Nghiên cứu thiết kế, thể tạo thử nghiệp mô hình robot ứng dựng trong vận chuyển, bốc xếp hóa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIÊP VIỆT NAM KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CƠNG TRÌNH BỘ MƠN KỸ THUẬT ĐIỆN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, THỂ TẠO THỬ NGHIỆP MÔ HÌNH ROBOT ỨNG DỰNG TRONG VẬN CHUYỂN, BỐC XẾP HĨA Giáo viên hướng dẫn : Ths Lê Minh Đức Sinh viên thực : Phạm Hữu Tình Mã sinh viên : 1851080299 Lớp : Công nghệ kỹ thuật điện tử Khóa : K63 Hà Nội - 2022 LỜI NĨI ĐẦU Trong mơi trường Cơng nghiệp hóa – Hiện đại hóa Đất nước Có nhiều xưởng sản xuất nhà máy khắp nơi nước Có nhiều số ứng dụng trang bị cơng nghệ đại q trình sản xuất Mọi ngành công nghiệp cần phải đảm bảo đủ tiêu chuẩn ngành sản xuất quan trọng tính: “Chính xác”, “Nhanh ngọn”, “Tự động” yếu tố cần thiết hệ thống phân loại sản phẩm đại Nhờ mà suất chất lượng lao động ngày cải thiện tiệm cận hồn hảo Chính tủ điện thiết bị điện tử thiếu công ty, nhà xưởng đầu não trung tâm cung cấp, điều khiển hệ thống điện cho thiết bị trạm, xưởng Mỗi loại tủ điện có vai trò khác sống Xuất phát từ l ý trên, em thực đề tài khóa luận tốt nghiệp: “NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, THỂ TẠO THỬ NGHIỆP MƠ HÌNH ROBOT ỨNG DỰNG TRONG VẬN CHUYỂN, BỐC XẾP HĨA.” Khóa luận tốt nghiệp em gồm chương: Chương 1: Tổng quan Robot sản xuất Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Thiết kế lắp ráp mơ hình Chương 4: Vận hành thử nghiệm mơ hình Bằng cố gắng nỗ lực thân đặc biệt giúp đỡ tận tình thầy giáo ThS.Lê Minh Đức anh Phạm Hồng Dương công ty Điện tử Anh Việt, em hồn thành khóa luận thời hạn Do thời gian làm đồ án có hạn trình độ cịn nhiều hạn chế nên tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn sinh viên để khóa luận hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS.Lê Minh Đức, thầy cô giáo môn kỹ thuật điện tự động hóa Trường Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam tạo điều kiện giúp đỡ em thời gian thực đề tài tốt nghiệp Hà nội, tháng 08 năm 2022 Sinh viên thực Phạm Hữu Tình i NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên: ………………………………………………………………… Mã sinh viên: ….…………………………………………………………………… Lớp: ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Kết luận: Đồng ý/Không đồng ý cho sinh viên…………nộp báo cáo khóa luận tốt nghiệp Hà Nội, ngày…… tháng…… năm…… GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Chữ ký, Họ tên) ii NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên: ……………………………………………………………… Mã sinh viên: ….…………………………………………………………………… Lớp: ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN (Chữ ký, họ tên) iii MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ROBOT TRONG SẢN XUẤT 1.1 Giới thiệu chung Robot 1.2 Phân loại Robot 1.3 Ứng dụng Robot vận chuyển hàng hóa CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2.1 Thu phát sóng RF (Radio Frequency) 2.2 Cơ chế hoạt động dây chuyền sản xuất sử dụng PLC 2.2.1 Bộ vi điều khiển, vi xử lý, xử lý tín hiệu số (DSP) mạng truyền thông công nghiệp 2.2.2 Mơ hình hoạt động dây truyền sản xuất robot: 11 2.2.3 Cơ chế hoạt động PLC giao tiếp với Robot: 12 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ LẮP RÁP MƠ HÌNH 13 3.1 Danh sách thiết bị mơ hình cần thiết 13 3.2 Sơ đồ khối trung tâm điều khiển 13 3.2.1 Cấu tạo bên 13 3.2.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động: 14 3.3 Sơ đồ khối mơ hình Robot 26 3.3.1 Cấu tạo bên 26 3.3.2 Cấu tạo bên nguyên lý hoạt động 27 3.4 Sơ đồ khối máy CNC khâu dỡ xếp hàng 36 3.4.1 Cấu tạo bên Máy CNC nguyên lý hoạt động 36 3.4.2 Cấu tạo bên khâu xếp, dỡ hàng nguyên lý hoạt động 37 3.5 Bộ HMI hiển thị điều khiển Robot 38 iv CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ VẬN HÀNH MƠ HÌNH 40 4.1 Vận hành mơ hình 40 KẾT LUẬN 42 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Bảng so sánh chế độ truyền đơn công song công Bảng 3.1 Danh sách thiết bị mơ hình 13 Bảng 3.2 Sơ đồ chân LM298 29 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Robot Shakey Hình 1.2 Nguyên Robot Hexapod TU Munich .2 Hình 2.1 Biểu thị sóng mang (sóng RF) Hình 2.2 Điều chế biên độ AM Hình 2.3 Điều chế tần số FM Hình 2.4 Sóng tín hiệu từ Anten Hình 2.5 Cấu tạo chip vi điều khiển Hình 2.6 Cấu tạo vi xử lý Hình 2.7 Bộ xử lý tín hiệu số DSP .8 Hình 2.8 Đặc điểm bật xử lý tín hiệu số DSP Hình 2.9 Mơ hình phân cấp mạng truyền thơng cơng nghiệp 10 Hình 2.10 Sơ đồ mơ hình vận chuyển hàng hóa Robot 11 Hình 3.1 Mạch PLC thực tế 13 Hình 3.2 Sơ đồ khối mạch PLC .14 Hình 3.3 Mạch nguyên lý điều khiển Altium .15 Hình 3.4 Khối nguồn PLC 16 Hình 3.5 Chip vi điều khiển PIC 18F46K22 16 Hình 3.6 Sơ đồ khối PIC18F46K22 18 Hình 3.7 Sơ đồ chân PIC nối đến linh kiện .19 Hình 3.8 Khối module sóng RF .20 Hình 3.9 Module phát sóng NRF24L01 20 Hình 3.10 Cấu tạo NRF24LO1 21 Hình 3.11 Sơ đồ RF kết nối với vi điều khiển 21 Hình 3.12 IC ổn áp LM1117 22 Hình 3.13 IC 74HC125 22 Hình 3.14 Các cổng vào PLC 23 Hình 3.15 IC đệm dòng ULN2803 24 Hình 3.16 Sơ đồ chân ULN2803 24 Hình 3.17 Trở băng 10k Ohm 25 vii Hình 3.18 Sơ đồ khối cổng đầu nạp chương trình header HMI .25 Hình 3.19 Bộ nạp PICKIT 25 Hình 3.20 Mơ hình phác họa Robot 26 Hình 3.21 Robot lắp ráp thực tế 26 Hình 3.22 Mạch nguyên lý Robot Altium 27 Hình 3.23 Sơ đồ chân PIC Robot 28 Hình 3.24 Mạch hàn thực tế 29 Hình 3.25 Module LM298 .29 Hình 3.26 Động DC giảm tốc 12V 30 Hình 3.27 Thanh cảm biến dị đường BFD-1000 31 Hình 3.28 Sơ đồ nối dây cảm biến với PIC 32 Hình 3.29 Các nhiệm vụ mắt cảm biến dò đường 32 Hình 3.30 Sơ đồ nối dây máy CNC với PLC 36 Hình 3.31 Module cảm biến hồng ngoại TCRT5000 .36 Hình 3.32 Nguyên lý hoạt động mắt cảm biến 37 Hình 3.33 Sơ đồ nối dây khâu xếp, dỡ hàng với PLC .38 Hình 3.34 Bộ phím bấm xăng ATEL 38 Hình 4.1 Mơ hình Robot chay sàn 40 viii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ROBOT TRONG SẢN XUẤT 1.1 Giới thiệu chung Robot Khái niệm Robot đời vào ngày 09/10/1922 New York, nhà soạn kịch người Tiệp Kh Karen Kapek tưởng tượng cỗ máy hoạt động cách tự động, niềm mơ ước người lúc Từ ý tưởng thiết kế, chế tạo Robot thúc người Đến năm 1948, phịng thí nghiệm quốc gia Argonne, Goertz chế tạo thành công tay máy đôi (masterslave manipulator) Đến năm 1954, Goertz chế tạo tay máy đôi sử dụng động servo nhận biết lực tác động lên khâu cuối Năm 1956 hãng Generall Mills chế tạo tay máy hoạt động việc thám hiểm dại dương Năm 1968 R.S Mosher, General Electric chế tạo cỗ máy biết chân Hệ thống vận hành động đốt chân vận hành hệ thống servo thủy lực Năm 1969, đại học Stanford thiết kế Robot tự hành nhờ nhận dạng hình ảnh Năm 1970 người chế tạo Robot tự hành Lunokohod, thám hiểm bề mặt mặt trăng Hình 1.1 Robot Shakey Trong giai đoạn này, nhiều nước khác tiến hành công tác nghiên cứu tương tự, tạo Robot điều khiển máy tính có lắp đặt loại cảm biến thiết bị giao tiếp người máy Theo tiến khoa học kỹ thuật, Robot ngày chế tạo nhỏ gọn hơn, thực nhiều chức hơn, thông minh Một lĩnh vực nhiều nước quan tâm Robot tự hành, chuyển động chúng ngày đa dạng, bắt chước chuyển động chân người hay lồi động vật như: bị sát, động vật chân Và loại xe Robot (robocar) nhanh chóng ứng dụng rộng rãi hệ thống sản xuất tự động linh hoạt(FMS) Mạch điều khiển Robot thiết kế chế tạo thủ công, mạch làm board mạch test dây tay Hình 3.25 Mạch hàn thực tế  Module LM298N động DC giảm tốc: Robot sử dụng module LM298 để điều khiển động cơ, để Robot vận hành trái phải lùi sau cách dễ dàng Hai module kết nối với mạch cổng chân cắm header Được điều điều khiển chân đầu PIC, chân pot A3 đến A7 C0 đến C2 - Module LM298: LM298N module điều khiển động xe DC động bước Module có IC điều khiển động L298 điều chỉnh điện áp 5V 78M05 Module L298N điều khiển tối đa động DC động DC với khả điều khiển hướng tốc độ Hình 3.26 Module LM298 Module điều khiển động L298N có IC điều khiển động L298, Bộ điều chỉnh điện áp 78M05, điện trở, tụ điện, LED nguồn, jumper 5V tích hợp Bảng 3.2 Sơ đồ chân LM298 Tên chân Mô tả 29 IN1 & IN2 Các chân đầu vào điều khiển hướng quay động A IN3 & IN4 Các chân đầu vào điều khiển hướng quay động B ENA Kích hoạt tín hiệu PWM cho Động A VIB Kích hoạt tín hiệu PWM cho Động B OUT1 & OUT2 Chân đầu cho động A OUT3 & OUT4 Chân đầu cho Động B 12V Đầu vào cấp nguồn 12 - Đặc điểm thông số kỹ thuật module L298: + Module điều khiển: 2A L298N + Chip điều khiển: Cặp H-Bridge L298N + Điện áp cấp cho động (Tối đa): 46V + Dòng điện cấp động (tối đa): 2A + Điện áp logic: 5V + Điện áp hoạt động IC: 5-35V + Dòng điện hoạt động IC: 2A + Dịng logic: 0-36mA + Cơng suất tối đa (W): 25W + Cảm biến dòng điện cho động + Có tản nhiệt cho hiệu suất tốt + Có đèn báo LED bật nguồn - Động DC giảm tốc: Robot sử dụng động để chạy vận chuyển hàng hóa Hình 3.27 Động DC giảm tốc 12V - Thông số kỹ thuật: 30 + Điện áp hoạt động: 3~9VDC + Dòng điện tiêu thụ: 110~140mA + Tỉ số truyền 1:48 o 125 vòng/ phút 3VDC o 208 vòng/ phút 5VDC Moment: 0.5KG CM o + Kèm bánh xe đường kính 65mm  Thanh cảm biến dị đường BFD-1000: Hình 3.28 Thanh cảm biến dị đường BFD-1000 Thanh cảm biến dò đường BFD-1000 thiết kế dùng để phát line đen line trắng Trên cảm biến có cảm biến hồng ngoại hướng xuống đất nhằm phát line, cảm biến hồng ngoại đặt phía trước với cơng tắc hành trình báo hiệu đụng vật Tín hiệu đầu dạng số dễ dàng cho việc xử lý - Thông số kỹ thuật: + Điện áp hoạt động: 3.3 ~ 5V + Khoảng cách phát hiện: 0.5 ~ 40mm + Ngõ dạng tín hiệu số dễ dàng cho vi điều khiển + Có LED thị ngõ cho cảm biến + Tích hợp cảm biến dò line, cảm biến tránh vật cản cơng tắc hành trình báo chạm vật + Ngõ gồm chân tín hiệu cảm biến dạng số ngõ vào cấp nguồn cho thiết bị + Kích thước: 128 x 45 x 12mm Thanh cảm biến đặt vị trí Robot, để mắt hồng ngoại soi đường line để di chuyển theo Thanh cảm biến có mắt 31 Sơ đồ chân kết nối cảm biến với mạch điều khiển Hình 3.29 Sơ đồ nối dây cảm biến với PIC Các chân cảm biến nối tới chân input pot B1 đến B5 pot A1 A2 vi điều khiển PIC Các mắt cảm biến gán lập trình mạch điều khiển robot làm nhiệm vụ khác để dị đường Hình 3.30 Các nhiệm vụ mắt cảm biến dò đường Hai mắt cảm biến làm nhiệm vụ cho Robot dừng có vật cản lái Robot theo hướng.3 mắt làm nhiệm vụ thẳng, rẽ phải rẽ trái – mắt nhận tín hiệu làm cho động bắt buộc pharei dừng Các mắt cảm biến nhận tín hiệu truyền cho Robot, Robot di chuyển theo cảm biến 32 b Tính tốn chọn động Giả sử tồn thân xe có khối lượng M1= 2kg, vật nặng hình hộp chữ nhật có khối lượng M2= 2kg, khối lượng bánh xe m= 0,025kg- Toạ độ trọng tâm: Chọn hệtrục toạđộnhư hình vẽ: Hình 3.31 Hệ tọa độ Robot dị đường Chọn vị trí đặt vật nặng mong muốn vị trí x = L/4 với L khoảng cách bánh sau bánh trước, G1 G2 trọng tậm xe vật nặng Ta tính hồnh độ trọng tâm hệ: 𝑎𝑛 𝑎𝑛 𝐿 L + 𝑚1 𝑥𝐺1 + 𝑚2 𝑥𝐺2 3𝐿 2 𝑥𝐺 = = = 𝑚1 + 𝑚2 2+2 Từ ta tính lực tác dụng lên bánh xe: R1 + R2 = P R1 5L = R2 R1 3𝐿 3𝑃 = R2 5𝑃 𝑚1 +𝑚2 𝑔 = 14.7𝑊 = 24.5 N Xét lực tác dụng lên bánh chủ động, ta có mơ hình tốn: 33 Hình 3.32 Mơ hình tác dụng lên bánh xe Ta giả sử thời gian để xe tăng tốc từ m/s lên vận tốc cực đại 0,5 m/s 1s Ta suy gia tốc xe là: 𝑣𝑚𝑎𝑥 0.5 𝑥= = = 0.5 𝑚/𝑠 𝑡 Phương trình cân moment: T - 𝐹𝑚𝑠 𝑅 = 𝐼𝑦 Với moment quán tính bánh xe: I = m.R2/2 y gia tốc bánh xe Gọi M = R2/g = 2.5kg khối lượng tương đương mà bánh xe sau phải chịu mang vật nặng Moment tác dụng lên bánh xe: T - 𝐹𝑚𝑠 𝑅 + 𝐼𝑦 = (𝑀 + 𝑛).a.R + mR2y T = (2,5 + 0.025).0,5.0,04 + 0,025.0.042.12,5 = 50,75 Nmm Công suất cần thiết động cơ: P = T ω = 0,0508.12,5 = 0,634w Từ cơng suất tính, ta chọn GA25-V1 có hộp giảm tốc encoder Moment tải 0.184Nm c Tính tốn cảm biến Thời gian đáp ứng nhỏ 0,01 s Sai sô nhỏ (mm) Cảm biến Phototransitor TCRT5000 + Dòng điện hoạt động Ic tối đa 100mA, IF 60mA + Điệp áp hoạt động 5V + Kích thước ( L x W x H in mm): 10,2 x 5,8 x + Khoảng cách so với bề mặt đường để cảm biến hoạt động tốt 0,2 đến 15mm Mục tiêu: Xác định khoảng cách cảm biến so với đường đua Xác định khoảng cách cảm biến  Thí nghiệm 1: Xác định khoảng cách cảm biến so với đường đua - Phạm vi hoạt động cảm biến: + Ta có khoảng cách cảm biến d = 3,5 mm + Các góc chiếu a = 16° , β = 30° 34 + Vùng giao thoa Xd 𝑑1 Ta có: 𝑑2 2 = h.tan a = h tan 16° = h.tan β = h tan 30° => Xd ≥  𝑑1 +𝑑2 ≥ d  h ≥ 4,05mm Vậy để cảm biến hoạt động tốt, cần đảm bảo xuất vung giao thoa Xd Trong trường hợp cần đặt cảm biến cách mặt đường khoảng h ≥ 4,05mm Ta thấy khoảng 10mm đến 20mm ánh sáng phản xạ lại nhiều Dựa vào ta chọn khoảng cách h = 15mm Suy => Xd = 9,5mm Ta có cách đặt cảm biến: Phương dọc phương ngang Ta thấy đặt cảm biến theo phương dọc bề rộng giao thoa lớn ta đặt theo phương ngang Bề rộng lớn có ưu điểm làm tăng độ xác xác định vị trí Do nhóm định chọn đặt cảm biến theo phương dọc  Thí nghiệm 2: Xác định khoảng cách cảm biến Ta chọn khoảng cách cảm biến liên tiếp cho không xảy nhiễu Ta nhận thấy khoảng cách nhỏ cảm biến l để Collector không nhận nhầm tia hồng ngoại Emiter lmin = 10,72mm => ta tự chọn l = 13mm Giả sử đặt cảm biến sát khoảng cách l = 5,8mm Vậy cảm biến liên tiếp cách khoảng L = 13 – 5,8 = 7,2mm Chọn L = 7mm Chọn số lượng cảm biến cảm biến Vậy độ dài cảm biến yêu cầu 82,6mm => Ta chọn dài 85mm d Nguyên lý hoạt động Robot Robot di chuyển theo cảm biến đường line Khi có ánh sáng điện trở quang trở giảm ngược lại, điện trở thay đổi cỡ 5k (khi có ánh sáng) đến 100k (khơng có ánh sáng) ta sử dụng LED phát làm nguồn sáng cho => Khi gặp trắng, ánh sáng phản xạ lên quang trở làm điện trở giảm xuống gặp vạch đen (băng keo đen) ánh sáng khó phản xạ nên quang trở 35 nhận ánh sáng => trở tăng Từ dựa vào quang trở, Robot phân biệt vạch kẻ đen trắng (dưới hỗ trợ opamp) Robot hoạt động vào tín hiệu điều khiển PLC theo dây chuyền sản xuất vận chuyển hàng hóa Khi cảm biến Robot xác nhận có hàng lúc lệnh cho Robot bắt đầu chu trình làm việc 3.4 Sơ đồ khối máy CNC khâu dỡ xếp hàng 3.4.1 Cấu tạo bên Máy CNC ngun lý hoạt động Trên mơ hình có máy CNC A B điều khiển PLC thông qua module LM298 LM298 kết nối với cổng Output PLC để điều khiển động Các chân tín hiệu cảm biến cơng tắc hành trình nối đến đầu vào Input Hình 3.33 Sơ đồ nối dây máy CNC với PLC Khi Robot tới máy CNC cảm biến máy báo hiệu hàng đến cho động chạy Khi động quay gạt vào công tắc, theo số lần nhấp công tắc người điều khiển lập trình Khi lập trình cho motor quay gạt cơng tắc hành trình, cơng tắc nhấp lần động quay vòng tự động tắt Khi làm xong hết chu trình cảm biến báo Robot làm xong việc cho Robot chạy tiếp Thiết bị cảm biến nhận dạng CNC báo Robot đến vị trí hay chưa, CNC sử dụng module TCRT5000 để nhận dạng Hình 3.34 Module cảm biến hồng ngoại TCRT5000 Khi cấp nguồn mạch phát phát cảm biến hồng ngoại TCRT5000 liên tục, tia hồng ngoại phát không phản xạ trở lại phản xạ trở lại 36 không đủ lớn, phototransistor tình trạng tắt, tiếp đầu module thấp, cho thấy diode tắt Khi đối tượng phát nằm phạm vi phát hiện, tia hồng ngoại phản xạ đủ sức mạnh, phototransistor bão hòa, đầu module cao, diode thắp sáng - Các tính năng: + Sử dụng cảm biến hồng ngoại TCRT5000 để phát phản xạ vật cản + Khoảng cách phát tốt nhất: 1mm ~ 25mm + Các tín hiệu đầu tương đối ổn định, sóng tốt, dịng tiêu thụ 15mA + Có tích hợp phím điều chỉnh độ nhạy + Điện áp làm việc 5V-3.3V + Định dạng tín hiệu đầu (0 1) Kích thước sản phẩm 3.2cm X 1.4cm Hình 3.35 Nguyên lý hoạt động mắt cảm biến - Nếu bề mặt phản xạ lại ánh sáng, tín hiệu mắt thu thu nhận → Từ ta xác định tín hiệu đưa vùng sáng xác định (Những bề mặt, vùng phản xạ gần phản xạ hết ánh sáng qua nó) - Nếu bề mặt khơng phản xạ lại ánh sáng, khơng có tín hiệu mắt thu → Từ ta khơng nhận tín hiệu xác định vùng tối (Những bề mặt, vùng tối hấp thụ gần hết ánh sáng qua nó) Khoảng làm việc cảm biến: < 0.5m * Chu trình làm việc moto robot đến: - Motor quay vòng thuận => đèn tín hiệu nháy lần - Motor quay vịng ngược => đèn tín hiệu nháy lần - Motor quay vịng thuận => đèn tín hiệu nháy lần Khi Robot tới máy CNC cảm biến máy báo hiệu hàng đến cho động chạy Khi động quay chạm vào công tắc, theo số lần nhấp công tắc người điều khiển lập trình Khi lập trình cho cơng tắc nhấp lần động quay vịng tự động tắt Khi làm xong hết chu trình cảm biến báo Robot làm xong việc cho Robot chạy tiếp 3.4.2 Cấu tạo bên khâu xếp, dỡ hàng nguyên lý hoạt động 37 Sơ đồ khối khâu dỡ xếp hàng: Hình 3.36 Sơ đồ nối dây khâu xếp, dỡ hàng với PLC - Nguyên lý hoạt động: + Xếp hàng dỡ hàng nằm vị trí thứ thứ 19 xa hình, robot bắt đầu làm việc xuất phát vị trí khâu xếp hàng để vận chuyển Ở vị trí xếp hàng có cảm biến soi kệ có hàng hay chưa, hàng có kệ cảm biến biết thông báo cho robot chạy tới vị trí lấy hàng + Lúc xếp hàng lên robot, robot có cảm biến có hàng Robot chạy tiếp + Khi động quay chạm vào công tắc, theo số lần nhấp cơng tắc người điều khiển lập trình Khi lập trình cho cơng tắc nhấp lần động quay vòng tự động tắt Khi làm xong hết chu trình cảm biến báo Robot làm xong việc cho Robot chạy tiếp 3.5 Bộ HMI hiển thị điều khiển Robot Trong mơ hình ta sử dụng phím số bấm từ bấm xăng dầu Hình 3.37 Bộ phím bấm xăng ATEL Các chân cắm PIC kết nối với HMI thông qua cổng RC5 đến RC7 đến chân nguồn, đất PLC - Các bước để vào kết nối HMI với PLC, Robot 38 + Bước 1: Khi trạng thái HMI ta ấn giữ phím XXX HMI để chọn kết nối Kênh kết nối với Robot, kênh kết nối với PLC + Bước 2: Khi HMI kết nối với kênh cài đặt ta tiến hành ấn Start Robot đến PLC Khi thực bước dây chuyền Robot chạy tự động thực - Khi điều khiển tay ta gán số phím bấm làm nhiệm vụ điều khiển tay cho Robot theo yêu cầu cụ thể 39 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ VẬN HÀNH MƠ HÌNH 4.1 Vận hành mơ hình Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu đề tài này, đến “mơ hình mơ hình robot ứng dựng vận chuyển, bốc xếp hóa” thiết kế chết tạo thành cơng Mơ hình thử nghiệm trước tiếp sa hình nhà xưởng, làm cho Robot chạy xếp hàng hóa tự động điều khiển tay Để mơ hình hoạt động ổn định, cách vận hành thực theo trình tự sau: + Kiểm tra tất thiết bị, khung dàn trạng thái bình thường + Cấp nguồn 12 VDC cho Robot mạch điều khiển + Bật công tắc để cấp nguồn cho mạch điều khiển động Khi thấy đèn báo hiệu có điện (bóng đèn báo hiệu có màu đỏ), điều khiển cấp nguồn + Bật nút điều khiển để mơ hình hoạt động + Phải quan sát dàn khoảng thời gian hoạt động ban đầu để kiểm tra độ ổn định Hình 4.1 Mơ hình Robot chay sàn - Để điều khiển Robot tự động thực theo bước HMI Bước Bật nguồn cho Robot PLC để chúng giao tiếp tần sóng RF Bước Khi đưa Robot vào vị trí để chuẩn bị làm việc + Ấn nút Start Robot Robot chạy lên vị trí 01 + Ấn nút Start PLC để bắt đầu quy trình làm việc theo vịng lập trình sẵn 40  Kết đạt + Robot hoạt động hai chế độ tự di chuyển chế dộ điều khiển + Ở chế độ tự di chuyển, Robot tự di chuyển theo đường định sẵn phương thức định dạng line màu đen + Khi Robot đến nơi lấy hàng Robot dừng lại Robot có hành tiếp tục chạy tiếp + Ở chế độ điều khiển, Robot di chuyển theo điều khiển bàn phím HMI qua tần sóng RF Ưu/nhược điểm: - Ưu điểm: + Mạch thiết kế nhỏ gọn, tự làm tay + Đáp ứng đầy đủ yêu cầu đề tài + Hiển thị rõ ràng - Nhược điểm: + Chưa có giao diện giám sát, mơ máy tính + Độ ổn định sóng RF chưa tối ưu - Kết quả: Ứng dụng mơ hình - Áp dụng cho dây chuyền sản xuất nhỏ Ứng dụng Robot xe dò line đời sống cơng nghiệp- Việc phát triển Robot dị line giúp ích nhiều cho người khâu vận chuyển lĩnh vực giao thông – vận tải, cơng nghiệp, dịch vụ…- Giảm đáng kể chi phí vận chuyển hàng hóa- Tiết kiệm thời gian, cơng sức- Đảm bảo an tồn mức cao- Có thể làm việc môi trường ô nhiễm cao 41 KẾT LUẬN Đề tài “Nghiên cứu thiết kế, thể tạo thử nghiệp mơ hình robot ứng dựng vận chuyển, bốc xếp hóa” hồn thành Tuy khơng thực hồn chỉnh cách xác phần thành công việc thiết kế điều khiển mô hình Robot thực tế  Những kết đạt được: - Đã chế tạo thử nghiệm thành công mô hình thực tế Robot chạy vận chuyển hàng hố - Liên kết thành cơng sóng RF vào điều khiển HMI xăng - Điều kiển Robot chạy tay tự động theo ý người lập trình - Tiếp thu kiến thức rút kinh nghiệm  Những hạn chế tồn tại: - Kinh nghiệm kiến thức chuyên sau hạn hẹp - Các trang thiết bị lúc chế tạo cịn hạn chế - Khi vận hành mơ hình Robot chưa chạy trơn chu nhiều sai số - Mỗi lần chạy tự động cần phải lấy mẫu cho xe - Sóng truyển tín hiệu cịn bị nhiễu nhiều  Định hướng phát triển: - Áp dụng cho dây chuyền sản xuất nhỏ - Thay đổi cảm biến để tạo dây chuyền phân loại dựa tiêu chí khác sản phẩm - Khắc phục nhược điểm để đề tài hoàn thiện - Có thể cải tiến xe tránh vật cản đồng thời nhớ đường tìm đường nhanh 42 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Tống Văn On - Hoàng Đức Hải (2001), Kỹ thuật số, Nhà xuất Lao Động & Xã Hội Hoàng Minh Sơn (2004), Kỹ thuật điện tử số, Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật Nguyễn Văn Cường – Phan Quốc Thắng (2004), Điện tử số, Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật Học viện kỹ thuật quân sự, Thiết kế Logic số (2011), tài liệu lưu hành nội Tiếng Anh ……………………………………………………………………………………… Website: https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/40001412G.pdf https://dientutuonglai.com/ https://www.youtube.com/channel/UCXW3rnYw_a2IUVw-tS0FCmg 43