Bài tập lớn giữa kì chủ Đề robot 6 bậc abb irb 2400 0

Khái niệm Cánh tay robot công nghiệp là hệ máy mô phỏng hoạt động của một cánh tay của con người để phục vụ trong nhiều công đoạn của dây chuyền sản xuất.. Cánh tay robot xếp hàng hóa Ro

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Bảng phân công công việc

thành Nội dung công việc

1 Nguyễn Chí Bình 22146084 100 % Hoàn thành chương 4,5,6

2 Lâm Trí Bảo 22146077 100 % 2,3,6Làm word, hoàn thành chương

3 Nguyễn Ngọc Khánh 22146143 0 % Rút môn

4 Nguyễn Doãn Thắng 22146227 100 % hoàn thành chương 1,6,làm pptTìm hiểu và chọn loại robot,

Nhận xét của giáo viên

Chữ ký giáo viên

TS Trần Minh Thiên

1.2 Tìm hiểu tổng quan

1.2.1 Khái niệm

Cánh tay robot công nghiệp là hệ máy mô phỏng hoạt động của một cánh tay của con người để phục vụ trong nhiều công đoạn của dây chuyền sản xuất

Một cánh tay robot cơ bản thì bao gồm bắp tay, khuỷu tay và bàn tay giống tay người

Những cánh tay robot được lập trình và sử dụng để thựchiện các nhiệm vụ cụ thể Nó sẽ phải tuân thủ các nguyên tắc cử động giống như cánh tay con người Các khớp tay có thể di chuyển dọc theo trục hoặc xoay theo một số hướng nhất định

1.2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Cánh tay robot công nghiệp thường được chế tạo bằng gang hoặc thép Được chế tạo với các bộ phận gồm chân

đế và cổ tay Chúng giúp hỗ trợ thực hiện nhiệm vụ nâng

hạ hay chuyển động của cánh tay Tại các khớp của robot, sẽ được gắn bộ điều khiển để quay động cơ Nóhoạt động bằng khí nén và thủy lực Công việc của cánh tay chủ yếu là di chuyển sản phẩm, linh kiện từ nơi nàysang nơi khác Cùng với đó là nhặt, nâng lên, đặt xuống, tháo ra, hàn hoặc tất cả công việc đó Nó được lập trình

tự động để hoàn cảnh công việc mà người dùng mong muốn.Tùy theo ứng dụng vào công việc nào, robot sẽ được bổ sung các linh kiện cần thiết Nhưng robot sẽ luôn cần được trang bị thêm các bộ phận khác để hoạt động tốt hơn Đó có thể là: kẹp, mỏ hàn, đầu đánh bóng Hoặc là các thiết bị cảm biến như: cảm biến lực-mô-men, cảm biến an toàn, hệ thống quan sát Robot giúp người dùng tự động hóa một quy trình Quy trình

đó có thể đang được làm bằng cách thủ công Hoặc nó

có thể là một quy trình mới hoàn toàn

1.2.3 Cấu trúc chung của robot công nghiệp:

 Đế: giúp ổn định và giữ cho cánh tay robot được vững

chắc, cho phép xoay trên 1 trục ngang

 Tay máy: gồm các khâu, khớp, hình thành nên cánh tay để

tạo các chuyển động cơ bản

 Cổ tay: tạo nên sự linh hoạt của robot.

 Thiết bị đầu cuối: được gắn vào đầu của cánh tay và có thể

tùy chỉnh để phù hợp với mục đích sử dụng như: hàn, sơn, gắp vật,…

 Hệ thống cảm biến: gồm các cảm biến và các thiết bị

chuyển đổi Mục đích là nhận biết trạng thái của robot và các trạng thái khác của môi trường bên ngoài

 Cơ cấu chấp hành: tạo chuyển động cho các khâu của tay

máy: servo, motors, xylanh,…

 Hệ thống điều khiển: giám sát và điều khiển hoạt động của

robot

1.2.4 Phân loại cánh tay robot

1.2.4.1 Phân loại theo kết cấu:

1.2.4.1.1 Robot chuỗi:

 Là một chuỗi động học hở với một khâu cố định gọi là đế

và các khâu động, trong đó các khâu động được bố trí liên tiếp với nhau và được nối lại nhờ khớp liên kết

1.2.4.1.2 Robot song song:

 Là một chuỗi động học kín, ở đó mỗi khâu luôn được liên kết ít nhất với 2 khâu khác

1.2.4.2 Phân loại theo phương pháp điều khiển:

1.2.4.3 Phân loại theo ứng dụng:

1.2.4.3.1 Cánh tay robot xếp hàng hóa

Robot công nghiệp xếp hàng hóa của ABB là một động

cơ mạnh mẽ đằng sau sự tối ưu hóa quy trình xếp hàng

và vận chuyển trong môi trường sản xuất Những robot

này không chỉ giúp tăng cường hiệu suất mà còn giảm bớt sự phụ thuộc vào lao động và giảm thiểu sai sót trong quá trình xếp hàng Một trong những tính năng chính của robot xếp hàng hóa ABB là khả năng tự động hóa cao Chúng có thể được lập trình để thực hiện nhiềutác vụ xếp hang khác nhau mà không cần sự can thiệp của con người Điều này giúp giảm thời gian xếp hàng vàtăng cường sự linh hoạt trong quy trình sản xuất Robot xếp hàng hóa ABB cũng được trang bị các cảm biến và

hệ thống thị giác máy để nhận diện và xếp hàng một cách chính xác và an toàn Các tính năng an toàn như cảm biến va chạm giúp tránh các tai nạn và đảm bảo rằng robot có thể hoạt động an toàn trong môi trường chia sẻ với con người Sự linh hoạt của robot xếp hàng hóa ABB là một yếu tố quan trọng Chúng có khả năng xếp hàng đối với các loại hàng hóa khác nhau, từ hộp đến sản phẩm đóng gói và nguyên vật liệu Điều này làmcho chúng trở thành một công cụ đa nhiệm và có thể tích hợp dễ dàng vào nhiều quy trình sản xuất khác nhau

Hình 1.1: Cánh tay robot bốc xếp hàng hóa

1.2.4.3.2 Cánh Tay robot hàn

Cánh tay robot hàn của ABB đại diện cho sự tiên tiến và đổi mới trong lĩnh vực hàn công nghiệp Với khả năng linh hoạt vượt trội, chúng được thiết kế để thích ứng với nhiều loại hàn khác nhau, từ hàn MIG/MAG, hàn TIG đến hàn điểm Sự linh hoạt này giúp chúng phát huy hiệu suất tối ưu trong nhiều ứng dụng hàn khác nhau Điều quan trọng, cánh tay robot hàn của ABB được tích hợp với công nghệ độ chính xác cao, giúp đảm bảo sự chính xác

và đồng đều trong quy trình hàn Khả năng kiểm soát chính xác này không chỉ tăng cường chất lượng của đường hàn mà còn giảm thiểu lỗi sản xuất và tiêu tốn nguyên vật liệu Hệ thống kiểm soát thông minh được tích hợp vào cánh tay robot, cho phép nó thích ứng với biến động trong quy trình hàn và đảm bảo rằng mọi đường hàn đều đáp ứng đúng các tiêu chuẩn chất lượng Điều này không chỉ tăng cường hiệu suất mà còn giảm bớt sự can thiệp của con người trong quy trình sản xuất, đồng thời tăng cường an toàn lao động

Hình 1.2: Cánh tay robot hàn

1.2.4.3.3 Cánh tay robot phay

Cánh tay robot phay của ABB là một đại diện xuất sắc cho

sự tiên tiến và hiệu suất trong lĩnh vực gia công cơ khí Với khả năng linh hoạt và đa dạng, cánh tay robot này được thiết kế để thích ứng với nhiều quy trình phay khác nhau, từ gia công kim loại đến gia công nhựa và gỗ Sự linh hoạt này không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất

mà còn tăng cường khả năng đáp ứng của hệ thống Được tích hợp công nghệ tiên tiến, cánh tay robot phay của ABB đảm bảo độ chính xác và đồng đều trong quy trình gia công Khả năng kiểm soát chính xác này không chỉ đảm bảo chất lượng cao của sản phẩm cuối cùng mà

còn giúp giảm lỗi sản xuất và tăng cường hiệu suất Một điểm đáng chú ý là cánh tay robot phay của ABB thường

đi kèm với hệ thống kiểm soát thông minh, sử dụng các giải thuật và cảm biến để đối mặt với biến động trong quy trình gia công Điều này giúp đảm bảo rằng mọi đường phay đều đáp ứng chính xác theo các thông số kỹ thuật yêu cầu Tích hợp công nghệ tự động hóa và điều khiển thông minh, cánh tay robot phay của ABB không chỉ tăng cường hiệu suất mà còn giảm bớt sự can thiệp của con người trong quy trình sản xuất Điều này không chỉ giúp giảm chi phí mà còn tăng cường an toàn lao động và

độ chính xác của quy trình gia công cơ khí.

1.2.4.3.4 Ưu điểm cánh tay robot

1.Tăng năng suất: Cánh tay robot có khả năng hoạt động

liên tục 24/7 mà không cần nghỉ ngơi, giúp tăng năng suất sản xuất đáng kể so với lao động con người.

2.Độ chính xác cao: Robot có khả năng thực hiện các

nhiệm vụ với độ chính xác cao, đảm bảo sự đồng nhất trong chất lượng sản phẩm và giảm tỷ lệ sai sót.

3.Giảm chi phí lao động: Sau khi đầu tư ban đầu, chi phí

vận hành cánh tay robot thường thấp hơn so với chi phí lao động con người Hơn nữa, robot không cần nghỉ

phép, không bị ảnh hưởng bởi bệnh tật hay các yếu tố tâm lý.

4.An toàn lao động: Trong các môi trường làm việc nguy

hiểm hoặc có tính chất độc hại, cánh tay robot giúp bảo

vệ sức khỏe và an toàn cho người lao động bằng cách thay thế họ trong những công việc nguy hiểm.

5.Linh hoạt trong sản xuất: Nhiều cánh tay robot hiện

nay có thể lập trình lại để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau, giúp tăng tính linh hoạt và khả năng thích ứng với các yêu cầu sản xuất mới.

6.Tốc độ và hiệu quả cao: Robot có thể thực hiện các

nhiệm vụ nhanh hơn con người, đặc biệt là trong các quy trình lặp đi lặp lại, giúp rút ngắn thời gian sản xuất.

7.Khả năng làm việc trong môi trường khắc nghiệt: Cánh

tay robot có thể hoạt động trong điều kiện mà con người khó hoặc không thể làm việc, như nhiệt độ cao, áp suất lớn, hay môi trường có hóa chất độc hại.

1.2.4.5 Nhược điểm cánh tay robot

1.Chi phí đầu tư ban đầu cao: Việc mua sắm, lắp đặt và

bảo trì cánh tay robot đòi hỏi chi phí ban đầu rất lớn Điều này có thể là rào cản cho các doanh nghiệp nhỏ hoặc các nhà sản xuất có nguồn lực tài chính hạn chế.

2.Thiếu linh hoạt so với con người: Mặc dù có thể lập

trình để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau, cánh tay robot thường khó có thể thích ứng nhanh với các tình huống bất ngờ hoặc yêu cầu thay đổi liên tục như con người Việc lập trình lại robot đòi hỏi thời gian và kỹ năng

kỹ thuật.

3.Chi phí bảo trì và vận hành: Cánh tay robot đòi hỏi việc

bảo trì thường xuyên để đảm bảo hoạt động ổn định Hư hỏng hoặc trục trặc có thể gây ra thời gian ngừng hoạt động, dẫn đến tổn thất sản xuất.

4.Mất việc làm cho lao động con người: Sự gia tăng sử

dụng robot có thể dẫn đến giảm nhu cầu lao động con người, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp tự động hóa cao Điều này có thể ảnh hưởng đến việc làm và đòi hỏi sự tái đào tạo lực lượng lao động.

5.Đòi hỏi kỹ năng cao để vận hành: Việc điều khiển và

bảo trì cánh tay robot đòi hỏi đội ngũ kỹ thuật viên có chuyên môn cao, tạo ra áp lực về chi phí đào tạo và tuyển dụng nhân lực có trình độ.

6.Khó thích nghi với các sản phẩm tùy chỉnh: Trong các

quy trình sản xuất đòi hỏi sản phẩm tùy chỉnh hoặc các loạt sản phẩm nhỏ, cánh tay robot có thể không hiệu quả

vì phải lập trình lại và thiết lập quy trình mới cho mỗi loại sản phẩm.

7.Rủi ro kỹ thuật: Trong trường hợp lỗi phần mềm, phần

cứng hoặc lập trình sai, robot có thể hoạt động không đúng cách, gây hỏng hóc sản phẩm, thậm chí gây nguy hiểm cho con người hoặc thiết bị khác trong môi trường làm việc.

8.Sự phụ thuộc vào công nghệ: Do hệ thống robot có

tính phức tạp cao, các doanh nghiệp sẽ phải phụ thuộc nhiều vào công nghệ và nhà cung cấp dịch vụ, đặc biệt là trong trường hợp gặp sự cố hoặc cần nâng cấp.

1.3 Ứng dụng của cánh tay robot

Cánh tay robot đã trở thành hệ phần không thể thiếu trong ngành sản xuất công nghiệp, đem lại sự đổi mới và hiệu suất trong nhiều quy trình sản xuất khác nhau Trong lĩnh vực lắp ráp ô tô, cánh tay robot thực hiện những nhiệm vụ phức tạp như hàn và gắn các bộ phận như cửa

sổ, cánh cửa, và đèn pha trên dây chuyền sản xuất, giúp tăng cường độ chính xác và giảm thời gian sản xuất Cánh tay robot cũng chơi một vai trò lớn trong ngành công nghiệp kim loại, nơi chúng được sử dụng để thực hiện các công đoạn hàn, cắt và gia công kim loại theo các mô hình và kích thước khác nhau Điều này không chỉ giúp tối

ưu hóa quy trình làm việc mà còn tăng cường an toàn lao động.Ở các phân khúc khác nhau của ngành sản xuất, cánh tay robot đảm nhận vai trò quan trọng trong đóng gói và đóng thùng, sản xuất sản phẩm điện tử, thực phẩm và đồ uống, cũng như trong quy trình sản xuất dược phẩm Chúng giúp tăng cường tính chính xác và hiệu suất, đồng thời đảm bảo chất lượng và tuân thủ quy trình sản xuất Ngoài ra, cánh tay robot còn tham gia vào các quy trình sản xuất năng lượng và gia công các sản phẩm điện tử tiêu dùng Sự linh hoạt và khả năng thích ứng nhanh chóng của chúng giúp ngành công nghiệp hiện đại ngày càng chuyển đến mô hình sản xuất tự động và thông minh Điều này không chỉ mang lại sự tiết kiệm chi phí mà còn tăng cường cạnh tranh và đổi mới trong môi trường sản xuất ngày nay.

2. CÁNH TAY ROBOT CÔNG NGHIỆP ABB IRB 2400

-*Giới thiệu chung:

+ Công ty sản xuất: ABB

+ Số trục: 6 trục

+ Tải trọng tối đa: 10 kg

+ Tầm với: 1,55 mét.

+ Tốc độ cao: Tối ưu hóa cho các nhiệm vụ yêu cầu tốc độ di chuyển nhanh, giảm thiểu thời gian chu kỳ sản xuất

+ Khối lượng robot: Khoảng 380 kg

+ Dạng lắp ráp: Trên sàn hoặc lắp đảo ngược

+ Cấu trúc: Thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt trong các không gian sản xuất hạn chế

*Ứng dụng:

- Robot ABB IRB 2400/10 được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp với các ứng dụng chủ yếu như:

 Hàn hồ quang: Được sử dụng phổ biến trong các dây

chuyền sản xuất ô tô và các ngành chế tạo kim loại

 Lắp ráp chính xác: Đặc biệt hiệu quả trong các quy trình

sản xuất yêu cầu độ chính xác cao, như trong sản xuất linh kiện điện tử hoặc cơ khí chính xác

 Xử lý vật liệu: Sử dụng để vận chuyển, đóng gói hoặc bốc

xếp các chi tiết trong dây chuyền sản xuất

 Sơn phủ và gia công bề mặt: Phù hợp cho các công đoạn

xử lý bề mặt sản phẩm, như phun sơn hoặc đánh bóng

*Ưu, nhược điểm của robot ABB IRB 2400:

*Điểm mạnh của robot ABB IRB 2400/10 so với các robot khác:

 Độ chính xác lặp lại cao: Với độ lặp lại ±0.03 mm, ABB IRB

2400/10 có độ chính xác cao hơn so với nhiều robot công nghiệp khác cùng tầm giá và tải trọng, chuyên dụng cho các quy trình đòi hỏi độ chính xác cao trong các lĩnh vực như: hàn, sơn, lắp ráp điện tử Đặc biệt được ứng dụng nhiều trong hàn hồ quang

 Tiết kiệm không gian: Thiết kế nhỏ gọn giúp ABB IRB

2400/10 dễ lắp đặt hơn trong các khu vực sản xuất có không gian hạn chế, điều mà nhiều dòng robot công nghiệp lớn không có

 Độ bền và khả năng chịu đựng môi trường khắc nghiệt:

ABB IRB 2400/10 được thiết kế để hoạt động tốt trong các môi trường công nghiệp khắc nghiệt, chịu được bụi bẩn, nhiệt độ cao và ẩm ướt Điều này vượt trội so với nhiều robot cùng phân khúc, đặc biệt ở các lĩnh vực như gia côngkim loại, nơi điều kiện môi trường thường khó khăn

 Độ tin cậy cao và ít yêu cầu bảo trì: ABB IRB 2400/10 được

biết đến với độ tin cậy và thời gian hoạt động lâu dài, yêu cầu bảo trì ít hơn so với nhiều robot cùng phân khúc nhờ vào thiết kế bền bỉ và sử dụng các bộ phận tối thiểu

 Khả năng điều khiển mượt mà và hiệu quả nhờ hệ thống IRC5: Hệ thống điều khiển IRC5 của ABB là một trong

những hệ thống tiên tiến nhất, với khả năng giảm chấn và hạn chế dao động tốt, giúp robot hoạt động mượt mà hơn.Điều này giúp ABB IRB 2400/10 có khả năng vận hành liên

tục và ổn định hơn trong các ứng dụng cần xử lý nhanh chóng.

 Hỗ trợ lập trình đơn giản và đa dạng: ABB cung cấp phần

mềm RobotStudio cho phép người dùng lập trình, mô phỏng, và tối ưu hóa hoạt động robot trên máy tính trước khi triển khai vào sản xuất Điều này làm cho việc lập trình

và kiểm soát IRB 2400/10 dễ tiếp cận hơn, đặc biệt đối với người mới sử dụng robot công nghiệp

+Nhược điểm:

Tải trọng hạn chế: Với tải trọng tối đa 10 kg, IRB 2400/10 có thể

không phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu xử lý các vật phẩm nặng hơn

Chi phí đầu tư cao: Giống như các dòng robot công nghiệp

khác, chi phí mua và bảo trì IRB 2400/10 có thể khá cao, đặc biệt đối với các doanh nghiệp nhỏ

Tài liệu tham khảo

1.2400/30265-611520.html

https://pdf.directindustry.com/pdf/abb-robotics/irb-2.https://robodk.com/robot/ABB/IRB-2400-10

3.https://search.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=3HAC022031-

001&DocumentRevisionId=T

4 “Cánh tay robot công nghiệp – Cấu tạo, nguyên lý, phân loại và ứng dụng”:

https://servodynamics.com.vn/vi/canh-tay-robot-2.1 Cấu trúc robot IRB 2400/10

Robot IRB 2400/10 có 6 trục :

● Trục 1 (Base rotation - Quay gốc): là trục gốc, trục này cho phép toàn bộ cánh tay robot xoay theo phương ngang quanh bệ đỡ, giúp robot định hướng toàn bộ cánh tay đến vùng làm việc mong muốn.

[3]

● Trục 2 (Arm rotation - Quay cánh tay): điều khiển cánh tay nghiêng lên/xuống, tăng cường khả năng di chuyển linh hoạt toàn bộ phần cánh tay của robot, cho phép nó đạt đến các vị trí khác nhau ở độ cao khác nhau.

● Trục 3 (Arm extension - Mở rộng cánh tay): trục này quan trọng trong việc mở rộng phạm vi làm việc bằng cách di chuyển về phía trước hoặc phía sau, cho phép tiếp cận các khu vực xa hơn hoặc làm việc trong không gian hạn chế.

● Trục 4 (Wrist rotation - Quay cổ tay): điều khiển sự xoay của phần cổ tay robot quanh trục dọc, giúp định hướng công cụ hoặc đầu cầm ở bất kì góc nào cần thiết.

● Trục 5 (Wrist bending - Gập cổ tay): tạo ra chuyển động gập và duỗi của cổ tay, cho phép cổ tay di chuyển lên xuống theo phương thẳng đứng.

● Trục 6 (Tool rotation - Quay công cụ): có thể thực hiện các thao tác xoay và định hướng chính xác công cụ tại vị trí làm việc, trục này điều khiển sự quay của đầu công cụ (hoặc kẹp) quanh trục chính.

2.2 Thông số kỹ thuật

● Kich thước:

Hình 2.2: Kích thước của robot IRB 2400/10[3]

Số trục 6 trục

Dạng lắp ráp Trên sàn hoặc lắp đảo ngược

IRC5 PMC Panel Mounted

 Tải trọng tiêu chuẩn IRB2400/10[3] :

IRB2400/10 Tải trọng chịu đựng

● Điều kiện bảo quản:

Lưu ý: Robot không được đặt hoặc vận hành trong môi trường dễ cháy nổ.