Giải pháp Điều Khiển cho Cơ chế Nạp Tự Động của Dây Chuyền Sản Xuất Dựa trên Đồng Hồ Thời Gian

I. Tổng quan về giải pháp​
Giải pháp này nhằm thiết kế một hệ thống điều khiển điện ổn định, hiệu quả và kinh tế cho cơ chế cấp liệu tự động của dây chuyền sản xuất. Là đơn vị khởi đầu của dây chuyền, nhiệm vụ cốt lõi của cơ chế này là tự động và có trật tự đẩy các chi tiết từ thùng chứa lên bệ vật liệu, giữ chúng ở đó trong thời gian đã định, và sau đó cung cấp cho công đoạn tiếp theo. Lõi của giải pháp liên quan đến việc chọn rơ-le thời gian điện từ DC để đạt được kiểm soát độ trễ chính xác 2 giây của các chi tiết trên bệ vật liệu, đảm bảo nhịp điệu sản xuất chính xác.

​II. Chọn và phân tích các thành phần chính​

​Rơ-le thời gian (Thành phần điều khiển cốt lõi)​​

• Lựa chọn: Rơ-le thời gian điện từ DC.
• Căn cứ lựa chọn:
• ​Khả năng thích ứng:​​ Cơ chế cấp liệu của dây chuyền có tính chất lặp đi lặp lại cao và hoạt động thường xuyên. Rơ-le điện từ DC với cấu trúc đơn giản, tuổi thọ dài và số lần kích hoạt cho phép cao, hoàn toàn đáp ứng nhu cầu tần suất cao này.
• ​Kinh tế:​​ So với rơ-le loại động cơ đồng bộ, nó tiết kiệm hơn, giúp giảm tổng chi phí.
• ​Phù hợp chức năng:​​ Độ trễ 2 giây cần thiết nằm trong khoảng độ trễ điển hình (0.3–5.5 giây), và chức năng độ trễ khi mất điện yêu cầu trong giải pháp này là đặc trưng của loại điện từ DC.

​Nhận biết nguyên lý làm việc:​​ Trong giải pháp này, đặc tính độ trễ khi mất điện của nó được sử dụng. Sau khi xy-lanh đẩy hoàn thành hành động (tín hiệu kích hoạt biến mất), cuộn dây rơ-le thời gian bị mất điện, và các tiếp điểm độ trễ khi mất điện bắt đầu đếm thời gian. Sau độ trễ 2 giây, các tiếp điểm kích hoạt, gửi tín hiệu cho phép chu kỳ tiếp theo bắt đầu hoặc bắt đầu cơ chế truyền tải.

​Xy-lanh với công tắc từ (Bộ phận phát hiện vị trí và thực thi)​​

• ​Chức năng:​​ Phát hiện chính xác vị trí piston của xy-lanh đẩy và kẹp (giới hạn mở rộng và thu hồi), cung cấp tín hiệu phản hồi cho PLC hoặc mạch điều khiển, đóng vai trò nền tảng cho quá trình điều khiển tuần tự.
• ​Tính năng chính:​​ Dễ dàng lắp đặt và điều chỉnh, với điểm phát hiện được thiết lập thông qua việc di chuyển và siết chặt vít; dây xanh kết nối với đầu chung, dây nâu kết nối với đầu tín hiệu, tuân theo tiêu chuẩn đấu dây.

​Vòng điều hướng một cuộn dây (Thành phần điều khiển hướng)​​

• ​Chức năng:​​ Nhận tín hiệu điều khiển để chuyển hướng dòng khí nén, do đó điều khiển sự mở rộng và thu hồi của xy-lanh đẩy và kẹp.
• ​Nguyên lý làm việc:​​ Khi cuộn dây điện từ được cấp điện, nó thúc đẩy lõi chuyển đổi, kích hoạt xy-lanh; khi mất điện, lò xo làm lõi trở về vị trí ban đầu, khiến xy-lanh đảo chiều hoặc duy trì vị trí.

​Cảm biến tiệm cận (Thành phần phát hiện phụ trợ)​​

• ​Chức năng:​​ Có thể được sử dụng để phát hiện xem có chi tiết nào trên bệ vật liệu hay không, phục vụ như tín hiệu kích hoạt cho rơ-le thời gian bắt đầu đếm thời gian hoặc như tín hiệu xác minh an toàn sau khi đếm thời gian hoàn tất.

​III. Quá trình làm việc và logic điều khiển của cơ chế cấp liệu​
Kết hợp các thành phần trên, quy trình tự động hóa của cơ chế cấp liệu như sau:

1. ​Trạng thái ban đầu:​​ Thùng chứa đầy chi tiết; piston xy-lanh đẩy rút vào (ở đáy thùng), và piston xy-lanh kẹp rút vào.
2. ​Kích hoạt kẹp:​​ Hệ thống bắt đầu, và van điều hướng một cuộn dây kích hoạt piston xy-lanh kẹp mở rộng, ép vào lớp chi tiết dưới cùng để ngăn chặn toàn bộ chồng rơi.
3. ​Thực hiện đẩy:​​ Sau khi kẹp được xác nhận (được phát hiện bởi công tắc từ), van điều hướng một cuộn dây khác kích hoạt piston xy-lanh đẩy mở rộng, đẩy chính xác chi tiết dưới cùng lên bệ vật liệu.
4. ​Trở về đẩy:​​ Khi xy-lanh đẩy đạt đến vị trí giới hạn phía trước (được phát hiện bởi công tắc từ), van điện từ bị mất điện, và piston xy-lanh tự động rút vào.
5. ​Bắt đầu độ trễ:​​ Sau khi xy-lanh đẩy rút hoàn toàn (công tắc từ phía sau phát hiện tín hiệu), sự biến mất của tín hiệu này (mất điện) được sử dụng làm tín hiệu đầu vào cho rơ-le thời gian. Rơ-le thời gian bắt đầu độ trễ 2 giây khi mất điện.
6. ​Mở và cấp liệu:​​ Trong thời gian độ trễ của rơ-le, chi tiết vẫn đứng yên trên bệ vật liệu, đáp ứng yêu cầu công nghệ về thời gian ổn định 2 giây. Sau khi độ trễ kết thúc, các tiếp điểm độ trễ khi mất điện của rơ-le thời gian kích hoạt.
• ​Tùy chọn A (Điều khiển liên kết):​​ Tín hiệu này được sử dụng để mất điện van điện từ của xy-lanh kẹp, khiến piston rút vào và thả chi tiết.
• ​Tùy chọn B (Điều khiển tuần tự):​​ Tín hiệu này có thể được sử dụng làm điều kiện kích hoạt cho hành động tiếp theo (ví dụ: bắt đầu cơ chế truyền tải hoặc khởi động chu kỳ cấp liệu tiếp theo).
7. ​Hoàn thành chu kỳ:​​ Sau khi xy-lanh kẹp thả, toàn bộ chồng chi tiết hạ xuống một vị trí do trọng lực, với chi tiết dưới cùng ở vị trí. Cơ chế trở về trạng thái ban đầu, chờ tín hiệu bắt đầu tiếp theo, và chu kỳ lặp lại.

​IV. Vai trò cốt lõi của rơ-le thời gian​
Trong mạch điều khiển của giải pháp này, rơ-le thời gian là yếu tố quan trọng để đạt được chức năng cốt lõi:

• ​Triển khai chức năng:​​ Cụ thể chịu trách nhiệm thực hiện yêu cầu công nghệ "giữ chi tiết trên bệ vật liệu trong 2 giây."
• ​Chế độ hoạt động:​​ Sử dụng chế độ độ trễ khi mất điện. Thời gian đếm bắt đầu khi xy-lanh đẩy xác nhận rút (tín hiệu biến mất) và kết thúc sau 2 giây với tín hiệu đầu ra để điều khiển các hành động tiếp theo.
• ​Lợi thế:​​ Thiết kế này đảm bảo độ trễ chỉ bắt đầu sau khi chi tiết được đẩy thành công và xy-lanh đẩy an toàn rút vào, làm cho logic chặt chẽ, an toàn và đáng tin cậy.