Giáo trình Mô đun Lắp đặt hệ thống khí nén, thủy lực - Cơ điện tử

 trong 1 nhịp được thực hiện xong thì sẽ thông báo cho nhịp tiếp theo đồng thời sẽ xóa nhịp thực hiện trước đó.
- Tín hiệu Yn tác động (ví dụ: tín hiệu khởi động), tín hiệu điều khiển A1 có giá trị thấp, đồng thời sẽ tác động vào nhịp trước đó Zn-1 để xóa lệnh thực hiện trước đó, và chuẩn bị cho nhịp tiếp theo cùng với tín hiệu vào X1. Như vậy một khối nhịp điều khiển sẽ thực hiện các chức năng:
+ Chuẩn bị cho nhịp tiếp theo
+ Xóa các lện của nhịp trước đó
Hình 6.34: Mach logic của chuỗi điều khiển theo nhịp
+ Thực hiện lệnh của tín hiệu điều khiển
Hình 6.35: Biểu diễn đơn giản chuỗi điều khiển theo nhịp
	Trong thực tế có 3 loại khối điều khiển theo nhịp:
- Loại ký hiệu TAA.(hình vẽ 6.43): Khi cổng Yn có giá trị L, van đảo chiều (phần tử nhớ) đổi vị trí: 
+ Tín hiệu ở cổng A có giá trị L
+ Chuẩn bị cho nhịp tiếp theo bằng phần tử AND và tín hiệu X
+ Đèn tín hiệu sáng
+ Phần tử nhớ của nhịp trước đó trở về reset
- Loại ký hiệu TAB (hình vẽ 6.44): loại này thường đặt ở vị trí cuối cùng trong chuỗi điều khiển theo nhịp. Ngược lại với kiểu TAA, kiểu TAB phần tử OR nối với cổng Yn. Khi cổng L có khi nén thì toàn bộ các khối của chuỗi điều khiển (trừ khối cuối cùng) sẽ trở về vị trí ban đầu. Như vậy khối kiểu TAB có chức năng như là điều kiện để chuẩn bị khởi động. Khi cổng Yn có giá trị L, van đảo chiều đổi vị trí:
+ Tín hiệu ở cổng A có giá trị L
	+ Chuẩn bị cho nhịp tiếp theo bằng phần tử AND của tín hiệu X
	+ Đèn tín hiệu sáng
	+ Phần tử nhớ của nhịp trước đó trở về vị trí Reset
A
Hình 6.37: Khối kiểu TAB
Hình 6.36: Khối kiểu TAA
Yn
P
L
Zn
Xn
L
Zn+1
P
Yn+1
Hình 6.38: khối kiểu TAC
- Loại ký hiệu TAC (viết tắt loại C): Không có phần tử nhớ và phần tử OR. Như vậy loại 
C có chức năng là trong nhịp điều khiển tiếp theo, khi tín hiệu ở cổng X của nhịp trước đó vẫn còn giá trị L thì đèn tín hiệu vẫn còn sáng ở nhịp tiếp theo.(Hình 6.38)
Ví dụ: Thiết kế mạch điều khiển khí nén theo phương pháp điều khiển nhịp với biểu đồ trạng thái của các xylanh sau:
Xylanh B
Xylanh A
1
2
3
4
5
Bước thực hiện
Hình 6.39.Biểu đồ trạng thái của 2 xylanh
+
-
+
-
S1
S2
S4
S3
Hình 6.40. Sơ đồ mạch điều khiển khí nén 
Một số kí hiệu trong hệ thống khí nén.
1. Kí hiệu các thiết bị khí nén:
1. Bình chứa khí nén:
2. Thiết bị xử lý khí: ( Bộ bảo dưỡng)
3. Bộ lọc: 
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:
10. Van đảo chiều 3/2 thường đóng:
11. Van đảo chiều 3/2 thường mở:
12. Van đảo chiều 4/2:
13. Van đảo chiều 5/2:
14. Van điều chỉnh áp suất:
15. Van tiết lưu 2 chiều:
16. Van tiết lưu 1 chiều:
17. Nguồn khí nén:
 18. Động cơ khí nén:
Động cơ quay một chiều
Động cơ quay hai chiều
19. Máy nén khí:
2. Kí hiệu các tín hiệu tác động:
2.1. Tác động do con người:
2.2. Tác động bằng cơ khí:
2.3. Tác động bằng khí nén:
2.4. Tác động bằng nam châm điện:
CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 6
Hãy thiết kế mạch điều khiển khí nén hoạt động lặp lại theo tuần tự sau:
1. A + B + A – B - 
2. A + B - A –B +
4. A + B + C+ B– C- A-
3. A + A – B + B–
5. A + A + B + C+ C- B-
6. A + A – B + B– C+ C
7. A+ A- B+ C- C+ D+ D- B –
BÀI 7
LẮP ĐẶT MẠCH MÁY DẬP ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ THỐNG ĐIỆN - KHÍ NÉN
Giới thiệu:
Bài 7 thiết kế mạch điện khí nén và lắp đặt mạch máy dập điều khiển bằng hệ thống điện - khí nén trên mô hình.
Mục tiêu:
- 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:
- Sơ đồ mạch điều khiển:
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:
Các phần tử điện khí nén:
- Van điện từ 5/2 không duy trì.
- Xy lanh tác động kép.
- Công tắc.
- 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.
3.	Các bước tiến hành:
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.
 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 x1W ( hoặc x 10W)
 - Đặt 2 đầu VOM vào 2 đầu cấp nguồn của mạch.
 Nhấn S1, đo được điện trở Y song somg với 
 3.5. Vận hành mạch:
 Cấp nguồn khí nén, điện.
 - Nhấn Start để cho mạch hoạt động.
 - Nhấn Stop để dừng mạch khi cần.
CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 7
Thiết kế mạch máy Dập hoạt động lặp lại.
BÀI 8
LẮP ĐẶT MẠCH MÁY LẮP RÁP ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ THỐNG ĐIỆN - KHÍ NÉN
Giới thiệu:
Bài 8 thiết kế mạch điện khí nén và lắp đặt mạch máy lắp ráp điều khiển bằng hệ thống điện - khí nén trên mô hình.
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:
- Sơ đồ hành trình hoạt động:
- Sơ đồ mạch điện – khí nén:
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 .
- Van tiết lưu một chiều.
2.3. Vật tư:
- Ống dẫn khí nén.
- Dây điện.
2.4. Dụng cụ: VOM, tuốt nơ vít.
3. Các bước tiến hành:
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:
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 x1W ( hoặc x 10W)
 - 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 dùng mạch.
CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 8
Thiết kế mạch máy Lắp ráp hoạt động lặp lại.
BÀI 9
LẮP ĐẶT MẠCH MÁY DẬP BẰNG TAY ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ THỐNG THỦY LỰC
Giới thiệu:
Bài 9 trình bày nguyên lý và lắp đặt mạch máy dập bằng tay điều khiển bằng hệ thống thủy lực trên mô hình.
Mục tiêu:
- Biết được yêu cầu kỹ thuật.
- Trình bày được nguyên lý hoạt động của máy dập bằng tay.
- Lắp đặt và vận hành mạch thủy lực của máy dập bằng tay 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:
Khi có tín hiệu tác động bằng tay, xinh lanh A mang đầu dập tịnh tiến đi xuống để dập chi tiết. Xinh lanh A lùi về khi thả tay ra.
- Sơ đồ hành trình bước:
- Sơ đồ mạch động lực:
- Sơ đồ mạch điều khiển:
Nguyên lý hoạt động:
- Khi tác động bằng tay piston duỗi chậm để dập chi tiết.
- Trong quá trình piston duỗi ra để dập, muốn thụt về nhanh thì ta thả tay ra.
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 không duy trì.
- Xy lanh tác động kép.
- Công tắc.
- Rơ le .
- Van tiết lưu một chiều.
2.3. Vật tư:
- Ống dẫn khí nén.
- Dây điện.
- Dầu
2.4. Dụng cụ: VOM, tuốt nơ vít.
3.	Các bước tiến hành:
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.
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:
3.4. Kiểm tra mạch:
 Dùng VOM để kiểm tra mạch điện điều khiển:
 - Đặt thang đo điện trở x1W ( hoặc x 10W)
 - Đặt 2 đầu VOM vào 2 đầu cấp nguồn của mạch.
 3.5. Vận hành mạch:
 Cấp nguồn khí nén, điện, dầu
 - Nhấn Start để cho mạch hoạt động.
 - Nhấn Stop để dừng mạch khi cần.
CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 9
Thiết kế mạch máy Xúc điều khiển bằng hệ thống thủy lực.
BÀI 10
LẮP ĐẶT MẠCH MÁY KHOAN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ THỐNG THỦY LỰC
Giới thiệu:
Bài 10 trình bày nguyên lý và lắp đặt mạch máy khoan tự động điều khiển bằng hệ thống thủy lực trên mô hình.
Mục tiêu:
- Biết được yêu cầu kỹ thuật.
- Trình bày được nguyên lý hoạt động của máy khoan tự động.
- Lập được phương trình điều khiển trạng thái, phương trình tải
- Lắp đặt và vận hành mạch thủy lực của máy khoan 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:
Đưa chi tiết cần khoan vào vị trí cần khoan, khi đó ta ấn nút Start PB, đầu khoan tịnh tiến đến và khoan chi tiết. Đạt đến chiều sâu cần thiết (S2) đầu khoan tự động quay về. Trong quá trình khoan nếu xảy ra sự cố ta ấn nút Stop PB đầu khoan tự động lùi về.
- Sơ đồ hành trình bước:
- Sơ đồ mạch động lực:
+ Phương trình điều khiển:
+ Phương trình tải:
- Sơ đồ mạch điều khiển:
Nguyên lý hoạt động:
- Nhấn nút Start xy lanh duỗi ra để dập chi tiết.
- Cuối hành trình tác động S2, do lực đàn hồi của lò xo làm vị trí nòng van dịch chuyển về vị trí ban đầu nên piston 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:
Các phần tử điện khí nén:
- Van điện từ 5/2 không duy trì.
- Xy lanh tác động kép.
- Công tắc.
- Rơ le .
- Van tiết lưu một chiều.
2.3. Vật tư:
- Ống dẫn khí nén.
- Dây điện.
- Dầu
2.4. Dụng cụ: VOM, tuốt nơ vít.
3.	Các bước tiến hành:
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.
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:
3.4. Kiểm tra mạch:
 Dùng VOM để kiểm tra mạch điện điều khiển:
 - Đặt thang đo điện trở x1W ( hoặc x 10W)
 - Đặt 2 đầu VOM vào 2 đầu cấp nguồn của mạch.
 3.5. Vận hành mạch:
 Cấp nguồn khí nén, điện, dầu
 - Nhấn Start để cho mạch hoạt động.
 - Nhấn Stop để dừng mạch khi cần.
CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 10
Thiết kế hệ thống cẩu tải trọng nhẹ điều khiển bằng hệ thống thủy lực.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Phạm Công Ngô, “Lý thuyết điều khiển tự động” 
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 1996. 
[2]. Trần Chấn Chỉnh – Lê Thị Minh Nghĩa, “Cơ học chất lỏng kỹ thuật” 
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 1992. 
[3]. Nguyễn Ngọc Phương, “Hệ thống điều khiển bằng khí nén” 
Nhà xuất bản giáo dục, 1999. 
Nhà xuất bản giáo dục, 1999. 
[4]. Trần Doãn Đình – Hà Văn Vui –Đỗ Văn Chi, “Truyền dẫn thủy lực 
trong chế tạo máy” 
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 1984. 
[5]. Nguyễn Ngọc Cẩn, “Truyền dẫn dầu ép trong máy cắt kim loại” 
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 1978. 
[6]. Ron Tocci, “Digiatal System” 
Prentice-Hall. 
[7]. Robert N.Bateson, “Introduction To Control System Technology” 
Maxwell Macmillan International Editions.