(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống tự động lưu và xuất kho thành phẩm tại công ty SVEAM

LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu tôi, thực sở nghiên cứu tính tốn lý thuyết kiến thức kinh điển hướng dẫn khoa học Thầy PGS TS Lê Hiếu Giang Ths Lê Việt Hùng Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 03 năm 2013 Thạch Cao Minh Nam ii LỜI CẢM ƠN Qua thời gian thực luận văn: “Nghiên cứu thiết kế mô hệ thống tự động lưu/xuất kho kho thành phẩm công ty SVEAM”, cố gắng nỗ lực thân, tơi nhận khích lệ nhiều từ nhà trường, Thầy, Cơ, gia đình bạn bè Để tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, trước tiên xin chân thành gởi lời cảm ơn đến Thầy hướng dẫn khoa học PGS TS Lê Hiếu Giang ThS Lê Việt Hùng, hai Thầy dành nhiều thời gian, tâm huyết, nhiệt tình hướng dẫn, định hướng, góp ý động viên tơi suốt q trình thực luận văn Cảm ơn quý Thầy, Cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức tảng chuyên môn cho thời gian qua Cảm ơn q Thầy, Cơ Khoa khí tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình làm đến hoàn thành Cảm ơn Ban Giám Hiệu, quý Thầy, Cô Trường Cao Đẳng Nghề Số tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành khóa học Cảm ơn Ban lãnh đạo, tất đồng nghiệp sở Khoa Học Công Nghệ Đồng Nai tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành khóa học Cảm ơn gia đình, bạn bè, người bên động viên giúp đỡ tơi q trình học tập thực luận văn Xin chân thành cảm ơn iii TÓM TẮT Hệ thống kho hàng tự động xuất/ nhập ngày trở nên cấu thành quan trọng dây chuyền chế tạo máy đại Đề tài: “Nghiên cứu thiết kế mô hệ thống tự động lƣu xuất kho kho thành phẩm công ty SVEAM ” nghiên cứu đề xuất lắp đặt kho hàng tự động kho thành phẩm công ty SVEAM giúp hoàn thiện dây chuyền chế tạo máy đại công ty Đề tài khảo sát kho hàng tự động xuất/ nhập vật tư lắp đặt vào hoạt động nhà máy Vikyno, kho thành phẩm dây chuyền sản xuất đại cơng ty SVEAM Trên sở tác giả nghiên cứu thiết kế mô hoạt động hệ thống AS/RS Dựa vào kết đạt tác giả đề xuất áp dụng kho hàng tự động lưu xuất kho kho thành phẩm công ty SVEAM, đồng thời nhân rộng ứng dụng cho dây chuyền cơng nghiệp, hàng hóa khác SUMMARY Automatic Storage and Retrieval Systems - AS/RS more and more becomes an important factor in modern machine building assembly The subject: “Research design and simulation AS/RS at finished goods warehouse of SVEAM Company’’ studied proposal of assembling AS/RS at finished goods warehouse This has helped improve machine building assembly at SVEAM Company The subject has surveyed AS/RS of material assembled and operated at Vikyno factory, finished goods warehouse and modern production line at SVEAM Based on that, the author has studied design and the operation system of AS/RS simulation Based on the results, the author proposed applying Automatic Storage and Retrieval Systems at finished goods warehouse of SVEAM Company and expand this application to industrial line, other merchandises iv MỤC LỤC Trang tựa TRANG Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Lóm tắt iv Lục lục v Danh sách bảng ix Danh sách hình x Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu 1.1.1 Giới thiệu kho hàng tự động 1.1.2 Các phận cấu thành hệ thống kho hàng tự động .2 1.1.3 Các loại hệ thống lưu/xuất kho tự động 1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng hệ thống kho hàng tự động giới .6 1.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng hệ thống kho hàng tự động Việt Nam 1.4 Khả ứng dụng kết nghiên cứu vào sản xuất kinh doanh 1.5 Tên đề tài 1.6 Mục tiêu nghiên cứu 1.7 Nhiệm vụ giới hạn đề tài 1.7.1 Nhiệm vụ đề tài .10 1.7.2 Giới hạn đề tài .10 1.8 Dự kiến kết đạt đề tài .9 1.9 Phương pháp nghiên cứu .10 Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 11 2.1 Khái niệm hệ thống tự động hóa lưu kho 11 2.2 Hiện trạng kho thành phẩm nhà máy Vikyno 12 2.3 Các tiêu hệ thống lưu/xuất kho tự động 12 v 2.4 Bố trí nhà kho lựa chọn kệ chứa hàng .13 2.4.1 Cách bố trí nhà kho 13 2.4.2 Lựa chon thiết kế kệ chứa hàng 14 2.4.3 Lựa chọn thiết kế kệ chứa hàng cho hệ thống AS/RS 19 2.4.4 Kho hàng thành phẩm ứng dụng hệ thống AS/RS .20 2.5 Robot S/R .22 2.5.1 Tổng Quan Về Các Loại Robot S/R 22 2.5.2 Tính ưu việt Robot S/R 24 2.5.3 Phân tích ưu nhược điểm thiết kế truyền động 25 2.5.4 Phân tích nguyên lý điều khiển robot S/R 26 2.5.5 So sánh đánh giá ý tưởng cho thiết kế Robot S/R 26 2.5.6 Chọn phương án thiết kế 26 2.5.7 Thiết kế cấu trúc sơ 27 2.6 Bộ điều khiển liên kết nhập/ xuất 28 2.6.1 Yêu cầu điều khiển .28 2.6.2 Hệ thống truyền động 29 2.6.3 Hệ thống điều khiển .29 2.6.4 Hệ thống truyền thông 30 2.6.5 Hệ thống an toàn 31 2.6.6 Hệ thống nguồn lượng 32 2.6.7 Phương án điều khiển 32 2.7 Trạm thu nhận nhận dạng mã vạch 36 2.7.1 Thông số kỹ thuật sơ hệ thống AS/RS 36 2.7.2 Trạm thu nhận phân loại (Pick and Deposit station – DPS) 36 2.7.3 PDS cho hệ thống mini load AS/RS 38 Chƣơng THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ .39 3.1 Cơ sở thiết kế .39 3.2 Bài toán tối ưu hệ thống kho chứa hàng: .40 3.3 Thiế t kế daỹ kê ̣ chứa 42 vi 3.4 Thiết kế robot .44 3.4.1 Thiết kế, tính tốn cụm truyền động nâng hạ .44 3.4.1.1 Sơ đồ động học 44 3.4.1.2 Thiết kế khí cụm truyền động nâng hạ 46 3.4.1.3 Tính toán kết cấu 47 3.4.2 Thiết kế, tính tốn cụm truyền động dọc .54 3.4.2.1 Yêu cầu kỹ thuật đề tài cụm truyền động dọc 54 3.4.2.2 Phân tích cấu trúc sơ cụm truyền dọc robot S/R 54 3.4.2.3 Sơ đồ động 54 3.4.2.4 Thiết kế khí cụm truyền động dọc 55 3.4.2.5 Tính tốn kết cấu 57 3.4.3 Thiết kế, tính tốn cụm truyền động vào/ra 60 3.4.3.1 Thiết kế pallet lưu trữ 60 3.4.3.2 Sơ đồ động cụm truyền động vào .61 3.4.3.3 Thiết kế khí cụm truyền động vào/ra 62 3.4.3.4 Tính tốn kết cấu 65 Chƣơng THIẾT KẾ TRẠM THU NHẬN VÀ HỆ THỐNG NHẬN DẠNG MÃ VẠCH .81 4.1 Xây dựng hệ thống nhận dạng mã vạch .81 4.1.1 Hệ thống nhận dạng mã vạch nhập/xuất 81 4.1.2 Barcode Radio Frequency Identification 81 4.1.3 So sánh, lựa chọn hệ thống tự động nhận dạng cho AS/RS 84 4.1.4 Lựa chọn hệ thống nhận dạng mã vạch 86 4.2 Thiết kế trạm thu nhận 89 4.2.1 Trạm thu nhận phân loại (Pick and Deposit station – DPS) 89 4.2.2 PDS cho hệ thống mini load AS/RS 90 4.2.3 Vị trí lắp đặt yêu cầu trạm thu nhận 90 4.2.4 Quy trình nhập/ xuất sản phẩm 92 Chƣơng THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN LIÊN KẾT NHẬP/XUẤT HÀNG 94 vii 5.1 Xây dựng giải thuật điều khiển robot S/R 94 5.1.1 Sơ đồ tổng quát 94 5.1.2 Giải thuật điều khiển di chuyển 96 5.1.3 Giải thuật điều khiển phương án A (Xuất hàng) 101 5.1.4 Giải thuật điều khiển phương án B (Nhập hàng) .105 5.2 Thiết kế hệ thống điều khiển robot S/R .108 5.2.1 Thiết kế phận thu phát RF .109 5.2.2 Thiết kế nhận tín hiệu điều khiển 111 5.2.3 Bộ điều khiển PLC .114 5.2.4 Encoder 114 5.2.5 Cơng tắc hành trình, Cảm biến tiệm cận 115 5.2.6 Biến tần (Inverter) 115 5.2.7 Động pha 116 5.2.8 Thiết kế hệ thống báo hiệu 116 Chƣơng KẾT LUẬN 117 6.1 Kết luận 117 6.2 Kiến nghị 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 119 viii DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.1: Yêu cầu kỹ thuật thiết kế robot 28 Bảng 3.1: Thơng số kích thước trọng lượng động 168F-2 39 Bảng 3.2: Thơng số kích thước trọng lượng động RV3200-H 40 Bảng 3.3: Chi tiế t kỹ thuâ ̣t ̣ thố ng kê ̣ selective 43 Bảng 4.1: Đặc tính AS/RS 84 Bảng 4.2: So sánh barcode RFID ứng dụng vào hệ thống AS/RS 85 Bảng 4.3: Đặc tính kỹ thuật thiết bị đọc mã vạch 87 Bảng 4.4: Thông số kỹ thuật máy tính kết nối 89 Bảng 5.1: Định nghĩa giao thức truyền trung tâm điều khiển robot 108 Bảng 5.2: Bảng định nghĩa mã số robot 108 ix DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1: Cung cấp trộn hàng hóa Hình 1.2: Hệ thống AS/RS đơn giản Hình 1.3: Unit load AS/RS Hình 1.4: Hệ thống AS/RS tải nhỏ Mini Load AS/RS Hình 1.5: Kho bán tự động (xếp nhặt hàng tay) Hình 1.6: Kho bán tự động (xuất nhập vào kho tay) Hình 1.7: Kho bán tự động (xuất nhập qua băng chuyền) Hình 1.8: Điều khiển bán tự động bàn phím để xuất nhập hàng Hình 1.9: Điều khiển tự động trực tuyến (Automatic on line controls) Hình 1.10: Kho AS/RS tuyến sâu Hình 2.1: Hệ thống Kho hàng tự động điển hình 11 Hình 2.2: Kiện hàng lưu/xuất kho nhà máy Vikyno 12 Hình 2.3: Di chuyển hàng hóa theo đường thẳng 14 Hình 2.4: Tối thiểu hóa đường kho 14 Hình 2.5: Kệ chọn hàng (Selective) 15 Hình 2.6: Kệ Drive-in 16 Hình 2.7: Kệ Flowrack 16 Hình 2.8: Kệ trượt nghiêng (Pushback) 17 Hình 2.9: Kệ tay đỡ 18 Hình 2.10: Kệ tự động 18 Hình 2.11: Kệ di động 19 Hình 2.12: Vị trí kho thành phẩm tổng thể nhà máy Vikyno 20 Hình 2.13: Mặt bố trí kho thành phẩm SVEAM 21 Hình 2.14: Sơ đồ bố trí ứng dụng hệ thống AS/RS vào kho thành phẩm 22 Hình 2.15: Robot thường dùng cảng 23 Hình 2.16: Robot vận chuyển hàng hóa có kích thước đồng 23 Hình 2.17: Robot vận chuyển hàng hóa có kích thước khác 24 x Hình 2.18: Cấu trúc tổng quát Robot S/R 27 Hình 2.19: Hệ thống điều khiển robot S/R 29 Hình 2.20: Bộ điều khiển tốc độ vị trí 30 Hình 2.21: Ngun lý truyền dẫn RF 31 Hình 2.22: Sơ đồ điều khiển hệ thống an tồn 31 Hình 2.23: Sơ đồ xuất/nhập hàng hệ thống AS/RS 32 Hình 2.24: Quy trình nhập kho 34 Hình 2.25: Quy trình nhập kho 35 Hình 2.26: Mơ hình hệ thống mini load AS/RS 34 Hình 2.27: Hai PDS bố trí nhập/xuất hệ thống AS/RS 35 Hình 2.28: Một PDS bố trí nhập/xuất hệ thống AS/RS 35 Hình 2.29: Tem dán Barcode 35 Hình 2.30: Tem dán RFDI 36 Hình 3.1: Động xăng 168F-2 39 Hình 3.2: Động diesel RV3200-H 40 Hình 3.3: Góc nhìn từ từ bên hơng kho chứa hàn 41 Hình 3.4: Bản vẽ tổng thể kệ chứa 43 Hình 3.5: Sơ đồ động học cụm nâng robot S/R 45 Hình 3.6: Cơ cấu truyền động nâng/hạ 45 Hình 3.7: Bản vẽ lắp tổng thể cụm nâng/hạ robot S/R 46 Hình 3.8: Biểu đồ tốc độ động cụm nâng hạ 47 Hình 3.9: Tính bền trụ đỡ cụm nâng hạ robot 49 Hình 3.10: Bộ truyền bánh - cụm nâng hạ robot 50 Hình 3.11: Sơ đồ động cụm chạy dọc robot S/R 54 Hình 3.12: Kết cấu cụm dẫn hướng dọc phía 56 Hình 3.13: Cụm truyền động dọc bên 56 Hình 3.14: Biểu đồ tốc độ động cụm truyền động dọc 57 Hình 3.15: Bộ truyền bánh – cụm truyền động dọc 59 Hình 3.16: Pallet lưu trữ PL01 60 xi Giải thuật chương trình thực thi lệnh nhập hàng Start Call chương trình di chuyển robot S/R (XYZ) tới băng tải nhập Băng tải nhập tiếp giáp robot S/R? N Y Call chương trình lấy hàng Có khai hàng? N Y Call chương trình di chuyển robot S/R (XYZ) đến chứa Call chương trình cất hàng Kết thúc ( cờ 00 = 0) RET Hình 5.18: Giải thuật chương trình điều khiển nhập hàng 107 5.2 - Thiết kế hệ thống điều khiển robot S/R Robot vận hành cách độc lập ứng với mệnh lệnh nhận từ trung tâm điều khiển Hạt nhân robot điều khiển PLC (Programmable Logic Control) lập trình riêng biệt cho robot - Việc giám sát, điều khiển robot thực qua phần mềm điều khiển, phần mềm quản lý kho trung tâm điều khiển Khi người vận hành thực lệnh, từ trung tâm điều khiển gửi chuỗi ký tự 12 byte qua truyền tín hiệu vô tuyến tần số 433 MHz đến robot Bảng 5.1: Định nghĩa giao thức truyền trung tâm điều khiển robot Thanh ghi Mô tả D9 Cho biết PLC nhận liệu COM gửi đến PLC Mỗi PLC quy định mã số riêng Giá trị ghi cao 47999 D10 Lưu trữ lệnh COM D11 Lưu trữ lệnh khẩn từ COM D12 Dự phòng D13 Dự phòng D14 CRC D993 Dự phòng từ PLC gửi (1234) D994 Cho biết trạng thái hàng hóa robot D995 Lưu trữ mã số riêng PLC, gửi từ PLC D996 Lưu trữ trạng thái, mã lỗi hệ thống, gửi từ PLC D997 Lưu trữ vị trí robot, gửi từ PLC D998 CRC Bảng 5.2: Bảng định nghĩa mã số robot, định nghĩa ghi D9 Hex Binary Dec H0104 H0108 b00000001 00000100 b00000001 00001000 260 264 108 Định nghĩa giá trị ghi D9 Mã số S/R Tất thực lệnh 5.2.1 Thiết kế phận thu phát RF  Yêu cầu kỹ thuật: Thiết kế nhận tín hiệu điều khiển cho robot S/R với yêu cầu sau:  - Phương thức điều khiển: Sóng vơ tuyến tần số 433 MHz - Tầm hoạt động: bán kính 200m Mã hóa – giải mã liệu truyền thơng RF - Trên khơng trung có nhiều sóng tồn tại, tác động vào máy thu (nhiễu), việc mã hóa/ giải mã để đưa tín hiệu truyền đi, thu đạt độ xác cao loại trừ tác động sai môi trường bị nhiễu tác động vào máy thu - Việc mã hóa coi quan trọng điều khiển, nâng cao độ bảo mật, không bị nhiễu môi trường xung quanh Một máy phát có mã hóa máy thu có giải mã bị nhận sai liệu nhận sai liệu, khó bị nhiễu so với khơng mã hóa - Dữ liệu đưa vào máy phát dạng nối tiếp, truyền thông số, bit đưa vào đầu liệu phát mã hóa máy thu có nhiệm vụ giải điều chế, hồn lại dạng tín hiệu - Việc mã hóa truyền liệu mã hóa điều khiển vậy, ta làm nhiều cách sử dụng IC mã hóa/ giải mã, lập trình vi điều khiển, mã hóa trực tiếp với PC… - Có nhiều dạng mã hóa khác như: NRZL (NonReturn – to –Zero Inverted), Manchester… Hình số dạng mã hóa phổ biến Hình 5.19: Mã hóa liệu RF 109 - Điều chế dùng tín hiệu cần truyền để làm thay đổi thơng số tín hiệu khác, tín hiệu thực nhiệm vụ mang tín hiệu cần truyền đến nơi thu nên gọi sóng mang - Mục đích điều chế dời phổ tần tín hiệu cần truyền đến vùng phổ tần khác thích hợp với tính chất đường truyền đồng thời nhiều kênh lúc Tóm lại, phương pháp điều chế dùng tín hiệu cần truyền làm thay đổi thơng số sóng mang (biên độ, tần số, pha…) Tùy theo thơng số lựa chọn ta có phương pháp điều chế khác nhau: điều chế biên độ AM (Amplitude Modulation), điều chế tần số FM (Frequency Modulation), điều chế pha φM + Điều chế AM (Amplitude Modulation): Dữ liệu số truyền phương pháp điều chế AM, trường hợp gọi kỹ thuật dời biên (ASK – Amplitude Shift Keying) Bit truyền sóng mang có biên độ E1, bit truyền sóng mang có biên độ E2 Hình minh họa tín hiệu ASK Hình 5.20: Điều chế AM + Điều chế FM (Frequency Modulation): Dữ liệu số truyền phương pháp điều chế FM, trường hợp gọi kỹ thuật dời tần (FSK – Frequency Shift Keying) FSK dùng rộng rãi truyền số liệu Trong FSK bit truyền tần số fm, bit truyền tần số fs Hình minh họa tín hiệu điều chế FSK 110 Hình 5.21: Điều chế FM 5.2.2 Thiết kế nhận tín hiệu điều khiển - Hiện có nhiều vi mạch hỗ trợ xử lý tín hiệu khơng dây sử dụng PT2248, PT2249, PT9148, PT2262, PT2272, PT9149, HT12D… Các vi mạch truyền liệu cho mục đích điều khiển thiết bị, thơng tin truyền mã hóa sẵn, số bit liệu truyền thấp, không phù hợp với nhu cầu truyền liệu hàng loạt liên tục Ngoài người ta sử dụng kết hợp vi mạch với vi điều khiển sử dụng vi điều khiển có tích hợp RF (như dịng vi điều khiển RF hãng Microchip) Một số phát sử dụng vi điều khiển hay ghép nối với máy tính dùng Để tăng số lượng kênh điều khiển, người ta sử dụng vi điều khiển sơ đồ sau: Vi điều khiển bên phát Phát RF Thu RF Vi điều khiển bên thu Hình 5.22: Bộ thu phát RF dùng vi điều khiển - Trong trường hợp này, vi điều khiển bên phát sử dụng để đưa liệu tương ứng lên modun phát RF Mạch thu RF nhận được, đưa vi điều khiển bên thu để đưa tín hiệu điều khiển tương ứng - Với trường hợp cần truyền liệu lớn hơn, hay muốn tận dụng khả PC để điều khiển, giám sát, xử lý từ xa ghép nối modun thu phát RF với PC hình 5.23 111 PC Phát RF Thu RF Bộ điều khiển Hình 5.23: Bộ thu phát RF dùng vi điều khiển kết hợp PC - Dữ liệu truyền từ PC đưa lên phát RF qua cổng RS232/ RS485/ USB… Bộ thu RF nhận tìn hiệu chuyển điều khiển PC qua giao tiếp tích hợp thu - Các thu phát RF đề cập hầu hết sử dụng cặp IC PT2262/PT2272 kết hợp với vi điều khiển để mã hóa/ giải mã cho khoảng cách hoạt động đạt 100m, sử dụng điều chế ASK, hoạt động dải tần số nghiệp dư (hầu hết 315MHz) - Với yêu cầu thiết kế nhận tín hiệu RF cho robot S/R hoạt động dải tần chuyên nghiệp (433.05 – 434.79 MHz), khoảng cách hoạt động đạt 100m sử dụng thu/phát RF ghép nối với máy tính qua cổng USB/RS232 Các thu phát làm việc theo hai chiều, tín hiệu điều khiển hay thu thập máy tính Điều có ý nghĩa muốn điều khiển trực tiếp hoạt động robot S/R với giao diện điều khiển máy tính, đồng thời giám sát hoạt động robot với liệu thu PC Thu/ Phát RF Thu/ Phát RF Bộ điều khiển Hình 5.24: Bộ điều khiển RF dùng cho robot S/R Đối với thu phát RF đề tài này, tần số vô tuyến theo chuẩn công nghiệp 433 MHz sử dụng, liệu truyền 12 byte Chíp CC1101 Texas Instrument đáp ứng yêu cầu đặt với giá thành hợp lý 112 Hình 5.25: Sơ đồ khối mạch thu/ phát tần số vô tuyến 433 MHz Mạch thu/ phát bao gồm phần chính: - Bộ nguồn cung cấp cho mạch với điện áp 12V, 5V, 3V - Chip CC1101 có nhiệm vụ nhận tín hiệu tần số 433 MHz, chuyển đổi thành 12byte liệu - Vi xử lý Atmel có nhiệm vụ giải mã liệu, chuyển liệu đến CC1101 Serial port - Serial port có nhiệm vụ nhận liệu từ PLC truyền đến cho vi xử lý ngược lại 113 Nguyên lý thiết kế truyền dẫn tín hiệu RF sau: Nhận tín hiệu từ anten vi xử lý chờ nhận đủ 12 byte giải mã liệu truyền đến điều khiển PLC qua Serial port Ngược lại, PLC gửi liệu vi xử lý chờ nhận đủ 12 byte, mã hóa liệu gửi qua chip CC1101 5.2.3 Bộ điều khiển PLC Nhằm đạt tiêu kỹ thuật đề tài đề (chương 2), đề tài chọn điều khiển PLC FX1N hãng Mitsubishi Hình 5.26: Sơ đồ tổng quát điều khiển PLC Mitsubishi FX1N Series 5.2.4 Encoder Bộ mã hóa vịng quay encoder lắp ráp động để đo số vòng quay động Nguồn cấp cho encoder 5V tín hiệu đầu encoder đưa điều khiển nhằm điều khiển vận tốc robot quãng đường di chuyển 114 Hình 5.27: Tín hiệu đầu Encoder 5.2.5 Cơng tắc hành trình, Cảm biến tiệm cận Cơng tắc hành trình sensor cảnh báo giới hạn hành trình thiết bị, vật di chuyển Hình 5.28: Một số loại cơng tắc hành trình 5.2.6 Biến tần (Inverter) Ngày nay, biến tần thiết bị hỗ trợ đắc lực việc ổn định tốc độ thay đổi tốc độ động cách dễ dàng mà hầu hết xí nghiệp cơng nghiệp lựa chọn sử dụng Inverter thiết bị có khả thay đổi, điều chỉnh thông số điện hiệu điện thế, cường độ dòng điện tần số dòng điện Cụ thể đề tài tơi chọn biến tần FR-A700 hãng Mitsubishi 115 Hình 5.29: Biến tần FR-A700 Mitsubishi 5.2.7 Động pha Phân tích phương án động cho hệ thống AS/RS với tải trọng trung bình, chọn động pha – 380V với tiêu kỹ thuật tính tốn chương giá thành thấp Hình 5.30: Động pha 5.2.8 Thiết kế hệ thống báo hiệu Hệ thống cảnh báo có nhiệm vụ báo trạng thái làm việc robot cảnh báo tình trạng khẩn cấp Hệ thống cảnh báo gồm phận sau: - Đèn báo trạng thái làm việc: Khi robot chạy từ vị trí sang vị trí khác đèn hoạt động - Đèn báo trạng thái dừng: Khi robot chờ vị trí cất hàng - Đèn báo nguồn: Thơng báo tình trạng sẵn sàng làm việc robot - Đèn báo khẩn cấp: Khi có đối tượng nằm vùng làm việc - Cịi báo khẩn cấp: Khi có đối tượng nằm vùng làm việc 116 Chƣơng 6: KẾT LUẬN 6.1 Kết luận Qua thời gian làm luận văn, tác giả hồn thành luận văn Trong luận văn tốt nghiệp, tác giả thực công việc sau: - Đưa phương án phù hợp với dây truyền sản xuất Công ty SVEAM: + Giúp nâng cao hiệu công việc: nghiệp vụ nhập xuất kho nhanh chóng; Kiểm sốt chặt chẽ hàng nhập/xuất kho hàng tồn kho,… + Tiết kiện nguồn nhân lực + Tổng thể tích chứa hàng kho tăng lên đáng kể - Phần khí: + Thiết kế hệ thống kho hàng tự động với quy mô 48 ô chứa, ô chứa tối đa pallet, kệ chứa chia làm dãy, dãy có tầng, tầng có 06 ô chứa, chiều dài kệ 15 m, chiều cao m, chiều rộng dãy 2,08 m + Thiết kế robot S/R với kết cấu đơn giản hiệu - Phần điều khiển: + Thiết lập phương án điều khiển phù hợp với hệ thống AS/RS thiết kế + Lựa chọn thiết bị điều khiển phù hợp với hệ thống + Thiết kế trạm thu nhận hệ thống nhậ dạng mã vạch Mô phỏng: Dùng phần mềm Inventor mô sơ trình hoạt động - robot S/R 6.2 Kiến nghị Do điều kiện thời gian kinh phí hạn chế nên đề tài dừng lại việc nghiên cứu thiết kế hệ thống kho hàng, mô 3D hoạt động kho hàng Trong thời gian tới tác giả tiếp tục phát triển đề tài theo hướng sau: + Thiết kế chế tạo mô hình mơ hoạt động kho hàng; + Xây dựng phần mềm quản lý điều khiển phối hợp cho hệ thống AS/RS 117 + Triển khai thêm hệ thống băng tải cho việc xuất/ nhập, thu hồi pallet lưu trữ + Mở rộng với nhiều kích thước pallet lưu trữ + Tính tốn bền xác tồn kết cấu thép kho hàng Mặc dù cố gắng trình thực đề tài Tuy nhiên, thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi Rất mong đóng góp ý kiến quý Thầy, Cơ bạn để đề tài hồn thiện Xin chân thành cảm ơn 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1].Trịnh Chất, Lê Văn Uyển - Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, Nhà xuất giáo dục - 2002 [2] Quyết định số 60/1999/QĐ-BCN, ngày tháng năm 1999 Bộ Công thương quy định tiêu chẩn dây chuyền lắp ráp công nghiệp [3] Dương Minh Tâm - Báo cáo tổng hợp kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ mã số KC.03.14/06-10 năm 2010 [4] Nguyễn Trọng Hiệp - Chi tiết máy & - Nhà xuất giáo dục - 1999 [5] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm - Thiết kế chi tiết máy & - Nhà xuất giáo dục - 2010 [6] Đào Văn Hiệp - Kỹ thuật robot - Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật - 2006 [7] Nguyễn Thiện Phúc - Robot công nghiệp - Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật - 2006 [8] Nguyễn Đắc Lộc - Cơng nghệ chế tạo máy tự động hóa sản xuất - Nhà xuất khoa học Kỹ thuật - 1999 TIẾNG NƢỚC NGOÀI [9] Groover M - Production systems and computer integrated manufacturing - 2000 [10] Servo motor user manual - Publication SMOTOR - UM002B - EN - P March 2007 [11] Roodbergen, K.J and Vis, I.F.A - A survey of literature on automated storge and retrieval systems - European Journal of Operation Research forthcoming, 2008 [12] Nanua Singh - Systems approach to computer integrated design and manufacturing – 1996 [13] Stephen L Parsley - Automated storage and ratrieval systems - Eskay corporation, Salt Lake City, Utah WEBSITE [14] http://www.mhia.org/ASRS 119 [15] http://dematic.com [16] http://www.unionrack.com [17] http://www.cisco-eagle.com [18] http://www.asrs.net [19] http://www.daifukuamerica.com [20] http://www.rackandshelf.com/AutomatedStorageRetrievalSystems.aspx [21] http://www.jatorman.com/automated-warehouses.html [22] http://www.sunray.com.vn [23] http://www.sambosoft.com/ [24] http://www.directindustry.com [25] http://www.thomasnet.com [26] http://xuatnhapkhauvietnam.com/kho-hang-va-he-thong-kho-hang-tronglogistics.html#ixzz2GpRD2JmP 120 ... luận văn theo hướng thiết kế hệ thống tự động hóa lưu xuất kho cơng nghiệp với tên luận văn là: ? ?Nghiên cứu thiết kế mô hệ thống tự động lưu xuất kho thành phẩm công ty SVEAM? ?? 1.6 Mục tiêu nghiên. .. cấu thành quan trọng dây chuyền chế tạo máy đại Đề tài: ? ?Nghiên cứu thiết kế mô hệ thống tự động lƣu xuất kho kho thành phẩm công ty SVEAM ” nghiên cứu đề xuất lắp đặt kho hàng tự động kho thành. .. xuất đại cơng ty SVEAM Trên sở tác giả nghiên cứu thiết kế mô hoạt động hệ thống AS/RS Dựa vào kết đạt tác giả đề xuất áp dụng kho hàng tự động lưu xuất kho kho thành phẩm công ty SVEAM, đồng thời