báo cáo tiểu luận chủ đề 7 sử dụng rt toolbox2 mô phỏng hệ thống hàn sản phẩm

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀIYêu cầu của đề tài 3Sử dụng RT Toolbox2 để mô phỏng hệ thống hàn sản phẩm như sau:Hình 0-1 Đề tài đặt ra Ban đầu 2 khối như hình đặt trên 2 khay. Robot sử dụng tay g

Khái niệm

Robot là một loại máy có thể thực hiện các công việc một cách tự động, được điều khiển bởi máy tính hoặc các vi mạch điện tử được lập trình Robot được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm sản xuất, dịch vụ, y tế, và quân sự.

Hầu hết các robot đều sử dụng động cơ điện để tạo ra chuyển động Các loại động cơ điện phổ biến được sử dụng trong robot bao gồm: Động cơ DC chổi than: Động cơ DC chổi than là loại động cơ điện phổ biến nhất được sử dụng trong robot Động cơ này có ưu điểm là giá thành rẻ, dễ sử dụng, và có khả năng điều khiển tốc độ và mô-men xoắn chính xác Tuy nhiên, động cơ

DC chổi than cũng có nhược điểm là sinh nhiệt cao, và có thời gian hoạt động ngắn. Động cơ DC không chổi than: Động cơ DC không chổi than là loại động cơ điện hiện đại, có nhiều ưu điểm vượt trội so với động cơ DC chổi than Động cơ này không sinh nhiệt, có thời gian hoạt động dài, và có khả năng điều khiển tốc độ và mô-men xoắn chính xác hơn Tuy nhiên, động cơ DC không chổi than cũng có nhược điểm là giá thành cao hơn. Động cơ AC: Động cơ AC là loại động cơ điện được sử dụng rộng rãi trong các robot công nghiệp và các máy CNC Động cơ này có ưu điểm là công suất lớn, và có khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt Tuy nhiên, động cơ AC cũng có nhược điểm là khó điều khiển tốc độ và mô-men xoắn.

GVHD: ThS Thiều Quang Trí Đề Tài: Sử dụng RT Toolbox2 để mô phỏng hệ thống hàn sản phẩm

BÁO CÁO MÔN HỌCTrang 2|50

Chức năng

Robot được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực lắp ráp ô tô tại các nhà máy sản xuất, thường được trang bị cánh tay cơ khí để thực hiện các nhiệm vụ như hàn và vặn các bộ phận của ô tô để tạo thành sản phẩm hoàn chỉnh Tính đến hiện nay, vai trò của robot không chỉ giới hạn trong ngành công nghiệp mà còn mở rộng đáng kể vào cuộc sống hàng ngày của con người.

Chức năng chính của robot là thay thế và mô phỏng các hành động của con người, mang lại nhiều lợi ích tiện ích và tiết kiệm năng lượng Dưới đây là một số ứng dụng của robot đối với con người:

Lắp ráp trong Công Nghiệp: Sử dụng trong các nhà máy sản xuất để thực hiện quy trình lắp ráp ô tô và các sản phẩm khác.

Làm Việc trong Nhà Xưởng Công Nghiệp: Thực hiện các công việc liên quan đến sản xuất và chế tạo trong môi trường công nghiệp.

Hỗ Trợ Người Cao Tuổi: Robot có thể hỗ trợ và đồng hành với người cao tuổi, giúp họ thực hiện các nhiệm vụ hàng ngày một cách dễ dàng.

Robot Gia Đình Tự Động: Thực hiện các công việc gia đình như hút bụi, cắt cỏ, giúp giảm gánh nặng công việc cho gia đình.

Hỗ Trợ Quản Lý Kho Hàng: Robot có khả năng tìm kiếm và sắp xếp hàng hóa trong môi trường lưu kho.

Máy Dò Mìn: Sử dụng trong các khu vực chiến sự để phát hiện và xử lý mìn một cách an toàn.

Việc sử dụng robot không chỉ giúp tăng cường hiệu suất sản xuất mà còn mang lại nhiều lợi ích trong việc hỗ trợ cuộc sống hàng ngày và giảm bớt công sức lao động của con người.

BÁO CÁO MÔN HỌC Trang 3|50

4.1 Khái quát về cánh tay robot

Cánh tay đóng vai trò quan trọng trong khả năng linh hoạt của con người, vận động thông qua hệ thống mạch máu và thần kinh

Khái niệm này đã thúc đẩy sự sáng tạo trong việc phát triển cánh tay robot, có khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ như sơn, hàn, gắp, và lắp ráp ô tô Cấu trúc của cánh tay robot được thiết kế để linh hoạt và có thể là toàn bộ hoặc một phần của robot phức tạp hơn Sự kết nối thông qua các khớp nối cho phép chuyển động quay hoặc chuyển dịch

Ví dụ, trong lắp ráp ô tô, cánh tay robot thực hiện hàn và xoay phần vị trí, trong khi một ứng dụng khác có thể là giải trừ bom và xử lý bom.

K HÁI QUÁT VỀ CÁNH TAY ROBOT 3

Các loại cánh tay robot

Có nhiều loại robot được thiết kế để phục vụ các mục đích cụ thể trong lĩnh vực công nghiệp:

Robot giàn: Robot này có cánh tay với ba khớp lăng trụ, được ứng dụng trong việc chọn và đặt công việc, cũng như trong các ứng dụng lắp ráp, xử lý chất bịt kín, và hàn hồ quang

Robot hình trụ: Sử dụng cho các công việc lắp ráp, xử lý tại máy công cụ, hàn điểm, và xử lý tại máy đúc áp Robot này có trục tạo thành một hệ tọa độ hình trụ. Robot hình cầu: Thích hợp cho xử lý công cụ máy, hàn điểm, đúc áp, máy fettling, hàn khí, và hàn hồ quang Được thiết kế với trục tạo thành một hệ tọa độ cực.

SCARA robot: Loại robot này có hai khớp quay song song, cung cấp sự tuân thủ trong một mặt phẳng Sử dụng cho các công việc lắp ráp và xử lý máy.

Robot song song: Robot này có cánh tay khớp nối lăng trụ hoặc khớp quay, sử dụng nền tảng di động giống như buồng lái chuyến bay, phục vụ trong việc xử lý mô phỏng.

Robot nhân tạo: Thiết kế tương tự như bàn tay con người, với ngón tay và ngón cái độc lập.

Robot khớp nối: Robot này có cánh tay với ít nhất ba khớp quay, ví dụ như robot có chân hoặc cánh tay robot công nghiệp với 3 bậc hoặc 4 bậc.

Ứng dụng

- Thực hiện lắp ráp linh kiện điện tử, xử lý các công cụ máy và hàn hồ quang.

- Sử dụng phân loại và sắp xếp sản xuất

- Sử dụng trong ngành sản xuất ô tô

- Xử lý các công cụ máy, hàn điểm, diecasting, máy fettling, hàn khí.

- Sử dụng trong xếp Pallet

- Sử dụng trong ngành đồ uống, thực phẩm

Phần mềm RT ToolBox

Phần mềm PC này hỗ trợ mọi thứ từ khởi động hệ thống đến gỡ lỗi, mô phỏng, bảo trì và vận hành Robot Điều này bao gồm lập trình và chỉnh sửa, kiểm tra hoạt động trước khi cài đặt rô bốt, đo thời gian chỉnh sửa quy trình, gỡ lỗi trong quá trình khởi động rô bốt, giám sát hoạt động của rô bốt sau khi khởi động và xử lý sự cố.

Hình 1-3 Phần mềm RT Toolbox2 của Mitsubishi

BÁO CÁO MÔN HỌCTrang 7|50

ROBOT RV-7F-D 7

T ÊN MÔ HÌNH ROBOT 8

1.1.1 Cách xác định mô hình robot

Hình 2-4 Cánh tay Robot RV – 7F – D − SHxx

- RV: Cấu trúc robot là loại nút kép, nằm dọc

- 7: Công suất tải tối đa là 7kg

- Chiều dài cánh tay là chiều dài tiêu chuẩn

- D: Loại bộ điều khiển CR750−D

- SHxx: Thông số kỹ thuật đấu dây bên trong

Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật đấu dây bên trong

Bảng 2.3 Hình 2 4 Bảng thông số kỹ thuật

Hình 2-5 Mặt cắt phải trên của Robot RV-7FM-D

Hình 2-6 Mặt cắt bên của robot RV-7FM-D 3.1.1 Ưu điểm Độ lặp lại và độ chính xác cao: Robot có độ lặp lại ±0,02 mm, đảm bảo hoạt động nhất quán và chính xác góp phần cải thiện năng suất với vận hành tần số cao giúp nâng cao hiệu suất vận hành liên tục bằng cách áp dụng các động cơ nội bộ và rà soát hệ thống phát hiện tình trạng quá tải Có thể làm việc dưới chuyển động tần số cao. Động cơ servo tích hợp: RV-7F có động cơ servo hiệu suất cao giúp chuyển động ở tốc độ cao, giảm thời gian chờ đợi giúp tăng hiệu quả năng xuất và giảm lỗi trong quá trình sản xuất.

Giao diện lập trình dễ sử dụng: Giao diện lập trình của rô-bốt là một phần mềm đơn giản trực quan và dễ sử dụng, giúp giảm thiểu thời gian học tập cho người vận hành Ngoài ra còn cung cấp các công cụ lập trình tiện ích để giúp người dùng lập trình và điều khiển robot một cách hiệu quả.

Thiết kế nhỏ gọn và linh hoạt: RV-7F có diện tích nhỏ giúp rô-bốt có thể hoạt động trong nhiều ứng dụng khác nhau, giải quyết các thuật toán trong thời gian không giới hạn chế độ và cho phép lắp đặt thiết bị ở những không gian chật hẹp.

Giới hạn tải trọng: Robot RV-7F có khả năng tải trọng tối đa là 7kg và phiên bản RV-7F-1D chỉ có thể tải trọng tối đa là 1kg, điều này có nghĩa là nó không thể xử lý những vật thể có trọng lượng lớn hơn.

Giới hạn tầm với: Tầm với của robot RV-7F là 928mm, vì vậy nó có giới hạn trong việc di chuyển và xử lý các vật thể ở khoảng cách xa.

Không thể thay thế hoàn toàn người lao động: Robot RV-7F chỉ có thể thực hiện những tác vụ được lập trình trước đó và không thể thay thế hoàn toàn vai trò của con người trong các tác vụ phức tạp và đa dạng.

5.1 Bộ điều khiển loại D Đây là một bộ điều khiển độc lập, tương tự như các loại thông thường Bộ điều khiển robot có thể được sử dụng như điều khiển tập trung để xây dựng cơ sở. Các giao diện khác nhau như là một tính năng tiêu chuẩn để xây dựng một hệ thống phù hợp nhất với ứng dụng của khách hàng.

Hình 2-7 Bộ điều khiển loại D

CHƯƠNG 3 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC ROBOT

RV−7FM−D 3.1 Đặt tọa độ cho cánh tay robot

Hình 3-8 Tọa độ cánh tay robot

4.1 Xác định các thông số Denavit−Hartenberg.

Trong đó: a : là khoảng cách giữa hai trục z.

: là góc giữa hai trục z. d : là khoảng cách giữa hai trục x.

: là góc giữa hai trục x.

5.1 Tìm ma trận thuần nhất.

6.1 Tính phương trình động học.

7.1 Phương trình động học của robot:

CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA ROBOT TRÊN RT

Sử dụng RT Toolbox2 để mô phỏng hệ thống hàn sản phẩm theo yêu cầu: Ban đầu 2 khối như hình đặt trên 2 khay.

- Robot sử dụng tay gắp để chuyển 2 khối này xếp như hình và đặt trên bàn.

- Robot thay tay gắp thành đầu que hàn và thực hiện quá trình hàn 2 khối lại với nhau (đầu que hàn di chuyển theo các đường tiếp xúc của 2 khối).

- Sau khi hàn xong dùng tay gắp để gắp vật để lên băng chuyền

Hình 4-9 Thiết kế hệ thống theo đề bài 4.1 Thiết kế tay gắp

1.1.1 Hand ở trạng thái mặc định

2.1.1 Hand mở rộng trước khi gắp vật thể

Hình 4-11 Hand mở rộng trước khi gắp vật thể 3.1.1 Hand khi gắp vật thể

Hình 4-12 Hand khi gắp khối 1

Hình 4-14 Hand khi gắp khối chữ T

Hình 4-15 Que hàn 5.1 Thiết kế vật thể

1.1.1 Thiết kế các kệ đỡ

2.1.1 Thiết kế các khối 1 và khối 2, khối chữ T

Hình 4-21 Khối chữ T 3.1.1 Thiết kế băng chuyền

6.1 Cài đặt điều kiện cho các vật thể

1.1.1 Cài đặt điều kiện cho các khối trên các kệ

Set điều kiện cho khối 1 trên khay 1 với “Start signal” là 15:

 ON OFF: output signal, Bit size: 1, Signal value: 0

 OFF ON: output signal, Bit size: 1, Signal value: 1

Hình 4-23 Cài đặt điều kiện cho khối 1

ON OFF: output signal, Bit size: 1, Signal value: 0

OFF ON: output signal, Bit size: 1, Signal value: 1

Set điều kiện cho khối chữ T trên bàn với “Start signal” lần lượt là 22 và 23:

Hình 4-25 Cài đặt điều kiện cho khối chữ T trên bàn

Set điều kiện cho khối chữ T trên băng chuyền với “Start signal” lần lượt là

Hình 4-27 Cài đặt điều kiện cho khối chữ T trên băn chuyền

7.1 Tọa độ vị trí di chuyển của cánh tay robot RV−7FM−D

Bảng 4.5 Tọa độ vị trí di chuyển của cánh tay robot

Click vào đây để xem video mô phỏng hoạt động của hệ thống trên.

Robot chuyển động mượt không có lỗi khi chuyển đổi 2 đầu của tay cầm.

Có thể phát triển cánh tay nhiều khớp động hơn và có thể chuyển đổi nhiều loại đầu của tay cầm hơn.

Tiếng Việt https://drive.google.com/drive/folders/1uMn8cEgjSwMAUg8WZjS6UsiMtRole6Kn

MITSUBISHI ELECTRIC VIETNAM FA CENTER

T HIẾT KẾ TAY GẮP 23