(Luận văn) nghiên cứu tích hợp điều khiển plc trong rô bốt công nghiệp 4 bậc tự do

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ THỊ THỦY lu an n va tn to NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP ĐIỀU KHIỂN PLC TRÊN p ie gh ROBOT CÔNG NGHIỆP BẬC TỰ DO d oa nl w nf va an lu LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC lm ul CHUYÊN NGÀNH CHẾ TẠO MÁY z at nh oi z m co l gm @ an Lu HÀ NỘI - 2013 n va ac th si BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ THỊ THỦY lu an n va tn to NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP ĐIỀU KHIỂN PLC TRÊN p ie gh ROBOT CÔNG NGHIỆP BẬC TỰ DO : CHẾ TẠO MÁY d oa nl w Chuyên ngành an lu nf va LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC z at nh oi lm ul CHUYÊN NGÀNH CHẾ TẠO MÁY z NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC m co l gm @ PGS TS PHẠM VĂN HÙNG an Lu HÀ NỘI - 2013 n va ac th si LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan nội dung mà tác giả viết Luận văn tìm hiểu, nghiên cứu thân, với hƣớng dẫn tận tình PGS.TS Phạm Văn Hùng Mọi số liệu kết nêu Luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Trừ phần tham khảo đƣợc trích dẫn nguồn gốc cụ thể Luận văn lu an Hà Nội, tháng 12 năm 2013 n va Tác giả gh tn to p ie Vũ Thị Thủy d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si LỜI CẢM ƠN Với tình cảm chân thành, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Phạm Văn Hùng, ngƣời dành nhiều thời gian, công sức để hƣớng dẫn giúp đỡ tác giả từ định hƣớng đề tài, tổ chức thực nghiệm đến q trình viết, hồn thành Luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô giáo môn Máy Ma sát học, xƣởng Cơ khí, Viện Cơ khí Ban lãnh đạo Viện đào tạo Sau đại học trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả lu học tập, nghiên cứu hoàn thành Luận văn an n va Qua đây, tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo trƣờng, khoa Cơ thơng vận tải Hải Phịng tạo điều kiện giúp đỡ trình học tập hồn gh tn to Khí Động lực, phòng, khoa, Trung tâm Trƣờng trung cấp nghề Giao p ie thiện Luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng, song lực thân cịn nhiều hạn chế sót định d oa nl w nên trình xây dựng luận văn chắn không tránh khỏi thiếu an lu Tác giả mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến Hội đồng chấm luận văn Xin trân trọng cảm ơn! z at nh oi lm ul đƣợc hoàn thiện nf va tốt nghiệp, thầy giáo, cô giáo bạn đồng nghiệp để luận văn z Tác giả m co l gm @ an Lu n va ac th si MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Các ký hiệu chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ PHẦN MỞ ĐẦU 10 lu an Lý chọn đề tài 10 va n Mục đích, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 11 to 2.2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 12 ie gh tn 2.1 Mục đích nghiên cứu 11 p Nội dung nghiên cứu 12 oa nl w Phƣơng pháp nghiên cứu 12 d Dự kiến kết 12 an lu CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP 13 nf va 1.1 Lịch sử phát triển Robot công nghiệp 13 lm ul 1.1.1 Q trình hình thành Robot cơng nghiệp 13 z at nh oi 1.1.2 Quá trình phát triển robot cơng nghiệp 13 1.2 Tổ chức kỹ thuật robot công nghiệp .17 z 1.3 Động học robot 19 @ gm 1.3.1 Bậc tự robot 19 co l 1.3.2 Hệ tọa độ robot 20 m 1.3.3 Thông số động học bảng thông số DH 21 an Lu 1.3.4 Phƣơng trình động học Robot 21 n va ac th si 1.4 Truyền động robot công nghiệp 23 1.4.1 Truyền động khí nén (Pneumatic Systems) 23 1.4.2 Hệ thống truyền động điện 25 1.5 Các tham số kỹ thuật Robot 26 1.6 Ứng dụng robot công nghiệp 27 1.6.1 Sự cần thiết phải ứng dụng Robot công nghiệp 27 1.6.2 Những ứng dụng điển hình Robot 28 CHƢƠNG ROBOT HARMO 32 lu 2.1 Giới thiệu robot Harmo 32 an va 2.2 Động học robot Harmo 33 n 2.2.1 Thiết lập hệ tọa độ robot 34 tn to 2.2.3 Thiết lập ma trận biến đổi 36 p ie gh 2.2.2 Xác định thông số DH 35 w 2.2.4 Thiết lập phƣơng trình động học 37 oa nl 2.3 Kết cấu robot Harmo 38 d 2.3.1 Kết cấu nguyên lý hoạt động bậc tự chuyển động theo phƣơng Zo 38 an lu nf va 2.3.2 Kết cấu nguyên lý hoạt động bậc tự chuyển động theo phƣơng Xo 42 lm ul 2.3.3 Kết cấu nguyên lý hoạt động bậc tự chuyển động theo phƣơng Yo 45 2.3.4 Kết cấu nguyên lý hoạt động bậc tự quay theo phƣơng Zo 47 z at nh oi 2.4 Truyền động robot Harmo 50 2.4.1 Hệ thống khí nén robot Harmo 50 z gm @ 2.4.2 Hệ thống điện điều khiển robot Harmo 52 2.5 Bộ biến tần (INVERTER) 53 l m co 2.6 Kiểm nghiệm khối lƣợng kẹp vật kẹp 57 an Lu 2.7 Tính tốn vận tốc gia tốc bậc tự tịnh tiến theo trục Zo 58 n va ac th si CHƢƠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC; LẬP TRÌNH PLC CHO RƠ BỐT HARMO TRONG Q TRÌNH CẤP PHƠI TỰ ĐỘNG 62 3.1 Hệ thống điều khiển PLC 62 3.1.1 Các phận hệ thống điều khiển PLC 62 3.1.2 Cấu trúc bên PLC 63 3.1.3 Ƣu, nhƣợc điểm PLC 66 Ngơn ngữ lập trình cho PLC 67 3.3 Lập trình ngơn ngữ sơ đồ thang (LADDER DIAGRAM – LADDER LOGIC) 67 lu an 3.4 Lập trình phần mềm CX-PROGRAMMER 71 n va 3.5 Lập trình PLC cho robot Harmo trình gắp sản phẩm tự động từ máy tn to ép nhựa 74 3.5.2 Lập trình PLC cho robot Harmo trình gắp sản phẩm tự động p ie gh 3.5.1 Sơ đồ thực tốn lập trình cho PLC 75 w từ máy ép nhựa 76 oa nl 3.6 So sánh điều khiển PLC với phƣơng pháp điều khiển khác 92 d KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 94 lu PHỤ LỤC nf va an TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT CNC (Computer Numerical Control) – Điều khiển số có trợ giúp máy tính; NC (Number Control) – Điều khiển số; PLC (Programmable Logic Controller) – Hệ thống điều khiển logic; CPU (Central Processor) – Bộ xử lý tín hiệu trung tâm; CD (Direct Curent) – Dòng điện chiều; ROM (Read only Memory) – Bộ nhớ đọc; lu RAM (Ramden Access Memory) – Bộ nhớ thay đổi; an n va EEPROM (Ellectrically Erasable Programable Read only Memory) – Bộ nhớ tĩnh tn to có khả xóa lập trình lại; ie gh I (In) – Đầu vào; p O (Out) – Đầu d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng số 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 10 11 3.4 3.5 3.6 3.7 gh 3.8 STT lu an n va tn to p ie 12 13 14 3.10 15 3.11 16 3.12 17 3.13 18 Trang Bảng thông số DH robot Harmo Các phần tử mạch khí nén Các thơng số kỹ thuật Bộ biến tần 3G3MV – A2007 Các loại Bus hệ thống điều khiển PLC Cổng vào điều khiển PLC OMRON SYSMAC CPM2A Cổng điều khiển PLC OMRON SYSMAC CPM2A Các tín hiệu từ cảm biến Các tín hiệu đầu vào điều khiển động Các tín hiệu đầu điều khiển động Các tín hiệu điều khiển Piston xylanh 36 50 54 65 79 79 79 81 81 82 Các thao tác chu trình robot gắp chai từ máng trượt thả chai vị trí i (hàng 1) 83 Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo gắp vật từ máng trượt thả vật vị trí i (hàng 1) 84 nl w 3.9 Nội dung oa Các thao tác chu trình robot gắp chai từ máng trượt thả chai vị trí i (hàng 2) d 85 lu an Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo gắp vật từ máng trượt thả vật vị trí i (hàng 2) nf va 86 87 3.14 Các thao tác chu trình robot gắp vật vị trí i (hàng 1) thả vào máng trượt 89 19 3.15 90 20 3.16 Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo gắp vật từ vị trí i (hàng 1) thả vào máng trượt Bảng so sánh phương pháp điều PLC với phương pháp điều khiển vi xử lý z at nh oi lm ul Các thao tác chu trình robot gắp vật vị trí i (hàng 2) thả vào máng trượt Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo gắp vật từ vị trí i hàng thả vào máng trượt 88 z l gm @ m co 92 an Lu n va ac th si DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ khối tổ chức kỹ thuật robot 17 Hình 1.2 Cơ cấu tay máy Scara 19 Hình 1.3 Các hệ tọa độ khâu động liên tiếp 20 Hình 1.4 Robot DTM-Motoman 29 Hình 2.1 Cấu hình robot Harmo 33 Hình 2.2 Sơ đồ động học robot Harmo 34 lu Hình 2.3 Hệ tọa độ khâu robot Harmo 35 an n va Hình 2.4 Sơ đồ mô bậc tự theo phương Zo 38 tn to Hình 2.5 Bộ truyền – bánh 40 ie gh Hình 2.6 Bộ trượt ma sát bi én 40 p Hình 2.7 Bộ đếm Encorder 41 nl w Hình 2.8 Sơ đồ mơ bậc tự theo trục Xo 42 d oa Hình 2.9 Sơ đồ động bậc tự tịnh tiến dọc trục Xo 43 an lu Hình 2.10 Kết cấu bánh đai liền đai ốc 44 nf va Hình 2.11 Sơ đồ mô bậc tự theo trục Yo 45 lm ul Hình 2.12 Kết cấu cổ tay robot Harmo 47 Hình 2.13 Kết cấu bàn kẹp robot Harmo 48 z at nh oi Hình 2.14 Kết cấu xylanh kẹp robot Harmo 49 Hình 2.15 Sơ đồ mạch điều khiển khí nén robot Harmo 50 z gm @ Hình 2.16 Cấu tạo phím REMOTE 53 l Hình 2.17 INVERTER 3G3MV 54 m co Hình 2.18 Sơ đồ đầu dây tiêu chuẩn INVERTER 3G3MV – A2007 55 an Lu Hình 2.19 Sơ đồ nối dây INVERTER điều khiển động 56 n va ac th si 3.5.2.4 Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo a Chu trình gắp 10 chai nhựa máng trƣợt thả 10 vị trí khác - Thả chai hàng (vị trí 1; 2; 3; 4; 5) Home A 12 Quay o B Xo D Yo Quay 90 o E 11 F 10 Nh¶ kĐp VÞ trÝ KĐp C N VÞ trÝ lu M an VÞ trÝ Zo va VÞ trÝ n to VÞ trÝ p ie gh tn w Hình 3.14 Chu trình robot gắp chai từ máng trượt thả chai vị trí i (hàng 1) Thao tác d lu STT oa nl Bảng 3.8 Các thao tác chu trình robot gắp chai từ máng trượt thả chai vị trí i (hàng 1) Tay máy theo trục Xo Quay bàn kẹp tới vị trí thẳng đứng Tay máy xuống theo trục Y o Kẹp chặt chi tiết Tay máy lên theo trục Y o Tay máy vào theo trục X o Tay máy theo trục Z o Quay bàn kẹp tới vị trí nằm ngang Tay máy xuống theo trục Y o nf va an z at nh oi lm ul m n va 83 an Lu Tay máy vào theo trục Zo co 12 l Tay máy lên theo trục Y o gm 11 @ Nhả kẹp z 10 ac th si Bảng 3.9 Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo gắp vật từ máng trượt thả vật vị trí i (hàng 1) TT 10 11 12 0.00 0 0 0 0 0 0.01 1 1 1 1/0 0 0 0/1 0.02 0 0 0 0 0 0 0.03 0 0 0/1 1 1 1 0.04 0/1 1 1 0 0 0 0.05 1 0/1 1 1 0/1 0.06 0 0/1 1 0 0/1 1 0.07 0/1 1 1 1 0 0 0.08 1 0 0 0/1 1 1 0.09 1 1 1 1 1 1 0.10 0 0 0 0 0 0 0.11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 oa 0 0 1 1 1 d 0 0 0 0 TH lu an n va p ie gh tn to CNT10 0 10.00 nl w CNT i nf va 10.02 1/0 1/0 0/1 10.05 10.06 1/0 1 1/0 z 10.07 0/1 z at nh oi 10.04 1/0 lm ul 10.03 1/0 an lu 10.01 1/0 1 0/1 0 @ l gm Chú thích: CNTi : Bộ đếm xác định vị trí cách điểm thả vật thứ i khoảng 20 cm trục Zo co m Với i = đến i = n va 84 an Lu CNT10 : Bộ đếm xác định đoạn đƣờng robot chạy với tốc độ thấp (20 cm) ac th si - Thả vật hàng (vị trí 6; 7; 8; 9; 10) Home A Quay o D 12 B Xo E F D' Quay 90 o KÑp C Yo 11 E' 10 N Zo F' M Zo N' Nhả kẹp Vị trÝ VÞ trÝ M' lu VÞ trÝ an VÞ trÝ va VÞ trÝ 10 n ie gh tn to p Hình 3.15 Chu trình robot gắp chai từ máng trượt thả chai vị trí i (hàng 2) Bảng 3.10 Các thao tác chu trình robot gắp chai từ máng trượt w Thao tác d STT oa nl thả chai vị trí i (hàng 2) lu Tay máy theo trục Xo Quay bàn kẹp tới vị trí nằm ngang Tay máy xuống theo trục Y o Kẹp chặt chi tiết Tay máy lên theo trục Y o Tay máy theo trục Z o Quay bàn kẹp tới vị trí thẳng đứng Tay máy xuống theo trục Y o Nhả kẹp nf va an z at nh oi lm ul m n va 85 an Lu Tay máy vào theo trục X o co 12 l Tay máy vào theo trục Zo gm 11 @ Tay máy lên theo trục Y o z 10 ac th si Bảng 3.11 Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo gắp vật từ máng trượt thả vật vị trí i (hàng 2) TT 10 11 12 0.00 0 0 1 0 0.01 1 1 1/0 0 0 0/1 0.02 0 0 0 0 0 0 0.03 0 0 0 0 0 0/1 0.04 0/1 1 1 1 1 1 0.05 1 0/1 1 0/1 1 0.06 0 0/1 1 0 0/1 1 0 0.07 0/1 1 1 0 0 1 0 0 0/1 1 1 1 1 1 1 1 1 TH lu an n va p ie gh tn to 0 0 0 0 0 0.11 0 lu 0 0 0 0 CNT i 0 0 0 0 CNT10 0 0 1 1 1 10.00 0 0 0 0 nf va an d 0.10 oa nl w 0.09 0.08 z at nh oi lm ul 10.01 10.02 1/0 1/0 0/1 1/0 1 n va 86 an Lu m co 10.07 1/0 0/1 l 10.05 1/0 gm 1/0 @ 10.04 10.06 0/1 z 10.03 1/0 ac th si b Chu trình gắp 10 chai nhựa từ 10 vị trí khác thả vào máng trƣợt Để thực gắp 10 chai nhựa từ 10 vị trí khác thả vào máng trƣợt ta lần lƣợt gắp chai theo hàng trƣớc (thứ tự từ vị trí đến vị trí 10); sau đó, thực gắp chai hàng (thứ tự từ vị trí đến vị trí 5) - Gắp vật hàng (vị trí 6; 7; 8; 9; 10) Home Nh¶ kĐp A D Yo B E Xo F lu an D' N n va E' M Zo F' VÞ trÝ to Quay N' gh tn VÞ trÝ o M' VÞ trÝ ie p VÞ trÝ KĐp vËt d oa nl w VÞ trÝ 10 nf va an lu Hình 3.16 Chu trình robot gắp vật vị trí i (hàng 2) thả vào máng trượt Bảng 3.12 Các thao tác chu trình robot gắp chai vị trí i (hàng 2) thả vào máng trượt lm ul STT Thao tác Tay máy theo trục Xo Tay máy theo trục Z o Quay bàn kẹp tới vị trí nằm ngang Tay máy xuống theo trục Y o Kẹp chặt chi tiết Tay máy lên theo trục Y o Tay máy vào theo trục Zo Tay máy vào theo trục X o Nhả kẹp z at nh oi z m co l gm @ an Lu n va 87 ac th si Bảng 3.13 Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo gắp vật từ vị trí i (hàng 2) thả vào máng trượt 0.00 1 1 1 0 0.01 1/0 0 0 0/1 1 0.02 0 0 0 0 0.03 0 0 0 0/1 0.04 0/1 1 1 1 0.05 1 1 0/1 1 0.06 0 0/1 1 0 0.07 0 0/1 1 1 1 0.08 1 0 0 0 p 1 1 1 1 0 0 0 0 0.11 oa 0 0 0 0 CNTi lu TT 0 0 0 CNT10 1 1 1 0 10.00 0 0 0 TH lu an n va ie gh tn to nl 0.10 w 0.09 d nf va an 1/0 1/0 @ 1/0 0/1 gm 10.04 l 10.05 1/0 1 n va 88 an Lu 10.07 m co 10.06 0/1 z 10.03 1/0 z at nh oi 10.02 lm ul 10.01 ac th si - Gắp vật hàng (vị trí 1; 2; 3; 4; 5) Home A D Nh¶ kĐp B Xo Yo E F VÞ trÝ 1 M N VÞ trÝ Quay VÞ trÝ o Zo lu VÞ trÝ an KĐp vËt VÞ trÝ n va gh tn to ie Hình 3.17 Chu trình robot gắp vật vị trí i (hàng 1) thả vào máng trượt p Bảng 3.14.Các thao tác chu trình robot gắp vật vị trí i (hàng 1) Thao tác d an lu STT oa nl w thả vào máng trượt Tay máy theo trục Z o Quay bàn kẹp tới vị trí nằm ngang Tay máy xuống theo trục Y o Kẹp chặt chi tiết Tay máy lên theo trục Y o Tay máy vào theo trục Zo Nhả kẹp nf va z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va 89 ac th si Bảng 3.15 Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo gắp vật từ vị trí i hàng thả vào máng trượt 0.00 1 1 1 0.01 1/0 0 0 0/1 0.02 0 0 0 0.03 1 1 1 0.04 0 0 0 0.05 1 0/1 1 0.06 0 0/1 1 0 0.07 0/1 1 1 0.08 1 0 0 p TT 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 TH lu an n va ie gh tn to oa d 0.11 nl 0.10 w 0.09 10.00 10.03 z at nh oi 10.01 lm ul nf va CNT 10 an lu CNT i 10.04 1/0 10.02 1/0 z 0/1 gm @ l 10.05 1/0 1 n va 90 an Lu 10.07 m co 10.06 1/0 ac th si 3.5.2.5 Lập trình chƣơng trình giản đồ thang Sử dụng phần mềm CX Program, vào bảng trạng thái điều khiển robot Harmo với chu trình cụ thể trình gắp vật từ máng trƣợt thả vào vị trí khác nhau, chu trình gắp vật từ vị trí khác thả vào máng trƣợt , ta lập đƣợc chƣơng trình giản đồ thang với Network nhƣ phụ lục 3.5.2.6 Nạp chƣơng trình vào PLC - Nối PLC với thiết bị lập trình Consol sau bật nguồn; - Xóa tồn chƣơng trình cũ; - Khóa chuyển chế độ Program sau bấm lần lƣợt phím: lu Clr an Set Not Reset Montre Clr, Clr n va - Lập trình cho PLC cách để khóa chế độ Program đánh mã lệnh - Tạo tập tín hiệu thử tƣơng tự thực tế đƣa vào đầu PLC - Kết mô thực theo chu trình lập nhƣ lý thuyết ie gh tn to 3.5.2.7 Mô chƣơng trình kiểm tra phần mềm p 3.5.2.8 Kết nối PLC với thiết bị thực nl w Kết nối theo sơ đồ nguyên lý, đảm bảo phần nguồn cấp đƣợc thực d oa đúng, đảm bảo phần nguồn cấp đƣợc thực đúng, đảm bảo chắn điện áp nf va cho thiết bị an lu nguồn cấp phải với sơ đồ nguyên lý yêu cầu để đảm bảo không gây nguy hiểm 3.5.2.9 Kiểm tra kết nối lm ul Kiểm tra chắn việc kết nối theo sơ đồ nguyên lý, đảm bảo phần z at nh oi nguồn cấp đƣợc thực đúng, đảm bảo phần nguồn cấp đƣợc thực đúng, đảm bảo chắn điện áp nguồn cấp phải với sơ đồ nguyên lý yêu cầu để đảm bảo không gây nguy hiểm cho thiết bị Đảm bảo chắn hệ thống nối z gm @ 3.5.2.10 Chạy hệ thống Thực 03 bƣớc theo trình tự sau: l co - Chạy nhắp m - Chạy bán tự động n va 91 an Lu - Chạy tự động toàn hệ thống ac th si Kết quả: Robot gắp thả vật theo yêu cầu đặt 3.5.2.11.Lƣu cất chƣơng trình, bàn giao Sau kết chạy kiểm tra, chạy thử đƣợc thực với yêu cầu đặt ra, ta tiến hành lƣu chƣơng trình vào đĩa bàn giao 3.6 So sánh điều khiển PLC với phƣơng pháp điều khiển khác Thực tế cho thấy rằng, có nhiều phƣơng pháp để điều khiển cánh tay robot Harmo nhƣ phƣơng pháp điều khiển Vi xử lý; phƣơng pháp điều khiển thủ công…nhƣng so với phƣơng pháp khác phƣơng pháp điều khiển PLC có nhiều ƣu điểm hơn, cụ thể: lu Bảng 3.16 Bảng so sánh phương pháp điều PLC với phương pháp an n va điều khiển vi xử lý gh tn to Phƣơng pháp điều khiển PLC ie p Ƣu nhƣợc điểm Vi xử lý oa nl w d - Độ tin cậy, ổn định cao; - Lập trình dễ (sơ đồ mạch logic); - Giao diện thân thiện, dễ kiểm - Rẻ tiền; Ƣu điểm tra; - Nhỏ gọn - Mạch PLC đƣợc thực ngun tắc mơdun nên có độ mềm dẻo cao; - Dễ thay thế, sửa chữa - Độ tin cậy, ổn định khơng cao; - Lập trình khó, cần phải có kiến thức chuyên sâu; - Đắt tiền; - Giao diện khơng thân thiện; Nhƣợc điểm - Cồng kềnh khó kiểm tra; - Mạch vi xử lý phải tự thiết kế, phức tạp; - Khó thay sửa chữa nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va 92 ac th si Kết luận chƣơng Lập trình PLC cho robot Harmo q trình cấp phơi tự động đƣợc thực đầy đủ theo 11 bƣớc tốn lập trình cho PLC Mỗi bƣớc thực có vai trị quan trọng riêng, chúng có mối liên hệ mật thiết lẫn thực tốn lập trình Để lập trình khả thi, phải dựa đặc tính kỹ thuật robot Harmo (đã trình bày chương 2) với yêu cầu tốn đặt Để mơ q trình làm việc Robot thực tế sản xuất, mô hình thí nghiệm đƣợc xây dựng với máng cấp sản phẩm 10 chai nhựa Nhiệm vụ lu tốn đặt lập trình PLC để robot thực gắp 10 chai nhựa từ máng trƣợt thả an 10 vị trí khác theo sơ đồ ngƣợc lại robot gắp vật từ 10 vị trí thả vào va n máng trƣợt Trên sở đó, ngƣời lập trình phải nắm rõ quy trình cơng nghệ tn to máy ép nhựa nhƣ đặc điểm chai nhựa có trọng lƣợng nhỏ, dễ biến gh dạng, trình robot thực gắp nhả vật gặp khó khăn, từ p ie đƣa giải pháp cụ thể cho trƣờng hợp nl w Căn vào chuyển động robot Harmo q trình cấp phơi, ta có oa tín hiệu đầu vào PLC gồm 13 tín hiệu (08 tín hiệu từ cảm biến; 01 tín hiệu từ d Encorder; 03 tín hiệu từ nút ấn) tín hiệu đầu (05 tín hiệu điều khiển lu nf va an Piston – xylanh khí nén); 03 tín hiệu điều khiển động điện trục Zo) Từ ta chọn PLC OMRON SYSMAC CPM2 với 22 cổng vào 14 cổng Liệt kê địa lm ul cổng vào, sau vẽ chu trình làm việc cụ thể robot, từ xây z at nh oi dựng bảng trạng thái điều khiển robot dịch sang giản đồ thang, chạy mô chƣơng trình Chƣơng trình mơ thực đạt u cầu đặt ra, kết nối PLC với robot, kiểm tra kết nối chạy hệ thống thành công z m co l gm @ an Lu n va 93 ac th si KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ - Kết luận chung Cùng với phát triển không ngừng kinh tế theo hƣớng cơng nghiệp hóa, đại hóa, ngành nhựa ngành cơng nghiệp phát triển nhanh Việt Nam với tổng sản lƣợng khoảng 15 – 20% có khoảng 2000 doanh nghiệp hoạt động lĩnh vực Mỗi doanh nghiệp có sở vật chất chiến lƣợc sản xuất khác nhƣng đặt mục tiêu hàng đầu nâng cao suất chất lƣợng sản phẩm Tuy nhiên, trang thiết bị công nghệ để phục vụ cho công nghiệp sản xuất nhựa nƣớc ta lạc hậu lu an Thực tiễn cho thấy rằng, giai đoạn phơi giai đoạn quan trọng n va công nghệ ép nhựa Với máy ép nhựa thủ công, quy mơ nhỏ, khâu lấy sản tn to phẩm đƣợc thực tay, nhƣng với dây chuyền sản xuất lớn, tự động gh hóa cao, sản phẩm nhựa đƣợc tay máy gắp khỏi khuôn ép chuyển tới p ie khâu gia công tiếp theo, việc điều khiển robot Harmo nhƣ cho hiệu vấn đề cấp bách đặt Có nhiều phƣơng pháp để điều khiển cánh tay d oa nl w robot Harmo nhƣng PLC phƣơng pháp điều khiển thông dụng hiệu an lu Trên sở tổng hợp lý thuyết thực tiễn, học viên nghiên cứu, đánh lm ul số kết nhƣ sau: nf va giá, phân tích tích hợp điều khiển PLC robot Harmo, đề tài đạt đƣợc Thứ nhất: Đề tài xác định đƣợc sở lý luận phƣơng pháp tích hợp z at nh oi điều khiển PLC robot công nghiệp bậc tự Đó tổng hợp ba yếu tố bản: đặc tính kỹ thuật robot; đặc điểm sản phẩm; yêu cầu toán z điều khiển robot đặt gm @ Thứ hai: Xây dựng thành cơng mơ hình thí nghiệm, lập trình điều khiển cánh l tay robot Harmo để thực nhiệm vụ gắp 10 chai nhựa từ máng trƣợt thả 10 vị trí co khác nhau; sau từ 10 vị trí đó, robot Harmo lại thực q trình gắp 10 chai m nhựa thả lại máng trƣợt Mơ hình thí nghiệm vừa phù hợp với thực tế lại vừa an Lu thể đƣợc khả linh hoạt robot Harmo Bởi lẽ, 10 vị trí mà tác giả đƣa n va 94 ac th si mô hình đƣợc chia làm hàng theo trục Zo , tƣơng ứng với việc di chuyển cánh tay robot theo trục Xo 02 vị trí đặc biệt, vị trí gần xa hành trình robot theo trục Xo Nhờ mà kết cấu sơ đồ thang đƣợc đơn giản, góp phần giải tốn kinh tế thực tế Tính linh hoạt robot đƣợc thể chu trình gắp 10 chai nhựa từ 10 vị trí khác thả vào máng trƣợt Thứ ba: Từ kết nghiên cứu đề tài, ta thấy thực tế để lập trình thành cơng chƣơng trình PLC nào, phải tuân thủ nghiêm ngặt 11 bƣớc bản, có nhiều phƣơng án để lựa chọn trình làm việc robot lu cho đạt kết mong muốn nhƣng phải tính tốn để lựa chọn trình làm việc an n va robot đƣợc tối ƣu hóa đảm bảo đƣợc suất nhƣ chất lƣợng sản Thứ tư: Kết nghiên cứu đề tài ví dụ minh họa sinh động gh tn to phẩm ie để phục vụ cho công tác giảng dạy môn học có liên quan đến Robot cơng p nghiệp điều khiển PLC trƣờng cao đẳng đại học Qua đó, giúp cho nl w q trình dạy học đƣợc tích hợp lý thuyết thực hành, nhờ tạo hứng an lu - Kiến nghị d oa thú cho học sinh, giúp em đạt đƣợc kết cao học tập nf va Căn vào kết đề tài đạt đƣợc, tác giả đƣa 03 kiến nghị nhƣ sau: + Một là: Các kết nghiên cứu cần đƣợc kiểm chứng áp dụng đối lm ul với trƣờng hợp cụ thể nhà máy, trƣờng học z at nh oi + Hai là: Căn vào kết cấu robot Harmo nƣớc ta hồn tồn chế tạo lập trình điều khiển thành cơng robot bậc tự với chuyển động tƣơng tự nhƣ robot Harmo để phục vụ gắp sản phẩm từ khuôn đúc nhà z gm @ máy nhựa Nhờ vậy, toán kinh tế đƣợc giải + Ba là: Để tăng tính linh hoạt robot, có phƣơng pháp: l co * Thứ nhất: Thay đổi vị trí thả gắp vật trục Xo; Yo nhờ đặt Encorder m trục Xo; Yo thông qua thông số bƣớc ren vít me cho an Lu điều khiển cần nhập quãng đƣờng dịch chuyển cần thiết điều khiển tự n va 95 ac th si động tính tốn số vịng quay trục vít me số xung tƣơng ứng nhận đƣợc từ đếm Encorder; giá trị đƣợc đặt vào làm giá trị cho đếm * Thứ hai: Cải tạo lại má kẹp có robot Harmo để robot gắp đƣợc nhiều chi tiết có hình dạng kích thƣớc khác mà không cần phải điều chỉnh lại bàn kẹp lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va 96 ac th si TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Hồng Bá Chƣ (2004), Thủy khí động lực ứng dụng, NXB Khoa học Kỹ thuật TS Nguyễn Trọng Doanh (2012), Điều khiển PLC, NXB Khoa học Kỹ thuật Lê Văn Doanh (1999), Cẩm nang kỹ thuật điện Tự động hóa Tin học công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật PGS.TS Trần Văn Địch, TS Trần Xuân Việt, TS Nguyễn Trọng Doanh, ThS Lƣu Văn Nhang (2001), Tự động hóa trình sản xuất, NXB Khoa học Kỹ thuật lu an GS.TSKH Nguyễn Anh Tuấn, PGS, TS Phạm Văn Hùng (2004 ), Ma sát học, va n NXB Khoa học K ỹ thuật gh tn to Vũ Quang Hồi (2000), Trang bị điện – Điện tử công nghiệp, NXB Giáo dục p ie PGS.TS Phan Bùi Khơi(2009), Bài giảng robot cơng nghiệp, Viện khí, w Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội oa nl PGS.TS Tạ Duy Liêm (2004), Máy móc thiết bị cơng nghệ cao sản xuất d khí hệ thống cơng nghệ robot hóa, NXB Khoa học Kỹ thuật, Trƣờng Đại lu nf va an học Bách khoa Hà Nội Phan Quốc Phô, Nguyễn Đức Chiến (2000), Cảm biến, NXB Khoa học Kỹ z at nh oi lm ul thuật 10 GS.TSKH Nguyễn Thiện Phúc (2006), Robot công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật z 11 Hà Tất Thắng (2007), Bài giảng PLC cho tự động hóa, Bộ mơn tự động hóa l gm @ XNCN, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội m co 12 Đĩa CDROM, tài liệu sản phẩm OMRON nhà sản xuất cung cấp an Lu n va 97 ac th si