Bài giảng tự động hóa quá trình sản xuất FMS CIM chương 2 ths phạm thế minh

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt 2.1 Các loại Robot công nghiệp 2.2 Lập trình Robot công nghiệp 2.3 Tổ chức hệ thống lắp ráp Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Lý sử dụng Robot công nghiệp BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Con người hóa cho công việc (Nóng, tiếng ồn, độc hại, nặng nhọc…) Giảm chi phí (Giảm giá sản phẩm tăng giá cố định) Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Cải thiện chất lượng (Nâng cao chất lượng, tái sản xuất, khả dây chuyền) Tăng suất (Yêu cầu cao, thị trường lớn, chi phí cố định) Kéo dài thời gian chạy máy (Nghỉ, 2/3 ca, vận hành phải để ý) Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Ví dụ Robot thiết bị gia công Tay máy trung tâm máy tiện Phun chất ngăn cách máy dập BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tháo lấy thiết bị Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Các phận Robot công nghiệp BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh • Động học • Nguồn vận hành • Hệ thống đo đường • Hiệu ứng kết thúc Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM • Cảm biến • Điều khiển • Lập trình • Thiết bị an toàn • Chiếm phôi Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Một số loại Robot lắp ráp BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Ví dụ Robot dạng cần trục Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Chuyển động: • Phù hợp với di chuyển dọc theo cần trục • Di chuyển lên xuống • Quay BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Robot dạng cần trục AMEDEO Đặc điểm • Quãng đường dài, tải lớn • Độ xác cao • Động học ổn định, cứng vững Phạm vi ứng dụng • Tháo lắp dỡ công cụ hệ thống sản xuất linh hoạt • Chất tháo phôi vận chuyển Robot dạng cần trục FLEXTER Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Ví dụ Robot tay lắc BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Chuyển động: • Hai trục quay cho di chuyển tay ngang • Một trục tịnh tiến cho di chuyển tay đứng • Không gian làm việc dạng xi lanh Đặc điểm • Lập trình đơn giản • Di chuyển xác xử lý hướng ngang theo hình phức tạp • Động học cứng vững di chuyển Phạm vi ứng dụng • Tháo lắp chi tiết điện tử khỏi đĩa dẫn • Tháo lắp linh kiện điện, điện tử thiết bị • Tháo lắp bàn phím máy tính toàn máy tính Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Ví dụ Robot tay tự BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Chuyển động: • Theo khớp quay • Có thể di chuyển theo đường cong không gian • Di chuyển vòng quanh Đặc điểm • Nhu cầu diện tích không gian làm việc nhỏ • Lực thao tác nhỏ, chuyển động nhanh Phạm vi ứng dụng • Sơn • Mạ • Hàn • Rà bề mặt phôi phức tạp Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Ví dụ Robot Hexapod BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Chuyển động: • Rút ngắn kéo dài chân kính thiên văn • Nghiêng xoay theo hướng Đặc điểm • Độ xác cao • Tốc độ nhanh • Gia tốc lớn • Trọng lương riêng nhỏ Phạm vi ứng dụng • Tháo lắp công nghiệp ô tô • Tháo lắp phôi nhạy Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Ví dụ ứng dụng công nghiệp ô tô BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Lắp ráp phía bên Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Phương pháp lập trình offline cho Robot công nghiệp (Dạng Text) Hệ thống lập trình Hệ thống thực Lập trình đòi hỏi trực tiếp ngôn ngữ điều khiển Robot ngôn ngữ khác (ví dụ IRL): Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Thuật toán (FOR, WHILE, REPEAT) Thuật toán chuyển động (MOVE LIN, MOVE PTP, MOVE CIRC) Điều khiển Kiểm tra sửa lỗi BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Đặt chương trình dạng Text: Bước 1: Chương trình viết máy tính điều khiển độc lập tách biệt với hệ thống thực Các lệnh di chuyển chưa điền giá trị vị trí Bước 2: Xác định vị trí, kiểm tra tối ưu chương trình diễn trực tiếp Robot Đặc điểm: • Có thể đọc thay đổi dễ dàng, • Có khả lưu, • Lập trình không thực Robot, Chương trình điều khiển: • Đòi hỏi cao với lập trình viên Kiểm tra logic cú pháp Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Ngôn ngữ lập trình Robot công nghiệp (Industrial Robot Language – IRL) Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh IRL có hệ đơn vị tương tự ngôn ngữ bậc cao PASCAL, dùng việc lập trình chương trình Robot phức tạp cấp độ điều khiển cao Danh sách liệu • Dữ liệu, biến, hằng, loại khai báo khác • Tách biệt liệu phụ thuộc liệu độc lập Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM VD: Lệnh IMPORT FROM, EXPORT TO Chương trình •Cơ sở cho việc định nghĩa gọi thành phần chương trình •VD: PROGRAM; PROCEDURE; FUNCTION Chương trình hàm •Vòng lặp •Hàm có chứa tham số bổ sung, giá trị lặp … •VD: MOVE LIN; MOVE PTP; RETURN Khai báo • Khai báo biến, hằng, hàm VD: VAR; CONST Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Bắt đầu Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Ví dụ IRL Kết thúc Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt 2.1 Các loại Robot công nghiệp 2.2 Lập trình Robot công nghiệp 2.3 Tổ chức hệ thống lắp ráp Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Hướng phát triển tự động hóa lắp ráp Biến sản phẩm Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Lắp ráp tay BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Lắp ráp kết hợp Tế bào lắp ráp Robot Lắp ráp tự động linh hoạt Dây chuyền lắp ráp Robot Linh hoạt hóa hệ thống lắp ráp tự động hóa cao Tự động lắp ráp Thuần tự động Phạm vi sản xuất Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Giá sản xuất, sản phẩm tương đối Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Tính kinh tế hệ thống lắp ráp tự động linh hoạt Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa thông thường Lắp ráp tay Robot lắp ráp Tính kinh tế có tham gia Robot Số lượng sản phẩm theo năm Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Chức lắp ráp Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Chi tiết / Cụm chi tiết Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Chi tiết / Cụm chi tiết Đặt vào • Ghép • Đổ • Ép • Nhờ biến dạng • Nhờ thay đổi lượng Trước lắp ráp Kết Sau lắp ráp Điều chỉnh Điều khiển • Chỉnh lên xuống • Đo • Đánh dấu • Sắp xếp • Kiểm tra • Làm nóng • Phân chia • Làm • Định vị … • Kẹp • Chỉnh vào … Chức khác Thao tác … Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Chức lắp ráp Nhóm Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Thiết bị yêu cầu Thiết bị lưu chứa Thiết bị thao tác Con lăn, băng tải, cáp tải, đường dẫn Kho chứa, Giá chứa, ổ tích, Khay chứa Robot công nghiệp có điều khiển NC Thiết bị ghép Thiết bị quan sát Hàn tự động, tán, ghép ren Camera có cảm biến … Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Ví dụ Loại thiết bị Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Ví dụ khoan tháo lắp bàn xoay Bàn xoay hoàn toàn tự động để tháo lắp chi tiết BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Bàn xoay bán tự động để tháo lắp kiểm tra nhóm chi tiết Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Ví dụ khoan tháo lắp bàn xoay Bàn xoay để tháo lắp nhóm chi tiết BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Bàn xoay để tháo lắp 12 nhóm chi tiết Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Thành phần tổ chức lắp ráp Tổ chức xưởng Dây chuyền sản xuất BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Dây chuyền sản xuất dạng chữ U Chức A Chức B Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Chức C Chức D Phân chức tháo lắp theo phương pháp kỹ thuật Phân chức tháo lắp theo kết Phân chức tháo lắp theo lao động •Phối hợp trình •Gia công loạt lớn •Thời gian nhanh •Tại vị trí trình thao tác •Thời gian lâu •Thời gian nhanh Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Nguyên tắc tháo lắp Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Dạng chữ U Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Hệ thống chạy lấy phôi Bán tự động Chú thích: Người thực Tiếp nguyên vật liệu Kho chứa Các bước tiêu chuẩn Bước thực Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt So sánh nguyên tắc tháo lắp Nguyên tắc tháo lắp Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Dạng chữ U Bán tự động Hệ thống chạy lấy phôi Hệ thống tháo lắp linh hoạt Số lượng Tới Tới Tới Tới Đầu tư BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Có lợi Biến sản phẩm Tới tới tới Tới Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Ví dụ dạng tháo lắp quay vòng Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Chú thích: Người thực Tiếp nguyên vật liệu Kho chứa Các bước tiêu chuẩn Bước thực Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Dạng thẳng Dạng quay vòng •Vị trí chứa nhiên liệu cố định •Vị trí chứa nhiên liệu cố định •Dễ lấy •Ổ chứa phôi quay lại Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Tính linh hoạt •Khó lấy •Vị trí chứa nhiên liệu lựa chọn Theo phạm vi •Phân loại tháo lắp trước, Th.s Phạm Thế Minh Cấu trúc cung cấp nguyên vật liệu hệ thống lắp ráp •Vị trí chứa nhiên liệu lựa chọn Dạng mạng Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt [...]... VAR; CONST Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Bắt đầu Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Ví dụ IRL Kết thúc Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt 2. 1 Các... ráp bằng Robot Linh hoạt hóa hệ thống lắp ráp tự động hóa cao Tự động lắp ráp Thuần tự động Phạm vi sản xuất Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Giá sản xuất, sản phẩm tương đối Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Tính kinh tế trong hệ thống lắp ráp tự động linh hoạt Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa thông thường Lắp ráp bằng tay Robot lắp... Th.s Phạm Thế Minh Ứng dụng tháo lắp chi tiết nhỏ 1 Xi lanh xoay 2 Xi lanh đẩy 3 Đầu bố trí Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM 4 Bộ kẹp tiêu chuẩn 5 Hệ thống vận chuyển 6 Chi tiết cần tháo lắp 7 Bệ đỡ chi tiết 8 Tay kẹp 9 Nơi chứa chi tiết Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Chương. .. bình Không hợp lý Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Ứng dụng kẹp (1) Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Phù hợp với các loại phôi khác nhau Kẹp bên ngoài Kẹp bên trong Kẹp kết hợp bên ngoài và trong Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Ứng dụng kẹp (2) Kẹp vỏ ngoài... nhiều điểm 1 Trục quay tay máy Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM 2 Đĩa 3 Xi lanh 4 Đầu hút 5 Phôi Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt Ứng dụng kẹp (5) BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Kẹp nhiều chi tiết đồng thời, đầu kẹp dạng mũ Kẹp ngang Kẹp dọc Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt Ứng dụng kẹp (6)... KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Tháo lắp khung Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Đặc tính dẫn động kẹp Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Phương án Khí nén Đánh giá Thủy lực Điện từ Motor điện Lực kẹp lớn Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Có thể điều chỉnh Truyền năng lượng Nhạy... nghiệp 2. 2 Lập trình Robot công nghiệp 2. 3 Tổ chức hệ thống lắp ráp Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt Hướng phát triển của tự động hóa lắp ráp Biến sản phẩm Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Lắp ráp bằng tay BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Lắp ráp kết hợp Tế bào lắp ráp bằng Robot Lắp ráp tự động linh hoạt Dây chuyền lắp ráp bằng Robot Linh hoạt hóa. .. thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Kẹp đầu dẫn Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Ứng dụng kẹp (3) Vị trí phôi không chính xác BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Phôi đặt chính tâm Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Ứng dụng kẹp (4) Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Kẹp nhiều... mã chương trình điều khiển Robot công nghiệp Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt Phương pháp lập trình offline cho Robot công nghiệp (Định hướng đối tượng) Hệ thống CAD: Kết cấu sản phẩm và mô hình hóa xung quanh Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Khác với lập trình theo thiết bị, trong lập trình định hướng đối tượng người lập trình viên phải tự quyết định thực hiện câu lệnh như thế. .. chương trình thao tác Cần thiết cho yêu cầu an toàn và phục vụ, lựa chọn chương trình đòi hỏi • Đảm bảo độ tin cậy và yêu cầu an toàn • Hỗ trợ dịch vụ yêu cầu Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt Chỉ dẫn chuyển động BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Hình học (Đường đi) Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh Điều kiện Đường đi Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM Điều kiện ch động Chỉ dẫn quá ... thúc Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM • Cảm biến • Điều khiển • Lập trình • Thiết bị an toàn • Chiếm phôi Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Th.s Phạm Thế Minh Tự động hóa trình sản xuất. .. sát Hàn tự động, tán, ghép ren Camera có cảm biến … Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Ví dụ Loại thiết bị Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM Ví dụ... nghiệp 2. 2 Lập trình Robot công nghiệp 2. 3 Tổ chức hệ thống lắp ráp Chương Thao tác lắp ráp tự động linh hoạt Hướng phát triển tự động hóa lắp ráp Biến sản phẩm Tự động hóa trình sản xuất FMS & CIM