1. Tên đề tài Thiết kế mô hình cánh tay robot 4 bậc tự do kết hợp PLC S71200 để lưu kho hàng hoá theo khối lượng có dùng mã QR 2. Lý do chọn đề tài Ngày nay các dịch vụ giao hành và vận chuyển hàng hoá đóng vai trò rất quan trọng trong đời sống và hoạt động của các doanh nghiệp. Các hệ thống kho cũ đã lỗi thời cùng với sự phát triển của công nghệ tự động hoá, từ đó đòi hỏi phải có những hệ thống kho tiên tiến hơn để cho quá trình luân chuyển hành hoá nhanh chóng và dễ dàng. Trên nhu cần và lý đó mà nhóm em đã nghiên cứu thiết kế mô hình cánh tay robot 4 bậc tự do kết hợp PLC S71200 để lưu kho hàng hoá theo khối lượng có dùng mã QR 3. Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu Tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm sử dụng băng tải, PLC S71200 và cánh tay robot 4 bậc tự do theo nguyên tắc khối lượng có dùng mã QR. Thiết kế mô hình thực Viết chương trình và vận hành mô hình 4. Tài liệu tham khảo dự kiến
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐK&TĐH Độc lập - Tự – Hạnh phúc Hà Nội, ngày…… tháng…….năm 2022 ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC Họ tên sinh viên Mã sinh viên: Lớp: Khóa: D13 Ngành: Công nghệ kỹ thuật điều khiển tự động hoá Chuyên ngành: Tự động hoá điều khiển thiết bị công nghiệp Tên đề tài Thiết kế mơ hình cánh tay robot bậc tự kết hợp PLC S7-1200 để lưu kho hàng hoá theo khối lượng có dùng mã QR Lý chọn đề tài Ngày dịch vụ giao hành vận chuyển hàng hố đóng vai trị quan trọng đời sống hoạt động doanh nghiệp Các hệ thống kho cũ lỗi thời với phát triển cơng nghệ tự động hố, từ địi hỏi phải có hệ thống kho tiên tiến q trình ln chuyển hành hố nhanh chóng dễ dàng Trên nhu cần lý mà nhóm em nghiên cứu thiết kế mơ hình cánh tay robot bậc tự kết hợp PLC S7-1200 để lưu kho hàng hố theo khối lượng có dùng mã QR Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu - Tổng quan hệ thống phân loại sản phẩm sử dụng băng tải, PLC S7-1200 cánh tay robot bậc tự theo nguyên tắc khối lượng có dùng mã QR - Thiết kế mơ hình thực - Viết chương trình vận hành mơ hình Tài liệu tham khảo dự kiến - Nguyễn Hữu Lộc (2018), giáo trình Cơ sở thiết kế máy, nhà xuất Đại học Quốc Gia TP.HCM - Trịnh Chất – Lê Văn Uyển (2006), tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, nhà xuất giáo dục Hà Nội Ngày giao đề tài: Ngày tháng năm 20 Ngày nộp quyển: Ngày tháng năm 20 Phụ Trách Khoa Giảng viên hướng dẫn MỤC LỤC MỤC LỤC ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG BIỂU v DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu 1.3 Giới hạn đề tài 1.4 Phương pháp thực .4 1.5 Tóm tắt đồ án .4 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cấu trúc hệ thống 2.2 Khối điều khiển PLC 2.2.1 Khái niệm PLC .9 2.2.2 Cấu trúc PLC .9 2.2.4 Tổng quan PLC S7 1200: 11 2.3 Giới thiệu cánh tay robot 14 2.3.1 Tìm hiểu robot cơng nghiệp 14 2.3.2 Ưu điểm ứng dụng cánh tay robot công nghiệp .15 2.3.3 Hệ tọa độ: 16 2.3.4 Cấu trúc robot 16 2.3.5 Cánh tay robot sử dụng đồ án 18 2.4 Cơ cấu vitme .19 2.5 Xy lanh khí nén cảm biến xy lanh .21 2.6 Van điện từ khí nén 23 2.7 Loadcell .26 2.8 Bộ khuếch đại loadcell .28 2.9 Băng tải động kéo băng tải 29 2.10 Relay trung gian .33 2.11 Khối nguồn .34 2.12 Cảm biến quang PANASONIC CX-411 35 2.13 Nút nhấn đèn báo 36 2.14 Tính chọn Aptomat 37 2.15 Máy quét mã vạch QR 38 CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM 39 3.1 Giới thiệu chung .39 3.2 Khai thác phần mềm 41 3.3 Kết luận chương 49 CHƯƠNG 4: BÀI TỐN ỨNG DỤNG MƠ HÌNH .50 4.1 Thiết kế tốn ứng dụng mơ hình 50 4.1.1 Mô hình hệ thống 50 4.1.2 Sơ đồ dây hệ thống 51 4.1.3 Lưu đồ thuật toán hệ thống 52 4.2 Lập trình phần mềm TIA V16 53 4.3 Kết nối PLC với PC qua giao thức TCP/IP 54 4.4 Khởi động nạp chương trình TIA PORTAL cho S7 1200 54 4.5 Các câu lệnh sử dụng toán 58 4.6 Các khối chương trình .65 4.7 Bảng địa vào 73 CÁC BÀI TỐN THÍ NGHIỆM .75 Bài 1: Nhấn Start hệ thống bắt đầu hoạt động hệ thống .75 Bài 2: Nhấn Start hệ thống bắt đầu hoạt động 79 Bài 3: Nhấn Start hệ thống bắt đầu hoạt động hệ thống .82 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .87 Kết luận 87 Hướng phát triển 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TT Chữ viết tắt Ý nghĩa PLC Programmable Logic Controller (Bộ điều khiển logic khả trình) QR Quick response code (mã phản hồi nhanh) TCP/ IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol Giao thức điều khiển truyền nhận/ Giao thức liên mạng) HMI Human Machine Interface (Giao tiếp giao diện ngườimáy) RAM Random Access Memory (Bộ nhớ truy cập tạm thời) ROM Read Only Memory (Bộ nhớ đọc) CPU Central Processing Unit (bộ xử lý trung tâm) CNC Computerized Numerical Control (điều khiển số máy tính) WinCC Windows Control Center ( trung tâm điều khiển giao diện) DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Thông số S7 1200 CPU 1214 DC/DC/DC .11 Bảng 2.2: Thông số module 14 Bảng 2.3: Thông số xy lanh kép 22 Bảng 2.4: Thông số van điện từ 5/2……………………… 24 Bảng 2.5: Thông số loadcell…………………………… .28 Bảng 2.6: Thông số kĩ thuật loadcell…………………… 29 Bảng 2.7: Phân loại băng tải…………………………… 30 Bảng 2.8: Thông số động giảm tốc mini 32 Bảng 2.9: Thông số relay trung gian .34 Bảng 2.10: Thông số nguồn tổ ong 24V 34 Bảng 2.11: Thông số cảm biến quang PANASONIC CX-411 .35 Bảng 2.12: Thông số nút nhấn 36 Bảng 2.13: Thông số đèn báo 37 Bảng 2.14: Thông số Aptomat 37 Bảng 2.15: Thông số máy scan QR 38 Bảng 3.1: Thông số S7-1200 CPU 1214 DC/DC/DC .40 Bảng 4.1: Tập lệnh S7 1200 .58 Bảng 4.2: Thông số Timer TON S7 1200 59 Bảng 4.3: Thông số đếm counter S7 1200 60 Bảng 4.4: Tham số khối MC_Power .61 Bảng 4.5: Tham số khối MC_Reset .62 Bảng 4.6: Tham số khối MC_Home 63 Bảng 4.7: Tham số khối MC_ MoveAbsolute 64 Bảng 4.8: Tham số khối MC_MoveJog 65 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống Hình 2.2: Cấu trúc PLC .9 Hình 2.3: Nguyên lý hoạt động PLC Hình 2.4: PLC S7-1200 CPU 1214 DC/DC/DC 11 Hình 2.5: Module SM1222, 16 DO, 24V DC 14 Hình 2.6: Hệ tọa độ khớp robot .16 Hình 2.7: Cấu trúc chung hệ robot 17 Hình 2.8: Cánh tay robot bốn bậc 18 Hình 2.9: Cơ cấu vitme 19 Hình 2.10: Xy lanh khí nén 22 Hình 2.11: Van điện từ 5/2 .24 Hình 2.12: Đầu nối van khí nén .25 Hình 2.13: Loadcell 26 Hình 2.14: Bộ khuếch đại loadcell 28 Hình 2.15: Băng tải Mini 31 Hình 2.16: Động giảm tốc chiều 33 Hình 2.17: Relay trung gian .33 Hình 2.18: Cảm biến quang .35 Hình 2.19: Nút nhấn 36 Hình 2.20: Đèn báo 37 Hình 2.21: Aptomat 37 Hình 2.22: Máy quét mã vạch Cognex Dataman 8050 38 Hình 3.1: PLC S7 1200 CPU 1214 DC/DC/DC 40 Hình 3.2: Phần mềm TIA PORTAL V16 .41 Hình 4.1: Mơ hình hệ thống 50 Hình 4.2: Sơ đồ dây hệ thống .51 Hình 4.3: Lưu đồ thuật toán hệ thống .52 Hình 4.4: Biểu tượng phần mềm lập trình 54 Hình 4.5: Configure a device 55 Hình 4.6: Chọn CPU 1214 DC/DC/DC 56 Hình 4.7: Giao diện phần mềm TIA Portal .56 Hình 4.8: Khai báo module SM1222 57 Hình 4.9: Giao diện lập trình OB 57 Hình 4.10: Download to device 58 Hình 4.11: Khối MC_Power 61 Hình 4.12: Khối MC_Reset 62 Hình 4.13: Khối MC_Home 63 Hình 4.14: Khối MC_MoveAbsolute .64 Hình 4.15: Khối MC_MoveJog 64 Hình 4.16: Khối technology Object 67 Hình 4.17: Lựa chọn kiểu phát xung 68 Hình 4.18: Chọn chân phát xung chân điều hướng cho động step 69 Hình 4.19: Chọn độ phân giải cho step 70 Hình 4.20: Đặt địa cho cơng tắc hành trình 71 Hình 4.21: Khai báo thơng số cho step 72 Hình 4.22: Cài đặt chế độ gốc 73 Hình 4.23: Lưu đồ thuật tốn sản phẩm có khối lượng - 0,3 kg 76 Hình 4.24: Giản đồ thời gian sản phẩm có khối lượng -0,3 kg 78 Hình 4.25: Lưu đồ thuật tốn sản phẩm có khối lượng > 0,6kg .79 Hình 4.26: Giản đồ thời gian sản phầm có khối lượng > 0,6kg .82 Hình 4.27: Lưu đồ thuật tốn sản phẩm có khối lượng 0,3 - 0,6 kg .83 Hình 4.28: Giản đồ thời gian sản phẩm có khối lượng 0,3 - 0,6 kg .86 10 ... chế tạo mơ hình hoạt động hệ thống ? ?Thiết kế mơ hình cánh tay robot bậc tự kết hợp PLC 1200 để lưu kho hàng hố theo khối lượng có dùng mã QR? ?? nghiên cứu vấn đề xử lý liệu, thơng tin qua thiết bị... lưu kho tự động sử dụng cánh tay robot bậc với điều khiển PLC 1200 phân loại theo khối lượng có dùng mã QR 1.2 Mục tiêu Đề tài giải vấn thiết kế hệ thống giám sát, điều khiển việc nhập xuất kho. .. 62 Hình 4. 13: Khối MC_Home 63 Hình 4. 14: Khối MC_MoveAbsolute . 64 Hình 4. 15: Khối MC_MoveJog 64 Hình 4. 16: Khối technology Object 67 Hình 4. 17: Lựa