 , b0 tác động điều khiển piston A thụt vào nhanh để lấy chi tiết ra. Quá trình lặp cho đến khi mở nút nhấn Start, thì mạch hoạt động hết chu trình thì dừng. Ấn nút Set thì Piston A,B luôn thụt vào bất kỳ ở vị trí nào. 66 Bài tập 5: Máy đóng dấu chi tiết. Các xy lanh A, B, C được bố trí trên 3 phương trong không gian, xy lanh A thực hiện việc kẹp chi tiết, xy lanh B đóng dấu, xy lanh C đẩy chi tiết ra khỏi vị trí gia công. - Xy lanh A đẩy chi tiết và kẹp chi tiết. - Sau khi kẹp xong thì xy lanh B đóng dấu lên chi tiết. - Đóng dấu xong xy lanh B trở về vị trí ban đầu, xy lanh A mở chi tiết ra. - Xy lanh C đẩy chi tiết vào thùng chứa và trở về vị trí ban đầu. Bài tập 6: Thiết bị uốn. Thiết bị gồm 3 xy lanh cùng nằm trên một mặt phẳng, xy lanh A và B được bố trí vuông góc nhau. Phôi dạng tấm được đưa vào bằng tay và được uống bởi xy lanh A và B mang 2 đầu định hình và khối định vị. - Xy lanh A đi vào kẹp chi tiết lại. - Xy lanh B uốn sơ chi tiết và trở về vị trí ban đầu. - Xy lanh C đi và uốn hoàn chỉnh chi tiết và trở về vị trí ban đầu. - Xy lanh A thụt vào tháo chi tiết ra. Bài tập 7: Máy Khoan – Doa. Sau khi ấn nút Start, chi tiết bắt đầu khoan bởi xy lanh A. Cuối hành trình xy lanh B dũi ra đẩy chi tiết sang vị trí doa, khi doa xong lổ, xy lanh C thụt vào. Kế tiếp kế tiếp piston B thụt vào để trở về vị trí của đầu khoan và cuối hành trình chi tiết được thao ra bằng tay. Bài tập 8: Thiết bị cắt. Thiết bị gồm 4 xy lanh được bố trí theo hai phương. Phôi dạng thanh được nạp tự động nhờ xy lanh A, B. Xy lanh C kẹp phôi và xy lanh D mang dao làm nhiệm vụ cắt. - Xy lanh A đi xuống kẹp phôi. - Xy lanh B duỗi ra đẩy cơ cấu mang xy lanh A đã kẹp phôi, đưa phôi vào vị trí cắt. 67 - Xy lanh C đi xuống kẹp phôi. - Xy lanh A thụt vào đồng thời xy lanh D đi xuống để cắt và tự động thụt về. - Sau khi xy lanh A thụt về, xy lanh B,D thụt về trong khi xy lanh C vẫn kẹp giữ phôi. - Cuối cùng xy lanh C đi về kết thúc việc kẹp phôi. BÀI 4: CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN-KHÍ NÉN Giới thiệu: 68 Sau khi học xong bài học này, người học có khả năng trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động các phần tử trong hệ thống điện-khí nén Mục tiêu: - Biết được nhiệm vụ, hoạt động của các van đảo chiều, nút nhấn, công tắc hành trình, cảm biến - Lắp đặt và vận hành được các loại van. - Rèn luyện tính chủ động, tư duy khoa học, nghiêm túc trong học tập và trong công việc. Nội dung chính: I. Kiến thức lý thuyết: 1. Khái niệm: Điều khiển điện khí nén là sự kết hợp giữa khí nén và điện, dùng điện để điều khiển khí nén. Hình 5. 1. Mạch Điện khí nén. 69 2. Nút nhấn: Trong kỹ thuật điều khiển, công tắc, nút ấn thuộc phần tử đưa tín hiệu. Có các loại nút nhấn: 2.1. Nút ấn đóng thường mở: Khi chưa có tác động thì chưa có dòng điện chạy qua, khi tác động thì có dòng điện đi qua. Hình 5. 2. Nút nhấn thường mở và ký hiệu. 2.2. Nút ấn đóng thường đóng: Khi chưa có tác động thì có dòng điện chạy qua, khi tác động thì không có dòng điện đi qua. Hình 5. 3. Nút nhấn thường đóng và ký hiệu. 2.3. Nút ấn chuyển mạch sẽ chuyển trạng thái của mạch: 70 Hình 5. 4. Nút nhấn chuyển mạch và ký hiệu. Một số hình ảnh nút ấn: 2.4. Công tắc( nút nhấn duy trì): - Khi tác động vào công tắc trạng thái của công tắc thay đổi, tiếp điểm (3-4) đóng lại, cho dòng điện đi qua. Khi thôi tác động thì công tắc vẫn giữ nguyên trạng thái. Tác động vào công tắc lần nữa thì trạng thái công tắc trở về ban đầu, tiếp điểm (3-4) mở ra. Nút ấn đóng- mở Nút ấn khẩn cấp Hình 5.5. Một số hình ảnh của nút nhấn trong thực tế 71 3. Rơ le: 3.1. Rơ le đóng mạch ( công tắc tơ): Trong kỹ thuật điều khiển, Rơle được xem là phần tử xử lý tín hiệu.Có nhiều loại rơle khác nhau, tuỳ theo công dụng. Nguyên tắc hoạt động của rơle là từ trường cuộn dây. Trong quá trình đóng mở sẽ có hiện tượng tự cảm. Nguyên lý hoạt động của rơle đóng mạch được biểu diễn ở hình vẽ: Khi dòng điện vào cuộn dây cảm ứng, xuất hiện lực từ trường hút lõi sắt, trên đó có lắp các tiếp điểm. Các tiếp điểm có thể là các tiếp điểm chính để đóng mở mạch chính và các tiếp/điểm phụ để đóng mở mạch điều khiển. Rơle đóng mạch ứng dụng cho mạch có công suất lớn từ 1 kW – 500kW.. Công tắc chuyển mạch Hình 5.6. Công tắc và ký hiệu của công tắc Hình 5.7. Ký hiệu của cuộn dây và tiếp điểm công tắc tơ. 72 3.2. Rơle điều khiển ( rơle trung gian): Nguyên lý hoạt động của rơle điều khiển cũng tương tự như rơle đóng mạch, nó chỉ khác rơle đóng mạch ở chỗ là rơle điều khiển đóng mở cho mạch có công suất nhỏ và thời gian đóng, mở các tiếp điểm rất nhỏ (từ 1ms đến 10ms). 3.3. Rơle thời gian tác động muộn( Timer ON): Nguyên lý hoạt động của rơle tác động muộn tương tự như rơle thời gian tác động muộn của phần tử khí nén, điốt tương đương như van một chiều, tụ điện như bình trích chứa, biến trở R1 như van tiết lưu. Đồng thời tụ điện có nhiệm vụ giảm điện áp quá tải trong quá trình ngắt. 3.4. Rơle thời gian nhả muộn (Timer OFF): Nguyên lý hoạt động của rơle thời gian nhả muộn tương tự như rơle thời gian nhả muộn của phần tử khí nén, điốt tương đương như van một chiều, tụ điện như bìnhtrích chứa, biến trở R1 như van tiết lưu. Đồng thời tụ điện có nhiệm vụ làm giảm điện áp quá tải trong quá trình ngắt. Hình 5.8. Rơle trung gian và ký hiệu của cuộn dây và tiếp điểm Rơle trung gian Hình 5.9: Timer ON và Ký hiệu 73 Một số hình ảnh về rơle trung gian, rơle thời gian: 4. Van điện từ. Một cuộn dây khi bị tác động bởi 1 dòng điện thì trong cuộn dây đó sẽ sinh ra một dòng điện cảm ứng, từ trường được sinh ra trong ống dây và sẽ tạo ra một lực từ trường, từ trường này sẽ di chuyển lõi thép đặt trong cuộn dây. Trong quá trình đóng mở sẽ có hiện tượng tự cảm. Lực điện từ tác động làm cho trạng thái nòng van thay đổi dẫn đến thay đổi hướng di chuyển của dòng năng lượng khí nén. Rơ le thời gian Rơle trung gian Hình 5.10: Timer OFF và Ký hiệu Hình 5.11: Một số hình ảnh của Timer và Rơ le trung gian 74 4.1.Van điện từ 3/2 không duy trì ( một trạng thái): - Nguyên lý hoạt động: Khi cuộn dây van điện từ( Solenoid) có điện, trạng thái của van- Cuộn dây van điện từ có điện, lực từ sinh ra tác dụng vào ống sắt(3), kéo ống sắt từ lên, lúc này dòng khí theo khe hở nhỏ đi xuống đẩy nòng van (4) trượt xuống, làm cho cổng số 3 bị chặn lại bởi vòng đệm(5), lúc này lò xo (6) bị ép lại nên cổng số 1 sẽ thông với cổng số 2. -Ứng dụng : Hình 5.12: Ký hiệu và cấu tạo Van điện từ 3/2 không duy trì (một trạng thái) Hình 5.13: Nguyên lý hoạt động Van điện từ 3/2 không duy trì (một trạng thái) 75 + Tạo ra tín hiệu điện cho tín hiệu khí nén. + Điều khiển xy lanh tác động 1 phía. + Điều khiển động cơ khí nén. + Điều khiển van đảo chiều. 4.2. Van điện từ 5/2 không duy trì ( một trạng thái): - Cấu tạo: 1 - Hai chấu kết nối với nguồn. 2 - Hộp nam châm điện có chứa cuộn dây van điện từ. 3 - Ống sắt từ. 4 - Nòng van. 5 - Lò xo. - Nguyên lý hoạt động: Khi cuộn dây van điện từ có điện, trạng thái của van: + Cuộn dây van điện từ có điện, lực từ sinh ra tác dụng vào ống sắt từ (3), kéo ống sắt từ sang bên trái, lúc này dòng khí theo khe hở nhỏ đi xuống đẩy nòng van (4) trượt sang bên phải, ép lò xo (5) lại. + Vị trí của nòng van lúc này làm cho cổng số 1 thông với cổng số 4, dẫn khí lên, cổng số 2 thông với cổng số 3, còn cổng số 5 bị chặn. - Ứng dụng: Điều khiển xylanh tác động kép. Hình 5.14: Cấu tạo và kí hiệu Van điện từ 5/2 không duy trì (một trạng thái) Hình 5.15: Nguyên lý hoạt động Van điện từ 5/2 không duy trì (một trạng thái) 1 76 4.3. Van điện từ 5/2 duy trì ( hai trạng thái): - Cấu tạo: 1- Hai chấu kết nối với nguồn điện. 2- Nam châm điện có chứa cuộn dây van điện từ. 3- Ống sắt từ. 4- Nòng van - Nguyên lý hoạt động: Khi cuộn dây van điện từ có điện, trạng thái của van: + Cuộn dây van điện từ 14 có điện, lực từ sinh ra tác dụng vào ống sắt từ(3), kéo ống sắt từ sang bên trái, lúc này dòng khí theo khe hở nhỏ đi xuống đẩy nòng van (4) trượt sang bên phải. + Vị trí của nòng van lúc này làm cho cổng số 1 thông với cổng số 4, dẫn khí lên, cổng số 2 thông với cổng số 3, còn cổng số 5 bị chặn. - Ứng dụng : + Điều khiển xy lanh tác động 2 phía. + Ưu điểm khi sử dụng xy lanh tác động đơn là cơ cấu kẹp thì nguồn điện cung cấp cho van điện từ loại này không cần phải duy trì trong suốt thời gian kẹp. 5. Công tắc hành trình: 5.1. Công tác hành trình điện – Cơ: Hình 5.16: Ký hiệu và cấu tạo Van điện từ 5/2 duy trì (hai trạng thái) Hình 5.17: Nguyên lý hoạt động Van điện từ 5/2 duy trì (hai trạng thái) 77 Nguyên lý hoạt động của công tắc hành trình điện - cơ được biểu diễn trong hình Hình 5.18 .Công tắc hành trình điện – cơ và ký hiệu. Khi con lăn chạm cữ hành trình thì tiếp điểm 1 nối với 4. Cần phân biệt các trường hợp công tắc thường đóng và thường mở khi lắp công tắc hành trình điện - cơ trong mạch. Một số hình ảnh của công tắc hành trình. 5.2. Công tắc hành trình nam châm ( công tắc lưỡi gà): Công tắc hành trình nam châm thuộc loại công tắc hành trình không tiếp xúc. - Hai lò xo lá còn gọi là lưỡi gà được gắn trong một ống nhỏ. Với 2 đầu của 2 lá này xếp chồng lên nhau và gần chạm nhau. - Khi từ trường đi qua ống, lưỡi gà có 2 cực đối nghịch nhau tiếp xúc lại với nhau, công tắc lưỡi gà tác động không cần tiếp xúc vật lý. - Công tắc lưỡi gà được điền đầy khí vào trong ống chứa để hạn chế mài mòn và bụi. Các lưỡi gà chồng lên nhau thường là dạng phẳng đển giảm điện trở tiếp xúc. Vì vậy công tác lưỡi gà có thời gian hoạt động dài khoảng 100 triệu lần làm việc. Hình 5.19: Một số hình ảnh về công tắc hành trình 78 Trong hệ thống khí nén, các công tắc lưỡi gà thường được gắn trên vỏ của xy lanh có từ để làm công tắc hành trình cho việc điều khiển hệ thống khí nén. Khi piston di chuyển ngang qua công tắc lưỡi gà thì sẽ đóng tiếp điểm lại và cho dòng điện đi qua. 6. Cảm biến: 6.1. Cảm biến cảm ứng từ: - Cấu tạo: Hình 5.21. Cấu tạo cảm biến cảm ứng từ Một bộ cảm biến cảm ứng từ gồm có 4 khối chính: Hình 5.20: Công tắc hành trình nam châm 79 + Cuộn dây và lõi ferit. + Mạch dao động. + Mạch phát hiện. + Mạch đầu ra. - Nguyên lý hoạt động: Một cuộn cảm phát triển một từ trường khi một dòng điện chạy qua nó; hay nói một cách khác là một dòng điện sẽ chạy qua một mạch chứa một cuộn cảm khi từ trường xuyên qua nó thay đổi. Hiệu ứng này có thể được sử dụng để phát hiện các vật kim loại tương tác với từ trường. Các chất phi kim loại như chất lỏng hoặc một số loại bụi bẩn không tương tác với từ trường. Do đó, một cảm biến từ có thể hoạt động trong điều kiện ẩm ướt hoặc bẩn. Hình 5.22: Nguyên lý hoạt động của cảm biến cảm ứng từ Mạch dao động tạo dao động điện từ, từ trường biến thiên từ lõi sắt sẽ tác động với vật kim loại đặt trước nó. Khi có đối tượng lại gần, xuất hiện dòng điện cảm ứng chống lại sự thay đổi dòng điện, giảm biên độ tín hiệu dao động. Bộ phát hiện sẽ phát hiện sự thay đổi tín hiệu và tác động để mạch ra lên mức ON. - Ưu - nhược điểm: * Ưu điểm: + Phát hiện vật không cần phải tiếp xúc. + Không gây nhiễu cho các sóng điện từ, sóng siêu âm. + Tốc độ đáp ứng nhanh. + Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt. + Đầu cảm biến nhỏ, có thể lắp đặt ở nhiều nơi. * Nhược điểm: + Khoảng phát hiện vật còn hơi nhỏ. + Chỉ phát hiện được các vật bằng kim loại. 6.2. Cảm biến điện dung: Cảm biến tiệm cận điện dung tương tự như cảm biến điện cảm, điểm khác nhau chính đó là cảm biến tiệm cận điện cảm sinh ra vùng tĩnh điện thay vì vùng từ điện như cảm biến tiện cận điện cảm. - Cấu tạo: 80 Hình 5.23. Cấu tạo cảm biến tiệm cận điện dung Cảm biến tiệm cận điện dung gồm bốn bộ phận chính: + Cảm biến (các bản cực cách điện). + Mạch dao động. + Bộ phát hiện. + Mạch đầu ra. - Nguyên lý hoạt động: Trong cảm biến tiệm cận điện dung có bộ phận làm thay đổi điện dung C của các bản cực. Nguyên lí hoạt động cơ bản của cảm biến điện dung dựa trên việc đánh giá sự thay đổi điện dung của tụ điện.Bất kì vật nào đi qua trong vùng nhạy của cảm biến điện dung thì điện dung của tụ điện tăng lên.Sự thay đổi điện dung này phụ thuộc vào khoảng cách, kích thước và hằng số điện môi của vật liệu. Bên trong có mạch dùng nguồn DC tạo dao động cho cảm biến dòng, cảm biến dòng sẽ đưa ra một dòng điện tỉ lệ với khoảng cách giữa 2 tấm cực - Ưu - nhược điểm: * Ưu điểm: + Đối tượng phát hiện có thể là chất lỏng, vật liệu phi kim. + Tốc độ chuyển mạch tương đối nhanh + Có thể phát hiện các đối tượng có kích thước nhỏ. + Phạm vi cảm nhận lớn. + Đầu cảm biến nhỏ, có thể lắp đặt ở nhiều nơi. * Nhược điểm: Chịu ảnh hưởng của bụi và độ ẩm. 6.3. Cảm biến quang điện: Nguyên tắc hoạt động của cảm biến quang gồm hai phần: - Bộ phận phát. - Bộ phận nhận(thu). Bộ phận phát sẽ phát đi tia hồng ngoại bằng điốt phát quang, khi gặp vật chắn, tia hồng ngoại sẽ phản hồi lại vào bộ phận nhận. Như vậy, ở bộ phận nhận, tia hồng ngoại 81 phản hồi sẽ được xử lý trong mạch và cho tín hiệu ra sau khi khuếch đại. Hình 5.24. Cấu tạo cảm biến quang phản xạ khuếch tán II. Thực hành: 1. Công tác chuẩn bị: 1.1. Nghiên cứu sơ đồ mạch: - Mạch điện sử dụng công tắc hành trình: Mạch điện – khí nén dùng cảm biến để giới hạn hành trình của piston: Hình 5.25. Mạch điện khí nén dùng công tắc hành trình cơ 82 2 1 3 Y 0V +24V PB K1 K1 K1 k K2 Y A1 A1 K2 1 2 5 2 5 1  Nguyên lý hoạt động: Nhấn nút nhấn PB, cuộn dây của van điện từ có điện làm piston A duỗi ra, cuối hành trình thì tác động lên A1 làm van điện từ mất điện nên nòng van tự phục hồi làm cho piston A thụt vào. 1.2. Lựa chọn thiết bị: - Bộ nguồn 24V. - Bộ công tắc. - Bộ rơle trung gian. - Van điện từ 3/2. - Xy lanh tác động đơn. - Công tắc hành trình. 1.3. Vật tư: - Ống dẫn khí. - Dây điện. 2. Trình tự thực hiện: 2.1. Lựa chọn thiết bị, kiểm tra thiết bị: Kiểm tra van điên từ, rơ le trung gian (đã học ở phần Điện khí nén).Kiểm tra cảm biến điện dung: cấp nguồn cho cảm biến và cho cảm biến nhận biết kim loại, phi kim nếu ngỏ ra cảm biến được nối với đèn, đèn sáng là cảm biến tốt. Kiểm ra cảm biến điện cảm cũng tương tự, nhưng cảm biến điện cảm chỉ phát hiện kim loại. 2.2. Bố trí thiết bị: Hình 5.26. Mạch điện khí nén dùng cảm biến 83 Lắp thiết bị phải chắc chắn, các thiết bị lắp đặt gọn đẹp, công tác hành trình và cảm biến mắc sao cho hợp lý, đấu dây và sửa chữa đượcdễ dàng. 2.3. Đấu mạch điện – khí nén: - Lắp mạch động lực: - Lắp mạch điều khiển dùng công tắc hành trình. 2.4. Kiểm tra mạch: - Kiểm tra dây dẫn khí phải được nối từ nguồn đến cổng 1 và từ cổng 2 của van điện từ nối lên xy lanh. - Dùng Vom để thang đo điện trở để kiểm tra mạch điều khiển. 2.5. Cấp nguồn cho mạch vận hành: Sau khi mạch điện khí nén dùng công tắc hành trình hoạt động tốt ta, ta thay công tắc hành trình bằng cảm biến để giới hạn hành trình của piston. Từ đó so sánh tác dụng của công tắc hành trình bằng cơ và cảm biến. CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 4 1. Vẽ ký hiệu và trình bày nguyên lý hoạt động của rơ le trung gian, Timer ON, Timer OFF? 2. Trình bày nguyên lý hoạt động, đặc điểm, của cảm biến điện dung, điện cảm,cảm biến quang? 3. Trình bày trình tự lắp đặt một mạch điện khí nén? BÀI 5: LẮP ĐẶT MẠCH MÁY DẬP Giới thiệu: Sau khi học xong bài học này, người học có khả năng lắp đặt mạch máy dập trên mô hình. Mục tiêu: 84 - Biết được yêu cầu kỹ thuật. - Trình bày được nguyên lý hoạt động của Máy dập tự động. - Lắp đặt và vận hành mạch Điện- khí nén của Máy dập tự động đúng yêu cầu kỹ thuật. - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. - Có ý thức kỹ luật, phát huy tính sáng tạo trong công việc. Nội dung chính: 1. Kiến thức lý thuyết: Yêu cầu kỹ thuật: Lúc đầu đầu dập ở vị trí chờ, khi đưa chi tiết cần dập vào ta nhấn Start, đầu dập tịnh tiến ra chậm dập chi tiết. Dập xong ( tác động công tắc hành trình A1 ) đầu dập tự động thụt vào nhanh, kết thúc hành trình. Trong quá trình dập, nếu nhấn Stop , đầu dập thụt vào ngay. - Sơ đồ hành trình bước: - Sơ đồ mạch động lực: Hình 6. 1. Sơ đồ mạch động lực máy Dập - Sơ đồ mạch điều khiển. 85 Hình 6. 2. Sơ đồ mạch điều khiển Máy Dập. Nguyên lý hoạt động: Nhấn nút Start, cuộn hút K có điện, tiếp điểm thường mở K lại để duy trì và cấp điện cho Y , xy lanh A duỗi ra để dập chi tiết. Cuối hành trình tác động A1 thì K mất điện, các tiếp điểm của K được phục hồi nên Y mất điện, do lực đàn hồi của lò xo làm vị trí nòng van dịch chuyển về vị trí ban đầu nên piston A thụt vào.( piston duỗi ra chậm, thụt vào nhanh nhờ van tiết lưu một chiều). Trong quá trình piston duỗi ra để dập. Muốn dừng ta nhấn Stop thì piston thụt vào ngay. 2. Công tác chuẩn bị: 2.1. Nghiên cứu sơ đồ mạch. - Phân tích sơ đồ mạch. - Xác định cách thức lắp đặt mạch. 2.2. Thiết bị: - Van điện từ 5/2 không duy trì. - Xy lanh tác động kép. - Nút nhấn. - Rơ le . - Van tiết lưu một chiều. 2.3. Vật tư: - Ống dẫn khí nén. 86 - Dây điện. 2.4. Dụng cụ: VOM, tuốt nơ vít. Bảng dụng cụ, thiết bị, vật tư cho 1 nhóm STT DỤNG CỤ - THIẾT BỊ - VẬT TƯ ĐƠN VỊ SỐ LƯỢNG GHI CHÚ 1 Xy lanh tác động kép. Cái 01 2 Van tiết lưu một chiều. Cái 01 3 Van điện từ 5/2 không duy trì. Cái 01 4 Nút nhấn Bộ 01 5 Rơle trung gian Bộ 01 6 Công tắc hành trình Cái 01 7 Dây điện Sợi 10 8 Dây dẫn khí m 01 9 Kéo cắt ống dẫn khí nén Cái 01 10 Đồng hồ vạn năng (VOM) Cái Cái 01 Bảng 6. 1. Bảng dụng cụ, thiết bị, vật tư cho 1 nhóm. 3. Trình tự thực hiện: 3.1. Lựa chọn, kiểm tra các phần tử: - Nút nhấn: 2 cái. - Công tắc hành trình: 1 cái. - Rơ le trung gian: 1 cái. - Xy lanh tác động kép : 1 cái. - Van tiết lưu một chiều : 1 cái. - Van điện từ 5/2 : 1 cái. Cách kiểm tra nút nhấn và rơ le trung gian thực hiện như đã học ở môn thực hành trang bị điện. Cách kiểm tra van điện từ: + Dùng VOM để thang đo điện trở- đo cuộn hút của van điện từ. + Cấp điện cho cuộn hút của van và cấp khí cho van để kiểm tra sự điều khiển dòng khí nén của van. 3.2. Bố trí thiết bị: Các thiết bị bố trí trên bảng mạch phải đảm bảo chắc chắn, gọn đẹp đồng thời dễ đi dây và sửa chữa. 87 3.3. Lắp đặt mạch: - Lắp mạch động lực: Nguồn khí vào cổng 1, khí ra ở các cổng chẳn. - Lắp mạch điều khiển: + Lắp điểm dây âm trước. + Lắp từ trên xuống, từ trái sang phải theo từng nhánh. 3.4. Kiểm tra mạch: Dùng VOM để kiểm tra mạch điện điều khiển: - Đặt thang đo điện trở x1 ( hoặc x 10) - Đặt 2 đầu VOM vào 2 đầu cấp nguồn của mạch. - Nhấn S1, đo được điện trở Y song somg với Kiểm tra mạch động lực: Kiểm tra các ống dẫn khí nối cổng vào ra của van điện từ đến xy lanh. 3.5. Vận hành mạch: Cấp nguồn khí nén, điện. - Nhấn Start để cho mạch hoạt động. - Nhấn Stop để dừng mạch khi cần. Bảng quy trình lắp đặt mạch Máy Dập. TT NỘI DUNG THỰC HIỆN YÊU CẦU KỸ THUẬT DỤNG CỤ CHÚ Ý 1 Lựa chọn, kiểm tra các phần tử - Xy lanh đảm bảo yêu cầu công nghệ. - Dây dẫn khí đảm bảo điều kiện áp suất giới hạn. - Uđmtb = Unguồn. - Dây dẫn đúng màu sắc và yêu cầu kỹ thuật. - Van điện từ: Đảm bảo điều khiển được khí nén. VOM Cẩn thận Chính xác 2 Bố trí thiết bị - Dễ đấu dây- vận hành – sửa chữa. - Công tắc hành trình, đặt đúng vị trí, đúng chiều tác động. Tuốc nơ vít. Chắc chắn, Thẩm mỹ 3 Đấu dây :  Mạch động lực.  Mạch điều khiển. Đúng sơ đồ mạch, đảm bảo chắc chắn, thẩm mỹ, đúng trình tự: - Nối dây dẫn khí từ xy lanh đến cổng ra của van điện từ. - Nối dây dẫn khí từ cổng 1 đến bộ chia nguồn. - Đi dây âm. - Đi theo từng nhánh từ trên xuống dưới, từ nhánh 1 cho đến nhánh cuối cùng. Kéo cắt ống dẫn khí Kèm. Tuốc nơ vít. Cẩn thận Chính xác Thẩm mỹ. 88 4 Kiểm tra mạch :  Mạch điều khiển.  Mạch động lực. Mạch hoạt động đúng yêu cầu: - Kiểm tra mạch điều khiển hoạt động theo đúng hành trình. - Kiểm tra các ống dẫn khí nối cổng vào ra của van điện từ đến xy lanh. VOM Cẩn thận, Chính xác 5 Vận hành mạch . Chính xác, đúng thao tác. VOM ( đo nguồn) An toàn cho người và thiết bị Bảng 6. 2. Bảng quy trình lắp đặt mạch Máy Dập. 4. Các sai hỏng thường gặp- nguyên nhân và cách khắc phục: TT HIỆN TƯỢNG NGUYÊN NHÂN CÁCH KHẮC PHỤC 1 Nhấn nút nhấn mạch điều khiển không có điện - Lắp nhầm tiếp điểm thường đóng sang thường mở của công tắc hành trình. - Các đầu nối không tiếp xúc tốt. -Lắp tiếp điểm thường đóng của công tắc hành trình. - Đo kiểm, nối lại. 2 Nhấn nút nhấn piston không duỗi ra, buông nút nhấn piston thụt vào ngay. Mạch không duy trì. Lắp duy trì cho K Bảng 6. 3. Bảng các sai hỏng thường gặp- nguyên nhân và cách khắc phục CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 5 Thiết kế mạch điện khí nén: Máy Dập hoạt động lặp lại liên tục? BÀI 6: LẮP ĐẶT MẠCH MÁY LẮP RÁP Giới thiệu: Sau khi học xong bài học này, người học có khả năng lắp đặt mạch máy lắp ráp trên mô hình. 89 Mục tiêu: - Mô được yêu cầu công nghệ và Thiết kế được mạch điện khí nén của Máy lắp ráp tự động - Lắp đặt, kiểm tra và vận hành mạch Điện – khí nén của Máy lắp ráp đúng yêu cầu kỹ thuật, thời gian và đảm bảo an toàn. - Có ý thức kỷ luật, phát huy tính sáng tạo trong công việc. Nội dung chính: 1. Kiến thức lý thuyết: Yêu cầu kỹ thuật: Ấn nút Start, chi tiết (1) được lắp vào chi tiết (2) bằng piston A với tốc độ chậm. Sau đó chi tiết (3) được lắp vào chi tiết (1)và (2) bằng piston B với tốc độ chậm. Thì Piston A thụt vào nhanh , sau đó Piston B thụt vào nhanh. Quá trình lặp lại cho đến khi ấn lại Start, mạch hoạt động hết hành trình thì dừng. - Sơ đồ hành trình bước: Nguyên lý hoạt động: Nguyên tắc thiết kế mạch điều khiển theo tầng là chia các bước thực hiện có cùng chức năng thành từng tầng riêng. Phần tử cơ bản của điều khiển theo tầng là phần tử Rơ - le. Khi mới cấp nguồn cho mạch thì tầng cuối có nguồn. Nhấn Start thì tầng đầu tiên (tầng 1) có nguồn, tầng cuối mất nguồn và khi mạch hoạt động xong tầng 1, sẽ chuyển nguồn sang tầng kế tiếp. Lúc này tầng 2 có nguồn và tầng 1 mất nguồn. Quá trình diễn ra tuần tự cho đến tầng cuối thì dừng. Nếu chu kỳ tự động lặp lại thì mạch tự động chuyển từ tầng cuối sang tầng 1. Cách thiết kế như sau:( số rơle = (số tầng – 1)) hay (số rơle = số tầng ). - Dựa vào đề bài ta quy ước: piston duỗi ra thì “+”, thụt vào” –“ - Phân tầng ( trong một tầng không có ký tự trùng nhau). - Vẽ hành trình hoạt động chi tiết của mạch. Vẽ mạch động lực. - Vẽ cuộn dây của rơle và van điện từ, nối dây 0V cho các cuộn dây. - Dựa vào hành trình hoạt động ta thiết kế mạch điều khiển, bắt đầu từ nút nhấn và lần lược cho đến hết hành trình. Mạch điều khiển 2 tầng: ( số rơle = (số tầng – 1)) 90 0V +24V K S K K T2 K T1 E2 E1 1 2 3 4 2 3 4 Hình 7. 1. Mạch tổng quát điều khiển điện khí nén với số rơle = (số tầng – 1) - Sơ đồ hành trình hoạt động tuần tự: - Sơ đồ mạch điện – khí nén: 91 Hình 7. 2. Mạch điều khiển máy lắp ráp. Nguyên lý hoạt động: Cấp nguồn cho mạch, tấng 2 ( T2) có điện, cuộn dây van điện từ A – , B - có điện. Nhấn nút START, K có điện, tiếp điểm thường đóng K mở ra, tầng 2 mất điện và tiếp điểm thường mở K đóng lại để duy trì và cấp điện cho tầng 1. A + có điện, piston A duỗi ra, đến cuối hành trình thì cảm biến A1 tác động cấp điện cho B +, piston B duỗi ra đến cuối hành trình thì tác động vào B1 làm K mất điện các tiếp điểm của K được phục hồi. Tầng 1 mất điện và tầng 2 có điện, cấp điện cho A -, piston A thụt vào, đến cuối hành trình thì cảm biến A0 tác động cấp điện cho B -, piston B thụt vào. Kết thúc một chu trình hoạt động và bắt đầu một chu trình mới cho đến khi nhấn lại Start mạch hoạt động hết chu trình thì dừng. 2. Công tác chuẩn bị: 2.1. Nghiên cứu sơ đồ mạch. - Phân tích sơ đồ mạch. - Xác định cách thức lắp đặt mạch. 2.2. Thiết bị: Các phần tử điện khí nén: - Van điện từ 5/2 duy trì. - Xy lanh tác động kép. - Công tắc, Rơ le. - Công tắc hành trình, Cảm biến. - Van tiết lưu một chiều. 2.3. Vật tư: - Ống dẫn khí nén. - Dây điện. 92 2.4. Dụng cụ: VOM, tuốt nơ vít. 3. Trình tự thực hiện: 3.1. Lựa chọn, kiểm tra các phần tử: - Nút nhấn: 2 cái. - Rơ le trung gian: 1 cái. - Xy lanh kép : 2 cái. - Van điện từ 5/2 : 2 cái. - Cảm biến : 2 cái. - Công tắc hành trình điện : 2 cái. Cách kiểm tra nút nhấn và rơ le trung gian thực hiện như đã học ở môn thực hành trang bị điện. Cách kiểm tra van điện từ: + Dùng VOM để thang đo điện trở- đo cuộn hút của van điện từ. + Cấp điện cho cuộn hút của van và cấp khí cho van để kiểm tra sự điều khiển dòng khí nén của van. Bảng Dụng cụ, thiết bị, vật tư cho 1 nhóm. STT DỤNG CỤ - THIẾT BỊ - VẬT TƯ ĐƠN VỊ SỐ LƯỢNG GHI CHÚ 1 Xy lanh tác động kép. Cái 02 2 Van tiết lưu một chiều. Cái 02 3 Van điện từ 5/2 duy trì. Cái 02 4 Nút nhấn Bộ 01 5 Rơle trung gian Bộ 01 6 Tắc hành trình Cái 02 7 Cảm biến Con 02 8 Dây điện Sợi 20 9 Dây dẫn khí m 02 Cắt 8 đoạn 10 Đồng hồ vạn năng (VOM) Cái 01 11 Kéo cắt ống dẫn khí nén Cái 01 Bảng 7. 1. Bảng Dụng cụ, thiết bị, vật tư cho 1 nhóm. 3.2. Bố trí thiết bị: 93 Các thiết bị bố trí trên bảng mạch phải đảm bảo chắc chắn, gọn đẹp đồng thời dễ đi dây và sửa chữa. 3.3. Lắp đặt mạch: - Lắp mạch động lực:Nguồn khí vào cổng 1, khí ra ở các cổng chẳn. - Lắp mạch điều khiển: + Lắp điểm dây âm trước. + Lắp từ trên xuống, từ trái sang phải. 3.4. Kiểm tra mạch: Dùng VOM để kiểm tra mạch điện điều khiển: - Đặt thang đo điện trở x1 ( hoặc x 10) - Đặt 2 đầu VOM vào 2 đầu cấp nguồn của mạch, đo được điện trở A- , - Nhấn START, đo được điện trở K. Kiểm tra mạch động lực: Kiểm tra các ống dẫn khí nối cổng vào ra của van. 3.5. Vận hành mạch: Cấp nguồn khí nén, điện. - Nhấn START để cho mạch hoạt động. - Nhấn ( Mở) STAR để dừng mạch. Bảng quy trình lắp đặt mạch Máy Lắp Ráp TT NỘI DUNG THỰC HIỆN YÊU CẦU KỸ THUẬT DỤNG CỤ CHÚ Ý 1 Lựa chọn, kiểm tra các phần tử - Xy lanh đảm bảo yêu cầu công nghệ. - Dây dẫn khí đảm bảo điều kiện áp suất giới hạn. - Uđmtb = Unguồn. - Dây dẫn đúng màu sắc và yêu cầu kỹ thuật. - Van điện từ: Đảm bảo điều khiển được khí nén. VOM Cẩn thận Chính xác 2 Bố trí thiết bị - Dễ đấu dây- vận hành – sửa chữa. - Công tắc hành trình, đặt đúng vị trí, đúng chiều tác động. Tuốc nơ vít. Chắc chắn, Thẩm mỹ 3 Đấu dây :  Mạch động lực.  Mạch điều khiển. Đúng sơ đồ mạch, đảm bảo chắc chắn, thẩm mỹ, đúng trình tự: - Nối dây dẫn khí từ xy lanh đến cổng ra của van điện từ. - Nối dây dẫn khí từ cổng 1 đến bộ chia nguồn. - Đi dây âm. - Đi theo từng nhánh từ trên xuống dưới, từ nhánh 1 cho đến nhánh cuối Kéo cắt ống dẫn khí Kèm. Tuốc nơ vít. Cẩn thận Chính xác Thẩm mỹ. 94 cùng. 4 Kiểm tra mạch :  Mạch điều khiển.  Mạch động lực. Mạch hoạt động đúng yêu cầu: - Kiểm tra mạch điều khiển hoạt động theo đúng hành trình. - Kiểm tra các ống dẫn khí nối cổng vào ra của van điện từ đến xy lanh. VOM Cẩn thận, Chính xác 5 Vận hành mạch . Chính xác, đúng thao tác. VOM ( đo nguồn) An toàn cho người và thiết bị Bảng 7. 4. Bảng quy trình lắp đặt mạch Máy Lắp Ráp. 4. Các sai hỏng thường gặp- nguyên nhân và cách khắc phục: TT HIỆN TƯỢNG NGUYÊN NHÂN CÁCH KHẮC PHỤC 1 Nhấn nút nhấn mạch điều khiển không có điện - Lắp nhầm tiếp điểm thường đóng sang thường mở của công tắc hành trình. - Các đầu nối không tiếp xúc tốt. -Lắp tiếp điểm thường đóng của công tắc hành trình. - Đo kiểm, nối lại. 2 Nhấn nút nhấn piston không duỗi ra, buông nút nhấn piston thụt vào ngay. Mạch không duy trì. Lắp duy trì cho K Bảng 7. 5. Bảng các sai hỏng thường gặp- nguyên nhân và cách khắc phục CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 6 1/ Thiết kế mạch điện khí nén hoạt động theo tuần tự sau: A+ B+ B- A-? 2/ Thiết kế mạch điện khí nén hoạt động theo tuần tự sau: A+ B- B+ A+? 3/ Thiết kế mạch điện khí nén hoạt động theo tuần tự sau: A- B+ B- A+? 4/ Thiết kế mạch điện khí nén hoạt động theo tuần tự sau: A- B+ A+ B-? BÀI 7: LẮP ĐẶT MẠCH MÁY KHOAN Giới thiệu: 95 Sau khi học xong bài học này, người học có khả năng lắp đặt mạch máy khoan trên mô hình. Mục tiêu: - Mô được yêu cầu công nghệ và Thiết kế được mạch điện khí nén của Máy khoan - Lắp đặt, kiểm tra và vận hành mạch Điện – khí nén của Máy khoan đúng yêu cầu kỹ thuật, thời gian và đảm bảo an toàn. - Có ý thức kỷ luật, phát huy tính sáng tạo trong công việc. Nội dung chính: 1. Kiến thức lý thuyết: Yêu cầu kỹ thuật: Ấn nút duy trì Start, piston A duỗi ra chậm kẹp chi tiết, kẹp chặt chạm công tắc hành trình A1, A1 điều khiển piston B (điều khiển cần khoan) duỗi ra chậm khoan chi tiết, khoan xong công tắc hành trình b1 tác động, b1 điều khiển piston B thụt vào nhanh gặp công tắc hành trình B0 , B0 tác động điều khiển piston A thụt vào nhanh để lấy chi tiết ra. Quá trình lặp cho đến khi mở nút nhấn Start, thì mạch hoạt động hết chu trình thì dừng. Ấn nút Set thì Piston A,B luôn thụt vào bất kỳ ở vị trí nào. Hình 8. 1. Máy khoan. -Sơ đồ hành trình bước: 96 - Sơ đồ hành trình hoạt động tuần tự: - Sơ đồ mạch điện – khí nén: 97 Hình 8. 2. Mạch điều khiển máy Khoan. Nguyên lý hoạt động: Cấp nguồn cho mạch, tấng 2 ( T2) có điện, cuộn dây van điện từ A – , B - có điện. Nhấn nút START, K có điện, tiếp điểm thường đóng K mở ra, tầng 2 mất điện và tiếp điểm thường mở K đóng lại để duy trì và cấp điện cho tầng 1. A + có điện, piston A duỗi ra, đến cuối hành trình thì cảm biến A1 tác động cấp điện cho B +, piston B duỗi ra đến cuối hành trình thì tác động vào B1 làm K mất điện các tiếp điểm của K được phục hồi. Tầng 1 mất điện và tầng 2 có điện, cấp điện cho B -, piston B thụt vào, đến cuối hành trình thì cảm biến B0 tác động cấp điện cho A -, piston A thụt vào. Kết thúc một chu trình hoạt động và bắt đầu lặp lại cho đến khi nhấn lại vào nút Start, mạch hoạt động hết chu trình thì dừng. Trong quá trình hoạt động, nếu có sự cố thì ta nhấn SET thì K một bị cắt điện nên tầng 1 mất điện và tầng 2 có điện, piston A,B luôn thụt vào bất kỳ đang ở vị trí nào. 2. Công tác chuẩn bị: 2.1. Nghiên cứu sơ đồ mạch. - Phân tích sơ đồ mạch. - Xác định cách thức lắp đặt mạch. 2.2. Thiết bị: Các phần tử điện khí nén: - Van điện từ 5/2 duy trì. - Xy lanh tác động kép. - Công tắc. 98 - Rơ le . - Van tiết lưu một chiều. 2.3. Vật tư: - Ống dẫn khí nén. - Dây điện. 2.4. Dụng cụ: VOM, tuốt nơ vít. Bảng dụng cụ, thiết bị, vật tư cho 1 nhóm. STT DỤNG CỤ - THIẾT BỊ - VẬT TƯ ĐƠN VỊ SỐ LƯỢNG GHI CHÚ 1 Xy lanh tác động kép. Cái 02 2 Van tiết lưu một chiều. Cái 02 3 Van điện từ 5/2 duy trì. Cái 02 4 Nút nhấn Bộ 01 5 Rơle trung gian Bộ 01 6 Tắc hành trình Cái 02 7 Cảm biến Con 02 8 Dây điện Sợi 20 9 Dây dẫn khí m 02 Cắt 8 đoạn 10 Đồng hồ vạn năng (VOM) Cái 01 11 Kéo cắt ống dẫn khí nén Cái 01 Bảng 8. 1. Bảng dụng cụ, thiết bị, vật tư cho 1 nhóm 3. Trình tự thực hiện: 3.1. Lựa chọn, kiểm tra các phần tử: - Nút nhấn: 2 cái. - Rơ le trung gian: 1 cái. - Van điện từ 5/2 : 1 cái. Cách kiểm tra nút nhấn và rơ le trung gian thực hiện như đã học ở môn thực hành trang bị điện. Cách kiểm tra van điện từ: + Dùng VOM để thang đo điện trở- đo cuộn hút của van điện từ. + Cấp điện cho cuộn hút của van và cấp khí cho van để kiểm tra sự điều khiển dòng khí nén của van. 3.2. Bố trí thiết bị: 99 Các thiết bị bố trí trên bảng mạch phải đảm bảo chắc chắn, gọn đẹp đồng thời dễ đi dây và sửa chữa. 3.3. Lắp đặt mạch: - Lắp mạch động lực: Nguồn khí vào cổng 1, khí ra ở các cổng chẳn. - Lắp mạch điều khiển: + Lắp điểm dây âm trước. + Lắp từ trên xuống, từ trái sang phải. 3.4. Kiểm tra mạch: Dùng VOM để kiểm tra mạch điện điều khiển: - Đặt thang đo điện trở x1 ( hoặc x 10) - Đặt 2 đầu VOM vào 2 đầu cấp nguồn của mạch, đo được điện trở A- , -Nhấn START, đo được điện trở K. Kiểm tra mạch động lực: Kiểm tra các ống dẫn khí nối cổng vào ra của van. 3.5. Vận hành mạch: Cấp nguồn khí nén, điện. - Nhấn START để cho mạch hoạt động. - Nhấn SET nếu mạch gặp sự cố. - Nhấn( Mở) STAR để dừng mạch. Bảng quy trình lắp đặt mạch Máy Khoan TT NỘI DUNG THỰC HIỆN YÊU CẦU KỸ THUẬT DỤNG CỤ CHÚ Ý 1 Lựa chọn, kiểm tra các phần tử - Xy lanh đảm bảo yêu cầu công nghệ. - Dây dẫn khí đảm bảo điều kiện áp suất giới hạn. - Uđmtb = Unguồn. - Dây dẫn đúng màu sắc và yêu cầu kỹ thuật. - Van điện từ: Đảm bảo điều khiển được khí nén. VOM Cẩn thận Chính xác 2 Bố trí thiết bị - Dễ đấu dây- vận hành – sửa chữa. - Công tắc hành trình, đặt đúng vị trí, đúng chiều tác động. Tuốc nơ vít. Chắc chắn, Thẩm mỹ 3 Đấu dây :  Mạch động lực.  Mạch điều Đúng sơ đồ mạch, đảm bảo chắc chắn, thẩm mỹ, đúng trình tự: - Nối dây dẫn khí từ xy lanh đến cổng ra của van điện từ. - Nối dây dẫn khí từ cổng 1 đến bộ chia nguồn. - Đi dây âm. - Đi theo từng nhánh từ trên xuống Kéo cắt ống dẫn khí Kèm. Tuốc nơ vít. Cẩn thận Chính xác Thẩm mỹ. 100 khiển. dưới, từ nhánh 1 cho đến nhánh cuối cùng. 4 Kiểm tra mạch :  Mạch điều khiển.  Mạch động lực. Mạch hoạt động đúng yêu cầu: - Kiểm tra mạch điều khiển hoạt động theo đúng hành trình. - Kiểm tra các ống dẫn khí nối cổng vào ra của van điện từ đến xy lanh. VOM Cẩn thận, Chính xác 5 Vận hành mạch. Chính xác, đúng thao tác. VOM ( đo nguồn) An toàn cho người và thiết bị Bảng 8. 6. Bảng quy trình lắp đặt mạch Máy Khoan. 4. Các sai hỏng thường gặp- nguyên nhân và cách khắc phục: TT HIỆN TƯỢNG NGUYÊN NHÂN CÁCH KHẮC PHỤC 1 Nhấn nút nhấn mạch điều khiển không có điện - Lắp nhầm tiếp điểm thường đóng sang thường mở của công tắc hành trình. - Các đầu nối không tiếp xúc tốt. -Lắp tiếp điểm thường đóng của công tắc hành trình. - Đo kiểm, nối lại. 2 Nhấn nút nhấn piston không duỗi ra, buông nút nhấn piston thụt vào ngay. Mạch không duy trì. Lắp duy trì cho K Bảng 8. 7. Bảng các sai hỏng thường gặp- nguyên nhân và cách khắc phục CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 7. Thiết kế mạch điện khí nén hoạt động theo tuần tự sau: A- B+ B- A+ Thiết kế mạch điện khí nén hoạt động theo tuần tự sau: A+ B+ C+ A- B- C- BÀI 8: LẮP ĐẶT MẠCH MÁY KHOAN DOA Giới thiệu: Sau khi học xong bài học này, người học có khả năng lắp đặt mạch máy khoan doa trên mô hình. 101 Mục tiêu: - Mô được yêu cầu công nghệ và Thiết kế được mạch điện khí nén của Máy khoan-Doa - Lắp đặt, kiểm tra và vận hành mạch Điện – khí nén của Máy khoan- Doa đúng yêu cầu kỹ thuật, thời gian và đảm bảo an toàn. - Rèn luyện tính chủ động, tư duy khoa học, nghiêm túc trong học tập và trong công việc. Nội dung chính: 1. Kiến thức lý thuyết: Yêu cầu kỹ thuật: Sau khi ấn nút Start, chi tiết bắt đầu khoan bởi xy lanh A. Cuối hành trình xy lanh B dũi ra đẩy chi tiết sang vị trí doa, khi doa xong lổ, xy lanh C thụt vào. Kế tiếp kế tiếp piston B thụt vào để trở về vị trí của đầu khoan và cuối hành trình chi tiết được thao ra bằng tay. - Sơ đồ hành trình bước: Mạch điều khiển 3 tầng: Cách1: Phương pháp số rơle = (số tầng – 1). Mạch 3 tầng ta sử dụng 2 rơ le trung gian, ta có 2 cách khống chế rơle: - Nhấn PB: Các rơ le lần lượt có điện để cấp nguồn cho các tầng, khi đến tầng (n-1) thì tất cả các rơ le cùng mất điện: K1 có điện, sau khi hoạt động xong tầng 1 thì K2 có điện. Hoạt động xong tầng 2 thì K1, K2 cùng mất điện. 102 +24V 0V PB K1 K2 E1 K1 T3 K1 K1 E2 K2 E3 K1 K2 T1 K2 T2 1 2 3 5 7 2 3 5 7 4 6 5 Hình 9. 1 Mạch tổng quát điều khiển điện khí 3 tầng dùng phương pháp số rơle = (số tầng – 1) - Nhấn PB: Rơle 1 có điện, hoạt động xong tầng 1 thì rơ le 2 có điện làm mất điện rơ le 1. Quá trình cứ diễn ra cho đến tầng(n-1)thì không có rơ le nào có điện: K1 có điện, sau khi hoạt động xong tầng 1 thì K2 có điện, K1 mất điện. Hoạt động xong tầng 2 thì K2 mất điện.( Khống chế các rơle tương tự như phương pháp thiết kế theo nhịp). +24V 0V PB K1 K2 E1 K2 K1 T1 K2 T2 K2 E3 K1 K2 T3 K1 E2 1 2 3 4 5 6 2 5 6 4 6 1 7 Hình 9. 2. . Mạch tổng quát điều khiển điện khí 3 tầng dùng phương pháp số rơle = (số tầng – 1) Cách 2: Phương pháp số rơle = số tầng: 103 - Nhấn PB: Rơle 1 điện, hoạt động tầng 1 thì rơ le 2 điện làm mất điện rơ le 1. Quá trình diễn ra cho đến tầng n (trong mọi thời điểm chỉ có 1 rơ le có điện. Vì mỗi rơle cấp điện cho một tầng): K1 có điện, sau khi hoạt động xong tầng 1 thì K2 có điện, K1 mất điện. Hoạt động xong tầng 2 thì K3 có điện, K2 mất điện. 0V K1 +24V K2 K1 K1 T1 ON/OFF E1 K2 K3 K2 E2 K2 T2 K3 K1 K3 E3 K3 T3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 7 5 4 8 1 6 9 3 Hình 9. 3. Mạch tổng quát điều khiển điện khí 3 tầng dùng phương pháp số rơle = số tầng - Sơ đồ hành trình hoạt động: - Sơ đồ mạch động lực: - Sơ đồ mạch điều khiển: 104 A+K1 START K1 0V +24V K2 K2 K3 A- B+ C+ B- K3 K1 A1 C1 K2 K3K1 K2 K3 C0 B1A0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 13 14 2 7 5 4 8 1 6 13 3 Hình 9. 4. Mạch điều khiển máy Khoan-Doa. Nguyên lý hoạt động: Cấp nguồn cho mạch, nhấn START, K1 có điện , mở tiếp điểm thường đóng và đóng tiếp điểm thường mở , cuộn dây A+có điện nên piston A dũi ra đến cuối hành trình thì tác động vào A1 nên K2 có điện, làm mất điện K1, cuộn dây A - có điện, nên piston A thụt vào, cuối hành trình thì tác động vào A0 cấp điện cho cuộn dây B + làm piston B dũi ra, cuối hành trình thì tác động vào B1 cấp điện cho C + nên piston C duỗi ra, đến cuối hành trình tác động vào C1 cấp điện cho K3, nên K2 mất điện, các cuộn dây A-, B+, C+ mất điện vì C+ mất điện nên piston C thụt vào dưới tác dụng của lực đàn hồi của lò xo. Cuối hành trình tác động vào C0 cấp điện cho B – làm piston B thụt vào. Kết thúc một chu trình làm việc. 2. Công tác chuẩn bị: 2.1. Nghiên cứu sơ đồ mạch. - Phân tích sơ đồ mạch. - Xác định cách thức lắp đặt mạch. 2.2. Thiết bị: Các phần tử điện khí nén: - Van điện từ 5/2 duy trì. - Van điện từ 3/2 không duy trì. - Xy lanh tác động kép. -Xy lanh tác động đơn. - Công tắc. - Rơ le . 105 - Van tiết lưu một chiều. 2.3. Vật tư: - Ống dẫn khí nén. - Dây điện. 2.4. Dụng cụ: VOM, tuốt nơ vít. Bảng dụng cụ, thiết bị, vật tư cho 1 nhóm. STT DỤNG CỤ - THIẾT BỊ - VẬT TƯ ĐƠN VỊ SỐ LƯỢNG GHI CHÚ 1 Xy lanh tác động kép. Cái 02 2 Xy lanh tác động đơn Cái 01 3 Van tiết lưu một chiều. Cái 03 4 Van điện từ 5/2 duy trì. Cái 02 5 Van điện từ 5/2 không duy trì. Cái 01 6 Nút nhấn Bộ 01 7 Rơle trung gian Bộ 01 8 Công tắc hành trình Cái 03 9 Cảm biến Cái 03 10 Dây điện Sợi 24 11 Dây dẫn khí m 02 Cắt 11 đoạn 12 Đồng hồ vạn năng (VOM) Cái 01 13 Kéo cắt ống dẫn khí nén Cái 01 Bảng 9. 1. Bảng dụng cụ, thiết bị, vật tư cho 1 nhóm 3. Trình tự thực hiện: 3.1. Lựa chọn, kiểm tra các phần tử: - Van điện từ 5/2 duy trì: 2 cái. - Van điện từ 3/2 không duy trì: 1 cái. - Xy lanh tác động kép: 2 cái. - Xy lanh tác động đơn: 1 cái. - Công tắc: 2 cái. - Rơ le : 3 cái. - Van tiết lưu một chiều: 3 cái. Cách kiểm tra nút nhấn và rơ le trung gian thực hiện như đã học ở môn thực hành trang bị điện. Cách kiểm tra van điện từ: 106 + Dùng VOM để thang đo điện trở- đo cuộn hút của van điện từ. + Cấp điện cho cuộn hút của van và cấp khí cho van để kiểm tra sự điều khiển dòng khí nén của van. 3.2. Bố trí thiết bị: Các thiết bị bố trí trên bảng mạch phải đảm bảo chắc chắn, gọn đẹp đồng thời dễ đi dây và sửa chữa. 3.3. Lắp đặt mạch: - Lắp mạch động lực. - Lắp mạch điều khiển: + Lắp điểm dây âm trước. + Lắp từ trên xuống, từ trái sang phải. 3.4. Kiểm tra mạch: Dùng VOM để kiểm tra mạch điện điều khiển: - Đặt thang đo điện trở x1 ( hoặc x 10) - Đặt 2 đầu VOM vào 2 đầu cấp nguồn của mạch, đo được điện trở A- , Nhấn START, đo được điện trở K. 3.5. Vận hành mạch: Cấp nguồn khí nén, điện. - Nhấn START để cho mạch hoạt động. - Nhấn SET nếu mạch gặp sự cố. - Nhấn( Mở) STAR để dừng mạch. Bảng quy trình lắp đặt mạch Máy Khoan Doa TT NỘI DUNG THỰC HIỆN YÊU CẦU KỸ THUẬT DỤNG CỤ CHÚ Ý 1 Lựa chọn, kiểm tra các phần tử - Xy lanh đảm bảo yêu cầu công nghệ. - Dây dẫn khí đảm bảo điều kiện áp suất giới hạn. - Uđmtb = Unguồn. - Dây dẫn đúng màu sắc và yêu cầu kỹ thuật. - Van điện từ: Đảm bảo điều khiển được khí nén. VOM Cẩn thận Chính xác 2 Bố trí thiết bị - Dễ đấu dây- vận hành – sửa chữa. - Công tắc hành trình, đặt đúng vị trí, đúng chiều tác động. Tuốc nơ vít. Chắc chắn, Thẩm mỹ 3 Đấu dây :  Mạch động lực. Đúng sơ đồ mạch, đảm bảo chắc chắn, thẩm mỹ, đúng trình tự: - Nối dây dẫn khí từ xy lanh đến cổng ra của van điện từ. - Nối dây dẫn khí từ cổng 1 đến bộ chia nguồn. Kéo cắt ống dẫn khí Kèm. Tuốc nơ vít. Cẩn thận Chính xác Thẩm mỹ. 107  Mạch điều khiển. - Đi dây âm. - Đi theo từng nhánh từ trên xuống dưới, từ nhánh 1 cho đến nhánh cuối cùng. 4 Kiểm tra mạch :  Mạch điều khiển.  Mạch động lực. Mạch hoạt động đúng yêu cầu: - Kiểm tra mạch điều khiển hoạt động theo đúng hành trình. - Kiểm tra các ống dẫn khí nối cổng vào ra của van điện từ đến xy lanh. VOM Cẩn thận, Chính xác 5 Vận hành mạch. Chính xác, đúng thao tác. VOM ( đo nguồn) An toàn cho người và thiết bị Bảng 9. 8. Bảng quy trình lắp đặt mạch Máy Khoan Doa. 4. Các sai hỏng thường gặp- nguyên nhân và cách khắc phục: TT HIỆN TƯỢNG NGUYÊN NHÂN CÁCH KHẮC PHỤC 1 Nhấn nút nhấn mạch điều khiển không có điện - Lắp nhầm tiếp điểm thường đóng sang thường mở của công tắc hành trình. - Các đầu nối không tiếp xúc tốt. -Lắp tiếp điểm thường đóng của công tắc hành trình. - Đo kiểm, nối lại. 2 Nhấn nút nhấn piston không duỗi ra, buông nút nhấn piston thụt vào ngay. Mạch không duy trì. Lắp duy trì cho K Bảng 9. 9. Bảng các sai hỏng thường gặp- nguyên nhân và cách khắc phục  Mạch điều khiển cho 4 tầng: Ví dụ: Thiết kế mạch Điện khí nén hoạt động lặp lại theo trình tự sau: A- A+ B+ B-C+C- 108 Cách 1: Phương pháp số rơle = (số tầng – 1): 4 2 5 1 3 A+ A- A1A0 0V K1 +24V K2 A-K1 K1 T1 70% 4 2 5 1 3 B+ B- B1B0 70% A+ B+ B- K2 K3 K2 A0 K2 T2 A1 T1 K3 C1 K3 B1 K3 T3 4 2 5 1 3 C+ C- C1C0 70% C+ C- B0 T1 C0 PB K1 K2 K3 T4 K3 1 2 3 4 5 6 7 8 2 7 8 4 8 1 10 6 10 1 3 12 Cách 2: Phương pháp số rơle = số tầng : Hình 9.5. Mạch điều khiển điện khí 4 tầng dùng phương pháp số rơle = số tầng-1 109 4 2 5 1 3 A+ A- A1A0 0V K1 +24V K2 A-K1 K1 T1 70% 4 2 5 1 3 B+ B- B1B0 70% A+ B+ B- K2 K3 K2 A0 K2 T2 A1 T1 K3 K4 K3 B1 K3 T3 4 2 5 1 3 C+ C- C1C0 70% K4 K1 K4 C1 C+ C- K4 T3 B0 T1 C0 K3 PB 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 2 9 7 4 10 1 6 12 1 3 8 14 5 Hình 9.6. Mạch điều khiển điện khí 4 tầng dùng phương pháp số rơle = số tầng CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 8. Thiết kế mạch điện khí nén hoạt động theo tuần tự sau: 1. A+ A- B+ C+C- B- 2. A+ B+ A- B- C+C- 3. A+ B+ A- B- C+ C-D+ D- 4. A+ B+ B- A- C+C- 5. A+ B+ A- B- C+C-