báo cáo tiểu luận chủ đề 7 sử dụng rt toolbox2 mô phỏng hệ thống hàn sản phẩm

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀIYêu cầu của đề tài 3Sử dụng RT Toolbox2 để mô phỏng hệ thống hàn sản phẩm như sau:Hình 0-1 Đề tài đặt ra Ban đầu 2 khối như hình đặt trên 2 khay. Robot sử dụng tay g

Trang 1

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNGKHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BÀI BÁO CÁO TIỂU LUẬN

CHỦ ĐỀ 7: SỬ DỤNG RT TOOLBOX2 MÔPHỎNG HỆ THỐNG HÀN SẢN PHẨM

Trang 2

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2023

Trang 3

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNGKHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BÀI BÁO CÁO

Lê Tuyết Nhi 42001222

Phan Khải Triều 42001271

Trịnh Đức Thành 42000600

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2023

i

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy ThS Thiều Quang Trí đã nhiệt huyết giảng dạy và truyền đạt kiến thức cho em ở môn Kỹ thuật robot Nhờ những bài giảng thú vị trên lớp của thầy mà em đã có đủ kiến thức để thực hiện bài tiểu luận nhóm này.

Trong quá trình làm bài tiểu luận của chúng em có thể có những sai sót về thông số, mong thầy thông cảm và chỉnh sửa giúp em.

Chúc thầy luôn khoẻ mạnh và duy trì được sự nhiệt huyết trong giảng dạy.

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm Tác giả

ii

Trang 5

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNHTẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng dẫn khoa học của ThS Thiều Quang Trí Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo.

Ngoài ra, trong Đồ án tốt nghiệp/ tổng hợp còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc.

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu tráchnhiệm về nội dung Đồ án tốt nghiệp/ tổng hợp của mình Trường Đại học Tôn

Đức Thắng không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có).

TP Hồ Chí Minh, ngày 08 tháng 12 năm 2023 Tác giả

(ký tên và ghi rõ họ tên)

iii

Trang 6

NHIỆM VỤ

Bảng 0.1 Bảng phân công nhiệm vụ và đánh giá thành viên

Trang 7

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VIII

DANH MỤC BẢNG BIỂU XTỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI V

1.1 KHÁIQUÁTVỀROBOT 1

3.1 BỘĐIỀUKHIỂNLOẠI D 14 CHƯƠNG 3 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC ROBOT RV−7FM−D 16

1.1 ĐẶTTỌAĐỘCHOCÁNHTAYROBOT 16

2.1 XÁCĐỊNHCÁCTHÔNGSỐ DENAVIT−HARTENBERG 16

v

Trang 8

3.1 TÌMMATRẬNTHUẦNNHẤT 17 4.1 TÍNHPHƯƠNGTRÌNHĐỘNGHỌC 18

5.1 PHƯƠNGTRÌNHĐỘNGHỌCCỦAROBOT: 21

CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA ROBOT TRÊN RT

2.1.1Thiết kế các khối 1 và khối 2, khối chữ T 28

3.1.1Thiết kế băng chuyền 29

4.1 CÀIĐẶTĐIỀUKIỆNCHOCÁCVẬTTHỂ30 1.1.1Cài đặt điều kiện cho các khối trên các kệ 30

5.1 TỌAĐỘVỊTRÍDICHUYỂNCỦACÁNHTAYROBOT RV−7FM−D 34

Trang 9

Hình 2-2 Mặt cắt phải trên của Robot RV-7FM-D 12

Hình 2-3 Mặt cắt bên của robot RV-7FM-D 13

Hình 2-4 Bộ điều khiển loại D 15

Hình 3-1 Tọa độ cánh tay robot 16

Hình 4-1 Thiết kế hệ thống theo đề bài 23

Hình 4-2 Hand mặc định 23

Hình 4-3 Hand mở rộng trước khi gắp vật thể 24

Hình 4-4 Hand khi gắp khối 1 24

Hình 4-5 Hand khi gắp khối 2 25

Hình 4-6 Hand khi gắp khối chữ T 25

Trang 10

Hình 4-14 Băng chuyền 29

Hình 4-15 Cài đặt điều kiện cho khối 1 30

Hình 4-16 Cài đặt điều kiện cho khối 2 31

Hình 4-17 Cài đặt điều kiện cho khối chữ T trên bàn 32

Hình 4-18 Cài đặt điều kiện cho khối chữ T trên bàn 32

Hình 4-19 Cài đặt điều kiện cho khối chữ T trên băn chuyền 33

Hình 4-20 Cài đặt điều kiện cho khối chữ T trên băn chuyền 33

viii

Trang 11

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 0.1 Bảng phân công nhiệm vụ và đánh giá thành viên iv

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật đấu dây bên trong 9

Bảng 2.2 Hình 2 4 Bảng thông số kỹ thuật 10

Bảng 3.1 Bảng Thông Số D-H: 16

Bảng 4.1 Tọa độ vị trí di chuyển của cánh tay robot 34

ix

Trang 12

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Yêu cầu của đề tài 3

Sử dụng RT Toolbox2 để mô phỏng hệ thống hàn sản phẩm như sau:

Hình 0-1 Đề tài đặt ra

 Ban đầu 2 khối như hình đặt trên 2 khay.

 Robot sử dụng tay gắp để chuyển 2 khối này xếp như hình và đặt trên bàn  Robot thay tay gắp thành đầu que hàn và thực hiện quá trình hàn 2 khối lại

với nhau (đầu que hàn di chuyển theo các đường tiếp xúc của 2 khối)  Sau khi hàn xong dùng tay gắp để gắp vật để lên băng chuyền

Mỗi nhóm tự chọn 1 cấu trúc robot trong chương trình, tìm hiểu cấu trúc xác định bảng D−H cho robot đã chọn.

 Các nhóm thiết kế tay gắp cho phù hợp yêu cầu.

v

Trang 13

- Thiết kế các kệ hoặc thùng theo cho phù hợp với yêu cầu của đề bài - Trình bày chi tiết các bước tạo các vật thể trong hệ thống.

- Trên băng chuyền có tối thiểu 4 sản phẩm khi băng chuyền vận chuyển vật - Mô phỏng được chuyển động của các vật thể trên băng chuyền.

- Mô phỏng vị trí đặt cảm biến để phân biệt hoặc nhận biết các vật trên băng chuyền.

Viết báo cáo (theo format cách trình bày đồ án) trình bày chi tiết các bước thực hiện phần mô phỏng của nhóm (hình ảnh và thông số kho thiết kế theo yêu cầu.)

vi

Trang 14

BÁO CÁO MÔN HỌCTrang 1|50

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1 Khái quát về robot1.1.1 Khái niệm

Robot là một loại máy có thể thực hiện các công việc một cách tự động, được điều khiển bởi máy tính hoặc các vi mạch điện tử được lập trình Robot được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm sản xuất, dịch vụ, y tế, và quân sự.

Hầu hết các robot đều sử dụng động cơ điện để tạo ra chuyển động Các loại động cơ điện phổ biến được sử dụng trong robot bao gồm:

Động cơ DC chổi than: Động cơ DC chổi than là loại động cơ điện phổ biến

nhất được sử dụng trong robot Động cơ này có ưu điểm là giá thành rẻ, dễ sử dụng, và có khả năng điều khiển tốc độ và mô-men xoắn chính xác Tuy nhiên, động cơ DC chổi than cũng có nhược điểm là sinh nhiệt cao, và có thời gian hoạt động ngắn.

Động cơ DC không chổi than: Động cơ DC không chổi than là loại động cơ

điện hiện đại, có nhiều ưu điểm vượt trội so với động cơ DC chổi than Động cơ này không sinh nhiệt, có thời gian hoạt động dài, và có khả năng điều khiển tốc độ và mô-men xoắn chính xác hơn Tuy nhiên, động cơ DC không chổi than cũng có nhược điểm là giá thành cao hơn.

Động cơ AC: Động cơ AC là loại động cơ điện được sử dụng rộng rãi trong

các robot công nghiệp và các máy CNC Động cơ này có ưu điểm là công suất lớn, và có khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt Tuy nhiên, động cơ AC cũng có nhược điểm là khó điều khiển tốc độ và mô-men xoắn.

GVHD: ThS Thiều Quang TríĐề Tài: Sử dụng RT Toolbox2 đểmô phỏng hệ thống hàn sản phẩm

Trang 15

2.1.1 Chức năng

Robot được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực lắp ráp ô tô tại các nhà máy sản xuất, thường được trang bị cánh tay cơ khí để thực hiện các nhiệm vụ như hàn và vặn các bộ phận của ô tô để tạo thành sản phẩm hoàn chỉnh Tính đến hiện nay, vai trò của robot không chỉ giới hạn trong ngành công nghiệp mà còn mở rộng đáng kể vào cuộc sống hàng ngày của con người.

Chức năng chính của robot là thay thế và mô phỏng các hành động của con người, mang lại nhiều lợi ích tiện ích và tiết kiệm năng lượng Dưới đây là một số ứng dụng của robot đối với con người:

Lắp ráp trong Công Nghiệp: Sử dụng trong các nhà máy sản xuất để thực

hiện quy trình lắp ráp ô tô và các sản phẩm khác.

Làm Việc trong Nhà Xưởng Công Nghiệp: Thực hiện các công việc liên

quan đến sản xuất và chế tạo trong môi trường công nghiệp.

Hỗ Trợ Người Cao Tuổi: Robot có thể hỗ trợ và đồng hành với người cao

tuổi, giúp họ thực hiện các nhiệm vụ hàng ngày một cách dễ dàng.

Robot Gia Đình Tự Động: Thực hiện các công việc gia đình như hút bụi, cắt

cỏ, giúp giảm gánh nặng công việc cho gia đình.

Hỗ Trợ Quản Lý Kho Hàng: Robot có khả năng tìm kiếm và sắp xếp hàng

hóa trong môi trường lưu kho.

Máy Dò Mìn: Sử dụng trong các khu vực chiến sự để phát hiện và xử lý mìn

một cách an toàn.

Việc sử dụng robot không chỉ giúp tăng cường hiệu suất sản xuất mà còn mang lại nhiều lợi ích trong việc hỗ trợ cuộc sống hàng ngày và giảm bớt công sức lao động của con người.

Trang 16

4.1 Khái quát về cánh tay robot1.1.1 Khái niệm

Cánh tay đóng vai trò quan trọng trong khả năng linh hoạt của con người, vận động thông qua hệ thống mạch máu và thần kinh

Khái niệm này đã thúc đẩy sự sáng tạo trong việc phát triển cánh tay robot, có khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ như sơn, hàn, gắp, và lắp ráp ô tô Cấu trúc của cánh tay robot được thiết kế để linh hoạt và có thể là toàn bộ hoặc một phần của robot phức tạp hơn Sự kết nối thông qua các khớp nối cho phép chuyển động quay hoặc chuyển dịch

Ví dụ, trong lắp ráp ô tô, cánh tay robot thực hiện hàn và xoay phần vị trí, trong khi một ứng dụng khác có thể là giải trừ bom và xử lý bom.

Trang 17

Hình 1-2 Các khớp của robot RV-7F-D2.1.1 Các loại cánh tay robot

Có nhiều loại robot được thiết kế để phục vụ các mục đích cụ thể trong lĩnh vực công nghiệp:

Robot giàn: Robot này có cánh tay với ba khớp lăng trụ, được ứng dụng trong việc chọn và đặt công việc, cũng như trong các ứng dụng lắp ráp, xử lý chất bịt kín, và hàn hồ quang

Robot hình trụ: Sử dụng cho các công việc lắp ráp, xử lý tại máy công cụ, hàn điểm, và xử lý tại máy đúc áp Robot này có trục tạo thành một hệ tọa độ hình trụ.

Robot hình cầu: Thích hợp cho xử lý công cụ máy, hàn điểm, đúc áp, máy fettling, hàn khí, và hàn hồ quang Được thiết kế với trục tạo thành một hệ tọa độ cực.

Trang 18

SCARA robot: Loại robot này có hai khớp quay song song, cung cấp sự tuân thủ trong một mặt phẳng Sử dụng cho các công việc lắp ráp và xử lý máy.

Robot song song: Robot này có cánh tay khớp nối lăng trụ hoặc khớp quay, sử dụng nền tảng di động giống như buồng lái chuyến bay, phục vụ trong việc xử lý mô phỏng.

Robot nhân tạo: Thiết kế tương tự như bàn tay con người, với ngón tay và ngón cái độc lập.

Robot khớp nối: Robot này có cánh tay với ít nhất ba khớp quay, ví dụ như robot có chân hoặc cánh tay robot công nghiệp với 3 bậc hoặc 4 bậc.

3.1.1 Ứng dụng

- Thực hiện lắp ráp linh kiện điện tử, xử lý các công cụ máy và hàn hồ quang.

- Sử dụng phân loại và sắp xếp sản xuất - Sử dụng trong ngành sản xuất ô tô

- Xử lý các công cụ máy, hàn điểm, diecasting, máy fettling, hàn khí - Sử dụng trong xếp Pallet

- Sử dụng trong ngành đồ uống, thực phẩm

4.1.1 Phần mềm RT ToolBox

Phần mềm PC này hỗ trợ mọi thứ từ khởi động hệ thống đến gỡ lỗi, mô phỏng, bảo trì và vận hành Robot Điều này bao gồm lập trình và chỉnh sửa, kiểm tra hoạt động trước khi cài đặt rô bốt, đo thời gian chỉnh sửa quy trình, gỡ lỗi trong quá trình khởi động rô bốt, giám sát hoạt động của rô bốt sau khi khởi động và xử lý sự cố.

Trang 19

Hình 1-3 Phần mềm RT Toolbox2 của Mitsubishi

Trang 20

BÁO CÁO MÔN HỌC

d Bu lông lắp đặt cánh tay robot.

e Sổ tay hướng dẫn an toàn, Sách hướng dẫn, CD−ROM (Sách hướng dẫn) f Thẻ bảo hành.

2.1.1 Thông số kỹ thuật đặc biệt

Đối với các thông số kỹ thuật đặc biệt, một số thiết bị cấu hình tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật phải được thay đổi trước khi vận chuyển nhà máy Xác nhận ngày giao hàng và ghi rõ các thông số kỹ thuật đặc biệt tại đơn đặt hàng.

3.1.1 Tùy chọn

Người dùng có thể cài đặt các tùy chọn sau khi giao hàng.

Trang 21

- RV: Cấu trúc robot là loại nút kép, nằm dọc - 7: Công suất tải tối đa là 7kg

- F: Seri F

- Chiều dài cánh tay là chiều dài tiêu chuẩn - D: Loại bộ điều khiển CR750−D

- SHxx: Thông số kỹ thuật đấu dây bên trong

Trang 22

Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật đấu dây bên trong

Trang 23

Trang 24

Hình 2-5 Mặt cắt phải trên của Robot RV-7FM-D

Trang 25

Hình 2-6 Mặt cắt bên của robot RV-7FM-D3.1.1 Ưu điểm

Độ lặp lại và độ chính xác cao: Robot có độ lặp lại ±0,02 mm, đảm bảo hoạt động nhất quán và chính xác góp phần cải thiện năng suất với vận hành tần số cao giúp nâng cao hiệu suất vận hành liên tục bằng cách áp dụng các động cơ nội bộ và rà soát hệ thống phát hiện tình trạng quá tải Có thể làm việc dưới chuyển động tần số cao.

Động cơ servo tích hợp: RV-7F có động cơ servo hiệu suất cao giúp chuyển động ở tốc độ cao, giảm thời gian chờ đợi giúp tăng hiệu quả năng xuất và giảm lỗi trong quá trình sản xuất.

Trang 26

Giao diện lập trình dễ sử dụng: Giao diện lập trình của rô-bốt là một phần mềm đơn giản trực quan và dễ sử dụng, giúp giảm thiểu thời gian học tập cho người vận hành Ngoài ra còn cung cấp các công cụ lập trình tiện ích để giúp người dùng lập trình và điều khiển robot một cách hiệu quả.

Thiết kế nhỏ gọn và linh hoạt: RV-7F có diện tích nhỏ giúp rô-bốt có thể hoạt động trong nhiều ứng dụng khác nhau, giải quyết các thuật toán trong thời gian không giới hạn chế độ và cho phép lắp đặt thiết bị ở những không gian chật hẹp.

4.1.1 Nhược điểm

Giới hạn tải trọng: Robot RV-7F có khả năng tải trọng tối đa là 7kg và phiên bản RV-7F-1D chỉ có thể tải trọng tối đa là 1kg, điều này có nghĩa là nó không thể xử lý những vật thể có trọng lượng lớn hơn.

Giới hạn tầm với: Tầm với của robot RV-7F là 928mm, vì vậy nó có giới hạn trong việc di chuyển và xử lý các vật thể ở khoảng cách xa.

Không thể thay thế hoàn toàn người lao động: Robot RV-7F chỉ có thể thực hiện những tác vụ được lập trình trước đó và không thể thay thế hoàn toàn vai trò của con người trong các tác vụ phức tạp và đa dạng.

5.1 Bộ điều khiển loại D

Đây là một bộ điều khiển độc lập, tương tự như các loại thông thường Bộ điều khiển robot có thể được sử dụng như điều khiển tập trung để xây dựng cơ sở Các giao diện khác nhau như là một tính năng tiêu chuẩn để xây dựng một hệ thống phù hợp nhất với ứng dụng của khách hàng.

Trang 27

Hình 2-7 Bộ điều khiển loại D

Trang 28

CHƯƠNG 3 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC ROBOTRV−7FM−D

3.1 Đặt tọa độ cho cánh tay robot

Hình 3-8 Tọa độ cánh tay robot

Trang 29

Trang 30

6.1 Tính phương trình động học.

Trang 31

Trang 32

Trang 33

Trang 34

CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA ROBOT TRÊN RTTOOLBOX 2

3.1 Yêu cầu đề bài

Sử dụng RT Toolbox2 để mô phỏng hệ thống hàn sản phẩm theo yêu cầu: Ban đầu 2 khối như hình đặt trên 2 khay.

- Robot sử dụng tay gắp để chuyển 2 khối này xếp như hình và đặt trên bàn.

- Robot thay tay gắp thành đầu que hàn và thực hiện quá trình hàn 2 khối lại với nhau (đầu que hàn di chuyển theo các đường tiếp xúc của 2 khối).

- Sau khi hàn xong dùng tay gắp để gắp vật để lên băng chuyền

Mô phỏng đề tài: