Điều khiển cánh tay 4 trục dùng mạng sscnet iii

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ĐIỀU KHIỂN CÁNH TAY TRỤC DÙNG MẠNG SSCNET III GVHD: THS LÊ HOÀNG LÂM SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN TRẦN NHẬT NAM SKL009217 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA: ĐIỆN- ĐIỆN TỬ - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: ĐIỀU KHIỂN CÁNH TAY TRỤC DÙNG MẠNG SSCNET III SVTH : Khóa Nguyễn Anh Tuấn MSSV : 18151256 Trần Nhật Nam MSSV : 18151205 : 2018-2022 Ngành : CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA GVHD : THS LÊ HỒNG LÂM TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA: ĐIỆN- ĐIỆN TỬ - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: ĐIỀU KHIỂN CÁNH TAY TRỤC DÙNG MẠNG SSCNET III SVTH : Khóa Nguyễn Anh Tuấn MSSV : 18151256 Trần Nhật Nam MSSV : 18151205 : 2018-2022 Ngành : CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA GVHD : THS LÊ HỒNG LÂM TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN o0o -Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Anh Tuấn MSSV: 18151256 Họ tên sinh viên 2: Trần Nhật Nam MSSV: 18151205 Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Hệ đào tạo: Đại học quy Lớp:181512B Khóa: 2018-2022 I TÊN ĐỀ TÀI: Điều khiển cánh tay trục dùng mạng SSCNET III Các số liệu ban đầu: - Tìm hiểu động servo cách điều khiển - Tìm hiểu động servo driver MR-J4-B Mitsubishi - Tìm hiểu điều khiển vị trí - Tìm hiểu robot SCARA - Tìm hiểu xử lý ảnh công nghiệp Nội dung thực hiện: - Gia công lắp ráp tủ điện cho mơ hình - Thiết kế phần điều khiển cho hệ thống - Viết chương trình điều khiển ladder cho CPU dòng Q series - Cài đặt thơng số theo khí thiết kế điều chỉnh máy - Chạy thử nhiều lần, ghi nhận lại qua trình chạy rút sai số Nhận xét kết luận II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 4/2022 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 8/2022 IV HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Ths Lê Hoàng Lâm CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o Tp HCM, ngày tháng năm LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Anh Tuấn MSSV:18151256 Họ tên sinh viên 2: Trần Nhật Nam MSSV:18151205 Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN CÁNH TAY TRỤC DÙNG MẠNG SSCNETIII Tuần/ngày Nội dung Xét duyệt đề tài đề cương Tìm hiểu sơ lược hệ thống, lựa chọn thiết bị, động cơ, Driver, camera Tìm hiểu điều khiển động Servo, điều khiển vị trí, điều khiển tốc độ Tìm hiểu mạng quản lý động Servo – SSCNET III Tìm hiểu xử lý ảnh cơng nghiệp Viết chương trình điều khiển tốc độ, vị trí động Tính tốn, thiết kế phần khí Hồn thành phần khí Tính tốn thiết kế phần điện 10 Hoàn thành phần điện Xác nhận GVHD 11 Viết chương trình điều khiển hồn chỉnh cho mơ hình 12 Kiểm tra giải thuật, sửa lỗi, tăng tốc độ 13 Hoàn thành mơ hình, viết báo cáo GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN o0o Tp HCM, ngày tháng năm PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Anh Tuấn MSSV: 18151256 Họ tên sinh viên 2: Trần Nhật Nam MSSV: 18151205 Chuyên ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Hệ đào tạo: Đại học quy Khóa: 2018 – 2022 Lớp: 181512B Họ tên Giáo viên hướng dẫn: Ths Lê Hoàng Lâm Tên đề tài: Điều khiển cánh tay trục dùng mạng SSCNETIII NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o Tp HCM, ngày tháng năm PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Anh Tuấn MSSV: 18151256 Họ tên sinh viên 2: Trần Nhật Nam MSSV: 18151205 Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Hệ đào tạo: Đại học quy Khóa: 2018 – 2022 Lớp: 181512 B Họ tên Giáo viên phản biện: Tên đề tài: Điều khiển cánh tay trục dùng mạng SSCNETIII NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o Tp HCM, ngày tháng năm LỜI CAM ĐOAN Chúng cam đoan cơng trình nghiên cứu chúng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Người thực đề tài Nhóm sinh viên LỜI CẢM ƠN Luận văn hồn thành trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM thời gian tháng Trong trình làm khóa luận tốt nghiệp, nhóm sinh viên nhận nhiều giúp đỡ để hoàn thành luận văn Trước tiên nhóm sinh viên thực xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn Lê Hồng Lâm tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho nhóm suốt q trình thực luận văn tốt nghiệp Xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Khoa Điện- Điện tử , Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP HCM, người truyền đạt kiến thức tảng quý báu cho nhóm suốt thời gian học tập vừa qua Xin gửi lời cảm ơn bạn bè bạn sinh viên lớp 181512 động viên, giúp đỡ nhóm q trình làm luận văn Một lần xin chân thành cảm ơn đến người xung quanh, gia đình, người thân, bạn bè thầy bên cạnh, ủng hộ chúng em đường học tập, làm việc tìm hướng tương lai Người thực đề tài Nhóm sinh viên Chương KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hình 5.9 Màn hình bật tắt servo Hình 5.10 Màn hình Jog trục, hiển thị lỗi, xóa lỗi đặt lại vị trí gốc robot BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 66 Chương KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hình 5.11 Màn hình chế độ auto Hình 5.12 Màn hình chạy tính tốn động học nghịch BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 67 Chương KẾT QUẢ THỰC HIỆN 5.3 Đánh giá Dựa vào mục tiêu ban đầu mà nhóm đề ra, nhóm đánh giá hồn thiện mơ hình mức tốt, hồn thành mục tiêu đề cho robot với sai số tương đối chấp nhận BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 68 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Sau trình tìm hiểu giải thuật thực thi cơng mơ hình, nhóm hồn thành tốt mục tiêu ban đầu mà nhóm đề ra, thuật tốn điều khiển cho robot đáp ứng tốt nhanh ổn định xảy lỗi, giải thuật ứng dụng toán gắp xếp phân loại sản phẩm thơng qua loại mã nhiều tốn cơng nghiệp Trong q trình thực có nhiều thiếu sót liên quan đến vị trí gắp vật khơng xác thời gian đáp ứng camera không ổn định dễ ảnh hưởng ánh sáng, robot chạy với tốc độ cao có tượng rung lắc nhóm hạn chế lỗi đến mức thấp Về lý thuyết: Nhóm có tìm hiểu nắm bắt tổng thể nguyên lý hoạt động lý thuyết điều khiển vị trí động servo, tìm hiểu cách thức giao tiếp thiết bị đại camera Cognex, module điều khiển vị trí QD75MH4, PLC Mitsubishi Về phần cứng: - Phần cứng tương đối chắn, chịu áp lực hoạt động với tần suất cao - Kết cấu dễ dàng tháo lắp, an toàn cho người vận hành Về phần mềm: - Chương trình viết cách hoàn chỉnh, dễ dành cho người vân hành - Ứng dụng công cụ xử lý ảnh phần mềm In-sight Explorer - Phần mềm hiển thị giao diện điều khiển SoftGOT2000 dễ kết nối sử dụng, hình điều khiển hiển thị thơng số tốc độ, vị trí giúp theo dõi trạng thái hoạt động robot Scara 6.2 Hướng phát triển Sau thi cơng xong mơ hình nhóm nhận thấy hướng phát triển sau: BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 69 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN - Mơ hình cần thả gắp vật băng tải theo đường thẳng cố định mà nhóm đề ra, mơ hình cần phát triển thêm gắp thả vật băng tải - Cần cải thiện rút ngắn khoảng cách vật thả băng tải - Cải thiện gắp xác ổn định bẳng cách mở rộng vùng xử lý camera, thiết kế buồng tối bao quanh khu vực quét camera để điều kiện ánh sáng đồng trường hợp để tốc độ xử lý kết trả nhau, gia cố thêm khí để giảm rung lắc giá treo camera robot chạy với tốc độ cao, camera rung lắc ảnh hưởng đến giá trị trả camera BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình kĩ thuật robot – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM _ PGS.TS Nguyễn Trường Thịnh [2] In-Sight® 5000 Series Vision System Installation Manual [3] GT Designer Screen Design Manual [4] Mitsubishi Electric, Mitsubishi Programmable Logic Controller Training Manual [5] Mitsubishi Electric (2002), Programable Logic Controller User’s Manual (Melsec System Q) [6] Mitsubishi Electric, MR-J4W3-B Servo Amplifier Instruction Manual [7] Mitsubishi Electric, MR-J4 Servo Amplifier Instruction Manual [8] Mitsubishi Electric, Mitsubishi Programmable Controller Training Manual Qseries basic course (for GX Works2) [9] I/O Module Type Building Block User's Manual [10] QCPU User's Manual (Multiple CPU System) [11] QD75MH - User's Manual (Installation) IB(NA)-0300099-C BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 71 PHỤ LỤC  Phần mền lập trình CPU Q26UDV: GX Works2  Phần mềm lập trình camera Cognex 5110: In-Sigt Explorer 5.6 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 72  Bản vẽ miếng nam châm lên cấu chấp hành  Sơ đồ kết nối Driver MR-J3W-44B với Servo BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 73  Sơ đồ kết nối Driver MR-J4W2-22B với Servo  Sơ đồ kết nối Driver MR-J3-10B với Servo BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 74  Giải thích tín hiệu đèn báo Module QD75MH4  Sơ đồ chân Module QY42P BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 75  Ý nghĩa cổng Driver MR-J4B BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 76  Ý nghĩa tên Servo BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 77  Cấu hình kết nối hệ thống camera Cognex BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 78 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 79 S K L 0