Xử lí phôi sản phẩm bằng robot công nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XỬ LÍ PHƠI SẢN PHẨM BẰNG ROBOT CƠNG NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : TS VÕ ĐÌNH TÙNG Sinh viên thực MSSV Lớp Tống Thành Được 1711030200 17DCTA2 TP.Hồ Chí Minh, tháng 8/2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XỬ LÍ PHÔI SẢN PHẨM BẰNG ROBOT CÔNG NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : TS VÕ ĐÌNH TÙNG Sinh viên thực MSSV Lớp Tống Thành Được 1711030200 17DCTA2 TP.Hồ Chí Minh, tháng 8/2022 VIỆN KỸ THUẬT HUTECH PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hệ: ……CQ…… (CQ, LT, B2, VLVH) Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký đề tài (sĩ số nhóm…01…): (1) Tống Thành Được MSSV: 1711030200 Lớp: 17DCTA2 Điện thoại: 0357873757 Email: tongthanhduoc@gmail.com (2) MSSV: Lớp: ………………… Điện thoại: Email: Ngành : Kĩ thuật Cơ Điện Tử Chuyên ngành : Tên đề tài đăng ký : Xử lí phơi sản phẩm xử dụng robot công nghiệp Sinh viên hiểu rõ yêu cầu đề tài cam kết thực đề tài theo tiến độ hoàn thành thời hạn TP HCM, ngày tháng năm 2022 Giảng viên hướng dẫn Sinh viên đăng ký (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) VIỆN KỸ THUẬT HUTECH PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên: Tống Thành Được MSSV: 1711030200 Lớp: 17DCTA2 Điện thoại: 0357873757 Email :tongthanhduoc@gmail.com Ngành: Kĩ thuật Cơ Điện Tử Tên đề tài: Xử lí phơi sản phẩm xử dụng robot cơng nghiệp Nhiệm vụ thực đề tài: - Tìm hiểu cánh tay robot LR MATE 100IB - Tìm hiểu Ngơn Ngữ Lập Trình Robot - Lập trình robot xử lí bavia - Thiết kế cấu gắp sản phẩm - Tính tốn chọn thiết bị xử lí bavia - Kết nối robot với quy trình xử lí bavia - Thử nghiệm TP HCM, ngày tháng năm 2022 Giảng viên hướng dẫn Sinh viên đăng ký (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) i LỜI CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan làm đề tài đồ án tốt nghiệp hoàn tồn nổ lực, tìm tịi, nghiên cứu thân chúng em khơng th, mướn làm hộ Vì chúng em biết quan trọng đồ án tốt nghiệp Chúng em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm đồ án tốt nghiệp chúng em cam đoan khơng thật TP HCM, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp này, nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ban giám hiệu trường Đại Học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện sở vật chất với hệ thống thư viện đại, đầy đủ loại sách, tài liệu thuận lợi cho việc tìm kiếm nghiên cứu thơng tin nhóm Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn đề tài Thầy Võ Đình Tùng giảng dạy tận tình, chi tiết tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian thực khóa luận văn tốt nghiệp, để em có đủ kiến thức vận dụng chúng vào khóa luận Cảm ơn Công Ty TNHH Cơ Điện Tử Liên Minh góp phần hỗ trợ tận tình q trình nhóm hồn thành đồ án tốt nghiệp Đồng thời nhóm biết ơn thầy, cô Viện Kỹ Thuật Hutech quan tâm giúp đỡ tận tình suốt q trình nhóm thực luận văn Do chưa có kinh nghiệm làm đề tài hạn chế kiến thức nên luận chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận nhận xét, ý kiến đóng góp quý thầy, cô để luận văn em hoàn thiện Lời cuối chúc quý thầy, quý cô nhiều sức khỏe, tiếp tục thành công vươn xa nghiệp trồng người Tác giả xin chân thành cảm ơn! TP HCM, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) iii TÓM TẮT Xuất phát từ nhu cầu thực tế nơi làm việc Công Ty TNHH Cơ Điện Tử Liên Minh, trình sản xuất khâu cắt chi tiết sắt hộp, cần phương pháp để xử lí phần bavia khâu gia cơng sắt hộp Trong thực tế sản xuất chi tiết sau cắt để lại lượng bavia lớn bề mặt cắt, xử dụng sức người để xử lí phần bavia thời gian cơng sức Đặc biệt thao tác lao động dễ làm tổn thương thể phôi bavia sắc suất lao động không cao Luận văn trình bày việc nghiên cứu xây dựng mơ hình cánh tay robot bậc tự phối hợp hoạt động dây chuyền sản xuất, chi tiết sắt hộp sau được xử lí hồn tồn tự động robot, đầu mơ hình xử lí bavia robot chi tiết sắt hộp xử lí bavia hồn tồn Robot có nhiệm vụ gắp chi tiết sắt hộp cịn bavia lên từ hộp pallet lập trình sẵn đưa vào thiết bị khử bavia Vì vậy, mục tiêu luận văn nghiên cứu thiết kế cấu gắp chi tiết lập trình điều khiển robot xử lí bavia cách tối ưu đưa kiểm chứng mơ hình thực nghiêm Ứng dụng robot dùng cho nghiên cứu lớn sau tích hợp để toàn dây chuyền sản xuất robot máy móc thơng minh, vai trị người thực việc giám sát máy vi tính iv ABSTRACT Derived from the actual need at my workplace at Lien Minh Mechatronics Co., Ltd., during the production process at the address of economical iron box cutting, we now need a method to handle the bavia section printed on the machined iron box In actual production, these parts after being cut to return a fairly large amount of burr at the cutting surface, using human power to use the burr is very time-consuming and labor intensive Especially, this labor effect makes it easy to make commercial costs of bavia very sharp and labor productivity is not high The thesis presents the research and construction of a model of a robot arm with degrees of freedom that works in a production line, these box iron details after being processed completely automatically by the robot, The output of the robot bavia processing model is the box iron parts that have been completely bavia treated The robot is responsible for picking up the iron and bavia parts from the pre-programmed pallet box and putting them in the deburring device Therefore, the main goal of the thesis is to study the design of the detailed picking mechanism and programming control the robot to handle bavia most optimally and test it with a real model The application of the robot can be used for later larger studies when it can be integrated so that the entire production line is a robot and intelligent machine, the role of the human is only to perform the supervision on the computer v MỤC LỤC TIÊU ĐỀ TRANG LỜI CAM ĐOAN II LỜI CẢM ƠN III TÓM TẮT IV ABSTRACT V MỤC LỤC VI DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT X DANH MỤC CÁC BẢNG XI DANH MỤC CÁC HÌNH XII LỜI MỞ ĐẦU XV CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.3 Mục đích nghiên cứu 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu vi 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Phạm vi Nghiên cứu 1.7 Các kết đạt đề tài 1.8 Kết cấu đồ án CHƯƠNG 2.1 TỔNG QUAN GIẢI PHÁP Vấn đề thực trạng bavia sản phẩm 2.1.1 Cắt bỏ Bavia tay 2.1.2 Khử bavia cách phun hạt mài mịn, gia cơng hóa học, gia công với siêu âm cắt tia nước .8 2.1.3 Xử lí đá dánh bavia 2.1.4 Khử bavia robot 10 2.1.5 khử bavia máy xóc rung 11 2.2 Phơi cần xử lí bavia 12 2.3 Mục tiêu đề tài đề tài hướng đến 13 2.4 Tìm hiểu cánh tay robot LR mate 100ib Fanuc 13 2.4.1 Tổng quan robot 13 2.4.2 Chi tiết máy cầm tay Teach pendant 20 2.5 Tìm hiểu ngơn ngữ lập trình mà robot fanuc xử dụng 26 2.5.1 Với Mặt dây chuyền dạy học 26 2.5.2 Với lập trình ngoại tuyến dựa văn .27 2.5.3 Với Lập trình Ngoại tuyến Đồ họa 27 2.5.4 Với ngôn ngữ lập trình u thích bạn 28 2.5.5 Với đầu dò cầm tay 29 vii Hình 5.7 Mơ Hình vật lí (Nguồn : Ảnh chụp phần mềm solidwork) 5.2 Sơ đồ đấu nối mạch điện Hình 5.8 Mạch động lực điều khiển robot Spindle gia công bavia (Nguồn : Ảnh chụp phần mềm solidwork eleactrical) 70 Hình 5.9 Sơ đồ kết nối I/O robot với thiết bị ngoại vi qua cổng CRM79 (Nguồn : Ảnh chụp phần mềm solidwork eleactrical) Hình 5.10 Sơ đồ kết nối I/O robot với thiết bị ngoại vi qua cổng EEA (Nguồn : Ảnh chụp phần mềm solidwork eleactrical) 71 Hình 5.11 Mạch điện hệ thống sau đấu nối (Nguồn : Ảnh chụp ĐATN thực tế) Bảng 11: Bảng kí hiệu xử dụng mạch điện Kí hiệu mạch điện Tên thiết bị xử dụng E1 Nguồn pha cấp cho R-J3IB mate E3 Nguồn pha cấp cho nguồn tổ ong 48v Q1 Contactor R-J3 IB mate M1 Spindle gia công bavia G2 Nguồn tổ ong 48v K1 Tiếp điểm NO relay Q1 ( kết nối với CRM79) Nút nhấn Start NO Q2 Nút nhấn Stop NO Q3 Nút nhấn Reset NO B1 Cảm biến quang NO H1 Led trạng thái Bussy 72 H2 Led trạng thái Fault K1 Cuộn coi relay K2 Cuộn coi val điều khiển đóng K3 Cuộn coi val điều khiển mở B2 Cảm biến từ NO B3 Cảm biến từ NO Bảng điều khiển sau kết nối với cổng CRM79 robot Hình 5.12 Bảng điều khiển cho cho robot (Nguồn : Ảnh chụp ĐATN thực tế) Nguyên lí hoạt động mạch điện : Khi cấp nguồn E1, E3 R-J3IB Controller có nguồn ni cổng CRM79, EEA Nguồn tổ ong 48v có điện ni Spindle Khi muốn cho robot điều khiển xử lí bavia thêm câu lệnh điều khiển I/O để I/O có nguồn cấp vào chân SDO1; SDO 2; SDO 3; SDO 4,SDI1; SDI 2; SDI 73 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 6.1 Kết 6.1.1 Kết đạt - Thiết kế thi cơng hồn thành mơ hình Xử Lí Bavia Sản Phẩm Bẳng Robot Cơng Nghiệp - Thiết kế hoàn thành vẽ phần cứng cho mơ hình xử lí bavia - Thiết kế hồn thành mạch điện điều khiển mơ hình xử lí bavia - Hồn thành chương trình điều khiển Teach Pendant - Hoàn thành phần thuyết minh theo thời hạn - Tiến hành xử lí số bavia sản phẩm kiểm tra sản phẩm sau xử lí - Thiết kế bảng điều khiển thuận tiện cho việc vận hành với chương trình có sẵn robot 6.1.2 Những hạn chế - Xử dụng xilanh kẹp đơn nên q trình xử lí bavia tốc độ cao sản phẩm bị xê dịch khỏi cấu gắp bị khiếm khuyết trình xử lí - Cảm biến quang phát vật có xuất khoảng cách định robot di chuyển nhanh cảm biến xử lí chậm dẫn đến khơng phát sản phẩm - Khơng kiểm sốt lực q trình xử lí khắc phục cảm biến lực để ổn định lực q trình xử lí 74 6.1.3 Kết luận Do khả nghiệm không nhiều hạn chế thời gian, nên nhóm cịn nhiều thiếu sót tiểu luận Rất mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy, quý để luận hồn thiện 6.2 Hướng phát triển Nhóm nghiên cứu phát triển sản phẩm sau: - Khắc phục hết hạn chế - Lắp thêm cảm biến hình ảnh để tăng khả cố định phôi - Thiết kế mang tính thẩm mỹ cao - Lắp thêm cảm biến lực để tăng tính ổn định q trình xử lí bavia - Thiết kế cấu tay gắp cầm vật có nhìu hình dạng khác - Gắn thêm hình HMI để thị thơng số q trình vận hành để thuận tiện cho trình kiểm tra - Tìm hiểu phướng pháp lập trình phần mềm thơng qua cổng truyền thơng RS232 Từ nhóm hy vọng tương lai không xa việc ứng dụng robot công nghiệp trở nên phổ biến rộng rãi để giúp ích cho người công việc xã hội 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo từ sách: [1] Trịnh Chất (2001) Cơ Sở Thiết Kế Máy & Chi Tiết Máy NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật [2] Nguyễn Mạnh Tiến (2007) Điều khiển robot công nghiệp Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [3] Phạm Đăng Phước (2007) Giáo trình Robot Cơng Nghiệp NXB Xây Dựng Hà Nội [4] Peter Corke, Robotics (2008) Vision and Control,Fundamental Algorithms in Matlab [5] Nguyễn Đắc Lộc (2005) Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kĩ Thuật Tài liệu tham khảo từ Internet: [1] ABM “ ROBOT ĐÁNH BÓNG, MÀI NHẴN, CHÀ NHÁM, HOÀN THIỆN BỀ MẶT”, 13/6/2021 Địa chỉ: , truy cập :13/7/2022 [2] Đỗ Mạnh Hồng “ Bavia gì, phương pháp khử bavia”, 8/2021 Địa chỉ: < https://copphaviet.com/bavia-la-gi/ >,truy cập :14/7/2022 [3] FANUC “ Ebook Fanuc R J3iB Controller ” ,11/10/2015 Địa :< https://vdocuments.net/fanuc-r-j3ib-controller.html?page=1 >, truy cập :14/7/2022 [4] PushCorp “ Sanding ” ,16/2/2022 Địa chỉ: < https://pushcorp.com/application/robotic-sanding/ >, truy cập : 30/4/2022 76 [5] FANUC “ Ebook ROBOGUIDE Robot simulation software” ,2/2/2020 Địa chỉ: < https://ben10alianforcegames71910.blogspot.com/2021/04/download-epubfanuc-roboguide-user.html >, truy cập : 20/7/2022 [6] Syntec Technology “ Robot mài ”,13/7/2020 Địa chỉ:, truy cập :14/7/2022 77 PHỤ LỤC Phụ Lục : Code biểu diễn đồ thị vị trí, vận tốc gia tốc thiết kế quỹ đạo robot đa thức bậc Xử dụng matlab để tính đa thức bậc vẽ đồ thị biểu diễn Khai báo gốc ban đầu gốc thay đổi khớp j4 theta0 =5 thetaf =900 Viết phương trình đa thức bậc ba biểu diễn vị trí , tốc độ gia tốc J4 thời gia t=4 Ta phương trình : 78 vitri=a3*t.^3+a2*t.^2+theta0; vantoc=3*a3*t.^2+2*a2*t; giatoc=6*a3*t+2*a2; Sau khai báo biến phương trình chúng tiến hành vẽ đồ thị biểu diễn giá trị đồ thị Phụ Lục : Code lập trình Teach Pendant xử dụng điều khiển Robot xử lí bavia : Lable 79 : Griper open : Spindle off : J P [1] 100% Fine : J P [2] 100% Fine : J P [3] 100% Fine : J P [4] 100% Fine : Wait secon : IF SDI104 ON Jumlabel 10 : IF SDI104 OFF Jumlable 11 : Lable 12 : Wait secon 13 : Griper close 14 : J P [3] 100% Fine 15 : Wait secon 16 : Spindle on 17 : J P [6] 100% Fine 18 : J P [7] 100% Fine 19 : J P [8] 100% Fine 20 : J P [9] 100% Fine 21 : J P [10] 100% Fine 22 : J P [11] 100% Fine 23 : J P [12] 100% Fine 80 24 : J P [13] 100% Fine 25 : J P [14] 100% Fine 26 : J P [15] 100% Fine 27: J P [16] 100% Fine 28: J P [7] 100% Fine 29: J P [6] 100% Fine 30: J P [17] 100% Fine 31: J P [18] 100% Fine 32: J P [19] 100% Fine 33: J P [120] 100% Fine 34 Wait secon 35 Griper open 36 Spindle Off 37 : J P [19] 100% Fine 38 : J P [18] 100% Fine 39 : J P [17] 100% Fine 40 : Jumlable 41 : Lable3 42 : Wait secon 43 : Griper close 44 : J P [3] 100% Fine 45 : Wait secon 81 46 : Spindle on 47 : J P [21] 100% Fine 48 : J P [22] 100% Fine 49 : J P [8] 100% Fine 50 : J P [9] 100% Fine 51 : J P [10] 100% Fine 52 : J P [11] 100% Fine 53 : J P [12] 100% Fine 54 : J P [13] 100% Fine 55 : J P [14] 100% Fine 56 : J P [15] 100% Fine 57: J P [16] 100% Fine 58: J P [7] 100% Fine 59: J P [6] 100% Fine 60: J P [17] 100% Fine 61: J P [18] 100% Fine 62: J P [19] 100% Fine 63: J P [120] 100% Fine 64 : Wait secon 65 : Griper open 66 : Spindle Off 67 : J P [19] 100% Fine 82 68 : J P [18] 100% Fine 69: J P [17] 100% Fine 70 : Jumlabel 83 84