TÓM TẮT Trong khuôn khổ môn học Đồ án tốt nghiệp với đề tài Thiết kế cánh tay robot 6 bậc tự do gắp phôi, nhóm đã đưa ra những vấn đề liên quan, các phương án giải quyết và đặc biệt là p
1.1- Tổng quát về hệ thống sản xuất thông minh
Mô hình sản xuất thông minh
Các cụm hệ robot thống tay gắp là một phần của hệ thống mô hình sản xuất thông minh Vậy thì mô hình sản xuất thông minh có vai trò và những đặc điểm gì, chúng ta sẽ tìm hiểu khái quát về nó sau đây
Mô hình sản xuất thông minh là hệ thống điều khiển hoàn toàn tự động như hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS: Flexible Manufacturing System) được áp dụng rộng rãi vào sản xuất hàng loạt có thể đạt được các yêu cầu về năng suất và chất lượng của sản phẩm Các FMS sẽ kích hoạt các hoạt động tự động bằng các chương trình được lập trình trước đó
Do đó, các FMS này gặp khó khăn để đạt được các yêu cầu về tính khả dụng, khả năng thích ứng và độ tin cậy Các hệ thống sản xuất do con người vận hành với khả năng nhận thức như nhận thức, học hỏi và lý luận để đưa ra quyết định có thể đáp ứng các yêu cầu này Tuy nhiên, ứng dụng thực tế của các hệ thống này thấp do chi phí sản xuất cao cũng như chỉ thích hợp để sản xuất nguyên mẫu hoặc quy mô lô nhỏ Vì vậy, cần phải tích hợp khả năng nhận thức vào các FMS để đạt được các hệ thống FMS với các đặc tính tiên tiến lấy cảm hứng sinh học
Smart-CPMS (Cyber Physical Manufacturing System) có các đặc điểm nâng cao như sau:
- Mỗi yếu tố trong Smart-CPMS là một thực thể tự trị được trang bị các khả năng mới như nhận thức, lý luận để đưa ra quyết định, giao tiếp và hợp tác Mỗi CPS có khả năng đưa ra quyết định một cách tự chủ
- Cải thiện hệ thống về tính thông minh và tính tự chủ của FMS, Smart-CPMS có khả năng thích ứng với những thay đổi trong sản xuất trong thời gian ngắn và tức thì
Hệ thống sản xuất vật lý không gian mạng thông minh (Smart-CPMS) được thể hiện trong H1.1 Một trong những xu hướng lớn hơn của sản xuất là các sản phẩm được cá nhân hóa Smart-CPMS có khả năng trả lời nhanh chóng và chính xác những thay đổi của môi trường sản xuất mà không cần can thiệp từ bên ngoài
Hình 1.1 Mô hình quy trình sản xuất thông minh
( Nguồn: Internet ) Ở cấp độ quản lý, khách hàng đặt mua bằng cách lựa chọn sản phẩm trên màn hình kĩ thuật số Sau đó, thông tin sản phẩm được gửi đến bộ phận lập kế hoạch và quy trình thiết kế trên xưởng Các thuật toán lấy cảm hứng từ sinh học như thuật toán di truyền, thuật toán bầy đàn, v.v được sử dụng để lập ra quy trình thực hiện Nhờ đó mà nhiều phương pháp tối ưu hóa được đưa ra Như Smart-CPMS, Internet of Service (IoS) được sử dụng hiệu quả để phân công các nhiệm vụ từ thiết kế đến lập kế hoạch Ở cấp độ phân xưởng, Smart-CPMS được coi là sự hợp tác trong IoT giữa các thiết bị thông minh để thực hiện các nhiệm vụ CPS là một tổ chức tự quản có thể tự kiểm soát trong việc thích ứng với những thay đổi cũng như hợp tác với các CPS khác để hoàn thành việc lập kế hoạch
Giao diện người - máy (HMI), Smart-Phone và trợ lý kỹ thuật số cá nhân (PDA) được sử dụng để giao tiếp giữa máy với con người Cơ sở hạ tầng CNTT-TT như hệ thống thực thi sản xuất (MES), hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP), mạng không dây, hệ thống RFID và mạng cảm biến cho phép CPS nắm bắt trạng thái của nó cũng như giao tiếp với các CPS
Phần không gian mạng đưa ra quyết định tùy theo trạng thái được giao Cơ chế lập luận dựa trên tri thức từ trí tuệ nhân tạo để đưa ra quyết định, lập kế hoạch mới, chẳng hạn như các thông số cắt mới cho quá trình gia công hoặc yêu cầu hợp tác với các CPS khác Mô- đun giao tiếp chịu trách nhiệm tương tác với các CPS khác cũng như các thiết bị HMI và PDA
Triển khai hệ thống Smart-CPS (Cyber Physical System)
CPS có thể hiểu đơn giản như một cụm kết cấu thực hiện một hoạt động trong một chuỗi các hoạt động của dây chuyền sản xuất hiện đại Trạm gắp phân loại sản phẩm cũng là một CPS như vật thực hiện quá trình phát hiện và phân loại các sản phẩm để đưa tới các CPS tiếp theo
Hình 1.2 Mô hình thực nghiệm CPS
Mô hình thể hiện trong H1.2 để kiểm tra các hành vi của CPS dựa trên các tác nhân nhận thức Gồm có:
1 Các tác nhân nhận thức đã được cài đặt trong máy tính cá nhân (3 PC)
2 Hệ thống có 3 bộ PLC (Programmable Logic Controller)
3 Hệ thống RFID (Radio Frequency Identification) công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến
4 Hệ thống thi hành sản xuất MES (Manufacturing excution system) để theo dõi, giám sát và lưu trữ thông tin từ vật tư đầu vào thành sản phẩm đầu ra
5 Các tác nhân nhận thức được giao tiếp thông qua thiết bị chuyển đổi không dây Buffalo TM Ethernet
6 3 công tắc đã được sử dụng làm thiết bị cho tạo ra những xáo trộn “Disturbance” Robot 6 bậc tự do là một thành phần của CPS thuộc một mô hình sản xuất thông minh trong các nhà máy công nghiệp hiện nay Cánh tay robot là một cơ cấu trong hàng ngàn thiết kế của hệ thống các tay máy công nghiệp Để có cái nhìn tổng quát về tay máy công nghiệp ta đi đến chương 2
TỔNG QUAN GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ
2.1- Lịch sử phát triển robot công nghiệp
Ngay sau chiến tranh thế giới thứ 2, ở Hoa Kì đã xuất hiện những tay máy chấp hành điều khiển từ xa trong các phòng thí nghiệm về vật liệu phóng xạ Vào những năm 50 của thế kỉ 20, bên cạnh những tay máy chấp hành cơ khí đó, đã xuất hiện các tay máy chấp hành thủy lực và điện tử
Năm 1961, chiếc robot công nghiệp đầu tiên được đưa vào sử dụng ở nhà máy Genaral Motor tại Trenton, New Jersey, Hoa Kì Năm 1967, Nhật Bản mới nhập khẩu chiếc robot công nghiệp đầu tiên từ công ty AMF của Hoa Kì Đến năm 1990, có hơn 40 công ty Nhật Bản đưa ra thị trường nhiều loại robot nổi tiếng
Từ những năm 70, việc nghiên cứu và nâng cao tính năng của robot đã chú ý nhiều đến sự lắp đặt thêm các cảm biến ngoại tín hiệu để nhận biết môi trường làm việc Một lĩnh vực nhiều phòng thí nghiệm quan tâm là robot tự hành Các nghiên cứu robot tự hành bắt chước hoạt động chân người, chân động vật Các loại robot này chưa có ứng dụng nhiều trong công nghiệp, tuy nhiên các loại xe robot (robotcar) lại nhanh chóng được đưa vào ứng dụng trong các hệ thống sản xuất linh hoạt
Từ những năm 80, nhất là những năm 90, do áp dụng rộng rãi các ứng dụng kĩ thuật về vi xử lý và công nghệ thông tin, số lượng robot công nghiệp đã gia tăng, giá thành giảm đi rõ rệt, tính năng có nhiều bước tiến vượt bậc Nhờ vậy robot công nghiệp đã có chỗ đứng trong các dây chuyền sản xuất tự động
2.2- Định nghĩa và phân loại
Có nhiều định nghĩa robot cùng tồn tại, chúng ta hãy cùng tham khảo một số định nghĩa như sau: Định nghĩa theo từ điển New World College
“Robot là một kết cấu cơ khí có hình dạng bất kì, được xây dựng để thực hiện những công việc bằng tay của con người”
Các định nghĩa sau này bao gồm các cánh tay cơ khí, các máy móc điều khiển số, các máy móc di chuyển theo kiểu bước đi và mô phỏng hình dáng con người Các robot công nghiệp ngày này chỉ thực hiện một phần công việc của con người
Các robot ban đầu thường được gọi là các tay máy (Manipulator) Định nghĩa theo hiệp hội robot công nghiệp Nhật Bản Định nghĩa này mang tính khái quát nhất của tất cả các định nghĩa được sử dụng Nó bao gồm tất cá các thiết bị tay máy và có thể xem khi định nghĩa một robot sau này
“Robot là một máy, cơ cấu thường gồm một số bộ phận phân đoạn được nối với phân đoạn khác bằng khớp quay hay khớp trượt nhằm mục đích để gắp hay di chuyển các đối tượng, thường có một số bậc tự do Nó có thể điều khiển bởi một nguồn kích hoạt, một hệ thống điện tử có thể lập trình được hay một hệ thống logic nào đó” Định nghĩa theo tiêu chuẩn AFNOR (Pháp)
“Robot là một cơ cấu chuyển đội tự động có thể chương trình hóa, lặp lại các chương trình, tổng hợp các chương trình đặt ra trên sườn các trục tọa độ, có khả năng định vị, định hướng, di chuyển các đối tượng vật chất (chi tiết, dụng cụ gá lắp.v.v.) theo những hành trình thay đổi đã chương trình hóa nhằm thực hiện các nhiệm vụ công nghệ khác nhau.” Định nghĩa theo hiệp hội robot công nghiệp Hoa Kì
“Robot là một tay máy có nhiều chức năng có thể lập trình, được thiết kế để di chuyển vật liệu, các phần tử, linh kiện, các dụng cụ và thiết bị đặc biệt thông qua việc thay đổi các chương trình hoạt động đã được lập để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau.” Định nghĩa theo hiệp hội robot Anh
“Robot công nghiệp là một thiết bị có thể được lập trình lại, được thiết kế để thực hiện hai nhiệm vụ cầm nắm và vận chuyển các phần tử, linh kiện, các dụng cụ hoặc các công cụ chế tạo đặc biệt thông qua việc thay đổi các chương trình hoạt động đã được thiết lập để thực hiện các tác vụ gia công khác nhau.” Định nghĩa GOST (Nga)
“Robot là một máy tự động liên kết giữa một tay máy và một cụm điều khiển chương trình hóa, thực hiện một chu trình công nghệ một cách chủ động với sự điều khiển có thể thay thế những chức năng tương tự con người.”
Như vậy, qua các định nghĩa trên, ta có thể hiểu đơn giản robot công nghiệp là một loại thiết bị được thiết kế và chế tạo để phục vụ một số hoạt động trong quá trình sản xuất, thông qua các chương trình được thiết lập sẵn, và có thể thay đổi tùy vào mục đích sử dụng
Việc phân nhóm, phân loại robot có thể dựa trên những yếu tố kĩ thuật khác nhau Dưới đây là một số cách phân loại chủ yếu: a- Phân loại theo số bậc tự do Định nghĩa
Bậc tự do của cơ cấu là số thông số độc lập cần cho trước để xác định hoàn toàn vị trí của các khâu trong cơ cấu khi cơ cấu hoạt động Điều đó có nghĩa mỗi thông số độc lập sẽ là một quy luật cho trước để xác định quy luật chuyển động của cơ cấu Khâu có quy luật chuyển động cho trước được gọi là khâu dẫn, khâu dẫn được nối với giá bằng một khớp loại 5 vì khớp loại 5 chỉ có một thông số xác định
Hình 2.1 Robot 3 bậc tự do ( Nguồn: Internet )
Trong H2.1 là mô hình robot 3 bậc tự do gồm 1 bậc tự do tịnh tiến và 2 bậc tự do quay
Công thức tính số bậc tự do của cơ cấu
10 Đối với robot là dạng chuỗi động hở như robot sacra đang xét thì số bậc tự do có thể tính theo công thức sau:
W= 6n – ∑ 𝑖𝑝 5 1 𝑖 (2.1) Trong đó: n là số khâu động
𝑝 𝑖 là số khớp loại i (i=1,2, ,5: số bậc tự do bị hạn chế)
Ví dụ robot scara: Có 4 khâu động, 3 khớp quay loại 5 và 1 khớp trượt loại 5
W= 6*4 – (3*5+5) = 4 (bậc tự do) Một robot sẽ linh hoạt hơn khi di chuyển và hoạt động trong một không gian bị hạn chế Mặt khác, trong một số ứng dụng đặc biệt như trong việc lắp ráp trong một mặt phẳng thì chỉ cần bốn bậc tự do b- Phân loại theo cấu trúc động học
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
3.1- Lựa chọn phương án thiết kế cánh tay robot 6 bậc RRRRRR
3.1.1- Đánh giá các loại mô hình có sẵn trên thị trường
Hiện nay, trên thì trường cũng có sẵn rất nhiều mô hình robot (1, 2, 3,… bậc tự do) để ứng dụng trong việc mô phỏng các chuyển động phục vụ mục đích thí nghiệm và giải trí Riêng ở Việt Nam có rất nhiều đề tài nghiên cứu về robot chuỗi động hở hay robot song song 6 bậc tự do (hexapod) ứng dụng trong gia công cơ khí do Viện Cơ học nghiên cứu và đưa ra sản phẩm thực tế, sản phẩm này chưa áp dụng rộng rãi trên thị trường Các nghiên cứu khác về robot song song mới chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu lý thuyết và mô phỏng, chưa có sản phẩm thực tế
Hình 3.1 Một số loại robot hiện nay
Các mô hình có sẵn trên thị trường thì chúng đều có những ưu nhược điểm, nhưng nhìn chung về mặt chi phí tương đối cao so với việc tự nghiên cứu, chế tạo trong nước Các mô hình này thường được thiết kế với tải trọng lớn nên sử dụng các động cơ công suất lớn, động cơ hộp số với tỉ lệ truyền cao Chuyển động quay trái – quay phải là một trong những yếu tố quan trọng cần phải có của đề tài này Đây cũng chính là điểm mới trong nghiên cứu ứng dụng và phát triển hơn những mô hình sẵn có.
3.1.2- Lựa chọn mô hình robot
Sau đây, nhóm đưa ra 5 loại cánh tay robot phổ biến nhất hiện nay:
Hình 3.2 Robot có khớp nối ( Nguồn: Internet )
Cánh tay robot có khớp nối là loại robot vô cùng phổ biến Và mỗi khi nhắc đến robot chúng ta sẽ lập tức nghĩ ngay đến chúng Giống như các nhà máy CNC, robot khớp nối được phân loại theo số điểm quay hoặc số trục mà chúng có Phổ biến nhất là robot khớp
4 trục Ngoài ra còn có các loại robot 6 trục và 7 trục cũng rất phổ biến trên thị trường
Tính linh hoạt, khéo léo và khả năng tiếp cận khiến robot có khớp nối là sự lựa chọn phù hợp lý tưởng cho các nhiệm vụ thực hiện trên các mặt phẳng không song song, chẳng hạn như chỉnh sửa máy móc
Robot có khớp nối cũng có thể dễ dàng tiếp cận khoang máy công cụ và dưới các vật cản để tiếp cận phôi Hoặc thậm chí xung quanh vật cản, trong trường hợp này là robot 7 trục Ưu điểm:
− Các khớp nối kín và ống bảo vệ cho phép robot có khớp nối hoạt động tốt trong môi trường sạch cũng như môi trường bẩn Khả năng năng lắp cánh tay robot 4 bậc tự do này trên bất kỳ bề mặt nào ( Ví dụ: trần nhà, đường ray trượt) Điều này cho phép doanh nghiệp có nhiều sự lựa chọn khi làm việc
− Tuy nhiên, sự tinh tế và hiện đại của robot có khớp nối này sẽ đi kèm với giá thành cao Do đó, robot này cao hơn so với các loại robot có trọng tải tương tự trên thị trường
− Và khuyết điểm của dòng robot này là: Chúng sẽ không phù hợp với các ứng dụng tốc độ rất cao Do chúng có hệ thống chuyển động học phức tạp với nhiều chi tiết bộ phận
Cánh tay robot khớp nối tuân thủ có chọn lọc (SCARA) là một lựa chọn tốt Và hiệu quả về chi phí cho doanh nghiệp
Hình 3.3 Robot SCARA ( Nguồn: Internet )
Robot SCARA này sẽ phù hợp với việc thực hiện các hoạt động giữa hai mặt phẳng song song (ví dụ: chuyển các bộ phận từ khay sang băng tải) Robot SCARA có tính vượt trội trong các nhiệm vụ lắp ráp theo chiều dọc như chèn các chốt mà không cần ràng buộc do độ cứng dọc của chúng
Robot SCARA có trọng lượng nhẹ và có dấu chân nhỏ Điều này là sự lựa chọn lý tưởng cho các công việc mà thực hiện trong không gian đông đúc Chúng cũng có chu kỳ làm việc rất nhanh
Do thiết kế cánh tay xoay cố định, vốn là một lợi thế trong một số ứng dụng nhất định Nhưng Robot SCARA phải đối mặt với những hạn chế khi thực hiện các nhiệm vụ yêu cầu tiếp cận các vật thể bên trong sản phẩm và làm việc Như là: đồ đạc, đồ gá hoặc máy công cụ trong ô làm việc
Robot Delta, còn được gọi là “robot nhện” Robot này sử dụng ba động cơ gắn trên đế để kích hoạt các cánh tay điều khiển định vị cổ tay Robot Delta cơ bản là các đơn vị 3 trục Nhưng các mô hình 4 trục và 6 trục của nó cũng phổ biến không kém
Hình 3.4 Robot Delta ( Nguồn: Internet )
Bằng cách gắn các thiết bị truyền động vào hoặc rất gần đế cố định thay vì ở mỗi khớp (như trong trường hợp robot có khớp nối) Cánh tay của Robot Delta có thể rất nhẹ Điều
26 này cho phép di chuyển nhanh chóng Và làm cho Robot Delta trở thành robot lý tưởng các hoạt động yêu cầu tốc độ rất cao
Một điều quan trọng cần lưu ý khi bạn so sánh Robot Delta với các loại robot khác: Phạm vi tiếp cận đối với Robot Delta thường được xác định bằng đường kính của phạm vi làm việc Trái ngược với bán kính từ chân đế, như trong trường hợp đơn vị SCARA và khớp nối Ví dụ: một Robot Delta có phạm vi tiếp cận 40” sẽ chỉ bằng một nửa phạm vi tiếp cận (20” trên bán kính) của đơn vị SCARA hoặc có khớp nối 40”
Robot Descartes thường bao gồm ba hoặc nhiều bộ truyền động tuyến tính được lắp ráp để phù hợp với một ứng dụng cụ thể Được đặt ở phía trên không gian làm việc Robot Descartes có thể được nâng lên để tối đa hóa không gian sàn và đáp ứng nhiều loại kích thước phôi (Khi được đặt trên một cấu trúc trên cao treo lơ lửng trên hai đường ray song song, Robot Descartes được gọi là “robot giàn”)
Hình 3.5 Robot Descartes ( Nguồn: Internet )
CƠ SỞ TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
4.1- Thiết kế hệ thống cơ khí cho cánh tay Robot
4.1.1- Xây dựng bản vẽ sơ bộ cánh tay robot trên phần mềm SolidWorks a- Solidworks Để mô phỏng robot 6 bậc tự do, em chọn sử dụng phần mềm Solidworks Phần mềm Solidworks cung cấp cho người dùng những tính năng tuyệt vời nhất về:
- Thiết kế các chi tiết các khối 3D, lắp ráp các chi tiết đó để hình thành nên nhưng bộ phận của máy móc; xuất bản vẽ 2D các chi tiết đó là những tính năng rất phổ biến của phần mềm Solidworks; ngoài ra còn có những tính năng khác nữa như: phân tích động học, phân tích động lực học; bên cạnh đó phần mềm còn tích hợp modul Solidcam để phục vụ cho việc gia công trên CNC nhờ có phay Solidcam và tiện Solidcam; hơn nữa, cũng có thể gia công nhiều trục trên Solidcam, modul 3Dquickmold phục vụ cho việc thiết kế khuôn
- Phân tích động lực học: Solidworks Simulation cung cấp các công cụ mô phỏng để kiểm tra và cải thiện chất lượng bản thiết kế của bạn Các thuộc tính vật liệu, mối ghép, quan hệ hình học được định nghĩa trong suốt quá trình thiết kế được cập nhật đầy đủ trong mô phỏng
- Tính năng gia công: giải pháp gia công CAD CAM kết hợp, giải pháp có tên Solidworks CAM, nó được tách ra để bán riêng Giải pháp này khá đơn giản và dễ dùng Các modul đơn giản thân thiện
- Thiết kế mô hình 3D: trong phần mềm Solidworks thì đây được coi là tính năng nổi bật với việc thiết kế các các biên dạng 2D bạn sẽ dựng được các khối 3D theo yêu cầu
- Lắp ráp các chi tiết: các chi tiết 3D sau khi được thiết kế xong bởi tính năng thiết kế có thể lắp ráp lại với nhau tạo thành một bộ phận máy hoặc một máy hoàn chỉnh
- Xuất bản vẽ dễ dàng: phần mềm Solidworks cho phép ta tạo các hình chiếu vuông góc các chi tiết hoặc các bản lắp với tỉ lệ và vị trí do người sử dụng quy định mà không ảnh
34 hưởng đến kích thước Công cụ tạo kích thước tự động và kích thước theo quy định của người sử dụng Sau đó nhanh chóng tạo ra các chú thích cho các lỗ một cách nhanh chóng Chức năng ghi độ nhám bề mặt, dung sai kích thước và hình học được sử dụng dễ dàng;
- Các tiện ích cải tiến khác: Online Licensing giúp cho việc sử dụng các license trên nhiều máy tính tiện lợi hơn trước rất nhiều Solidworks Login sẽ chuyển các nội dung và cài đặt các tùy chỉnh đến bất kỳ máy tính nào được cài Solidworks, trong khi Admin Portal cho phép quản lý các sản phẩm và dịch vụ của Solidworks dễ dàng hơn b- Hình 3D tổng thể hệ thống
Hình 4.1 Tổng thể hệ thống cấp phôi ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Cánh tay robot bao 6 khâu ghép nối với nhau thông qua các kết cấu và chi tiết cơ khí Sau đây, ta sẽ đi lần lượt từng cụm chi tiết qua các mục 4.1.2 đến 4.1.8
4.1.2- Cụm truyền động cho khớp quay thứ nhất
Hình 4.2 Cụm truyền động khớp quay thứ nhất ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm ) Để thực hiện chuyển động quay của khâu 1 so với khâu cố định, nhóm lựa chọn sử dụng hệ truyền động trực tiếp gắn khâu làm việc với trục động cơ bởi một số ưu, nhược điểm sau đây: Ở đây ta đưa ra hai phương án là dẫn động trực tiếp từ động cơ (H4.3) và dẫn động gián tiếp qua hệ truyền bánh răng (H4.4)
Hình 4.3 Dẫn động trực tiếp từ động cơ ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Hình 4.4 Dẫn động gián tiếp qua hệ bánh rang ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Trong 2 phương án thiết kế thì phương án bộ truyền bánh băng tạo lực nâng đảm bảo cho cơ cấu tuy nhiên sẽ giảm tốc độ của robot Hộp giảm tốc bánh răng trụ có hiệu suất truyền không cao, có tỉ số kích thước trên tỉ số truyền lớn, độ chính xác không cao, tỉ số truyền thấp, trong các robot có yêu cầu kết cấu nhỏ, độ chính xác cao thường không sử dụng Tuy nhiên với để kết cấu cơ khí đơn giản, giá thành rẻ và có khả năng làm việc với phạm vi vận tốc và tải trọng rộng và để robot hoạt động với tốc độ cao thì ta chọn phương án dẫn động trực tiếp
Tiếp theo đây, nhóm sẽ trình bày về đặc điểm, vật liệu gia công và bản vẽ của một số chi tiết trên a- Động cơ NEMA17 có hộp giảm tốc
Ta chọn động cơ NEMA17 1,5 A-42*48 mm có gắn hộp giảm tốc
Hình 4.5 Động cơ bước NEMA17 kết hợp hộp giảm tốc 5:1
37 Động cơ NEMA17 có một số thông số kỹ thuật như sau:
− Mô men xoắn của động cơ: 0.32Nm
− Mô men xoắn đầu ra 4-8Nm.
Hình 4.6 Thông số kích thước động cơ NEMA17 có hộp giảm tốc
( Nguồn: Internet ) b- Tấm xoay khâu 1
Tấm xoay khâu 1 đóng vai trò là nơi cố định của các chi tiết khác thuộc khâu 2, 3, 4, 5,
6 Tấm này có vai trò làm xoay cánh tay robot theo trục Z ở khớp xoay thứ nhất Nhóm lựa chọn vật liệu làm tấm xoay bằng nhựa mica, độ dày 3mm Được gia công chế tạo bằng phương pháp cắt laser có độ chính xác cao theo bản vẽ đã thiết kế trên phần mềm
Hình 4.7 Bản vẽ tấm xoay khâu 1 ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm ) c- Bộ giá robot
Bộ giá robot đóng vai trò là nơi cố định của các chi tiết khác thuộc khâu 1, 2, 3, 4, 5, 6
Bộ gá robot là gốc của robot Là nơi cố định vị trí robot ở không gian hoạt động Nhờ và kích thước và hướng chuyển động của các động cơ, cánh tay robot vẽ nên quỹ đạo hoạt động xung quanh gốc này Tùy thuộc vào kích thước và nhu cầu sử dụng robot thì không gian làm việc có thể là lớn hay bé Nhóm lựa chọn vật liệu làm tấm xoay bằng nhựa mica, độ dày 3mm Được gia công chế tạo bằng phương pháp cắt laser có độ chính xác cao theo bản vẽ đã thiết kế trên phần mềm SolidWorks Các tấm được ghép nối với nhau bằng bu lông đai ốc M4 qua các lỗ và bộng được thiết kế chính xác như bản vẽ 3D
Hình 4.8 Bộ giá robot ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
4.1.3- Cụm truyền động cho khớp quay thứ hai
Lắp ráp bộ giá robot
Hình 5.17 Gắn bộ giá robot vào tấm đế ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Hình 5.18 Gắn công tắc hành trình vào bộ giá ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Hình 5.19 Gắn động cơ bước vào bộ giá ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Hình 5.20 Hoàn thành bộ giá robot ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Lắp cánh tay robot
Hình 5.21 Cánh tay khâu 2 ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Hình 5.22 Gắn cánh tay khâu 2 vào cụm truyền động khớp quay thứ 2
( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Hình 5.23 Gắn cụm truyền động khớp quay thứ 3 vào cụm truyền động thứ 2
( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Hình 5.24 Gắn cụm truyền động khớp quay thứ 4 vào cụm truyền động thứ 3
( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Hình 5.25 Gắn cụm truyền động khớp quay thứ 5 vào cụm truyền động thứ
( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Hình 5.26 Gắn cụm tay gắp vào cụm truyền động thứ 5 ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Hình 5.27 Hoàn thành cánh tay robot ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Lắp ráp băng tải
Hình 5.28 Gắn motor vào chân băng tải ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Hình 5.29 Gắn con lăn vào motor và chân băng tải ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Hình 5.30 Gắn khung băng tải vào chân băng tải ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Hình 5.31 Gắn dây băng vào khung băng tải ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Hình 5.31 Hoàn thành băng tải ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Lắp ráp mạch điện và hộp đựng phôi vào mô hình
Hình 5.32 Gắn mạch điện và hộp đựng phôi vào mô hình ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )
Hình 5.33 Hoàn thành mô hình ( Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN của nhóm )