Thiết kế, chế tạo hệ thống lắp ráp tự động

Do vậy, khối lượng các công việc có liên quan đến lắp ráp sản phẩm ngày càng tăng,nhu cầu về lắp ráp tự động càng hết sức cấp bách.Tuy vậy, lắp ráp tự động là một vấn đềrấtphứctạp.Khiápd

TRƯỜNGĐẠIHỌCSƯPHẠMKỸTHUẬT

KHOA CƠ KHÍ-BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ

ĐỒÁNTỐTNGHIỆP CHUYÊNNGÀNH:CƠĐIỆNTỬ

Tên đề tài:

ThiếtKếChếTạoHệ ThốngLắpRápTựĐộng

GVHD:ThS.NguyễnThếTranh

SVTH:NguyễnGiaNgọcPhong–Lớp:19CĐT01

SVTH:NguyễnGiaNgọcPhong_NguyễnĐìnhPhúc 2

ĐẠIHỌCĐÀNẴNG TrườngĐạihọcSưPhạmKỹThuật

Khoacơkhí BộmônCơĐiệnTử

BÁOCÁO ĐỒÁNTỐTNGHIỆP

SVTH:NguyễnGiaNgọcPhong_NguyễnĐìnhPhúc

GVHD:ThS.NguyễnThếTranh ĐồÁnTốtNghiệpCơĐiệnTử

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuậtnóichung,cácthầycôtrongBộmônCơĐiệnTửnóiriêngđãdạydỗchoem kiến thức

về các mônđại cương cũng nhưcác môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập.

Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của một học viên, đồ

án nàykhông thểtránh đượcnhững thiếu sót.Chúng emrất mongnhậnđượcsựchỉ bảo,đóng góp ýkiếncủacácthầy côđểchúng emcó điều kiệnbổsung,nâng caoý thức của mình, phục vụ tốt hơn công tác thực tế sau này.

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án này thành công nhất.

Chúng em xin cam đoan rằng đồ án này là công trình nghiên cứu của bản thân mình Những phần có sử dụng tài liệu tham khảo có trong đồ án đã được liệt kê và nêu rõ ra tại phần tài liệu tham khảo Đồngthời những số liệu hay kết quả trình bày trong đồ án đều mang tính chất trung thực, không sao chép, đạo nhái.

Nếunhưsaichúngemxinchịuhoàntoàntráchnhiệm.

SinhViênThựcHiện

NguyễnGiaNgọcPhong Nguyễn Đình Phúc

 Mỗi bộ phận thành phần cần có sơ đồ, hình vẽ tính toán phân tích về chuyểnđộng

và lực hay mô men tác động…xác định kích thước cụ thể

3 Thốngkêtổnghợpcácđặcđiểmvàkíchthướccủacácbộphận,cơcấuđãtính.

Chương4.Thiếtkếphầnđiềukhiển

1 Yêu cầu tự động hoạt động của hệ thống hay máy…thiết kế, nêu cụ thể quá trìnhhoạt động của hệ thống với những tác động điều khiển tự động tuần tự theo mộtchươngtrình hay chu trình yêu cầu

2 Xác định các thành phần của hệ thống: Đối tượng điều khiển, cơ cấu tác động, cơcấu chấp hành, cảm biến, bộ phận điều khiển…

3 Phântíchchọnphươngánđiềukhiển:dùngPLChayViđiềukhiểnhaykếthợphay một loạiđiều khiển nào đó thích hợp

4 Xácđịnhcácthôngsốvào,ra.Lậpsơđồthuậttoán,sơđồkhối,sơđồnốidây,giản đồ thờigian (tùy theo loại điều khiển)

5 GiớithiệuvềPLChaymạchđiềukhiểnsẽchọnsửdụng…

6 Viếtchươngtrìnhđiềukhiểnhệthống

Chương5.Trìnhbàyviệcchếtạomôhìnhvàlắpphầnđiềukhiển,quátrìnhđiềuchỉnh, hoàn thiện

để hệ thống hay máy hoạt động đúng yêu cầu

C Mô hình:Phải có mô hình hoạt động được theo ý tưởng thiết kế, mô hình

nên nhỏ gọn, không quá lớn và cồng kềnh, phần điều khiển phải gọn, rõ ràng, kết cấu cơkhí phải cứng vững

PHIẾUNHẬNXÉTPHẢNBIỆNĐỒÁNTỐTNGHIỆP

Chúng tôi cam đoan tất cả các kết quả trong công trình này là do quá trình nghiên cứu vàthực hiện nghiêm túc của chúng tôi dựa trên một số tài liệu trước đó, không sao chép haygiả mạo các số liệu có trong báo cáo

Cáckếtquảnêutrongbáocáolàtrungthựcvàchưatừngđượcaicôngbốtrongbấtkìcông trìnhnào khác.Nếu có bấtkì điềugì khôngđúngsựthật trong báo cáo,chúng tôi xinchịu toàn bộ tránh nhiệm

Ngườithựchiệnđềtài

NguyễnGiaNgọcPhong-NguyễnĐìnhPhúc

TrongquátrìnhthựchiệnđồántốtnghiệptạitrườngĐạihọc SưphạmKỹthuậtĐàNẵng, nhóm đãnhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của Quý Thầy/Cô Nhóm xin gửi lời cảm ơn sâusắc đến Quý Thầy/Cô của Khoa Cơ Khí đã tạo điều kiện thuận lợi để nhóm thực hiện đề tài.Với lòng biết ơn sâu sắc, nhóm thực hiện xin gửi lời cảm ơn đến thầy hướng dẫn ThS.NguyễnThếTranh,đãtậntìnhhướngdẫn,truyềnđạtkiếnthứcvàtạomọiđiềukiệnthuận lợi chonhóm thực hiện đề tài này

Tuyđãcốgắngnghiêncứuvàthựchiệnđềtàimộtcáchnghiêmtúcnhất,nhưngchắcchắn

nhómsẽkhôngthểtránhđượcnhữngthiếusót.Vìvậynhómthựchiệnrấtmongnhậnđược những ý kiếnđóng góp từ phía Quý Thầy/Cô để đề tài được hoàn thiện hơn

Xinchânthànhcảmơn!

Lờinóiđầu 1

NHIỆMVỤĐỒÁNTỐTNGHIỆP 2

NHẬNXÉTCỦAGIÁOVIÊNHƯỚNGDẪNĐỒÁNTỐTNGHIỆP 4

PHIẾUNHẬNXÉTPHẢNBIỆNĐỒÁNTỐTNGHIỆP 5

LỜICAMĐOAN 6

LỜICẢMƠN 7

MụcLục 8

GIỚITHIỆU 13

CHƯƠNG1 14

TỔNGQUANVỀHỆTHỐNGLẮPRÁPTỰĐỘNG 14

1.1 Hệthốnglắpráptrongsảnxuất 14

1.2 Mụctiêuđềtài 15

1.3 Khókhănvàgiảipháp 15

1.4 Thựctiễnđềtài 16

1.5 Đốitượngnghiêncứu 16

1.6 Mộtsốhệthốngđãcótrongthựctếvàhiệuquảsửdụng 16

1.7 Nhiệmvụcủahệthốnglắpráptựđộng 20

1.7.1 Cácnhiệmvụcơbảncủatựđộnghoá 20

1.7.2 Nhiệmvụchunghệthốnglắpráptựđộng 21

1.8 Cáchìnhthứctổchứclắpráp: 21

1.8.1 Lắprápcốđịnh 22

1.8.2 Lắprápdiđộng: 22

1.8.3 Lắprápdâychuyền 23

1.9 Thiếtkếquytrìnhcôngnghệlắpráp 24

1.9.1 Kháiniệm: 24

1.9.2 Trìnhtựthiếtkếquytìnhcôngnghệlắpráp 24

1.9.3 Lậpsơđồlắpráp 25

1.10 Thiếtkếvật 25

1.10.1 Phôi 25

1.10.2 Vật 26

1.10.3 Đếđựngvật 26

1.10.4 Tấmđỡphôi 27

CHƯƠNG2 28

PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH HỆ THỐNG LẮP RÁP TỰ ĐỘNG BẰNG CÁNH TAYROBOT 28

2.1 Nhiệmvụcủahệthống 28

2.2 Sơđồkhốicủahệthống 29

2.3 Sơđồnguyênlýhoạtđộng 30

2.4 Cácthànhphầntronghệthống 31

2.4.1 Hệthốngbăngtải 31

2.4.2 Hệthốngđiềukhiển 31

2.4.3 Cơcấubánhrangtrượt 31

2.5 Cơsởhoạtđộngrobottronghệthống 31

2.5.1 Giớithiệu 31

2.5.2 Cấutrúcchitiết 32

2.5.3 ỨngDụngCủacánhtayrobot4R 32

2.5.4 ƯuĐiểmvàHạnChế 32

2.5.5 NghiênCứuvà PhátTriểnTươngLai 33

2.5.6 Ứngdụngtươnglai 33

CHƯƠNG3 34

TÍNHTOÁNTHIẾTKẾMÔHÌNHCỦAHỆTHỐNG 34

3.1 Hệthốngbăngtải 34

3.2 Hệthốngcánhtayhútvật 38

3.3 Giớithiệucácthiếtbịsửdụngtrongmôhình 39

3.3.1 Cảmbiếnquang 39

3.3.2 Bộnguồn 41

3.3.3 Vanđiệntừ5/2 42

3.3.4 Xylanh 43

3.3.5 Relay 44

3.3.6 TB6600điềukhiểnstep 45

3.3.7 HạápLM25965V 47

3.3.8 ĐộngcơgiảmtốcGA2537012V60rpm 47

3.3.9 ServoMg995 48

3.3.10 ĐộngcơbướcNEMA17HS4401S 50

3.3.11 Nhômđịnhhình 51

CHƯƠNG4 53

THIẾTKẾPHẦNĐIỀUKHIỂN 53

4.1 Xácđịnhthànhphầncủahệthống 53

4.1.1 Đốitượngđiềukhiển 53

4.1.2 Cơcấutácđộng 53

4.1.3 Cơcấuchấphành 53

4.1.4 Cảmbiến 53

4.1.5 Bộphậnđiềukhiển 53

4.2 Phươngánđiềukhiển 53

4.3 GiớithiệuvềViđiềukhiển 54

4.3.1 Tổngquanvềviđiềukhiển 54

4.3.2 Ưuvànhượcđiểmcủaviđiềukhiển 56

4.4 GiớithiệuvềPLCS7-1200 57

4.4.1 TổngquanvềnguồngốcPLC 57

4.4.2 MộtsốnhómPLCphổbiếnhiệnnay 57

4.4.3 GiớithiệuvềSiemensPLCS7-1200 58

4.4.4 ChếđộbảomậtcủaPLCS7-1200 59

4.5 CácthànhphầncơbảncủamộtbộPLC 60

4.5.1 Cấuhìnhphầncứng 60

4.5.2 Bộxửlý 60

4.5.3 Bộnguồn 61

4.5.4 Thiếtbịlậptrình 61

4.5.5 Bộnhớ 61

4.5.6 Giaodiệnvàora 62

4.5.7 Kháiniệmchung 63

4.5.8 Cácphươngpháplậptrình 64

4.5.11 Cácrolethờigian 66

4.5.12 Cácbộđếm 67

4.5.13 Đánhgiáưunhượcđiểm 67

4.6 Xácđịnhthôngsốvàoracủahệthống 69

4.6.1 Lưuđồthuậttoán 70

4.6.2 Sơđồđidây 72

Chương5 73

KẾTQUẢVÀHƯỚNGPHÁTTRIỂNCỦAĐỀTÀI 73

5.1 Kếtquảđạtđược 73

5.2 Thựcnghiệmvàđánhgiá 73

5.3 Hướngpháttriển 73

TàiLiệuThamKhảo 74

Ngàynay,nhucầuthịhiếuconngườingàycàngcao,yêucầuvềsốlượngvàchấtlượng

củacácsảnphẩmxãhộicũngkhôngngừngtăng.Điềuđóđòihỏicácdâychuyềnsảnxuất trong côngnghiệp ngày càng hiện đại, có mức độ tự động hóa ngày càng cao với việc sử dụng các kỹthuật điều khiển hiện đại có trợ giúp của máy tính

Cơ điện tử là một nhân tố quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa.Nhờ có cơ điên tử trong công nghiệp, các nhà máy đã và đang trở nên hiệu quả hơn trongviệc sử dụng năng lượng, nguyên vật liệu và nguồn nhân lực Tự động hóa trong côngnghiệplàviệcsửdụngcáchệthốngquảnlýnhưmáytính,robotvàcôngnghệthôngtinđể điều khiểncác loại máy móc và quy trình sản xuất khác nhau trong công nghiệp Sau cơ khí hóa, tự độnghóa chính là bước thứ hai trong trong quá trình công nghiệp hóa

Cơđiệntửtrongquátrìnhsảnxuất

Khái niệm “Cơ điện tử” (Mechatronics), bắt nguồn từ “tự động” (automatic) và trở nênphổ biến từ năm 1947, khi tập đoàn General Motors thành lập Bộ phận Tự động hóa Đâycũnglàlúccácngànhcôngnghiệpbắtđầuứngdụngcơchếđiềukhiểnphảnhồi(feedback controller)một cách mạnh mẽ, mặc dù công ngệ này đã được phát minh từ những năm1930

Trong những năm 1970, hệ thống điều khiển phân tán (DCS) đầu tiên đã được phát triểnbởimộtnhómcáckỹsưtạihãngHoneywell,vàcũngtrongthờigiannày,thiếtbịđiềukhiển

lậptrình(PLC)đãđượcphátminhbởiDickMorley.Chođếnngàynay,đâyvẫnlàhaitrong số các hệ thống tựđộng hóa phổ biến nhất trên thế giới

Các kỹ sư công nghiệp từng kỳ vọng rằng các nhà máy sẽ trở nên hoàn toàn tự động ítnhất là từ giữa thế kỷ 20 Các cuộc chạy đua tự động hóa bắt đầu từ những năm 1980, khicácnhàsảnxuấtxehơicủaMỹđãđưaratầmnhìnvềmột“dâychuyềnsảnxuấtkhôngcon người”, nghĩa làtoàn bộ quy trình sản xuất sẽ do robot thực hiện Tuy nhiên, cho đến tận ngày nay, đây vẫn mớichỉ là một ý tưởng xa vời Viễn cảnh về một nhà máy tự động hóahoàntoàncóthểsẽrấtlâumớitrởthànhhiệnthực,songhiệnnay,tựđộnghóađãđượcứng dụng phổ biến

và có ý nghĩa quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp Một hệ thống tự động hóa cũng cónhững ưu và nhược điểm nhất định

kỳ chuẩn xác.

Lắp ráp là khâu cuối cùng của quá trình sản xuất Trong quá trình lắp ráp người ta thựchiện liên kết các chi tiết với nhau để tạo ra sản phẩm yêu cầu Trong những năm gần đây,lượng sản phẩm xã hội tăng mạnh, mức độ phức tạp và chất lượng của chúng ngày càngcao Do vậy, khối lượng các công việc có liên quan đến lắp ráp sản phẩm ngày càng tăng,nhu cầu về lắp ráp tự động càng hết sức cấp bách.Tuy vậy, lắp ráp tự động là một vấn đềrấtphứctạp.Khiápdụnghệthốnglắpráptựđộng,phảigiảiquyếtmộtloạtcácvấnđềnhư định vị, hiệuchỉnh vị trí tương đối của các chi tiết và cụm chi tiết, vận chuyển, kiểm tra, thử nghiệm sảnphẩm Cũng như quá trình gia công cơ, quá trình lắp ráp có ảnh hưởngtrựctiếpđếnchấtlượngvàtuổithọcủasảnphẩm.Chínhtrongquátrìnhlắpráp,cácthông số kỹ thuậtthiết kế sẽ được đảm bảo Để có thể thực hiện quá trình lắp ráp tự động, bản thâncác chitiết

và cụmchitiếttham giavào quá trìnhlắpráp phải có tínhcôngnghệ cao, không cần đến cácnguyên công gia công cơ và sửa nguội khi lắp ráp, dễ định vị và vận chuyển, cho phép sửdụng các công nghệ và thiết bị lắp ráp tiên tiến, hiện đại

Côngnghệ kỹthuậttự độnghóa đã đượcáp dụngvào lắpráp tự động.Đây làứngdụngtiếnhànhđưamộtphầnhoặctoànbộhoạtđộngsảnxuấttừsứclaođộngcủaconngườiđến cho máy mócthiết bị Điểm đặc biệt của quy trình tự động hóa là không cần sự canthiệp quá nhiều của conngười để vận hành máy móc Máy móc có thể tự hoạt động một cách linh hoạt và trơn trunhờ vào các hệ thống điều khiển khác nhau

1.2 Mục tiêuđềtài

Mục đích của việc nghiên cứu và thực hiện đề tài này là phát huy, ứng dụng các kiếnthức mà mình được được học trên trường lớp vào đề tài cụ thể Kiểm tra lại nhữngk i ế n

t h ứ c đãhọctạitrường,nângcaotrìnhđộchuyênmôntrongquátrìnhnghiêncứu,đồngthời qua đóđánh giá được lượng kiến thức đã đạt để thi công mô hình, đồng thời phát huy tính sáng tạo,cải thiện khả năng giải quyết vần đề theo yêu cầu đặt ra Đây cũng là cơ hội cho em khẳngđịnh mình trước khi ra trường và làm việc cho các công ty trong môi trường chuyên nghiệpsau này

Với mục đích nhằm đáp ứng nhu cầu lắp ráp chi tiết, máy móc một cách tự động giúptiết kiệm thời gian và chi phí thì em đã chọn đề tài “Thiết kế hệ thống lắp ráp tự động sửdụng PLC”

 Nghiêncứuápdụngcácphươngphápmô hìnhhoávàmôphỏngcôngnghệlắpráp với mục đích tối ưu hoá quá trình.

 Ngành công nghiệp điện tử: Các doanh nghiệp sản xuất thiết bị điện tử như điệnthoạidiđộng,máytínhvàmáytínhbảngđãápdụnghệthốnglắpráptựđộngđểtối ưu hóa quátrình sản xuất Các robot và máy móc tự động giúp lắp ráp và kiểm tra các linh kiện với

độ chính xác cao

 Sảnxuấtthựcphẩm:Trongngànhthựcphẩm,hệthốnglắpráptựđộngđượcsửdụng để sản xuấthàng loạt sản phẩm như bánh kẹo, bánh mỳ và đồ uống Các máy móc

tự động thực hiện các công việc như đóng gói, nghiền, và pha chế, giúp tăng năngsuất và đảm bảo sự đồng nhất trong sản phẩm.

 Sản xuất dược phẩm: Công nghiệp dược phẩm cũng sử dụng hệ thống lắp ráp tựđộng để sản xuất và đóng gói các loại thuốc Các hệ thống này giúp đảm bảo sựchính xác trong liều lượng và chất lượng sản phẩm

 Công nghiệp điện: Hệ thống lắp ráp tự động được sử dụng trong sản xuất các sảnphẩm điện, bao gồm bộ điện tử, mạch in, và các thành phần điện tử Điều này giúptăng hiệu quả và độ chính xác trong quá trình sản xuất

 Quảný rác thải:Trong lĩnhvực quảnlýrác thải,các hệ thốnglắpráp tự động đượcsửđểtáchvàphânloạirácthảikhácnhau.Cácmáymóctựđộnggiúpnângcaokhả năng tái chế

và giảm thiểu tác động đến môi trường

Hình1.1:Lắprápghếxedulịchthủcông

Hình1.2:Lắprápthùngxebenthủcông

Hình1.4:Cánhtayrobotlắpráptủđiệntựđộng

Hình1.5:HệthốnglắpráptựđộngtrongnhàmáyôtôVinFast

Hình1.7:Lắpráplinhkiệnđiệntửbằngthủcông

1.7 Nhiệmvụcủahệthốnglắpráptựđộng:

1.7.1 Cácnhiệmvụcơbảncủatựđộnghoá:

Trước khi hình thành máy tự động và các hệ thống tự động phức hợp, tiên tiến, phảinghiêncứukỹlưỡngtấtcảnhữngbộphậncấuthànhhệthống.Cómộtsốyếutốkíchthích nhu cầu ápdụng TĐH Các yếu tố này đồng thời cũng là thách thức và là nhiệm vụ củaTĐH:

 Giảmgiáthànhvànângcaonăngsuấtlaođộng

Trong mọithờiđại, các quá trìnhsảnxuất luônđượcđiềukhiển theo các quy luật kinh tế

Có thể nói giá thành là một trong những yếu tố quan trọng xác định nhu cầu phát triển củaTĐH Không một sản phẩm nào có thể cạnh tranh được nếu giá thành của nó cao hơn cácsản phẩmcùngloại,có tínhnăng tươngđươngcủa các hãngkhác Trong bốicảnh nền kinh tếluôn phải đối phó với các hiện tượng như lạm phát, chi phí cho vật tư, lao động,quảngcáovàbánhàngngàycàngtăng,buộccôngnghiệpchếtạophảitìmkiếmcácphương

phápsảnxuấttốtnhấtđểgiảmgiáthànhsản phẩm.Mặtkhácnhucầunângcaochấtlượng sản phẩm sẽlàm tăng mức độ phức tạp của quá trình gia công Khối lượng các công việcđơngiảnchophéptrảlươngthấpsẽgiảmnhiều.Chiphíchođàotạocôngnhânvàđộingũ phục vụ, giáthành thiết bị cũng tăng theo Đây là động lực mạnh kích thích sựp h á t t r i ể n c ủ a T Đ H

 Cảithiệnđiềukiệnsảnxuất

Các quá trìnhsản xuất sử dụngquá nhiềulao độngsốngrất dễ mấtổnđịnhvề giờgiấc, vềchấtlượnggiacôngvànăngsuấtlaođộng,gâykhókhănchoviệcđiềuhànhvàquảnlýsản xuất Các quátrình sản xuất TĐH cho phép loại bỏ các nhược điểm trên Đồng thời, TĐHđãthayđổihẳntínhchấtlaođộng,cảithiệnđiềukiệnlàmviệccủacôngnhân,nhấtlàtrong các khâu độc hại,nặng nhọc, có tính lặp đi lặp lại và nhàm chán, khắc phục dần sự khác nhau giữa lao động trí óc vàlao động chân tay

Nângcaokhảnăngcạnhtranhvàđápứngđiềukiệnsảnxuất-kinhdoanh,cũngnhưnhucầu về sản phẩm sẽquyết định mức độ áp dụng TĐH cần thiết trong quá trình sản xuất.

1.7.2 Nhiệmvụchunghệthốnglắpráptựđộng

Nhiêm vụ chung của hệ thống lắp ráp là căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ lắp mànghiên cứu để tìm hiểu các biện pháp về tổ chức và kỹ thuật làm sao để thiết kế hệthốnglắp ráp đạt hai yêu cầu:

 Cầnthựchiệnquytrìnhcôngnghệlắptheomộttrìnhtựchợplýthôngquaviệc thiết kế sơ

 Hình thức lắp ráp cố định tập trung đòi hỏi diện tích mặt phẳng làm việc lớn,cần thợ có trình độ và tính vạn năng cao, đồng thời có chu kỳ lắp ráp một sảnphẩm lớn, năng suất thấp.

 Lắprápcốđịnhphântán:

 Hìnhthứclắprápnàythíchhợpvớinhữngsảnphẩmphứctạp,cóthểchiathành nhiều bộphận lắp ráp, thực hiện ở nhiều nơi độc lập Sau đó mới tiến hành lắp các bộ phận lạithành sản phẩm ở một địa điểm nhất định

 Sovới hình thức lắpráptậptrung,hìnhthức này cho năngsuấtcao hơn,khôngđòihỏitrìnhđộtaynghềvàtínhvạnnăngcủacôngnhâncao.Dođóhạđượcgiá thành chế tạosản phẩm

 Nếu sản lượng càng lớn thì có thể càng phân nhỏ sản phẩm lắp thành nhiều bộphậnvà cụm.Mỗivịtrílắpchỉcósốnguyên côngnhấtđịnh,côngnhânlắp rápđượcchuyênmônhoácaotheonguyêncông.Vìvậyhìnhthứcnàythườngdùng trong sảnxuất dạng trung bình

1.8.2 Lắprápdiđộng:

Trong hình thức lắp ráp di động, đối tượng lắp được chuyển từ vị trí này sang vị tríkhácphù hợpvớiquytrìnhcông nghệlắpráp Tạimỗivịtrílắp,đốitượngđượcthực hiện một hoặcmột số nguyên công nhất định

Theotínhchấtdiđộngcủađốitượnglắpráp,ngườitaphânthành:

 Lắprápdiđộngtựdo:

Đậy là hình thức tổ chức lắp ráp mà tại mỗi vị trí lắp được thực hiện hoàn chỉnh mộtnguyên công lắp ráp xác định, sau đó đối tượng lắp mới được di chuyển tới vị trí lắp tiếptheocủaquytrìnhcôngnghệlắpchứkhôngtheonhịpcủachukỳlắp.Sựdichuyểncủađối tượng lắp đượcthực hiện bằng các phương tiện như xe đẩy, cần trục…

 Lắprápdiđộngcưỡngbức:

Đâylàhìnhthứctổchứclắprápmàquátrìnhdiđộngcủađốitượnglắpđượcđiềukhiển

thốngnhất,phùhợpvớinhịpđộcủachukỳlắpnhờcácthiếtbịnhư:băngchuyền,xíchtải, xe ray…

 Theohìnhthứcdiđộng,ngườitachialắprápdiđộngcưỡngbứcrahaidạng:

 Lắp ráp di động cưỡng bức liên tục: đối tượng lắp được di chuyển liên tục vàcông nhân thực hiện các thao tác lắp trong khi đối tượng lắp chuyển động liêntục Bởi vậy trong hình thức này, cần phải xác định vận tốc chuyển động củađối tượng lắp hợp lý để đảm bảo yêu cầu của chất lượng lắp và hoàn thànhnguyên công lắp thoả mãn chu kỳ lắp

 Lắp ráp di động cưỡng bức gián đoạn: làhình thức lắp mà đối tượng lắp đượcdựng lại ở các vị trí lắp để công nhân thực hiện các nguyên công lắp ráp trongkhoảng thời gian xác định, sau đó đối tượng lắp di chuyển đến vị trí lắp tiếptheo.Tổngthờigiandừnglạiởcácvịtrílắpviệcdichuyểntươngứngvớithời gian nhịpsản xuất

 Lắp ráp di động cưỡng bức liên tục có năng suất cao hơn nhưng độ chính xáclại thấp hơn so với lắp ráp di động cưỡng bức gián đoạn vì trong quá trình lắpviệc kiểm tra chất lượng bị ảnh hưởng bởi chấn động của cơ cấu vận chuyển.Dođó,đểđạtđượcđộchínhxácưviệcnăngsuấtlắprápthìdùnghìnhthứclắp ráp di độngcưỡng bức gián đoạn

1.8.3 Lắprápdâychuyền

Hình thức lắp ráp dây chuyền là hình thức lắp, trong đó sản phẩm lắp được thực hiệnmột cách liên tục quá các vị trí lắp trong một khoảng thời gian xác định ở đây, các sảnphẩm lắp di động cưỡng bức gián đoạn hay di động cưỡng bức liên tục

 Cần xác định chính xác số lượng công nhân có trình độ tay nghề phù hợp vớitính chất lắp ở các vị trí nguyên công lắp, lựa chọn trang thiết bị, đồ gá,cácdụng cụ phù hợp và cần thiết cho mỗi nguyên công

 Phảiđảmbảocungcấpđầyđủvàkịpthờitớichỗlàmviệccácchitiết,cụmhay bộ phận phục

vụ cho quá trình lắp ráp để dây chuyền làm việc liên tục

 Thiết kế quy trình công nghệ lắp ráp theo dây chuyền đòi hỏi khối lượng tínhtoán lớn, tỉ mỉ và chính xác tùy theo quy mô sản xuất, mức độ phức tạpcủanhững động tác lắp và điều kiện công nghệ lắp ráp

 Côngnghệlắpráptheodâychuyềncócácưuđiểmsau:

 Côngnhânlắprápđượcchuyênmônhoácao,sửdụnghợplý,dođó,giảmđược thời gian lắp ráp.

 Bướclắpráp:làmộtphầncủanguyêncông,đượcquyđịnhbởisựkhôngthay đổi vị trídụng cụ lắp

 Xâydựngnhữngtàiliệucầnthiết:bảnvẽ,sơđồlắp,thốngkêdụngcụ,hướng dẫn cáchlắp, kiểm tra

1.9.3 Lậpsơđồlắpráp

Mộtsảnphẩmcónhiềubộphận,mỗibộphậncónhiềucụm,mỗicụmcóthểcó

nhiềunhóm,mỗinhómgồmnhiềuchitiếthợpthành.Tacóthểgọicácphầnchianhỏđólà một đơn vị lắp(có thể là bộ phận, cụm hay nhóm)

Trongcácchitiếtcủamộtđơnvịlắp,tachọnmộtchitiếtmàtrongquátrìnhlắpcác chi tiết khác

sẽ lắp lên nó Chi tiết này gọi là chi tiết cơ sở

Từđây,tatiếnhànhxâydựngsơđồlắp.Trongsốcácchitiếtcủamộtđơnvịlắp,ta tìm chi tiết cơ

sở, rồi lắp các chi tiết khác lên chi tiết cơ sở theo một thứ tự xác định Nói chung, các chi tiếtlắp với nhau thành nhóm, các nhóm lắp với nhau thành cụm, các cụm lắp với nhau thành bộphận, các bộ phận lắp với nhau thành sản phẩm

1.10 Thiếtkếvật

1.10.1 Phôi

Hình1.8:Phôi

1.10.2 Vật

1.10.3 Đếđựngvật

Hình1.10Đếđựngvật

1.10.4 Tấmđỡphôi

Hình1.11Tấmđỡphôi

Kếtluận: Hệthốnglắpráptựđộngđượcápdụnghầuhếtchocácngànhcôngnghiệpđiện tử, cơ khí,

thiết bị gia dụng, sản xuất ô tô xe máy,… chứng tỏ cho hiệu quả trong côngnghiệpvàtrongsảnxuất.Tuy nhiên,để có thểlựachọn đượchệ thốnghợplýcầnxemxétnhiềuyếutố,đặcđiểmcủanhàmáysảnxuất, quymônhàmáy, Hệthốnglắpráptựđộng sẽ là xuhướng trong công nghiệp hóa nhà máy

2 Tăng hiệu suất: Hệ thống lắp ráp tự động giúp tăng hiệu suất sản xuất bằng cáchthựchiệnnhiệmvụnàynhanhhơnvàcóđộchínhxáccaohơnsovớiviệcthựchiện thủ công.Điều này giúp giảm thời gian sản xuất và tối ưu hóa nguồn lực.

3 Đảm bảo chính xác: Hệ thống lắp ráp tự động giúp đảm bảo rằng các thành phầnhoặcsảnphẩmđượclắprápvàovịtríchínhxác,giúptránhsaisótvàđảmbảochất lượng sảnphẩm

4 Giảm sự phụ thuộc vào lao động: Sử dụng hệ thống lắp ráp tự động giúp giảm sựphụthuộcvàolaođộng,đặcbiệttrongcácmôitrườngsảnxuấtđòihỏisựchínhxác và tốc độcao

5 Tíchhợptrongdâychuyềnsảnxuấttựđộng:Hệthốnglắpráptựđộngthườngđược tích hợp vàodây chuyền sản xuất tự động hoặc hệ thống tự động hóa để tạo ra quy trình sản xuất liềnmạch

6 Giámsátvàkiểmsoát:Hệthốngnàythườngđượckếthợpvớicáccảmbiếnvàphần mềm kiểmsoát để theo dõi và điều khiển quá trình lắp ráp Nó có thể tự động điều chỉnh để đảm bảo sựchính xác và hiệu suất tối ưu

o Quá trình diễn ra lắp ráp các vật vào khung để thành sản phẩm có 2 loại: hìnhvuôngvàhìnhtròn.Sảnphẩmsẽđượclắprápvàokhungđểthànhsảnphẩmhoàn chỉnh và đượcđưa vào thùng đóng gói

2.2 Sơđồ khối củahệthống

Hình2.1:sơđồkhối

+Khốinguồn:Gồmcáclinhkiệntácđộngđếncôngxuất,dòngđiệncungcấpnănglượng thích hợp cho mô hình hệ thống

+KhốiTínHiệu:Gồm2cảmbiếnquangpháthiệnsảnphẩmvàđưatínhiệuvềPLCđể mã hóa tín hiệu

+ Khối Điều Khiển: Gồm 1 PLC S7-1200 xử lý tín hiệu từ cảm biến và cánh tay robot xuất tín hiệu được mã hóa

+ Khối Vận Chuyển: Bao gồm 2 băng tải đểđưa sản phẩm vào, cánh tay robot (1 bộb á n h r ă n g , 1 p i t t o n g , 1 x y l a n h ) đ ể đ ư a s ả n p h ẩ m

n h ậ p v à x u ấ t

+Khốilưutrữ:Gồmcónhiềungănchiathànhbốnkhuvựcđểsảnphẩmvàotrongthùng

Robot sẽ sẽ di chuyển đến cuối thanh trượt và gắp vật bỏ vào thùng Tiếp theo sẽ làm lạicác bước như đầu.

Yêucầu:Vậnchuyểnđượcsảnphẩmvớitốcđộphùhợpvàổnđịnhgiúphệthống không quá

nhanh cũng không quá chậm, cân bằng được sản phẩm

2.4.2 Hệthốngđiềukhiển

Yêucầu:ĐiềukhiểncánhtayRobotđểlấyvậtvàokhungvàlấysảnphẩmrakhỏi

băngtảivớiđộchínhxáccaotránhgắptrượtlàmrơivỡsảnphẩmhưhạichohệthống Đặt sản phẩm vàođúng vị trí theo yêu cầu

 Cánhtayrobot4Rlàmộttrongnhữngcấutrúcphổbiếntronglĩnhvựcrobothọc, được thiết kế

để thực hiện các chuyển động linh hoạt và chính xác Bài báo cáo này sẽ tập trung vàocấu trúc, nguyên lý hoạt động, và ứng dụng của cánh tay robot 4R

 ĐốiTượng3(R3):Liênkếtthứba,nốivớiđốitượng2,cungcấpkhả năng quay và

di chuyển

 ĐốiTượng4(R4):Liênkếtcuốicùng,thườnglàcôngcụhoặcend-effector, được gắnkết vào đối tượng 3

 HànvàGiaCông:Các ứngdụngkhácbaogồmhànvàgiacông,nơicầnchính xác và độ linh hoạt cao

 Nghiên Cứu và Phát Triển: Trong lĩnh vực nghiên cứu, cánh tay robot 4R thườngđượcsửdụngđểthửnghiệmvàpháttriểncácthuậttoánvàhệthống điều

2.5.6 Ứngdụngtươnglai

 YTế:Sửdụngtrongphẫuthuậtvàchămsócbệnhnhân

 DịchVụvàGiaoHàng:Cánhtayrobot4Rcóthểđượctíchhợpvào dịchvụgiao hàng tự động và quản lý hàng tồn kho

 CôngNghiệpHàngKhông:Ứngdụngtrongviệckiểmtravàbảodưỡngmáybay

 KếtLuận:Robotquay4Rđóngvaitròquantrọngtrongnângcaohiệusuấtcủaquy trình sản xuất và lắp ráp tự động Sự linh hoạt và đa nhiệm của chúng làm cho chúng trở thành một công cụ quan trọng trong ngành công nghiệp và còn là đối tượng nghiên cứu để phát triển các ứng dụng tiên tiến trong tương lai

CHƯƠNG3 TÍNHTOÁN THIẾTKẾMÔ HÌNH CỦAHỆTHỐNG 3.1 Hệthốngbăngtải

Dựa trên các thôngsốthực của các thiết bị đượcsử dụngtrong môhìnhchúngem thiết kế

hệ thống tỉ lệ tương đương với các bộ phận đó Phương án thiết thiết kế của nhóm em baogồm về cơ khí và phần mềm

Nhómchúngemthiết kếdựatrên mộtsốbăngtảicôngnghiệpnhư vớitỷlệnhỏ hơnđểthuậnlợitrongviệcdichuyểncũngnhưlắprápvớitỷlệ60x10(cm)cùngvớiđộngcơgiảm tốc được đặc tạimột đầu băng tải

Nguyên lý khi đông cơ giảm tốc được cấp nguồn điện 24v lúc đó trục lăn được gắn vớiđầuđộngcơsẽchạyvớitốcđộnhấtđịnhkéotheobăngtảichuyểnđộngđồngthờitrụclăn phía đầu cònlại sẽ lăn theo để làm cho băng tải trượt trên khung một cách trơn tru hơn

Các cơ cấu truyền động có thể sử dụng động cơ DC giảm tốc hoặc kết hợp động cơ

DC với bộ truyền xích hoặc bộ truyền đai