Đề tài thiết kế hệ thống trm phân loi sn phm theo m qr bng cnh tay robot

NHÓM 1LỜI N I Đ U Ngày nay, các h ệ thống t ự đng hóa trong công nghi p ngày càng tr nên quanệ ở trọng nh vào nhờ ững ưu điểm vượt tri: tăng năng suất lao đng, giảm thiểu sai sót,

NHÓM 1

TRƯỜNG CAO ĐẲNG FPT POLYTECHIC

B Ộ MÔN ĐIỆN - CƠ KHÍ

ASSIGNMENT

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGH K Ệ Ỹ THUẬT

ĐIỀU KHIỂ N VÀ T ĐỘNG HÓA Ự

LỚP: AE18402 MÔN: TỰ ĐỘNG HO QU TRNH CÔNG NGHỆ

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ Ệ H TH NG TR M PHÂN LO I S N PH M Ố    

THEO M QR B NG C NH TAY ROBOT 

Giáo viên hướng dẫ L Đnh H i n: 

Sinh viên thực hi n : Nguy n Trung Hi u PH46111 ệ ễ ế –

Nguy n Duy Linh PH45983 ễ –

Trần Đặng Thái Dương – PH45563 Nguy n Duy Quang PH46480 ễ –

HÀ NỘI – 2024

NHÓM 1

MỤC L C Ụ

L I NỜ I Đ 1U

PHÂN CÔNG CÔNG VI C Ệ 2

M C LỤ ỤC HÌNH NH 3

M C L C BỤ Ụ NG BI U Ể 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN V Ề ĐỀ TÀI 4

1.1 Gi i thiớ ệu đề tài 4

1.2 Yêu c u công ngh ầ ệ 6

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 8

2.1 Sơ đồ khối hệ thống 8

2.2 Tính toán l a ch n thi t b ự ọ ế ị 8

2.3 Thi t k mô hình b ng ph n m m Autocad ế ế ằ ầ ề 10

2.4 Gi i thi u chung các thi t b trong h ớ ệ ế ị ệ thống 17

CHƯƠNG 3: THI CÔNG SN PHM 17

3.1 Danh sách vật tư 17

3.2 Ki m tra thi t bể ế ị 17

3.3 Thi công s n ph m ả ẩ 17

CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH PLC 17

4.1 Bảng địa ch PLC ỉ 17

4.2 Chương trnh PLC 17

4.3 Hướng d n v n hành ẫ ậ 17

4.4 Giao diện điều khi n ể 17

K T LU N Ế Ậ 17

NHÓM 1

LỜI N I Đ U Ngày nay, các h ệ thống t ự đng hóa trong công nghi p ngày càng tr nên quanệ ở trọng nh vào nhờ ững ưu điểm vượt tri: tăng năng suất lao đng, giảm thiểu sai sót, tiết kiệm chi phí vận hành và nhân lực, đồng thời đảm bảo đ chính xác cao Mt trong những ứng d ng ph bi n c a t ụ ổ ế ủ ự đng hóa là h ệ thống phân lo i s n ph m dạ ả ẩ ựa trên mã QR, k t h p v i cánh tay robot H ế ợ ớ ệ thống này không ch giúp tỉ ối ưu hóa quá trình s n xu t mà còn mang l i hi u qu cao trong vi c qu n lý s n ph m, gi m thiả ấ ạ ệ ả ệ ả ả ẩ ả ểu thời gian x ử lý, và nâng cao đ ính xác trong vi c phân lo ch ệ ại

Vi c thi t kệ ế ế và điều khi n hể ệ thống trạm phân lo i s n ph m theo mã QR ạ ả ẩ bằng cánh tay robot là mt kỹ năng quan trọng đối với những người làm trong lĩnh vực t ự đng hóa công nghiệp Để đáp ứng nhu c u th c ti n này, nhóm chúng ầ ự ễ em đ

nhận đề tài: “Thiết k h ế ệ thống tr m phân lo i s n ph m theo mã QR b ng cánh ạ ạ ả ẩ ằ tay robot” Đề tài này không ch giúp tỉ ối ưu hóa quy trnh phân loại s n ph m trong ả ẩ sản xuất mà còn là cơ hi để chúng em tìm hi u thêm v các nguyên lý hoể ề ạt đng của cánh tay robot, mã QR, và vi c lệ ập trnh điều khiển hệ thống tự đng

Từ t m quan tr ng trong ầ ọ ứng d ng th c ti n c a h ụ ự ễ ủ ệ thống này, d a trên nhự ững kiến thức đ được học, nhóm chúng em xin trnh bày đề tài: “Thiết k h ế ệ thống

trạm phân lo i s n ph m theo mã QR b ạ ả ẩ ằng cánh tay robot” Qua đề tài này,

chúng em mong mu n nâng cao ki n th c và kố ế ứ ỹ năng trong việ ập trnh và điều c l khi n hể ệ thống tự đng hóa bằng robot, đồng th i hiờ ểu rõ hơn về ự s tích h p giợ ữa công ngh mã QR và các h ệ ệ thống s n xu t công nghiả ấ ệp

Trong quá trình th c hiự ện đề tài nghiên c u, chúng em xin chân thành cứ ảm ơn

thầy L Đnh Hi đ tận tnh hướng dẫn và h ỗ trợ chúng em hoàn thành đề tài này Tuy nhiên, do h n ch v ạ ế ề kiến th c và kinh nghi m, chúng em ch c ch n không th ứ ệ ắ ắ ể tránh kh i nh ng thiỏ ữ ếu sót Vì v y, chúng em r t mong nhậ ấ ận được s góp ý c a thự ủ ầy

cô và các bạn để đề tài này được hoàn thiện hơn

NHÓM 1

2

PHÂN CÔNG CÔNG VI C Ệ

Thực Hiện

Người Hỗ Trợ

Người Kiểm

Tra

3 Lập b ng k ả ế hoạch hướng dẫn Hiếu Dương Linh

4 Nguyên lí mạch điều khi n ể Hiếu Quang Dương

7 Lập b ng vả ật tư thiết bị Linh Quang Dương

NHÓM 1

MỤC L C HÌNH Ụ NH

Hình 1.1 H ệ thống phân lo i s n ph m ạ ả ẩ 4

Hình 1.2 H ệ thống phân lo i s n ph m t i công ty v n chuy n ạ ả ẩ ạ ậ ể 5

H nh 2.1 B ả n v b tr thi t b ố ế  10

H nh 2.3 B ả n v ngu n c p 11  

H nh 2.4 B ản v giao ti p ế 12

H nh 2.5 B ản v INPUT 13

H nh 2.6 B ản v OUTPUT 14

H nh 2.7 B ả n v ế k t n i Driver TB6600 15ố H nh 2.8 B ản v kh nn 16

MỤC L C B NG BI U Ụ  Ể B ng 2.1 B ng danh sách thi t bả ả ế  8

B ng 2.2 B ng danh sách thi t bả ả ế  9

NHÓM 1

4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Gi i thiớ ệu đề tài

Trong b i c nh công nghi p hóa và t ố ả ệ ự đng hóa hi n nay, vi c áp d ng các h ệ ệ ụ ệ thống t ự đng trong s n xu t và qu n lý s n ph m là mả ấ ả ả ẩ t xu hướng t t y u H ấ ế ệ thống phân lo i s n ph m tạ ả ẩ ự đng không ch giúp nâng cao hi u qu s n xu t mà còn tỉ ệ ả ả ấ ối

ưu hóa quá trnh vận hành, giảm thiểu sai sót và tăng cường năng suất lao đng

Hình 1.1 H ệ thống phân lo i s n ph m ạ ả ẩ

Hệ thống phân lo i s n ph m t ạ ả ẩ ự đng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm

bảo hi u su t và chệ ấ ất lượng trong quy trình s n xu t hiả ấ ện đại Các ưu điểm nổi ật b của hệ thống này bao gồm:

• Hiệu su t cao: H ấ ệ thống hoạt đng liên t c v i tụ ớ ốc đ cao, giúp tối ưu hóa quy trình s n xu t và gi m th i gian ch ả ấ ả ờ ờ đợi

• Kết cấu đơn giản, g n nh : Thi t k c a h ọ ẹ ế ế ủ ệ thống g n nh , d dàng lọ ẹ ễ ắp đặt và bảo trì, phù h p vợ ới nhi u không gian nhà máy khác nhau ề

• Giá thành ch t o và chi phí v n hành th p: S d ng công ngh ế ạ ậ ấ ử ụ ệ hiện đại giúp giảm chi phí s n xu t và vả ấ ận hành, đem lại lợi ích kinh tế lâu dài

• Đ tin c y cao: H ậ ệ thống hoạt đng ổn định, ít x y ra s cả ự ố, đảm b o quy trìả nh sản xu t liên t c và hi u qu ấ ụ ệ ả

• Khả năng hoạt đng tốt trong môi trường công nghiệp: Hệ thống được thiết

kế để thích ng tứ ốt với các điều kiện môi trường kh c nghi t trong nhà máy, ắ ệ như bụi

NHÓM 1

Hình 1.2 H ệ thống phân lo i s n ph m t i công ty vạ ả ẩ ạ ận chuy n ể

M c dù có nhiặ ều ưu điểm, h ệ thống phân lo i sạ ản ph m t ẩ ự đng cũng đối mặt với m t s ố thách thức:

• Đặc tính phi tuy n m ế ạnh: Điều khiển h ệ thống đòi hỏi s chính xác và phự ức tạp, đặc bi t khi tích h p nhiệ ợ ều công ngh khác nhau Các h ệ ệ thống phi tuyến thường có phản hồi không đều, gây khó khăn trong việc d ự đoán và điều ch nh ỉ

• Phức tạp trong điều khiển: Yêu c u k thu t cao và s am hi u sâu v h ầ ỹ ậ ự ể ề ệ thống điều khiển tự đng Việc điều chỉnh và bảo trì hệ thống đòi hỏi nhân lực có trnh đ chuyên môn cao

Thi t k m t hế ế  ệ thống phân lo i tạ ự đng: S dử ụng đng cơ bước (Step) và cánh tay khí nén để phân loại sản phẩm mt cách chính xác và hiệu quả Đng cơ

bước sẽ điều khiển chuyển đng chính xác của các b phận trong khi cánh tay khí  nén sẽ đảm b o tả ốc đ và l c c n thi t cho quá trình phân lo i.Tích h p công nghự ầ ế ạ ợ ệ điều khi n hiể ện đại: Ứng dụng các phương pháp điều khi n tiên tiể ến để đảm b o tính ả

ổn định và đ chính xác cao, ch ng hẳ ạn như điều khiển PID hoặc điều khiển mờ Tối ưu hóa chi phí và hiệu suất: Đảm b o hả ệ thống hoạt đng v i chi phí thớ ấp nhất nhưng vẫn đạt hiệu quả cao nhất, từ đó nâng cao lợi ích kinh tế cho các doanh nghiệp

NHÓM 1

6

1.2 Yêu c u công ngh ầ ệ

1.2.1 Yêu c u v ầ ề phần cứng

- Đng cơ bước (Step Motor):

• Đ phân gi i cao: Đảả m bảo khả năng điều khiển chính xác vị trí và tốc đ

• Mô-men xoắn đủ ớ : Để đảm bảo hệ thống có thể xử lý các sản phẩm với kích l n thước và trọng lượng khác nhau

• Đ b n và tu i th caoề ổ ọ : Phù h p vợ ới môi trường công nghi p, hoệ ạt đng liên tục

- Cánh tay khí nén:

• Chính xác và nhanh nh yạ : Đảm b o tả ốc đ và đ chính xác khi th c hi n các thao ự ệ tác phân loại

• Đ bền cao: Chịu được các điều kiện môi trường khắc nghiệt trong nhà máy

• Điều khi n d dàngể ễ : Có th k t nể ế ối và điều khi n qua hể ệ thống PLC ho c các b ặ  điều khi n khác ể

- B i u khi n logic kh trình (PLC):  đ ề ể ả

• Khả năng xử lý mạnh m: Để quản lý và điều khiển toàn b h  ệ thống

• Tích h p nhi u c ng vào/raợ ề ổ : Để k t n i v i các c m biế ố ớ ả ến, đng cơ bước và cánh tay khí nén

• Tnh năng lập trình linh hoạt: Dễ dàng thay đổi và c p nh t các cậ ậ hương trnh điều khi n ể

- C m bi nả ế :

• C m bi n quang hả ế ọc: Để phát hiện và xác định vị trí c a s n phủ ả ẩm

• C m bi n khoả ế ảng cách: Để đảm b o kho ng cách an toàn gi a các s n ph m khi ả ả ữ ả ẩ phân loại

- H ệ thống c p khí nén :

• Máy nén khí: Đủ công suất để cung c p khí nén liên t c cho cánh tay khí nén ấ ụ

• B  điều tiết khí nén: Để điều chỉnh áp suất và lưu lượng khí nén phù hợp

NHÓM 1 1.2.2 Yêu c u v ầ ề phần mềm

- Phần mềm điều khiển đng cơ bước:

• Giao diện người dùng thân thi n: D dàng c u hình và giám sát hoệ ễ ấ ạt đng của đng cơ bước

• Khả năng lập trình: Tùy chỉnh các tham s vố ận hành như tốc đ, gia tốc, v trí ị

- Phần mềm điều khi n cánh tay khí nén: ể

• Giao diện điều khi n tr c quan: D dàng l p trình và ki m soát chuyể ự ễ ậ ể ển đng của cánh tay khí nén

• Tích h p các thuợ ật toán điều khiển: Để ối ưu hóa hoạt đng và đ t chính xác

- Phần m m PLC: ề

• Khả năng lập trình linh hoạt: Hỗ trợ các ngôn ng lữ ập trình tiêu chu n ẩ

- H ệ thống giám sát và qu n lý: ả

• SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition): Để giám sát toàn b  hoạt đng c a hệ thủ ống phân lo ại

• Cơ sở dữ liệu: Lưu trữ và quản lý dữ liệu sản phẩm, hi u su t h ệ ấ ệ thốn

1.2.3 Yêu c u v tích h p h ầ ề ợ ệ thống

-Tích hợp cơ khí:

• Khả năng lắp đặt dễ dàng: Thiết kế cơ khí phải đơn giản, gọn nhẹ và dễ dàng lắp đặt

• Đ ề b n và ổn định cao: Ch u ị được rung đng và môi trường làm việc khắc nghiệt

- Tích hợp điệ ửn t :

• Kết nối tín hiệu ổn định: Đảm bảo các tín hiệu điều khiển và phản hồi được truy n t i m t cách chính xác và ề ả  ổn định

• An toàn điện: Đảm bảo h ệ thống điện an toàn, có b o v quá t i và ả ệ ả chống nhiễu

- Tích h p ph n mợ ầ ềm:

• Khả năng mở rng: Phần mềm điều khiển và giám sát phải có khả năng mở rng và nâng cấp

• Giao diện người dùng thân thiện: Để dễ dàng vận hành và theo dõi h ệ thống

NHÓM 1

8

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG

2.1 Sơ đ khối hệ thống

Hnh 2.1 Sơ đồ khối

2.2 Tính toán l a ch n thi t b ự ọ ế 

STT Tên Thi t B ế ị Đơn vị S ố lượng Dòng tiêu

thụ

1 PLC s7-1200 CPU 1214C

DC/DC/DC

B ng 2.1.ả B ng danh sách thi t b ả ế ị

 Chọn ngu n t ong 24VDC-5A ồ ổ

Ngu n ồ

PLC

NHÓM 1

B ng 2.2ả Bảng danh sách thi t b ế ị

=> Chọn 1 PLC 1214C DC/DC/DC

NHÓM 1

10

2.3 Thi t k mô hình b ng ph n mế ế ằ ầ ềm Autocad

B n v b ả ẽ ố trí thiết b ị

H nh 2.1 Bản v b thi t b  ố tr  

NHÓM 1

B n v ả ẽ nguồn c p ấ

H nh 2.3 Bản v ngu n c p   

NHÓM 1

12

B n v giao tiả ẽ ếp

H nh 2.4. B n v giao ti p ả  

NHÓM 1

B n v INPUT ả ẽ

H nh 2.5 Bản v INPUT 

NHÓM 1

14

B n v OUTPUT ả ẽ

H nh 2.6. B n v OUTPUT ả 

NHÓM 1

B n v k t n i Driver ả ẽ ế ố

H nh 2.7. Bản v k t n i Driver TB6600   ố

NHÓM 1

16

B n v ả ẽ khí é n n

H nh 2.8 Bản v  kh  n n

NHÓM 1 2.4 Gi i thi u chung các thi t b trong h ớ ệ ế  ệ thống

CHƯƠNG 3: THI CÔNG SN PHM

3.1 Danh sách vật tư

3.2 Ki m tra thi t bể ế 

3.3 Thi công s n ph m ả ẩ

CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH PLC

4.1 Bảng đa ch PLC ỉ

4.2 Chương trnh PLC

4.3 Hướng dẫn vận hành

4.4 Giao diện điều khi n ể

K T LU N Ế Ậ