Trường Trung cấp Kinh tế Kỹ thuật Bắc Thăng Long Trường Trung cấp Kinh tế Kỹ thuật Bắc Thăng Long SỞ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI HÀ NỘI TRƯỜNG TRUNG CẤP KINH TẾ KỸ THUẬT BẮC THĂNG LONG BÀI GIẢNG.
SỞ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI HÀ NỘI TRƯỜNG TRUNG CẤP KINH TẾ - KỸ THUẬT BẮC THĂNG LONG BÀI GIẢNG MƠ ĐUN: LẮP ĐẶT, BẢO TRÌ HỆ THỐNG LẠNH NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP VÀ DÂN DỤNG TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số … /QĐ-BTL ngày …./… /2021 Hiệu trưởng trường TC Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long) Hà Nội, năm 2021 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long LỜI GIỚI THIỆU Bài giảng nội Vận hành bảo trì hệ thống robot biên soạn theo chương trình đào tạo trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Bài giảng ban hành với tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu phù hợp với đối tượng sử dụng Các kiến thức tồn giảng có mối liên hệ logic chặt chẽ Tuy nhiên, giảng phần nhỏ nội dung ngành đào tạo, người dạy, người học cần tham khảo thêm tài liệu có liên quan ngành học, để việc sử dụng giảng có hiệu Khi biên soạn giảng gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến mơn học đối tượng sử dụng cố gắng gắn nội dung lý thuyết với vấn đề thường gặp thực tế sản xuất đời sống để giảng có tính ứng dụng cao Nội dung giảng gồm bài: Bài Tổng Quan Robot Bài Cấu trúc Robot công nghiệp Bài Hệ thống chuyển động Robot Bài Lắp đặt điều khiển Robot Bài Bảo trì, bảo dưỡng hệ thống Robot Bài giảng biên soạn dùng cho đối tượng học sinh ngành điện công nghiệp dân dụng, đồng thời làm tài liệu tham khảo cho ngành đào tạo kỹ thuật khác, kỹ thuật viên làm việc doanh nghiệp thiết bị điện, điện tử dân dụng Mặc dù, nhóm biên soạn cố gắng, tận tâm khơng tránh khỏi thiếu sót, mong đón nhận ý kiến đóng góp từ phía chun gia, độc giả giáo trình hồn thiện Cuối chúng tơi xin chân thành cảm ơn đóng góp ý kiến quý báu thầy cô, bạn bè đồng nghiệp môn kỹ thuật công nghệ, cảm ơn lãnh đạo khoa kỹ thuật công nghệ nhà trường giúp đỡ tạo điều kiện để chúng tơi hồn thành tài liệu Hà Nội, ngày 15 tháng 11 năm 2021 Tham gia biên soạn Nguyễn Duy Huấn Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long MỤC LỤC Bài TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP 1.1 Lịch sử phát triển Robot 1.2 Các khái niệm Robot 13 1.3 Phân loại Robot 18 1.4 Ứng dụng Robot 26 Bài CẤU TRÚC CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP 2.1 Sơ đồ khối cấu trúc robot .32 2.2 Cấu trúc tay máy 36 2.3 Lắp đặt hệ thống truyền dẫn động .40 2.4 Lắp đặt hệ thống điều khiển 47 2.5 Lắp đặt tay gắp robot 50 Bài 3: Hệ thống chuyển động Robot 3.1 Khái niệm chung 54 3.2 Phân loại .56 3.3 Lắp đặt, vận hành robot di chuyển dùng bánh xe 60 3.4 Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống chuyển động 63 Bài 4: Lắp đặt vận hành tay máy Robot 4.1 Quy trình lắp đặt 64 4.2 Lắp đặt cài đặt thông số 68 4.3 Kiểm tra vận hành 73 Bài 5: Bảo trì hệ thống Robot 5.1 Vệ sinh làm bên 74 5.2 Kiểm tra xác định tình trạng hoạt động .74 5.3 Sửa chữa thay thiết bị hỏng .75 Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU Hình 1.1 Lịch sử cách mạng cơng nghiệp .8 Hình 1.2 Động nước tàu hỏa dùng nước .9 Hình 1.3 Máy phát điện Werner von Siemens 10 Hình 1.4 Chiếc bóng đèn Thomas Edison chế tạo 11 Hình 1.5 Chiếc máy Macintosh giới thiệu ngày 24.1.1984 12 Hình 1.6 Trí tuệ nhân tạo, máy móc sớm thay người .12 Hình 1.7 Robot trinh sát hóa học Việt Nam .15 Hình 1.8 Viện nghiên cứu cơng nghệ Georgia (GTRI) Mỹ 16 Hình 1.9 Robot thơng minh dần thay người 17 Hình 1.10 Hình dạng nguyên lý robot tọa độ vng góc 18 Hình 1.11 Hình dạng nguyên lý robot tọa độ trụ 19 Hình 1.12 Hình dạng nguyên lý robot tọa độ cầu 19 Hình 1.13 Hình dạng nguyên lý robot khớp lề 19 Hình 1.14 Hình dạng nguyên lý robot SCADA 20 Hình 1.15 Robot AIBO 22 Hình 1.16 Robot gắp - đặt 23 Hình 1.17 Robot sơn đường dẫn liên tục 23 Hình 1.18 Robot hàn 24 Hình 1.19 Robot khí nén 24 Hình 1.20 Robot thủy lực 25 Hình 1.21 Robot di động 25 Hình 1.22 Robot tay máy 26 Hình 1.23 Robot điều khiển 26 Hình 1.24 Robot dây chuyền lắp ráp ô tô 27 Hình 1.25 Robot chiến đấu Gladiator lực quân Mỹ 27 Hình 1.26 Robot cứu thương quân đội 28 Hình 1.27 Robot định vị phẩu thuật cột sống 28 Hình 1.28 Robot phục vụ 29 Hình 1.29 Robot nhạc cơng 29 Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Hình 2.1 Sơ đồ khối cấu trúc robot 32 Hình 2.2 Cánh tay robot truyền động điện .33 Hình 2.3 Cánh tay robot truyền động khí nén 33 Hình 2.4 Hệ thống tay máy truyền động thủy lực máy xúc đào 33 Hình 2.5 Module cảm biến gia tốc ADXL345 34 Hình 2.6 Module cảm biến tốc độ IR FC-03 .34 Hình 2.7 Cảm biến gia tốc MEMS 34 Hình 2.8 Module cảm biến góc nghiêng SW520 .35 Hình 2.9 Cảm biến góc nghiêng dùng xe 35 Hình 2.10 Các mạch vi điều khiển AVR 35 Hình 2.11 Các dạng tay gắp - kẹp .36 Hình 2.12 Giao diện điều khiển cánh tay robot 36 Hình 2.13 Các thành phần tay máy 36 Hình 2.14 Cánh tay robot Mover4 37 Hình 2.15 Tay máy bậc bậc tự 38 Hình 2.16 Robot nhiều tay máy phẫu thuật ung thư đại trực tràng 39 Hình 2.17 Phần xoay cổ tay robot 39 Hình 2.18 Sơ đồ hình dạng động điện chiều kích từ độc lập 41 Hình 2.19 Sơ đồ hình dạng động điện chiều kích từ song song .41 Hình 2.20 Sơ đồ hình dạng động điện chiều kích từ nối tiếp 41 Hình 2.21 Sơ đồ hình dạng động điện chiều kích từ hỗn hợp 41 Hình 2.22 Sơ đồ mạch điện điều khiển động điện chiều theo vị trí 42 Hình 2.23 Sơ đồ mạch điện điều khiển động pha theo vị trí .42 Hình 2.24 Sơ đồ mạch điện điều khiển động pha theo vị trí .43 Hình 2.25 Hệ truyền động thủy lực dạng động lực 43 Hình 2.26 Hệ truyền động thủy lực dạng thể tích .44 Hình 2.27 Xi lanh thủy lực 44 Hình 2.28 Máy bơm thủy lực 44 Hình 2.29 Các nguồn thủy lực .45 Hình 2.30 Robot dùng hệ truyền động thủy lực 45 Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Hình 2.31 Sơ đồ điều chỉnh áp suất truyền động thủy lực 45 Hình 2.32 Tay máy gắp sản phẩm khí nén .46 Hình 2.33 Hệ thống khí nén truyền động thẳng 46 Hình 2.34 Hệ thống khí nén truyền động quay 46 Hình 2.35 Động khí nén động điện khí nén 47 Hình 2.36 Điều chỉnh áp suất khí nén tay điện 47 Hình 2.37 Các dòng vi xử lý, vi điều khiển 16 bits 48 Hình 2.38 Dịng vi xử lý, điều khiển 32 bits 48 Hình 2.39 Cảm biến vật cản (hồng ngoại) 48 Hình 2.40 Cảm biến nhiệt độ LM35 48 Hình 2.41 Mạch điều khiển arduino cho xe robot .49 Hình 2.42 Sunfounder Diy cánh tay Robot Kit điều khiển servo trục .49 Hình 2.43 Viết chương trình theo phần mềm mbot đổ sang arduino 49 Hình 2.44 Thực hành điều khiển tay máy mơ hình 50 Hình 2.45 : Robot dùng tay gắp ngón kẹp .50 Hình 2.46 Robot dùng kiểu tay người .50 Hình 2.47 Tay gắp chân không 51 Hình 2.48 Tay gắp khí nén 51 Hình 2.49 Tay gắp thủy lực .52 Hình 2.50 Tay gắp điện .52 Hình 3.1 Cách xác định hệ tọa độ 54 Hỉnh 3.2 Hệ tọa độ công cụ Robot 55 Hình 3.3 Khớp quay khớp tịnh tiến .56 Hình 3.4 Con quay hồi chuyển 56 Hình 3.5 Robot di chuyển dùng bánh xe 57 Hình 3.6 Robot di chuyển dùng bánh xích 57 Hình 3.7 Robot di chuyển dùng chân 58 Hình 3.8 Robot bay (không người lái) 58 Hình 3.9 Robot di chuyển mơi trường nước 59 Hình 3.10 Các dạng khác robot 59 Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Hình 3.11 Các thành phần cấu tạo robot Mbot 60 Hình 3.12 Lắp ráp khung xe, động chuyển động bánh xe .60 Hình 3.13 Lắp ráp cảm biến trụ đồng 61 Hình 3.14 Lắp ráp bảng điều khiển mCore .61 Hình 3.15 Lắp ráp hộp pin điện tử 62 Hình 3.16 Lắp ráp hộp pin 2A 62 Hình 3.17 Kết nối phận với bảng điều khiển 62 Hình 3.18 Điều khiển từ xa robot Mbot .63 Hình 4.1 Các loại động điện kỹ thuật robot .65 Hình 4.2 Kit vi xử lý ARM9 .66 Hình 4.3 Kit điều khiển L293D Mạch cầu H đảo chiều động 66 Hình 4.4 Các loại cảm biến thường gặp 67 Hình 4.5 Các phần gia cơng khí 68 Hình 4.6 Lắp ráp phần khung robot 69 Hình 4.7 Lắp ráp khung tay 69 Hình 4.8 Kết nối Arduino với SSC-32 servo controller 69 Hình 4.9 Vị trí lắp đặt servo .69 Hình 4.10 Board mạch nguồn 5V để ni servo .70 Hình 4.11 Lập trình điều khiển động với mBlock 70 Hình 4.12 Kiểm tra chức tay máy robot 73 Hình 5.1 Bảo trì bảo dưỡng robot .74 Hình 5.2 Sửa chữa robot 76 Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Bài TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP Mục tiêu : - Trình bày lịch sử phát triển khái niệm robot - Trình bày cách phân loại ứng dụng robot - Phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo học tập Nội dung: 1.1 Lịch sử phát triển Robot Trở lịch sử trình phát triển ngành cơng nghiệp thấy phát triển cơng nghiệp trải qua bốn giai đoạn chính, từ máy móc đơn giản máy móc tinh vi, thơng minh phức tạp Hình 1.1 Lịch sử cách mạng cơng nghiệp Giai đoạn I: Diễn vào khoảng cuối kỉ 18 đầu kỉ 19 Cuộc cách mạng công nghiệp bắt đầu phát triển sản xuất hàng hóa ngành cơng nghiệp dệt Sau đó, thương mại phát triển thuận lợi cho đời kênh đào giao thông đường sắt Động nước đưa đến gia tăng suất lao động đột biến Sự phát triển máy móc hai thập kỉ đầu kỉ 19 đưa đến chế tạo máy móc phục vụ cho ngành sản xuất khác Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Hình 1.2 Động nước tàu hỏa dùng nước James Watt (19 tháng năm 1736 – 19 tháng năm 1819) nhà phát minh người Scotland kỹ sư có cải tiến cho máy nước mà nhờ làm tảng cho Cách mạng công nghiệp Ông đưa khái niệm mã lực đơn vị SI lượng watt đặt theo tên ông Năm 1705 Niucômanh phát minh máy nước Niucômanh Watt phát máy nước Niucômanh dùng rộng rãi có nhiều điểm cần cải tiến nước chưa sử dụng triệt để Năm 1759 bạn Watt, John Robison, kêu gọi ý ông đến việc sử dụng nước làm nguồn động lực Thiết kế động Newcomen, sử dụng gần 50 năm việc bơm nước từ mỏ, không thay đổi từ ản Watt bắt đầu thí nghiệm với nước ông chưa thấy động nước hoạt động Ông cố gắng xây dựng mơ hình Nó khơng làm việc tốt, ơng tiếp tục thí nghiệm bắt đầu đọc tất thứ mà ơng ta tìm hiểu chủ đề Ông nhận tầm quan trọng nhiệt ẩn việc tìm hiểu động cơ, mà ông bạn ông Joseph Black phát vài năm trước Năm 1782, ơng cho đời máy nước ông suy nghĩ: Máy tiêu hao than ít, hiệu suất làm việc cao Thành công phát minh loại máy nước làm cho máy nước Niucơmanh trở nên q lạc hậu khơng cịn chỗ đứng chân Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Máy nước Watt phát minh nhanh chóng sử dụng rộng rãi Tàu thuyền, tàu hỏa dùng máy móc nước đua đời, cơng nghiệp tồn giới nhanh chóng bước vào "thời đại máy nước" Giai đoạn II: Bắt đầu khoảng thập kỉ 1850 kéo dài đến đầu thập kỉ 1900 Đến cuối kỉ 19 bật cách mạng công nghiệp động đốt máy móc sử dụng điện Năm 1820: nhà hóa học Đan Mạch Hans Christian Ørsted phát tượng điện từ Nguyên lý chuyển đổi từ lượng điện sang lượng cảm ứng điện từ nhà khoa học người Anh Michael Faraday phát minh năm 1821 Ơng cơng bố kết thí nghiệm ơng chuyển động quay điện từ, gồm chuyển động quay dây dẫn từ trường chuyển động nam châm quanh dây dẫn Năm 1822: Peter Barlow phát triển bánh xe Barlow Năm 1828: động điện sử dụng nam châm điện cho rotor stator phát minh Ányos Jedlink (nhà khoa học người Hungary), sau ơng phát triển động điện có cơng suất đủ để đẩy xe Năm 1834: Thomas Davenport chế tạo động chỉnh lưu Năm 1838: động điện công suất 220 W dùng cho thuyền chế tạo Hermann Jacobi Năm 1866: Werner von Siemens sáng chế máy phát điện Hình 1.3 Máy phát điện Werner von Siemens Năm 1978, Edison đội ngũ kỹ sư tài ơng thức nghiên cứu để sản xuất bóng đèn Loại bóng đèn Edison đội ngũ kỹ sư Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 10 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Trước hoàn thành lắp ráp cần kiểm tra xác nhận phận mBot kết nối xác, cảm biến hoạt động bình thường chức năng, động hai bên chạy bình thường đèn sáng bình thường Điều khiển từ xa: chức khống chế động mBot thông qua việc bấm nút định thẳng, lùi, rẽ trái, rẽ phải tốc độ cịn chuyển đổi chế độ cố định cài đặt sẵn sử dụng cảm biến hồng ngoại dò đường, cảm biến siêu âm để quay đầu có chướng ngại vật phía trước Hình 3.18 Điều khiển từ xa robot Mbot 3.4 Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống chuyển động - Kiểm tra làm vật thể lạ, bụi bẩn mắt cảm biến - Lau bụi bên vỏ robot: mở nắp sử dụng máy hút bụi công suất nhỏ để hút bụi vật thể lạ - Làm bụi bên vỏ robot: dùng khăn mềm lau bên - Kiểm tra bánh xe, quan sát độ mài mòn bánh xe - Siết chặt lại tất ốc vít bên robot - Kiểm tra vị trí pin lắp hay chưa - Kiểm tra nguồn pin xem có đủ hay khơng CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP BÀI Câu 1: Trình bày khái niệm hệ tọa độ quỹ đạo chuyển động robot Câu 2: Hãy phân loại robot theo hệ thống chuyển động Câu 3: Nêu quy trình lắp đặt robot di chuyển dùng bánh xe (robot Mbot) Bài tập Lắp đặt robot Mbot Bài tập Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống chuyển động robot Mbot Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 64 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Bài 4: Lắp đặt vận hành tay máy Robot Mục tiêu : - Trình bày quy trình lắp đặt tay máy robot - Lắp đặt cài đặt thông số tay máy robot - Kiểm tra, hiệu chỉnh vận hành tay máy robot - Cẩn thận, kiên trì, chủ động sáng tạo công việc - Đảm bảo an toàn cho người thiết bị Nội dung: 4.1 Quy trình lắp đặt 4.1.1 Lựa chọn loại tay máy Robot thiết kế Cho đến thời điểm có nhiều loại robot phục vụ nhiều lĩnh vực khác tùy theo nhu cầu người dùng Trước chế tạo sản phẩm phải làm rõ số vấn đề sau: - Xác định công việc mà robot làm: Robot đa dạng chủng loại, mẫu mã nên ta cần xác định công việc mà robot thực giúp thu hẹp việc lựa chọn loại robot Tùy thuộc vào công việc yếu tố khác việc thiết kế khác - Xác định đối tượng làm việc: Sau xác định loại cơng việc robot làm việc xác định đối tượng mà robot phải tương tác làm việc Đối tượng vật thể mà robot tương tác: vật nặng, chips, bo mạch Tùy thuộc vào đối tượng làm việc mà ảnh hưởng nhiều đến thiết kế - Xác định mơi trường làm việc: Ngồi cịn phải xác định môi trường làm việc robot công việc yêu cầu làm việc số điều kiện khác bình thường - Xác định nguồn vốn, thời gian nhân lực: Sau xác định yêu tố yếu tố cuối cần xác định tài nguyên có có đáp ứng cho loại robot khơng 4.1.2 Xác định truyền động hợp lý Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 65 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Truyền động điện: Truyền động điện dùng nhiều kỹ thuật robot, có ưu điểm điều khiển đơn giản dùng chuyển đổi phụ, không ô nhiễm môi trường, lắp trực tiếp lên khớp quay Tuy nhiên so với truyền động khí nén thủy lực truyền động điện có cơng suất thấp thơng thường cần phận giảm tốc Trong kỹ thuật robot, nguyên tắc dùng động điện loại khác nhau, điển hình có loại động sau: Động điện chiều: Khả điều khiển tốc độ mà không làm ảnh hưởng tới chất lượng điện cung cấp Động bước (step motor): Cơ chế hoạt động đơn giản động servo, chúng đơn lệnh trì Chúng có giá thành đắt đỏ hơn, đặc biệt loại chuyên ứng dụng động cơ, máy móc có kích cỡ nhỏ Động Servo: Động servo tuyệt vời việc ứng dụng vào động có tốc độ cao tới 2000 RPM mo-men xoắn có tốc độ hoạt động lớn, hay để ứng dụng điều khiển, kiểm soát gia tốc hoạt động mo-men xoắn xuống mức trung bình thấp, hay để trợ lực, giúp trì gia tốc liên tục mức độ cao Hình 4.1 Các loại động điện kỹ thuật robot 4.1.3 Tìm hiểu vi điều khiển Vi điều khiển sử dụng nhiều nhà máy, khu công nghiệp thiết bị dân dụng Chính tính ứng dụng cao đời sống mà trường đại học, cao đẳng, trung cấp nghề có giảng dạy dòng vi điều khiển 8051, AVR, PIC, ARM, Ngồi cịn có Arduino, kit đa dụng dành người bắt đầu làm quen với phần cứng Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 66 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Hình 4.2 Kit vi xử lý ARM9 Để sử dụng điều khiển vi điều khiển cần có số kỹ sau: + Ngơn ngữ lập trình: Có nhiều ngơn ngữ lập trình vi điều khiển ASM, C, C++, Python, + Phần mềm biên dịch: Có thể dùng phần mềm Keil C, dịch chương trình để sau tạo file.hex nạp cho vi điều khiển Còn dùng Arduino cần lập trình nạp trực tiếp vào arduino Các vi điều khiển thường sử dụng cho việc lập trình robot vi điều khiển thuộc họ PIC, ARM arduino 4.1.4 Chọn điều khiển động Bộ điều khiển động giúp xử lý thao tác điều khiển độc lập động thông qua IC mạch cầu H tích hợp sẵn Nói đơn giản, phận trung gian vi điều khiển động giúp vi điều khiển điều khiển nhiểu động thơng qua mạch này, đơi cịn tích hợp mạch khuếch đại cơng suất Hình 4.3 Kit điều khiển L293D Mạch cầu H đảo chiều động 4.1.5 Chọn phương thức điều khiển robot Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 67 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Điều khiển tay: phương thức cổ điển, robot điều khiển thông qua điều khiển (chiết áp, nút nhấn, tay cầm, ) Phương thức điều khiển linh hoạt, dễ làm quen, nắm bắt Điều khiển phần mềm: đòi hỏi phải có chượng trình xử lý tín hiệu gửi nhận với vi điều khiển, việc điều khiển cịn lấy thơng tin khác vị trí, vận tốc 4.1.6 Sử dụng cảm biến Tùy thuộc vào công việc robot mà chọn loại cảm biến phù hợp Nếu tạo robot có khả phân loại sản phẩm cần cảm biến màu sắc, trọng lượng, vật cản, Hình 4.4 Các loại cảm biến thường gặp 4.1.7 Sử dụng công cụ phù hợp - Đồng hồ đo, thiết bị đo: Dụng cụ cần thiết việc đo dịng điện, đo điện áp, kiểm tra thơng mạch, tính linh kiện điện tử điện trở, tụ điện, cuộn dây, diode, transistor, relay, đo hệ số khuếch đại, tần số - Thiết bị hàn: mỏ hàn, đầu hàn loại - Bộ hút chì chân không: để tháo chân linh kiện - Bút thử điện: dùng để kiểm tra nhanh hệ thống có điện hay không - Máy khoan chân linh kiện: để thi công mạch in, sau rửa mạch in xong cần khoan lỗ để cắm chân linh kiện - Máy khò chân IC: để gỡ hàn linh kiện an tồn - Kìm điện loại: để cắt chân linh kiện, tuốt dây, tháo mở ốc - Súng bắn keo: dùng để gắn, kết dính hộp giấy, hộp nhựa, cố định mạch 4.1.8 Lắp ráp robot Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 68 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Sau có thiết kế với vật liệu thiết bị đầy đủ bắt đầu phần lắp ráp lên thành hình robot 4.1.9 Lập trình Robot Trước bắt tay vào việc lập trình phải xác định rõ chức robot bao gồm việc lập trình trở nên dễ dàng rõ ràng hơn, không bị hiểu sai chức robot Sau hiểu rõ hệ thống robot cần chức việc hướng lập trình tối ưu, dễ dàng thay đổi bảo trì Tiếp theo lập trình cho robot nhóm chức đề ra, thơng thường lập trình xong nhóm chức phải nạp vào robot để chạy thử xem nào, lỗi khơng để cịn chỉnh sửa cho hợp lí 4.1.10 Kiểm tra chức Khi mà hệ thống robot hoàn chỉnh phải kiểm tra chức tồn hệ thống Thông thường phải lên danh sách trường hợp, tình huống, đối tượng để việc kiểm tra đạt hiệu cao 4.2 Lắp đặt cài đặt thơng số 4.2.1 Gia cơng khí Hình 4.5 Các phần gia cơng khí Để tạo cánh tay robot, khâu thiết kế phẩn giải tốn chất liệu, động lực học, phương trình chuyển động yếu tố ảnh hưởng tới robot đối trọng, tổng hợp lực nâng vật, trọng trường, thiết kế cánh tay địn có chịu vật nặng Cấu trúc dạng khớp nối hay dạng truyền động 4.2.2 Lắp đặt Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 69 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Hình 4.6 Lắp ráp phần khung robot Hình 4.7 Lắp ráp khung tay Hình 4.8 Kết nối Arduino với SSC-32 servo controller Hình 4.9 Vị trí lắp đặt servo Dùng nguồn 5V để cấp cho servo thông qua chân SSC-32 Nguồn cấp cho arduino mạch SSC- 32 nguồn máy tính qua dây USB Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 70 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Hình 4.10 Board mạch nguồn 5V để ni servo 4.2.2 Lập trình Lập trình với mBlock, arduino, module điều khiển động motor L298 Hình 4.11 Lập trình điều khiển động với mBlock Lập trình với C+: Sau đoạn code demo cho tay robot gắp vật bàn đặt lên giá (thùng chứa) void setup() { Serial.begin(9600); //thiết lập kênh giáo tiếp tần số baudrate 9600 } void homes()// vị trí mặc định { Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 71 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Serial.println("#7 P1000 T500");// di chuyển servo vị trí số với xung 1000 thời gian di chuyển 500ms (từ vị trí đầu tới vị trí xung 1000) delay(1000); Serial.println("#4 P1300 T500"); delay(1000); Serial.println("#15 P2350 T500"); delay(1000); Serial.println("#19 P1000 T500"); delay(1000); Serial.println("#16 P500 T500"); delay(1000); } void foward()//di chuyển cánh tay tới trước { Serial.println("#20 P1200 T1000");//di chuyển servo trỏ tới vị trí 1200 delay(1000); Serial.println("#19 P1300 T1000");// di chuyển servo vai tới vị trí 1400 delay(1000); Serial.println("#15 P1800 T1000");// di chuyển servo cổ tay tới vị trí 1800 delay(1000); } void back1()//di chuyển tay sau { Serial.println("#19 P1000 T500"); delay(1000); Serial.println("#15 P2350 T500"); delay(1000); } void back2()//di chuyển tay sau { Serial.println("#15 P2330 T500"); delay(500); Serial.println("#16 P1500 #19 P1000 #20 P1200 T1000");// dùng “group move”: di chuyển đồng loạt servo vị trí đế-1500, vai-1000, trỏ1200 1000ms delay(500); } void lift()//nâng lên { Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 72 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Serial.println("#16 P2400 #19 P1300 #20 P1700 T1000"); delay(1000); } void grip()//gắp vật { Serial.println("#7 P1550 T500"); delay(1000); } void drop()//thả vật { Serial.println("#15 P1900 T500");// di chuyển servo cổ tay tới vị trí 1900 delay(1000); Serial.println("#7 P1000 T1000"); delay(500); } void turnC()//quay cánh tay theo chiều kim đồng hồ (CW) { Serial.println("#16 P500 T1000"); delay(1000); } void turnA()//quay cánh tay ngược chiều kim đồng hồ (ACW) { Serial.println("#16 P2400 T1000"); delay(1000); } void halfturn()//quay cánh tay theo chiều kim đồng hồ (CW) { Serial.println("#16 P1500 T1000"); delay(1000); } void loop() { //Sắp xếp vào cho vào vòng lặp để chạy demo robot gắp vật homes(); delay(1000); foward(); delay(1000); grip(); delay(1000); back1(); delay(1000); halfturn(); delay(500); lift(); delay(2000); drop(); delay(1000); back2(); delay(500); } 4.3 Kiểm tra vận hành Những chức cần kiểm tra là: Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 73 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long - Nguồn: Khi sụt áp, sụt dòng, điện đột ngột, tải, - Tay robot: phạm vi /tầm hoạt động, độ sai lệch vị trí, khớp động, tĩnh … - Đối tượng: hình dạng, màu sắc, kích thước, trọng lượng, chất liệu … Hình 4.12 Kiểm tra chức tay máy robot CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP BÀI Câu 1: Trình bày quy trình lắp đặt tay máy robot Câu 2: Giới thiệu mBlock cách lập trình mBlock Bài tập Lắp đặt kết nối tay máy robot mơ hình Bài tập Lập trình với mBlock điều khiển tay máy robot gắp vật bàn đặt lên giá Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 74 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long Bài 5: Bảo trì hệ thống Robot Mục tiêu : - Biết quy trình bảo trì hệ thống robot - Kiểm tra, hiệu chỉnh vận hành robot công nghiệp - Biết tra dầu, mỡ cho thiết bị - Sửa chữa thay thiết bị hỏng - Cẩn thận, kiên trì - Đảm bảo an tồn cho người thiết bị Nội dung: 5.1 Vệ sinh làm bên - Kiểm tra làm vật thể lạ bụi bẩn mắt cảm biến khăn mềm - Lau bụi bên vỏ robot: mở nắp sử dụng máy hút bụi công suất nhỏ để hút bụi vật thể lạ - Làm bụi bên vỏ robot: dùng khăn mềm lau bên ngồi vỏ robot Hình 5.1 Bảo trì bảo dưỡng robot 5.2 Kiểm tra xác định tình trạng hoạt động - Kiểm tra hình dáng bên ngồi robot xem có bị biến dạng bất thường sau thời gian dài hoạt động - Tiếp đến, mở nắp robot bôi trơn ổ bi xích trục nâng hạ - Kiểm tra bánh xe xem có bị lỏng khơng, quan sát độ mài mòn Nếu bánh xe đường ray có độ hỗng lớn cần thay bánh xe Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 75 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long - Đối với phận chuyển động cần giảm khoảng cách để tăng độ ma sát - Kiểm tra độ co dãn xích động Sau thời gian dài hoạt động bị rộng, lỏng, cần phải điều chỉnh lại khoảng cách tâm bánh xích - Siết chặt lại tất ốc vít bên robot - Đảm bảo đường ray khơng có vật cản, vết bẩn, khe hở mối nối phải nhỏ 5mm - Kiểm tra vị trí pin lắp hay chưa - Nút khởi động robot đối diện với phía xe nâng/người vận hành - Kiểm tra đèn Led có màu xanh sau nhấn nút khởi động khơng - Kiểm tra pin xem có cao 48V không 5.3 Sửa chữa thay thiết bị hỏng Đối với thiết bị điện có lỗi, trước tiên tìm hiểu trình lỗi tượng lỗi, tìm hiểu tính năng, cấu trúc tn theo quy tắc tương ứng Khi tháo rời cần xác định vị trí, chế độ kết nối thành Nếu khơng có vẽ lắp ráp, phải vẽ phác thảo để đánh dấu Kiểm tra bên ngoài: vết nứt khuyết tật, hiểu lịch sử bảo trì nó, tuổi thọ Kiểm tra bên trong: tháo rời sau xác định lã lỗi bên Việc tháo rời “mù” làm cho thiết bị hư hỏng thêm Tiến hành kiểm tra, sửa chữa phần khí trước, kiểm tra phần điện sau Khi kiểm tra không điện cần đánh giá chất lượng dây dẫn, tiếp xúc, rơ le nhiệt cầu chì Khi cấp nguồn cần lắng nghe âm thanh, đo lường thông số, đánh giá lỗi cuối sửa chữa, thay Đối với thiết bị điện cần vệ sinh bụi bẩn bụi dẫn điện đường dây, điểm tiếp xúc phím điều khiển bên ngồi Trong q trình bảo trì, mạch DC phải kiểm tra trước, mạch AC kiểm tra sau Phương pháp trực quan: phương pháp kiểm tra đánh giá lỗi dựa biểu bên ngồi cách tìm kiếm, ngửi, nghe phương tiện khác Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 76 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long - Tìm hiểu điều kiện mơi trường: có khí bất thường, khói, lửa, nhiệt độ, ăn mịn, rị rỉ nước - Tìm hiểu lịch sử bảo dưỡng sửa chữa: sửa chữa, nội dung thời gian sửa chữa Phương pháp đo điện áp dòng điện: Đo giá trị điện áp dòng điện điểm, so sánh với giá trị định mức, giá trị lịch sử trước Đo điện áp dây điện áp pha hệ truyền động dùng nguồn xoay chiều pha Phương pháp đo điện trở (đo thông mạch): thực cắt nguồn điện cho đối tượng cần đo, đặt que kiền kề để đo, điện trở hai điểm lớn vô có nghĩa tiếp xúc đứt dây Hình 5.2 Sửa chữa robot CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP BÀI Câu 1: Trình bày nội dung cơng việc bảo dưỡng robot cơng nghiệp Câu 2: Trình bày quy trình phương pháp sửa chữa thay thiết bị hỏng hệ thống robot công nghiệp Bài tập Bảo dưỡng tay máy robot mơ hình Bài tập Đo kiểm tra thay thiết bị mơ hình tay máy robot Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 77 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Đào Văn Hiệp, Kỹ thuật robot, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2006 [2] Trần Thế San - Nguyễn Ngọc Phương, Hướng dẫn thiết kế lắp ráp Robot từ linh kiên thông dụng, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2005 [3] TS.Nguyễn Mạnh Tiến, Điều khiển robot công nghiệp, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2007 [4] Lê Hoài Quốc, Kỹ thuật người máy-phần I-Robot công nghiệp, NXB ĐH Quốc Gia TP.HCM, 2005 [5] Nguyễn Thiện Phúc, Robot công nghiệp, NXB KH&KT, 2006 [6] Nguyễn Thị Thu Lan, tài liệu lưu hành nội bộ, Giáo trình Robot cơng nghiệp, Trường cao đẳng giao thông vận tải, 2017 [7] Các địa trang web tham khảo: https://tailieu.vn https://hocthatlamthat.edu.vn https://123docz.net Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 78 ... liên Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang 13 Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Thăng Long quan thực Hệ thống gọi hệ thống thu nhận xử lý tín hiệu, hay đơn giản hệ thống cảm biến... nhiều dạng robot hệ phát triển robot Aibo - chó robot hãng Sony hay robot hai chân khiêu vũ hãng Honda Phân loại theo điều khiển Robot gắp - đặt: Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang... vào nhớ robot, sau robot thực lại xác đường dẫn Hình 1.17 Robot sơn đường dẫn liên tục Phân loại robot theo nguồn dẫn động Robot dùng nguồn cấp điện Bài giảng: Vận hành bảo trì hệ thống robotTrang