PROVINCIAAL TECHNISCH INSTITUUT EEKLO
Roze 131
9900 Eeklo
GEÏNTEGREERDE PROEF
Schooljaar 2013 - 2014
Mike Lauwers
6EEb
Kanaalstraat 21b
9940 Rieme-Evergem
PROVINCIAAL TECHNISCH INSTITUUT EEKLO
Roze 131
9900 Eeklo
GEÏNTEGREERDE PROEF
Schooljaar 2013 - 2014
Mike Lauwers
6EEb
Kanaalstraat 21b
9940 Rieme-Evergem
Woord vooraf
De opdracht voor mijn Geïntegreerde Proef is een geautomatiseerd pneumatisch eiland van
Festo met een robotarm die ik opnieuw heb doen werken. Eind vorig jaar zag ik dit eiland
staan in het lokaal B201 en vroeg of ik dit project opnieuw leven mocht in blazen, dit project
heeft echter wel 5 jaar stil gelegen wat dus enkel problemen met zich meebracht. In
tegenstelling tot mijn medestudenten heb ik mijn eindwerk alleen gerealiseerd. De
bedoeling van het project is om cilinders te sorteren op plastiek of metaal en op grootte.
Door dit project heb ik leren programmeren in de PLC 300 en daarbij een robotarm te
sturen, deze 2 sturingen hebben echter niets met elkaar te maken. Zo kreeg ik dus nog
enkele elektronische opdrachten erbij om het project zo goedkoop mogelijk te kunnen
realiseren, als dit in de industrie terecht zou komen. Voor dit eindwerk hebben we ook
enkele taken ontvangen voor de algemene vakken.
Allereerst zou ik graag meneer Schrooten bedanken, hij was mijn GIP-begeleider en gaf me veel tijd
om aan mijn project te kunnen werken. Zo heeft hij me geholpen om mijn project praktisch te
realiseren. Ook meneer Mestchen verdient mijn dank, hij heeft me geholpen met het programmeren
en tevens heeft hij me opweggezet in het zoeken naar enkele fouten in het eiland. Bovendien offerde
hij genoeg tijd op zodat wij in zijn lessen ook aan onze GIP konden werken, zelfs na de lessen was hij
nog altijd gemotiveerd om me te helpen.
Vervolgens zou ik mijn vriendin Elke Hochstrasser willen bedanken voor het feit dat zij me altijd
gesteund heeft en me de tijd gaf als ik die nodig had om aan mijn GIP te werken. Zij heeft me ook
geholpen toen ik problemen had met het verwoorden van enkele stukken in mijn GIP.
Ook mijn ouders zijn bedankt voor de tijd die ik kreeg bij het verwerken van mijn GIP, zo hielpen zij
me ook toen ik bezig was met het typen van dit GIP-document.
Ten slotte zou ik de school willen bedanken omdat ik de mogelijkheid kreeg om aan dit project te
werken en daar zelf niets voor moest aankopen.
1 Inhoud
1
Inhoud ....................................................................................................................... 2
2
Inleiding..................................................................................................................... 5
3
Beschrijving project .................................................................................................... 6
4
Het sorteereiland ....................................................................................................... 9
4.1
Festo ............................................................................................................................. 9
4.2
Mechanische opbouw .................................................................................................... 9
4.2.1 Ventieleneiland ................................................................................................................................. 9
4.2.2 Mechanisch schema ........................................................................................................................ 10
4.2.3 Laadschof ........................................................................................................................................ 12
4.2.4 Laadarm........................................................................................................................................... 12
4.2.4.1
Arm ......................................................................................................................................... 12
4.2.4.2
Zuignap ................................................................................................................................... 14
4.2.5 Transportbanden ............................................................................................................................. 15
4.2.6 Wisselarm ........................................................................................................................................ 16
4.2.7 Schuifarm ........................................................................................................................................ 17
4.2.8 Voedingseenheid ............................................................................................................................. 18
4.2.8.1
Filter........................................................................................................................................ 19
4.2.8.2
Druk regelaar .......................................................................................................................... 19
4.2.9 Compressor ..................................................................................................................................... 20
4.2.10
Metingen ..................................................................................................................................... 22
4.2.10.1 Hoogtemeting ......................................................................................................................... 22
4.2.10.2 Bepaling van het type materiaal ............................................................................................. 23
4.2.10.3 Bepaling van positie................................................................................................................ 24
4.2.10.4 Proximity-sensor ..................................................................................................................... 25
4.3
Pneumatisch schema ................................................................................................... 27
4.4
Elektrisch schema ........................................................................................................ 27
4.4.1 Uitwerking in Eplan ......................................................................................................................... 27
4.4.2 Beveiliging ....................................................................................................................................... 27
4.4.2.1
Hoofdschakelaar ..................................................................................................................... 27
4.4.2.2
Differentieelschakelaar .......................................................................................................... 28
4.4.2.3
Automaat ................................................................................................................................ 28
4.4.2.4
Noodstop ................................................................................................................................ 28
4.5
5
Klemmenstrook lijst ...................................................... Fout! Bladwijzer niet gedefinieerd.
PLC .......................................................................................................................... 30
5.1
CPU ............................................................................................................................. 30
5.2
Input ........................................................................................................................... 31
5.3
Output ........................................................................................................................ 32
5.4
I/O lijst ........................................................................................................................ 33
5.5
Verbindingsschema PLC naar eiland ............................................................................. 33
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
5.6
Verbindingsschema PLC naar Robot ............................................................................. 33
5.6.1
5.7
6
Transistor als schakelaar ................................................................................................................. 34
PLC programma ........................................................................................................... 34
Robotarm: Scorbat-er V Plus .................................................................................... 35
6.1
Werking ...................................................................................................................... 35
6.2
Installeren ................................................................................................................... 36
6.3
Aansluiten ................................................................................................................... 36
6.4
Programmeren ............................................................................................................ 36
7
Controle testen ........................................................................................................ 39
8
Stage ....................................................................................................................... 39
9
Algemene vakken..................................................................................................... 41
9.1
Nederlands .................................................................................................................. 41
9.1.1
9.1.2
9.1.3
9.1.4
9.2
aanvraag stageplaats ....................................................................................................................... 41
aanvraag van informatie ................................................................................................................. 43
sollicitatiebrief ................................................................................................................................. 45
cv ..................................................................................................................................................... 47
Engels.......................................................................................................................... 49
9.2.1
9.2.2
9.2.3
9.2.4
9.2.5
9.3
Original English text + source .......................................................................................................... 49
Glossary ........................................................................................................................................... 53
10 Questions and answers .............................................................................................................. 54
Outline + summary .......................................................................................................................... 56
E-mail or formal letter ..................................................................................................................... 59
Frans ........................................................................................................................... 60
10
Besluit .................................................................................................................. 61
11
Bronnen ............................................................................................................... 62
12
Figuren ................................................................................................................. 63
13
Bijlagen ................................................................................................................ 64
13.1.1
13.1.2
13.1.3
13.1.4
13.1.5
13.1.6
13.1.7
13.1.8
13.1.9
13.1.10
Bijlage 1: het programma ........................................................................................................... 65
Bijlage 2: elektrisch schema ........................................................................................................ 66
Bijlage 3 : stage bundel ............................................................................................................... 67
Bijlage 4: scorbat-er V plus+ scorbase ........................................................................................ 68
Bijlage 5: vacuüm ........................................................................................................................ 69
Bijlage 6: festo ventielen ............................................................................................................. 70
Bijlage 7: dpg catalogus .............................................................................................................. 71
Bijlage 8: dpz catalogus ............................................................................................................... 72
Bijlage 9: dsnu pps catalogus ...................................................................................................... 73
Bijlage 10 : dsr catalogus............................................................................................................. 74
14
Planning ............................................................................................................... 75
15
Logboek................................................................................................................ 76
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Inleiding
2 Inleiding
Zelf ben ik enorm bezig met de technologie in bedrijven, zo bezoek ik elk jaar enkele
bedrijven op open bedrijvendag. Nu ze sinds 2 jaar een robotarm hebben geïnstalleerd in het
bedrijf waar mijn vader werkt, wou ik me hier zelf ook in verdiepen. Wat me fascineert is dat
je gelijk welke last met een robotarm kan opheffen. De technologie van mijn pneumatisch
eiland kom je echter niet zo super veel tegen in de industrie, voorlopig toch nog niet. Men is
echter wel bezig met vele gereedschappen ook op luchtdruk te laten werken. Zo heb ik met
mijn eiland enkele metingen gedaan op enkele blokjes, waaruit ik dus kon afleiden hoe groot
deze zijn en van welk materiaal.
In het eerste deel van mijn GIP-bundel zal ik mijn sorteereiland uitleggen, de volledige
werking van het eiland met elk proces grondig beschreven. Daar kan je ook enkele
elektrische en pneumatische schema’s terug vinden. Wat ik zoal beschrijf zijn de sensoren en
de hoogtemeting. Verder zal ik u wat bijbrengen over ventielen sturen op luchtdruk.
Hierna heb ik de PLC beschreven, dit is de sturing die ik heb gebruikt om mijn project
automatisch te laten werken. Ik gebruikte de PLC 300 van Siemens, zo heb ik dus doorheen
het jaar ervaring opgedaan met 3 verschillende soorten Siemens PLC’s. Als eerste heb ik de
PLC 200 bestudeerd bij meneer Schrooten in het vak labo elektriciteit. Doorheen het jaar
ging ik dan werken aan deze GIP waarbij ik dus te maken had met de PLC 300, wat ik dan ook
beschrijf in de bundel. Als je zou kijken naar mijn stageverslag, zal je zien dat Thomas en ik in
ons stagebedrijf gewerkt hebben aan de PLC 1200 van Siemens.
Op het eind van het technische gedeelte zal ik de robotarm beschrijven, dit is echter wel al
een oude versie van robotarm, namelijk de Scorbat-er V plus. In dit gedeelte zal ik uitleggen
hoe de robotarm werkt en hoe ik deze heb geprogrammeerd. Ook zal ik je proberen duidelijk
maken dat de robotarm een handig iets is om in de industrie te gebruiken.
Tenslotte hebben we voor de taalvakken verschillende opdrachten uitgevoerd. Voor het vak
Nederlands werd de gehele lay-out van de GIP verzorgd en bijopdrachten gemaakt. Zo
schreven we een sollicitatiebrief met een cv, ook hebben wij een aanvraagbrief voor een
stageplaats leren op stellen.
Voor het vak Engels gaf ik een beschrijving van de robotarm en beantwoordde daarbij enkele
bijhorende vragen. In het Frans stelden we een woordenlijst samen van een technische tekst
over de veldbus en leerden we documentatie aan te vragen in het Frans.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Het sorteereiland
6
3 Beschrijving project
Hierin zal ik u beschrijven hoe mijn project werkt, en wat het precies inhoud.
Figuur 1: Vooraanzicht GIP
Eerst en vooral hebben we ons sorteereiland, deze is uitgewerkt door de firma Festo zelf.
Deze bevat op zich al vele dingen. Het eiland zelf werkt voornamelijk op pneumatica, deze
wordt dus gevoed door een compressor. (Foto compressor)
De bedoeling van het eiland is om cilindervormige blokjes te sorteren op 3 verschillende
manieren, op productie materiaal, op grootte ( groot genoeg of te klein ) en ten slotte het
plastiek ook op kleur.
Het materiaalsoort wordt gemeten met een inductieve sensor, dit betekend dus dat we
kunnen kijken of het metaal is of niet.
Het kleur wordt gemeten met een kleursensor, deze kan dus de kleuren uit het object halen.
Aan de hand van de code deze dan uitstuurt kunnen we weten welk kleur het is.
De grootte wordt gemeten in een venster dit leg ik verder in de bundel uit.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Het sorteereiland
7
Figuur 2: Bovenaanzicht eiland
Het volledige eiland wordt gestuurd door de PLC 300 van Siemens, dit is ook een industriële
sturing, daarmee bedoel ik dat de PLC 300 nog steeds in verschillende bedrijven wordt
gebruikt om dergelijke machines te besturen. Echter is men nu wel bezig met het
vernieuwen naar de PLC 1200 en zelfs de nieuwe PLC 1400 van Siemens
Figuur 3: PLC
Figuur 4: Connectoren
Uiteindelijk worden de blokjes gesorteerd met een robotarm, deze heeft zijn eigen sturing.
Maar hij ontvangt wel codes van de PLC over wat hij moet doen, de plaatsen zijn wel al voor
geprogrammeerd.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Het sorteereiland
8
Figuur 5: Robotarm + controller + sturing
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Het sorteereiland
9
4 Het sorteereiland
4.1 Festo
FESTO Belgium werd in 1964 opgericht met Brussel (7.000 m²) als uitvalsbasis. Van hieruit
wordt zowel de Belgische als de Luxemburgse markt
bediend.
FESTO Belgium heeft zich beetje bij beetje ontwikkeld en
stelt vandaag de dag 85 mensen tewerk. Alle activiteiten van
het moederbedrijf in Duitsland vindt u ook in België terug:
Industrial automation (componenten en engineering) en het
FESTO opleidingscentrum (Didactic).
Figuur 6: Festo gebouw
Verder beschikt Festo Belgium ook over twee
opleidingslokalen, een atelier voor de productie en de herstelling van cilinders, een
ontwikkelingsafdeling, inclusief atelier voor de realisatie van automatiseringsprojecten.
4.2 Mechanische opbouw
4.2.1
Ventieleneiland
Figuur 7: Ventieleiland
Op ons Festo eiland zijn alle ventielen bij elkaar geplaatst, dit zorgt voor een gemakkelijk
overzicht en controle van het ventiel. Tevens ligt dit eiland dicht bij onze voedingseenheid en
dus in het begin van FESTO eiland, hier zal dus nog geen verlies op zitten en kunnen er nog
geen fouten optreden.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
4.2.2
Het sorteereiland
10
Ventiel
Output
V1
Q8.0/Q8.1
Functie
V2
Q12.0
Wisselarm naar achter (3/2 ventiel)
V3
Q12.1
Wisselarm naar beneden (3/2 ventiel)
V4
Q8.7
Meetdetectie naar beneden (3/2 ventiel)
V5
Q8.2
Laadarm naar B (3/2 ventiel)
V6
Q8.3
Laadschof naar voor (3/2 ventiel)
V7
Q12.2
Venturi op de wisselarm
V8
Q8.4
Venturi op de laadarm
Schuifarm naar voor / achter (5/2 ventiel)
Mechanisch schema
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Het mechanisch schema
11
Figuur 8: Mechanisch schema
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
4.2.3
Pneumatische onderdelen
12
Laadschof
Figuur 9: Laadschof
De laadschof is het magazijn van mijn Festo eiland, hier word alles gestart en geladen. De
eerst beweging dat gebeurt in het eiland is hier, eerst en vooral zal je dus in de koker je
cilinders moeten laden. Zodra je dat gedaan het kan en het proces starten en druk je op
start. Dan zal de Cilinder uitschuiven en het blokje vooruit duwen. Zodra je dan het ventiel
terug ontkracht zal de cilinder terug keren naar oorspronkelijke positie. Dit is dus eigenlijk
een dubbelwerkende cilinder want op beide kante zal er weerstand zijn, hieronder leg ik het
principe uit van een dubbelwerkende cilinder. Om te weten waar de cilinder staat hebben
we 2 proximity-sensors, deze worden later in mijn document besproken.
Figuur 10: Dubbelwerkende cilinder
Bij een dubbelwerkende cilinder hebben we dus 2 ingangen waarbij we dus ook 2 maal
perslucht kunnen op aansluiten. Zodra we dus willen starten zullen we afbeelding 1 krijgen
waar we dus de cilinder uitschuiven, zodra we dan dus het ventiel ontkrachten zal er
automatisch perslucht worden gestuurd doorheen de andere kan van de cilinder en zo zal
deze dan terug keren.
Eindeloops: 150 857 R213
4.2.4
Laadarm
4.2.4.1 Arm
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Pneumatische onderdelen
13
Figuur 11: Laadarm
Zie datasheet bijlage: DSR-16-180-P
De pneumatische arm of Changer module is een pneumatische verwerkingseenheid. De
werkstukken worden opgepakt door het gebruikt van een zuignap en wordt verplaats door
een roterende schijf. Het bereik is regelbaar tussen 0° en 180° door middel van mechanische
aanslagen. De eindpositie wordt geregistreerd door middel van elektrische eindeloop
schakelaars. Elke eindeloop schakelaar kan je dus zelf afstellen op een bepaalde plaats, zelf
heb ik hier wat problemen mee gehad doordat de arm al redelijk wat heeft moeten
meemaken. Zo heb ik doorheen het gehele project enkele vijzen vaster moeten draaien.
Figuur 12: Pneumatisch symbool wisselarm
Figuur 13: Laadarm vooraanzicht
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Pneumatische onderdelen
14
Figuur 14: Laadarm achteraanzicht
Eindeloops: D43Y
Dit is een sensor waarbij er gedetecteerd word wanneer er een voorwerp een bepaalde
plaats bereikt heeft. In onze GIP zit dit verwerkt bij de draaivleugelcilinder. Zo kan men gaan
kijken wanneer de cilinder de gewenste plaats bereikt heeft en kan men zo een nieuwe
instructie gaan geven.
4.2.4.2 Zuignap
Figuur 15: Zuignap
De zuignap is gemonteerd op de arm van de laadarm, en zuigt de blokjes vacuüm. Heeft een
omgevingstemperatuur nodig van -20 °C tot +60 °C om goed te kunnen werken. Het grijpen
van voorwerpen gebeurt aan de hand van zuignappen, ook wel zuiggrijpers genoemd.
De meest gangbare toepassingsmogelijkheden van vacuüm vindt men terug bij het grijpen,
opheffen, verplaatsen, draaien en stapelen van voorwerpen. In principe zijn alle voorwerpen
met een voldoende groot oppervlak geschikt voor het grijpen met vacuüm. Toch moeten
minstens volgende voorwaarden vervuld worden:
 Het grijpoppervlak moet vlak zijn. Een licht bollend oppervlak kan nog net.
 Het oppervlak mag niet te ruw of luchtdoorlatend zijn.
 Per cm2 grijpoppervlakte mag de kracht niet meer dan 7 N bedragen.
Bij de vacuümtechniek komt het erop neer dat doormiddel van een soepele zuignap, dat je
op je product zet deze kan verplaatst worden. Hierbij bestaat tussen de zuignap en het
product een onderdruk. Dit gebeurt als volgend, we sluiten perslucht aan op ons venturie
door een vernauwing zal de druk in het expansievat nog groter zijn, doordat de druk zo plots
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Pneumatische onderdelen
15
gebeurt, krijgen we een onderdruk. Nu trekt dit vat onze zuignap vacuüm, en zal je het
product kunnen verplaatsen. Als je deze dus blijft bekrachtigen zal je product er blijven aan
hangen, zodra je het venturie ontkrachting zal je product losgelaten worden.
1
2
3
4
5
Perslucht aansluiting
Product
Zuignap, vacuüm gedeelte
Vernauwing
Expansievat, onderdruk gedeelte
Figuur 16: Venturie-systeem
4.2.5
Transportbanden
Om onze werkstukken te verplaatsen gebruiken we ook nog 2 transportbanden, deze
passeert dan enkele metingen, hoogtemeting, materiaalsoort. De transportband bestaat
eigenlijk uit 3 onderdelen, de transportband, de motor en de sturing. De transportband is
van metaal met daarop een PVC behuizing, hierbij zit ook nog een tandwielkastje om ervoor
te zorgen dat onze tansportband op de juiste snelheid draait. De motor wordt op 24V DC
aangedreven, de maximale stroom dat deze motor trekt is 1.5A dit is belangrijk omdat we dit
dus moeten kunnen leveren uit onze PLC, echter wordt de motor niet rechtstreeks van de
PLC gestuurd. Tussen de PLC en de motor zit een kleine schakeling. De motor zelf draait aan
een 75 toeren per minute wat dus kennelijk te rap zou zijn om goed te kunnen werken op de
transportband.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
4.2.6
Pneumatische onderdelen
16
Wisselarm
Figuur 17: Wisselarm
Zoals we kunnen zien hebben we een pneumatisch gedeelte, de bruine kabels, en een
elektrisch gedeelte dit zijn de grijze kabels. De wisselarm bestaat uit 3 bewegingen, de linksrechtse beweging, de onder-boven beweging en het venturie. De eerste beweging die we
zullen uitvoeren is de arm naar beneden sturen zodra er dus een blokje voor de sensor ligt.
Zodra deze beneden is zal er langs de rechtse proximity-sensor dit detecteren, vanaf dit
moment zal het venturie worden bekrachtigd. Zodra dit gebeurd is zullen we onze arm terug
omhoog laten komen, nu zal ik de linkse proximity-sensor dit aangeven. Als dit stadia dat
gedaan is, is de tijd om de arm naar rechts te verplaatsen, als deze eenmaal rechts is doen
we het eerste stadium opnieuw maar ontkrachten we het venturie. Nu zal de sensor op de
tweede transportband dit opmerken en starten.
De horizontale beweging bestaat uit een enkelwerkende cilinder die aangestuurd wordt
door een 5/2 ventiel en deze beweging is ook voorzien van 2 eindeloopschakelaars: één voor
detectie dat de wisselarm boven transportband 1 is één voor detectie dat hij boven
transportband 2 is. De verticale beweging bestaat ook uit een enkelwerkende cilinder die
aangestuurd wordt door een 5/2 ventiel met ook 2 detecties één voor omhoog en één voor
omlaag. De venturie is aangestuurd met een 3/2 ventiel.
Dit gedeelte sturen we ook met 6 bar die we ontvangen dan ons voedingseenheid.
Onder-boven beweging:
DPZ-10-25-PA
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Pneumatische onderdelen
17
Zie Datasheet DPZ Catalogus
Links-rechts beweging:
DSNU-16-100-PPV-A
Zie datasheet DSNU Catalogus
4.2.7
Schuifarm
Figuur 18: Schuifarm
DGPL-40-400-PPV-A-KF-B
Zie datasheet DGP catalogus
Eindeloops: 150 857 PD13
Figuur 19: Basis principe dubbelwerkende cilinder
Hierboven wordt de opbouw van een traditionele dubbelwerkende cilinder voorgesteld. De
schuifarm is dus ook een gewoon een dubbelwerkende cilinder.
De cilinder bestaat uit een cilinderbuis, een bodemdeksel, een lagerdeksel, een zuiger met
afdichting, een zuigerstang, een lagerbus en een schraapring. Daarbij komen nog de
verbindingselementen en de statische afdichtingen.
1. De cilinderbuis wordt meestal uit een naadloos getrokken stalen buis vervaardigd. Om de
levensduur van de zuigerafdichting te verhogen, wordt het loopvlak van de cilinderbuis fijn
bewerkt. De cilinderbuis kan ook van aluminium, messing of staal met hard verchroomde
loopvlakken worden gemaakt.
2. Voor bodem wordt meestal gietmateriaal (lichtmetalen spuitgietwerk) gebruikt. De
bevestiging van het deksel met de cilinderbuis kan door trekstangen, schroefdraad of flenzen
gebeuren.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Pneumatische onderdelen
18
3. Voor het lagerdeksel wordt net als bij de bodem veelal gietmateriaal gebruikt. Ook hier
kan de bevestiging van het deksel met de cilinderbuis door trekstangen, schroefdraad of
flenzen gebeuren.
4. De zuigerstang is praktisch altijd van roestvast staal.
5. De lagerbus dient om de zuigerstang te geleiden en is van sinterbrons of van kunststof.
Vóór de lagerbus bevindt zich een schraapring met geïntegreerde lippenring (6). De
schraapring verhindert het binnendringen van stof en vuil.
6. De lippenring zorgt ervoor dat de afdichting tussen zuigerstang en lagerdeksel
gewaarborgd is. De zuiger (9) is eveneens voorzien van een lippenring (7) die de afdichting
tussen beide cilinderkamers verzekerd en een geleidingsband (8).
De vorm van cilinders verschilt van constructeur tot constructeur. Dat betekent dat er veel
verschillende types van cilinders kunnen voorkomen. Om die reden hebben
normalisatieorganisaties standaardcilinders genormeerd in de ISO-VDMA norm. In deze
norm worden naast de inbouwmaten en de diameter van cilinders eveneens de
schroefdraad van de zuigerstang en persluchtaansluitingen vastgelegd.
4.2.8
Voedingseenheid
Drukregelaar
Filter
Onluchting
Figuur 20: Volledige voedingseenheid
D-LFR-1/8-D-MINI
Zie Bron 1
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Pneumatische onderdelen
19
Pneumatisch symbool? Doel? Specificaties?
4.2.8.1 Filter
Figuur 21: Voedingseenheid filter
Pneumatisch symbool? Doel? Specificaties?
4.2.8.2 Druk regelaar
Figuur 22: Voedingseenheid drukregelaar
De drukregelaar stelt de samengeperste lucht in de ingestelde bedrijfsmodus druk en
compenseert drukschommelingen. Een pijl op de behuizing geeft de stromingsrichting. De
filterkom is voorzien van een filter aftapschroef. Het is belangrijk om de werkdruk op de
machine constant te houden omdat drukvariaties snelheidsveranderingen bij de cilinders
teweegbrengen. Een te hoge werkdruk verhoogt eveneens het persluchtverbruik en kan er
voor zorgen dat een cilinder agressief uitschuift waardoor er een groter gevaar is, indien er
iets in de weg zou liggen. Normaal werk ik met een 5 a 6 bar.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Pneumatische onderdelen
20
Figuur 23: Doorsnede drukregelaar
De druk wordt geregeld door een klep (6) die gestuurd wordt door een membraan (1). Op
één zijde van het membraan werkt de uitgangsdruk, op de andere zijde een veer (2) waarvan
de kracht ingesteld kan worden door een regelschroef (3). De ingestelde veerkracht bepaald
welke druk er aan de uitgang van het drukreduceerventiel aanwezig is.
Als de uitgangsdruk toeneemt, dan zal het membraan tegen de veerkracht in bewegen (naar
beneden toe). De klep (6) zal dan sluiten op zijn klepzitting (4). Indien de uitgangsdruk daalt,
zal de veer (2) de klep (6) opnieuw openen waardoor de uitgangsdruk wordt bijgestuurd.
Indien de secundaire druk plots te sterk oploopt, dan wordt het membraan, sterk naar
omlaag gedrukt waardoor het teveel aan druk kan ontsnappen via de correctie-uitlaat (7) die
zich in het midden van het membraan bevindt.
4.2.9
Compressor
4.2.9.1 Wat is perslucht?
Het gebruik van perslucht is zeer verspreid in de meest uiteenlopende takken van de
industrie, en dagelijks worden nog nieuwe toepassingen uitgedacht. Perslucht is
samengeperste lucht waar dan veel druk achter kan zitten. Deze samengeperste lucht kan
een grote kracht creëren (de grootte van de kracht zal afhankelijk zijn van de hoeveelheid
perslucht die gebruikt wordt en met welke compressor je gebruikt) waarmee dan motoren,
machines en gereedschappen kunnen aangedreven worden. Dit kan ook als ademlucht
gebruikt worden of om stof mee af te blazen maar dit komt niet in mijn eindewerk. Maar om
de perslucht te gebruiken om te ademen moeten er filters op zitten om alle olie uit de lucht
te halen. Om perslucht te verkrijgen heeft men een compressor nodig, hiervan zijn ook
verschillende type’s.
4.2.9.2 Gebruik van perslucht in de industrie
Met behulp van grijpers of zuignappen bestaat de mogelijkheid om op een eenvoudige
manier werkstukken, afgewerkte producten, opnemen en verplaatsen. Met behulp van
persluchtcilinder kunnen we systemen automatiseren, krachten uitoefenen enz...
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Pneumatische onderdelen
21
Met behulp van pneumatische werktuigen kan men bouten vastschroeven, gaten boren,
straten openbreken. Dit omdat zulke handelingen veel kracht vergen, hierbij zal de
compressor dan ook blijven bijvullen en krijg je dus een constante druk.
Men zal bv auto’s spuiten met behulp van perslucht zo zal je dus het mengels in het laadstuk
van de spuitkop steken en doormiddel van perslucht zullen we deze uitstuwen en laten
bevestigen op als lak.
4.2.9.3 Voordelen
1. Eenvoudig te verkrijgen en te transporteren: lucht is overal beschikbaar retourleidingen zijn overbodig
2. Goed op te slaan want we bezitten een reservoir.
3. De compressor kan niet branden of exploderen.
4. Geen mediumverversing: het is niet nodig om het medium (lucht) regelmatig te
verversen
5. Als de compressor zou lekken kan er geen vervuiling ontstaan dus je denk ook aan
het milieu.
6. Eenvoudige constructie: We kunnen rechtstreeks een rechtlijnige beweging bekomen
zonder gebruik te maken van andere mechanische componenten. Dit kan je dan ook
perfect zien in mijn GIP, kijk maar naar de cilinders.
7. De persluchtleidingen zijn soepel en kan je dus indien nodig nog wat verlegen, deze is
ook veel lichter dan bv zware elektrische kabels.
8. Weinig tot geen installatiekosten, indien je een handige kleine compressor gebruikt
zoals mij heb je slechts 2 dingen nodig en dat is een stopcontact en uw perslucht
leiding naar uw materiaal.
9. Grote bedrijfszekerheid, een compressor zal niet zo maar stil vallen, deze kan bv niet
zonder lucht komen te zitten terwijl een generator dit wel zou hebben.
4.2.9.4 Nadelen
1. Je moet de lucht samen drukken en hier ontstaat dus een hoge druk, deze moet je
dan ook kunnen overwinnen en een machine kunnen bouwen dat er tegen kan.
2. Lawaaihinder (verbetering door geluidsdempers)
3. Luchtvochtigheid (filters – water afscheider gebruiken)
4. Hoge energiekosten, de compressor draai constant op uw netspanning.
5. Je moet opletten als je een perslucht kabel lost trekt, omdat in de compressor zit olie
en deze olie is ongezond als het op een wonde terecht zou komen of in de ogen.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Schema’s
22
4.2.10 Metingen
Voor de metingen gebruiken we sensoren. Wat zijn sensoren?:
Een sensor is een omvormer, die een fysische grootheid omvormt naar een elektrisch
signaal, dat bruikbaar is voor een machine aan te sturen. Nemen we bv. Temperatuur van
een vloeistof, dan zal de sensor de temperatuur meten, en deze omvormen naar een
elektrisch signaal tussen 0-10V, 0-20mA of 4-20mA. Naargelang de grootte van dit elektrisch
signaal, zal een machine dan een vloeistof verwarmen, of afkoelen.
4.2.10.1 Hoogtemeting
Figuur 24: Hoogtemeting
DSNU-10-40-PA
Zie datasheet bijlage: DSNU – Catalogus
Met dit gedeelte gaan we meten hoe groot ons blokje is, dit signaal versturen we naar ons
venstercomparator.
4.2.10.1.1 Meting
De meting wordt gebeurd doormiddel van een meetcilinder, de meetcilinder is een
enkelwerkende cilinder die doormiddel van een eindeloop stopt , de cilinder wordt
aangestuurd met een 5/2 ventiel, in de arm zit er een potentiometer. Van zodra de cilinder
naar beneden is zal deze potentiometer een bepaalde waarde aannemen, deze waarde
wordt verstuurd naar onze venstercomparator.
4.2.10.1.2 Venstercomparator
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Schema’s
23
Te hoog
Oké
Te laag
Figuur 25: Princiepe tekening van venstercomparator
De venstercomparator zal dus onze ohmse waarde omzetten naar een 0-10V signaal waar hij
mee zal meten.
Dit is het ene principe diagram van de venstercomparator, hieruit zal ik enige uitleg geven.
Zoals u kunt zien hebben we 2 stippellijnen, een onder- en bovengrens. Zodra onze waarde
tussen deze grenzen ligt zal de comparator een signaal sturen, als de waarde er onder of
boven gaat zal het signaal weg vallen. Zo gebruiken wij dit om de hoogte van de cilinder te
meten, als deze groot genoeg is zal deze bit worden opgeslagen in onze PLC, later gebruiken
wij deze bit dan om onze robotarm aan te sturen.
Teken het schema, dit is te vergelijken met een potmeter.
Leg ook meteen het principe uit van de venstercomparator.
4.2.10.2 Bepaling van het type materiaal
Voor het bepalen van het type materiaal ( metaal of kunststof) gebruiken we een inductieve
sensor, hieronder zal ik meer uitleg geven
Theoretisch:
Een inductieve sensor werkt volgens het principe van verandering van inductie, wanneer
deze sensor dicht bij een metalen voorwerp komt, verandert de impedantie van de spoel.
Deze verandering hangt af van de afstand tussen voorwerp en sensor.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Schema’s
24
Figuur 26: Inductieve sensor
Normaal staat er lucht voor de sensor. Wanneer er een metaal voorkomt verandert de
permeabiliteit. Een wisselend continu magnetisch veld wordt opgewekt met een oscillator
door de spoel van de sensor. De kern van ferriet begeleidt de magnetische veldlijnen naar
buiten. Dit magnetisch circuit probeert zich buiten de sensor te sluiten. Wanneer een
metalen object dicht bij de sensor komt, wordt het magnetische circuit verstoord of worden
de veldlijnen op het externe traject verstoord. De bundel van veldlijnen wordt vervormd. Het
nabije metalen object zorgt ervoor dat de veldlijnen door de metalen plaat gaan en er meer
veldlijnen terugkeren naar de sensor. Hierdoor wordt de schijnweerstand Z van de spoel
lager. De verandering van de impedantie is niet lineair met de afstand tussen de sensor en
het metalen object.
Voor en Nadelen
Voordeel:
Deze sensor wordt niet beïnvloed door niet-geleidende materialen zoals kunststof of hout
Nadeel:
De sensor is meer gemaakt om te detecteren of er een metaal zich voor de sensor bevind.
Het is geen goed meetapparaat om nauwkeurig afstanden te berekenen, als het object te ver
van de sensor ligt zal onze sensor dit ook slecht meten.
4.2.10.3 Bepaling van positie
Om te weten te komen waar ons voorwerp zit gaan we verschillende soorten sensoren
gebruiken. Zo heb ik zelf ook meer geleerd over de verschillende sensoren en daarbij
horende voor- en nadelen.
4.2.10.3.1 Lichtbarrière
Deze bestaat uit een gescheide zender en ontvanger, zodra er tussen deze 2 een object komt
zal de lichtstraal onderbroken worden en stuurt dit geen signaal meer door naar de PLC
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Schema’s
25
Figuur 27: Lichtbarrière
4.2.10.3.2 Reflectiebarrière
Hier zijn zender en ontvanger op 1 plaats, doormiddel van een reflecterende band zal dus
het signaal dat de zender stuurt ook terug te ontvangen worden in de ontvanger eronder.
Als het signaal niet meer toekomt op de ontvanger stuurt deze sensor een signaal uit naar de
PLC.
Figuur 28: Reflectiesensor
4.2.10.4 Proximity-sensor
Dit is een nabijheidssensor bij de pneumatische cilinder, deze detecteert of de cilinder is
ingeschoven of uitgeschoven. Deze sensor werkt op het principe van een Hall-sensor.
Figuur 29: Proximity-sensor
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Schema’s
26
Wanneer een stroomvoerende geleider in een magnetisch veld komt ontstaat er dus een
spanning binnen in de hall sensor. Zodra dan dus de cilinder beweegt zal er op het eind een
magneet mee bewegen (1). Als deze bij de hall-sensor (2 of 3 ) komt zal zal er dus stroom
vloeien en binnen in de IC kan men dit dan merken. Zo zal er dan een signaal kunnen worden
verzonden naar de PLC en kan je vanop afstand weten of de cilinder in of uitgeschoven is.
Binnen in de hall-sensor zit er dan ook een led zo kan je van dicht bij ook zien als deze brand.
Voordelen:
Je kan het gebruiken als schakelaar
Het kan tot 100kHz schakelen.
Het kost minder dan andere mechanische schakelaars.
Het heeft geen contactdender omdat er eerder meerdere worden gebruikt ( meerdere IC’s )
i.p.v. 1 IC.
Het wordt niet beïnvloed door de omgeving. Daardoor kan je hem gebruiken in verschillende
toestanden(Warm, koud, hoge druk, … ).
Figuur 30: Sensoren plaatsing
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Schema’s
27
4.3 Pneumatisch schema
Dankzij de gigantische database van Eplan kan ik ook deze tekening maken in Eplan zelf,
echter moet je daar wel kijken onder extra lijsten toevoegen. Dit hebben we geleert
doorheen dit jaar in het vak technische tekenen. Het schema zelf kan u vinden in mijn Eplan
dossier in bijlage.
4.4 Elektrisch schema
4.4.1
Uitwerking in Eplan
Vanaf het 3de jaar op het PTI kregen wij al Eplan, dit is een programma waar we elektrische
schema’s kunnen maken. Doorheen het jaar leerden we meer en meer officiële tekeningen
maken met daarbij horende lijsten en benamingen. Voor mij GIP maakte ik dan ook een
tekendossier die u kunt vinden bij de bijlages onder bijlage :
4.4.2
Beveiliging
Figuur 31: Beveiliging
Dit is dus de beveiliging van mijn kast, van rechts naar links is dit hoofdschakelaar,
differentieelschakkelaar, automaat van C2 en automaat C6
4.4.2.1 Hoofdschakelaar
De hoofdschakelaar is er om onze installatie volledig van het net te kunnen afsluiten, dit is
dus gewoon een draaischakelaar die we aanzetten als we spanning in onze schakelkast
willen. Let wel op door een hoofdschakelaar mag ook enkel een bepaalde stroom, zorg dat je
deze stroom dan ook niet overschrijd of de hoofdschakelaar zal kapot gaan.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Schema’s
28
De aarding is echter niet aangesloten op de hoofdschakelaar dit heeft volgende reden; zou je
het net dus afschakelen omdat er een probleem zich voordoet en je schakelt dus je
hoofdschakelaar uit zou dus ook je kast niet meer geaard zijn. Daarom moet je de aarding
om een aardingsklem steken, deze is vanachter van ijzer en zal dus via de rail de volledige
kast aarden.
4.4.2.2 Differentieelschakelaar
Figuur 32: Differentieelschakelaar
Dit is een principe schema van de differentieelschakelaar of verliesstroomschakelaar
genoemd. Hiermee zal ik je het principe uitleggen dan deze schakelaar.
Als eerst zie je klem a & klem b, op deze klemmen zal je de nul leider en uw fase aansluiten.
Normaal gezien is de stroom door deze kabels hetzelfde en heffen deze 2 magnetische
velden ( gevormd door de spoel en magneet ) elkaar op. Zodra we echter een verschil in
stroom zullen hebben zal de magneet in het midden worden afgestoten door de spoelen
omdat er nu wel een magnetisch veld is. Als de kern nu ver genoeg is zal deze de schakelaars
uitschakelen en dus open zetten. Zodra dit gebeurd is zal dus je kring zonder spanning
liggen.
De werkelijke bedoeling van deze schakelaar is om op te merken als er een te groot verlies is
in uw kring, bijvoorbeeld als je geëlektrocuteerd wordt. Dan zal dus de differentieel
uitschakelen, deze kan je enkel handmatig terug inschakelen.
Merk ook op dat er een weerstand in de kring zit, deze dient voor de resterende stroom die
je afgesloten hebt, te verbruiken. De weerstand is dan ook verbonden met de aarde en zal er
dus voor zorgen dat er geen vonken ontstaan tussen uw contacten, maar dat de stroom de
gemakkelijkste weg kiest.
4.4.2.3 Automaat
4.4.2.4 Noodstop
Een noodstopfunctie is altijd goed van toepassing om gevaar af te wenden, schades te
beperken,… .
Bediening in noodgevallen, bedoeld om een gevaarlijk geworden proces of beweging te
stoppen
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Schema’s
29
De eisen van een noodstop:
De werking van de noodstop mag niet afhankelijk zijn van elektronische logica of van de
overbrenging van opdrachten via een communicatienet of –verbinding. Tenzij deze PLC of
elektronica hiervoor speciaal ontwikkeld is.
Twee basisregels:
 Noodstop heeft altijd voorrang!
 Voeding van aandrijving zo snel mogelijk onderbreken!
Normaal gaan we met de noodstop alles stilleggen en daarmee ook dus het pneumatisch
gedeelte maar in ons geval gaan we de noodstop gaan aansluiten op de PLC. Dit omdat als
deze bediend wordt, is het niet de bedoeling dat de spanning overal van weg valt. Maar dat
alles stopt op dan plaats waar het zich bevindt. Als we de spanning zouden laten wegvallen
dan gaan alle cilinders in hun ruststand gaan staan. Dit is niet altijd de stand wanneer men
op de noodstop drukt. Het is belangrijk dat er niets meer beweegt na het indrukken van de
noodstop, merk wel op dat we de venturies zullen blijven aansturen.
Plaats hier het blad horizontaal en voeg het schema in, verwijs ook naar bijlage x
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
PLC
30
5 PLC
Omdat ik weet dat niet iedereen die dit leest een PLC kent zal ik dit even kort en bondig
uitleggen wat het precies inhoud.
De afkorting PLC staat voor programmable logic controller en is de algemeen gangbare naam
voor een automatisch besturingsapparaat.
• Programmable = programmeerbaar;
• Logic = werkend volgens de booleaanse logica;
• Controller = besturingseenheid (to controle = sturen, bedienen, regelen).
De PLC werd uitgevonden om relaissturingen weg te werken en via dit compacter product
dus machines te kunnen aansturen. Binnen in de PLC zullen dus de ingangen worden
ingelezen en dan worden verwerkt binnen in de CPU. Naargelang de bewerking die je
uitvoert binnen in de PLC kan je een uitgang gemakkelijk aan of uit zetten.
Het programmeren van de PLC wordt gedaan op de computer, waarbij we dus simatic step
7-300 gebruiken, dit omdat we dus met een PLC 300 van Siemens werken.
5.1 CPU
CPU of Central Processing Unit, is de plaats waar alle bewerkingen zullen worden uitgevoerd
en ook waar dus alles zal worden opgeslagen, zodat we dit later zouden kunnen gebruiken.
De CPU moet gevoed worden met 24V DC, hiervoor gebruiken we dus een PLC voeding. De
voedingen van PLC zijn speciaal gebouwd om ook op de DIN-Rail van de PLC installatie te
plaatsen, deze heeft dan ook speciale verbindings mogelijkheden als deze op de juiste plaats
wordt gezet.
Binnen in de CPU hebben we dus verschillende bewerkingen:
Ingangs contacten, hier worden dus externe signalen op aangesloten zoals schakelaars,
sensoren, … Hier maken wij dan gebruik van om ons programma mee te schrijven
De interne hulpcontacten, deze kunnen geen signalen ontvangen van de buitenwereld noch
hebben ze een fysiek bestaan. Deze contacten worden gesimuleerd om externe contacten te
elimineren. Sommige contacten worden echter wel toegewijd om 1 bepaalde taak uit te
voeren. Sommige worden bijvoorbeeld enkel ingeschakeld als de PLC aan staat.
Tellers, dit bestaat ook niet fysisch, zij zullen dus gesimuleerd worden en gebruikt worden
om pulsen te tellen. De tellers zorgen er ook voor dat je in je programma kunt aftrekken,
optellen, …
Tijdrelais, Ook deze zijn gesimuleerd, hij heb je dus verschillende soorten tijdfuncties zoals
in- en uitschakelvertraging. De tijd kan bij ons variëren tussen 1ms en …h naargelang wat je
zelf instelt. Indien je dus niet genoeg tijd hebt kan je meerdere timers achter elkaar plaatsen.
Uitgangscontacten, deze zijn dan wel weer fysisch, deze kunnen dus aan of uit worden. Dit
kan je bepalen in je programma.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
PLC
31
Ook kunnen we van alles opslaan in onze PLC, daar hebben wij ons geheugen voor. Indien je
spanning zou afvallen, blijft het geheugen wel onthouden, want het geheugen is remanent
tot je er iets aan veranderd.
Figuur 33: PLC stappen doorlopen
Stap 1 - INGANGEN INLEZEN –
Aan het begin van elke scancyclus kijkt de PLC naar elke ingang om te bepalen of die aan of
uit is. De PLC slaat deze gegevens op in zijn geheugen om verder te gebruiken in de volgende
stap.
Stap 2 - PROGRAMMA VERWERKEN –
Daarna voert de PLC het programma instructie per instructie uit. Het programma haalt uit de
vorige stap een overzicht met welke ingangen aan of uit zijn, dan kan het beslissen of hij de
uitgangen en/of functies( timers, counters,…) moet inschakelen op basis van de toestand van
de aangestuurde ingangen. Het programma zal de resultaten van zijn berekeningen opslaan
om er tijdens de volgende stap gebruik van te maken.
Stap 3 - UITGANGEN BIJSTUREN –
Uiteindelijk werkt de PLC de toestanden van de uitgangen bij. De PLC werkt die toestanden
bij op basis van de toestanden van de ingangen gedurende de eerste stap en de resultaten
van de berekeningen tijdens de tweede stap.
Na de derde stap gaat de PLC terug naar de eerste stap en herhaalt continue de
verschillende stappen. Een scancyclus of scan tijd wordt gedefinieerd als de tijd nodig voor
het uitvoeren van de drie hierboven beschreven stappen
5.2 Input
Aan de input kan je dus verschillende soorten schakelaars aansluiten, dit kan bestaan uit
gewone schakelaars tot elektronische sturingen. De ingangen worden benoemd met de I van
Input, zo kan je dus bv I1.0 hebben.
Omdat er op de CPU zelf geen ingangen bevinden, moeten wij externe modules aansluiten.
Op mijn project heb ik er in totaal 2 extra modules moeten op aansluiten. Dit omdat ik
ongeveer een 25 tal ingangen heb en dus met 2 modules van 16 ingangen heb ik er nog een
paar in reserve.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
PLC
32
5.3 Output
Met de uitput kan je dus verschillende dingen aansturen zoals in ons geval de ventielen. De
uitgangen kunnen dus dan ook enkel variëren tussen 1 en 0. Omdat ik enkele zware uitgangen moet
aansturen zoals mijn motoren van mijn transportbanden heb ik een externe voeding moeten
aansluiten om mijn uitput modules aan te sturen. Een uitgang wordt dus benoemd met de Q van, zo
kan je bv Q5.0 hebben.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
PLC
33
5.4 I/O lijst
5.5 Verbindingsschema PLC naar eiland
Om mijn eiland met de PLC te verbinden gebruikte ik de Input/Output terminal of beter de
ingang en uitgang terminal. De klemmen op deze terminal zijn 8 ingangen en 8 uitgangen.
Alle klemmen van de I/O terminals zijn verbonden met elkaar via een plug van 24 pinnen.
De klemmen van een I/O terminal zijn geschikt voor spanningen van 0 tot 24V, dit is zeer
handig om hier de voeding van sensors op aan te sluiten want deze werken meestal op 24V,
ook krijgen wij van onze PLC 24V spanningen. Wat ook handig is om te weten is: de 24V
aansluitingen zijn door verbonden dus je moet het blokje slechts 1 maal voeden, dit geldt
dan ook voor da massa. Waar je echter wel op moet letten is dat je 2x massa moet
aansluiten op 2 verschillende rijen, de onderste en de rij erboven. Deze rij wordt dan ook
gebruikt om de lichtjes binnenin de connector + de sensors te voeden.
Het blokje heeft aan de onderkant ‘tandjes’ waardoor men deze kan bevestigen aan rails.
Daardoor kan men deze dan gemakkelijk gebruiken in de schakelkast om dicht bij de PLC vast
te klikken. Met een schakelaar kan men kiezen als de klemmen positief of negatief zijn, deze
werking wordt bepaald met PNP en NPN transistors. Als beide schakelaars in PNP positie
staan, dan zijn de klemmen positief, staan ze in de NPN positie, dan zijn de klemmen
negatief. Ik heb in mijn schakeling positieve klemmen gebruikt.
Figuur 34: Connectoren
Hieronder kunt u mijn verbindingsschema van PLC naar connector vinden en daarachter van
connector naar het eiland met daarbij horende aansturingen.
5.6 Verbindingsschema PLC naar Robot
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
PLC
34
Om de robot op de PLC aan te sluiten gebruiken we dezelfde connector deze is verbonden
met een elektronische schakeling.
5.6.1
Transistor als schakelaar
De reden dat we de transistor als schakelaar gebruiken is om enkele uitgangen te besparen.
Een transistor kan je eigenlijk zien als een schakelaar, waarbij je dus bij elke transistor 2
mogelijke uitgangen heb ‘high’ of ‘low’. Zo kunnen we 4 mogelijkheden maken met slechts 2
transistors Per transistor heb je ook maar 1 uitgang nodig. Wat een groot voordeel heeft bij
de transistor als schakelaar is dat de spanning van de PLC en de spanning die je gebruikt bij
het schakelen onafhankelijk zijn van elkaar. Zo kan je dus de basis van de transistor
schakelen met de PLC van 24V en op de emitter kan je gewoon een spanning aansluiten van
12V om de robot te sturen.
5.7 PLC programma
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Robotarm
35
6 Robotarm: Scorbat-er V Plus
Figuur 35: Robotarm + sturing
Voor de eind sortering in bakjes zal ik de scorbat-er V plus gebruiken, deze robotarm heeft
nog zijn eigen sturing en is gebouwd in 1995.
6.1 Werking
Deze robotarm heeft 7 verschillende metalen segmenten en 6 gewrichten. Via de sturing
gaan we elk gewricht apart besturen met een stappenmotor, de motoren zijn verbonden
met riemen aan het segment. De grotere armen zijn eerder gestuurd met pneumatica of
hydraulica. Niet zoals gewone motoren, heeft een stappenmotor een bepaald aantal
stappen voor hij rond is, dit zorgt ervoor dat we de arm zeer precies kunnen sturen. Om
zeker te zijn dat de arm in de juiste positie staat en niet te ver komt zitten er op de buiten
cirkels nog enkele eindeloop schakelaars verbonden als veiligheid.
Doordat de arm uit 6 gewrichten bestaat kunnen we dus bewegen in 6 verschillende
richtingen, een menselijke arm kan echter wel in 7 verschillende richtingen bewegen.
Bij de robot heb je dus:
 het lichaam, dat bijna 360° rond kan draaien.
 Schouder
 Elle boog
 Pols
 Hand
 Vingers
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Robotarm
36
Figuur 36: Robotarm onderdelen
De robotarm werd ontwikkeld om net hetzelfde te doen als een menselijke arm, hierbij zou
hij de mensen kunnen helpen in het verplaatsen van zware lasten en zeer precieze werken.
Daarvoor gebruik ik dan ook mijn robot, hier is het niet enkel de moeilijkheid om de cilinders
op te tillen en te verplaatsen, maar ook om de sturing te schrijven en zo elk blokje in het
juiste bakje te plaatsen.
6.2 Installeren
We kunnen de robotarm sturen met de controller en zo elk punt gaan opslaan in het
geheugen van de sturing. Op de controller hebben we dus 2 verschillende besturingen, de
volledige besturing zoals we op pc kunnen doen en een simpelere voorstelling om de
robotarm te verplaatsen met een afstandsbediening.
Belangrijk is dat we eerst volledig de ruimte rondom de robotarm vrij maken, zodat deze
nergens kan tegen zitten. Nu is het best dat we onze robotarm ergens halfweg plaatsen, dan
kunnen we overgaan naar het programmeren.
6.3 Aansluiten
Voor het aansluiten gebruiken we 2 maal een transistor als schakelaar, dit omdat onze PLC
stuurt met 24V en onze robot enkel 12V aanvaard.
6.4 Programmeren
Om goed te kunnen programmeren moeten we onze robotarm homen, dit wil zeggen dat
deze een cyclus doorloopt waarbij hij tot al zijn maximum gaat en zo weet hij zijn maximum
X, Y en Z coördinaat. Als je over deze coördinaten dan probeert te gaan zal deze een
“overflow” error geven, dit betekend dat hij niet verder kan en dus niet naar de gevraagde
plaats kan.
Als we de robot hebben gehomed, kunnen we overgaan naar het bepalen van de plaatsen,
zoals zijn rust positie, de verschillende bakjes en de laadplaats. Deze plaatsen kunnen we
opslaan in ons geheugen, hier kunnen we dan op de computer een bewerking mee
uitvoeren.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Robotarm
37
In het programma dan kunnen we zeggen als we bv. “00” binnen krijgen, dat de robotarm in
ruststand moet staan. Als we dan echter een “01” doorsturen kan het zijn dat we naar de
transportband bewegen, zo kunnen we ook doorgeven van dit blokje is van metaal.
We zullen wel uit veiligheid voor onze robot, elke keer terug keren naar de rust positie, ook
als we een blokje hebben. Vandaar uit kunnen we dan door gaan naar de juiste plaats.
We kunnen de robot programmeren op 2 verschillende wijzen:
Snelheid: bij de snelheid hebben we 2 verschillende wijzen, deze kunnen we sturen in en
“trapezium” of in een “parabool”. Bij de trapezium zal de snelheid in het begin zeer snel zijn
en vanaf hij op zijn maximum zit blijft hij daar tot op het einde zal hij snel terug vertragen. Bij
een parabool zal zijn snelheid licht versnellen tot maximum, aan halverwege het traject, en
daarna zal deze terug licht dalen tot aan het einde. In beide gevallen zullen we onze motor
aansturen met PWM (Pulse-width modulation).
Figuur 37: Snelheid van de robotarm
Hierbij gaan we dus eigenlijk de motor aansturen met pulsen en zo de spanning over de
motoren bepalen, wat dus ervoor zorgt dat de motor rapper of trager zijn stappen
doorloopt.
Figuur 38: PWM sturing snelheid van de stappenmotor
Traject:
Bij het traject hebben we ook 2 verschillende wijzen, hier hebben we “van punt tot punt
traject” en “onophoudelijk traject”. Bij het punt tot punt traject zal de robotarm in 1 rechte
beweging van punt A naar punt B gaan, als hier echter obstakels in de weg staan zal deze
niet werken. Ook zullen alle verschillende segmenten tezamen veranderen van positie. Bij
het onophoudelijk traject kunnen we het traject zelf bepalen, zo kunnen we eigenlijk
allemaal korte afstanden overbruggen en zo rondom obstakels bewegen. Hier zal hij dus ook
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Robotarm
38
uitreken om elk segment zo te draaien dat hij nergens tegen zal zitten op een vlotte manier,
dit vraagt echter meer programmeer werk.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Robotarm
39
7 Controle testen
8 Stage
Ik liep mijn stage in de energierecuperatiecentrale, IVM of verbrandingsoven genoemd
samen met Thomas Poppe uit mijn klas. Wat we echter de eerste dag leerde op stage was
dat het geen verbrandingsoven is. Want men maakt van ons gewoon afval energie. Dit 1 van
de redenen dat ik dit bedrijf koos als stageplaats, want we moeten meer en meer gaan
kijken naar de toekomst en energie. Zo vind ik dat men meer van deze centrales zou moeten
zetten. Doorheen het proces van afvalverbranding leerde ik ook meer over de
reglementeringen van uitstoot zo toonde men enkele filters en opbouw van filters. Wat ik er
wel uit begreep is dat het niet goedkoop is om zo een centrale op te bouwen, maar als dit
het enige nadeel is vind ik dat men meer zou moeten investeren in zulke bedrijven.
Tijdens mijn stage heb ik leren programmeren in TIA portal V12, dit is het programmeer
programma van de Siemens PLC 1200. Thomas en ik kregen dan ook de opdracht om een
frequentieomvormer en een motor aan te sturen via operation panel. Dit werd dan
geprogrammeerd in de PLC 1200. Zelf wisten we weinig over deze elementen. ZO hadden we
wel al eens een frequentie omvormer aangestuurd in de lessen elektriciteit, maar we
hadden deze nog nooit aangestuurd via de PLC laat staan een OP.
Indien u meer wilt te weten komen over het bedrijf of onze opdrachten kunt u altijd terecht
bij bijlage waar ik dan ook mijn stagebundel zal bijvoegen.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
Integratie algemene vakken
6-TSO-EE-b
Algemene vakken
41
9 Algemene vakken
9.1 Nederlands
9.1.1
aanvraag stageplaats
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
Mike Lauwers
Kanaalstraat 21b
9940 EVERGEM - RIEME
Tel. 04 98 126 137
E-mail: [email protected]
22 -oktober 2013
Van Hoecke Automation nv
BELGIUM
Legen Heirweg 29
B-9890 Gavere
Sollicitatie stageaanvraag
Geachte heer
Met deze brief zou ik mijn stage willen verkrijgen. Deze Stage gaat over de periode van 24
maart 2014 tot en met 4 april 2014.
Zelf studeer ik aan het PTI in Eeklo, waar ik Elektriciteit-Elektronica studeer. Ik ben enorm
geïnteresseerd in automatisering en via een werknemer in uw bedrijf, vernam ik dat u een
robotarm heeft geïnstalleerd. Nu koos ik voor mijn eindwerk een automatisch sorteereiland
van Festo waarbij zo een robotarm in te pas komt. Dit is echter niet de nieuwste soort van
robots maar ik ben zeker bereid me verder te verdiepen in deze richting. Mijn robotarm heb
ik ondertussen al zelf terug doen werken, dus zou ik wel graag ook iets groters proberen. Ik
heb op uw site de verschillende video’s gezien van de projecten die u hebt gerealiseerd. Dit
vind ik zelf heel interessant en ik denk dat ik in uw bedrijf veel zou kunnen bijleren, daarom
zou ik graag mijn stage doen in uw bedrijf. Ook zou ik volgend jaar graag verder studeren in
de richting Elektronica – ICT en deze stage ligt dus dicht bij mijn verlangens.
Mijn stagementor is Patrick Schrooten. Indien u meer informatie zou willen over mijn
kwaliteiten, kan u hem contacteren op [email protected]. Ook kunt u bij Sven
Van den Eeden terecht op het nummer 09 370 73 92. Indien ik geen reactie zou hebben
ontvangen tegen 24 oktober 2013, zal ik zelf telefonisch contact opnemen met u.
Mike Vriendelijke groeten
Mike Lauwers
6-TSO-EE-b
9.1.2
Algemene vakken
43
aanvraag van informatie
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
Van: Mike Lauwers
Aan: Steven Regelbrugge
Aanvraag brochures afstudeerbeurs
Geachte heer Regelbrugge
Met deze mail zou ik graag extra brochures aanvragen over de veranderingen in de
wachtuitkeringen. Ik zag uw brochures al eerder en deze zouden op onze afstudeermarkt
zeer handig zijn voor de leerlingen die dit jaar afstuderen.
Zelf studeer ik Elektriciteit-Elektronica aan het PTI in Eeklo. Wij organiseren onze
afstudeermarkt op 11 maart 2014. Onlangs is de regeling i.v.m. de wachtuitkering
veranderd. Ik vond uw brochure al eerder op het internet, maar nu zou het handig zijn als u
deze zou kunnen meebrengen op deze dag, omdat ik ook al vernam dat u komt.
De brochures zijn vooral bedoeld voor onze leerlingen in de tso- en bsorichtingen, dit zou
over ongeveer 150 leerlingen gaan aan wie ik deze brochures zou uitdelen op deze dag. Het
gaat dus over de brochures met de veranderingen van de wachtuitkeringen voor de
leerlingen die geen werk kunnen vinden.
Graag zou ik uw antwoord krijgen tegen 10 januari zodat ik hier zeker van kan zijn. Dus als u
dit kunt regelen, neemt u deze dan mee op 11 maart of heeft u liever dat ik ze zelf kom
halen ?
Alvast bedankt.
Met vriendelijke groeten
Mike Lauwers
6-TSO-EE-b
9.1.3
Algemene vakken
45
sollicitatiebrief
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
Mike Lauwers
2014
Kanaalstraat 21b
9940 – RIEME-EVERGEM
Tel. 0498 126 137
5 januari
Sofie Kesteloot
T-office
Doorniksestraat 6
8500 KORTRIJK
Sollicitatie Elektronica ingenieur ( Regio Kortrijk )
Geachte mevrouw Kesteloot
Met deze brief zou ik me graag kandidaat stellen voor de job van Elektronica ingenieur. Ik
vond deze advertentie op de site van de VDAB op 27 januari 2014.
Momenteel volg ik Elektriciteit-Elektronica aan het PTI in Eeklo. Na dit jaar zal ik verder
studeren aan het KAHO Gent, waar ik Elektronica-ICT zal volgen met voorkeur Elektronica.
Wat me vooral aantrekt aan deze functie is dat je in contact komt met vele verschillende
werkjes. Zelf zou ik graag in uw bedrijf werken voor deze variatie en ook voor de doorgroei
mogelijkheden die u aan biedt. Persoonlijk denk ik dat zodra ik afgestuurd ben, ik mezelf alle
soorten nieuwe technologieën al eigen gemaakt zal hebben. Volgens mijn leerkrachten ben
ik niet taalkundig correct maar toch ben ik mondig en kan ik wel alles goed uitleggen, dus
omgaan met klanten zal geen probleem zijn. Zelf ben ik ook zeker leergiering naar nieuwe
elektronica, zo heb ik me bijvoorbeeld een Arduino gekocht. Indien iets niet direct zou
lukken, zal ik zelf ook altijd blijven proberen het probleem op te lossen. Ik heb nog niet echt
een ervaring met leiding geven aan volwassen personeel, maar heb wel mijn animator cursus
gevolgd en in de vakantie geef ik ook enkele weken speelpleinwerking. Op dit moment werk
ik in het weekend in de keuken of zaal, hierbij is teamspirit zeker belangrijk. Wat wel nadelig
kan zijn is dat ik geen werkervaring heb in dit vakdomein maar dit zal ik zo vlug mogelijk
proberen wegwerken.
In de bijlage vindt u mijn cv en hierbij zou ik dus een sollicitatiegesprek aanvragen. Indien u
meer vragen heeft kunt u deze stellen op die gelegenheid.
Ik kijk alvast uit naar uw reactie.
Met vriendelijke groeten
Mike Lauwers
Bijlage: cv
6-TSO-EE-b
9.1.4
Algemene vakken
47
cv
CURRICULUM VITAE
Persoonlijke gegevens
Naam :
Voornaam :
Adress :
Gsm-nummer :
E-mailadres:
Geboorteplaats:
Geboortedatum:
Nationlaliteit:
Burgelijke staat:
Lauwers
Mike
Kanaalstraat 21b – 9940 Evergem
0498 126 137
[email protected]
9000 Gent
14-01-1996
Belg
Ongehuwd
Opleidingen
2010-2014
2009-2010
2008-2009
Elektriciteit-Elektronica
Mechanica Elektriciteit
Tso algemeen jaar
PTI Eeklo
PTI Eeklo
PTI Eeklo
Werkervaring
2011-heden
Weekendwerk hulpchef Las Tarpas
Taken : Koken, opdienen in restaurant
Bijkomende Opleidingen/Diploma’s/Attesten
2014
Attest ETS 4 Basis/advanced
KAHO Gent
2013
VCA-attest
PTI Eeklo
2013-2014
Attest Gassmeltlassen C/D Buislassen
PCVO Eeklo
2012-2013
Attest Gassmeltlassen A/B Plaatlassen
PCVO Eeklo
2011
Attest animator
Computerkennis





Grondige kennis Officepakket ( Word, Excel, Powerpont, Access, Publisher, Visio )
Studentenversie Eplan
Basiskennis “C” programmeren
Arduino programmeren
Basis kennis PLC 200&300, Logo
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Algemene vakken
48
Talenkennis
Nederlands
Engels
Frans
Begrijpen
Spreken
Lezen
Schrijven
Moedertaal
Goed
Matig
Moedertaal
Goed
Matig
Moedertaal
Goed
Matig
Moedertaal
Redelijk
Noties
Varia

o
o
o
o
Hobby’s :
Handbal
Arduino
Speelpleinwerking
Scheidsrechter handbal
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Algemene vakken
49
9.2 Engels
9.2.1
Original English text + source
What is a robotic arm?
A robotic arm can be any of a number of mechanical, programmable devices that are
designed to manipulate objects in a way that is similar to the human arm. The robotic arm is
one of the most useful pieces of technology to be introduced in the 20th century, and
quickly became a cornerstone in many areas of manufacturing. It can be used for many
different jobs and functions that may be too tedious, difficult or dangerous for a human to
do. You might first think of the automobile industry when thinking about robotic arms, but
they can be used for many other useful tasks besides welding and painting auto parts.
The first robotic arm was developed in the 1950s by a scientist named George Devol, Jr.,
before which robotics were largely the products of science fiction and the imagination. The
development of robotics was slow for a while, with many of the most useful applications
being involved with space exploration. The use of robots to aid in industrialization weren’t
fully realized until the 1980s, when robotic arms began to be integrated in automobile and
other manufacturing assembly lines.
While working in a fashion similar to the human arm, robot arms can still have a much wider
range of motion since their design can be purely up to the imagination of their creator. The
joint that connects the segments of a robotic arm, for example, can rotate as well as moving
like a hinge. The end of the robotic arm designed to actually do the work that it was
designed for is known as the end effector, and can be designed for practically any task, for
example gripping like a hand, painting, tightening screws and more. These robots can be
fixed in one place, for example along an assembly line, or they can be mobile so they can be
transported to do a variety of tasks in different places.
Autonomous robotic arms are designed to be programmed and then left alone to repeat
their tasks independent of human control. Conversely, a robotic arm can also be designed to
be operated and controlled by a human being. A situation where human-controlled robotic
arms are essential is in space exploration, where robotic arms can be used to manipulate a
heavy payload or do other work in space that would be difficult or even impossible for an
astronaut to do.
How does it work?
The term robot comes from the Czech word robota, generally translated as "forced labour."
This describes the majority of robots fairly well. Most robots in the world are designed for
heavy, repetitive manufacturing work. They handle tasks that are difficult, dangerous or
boring to human beings.
The most common manufacturing robot is the robotic arm. A typical robotic arm is made up
of seven metal segments, joined by six joints. The computer controls the robot by rotating
individual step motors connected to each joint (some larger arms use hydraulics or
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Algemene vakken
50
pneumatics). Unlike ordinary motors, step motors move in exact increments (check
out Anaheim Automation to find out how). This allows the computer to move the arm very
precisely, repeating exactly the same movement over and over again. The robot uses motion
sensors to make sure it moves just the right amount.
An industrial robot with six joints closely resembles a human arm -- it has the equivalent of a
shoulder, an elbow and a wrist. Typically, the shoulder is mounted to a stationary base
structure rather than to a movable body. This type of robot has six degrees of freedom,
meaning it can pivot in six different ways. A human arm, by comparison, has seven degrees
of freedom.
Your arm's job is to move your hand from place to place. Similarly, the robotic arm's job is to
move an end effector from place to place. You can outfit robotic arms with all sorts of end
effectors, which are suited to a particular application. One common end effector is a
simplified version of the hand, which can grasp and carry different objects. Robotic hands
often have built-in pressure sensors that tell the computer how hard the robot is gripping a
particular object. This keeps the robot from dropping or breaking whatever it's carrying.
Other end effectors include blowtorches, drills and spray painters.
Industrial robots are designed to do exactly the same thing, in a controlled environment,
over and over again. For example, a robot might twist the caps onto peanut butter jars
coming down an assembly line. To teach a robot how to do its job, the programmer guides
the arm through the motions using a handheld controller. The robot stores the exact
sequence of movements in its memory, and does it again and again every time a new unit
comes down the assembly line.
Most industrial robots work in auto assembly lines, putting cars together. Robots can do a
lot of this work more efficiently than human beings because they are so precise. They always
drill in the exactly the same place, and they always tighten bolts with the same amount of
force, no matter how many hours they've been working. Manufacturing robots are also very
important in the computer industry. It takes an incredibly precise hand to put together a tiny
microchip.
Controller-A Control Process
The basic steps of the Controller-A control loop are described below. Refer to
Figure A-5. The entire control cycle takes 10ms. The processor calculates the command
position and speed once per cycle. It outputs a digital value to the DAC unit in the range of
±5000.The analog unit creates a series of pulses, resulting in an average voltage value
proportional to the DAC input.
The power unit drives the motor by switching ±24V to it at 20 KHz, according to the input
pulse. The motor cannot react to this high frequency of switching and is therefore affected
by only the average value of the voltage. This method of controlling the time during which
current flows through the motor, rather than controlling the value of the current, is known
as PWM (Pulse Width Modulation) control. Refer to Figure A-6. Once per cycle the processor
reads the encoder’s count and calculates the motor’s position and speed (rate of encoder
counts).
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Algemene vakken
51
The processor then compares the actual (output) position and speed values with the desired
(input) ones, determines the error values and takes the necessary action to cancel them.
Figuur 39: PWM
Trajectory Control
For better path performance (that is, to accurately reach the desired state and avoid
overshoots), trajectory control profiles, may be programmed into the control system.
Controller-A offers two profiles: paraboloid and trapezoid. Refer to Figure A-7.
Paraboloid
The paraboloid profile causes the motors to accelerate slowly until maximum speed is
reached, then decelerate at the same rate.
Trapezoid
The trapezoid profile causes the motors to accelerate and decelerate quickly at the start and
end of movement, with a constant speed along the path.
Figuur 40: Snelheidsbaan van de robotarm
Path Control
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Algemene vakken
52
It is desirable that the path and speed of a robot between taught points be predictable.
Ideally, the path between consecutive points is traversed at a constant velocity with defined
acceleration and deceleration segments. Along the path, motion of all joints should be
proportional, so that all the joints start and finish moving at the same time. The method of
coordinating the movement of the joints so that all joints reach the desired location
simultaneously is termed joint interpolation.
Point-to-Point Control
Point-to-point control (PTP) involves the positioning of the robot’s end effector at given
points, without defining the exact path of the end effector between any two points.
Point-to-point control is suitable for applications which require an exact and static position
of the end effector at the points where operations will be performed. In principle, point-topoint control can be used to guide the robot through a large array of positions, thus resulting
in a complex path. In order to obtain such a path, points must be defined and recorded in a
very close sequence. The number of positions will be limited, however, by the capacity of the
control system to maintain positions in memory.
Continuous Path Control
Continuous path control (CP) involves the movement of the end effector between two points
along a path defined by a mathematical formula. This method of control is suitable for
applications in which the end effector executes operations along a precise trajectory. During
program execution, the control system calculates and plans the path, and instructs the robot
motors to move accordingly. When continuous path control is required, the processor
divides the path into short segments, and interpolates the motion of the joints as frequently
as possible. Three type of CP control are possible.
• Joint Control: Each axis moves according to the trajectory profile. The gripper path is not
defined; only the start and end points are defined. All axes start and stop movement at
same time.
• Linear Path Control: The axes are coordinated in order to move the TCP (tool center
point; tip of the gripper) in a straight line according to the trajectory profile.
• Circular Path Control: The axes are coordinated in order to move the TCP along a circular
path according to the trajectory profile.
http://www.wisegeek.com/what-is-a-robotic-arm.htm
http://www.howstuffworks.com/robot2.htm
http://www.intelitekdownloads.com/Manuals/Robots/ER_V_plus_manual_100016.pdf
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
9.2.2
Algemene vakken
53
Glossary
WORD
TRANSLATION
CONTEXT
EXPLANATION
accelerate
versnellen
The paraboloid profile causes
the motors to accelerate
slowly.
To start to happen more quickly, or
to make something start to happen
more quickly
accurately
correct
For a better path
performance the accurately
has to be perfect.
correct or exact
autonomous
capacity
conversely
onafhankelijk
laadvermogen
The capacity of the
memorystick is over 1GB.
the largest amount or number that a
container, building, memory, etc can
hold
omgekeerd
The robotic arm can work
without any human involved.
Conversely, it can be used by
humans at the same time.
used to introduce something that is
different to something you have just
said.
consecutive
opeenvolgend
determine
bepalen
formula
formule
to guide
tot gids dienen
hinge
scharnier
labour
arbeid
manufacturing
Elektriciteit-Elektronica
Autonomous robotic arms are
designed to be programmed independent and having the power to
and then left alone to repeat
make your own decisions
their task.
productie
The path between
consecutive points is
traversed at a constant
velocity with defined
acceleration.
The programme determines
the the speed so there won't
break anything.
Consecutive events, numbers, or
periods of time come one after the
other.
to decide what will happen
They decide on what place
the arm is by a mathematical
formula.
a mathematical rule expressed in a
set of numbers and letters
The book will guide you, so
you know how to instal the
robot.
to show someone how to do
something difficult
The segments are bound to
each other by hinges.
a metal fastening that joins the edge
of a door, window, or lid to
something else and allows you to
open or close it
The robot is just like a forced work, especially the type of work that
labour.
needs a lot of physical effort
The robotic arm quickly
became a cornerstone in
many areas of
manufacturing.
the production of something, usually
in large numbers in a factory
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Algemene vakken
54
microchip
Inside the PLC there are a lot
of microchips.
a very small part of a computer or
machine which does calculations or
stores information
aanpassing
We are using Pulse Width
Modulation to change our
voltage.
to change something
The speed of the arm goes in
a paraboloid curve.
a type of curve such as that made by
an object that is thrown up in the air
and falls to the ground in a different
place
Together with hinges the arm
is bound with screws.
a thin, pointed piece of metal with a
raised edge twisting round along its
length and a flat top with a cut in it,
used to join things together,
especially pieces of wood
deel
The shoulder and the arm are
different segments.
any of the parts into which
something (especially a circle or
sphere) can be divided or into which
it is naturally divided
sequence
volgorde
My whole final project has to
be in sequence.
a series of related things or events, or
the order in which they follow each
other
technology
technologie
Luckily for me the technology
is good these days, that I can
do this final project.
(the study and knowledge of) the
practical, especially industrial, use of
scientific discoveries
tedious
vervelend
Some jobs can be to tedious
for humans.
boring
trapezoid
trapezium
The other kind of curve is a
trapezoid.
a flat shape with four sides, where
two of the sides are parallel
microchip
modulation
paraboloid
screw
segment
9.2.3
paraboloïde
schroef
10 Questions and answers
1. What is a robotic arm?
 It’s designed to manipulate objects in a way that is similar to the human arm. So it has
the same look as a real human arm. It has a “hand” as well but the look of that hand can
change by the way the machine is used.
2. When was the first robotic arm made?
 The first robotic arm was developed in the 1950s by a scientist named George Devol, Jr..
Before this time robots where only used in science fiction and imagination.
3. When were the robots used in the industry? And what kind of industry were they used
in?
 The robots weren’t really used in the industry until the 1980s. They were mainly used in
the automobile industry and other manufacturing assembly lines.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Algemene vakken
55
4. Where does the term robot come from?
 The term comes from the Czechs word robota, with means forced labor. The robots are
mainly used to till heave objects and for repetitive works. The robots handle tasks that
are too dangerous, boring or too heavy for a human body.
5. How do common robotic arms move the same way over and over again?
 They are made out of six joints. All of them have their own step motor(s). It’s because of
this motor the segment always move the same way. This is because a step motor has an
certain amount of steps the segment has to move through, it can’t skip a step. To make
sure nothing went wrong there are some motion sensors on the segments.
6. What robotic arm resembles a human arm?
 The robotic arm with six joints: this robot has the equivalent of a base, shoulder, elbow
and wrist. So the is shoulder mounted to the base. This type of robot has six degrees
movement; this means you can move the body in six different ways. By comparison, a
human arm has seven different ways to move.
7. How does the controller A work?
 The processor calculates the command position and speed once per cycle, in which
1cycle takes 10ms. The digital output has about 5000 different stances. The analog unit
can variate from 0-24V and about from 0-20kHz, according to the input pulse. Because
the motors can react that quickly we’ll use Pulse wide modulation (pwm) with works on
base of a variation of voltages. So every cycle the it will read an amount of voltages and
send those out to the motor.
8. What are the different types of trajectory control.
 The paraboloid profile causes the motors to accelerate slowly until maximum speed is
reached, then decelerate at the same rate.
 The trapezoid profile causes the motors to accelerate and decelerate quickly at the start
and end of movement, with a constant speed along the path.
Figuur 41: Snelheidsbaan van de robotarm
9. What is point-to-point control, and what is continuous control?
 Point-to-point control (PTP) involves the positioning of the robot’s end effector at given
points, without defining the exact path.
 Continuous path control (CP) involves the movement of the end effector between two
points along a path defined by a mathematical formula.
10. Where are these controls suitable for?
 PTP: this is use for objects which require a static and exact position. So can you write a
difficult path for the arm, thought all kind of obstacles, he will always avoid them if they
don’t move.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b

Algemene vakken
56
CP: This is used when u need a precise trajectory. During the process the processor will
calculate the path and move the segments accordingly. There are 3 kind of CP controls
possible:
 Joint Control: Each axis moves according to the trajectory profile. The gripper path is
not defined; only the start and end points are defined. All axes start and stop
movement at same time.
 Linear Path Control: The axes are coordinated in order to move the TCP (tool center
point; tip of the gripper) in a straight line according to the trajectory profile.
 Circular Path Control: The axes are coordinated in order to move the TCP along a
circular path according to the trajectory profile.
9.2.4
Outline + summary
The robotic arm
A robotic arm is a mechanical and programmable device. Most robots are programmed with
a computer, but you have hand controllers as well. The device is used to replace humans,
because the robotic arm can do all kind of jobs humans don’t like or can’t. For example, the
robotic arm can do boring and repetitive jobs like tightening screws and twisting caps on
bottles. The robotic arm can also be used for dangerous and difficult jobs like replacing
heavy objects or very precise jobs, e.g. Making microchips.
The first robotic arm has been made by George Devol Jr. Most people thought robots are
only science fiction. And indeed the first robotic arm was used for space. The first use of the
robotic arms was in 1950. Unfortunately the robotic arm only came in the industry in 1980.
From that moment on the robotic arms are being used at the automobile industry.
The robotic arm is built out of 7 metal segments and it has 6 different joints. The robotic arm
looks like a human arm, because you have: a shoulder, an upper arm, an elbow, a lower arm,
a wrist and fingers. The shoulder is mounted on a base who can turn almost 360°. Every joint
has got its own step motor, the step motors are used because they have a certain amount of
steps and because of that they always have the same movement, as well as they are very
precisely. The whole arm has 6 degrees of freedom which means it can move in 6 different
ways, unfortunately a human arm has 7 degrees.
The robotic arm is programmed on different steps, every step will be held in the memory of
the robot. It has to calculate 2 things, the speed and the position. The position is held by 2
different objects, as said before the memory knows on what step the step motors are. And
to make sure no injuries with the robot happen there are a few motion sensors, those will
decide the max. and min. movement of each joint. This whole calculation will take about
10ms and this is the time needed for 1 program cycle.
As for the speed there are 2 different controls. First you have the paraboloid which will
accelerate until it is halfway and decelerate at the same amount. So you’ll never have any
constant speed. On the other hand you have the trapezoid which will accelerate very quick,
then keep its speed constant and before the end he will decelerate very quickly ( same
amount of the acceleration ). For short distance the trapezoid is very aggressive, so you will
better use the paraboloid.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Algemene vakken
57
The speed of the motors are determined with pulse width modulation, which will lower your
average voltage. This will calculate the time between on and off. The frequency of the PWM
is 20KHz so you won’t notice a thing.
You’ll also need a path control so your arm always takes the same path. You have 2 different
controls. First you have the point to point control, this control will draw a line between A
and B and just take the shortest way, without looking for objects on the way. The other is
continuous control has 3 categories
Joint; it will take each joint separately, every time the same. All the movements start at the
same time and end at the same time
Linear; is a straight line according to the trajectory profile
Circular; is a circular path according to the trajectory profile
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
9.2.5
Algemene vakken
59
E-mail or formal letter
21b Kanaalstraat
9940 Rieme-Evergem
Belgium
+32498 126 137
DENSO Robotics Europe
DENSO Europe B.V.
Waldecker Str. 9
64546 Mörfelden-Walldorf
Germany
Dear Sir of Madam,
I am a secondary school student and I would like to obtain some information about roboticarms that are offered by your company. I need this information for my final project.
I would be grateful if you could send me all the technical details about the robotic arms you
have. I am a student at a Belgian school in Eeklo. Now I am working for my final project
which is a Festo island with a robotic arm, called scorbot-Vplus. For this project, I need some
information about the types of scorbots you have and some information about their
automatic control. Could ou tell me what the exact function of the control is? I was also
hoping you could provide me with some datasheet’s.
I look forward to hearing from you soon.
Your faithfully,
Mike Lauwers
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Algemene vakken
60
9.3 Frans
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Algemene vakken
61
10 Besluit
Je moet niet altijd het moeilijkste zoeken als er zich een fout bevind, zelf simpele instellingen
kunnen ervoor zorgen dat je problemen hebt, dit merkte ik toen ik de robotarm terug tot
leven wou brengen. Hier was slechts een simpele eindeloop het probleem. Doorheen het
jaar is er ook geprutst aan mijn praktische gedeelte, zo werd er geprutst aan mijn ventielen,
waardoor plots mijn eiland niet meer werkte. Ook doordat het eiland lang heeft stil gelegen
was er een probleem bij de sensors.
Doorheen het bekabelen van de PLC merkte ik ook dat ik sommige modules niet grondig
genoeg kende, zo wist ik niet dat ik een relais gestuurde uitgang, elke uitgang apart moest
voeden. Zo leerde ik op mijn stage alles over analoge modules en hoe ik deze moest
aansturen.
Ik vond het wel jammer dat we weinig tijd hebben kunnen spenderen aan de robotarm, ik
koos het eiland vooral om met de robotarm te kunnen werken. Wat ik dan ook niet had
verwacht was dat er in het bekabelen van de PLC en de connectoren enorm veel tijd kostte.
Zo vind ik het wel spijtig dat wij geen echt praktijk vak hebben, waardoor wij dus doorheen
lessen van verschillende vakken aan onze GIP mochten werken, echter bracht dit wel
problemen mee omdat we zo bij sommige vakken in problemen kwamen voor met het
leerplan. Zo spendeerde ik ook enorm veel tijd aan mijn GIP document, wat vooral het
meeste tijd in beslag nam was vereenvoudigen en hertypen van bepaalde onderwerpen.
Doorheen het jaar heb ik wel beter leren plannen voor ik ging programmeren, zo zal ik eerst
nadenken en schetsen over wat er moet gebeuren voor ik functies zal intypen. Dit heb ik dan
ook geleerd omdat wij dit jaar verschillende programmeertalen hebben gezien. Dit is een
groot pluspunt want ik zal dit ook nodig hebben volgend jaar op de hogeschool.
Wat ik ook merkte dit jaar is dat je niet moet multitasken, daarmee bedoel ik dat je moet
bezig zijn met 1 iets en niet meerdere dingen. Zo probeerde ik in het begin van het jaar te
programmeren en tegelijkertijd mijn GIP document te typen. Wat ik daaruit merkte is dat ik
zo in beide verschillende fouten heb gemaakt. Zo ga ik voortaan alles stuk voor stuk doen en
niet alles tezamen proberen oplossen.
Bij het oplossen van de fouten in het praktisch gedeelte heeft meneer Mestchen mij leren
oplossend denken, en fouten opsporen.
Het eindwerk gaf me meer inzicht in de industrie, ook leerde ik meer over hoe de industrie
werk en zo zelf een project te maken wie we in de industrie zouden kunnen gebruiken. Zelf
zal ik van de zomer werken in de industrie en daar mijn kennis nog meer op kunnen doen
over een robotarm en over de PLC 300. Toen ik ging solliciteren op dat bedrijf hoorde ik dat
men niet meer met de PLC 300 kon werken dus zou ik daar wel van nut kunnen zijn.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Bronnen
62
11 Bronnen
http://www.kiowa.co.uk/products/DSNU-10-40-P-A-Festo-Standard-cylinder/P00031574/93,
http://www.kiowa.co.uk/products/DPZ-10-25-P-A-Festo-Twin-piston
cylinder/P00032010/167 2013
www.festo.com
www.induteq.nl
De datasheets die ik gebruikte kunt u terug vinden bij bijlage
http://www.wisegeek.com/what-is-a-robotic-arm.htm
http://www.howstuffworks.com/robot2.htm
http://www.intelitekdownloads.com/Manuals/Robots/ER_V_plus_manual_100016.pdf
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Bijlage
63
12 Figuren
Figuur 1: Vooraanzicht GIP ...................................................................................................................... 6
Figuur 2: Bovenaanzicht eiland ............................................................................................................... 7
Figuur 3: PLC ............................................................................................................................................ 7
Figuur 4: Connectoren ............................................................................................................................. 7
Figuur 5: Robotarm........................................................................... Fout! Bladwijzer niet gedefinieerd.
Figuur 6: Festo gebouw ........................................................................................................................... 9
Figuur 7: Ventieleiland ............................................................................................................................ 9
Figuur 8: Mechanisch schema ............................................................................................................... 11
Figuur 9: Laadschof................................................................................................................................ 12
Figuur 10: Laadarm ................................................................................................................................ 13
Figuur 11: Pneumatisch symbool wisselarm ......................................................................................... 13
Figuur 12: Laadarm vooraanzicht .......................................................................................................... 13
Figuur 13: Laadarm achteraanzicht ....................................................................................................... 14
Figuur 14: Zuignap ................................................................................................................................. 14
Figuur 15: Venturie-systeem ................................................................................................................. 15
Figuur 16: Wisselarm ............................................................................................................................. 16
Figuur 17: Schuifarm ............................................................................................................................. 17
Figuur 18: Basis principe dubbelwerkende cilinder .............................................................................. 17
Figuur 19: Volledige voedingseenheid .................................................................................................. 18
Figuur 20: Voedingseenheid filter ......................................................................................................... 19
Figuur 21: Voedingseenheid drukregelaar ............................................................................................ 19
Figuur 22: Doorsnede drukregelaar ...................................................................................................... 20
Figuur 23: Hoogtemeting ...................................................................................................................... 22
Figuur 24: Princiepe tekening van venstercomparator ......................................................................... 23
Figuur 25: Inductieve sensor ................................................................................................................. 24
Figuur 26: Lichtbarrière ......................................................................................................................... 25
Figuur 27: Reflectiesensor ..................................................................................................................... 25
Figuur 28: Proximity-sensor .................................................................................................................. 25
Figuur 29: Sensoren plaatsing ............................................................................................................... 26
Figuur 30: Beveiliging ............................................................................................................................ 27
Figuur 31: Differentieelschakelaar ........................................................................................................ 28
Figuur 32: PLC stappen doorlopen ........................................................................................................ 31
Figuur 33: Connectoren ......................................................................................................................... 33
Figuur 34: Robotarm + sturing .............................................................................................................. 35
Figuur 35: Robotarm onderdelen .......................................................................................................... 36
Figuur 36: Snelheid van de robotarm .................................................................................................... 37
Figuur 37: PWM sturing snelheid van de stappenmotor ...................................................................... 37
Figuur 38: PWM ..................................................................................................................................... 51
Figuur 39: Snelheidsbaan van de robotarm .......................................................................................... 51
Figuur 40: Snelheidsbaan van de robotarm .......................................................................................... 55
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Bijlage
64
13 Bijlagen
Hier vind u elke bijlage die ik gebruikt heb als bron of die u nodig kunt hebben voor een
onderdeel te begrijpen. Ook zult u mijn elektrisch schema en programma kunnen terug
vinden.
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
13.1.1 Bijlage 1: het programma
13.1.2 Bijlage 2: elektrisch schema
13.1.3 Bijlage 3 : stage bundel
13.1.4 Bijlage 4: scorbat-er V plus+ scorbase
13.1.5 Bijlage 5: vacuüm
13.1.6 Bijlage 6: festo ventielen
13.1.7 Bijlage 7: dpg catalogus
13.1.8 Bijlage 8: dpz catalogus
13.1.9 Bijlage 9: dsnu pps catalogus
13.1.10
Bijlage 10 : dsr catalogus
6-TSO-EE-b
Planning
75
14 Planning
Wat
Tekening, mechanisch, elektrisch, pneumatisch ( Visio installeren
op laptop)
Foto’s mechanische opbouw + uitleg
Studie robot, “homen” robot
Materiaallijst
I/O lijst
Beschrijving project klad + Inleiding
Afgeven 1 inhoudsopgave, planning, logboek, website structuur +
lay-out startpagina, materiaallijst, opzoeken sensor, zuignap
I/O lijst, elektrisch schema, pneumatisch schema
Sensoren, opzoeken + uitleg
Programma, eerste deel, testen paneel
Planning bijsturen, wijzigingen vermelden
Logboek aanvullen
Afgeven 2 inhoudsopgave, planning, logboek, website volledig, CV
Programma, volledig, testen
Actuatoren uitleg
Interface robot
Planning bijsturen, wijzigingen vermelden
Logboek aanvullen
Wijzigingen GIP document vermelden
Afgeven 3 inhoudsopgave, planning, logboek,
Fouten analyse, bijsturen programma
Robotarm plaatsing
Afgeven 4 alles
Elektriciteit-Elektronica
Datum oké
05 – 11 – ‘13
07 – 01 – ‘14
11 – 03 – ‘14
22 – 04 – ‘14
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Logboek
76
15 Logboek
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
Mechanisch en pneumatisch schema Visio gemaakt ( 19-09 )
Foto’s Mechanische onderdelen ingevoegd ( 25-09 )
Planning opmaken ( 10- 10 )
Homen robot, proberen instellen van plaatsing en programma ( 10-10 )
Opnemen van gegevens Festo eiland ( 10-10 )
Opzoeken van verschillende componenten ( 13-10 )
Eerste versie van sollicitatie brief. ( 14-10 )
Controle I/O lijst ( nog niet verwezenlijkt op paneel, wel gevonden. )
Testen elk afzonderlijk deel Festo eiland, zie blad ( 0-31 – 11 )
Noteren in en uitgangen elk afzonderlijk deel Festo eiland, zie blad ( 0-31 – 11 )
Brief Nederlands, brief Frans
Beslissen hoe we PLC gaan kabeleren ( 4-12 )
Festo man die komt ( 13 – 12 )
Bekijken website ( Kerst vakantie )
Beginnen PLC 300 bekijken
Programmeren deel 1 PLC 300 ( 14-01-14 )
Cv en sollicitatie brief schijven ( 21-01-14 )
Monteren kabelgoten ( 14-02-14 )
Monteren van connectoren in kast ( 17-02-14 )
Bekabelleren van PLC ingangen ( 17-02-14 )
Bekabelleren van PLC uitgangen ( 22-02-14 )
Verbinden PLC met connectoren ( 22-02-14 1)
Verbinden PLC met connectoren deel 2 ( 24-02-14 )
Afwerken connectoren + beveiliging verbinden + PLC voeden ( 28-02-14 )
Verbeteren van GIP document deel 1 ( 04-03-14 )
Verbeteren website ( 05-03-14 )
Verbeteren Engels ( 06-03-14 )
Sensoren opzoeken en invullen ( 08-04-14 )
Opzoeken pneumatisch gedeelte ( 09-04-14 )
Opzoeken robot ( 09-04-14 )
Opzoeken PLC ( 10-04-14 )
Beginnen tekenen van Eplan ( 13-04-14 )
Website aanvullen en verbeteren van verbetering ( 13-04-14 )
Stageverslag en dagboek bekijken (13-04-14 )
Website aanvullen ( 16-04-14 )
Woordvooraf ( 03-05-14 )
Verbeteren woord vooraf ( 06-05-14 )
Verbeten summary + outline ( 07-05-14 )
Programmeren ( 05-05, 09-05, 12-05, 16-05, 19-05, 22-05, 23-05 )
Tekenen elektrisch schema, layout ingangen en connectoren ( 08-05-14 )
Bijlages toevoegen ( 10-05-14 )
Algemene vakken toevoegen ( 22-05-14 )
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014
6-TSO-EE-b
Logboek
77
o Spellingscontrole ( 22-05-14 )
o Lay-out controle ( 22-05-14 )
Dit gaat de goede kant uit Mike. Doe zo voort
8/10
Elektriciteit-Elektronica
Schooljaar 2013-2014

Figurenlijst (74 kB, 10 januari 2013)

siesta exclusive | artemis armchair

1. 1. A s 2. z Blauwe Sluis Aan de Noor steiger

Voor de BPV begeleider,

vto 2014 – antwoorden voorronde

Yaskawa Benelux B.V. Son februari 2014

Download brochure

Verslag MR-vergadering 25 juni 2014 Aanwezig: Martine Bakker

Top 100 grootste beleggingen ABP 2013