Hoofdstuk 4: Het proces zelf

In dit hoofdstuk spreken we over het proces zelf. Hoe komt het blokje op zijn juiste plaats? We volgen het blokje van het begin tot het eind in dit hoofdstuk.

4.1 Tafel

We beginnen dit hoofdstuk natuurlijk met de tafel. Hierop staat ons volledig proces. Omdat dit toch wel een behoorlijk gewicht heeft, moeten we een tafel hebben die dit gewicht kan dragen.

De tafel bestaat uit twee platen, één plaat bestaat uit gelegeerd aluminium en de andere uit hout. Samen steunen ze op 4 stevige poten gemaakt uit gelegeerd aluminium die met elkaar verbonden zijn door 2 stalen balken. De 4 poten rusten op wielen.

Onder de tafel is een bak bevestigd, waar alle kabels en persluchtleidingen liggen.

Doordat de tafel op wielen staat, is de transportband makkelijk te verplaatsen.

1: Gelegeerde aluminium plaat

2: Gelegeerde aluminium poot (4X)

3: Houten plaat

4: Stalen balk (2X)

5: Gelast plaatje voor verbinding van 2 & 4 (4X)

6: Wiel (4X)

4.2 Ventieleiland

Met een ventieleiland kunnen we alle ventielen bij elkaar houden en beheren. Een ventieleiland kan worden aangesloten op een PLC. Ik gebruik het ventieleiland die je kan zien op de foto.

We kunnen de ventielen ook handmatig besturen door de oranje en groene knoppen in te drukken.

Ventielen die we niet gebruiken worden afgesloten d.m.v. stopjes.

aansluiting ventieleiland

stopje/afdichting

4.3 Ventielen

In deze GIP is gebruik gemaakt van indirect werkende elektroventielen. Deze bezitten een solenoïde die de ijzeren kern aantrekt. Deze ventielen bezitten een rubberen afdichting met hierin een klein gaatje bevestigd aan de onderzijde van de kern die door de ijzeren kern wordt afgesloten. Door een ingebouwde veer wordt de kern in gesloten stand gehouden. De solenoïde overwint de veerkracht wanneer deze bekrachtigd wordt. Het gaatje is nu open en het ventiel zal de lucht doorlaten.

4.3.1 Toepassing GIP

In het GIP zijn enkel 5/2 ventielen te vinden.

Benaming:

• 5: aanduiding voor 5 aansluitingen;
• 2: aanduiding voor 2 standen;
• Monostabiel: wanneer de spanning wegvalt, wordt de cilinder terug naar zijn begintoestand geduwd d.m.v. een veer.
• Bistabiel: wanneer de spanning op een kant van het ventiel wegvalt, blijft het in die stand staan, totdat we de andere kant bekrachtigen.

We verdelen ze in 2 groepen:

• 5/2 monostabiel ventiel, wordt gebruikt bij de zuigerstang loze cilinder (lintra).
• 5/2 bistabiel ventiel, wordt gebruikt bij de geleide cilinder (stopper) en bij de grijper.

4.3.2 Schema 5/2 ventiel

4.4 Snelheidsregelventiel

Het debiet van de perslucht wordt geregeld door een snelheidsregelventiel. Door dit toe te passen zullen de cilinders niet met volle kracht naar buiten en binnen gaan. Dit verbeterd ook de levensduur van de cilinders. Een snelheidsregelventiel bestaat uit twee delen:

• Smoorventiel: regelt de hoeveelheid perslucht dat kan doorstromen.
• Terugslagklep: zorgt ervoor dat het debiet van de perslucht in één van de twee richtingen geregeld wordt.

Dit wordt toegepast in deze GIP bij de geleide cilinder (stopper) en bij de zuigerstang loze cilinder.

                                             

 

4.5 Gestuurde terugslagklep met smoring

4.5.1 Smoring

De smoring heeft als functie om het debiet te kunnen regelen. Met behulp van een instelbaar schroefje met daaraan een naald kunnen we de vernauwing groter of kleiner maken, door hieraan te draaien. Hiermee wordt dus de grootte van het debiet geregeld. Een voordeel aan een gestuurde terugslagklep met smoring is, dat de smoring en de terugslagklep in elkaar verwerkt zijn, hierdoor bespaar je dus ruimte.

4.5.2 Gestuurde terugslagklep

Een terugslagklep zorgt ervoor dat de lucht via één kant wordt doorgelaten. Omdat het blokkeren van de lucht lekvrij moet zijn, gebruikt men deze ventielen als klepventielen.

In deze GIP is gebruik gemaakt van gestuurde terugslagkleppen, hierdoor kan de lucht zowel in de blokkeerrichting als in de gewone weg worden doorgelaten. Dit wordt gerealiseerd door een extra aansluiting waarmee men de blokkering kan opheffen.

Sluiten we de perslucht aan op de ingang 4, dan gaat deze eerst door de smoring en dan door naar de terugslagklep. De perslucht zal het kogeltje wegduwen. Het kogeltje dient ervoor dat de perslucht niet terug naar de ingang kan stromen. De lucht kan wel ontsnappen naar ingang 2.

4.6 Reedschakelaars

4.6.1 Inleiding

Het is van belang om te weten in welke stand de cilinder staat. Met behulp van reedcontacten kan men detecteren in welke stand de cilinder staat. In deze GIP is gebruik gemaakt van SMC reedschakelaars die werken op een spanning van 24V DC. We kunnen zien aan het LED of het reedcontact geschakeld is of niet. Deze zal oplichten wanneer hij een signaal ontvangt. Aan het uiteinde van het reedcontact bevinden zich 3 draden (bruin, blauw en zwart). De bruine draad sluit men aan op de 24V. De blauwe draad aan de 0V. De zwarte draad wordt aangesloten op de PLC. Als het reedcontact de cilinder detecteert,  dan gaat de PLC een 1 signaal geven.

4.6.2 Werking

Als de magnetische ring van de zuiger die in de cilinder zit onder het reedcontact staat, dan zal deze ervoor zorgen dat de 2 metalen staafjes tegen elkaar getrokken worden. Er ontstaat een verbinding doordat de 2 metalen staafjes tegen elkaar getrokken worden. Hierdoor zal er een signaal worden  doorgestuurd. In de GIP zitten reedcontacten die wanneer ze een signaal ontvangen ook nog een LED laten branden.

4.7 Optische sensor met reflector

Het werkstuk wordt eerst gedetecteerd door een optische sensor. Deze geeft een signaal waardoor de motor zal beginnen te draaien. In deze GIP is gebruik gemaakt van een optische sensor met reflector. Hier is het zo dat de zender en ontvanger in één behuizing zitten.

Het type van de optische sensor die in deze GIP gebruikt is, is Pepperl&Fuchs ML56/32/115.

4.7.1 Voordelen

• Optische sensoren gebruiken (meestal) infrarood licht, dat niet zichtbaar en dus niet schadelijk is voor het menselijk oog
• Optische sensoren kunnen gebruikt worden om kleuren te detecteren
• Objecten kunnen over grote afstanden gedetecteerd worden
• Hoge nauwkeurigheid (vooral bij eenrichtingsreflectie)
• Optische sensoren zijn licht en compact
• Groot bereik
• Elektromagnetisch immuun
• Redelijk goedkoop

4.7.2 Nadelen

• Hoeveelheid weerkaatst licht is afhankelijk van: Grootte voorwerp, dichtheid, kleur, oppervlak, structuur.
• Hoeveelheid weerkaatst licht is ook afhankelijk van de invalshoek van het licht.

4.7.3 Reflector

In de GIP moeten we een reflector gebruiken om de lichtstraal terug te kaatsen.

4.8 Inductieve sensor

Een inductieve nabijheidsensor is een sensor die werkt volgens het principe van verandering van inductie. Dit type sensor wordt gebruikt als nabijheidsschakelaar. Wanneer deze sensor dicht bij een metalen object komt, verandert de impedantie in de spoel. De verandering van deze impedantie hangt af van de afstand tussen het metalen object en de sensor.

4.8.1 Voordeel

Deze sensor heeft als voordeel dat hij niet beïnvloed wordt door niet-geleidende materialen zoals kunststof of hout.

4.8.2 Toepassing

In de GIP wordt een inductieve sensor toegepast voor het detecteren wanneer er een blokje voor de stopper(geleide cilinder) staat. Als de sensor een blokje detecteert dan moet de transportband stoppen met draaien. Vervolgens zal de ultrasone sensor(volgend hoofdstuk) in werking worden gesteld. Die zal de hoogte van het blokje opmeten.

Het type die gebruikt wordt in de GIP is: TURCK Bi5-M18-VP4X-H1141

4.9 Ultrasone sensor

Ultrasone sensoren zijn sensoren die werken met behulp van geluidsgolven op frequenties hoger dan waarneembaar voor het menselijk oor.

• Dit gaat om golven met een frequentie hoger dan 18 kHz tot 200 kHz.
• Bij dergelijke sensoren wordt een ultrasone golf verzonden door een transmitter.
• Door reflectie op een voorwerp of materie krijgen we een reflectie of echo van deze geluidsgolf.
• Door het tijdsinterval tussen het verzenden en het ontvangen van de geluidsgolf te meten kan men afstanden bepalen.
• Afhankelijk van de fysieke afstand tussen transmitter en receiver moet men nog een meetkundige bewerking uitvoeren, zoals triangulatie, om de correcte afstand te bekomen.
• Ook dient men rekening te houden met het medium waarin de ultrasone golf wordt verzonden (lucht, water, etc.). Elke medium heeft een aparte snelheid waarmee de ultrasone golf zich door het medium verplaatst. Bij lucht bedraagt deze 340m/s bij kamertemperatuur.
• Deze snelheid is alsook afhankelijk van de temperatuur.

4.9.1 Voordelen

• Ultrasone sensoren zijn onafhankelijk van de kleur en optische reflectie van een object.
• Geen (kunstmatige) belichting nodig: het werkt ook in het donker.
• Detectie van (onzichtbare) scheuren en barsten.
• Eenvoudige en goedkope omvormers.
• De snelheid waarmee we onze golf terug krijgen is lineair met de afstand. Dit kunnen we dus ook gebruiken als parameter.

4.9.2 Toepassing

In de GIP wordt een ultrasone sensor gebruikt voor het bepalen of een blokje klein of groot is. Het werkstuk wordt eerst gestopt door de geleide cilinder (stopper), en vervolgens gedetecteerd door de inductieve sensor. Nadat de inductieve sensor een signaal krijgt zal de ultrasone sensor zijn werk doen. Na het meten van het blokje zal de grijper het blokje in bak 1(klein) of bak 2(groot) sorteren.

Wij gebruiken het type: Pepperl&Fuchs 3RG6112-3GF00-PF

4.10 Geleide cilinders (stopper)

We gebruiken een stoppercilinder voor het tegenhouden van blokjes, zodat deze kunnen worden opgemeten door de ultrasone cilinder.

Dit doen we omdat de transportband niet onmiddellijk zal stoppen met draaien. M.b.v. de stopper zal het blokje toch op zijn plaats blijven staan.

Wanneer de hoogte gemeten is kan de cilinder weer worden ingestuurd en kan het blokje naar de grijper getransporteerd worden.

Deze cilinder is een dubbelwerkende cilinder, hierdoor kunnen we met perslucht twee ingangen sturen. Een ingang is voor het uitsturen en de andere voor het insturen van de cilinder.

We vinden in de GIP een geleide cilinder met als type: MGPM20TF-75

• Slaglengte: 75 mm
• Boordiameter: 22 mm
• Max. druk: 1.0 MPa

4.11 Grijper

4.11.1 Inleiding

In de GIP wordt een grijper gebruikt voor het verplaatsen van blokjes. We verplaatsen ze van de transportband naar het juiste bakje (hangt af van de grootte van de blokjes) m.b.v. een zuigerstangloze cilinder (lintra).

In het GIP is een grijper te vinden van het type: Shunk MPG 40

En een cilinder van het type: FESTO DFM-16-25PA-GF

4.11.2 Werkwijze

1. Wanneer de cilinder, die vastzit aan de lintra, aangestuurd wordt, zal deze een uitgaande slag maken. De reedcontact zal dit detecteren.
2. Vervolgens wordt het ventiel van de grijper aangestuurd, en de armen van de grijper sluiten d.m.v. perslucht.
3. De cilinder zal een ingaande slag maken.
4. De lintra zal de grijper boven bak 1 (klein) of bak 2 (groot) hangen.
5. De cilinder zal weer een uitgaande slag maken.
6. Wanneer de reedcontact dit detecteert, zullen de armen open gaan en valt het blokje in het bakje.
7. De cilinder gaat weer omhoog.
8. De grijper wordt door de lintra weer naar zijn beginpositie gebracht.

4.12 Zuigerstangloze cilinder (lintra)

4.12.1 Toepassing op de GIP

In de GIP wordt een lintra (zuigerstangloze cilinder) gebruikt. We gaan deze gebruiken voor het overbrengen van blokjes van de transportband naar bak 1 (kleine blokjes) of bak 2 (grote blokjes). Dit wordt gerealiseerd door een grijper die vastzit aan een cilinder wat op zijn beurt weer vastzit aan de lintra. De lintra in mijn GIP kent 3 posities. Hij weet deze posities te vinden d.m.v. reedcontacten. Positie 1 is het midden van de transportband waar het blokje in de grijper terechtkomt. Positie 2 is boven bak 1, hierin worden alle kleine blokjes verzameld. Als laatste hebben we positie 3, dat is boven bak 2, daar worden alle grote blokjes verzameld.

4.12.2 Verschillen tussen mechanisch en magnetisch gekoppeld

4.12.3 Kenmerken

In de GIP wordt het type MY1M20G-500 van het merk SMC gebruikt.

• Zuigerstangdiameter: 20 mm
• Lengte: 500 mm
• Bufferwerking
• Max. druk: 0.8 MPa

4.12.4 Werking

De zuiger verplaatst zich in de boring van het profiel, waarin over de ganse lengte een gleuf gemaakt is. De zuiger is doorheen de gleuf met een slede verbonden. De afdichtingsband gaat door de zuiger zodat de verbinding tussen de zuiger en de slede verzekerd wordt.