ĐỀ TÀI 1 (Nhóm 1) Sử dụng RT Toolbox2 để mô phỏng hệ thống chiếc rót trên băng chuyền (Mô hình có sẵn trong chương trình). Trong đó cánh tay robot dùng để gắp chai đã đầy trên băng chuyền ra thùng 16 (8x3) chai.
Trang 1111Equation Chapter 1 Section 1TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNGKHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
TIỂU LUẬN GIỮA KÌ
ĐỀ TÀI: SỬ DỤNG RT TOOLBOX2 ĐỂ MÔPHỎNG HỆ THỐNG CHIẾT RÓT TRÊN
BĂNG CHUYỀN
KỸ THUẬT ROBOTNhóm: 01
GVHD: ThS Thiều Quang Trí
Trang 2THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2024Danh sách thực hiện nhóm 1
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc và lòng biết ơn chân thành nhất đến ThầyThiều Quang Trí, thầy đã tận tình chia sẻ những kiến thức, kinh nghiệm quý báu và hướngdẫn chúng em tận tình trong thời gian làm tiểu luận Những lời nhận xét, góp ý của thầy đãtạo nên những tiền đề, để chúng em có định hướng đúng đắn, nhìn ra được ưu khuyết điểmcủa bản thân và có thể phân tích và giải quyết vấn đề một cách hợp lý nhất Nhờ đó màchúng em đã hoàn thành bài tiểu luận của mình được tốt hơn.
Mặc dù đã cố gắng hết mình để hoàn thành báo cáo môn học trong phạm vi, khảnăng bản thân Tuy nhiên, chúng em sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và sai lầm Emrất mong nhận được sự cảm thông và chỉ bảo tận tình của thầy.
Xin chân thành cảm ơn thầy!
TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2024 Tác giả
Nhóm 1
Trang 4MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1
1.1 GIỚITHIỆUĐỀTÀI 1
2.2 CÁNHTAY ROBOTCÓCHỨCNĂNGGÌTRONGCÔNGNGHIỆP 2
2.3 CÁNHTAY ROBOT MITSUBISHI 3
2.4 ƯUĐIỂMVÀNHƯỢCĐIỂMCÁNHTAYROBOT 4
Ưu điểm của cánh tay robot công nghiệp: 4
Nhược điểm của cánh tay robot công nghiệp: 5
2.5 CÁCLĨNHVỰCMÀCÁNHTAYROBOTĐANGĐƯỢCSỬDỤNG 5
Một vài lệnh code cơ bản 14
CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG ROBOT 17
4.1 NGUYÊNLÝHOẠTĐỘNG 17
4.2 CÁNHTAY ROBOT MITSUBISHI RV-7F-D 18
4.3 PHẦNCÁNHTAY ROBOT (HAND LAYOUT) 20
4.4 VẬTTHỂ (LAYOUT) 21
1 Băng chuyền 21
2 Chai nước 22
3 Thùng đựng chai nước (8x2) 23
Trang 54 Cảm biến 24
4.5 CÀIĐẶTTRẠNGTHÁICHOVẬTTHỂ (LAYOUT CONDITION) 25
4.6 CHƯƠNGTRÌNHĐIỀUKHIỂN 26
TÀI LIỆU THAM KHẢO 29PHỤ LỤC30
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 Giới thiệu đề tài
Sử dụng phần mềm RT Toolbox2 để mô phỏng hệ thống chiết rót trên băngchuyền Trong đó cánh tay robot dùng để gắp các chai đã đầy trên băng chuyềnchuyển ra thùng 16 (8x2) chai.
1.2 Mục đích nghiên cứu
Áp dụng kiến thức đã học để mô phỏng sự hoạt động của cánh tay robot trênphần mềm RT Toolbox 2.
1.3 Đối tượng nghiên cứu
Phần mềm RT Toolbox2 và cách hoạt động của Robot Mitsubishi trong hệthống băng chuyền.
1.4 Dự kiến kết quả
Có thể mô phỏng được các chuyển động, cách hoạt động của cánh tay robotnhư (gắp, thả, đóng gói,…).
Trang 6CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CÁNHTAY ROBOT MITSUBISHI
1.5 Khái niệm
Cánh tay robot là một thiết bị công nghệ cao được lập trình để thực hiện cáctác vụ tương tự như cánh tay con người Với khả năng chuyển động linh hoạt và đadạng, cánh tay robot mang lại nhiều lợi ích trong các quy trình công nghiệp và sảnxuất Chúng giúp tăng năng suất, giảm thời gian và tăng tính chính xác trong quátrình làm việc Sự phát triển của cánh tay robot đã mở ra một tương lai hứa hẹn vềsự tự động hóa và hiệu quả sản xuất.
1.6 Cánh tay Robot có chức năng gì trong công nghiệp
Cánh tay robot có chức năng quan trọng trong công nghiệp, đó là thực hiện các công việc mà người dùng lập trình cho nó Dưới đây là một số chức năng chính của cánh tay robot trong công nghiệp:
Vận chuyển và xếp dỡ: Cánh tay robot có thể được sử dụng để vận chuyển các sản phẩm từ vị trí này sang vị trí khác trong quá trình sản xuất Nó có thể nâng và di chuyển các đối tượng nặng hoặc cồng kềnh mà con người khó có thể làm.
Lắp ráp: Cánh tay robot có khả năng thực hiện các nhiệm vụ lắp ráp trong quá trình sản xuất Nó có thể chính xác và nhanh chóng lắp các chi tiết với độ chính xác cao.
Hàn: Cánh tay robot có thể được sử dụng để thực hiện công việc hàn trong quá trình sản xuất Với sự chính xác và độ ổn định, cánh tay robot làm việc tốttrong việc kết nối các chi tiết kim loại.
Kiểm tra và kiểm soát chất lượng: Cánh tay robot có thể được lập trình để thực hiện các công việc kiểm tra và kiểm soát chất lượng trong quá trình sản xuất Chúng có thể kiểm tra kích thước, hình dạng, hoặc khối lượng sản phẩm và đưa ra quyết định xác định việc sản phẩm đạt chuẩn hay không.
Trang 7 Sử dụng máy móc và thiết bị khác: Cánh tay robot có thể được sử dụng để sử dụng máy móc và thiết bị khác trong quá trình sản xuất Ví dụ, cánh tay robot có thể điều khiển máy cắt, máy mài hoặc máy phay để thực hiện các tác vụ cắt, mài hoặc phay chính xác.
Với các chức năng này, cánh tay robot giúp tăng năng suất và độ chính xác trong quá trình sản xuất công nghiệp, đồng thời giảm tác động của con người vàgiảm nguy cơ tai nạn lao động.
1.7 Cánh tay Robot Mitsubishi
Hệ thống robot với trí tuệ nhân tạo của Mitsubishi Electric hiện bao gồm cácrobot cảm biến lực và cảm biến hình ảnh.
Robot trang bị cảm biến lực cho phép hiện thực hoá các quy trình sản xuấtphức tạp, đồng thời liên tục thu thập lại kết quả để đo lường và cải tiến dây chuyềnsản xuất.
Trang 8Ngoài ra, robot còn trang bị cảm biến hình ảnh với camera quan sát giúp tiếtkiệm thời gian lắp đặt robot vào dây chuyển sản xuất lớn, đem lại sự chính xác caovà giảm thời gian cấu hình đến 16 lần.
Đặc biệt, khi robot kết nối với dữ liệu đám mây, robot cho phép sản xuất sảnphẩm tuỳ biến theo nhu cầu cá nhân trong thời gian thực.
Với hệ thống mạng lưới internet tích hợp trong e-F@ctory cùng trung tâmmáy tính có nhiệm vụ phân tích và phản hồi, các nhà sản xuất có thể điều khiển,kiểm soát nhà máy từ xa thông qua chiếc điện thoại thông minh, máy tính bảng hoặcmáy tính xách tay.
Quan trọng hơn hết, robot còn đảm bảo tính an toàn cho con người và cơ sởsản xuất Cụ thể, robot có thể nhận biết sự xuất hiện của con người để tạm dừnghoạt động cho đến khi con người ra đến khu vực an toàn.
1.8 Ưu điểm và nhược điểm cánh tay robotƯu điểm của cánh tay robot công nghiệp:
1 Tăng năng suất: Cánh tay robot có khả năng làm việc liên tục, không mệt
mỏi và không cần nghỉ ngơi như con người, giúp tăng năng suất sản xuất trong quá trình công nghiệp.
2 Độ chính xác cao: Với sự điều chỉnh chính xác, cánh tay robot có thể thực
hiện các công việc cụ thể theo yêu cầu, giảm sai sót và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
3 An toàn làm việc: Cánh tay robot có thể được lập trình để làm việc trong
môi trường nguy hiểm mà con người khó tiếp cận hoặc không an toàn, giúp bảo đảm sự an toàn cho công nhân.
4 Tính linh hoạt: Cánh tay robot có khả năng thực hiện nhiều công việc
khác nhau chỉ thông qua việc thay đổi chương trình, giúp tiết kiệm thời gian và tăngkhả năng ứng dụng trong quá trình sản xuất.
Nhược điểm của cánh tay robot công nghiệp:
Trang 91 Chi phí đầu tư ban đầu cao: Việc mua và cài đặt hệ thống cánh tay robot
công nghiệp yêu cầu một khoản đầu tư lớn, gồm cả chi phí mua máy và chi phí lập trình.
2 Khả năng thích ứng giới hạn: Mặc dù cánh tay robot có tính linh hoạt
cao, nhưng vẫn có những nhiệm vụ đòi hỏi sự linh hoạt và khả năng thích ứng mà chỉ con người mới có thể thực hiện được.
3 Ứng dụng hạn chế: Một số công việc nhạy cảm như làm việc với vật liệu
mềm, nhỏ hoặc mang tính chất không đồng nhất có thể khó khăn hơn cho cánh tay robot thực hiện.
Tóm lại, mặc dù cánh tay robot công nghiệp mang lại nhiều lợi ích đáng kể cho quá trình sản xuất công nghiệp, nhưng vẫn có những hạn chế cần xem xét Chính vì vậy, việc sử dụng cánh tay robot cần được cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo tối ưu hoá hiệu quả và an toàn công việc.
1.9 Các lĩnh vực mà cánh tay robot đang được sử dụng
Cánh tay robot công nghiệp hiện đang được áp dụng trong nhiều lĩnh vựckhác nhau
Sản xuất công nghiệp: Cánh tay robot công nghiệp được sử dụng trong quá
trình sản xuất công nghiệp để thực hiện các công việc có tính lặp lại cao, như lắpráp, hàn, gia công và vận chuyển hàng hóa.
Ô tô và đóng tàu: Cánh tay robot công nghiệp được sử dụng trong ngành ô
tô và đóng tàu để thực hiện các công việc như hàn, sơn, lắp ráp và kiểm tra chấtlượng.
Y tế: Trong lĩnh vực y tế, cánh tay robot công nghiệp được sử dụng trong
phẫu thuật thông qua công nghệ robot hỗ trợ Chúng có thể giúp cho các ca phẫuthuật chính xác hơn và ít xâm lấn hơn.
Dịch vụ và nhà hàng: Cánh tay robot cũng được sử dụng trong ngành dịch
vụ và nhà hàng để thực hiện các nhiệm vụ như phục vụ khách hàng, pha chế đồuống và dọn dẹp.
Trang 10Nông nghiệp: Trong lĩnh vực nông nghiệp, cánh tay robot công nghiệp có
thể được sử dụng để thực hiện các công việc như thu hoạch, phun thuốc trừ sâu vàchăm sóc cây trồng.
Logistics và kho vận: Cánh tay robot công nghiệp cũng được sử dụng trong
lĩnh vực logistics và kho vận để thực hiện các công việc như xếp dỡ hàng hóa vàđóng gói.
Trang 11CHƯƠNG 2 PHẦN MỀM RTTOOLBOX2
1.10 Giới thiệu phần mềm
RT ToolBox2 là phần mềm hỗ trợ kỹ thuật tổng hợp, giúp người dùng trongviệc tạo và hỗ trợ kỹ thuật cho các robot công nghiệp MELFA1 Phần mềm này hỗtrợ người dùng từ giai đoạn khởi động hệ thống cho đến khi gỡ lỗi và vận hành, quađó tối ưu hóa quá trình làm việc với robot Các tính năng chính của RT ToolBox2bao gồm:
Hỗ trợ tất cả các quy trình: Từ lập trình và khởi động đến bảo trì.
Tương thích với Windows: Dễ dàng vận hành trên Windows Tương
thích với Windows R10, Windows R8.1, Windows R8, Windows 7 (32bit1.8 hoặc sau, 64bit2.0 hoặc sau), Windows Vista, Windows XP.
Chức năng mô phỏng nâng cao: Chức năng này tương thích với tất cả
các mô hình kết nối với bộ điều khiển CRn-500 và CRn-700 Robot có thể được vậnhành và thời gian chu kỳ được tính toán sử dụng máy tính cá nhân.
Chức năng bảo trì nâng cao: Phần mềm có chức năng bảo trì thông
báo cho người vận hành về các chu kỳ bôi trơn, vòng đời pin cũng như hỗ trợ khôi phục vị trí khi xảy ra sự cố, v.v Điều này rất hiệu quả cho việc bảo trì phòng ngừa và rút ngắn thời gian khôi phục.
Trang 12Ngoài ra, RT ToolBox2 còn có các chức năng khác như:
1.11 Lập trình và chỉnh sửa
Lập trình có thể được hoàn thành sử dụng ngôn ngữ MELFA-BASIC IV/Vvà Movemaster (tùy thuộc vào mô hình robot) Cải thiện hoạt động làm việc thôngqua định dạng cửa sổ đa nhiệm và các chức năng chỉnh sửa đa dạng Điều này hữuích cho việc kiểm tra các hoạt động như thực hiện các bước chương trình, thiết lậpcác điểm dừng, và các nhiệm vụ khác.
Về MELFA-BASIC
MELFA-BASIC IV/V là một ngôn ngữ lập trình được sử dụng để điều khiểnrobot, đặc biệt là các robot của Mitsubishi Electric Ngôn ngữ này mở rộng và pháttriển các lệnh cần thiết cho việc điều khiển robot Trong MELFA-BASIC IV/V, việcmở rộng các lệnh cũng như xử lý song song hoặc cấu trúc hóa - những điều màtrước đây khó có thể thực hiện trong ngôn ngữ BASIC - giờ đây có thể giúp việcvận hành MELFA trở nên dễ dàng hơn.
Trang 13Một số điểm nổi bật của MELFA-BASIC IV/V bao gồm:
Cấu trúc chương trình: Chương trình được tổ chức theo cấu trúc chung, với
các lệnh thông thường, sử dụng biến và vòng lặp.
Lệnh di chuyển và tốc độ: Các lệnh cho phép robot di chuyển qua các điểm
đã định và điều chỉnh tốc độ di chuyển.
Chương trình Pick and Place: Một ví dụ điển hình của chương trình sử
dụng MELFA-BASIC là chương trình “pick and place” - nơi robot sẽ chọn một vậtthể từ một vị trí và đặt nó vào một vị trí khác.
Ý tưởng về offsets: Điều này liên quan đến việc sử dụng các giá trị offset để
Trang 14Biểu đồ hình ảnh của công việc cùng với các kích thước, màu sắc và các chitiết khác được chỉ định của khu vực làm việc cần được nắm bắt Bàn tay có thểđược tạo ra như là sự kết hợp của các biểu đồ cơ bản trên màn hình Chỉnh sửa Bàntay và sau đó được gắn vào robot Các mô hình đa giác 3D chuẩn (các định dạng tệpdữ liệu 3D có thể áp dụng: STL, OBJ) có thể được nhập vào chương trình, cho phépngười vận hành xác nhận mối quan hệ giữa bàn tay, các phôi làm việc, và các thiếtbị ngoại vi trong quá trình mô phỏng.
Chức năng hiển thị đồ họa
Chức năng hiển thị đồ họa của phần mềm Enhanced RT ToolBox2 (PCsoftware) cho phép hiển thị các thông số cài đặt một cách trực quan Việc xác nhậntrực quan sử dụng chức năng này giúp ngăn chặn chủ động các lỗi cài đặt Hiển thịcác vị trí dạy và quỹ đạo của các điểm cuối cùng giúp hỗ trợ việc xác nhận côngviệc trong quá trình lập trình hoặc mô phỏng
Trang 15Tùy chỉnh các cánh tay muốnđược hiển thị lên màn hình
Có thể tạo và chỉnh sửa một tệp Spilne để sử dụng chức năng nội suy Spilne.Các đường cong Spilne và dữ liệu vị trí được chọn sẽ được hiển thị trên màn hình3D Ta cũng có thể tạo một chương trình robot sử dụng dữ liệu điểm đường dẫn đãđăng ký trong tệp Spilne hoặc ghi lại dữ liệu vị trí của chương trình robot như là dữliệu điểm đường của tệp Spilne Nếu mở một tệp Spilne tương ứng với Spilne Ex-T,đường cong Spilne sẽ được hiển thị ở vị trí bắt đầu theo vị trí tọa độ Ex-T.
1.13Giám sát
Giám sát chuyển động của robot và trạng thái hoạt động, tín hiệu đầu vào vàtrạng thái servo.
Oscillograph
Trang 16Oscillograph có thể hiển thị biểu đồ trực quan của nhiều dữ liệu nội bộ khácnhau của robot Dữ liệu thu được từ robot có thể được lưu dưới dạng tệp CSV.
Có thể thu được tới 80000 bản ghi dữ liệu bao gồm vị trí hiện tại, tốc độ, tảitrục và thông tin cảm biến trong mỗi chu kỳ hoạt động của robot và hiển thị chúngdưới dạng đồ thị Các hàng thực thi và tín hiệu I/O được ghi lại và sử dụng để phântích trạng thái của robot, điều này cải thiện hiệu quả gỡ lỗi Dữ liệu thu được có thểđược lưu dưới dạng hình ảnh (Bitmap) hoặc định dạng CSV.
Chức năng giám sát
Có thể sử dụng các chức năng giám sát để theo dõi trạng thái thực thi chươngtrình, các biến số, tín hiệu đầu vào, và các thông tin khác Có thể hiển thị liên tụcnhiều loại thông tin khác nhau từ bộ điều khiển robot đang được kết nối Ta cũng cóthể kiểm tra thời gian hoạt động của robot hoặc thời gian sử dụng pin.
Dưới đây là một số bước cơ bản để kiểm tra thông tin này:
1 Kết nối với bộ điều khiển robot: Đảm bảo rằng đã kết nối thành công
với bộ điều khiển robot thông qua giao diện phù hợp.
2 Truy cập chức năng giám sát: Sử dụng phần mềm hoặc giao diện
người dùng để truy cập các chức năng giám sát.
Trang 173 Chọn thông tin cần hiển thị: Chọn các loại thông tin muốn theo dõi,
như trạng thái thực thi chương trình, biến số, hoặc tín hiệu đầu vào.
4 Kiểm tra thời gian hoạt động và pin: Tìm kiếm các tùy chọn hoặc
mục để xem thời gian hoạt động của robot và thời gian sử dụng pin.
Chức năng bảo trì
Bảo trì robot bao gồm nhiều phương pháp khác nhau, từ việc thiết lập dữ liệugốc đến khởi tạo các thông tin khác nhau Các chức năng này bao gồm dự báo bảotrì, hỗ trợ phục hồi vị trí, quản lý tham số,…
Với dự báo bảo trì, bạn có thể tham khảo thời gian thay thế các bộ phận (bôitrơn, thay pin và dây curoa) từ dữ liệu hoạt động đã thu thập trong bộ điều khiển
robot Ngoài ra, còn có các chức năng như chức năng Sửa Chữa Vị Trí và Giám
Sát Servo.
Chức năng Sửa Chữa Vị Trí giúp cải thiện độ chính xác vị trí tuyệt đối của
robot, điều này rất quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất hoạt động của robot.
Giám Sát Servo liên quan đến việc theo dõi vị trí và tốc độ trục của động cơ
servo, cung cấp thông tin thời gian thực về hiệu suất máy móc, giúp so sánh chuyểnđộng trục thực tế với tín hiệu lệnh.
1.14Cấu trúc và code của chương trình
Trang 18Một vài lệnh code cơ bản
MOV <point> _ : Di chuyển theo chế độ khớp. MVS <point>: Di chuyển theo đường thẳng.
MVC <point 1, point 2, point 3…>: Di chuyển theo chuyển động hìnhtròn.
HOPEN #: Mở bàn tay. HCLOSE #: Đóng bàn tay.
Trang 19 DLY #: Thời gian chờ tính bằng giây. HLT: Dừng thực hiện chương trình. END: Kết thúc chương trình
Một vài lệnh code khác
MOV (Move) - Di chuyển MVS (Move S) - Di chuyển S MVR (Move R) - Di chuyển R MVR2 (Move R2) - Di chuyển R2 MVR3 (Move R3) - Di chuyển R 3 MVC (Move C) - Di chuyển C
MVA (Move Arch) - Di chuyển Arch OVRD (Override) - Ghi đè
SPD (Speed) - Tốc độ
JOVRD (J Override) - Ghi đè J CNT (Continuous) - Liên tục ACCEL (Accelerate) - Tăng tốc
CMP TOOL (Composition Tool) - Công cụ Phối hợp CMP OFF (Composition OFFY) - Tắt Phối hợp CMPG (Composition Gain) - Lợi ích Phối hợp OADL (Optimal Acceleration) - Tăng tốc Tối ưu
Trang 20 LOADSET (Load Set) - Thiết lập Tải PREC (Precision) - Chính xác
TORQ (Torque) - Mô-men xoắn
JRC (Joint Roll Change) - Thay đổi Cuộn Khớp FINE (Fine) - Tốt
SERVO (Servo) - Servo
SPDOPT (Speed Optimize) - Tối ưu Tốc độ WTH (With) - Với
WTHIF (With If) - Với Nếu
Trang 21CHƯƠNG 3 MÔ PHỎNG ROBOT
1.15 Nguyên lý hoạt động
Cách cánh tay robot hoạt động sẽ dựa vào các điểm tọa độ được lập trình sẵnđể tiến hành bốc các vật thể ra khỏi bang chuyền cụ thể là những cái chai và đặt vàotrong một chiếc hộp , sau đó cảm biến băng chuyền sẽ hoạt động để đẩy các chai vềphía trước phù hợp với tọa độ được lập trình sẵn để tiến hành bốc và lặp lại từ chaithứ nhất cho đến chai thứ 16.
Trang 221.16 Cánh tay Robot Mitsubishi RV-7F-D
Sử dụng trong đề tài là cánh tay Robot Mitsubishi RV-7F-D 6 trục, có tảitrọng 7 kg và tầm với 713 mm Độ lặp lại của robot Mitsubishi RV-7F-D là 0,02mm và trọng lượng robot xấp xỉ 65 kg.
Trang 23Operating Range J3 (deg) 156
Environment specification STANDARD
Power Supply 1 Phase (VAC) 200-230