XÂY DỰNG SƠ ĐỒ QUY TRÌNH VẬN HÀNH CỦA ROBOT HARMO

Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Phần I Cơ sở lý thuyết Chơng I Tổng quan Robot công nghiệp I Lịch sử phát triển: Thuật ngữ Robot xuất vào năm 1920 tác phẩm văn học nhà văn tiệp khắc có tên Karel Capek Thuật ngữ inducstrial Robot (IR) xuất mỹ công ty AMF (Americal Machine and Foundry Company) quảng cáo mô thiết bị mang dáng dấp có số chức nh tay ngời đợc điều khiển tự động thực số thao tác để sản xuất thiết bị có tên gọi Versatran Quá trình phát triển IR đợc tóm tắt nh sau: - Từ năm 1950 mỹ xuất viện nghiên cứu Vào đầu năm 1960 xuất sản phẩm có tên gọi Versatran công ty AMF Anh ngời ta bắt đầu nghiên cứu chế tạo IR theo quyền mỹ từ năm 1967 nớc tây âu khác nh: Đức, ý, Pháp, Thuỵ Điển bắt đầu chế tạo IR từ năm 1970 - Châu có Nhật Bản bắt đầu nghiên cứu ứng dụng IR từ năm 1968 Đến nay, giới có khoảng 200 công ty sản xuất IR số có 80 công ty Nhật, 90 công ty tây âu, 30 công ty Mỹ số công ty Nga, Tiệp II Phân loại IR: Theo chủng loại, mức độ điều khiển, nhận biết thông tin tay máy-ngời máy đợc sản xuất giới phân loại IR thành hệ sau: Thế hệ 1: hệ có kiểu điều khiển theo chu kỳ dạng chơng trình cứng khả nhận biết thông tin Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Thế hệ 2: hệ có điều khiển theo chu kỳ dạng chơng trình mềm bớc đầu có khả nhận biết thông tin Thế hệ 3: hệ có kiều điều khiển dạng tinh khôn, có khả nhận biết thông tin bớc đầu có số chức lý trí ngời Phân loại tay máy theo cấu trúc sơ đồ động: Thông thờng cấu trúc chấp hành tay máy công nghiệp đợc mô hình hoá dạng chuỗi động với khâu khớp nh nguyên lý máy với giả thuyết sau: khớp vít) Chỉ dụng khớp động loại ( khớp quay, khớp tịnh tiến, Trục quay hớng tịnh tiến khớp song song hay vuông góc với - Chuỗi động chuỗi động hở đơn giản: Ta ví dụ chuỗi động tay máy công nghiệp có bậc tự do, khớp A, B, F khớp tổng quát, có nghĩa chúng khớp quay, khớp tịnh tiến, khớp D, E, K khớp quay Các khâu đợc đánh số 0-giá cố định, tiếp đến khâu 1, 2, n-các khâu động, khâu tổng quát ký hiệu khâu i, (i= 1, 2, 3, n), khâu n cuối mang bàn kẹp tay máy Tơng tự nh tay ngời để bàn kẹp gồm có loại chuyển động, tơng ứng với chuyển động dạng cấu trục máy nh sau: Cấu trúc chuyển động toàn (chân ngời) cấu trúc thực chuyển động đem toàn tay máy (tay ngời) đến vị trí làm việc Cấu trúc đa dạng thông thờng tay máy hoạt động hệ thống mà chuyển động cần có kiểm soát Ngời ta thờng coi tay máy đứng yên, khâu gọi giá cố định tay máy Cấu trúc xác định bàn kẹp bao gồm khớp A,B F khâu 1, 3, chuyển động cấu trúc đem theo bàn kẹp với vị trí làm việc Do giả thiết loại khớp động dùng chế tạo máy thông thờng ta có phối hợp sau khớp từ tạo nên cấu trúc xác định vị trí bàn kẹp không gian vị trí khác kẹp Phối hợp TTT nghĩa khớp khớp tịnh tiến khớp quay Đây cấu trúc hoạt động hệ toạ độ Đề Các so với toạ độ So Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc điểm M nằm khâu khớp khớp tịnh tiến chuyển động quay ( tức hai toạ độ dài) Phối hợp TRT, RTT, hay TTR nghĩa khớp tịnh tiến hai khớp quay( cấu trúc 2, 3, 4) Đây cấu trúc hoạt động hệ toạ độ trụ so với điểm M khâu đợc xác định chuyển động tịnh tiến chuyển động quay( tức hai toạ độ dài toạ độ gốc) Phối hợp RTR, RRT, TTR nghĩa hai khớp tịnh tiến hai khớp quay( cấu trúc 5, 6, 7, 8, 10) Đây cấu trúc hoạt động hệ toạ độ cầu so với hệ So, điểm M khâu đợc xác định chuyển động tịnh tiến hai chuyển động quay( tức toạ độ dài hai toạ độ gốc) Phối hợp RRR tức khớp quay( cấu trúc 11,12) cấu trúc hoạt toạ độ góc so với hẹ So, điểm M khâu đợc xác định ba chuyển động quay( tức ba toạ độ góc), cấu trúc đợc gọi cấu trúc sinh học Tuy nhiên thực tế, tay máy chuyên dùng ta chuyên môn hoá đặc biệt đảm bảo giá thành giá đầu t vào tay máy thấp, ngời ta không thiết lúc phải chế tạo tay máy có đủ số ba khớp động cho cấu trúc xác định vị trí Đối với tay máy công nghiệp có 250 loại, số có 40% loại tay máy có điều khiển đơn giản thuộc hệ thứ Sự xuất IR gia tăng vai trò chúng sản xuất xã hội loài ngời làm xuất nghành khoa học nghành Robot học(Robotic) Trên giới nhiều nời xất viện nghiên cứu riêng Robot Ngời vận hành Việt Nam, từ năm thập kỷ 80 có viện nghiên cứu Robot Thiếtchức bị liên hệ III Sơ đồ cấu trúc Robot: với ngời vận hành Vậy Robot gì? cha có định nghĩa xác Robot, hai năm lần ngời ta lại tổ chức hội nghị khoa học bàn Hệ thống điều thành khiển tựu đạt đợc nghiên cứu Robot, nhằm thông tin chế tạo Robot đồng thời thống kê thuật ngữ Robotic, để hiểu đợc IR trớc hết chúng quan sát sở đồ Hệ cấuthống trúc chức IR nh sau: Hệ ta thống Hệ thống truyền động chịu lực Môi trờng bên biến tín hiệu Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Hình 1-1 Sơ đồ cấu trúc chức Robot Trong sơ đồ trên, đờng mối quan hệ thông tin thuận, thông tin huy nhiệm vụ Robot Các đờng mối liên hệ thông tin ngợc, thông tin phản hồi trình làm việc Robot Chức phận giao tiếp liên lạc với ngời vận hành thực trình dạy học cho Robot, nhờ Robot biết đợc nhiệm vụ phải thực Chức hệ thống điều khiển thực việc tái lại hành động nhiệm vụ đợc học Bộ phận chấp hành giúp cho Robot có đủ sức chịu đợc tải trọng mà Robot phải chịu trình làm việc, phận bao gồm: Phần 1: phận chịu chuyển động , phần tạo khả chuyển động cho Robot Phần 2: phận chịu lực, phần chịu lực Robot Bộ cảm biến tín hiệu: làm nhiệm vụ nhận biết, đo lờng biến đổi thông tin loại tín hiệu nh: nội tín thân Robot, tín hiệu vị trí, vận tốc, gia tốc, thành phần phận chấp hành ngoại tín hiệu, tín hiệu từ môi trờng bên có ảnh hởng tới hoạt động Robot Với cấu trúc chức nh trên, Robot phần mang tính ngời phần máy trạng thái vật lý cấu trúc Với IR tính chất ngời máycũng đợc thể đầy đủ nh trên, trì hình thức mang dáng dấp tay ngời Tay máy công nghiệp thờng có phận sau: Hệ thống điều khiển: thờng loại đơn giản làm việc có chu kỳ vận hành theo nguyên lý hệ thống điều khiển hở kín Hệ thống chấp hành: bào gồm nguồn động lực, hệ thống truyền động, hệ thống chịu lực nh: động thuỷ, khí nén, cấu servo điện tử, động bớc Mỗi chuyển động IR thờng có động riêng chịu lực Bàn kẹp: phận công tác cuối tay máy, nơi cầm nắm thiết bị công nghệ háy vật cần di chuyển Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc IV ứng dụng Robot công nghiệp: Mục tiêu ứng dụng Robot công nghiệp: Nhằm góp phần nâng cao suất day truyền công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lợng khẩ cạnh tranh sản phẩm, đồng thời cải thiện lao động Điều xuất phát từ u điểm Robot đợc đúc kết qua nhiều năm đợc ứng dụng nhiều nớc Những u điểm là: - Robot thực quy trình thao tác hợp lý, ngời thợ lành nghề cách ổn định suốt thời gian làm việc Vì Robot nâng cao chất lợng khẳ cạnh tranh sản phẩm Hơn Robot nhanh chóng thay đổi công việc, thích nghi nhanh với việc thay đổi mẫu mã, kích cỡ sảm phẩm theo yêu cầu thị trờng cạnh tranh Có khả giảm giá thành sản phẩm ứng dụng Robot giảm đợc đáng kể chi phí cho ngời lao động nớc có mức cao tiền lơng ngời lao động, cộng khoản phụ cấp bảo hiểm xã hội Theo số liệu Nhật Bản Robot làm việc thay cho ngời thợ tiền mua Robót tiền chi phí cho ngời thợ vòng 3-5 năm, tuỳ theo Robot làm việc ngày máy ca Còn Mỹ, trung bình làm việc Robot đem lại tiền lời 13 USD nớc ta năm gần đay có nhiều doanh nghiệp, khoản chi phí lơng bổng chiếm tỷ lệ cao giá thành sản phẩm Việc ứng dụng Robot làm tăng suất dây truyền công nghệ Sở dĩ nh tăng nhịp độ khẩn trơng dây truyền sản xuất, không thay ngời Robot thợ theo kịp Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc chóng mệt mỏi Theo tài liệu Fanuc-Nhật Bản xuất có tăng lần ứng dụng Robot có thểdụng cải thiện điềucông kiệnnghệ lao động Hình 1-3: ứng robotđợc hàn Đó u điểm bật mà cần quan tâm Trong thực tế sản xuất có nhiều nơi ngời lao động phải lao động suốt buổi môi trờng bụi bặm, ẩm ớt, nóng nực, ồn mức cho phép nhiều lần Thậm trí nhiều nời ngời lao động phải làm việc dới môi trờng độc hại, nguy hiểm đến sức khẻo ngời, dễ xảy tai nạn, dễ bị nhiễm hoá chất độc hại, nhiễm sóng điện từ, phóng xạ Các bớc ứng dụng Robot: Việc u tiên đầu t trớc hết để nhằm để đồng hoá hệ thống thiết bị, tự động hoá Robot hoá chúng cần thiết để định đầu t cho dây truyền công nghệ vài công đoạn Ngời ta thờng xem xét mặt sau: Nghiên cứu trình công nghệ đợc Robot hoá phân tích toàn hệ thống rõ việc đầu t robot hoá cha nên - Xác định đối tợng cần Robot hoá: Khi xác định cần phải thay Robot nguyên công phải xem xét khả liệu Robot có thay đợc không có hiệu không Thông thờng ngời ta u tiên chỗ làm việc nặng nhọc, bụi bặm ồn ào, độc hại, căng thẳng đơn điệu Xu hớng thay hoàn toàn Robot thực tế không hiệu việc giữ lại số công đoạn mà đòi hỏi khéo léo ngời - Xây dựng mô hình trình sản xuất đợc Robot hoá: Sau xác định đợc mô hình tổng thể trình công nghệ, cần xác định rõ dòng chuyển dịch nguyên liệu dòng thành phẩm để đảm bảo Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc nhịp nhàng đồng hệ thống Có phát huy đợc hiệu đầu t vốn Chọn lựa mẫu robot thích hợp chế tạo robot chuyên dùng Đây bớc quan trọng robot có nhiều loại với giá tiền khác Nếu nh không chọn đầu t đắt mà không phát huy đợc hết khả năng, nh kiểu dùng ngời không chỗ Việc thờng xảy mua robot nớc ngoài, có chức robot đợc trang bị nhng không cần dùng cho công việc cụ thể mà đảm nhiệm dây truyền sản xuất, mà đội giá lên cao, có lợi cho nơi cung cấp thiết bị Cấu trúc robot hợp lý cấu trúc theo modun hoá, nh hạ đợc giá thành sản xuất, đồng thời đáp ứng đợc nhu cầu phục vụ công việc đa dạng Cấu trúc đơn giản dễ thực với độ xác cao giá thành hạ Ngoài tự tạo dựng robot thích hợp với công việc sở mua lắp modun chuẩn hoá Đó hớng triển khai hợplý đại phận xí nghiệp nớc cung nh tơng lai Các lĩnh vực ứng dụng robot công nghiệp - Một lĩnh vực hay ứng dụng robot kỹ nghệ đúc Thờng phân xởng đúc công việc đa dạng, điều kiện làm việc nóng nực, bụi bặm, mặt hàng thay đổi chất lợng vật đúc phụ thuộc nhiều vào trình thao tác Việc tự động hoá toàn phần phần trình đúc dây truyền tự động thông thờng với máy tự động chuyên dùng đòi hỏi phải có thiết bị phức tạp, đầu t lớn Ngày náy nhiều nớc giới robot đợc dùng rộng rãi để tự động hoá công nghệ đúc, nhng chủ yếu để phục vụ máy đúc áp lực Robot làm đợc nhiều việc nh rót kim loại nóng chảy vào khuôn, cắt mép thừa, làm vật đúc làm tăng bền vật đúc cách phun cát Dùng robot phục vụ máy đúc áp lực có nhiều u điểm: đảm bảo ổn định chế độ làm việc, chuẩn hoá thời gian thao tác, nhiệt độ điều kiện tháo vật đúc khỏi khuôn ép chất lợng vật đúc tăng lên Trong nghành gia công áp lực điều kiện làm việc nặng nề, dễ gây mệt mỏi phần xởng rèn dập nên đòi hỏi sớm áp dụng robot công nghiệp Trong phân xơng rèn, robót thực công việc: đa phôi thừa vào lò nung, lấy phôi nung khỏi lò, mang Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc đến máy rèn, chuyển lại phôi sau rèn xếp lại vật rèn vào giá thùng Sử dụng loại robot đơn giản đa xuất lao động tăng lên 1,5-2 lần hoàn toàn giảm nhẹ lao động công nhân So với phơng tiện giới tự động khác phục vụ máy rèn dập dùng robot có u điểm nhanh hơn, xác động - Các trình hàn nhiệt luyện thờng bao gồm nhiều công việc nặng nhọc, độc hại nhiệt độ cao Do nhanh chóng ứng dụng robot công nghiệp Khi sử dụng robot việc hàn, đặc biệt hàn hồ quang với mối hàn chạy theo đờng cong không gian cần phải đảm bảo cho điều chỉnh đợc phơng khoảng cách điện cực so với mặt phẳng mối hán Nhiệm vụ cần đợc xem xét tổng hợp chuyển động bàn kẹp xây dựng hệ thống điều khiển có liên hệ phản hồi Kinh nghiệm cho thấy thực tốt công việc thống số chuyển động đầu điện cực chế độ hàn đợc điều khiển chơng trình thống nhất, đồng thời đợc trang bị phận cảm biến, kiểm tra điều chỉnh Ngoài robot hàn phát huy tác dụng lớn hàn môi trờng đặc biệt Hình 1- 4: ứng dụng robot trình nhiệt luyện - Robot đợc dùng rộng rãi gia công lắp ráp Thờng thờng ngời ta sử dụng robot chủ yếu vào việc tháo lắp phôi sản phẩm cho máy gia công bánh răng, máy khoan, máy tiện bán tự động Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Trong nghành chế tạo máy dụng cụ đo chi phí lắp giáp thờng chiếm đến 40% giá thành sản phẩm Trong mức độ khí hoá lắp ráp không 10-15% sản phẩm hàng loạt 40% sản xuất hàng loạt lớn Bởi vậy, việc tạo sử dụng robot lắp ráp có ý nghĩa quan trọng Phân tích trình lắp ráp thấy ngời gá đặt chi tiết để lắp chúng với làm nhanh thiết bị tự động Nhng thực động tác khác trình ghép chặt chúng chậm Bởi yếu tố thời gian độ xác định vị vấn đề quan cần quan tâm thiết kế loại robot lắp ráp Ngoài yêu cầu loại robot lắp ráp nâng cao tính linh hoạt để đáp ứng nhiều loại công việc, hạ giá thành dễ thích hợp với việc sản xuất loạt nhỏ Ngày xuất nhiều loại day truyển tự động gồm máy vạn với robot công nghiệp Các day truyền đạt mức độ tự động cao, tự động hoàn toàn, ngời trực tiếp tham gia, linh hoạt không đòi hỏi đầu t lớn nhà máy robot dây truyền đợc điều khiển hệ thống chơng trình Trong dây truyền tự động có máy điều khiển theo chơng trình robot đứng chỗ điều chỉnh đờng ray theo di động Kỹ thuật robot có u điểm quan trọng tạo nên khả linh hoạt hoá sản xuất Việc sử dụng máy tính điện tử, robot máy điều khiển theo chơng trình cho phép tìm đợc phơng thc mẻ để tạo nên dây truyền tự động cho sản xuất hàng loạt với nhiều mẫu, loại sản phẩm Dây truyền tự động cứng gồm nhiều thiết bị tự động chuyên dùng đòi hỏi vốn đầu t lớn, nhiều thời gian để thiết kế chế tạo lúc quy trình công việc luôn cải tiến, nhu cầu chất lợng quy cách sản phẩm luôn thay đổi Bởi nhu cầu mềm hóa linh hoạt hoá dây truyền sản xuất ngày tăng Kỹ thuật công nghiệp máy tính đóng vai trò quan trọng việc tạo dây truyền tự động linh hoạt Xuât phát từ nhu cầu khả linh hoạt hoá sản xuất, năm gần không nhà khoa học mà nhà sản xuất tập trung ý vào việc hình thành áp dụng hệ sản xuất tự động linh hoạt, gọi tắt hệ sản xuất linh hoạt Hệ sản xuất linh hoạt ngày thờng bao gồm thiết bị gia công đợc điều khiển chơng trình số, ph9 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc ơng tiện vận chuyển kho chứa phân xởng đợc tự động hoá nhóm robot công nghiệp vị trí trực tiếp với thiết bị gia công thực nguyên công phụ Việc điều khiển kiểm tra điều khiển toàn hệ sản xuất linh hoạt thích hợp với quy mô sản xuất nhỏ vừa, thích hợp với yêu cầu luôn thay đổi chất lợng sảm phẩm quy trình công nghệ Bởi ngày hệ sản xuất linh hoạt thu hút ý nớc phát triển mà nớc phát triển Trong số tài liệu nớc hệ FMS (flexible Manufacturing System) đợc diễn giải nh hệ sản xuất tơng lai ( future Manufacturing System), trùng hợp từ viết tắt ngẫu nhiên Tỷ lệ phân bố loại công việc đợc dùng robot: Đúc áp lực Hàn điểm Hàn hồ quang Cấp thoát phôi Lắp ráp Nghiên cứu, đào tạo Phun phủ bề mặt Nâng chuyển xếp Các việc khác 18,3% 14,7% 12,3% 9,6% 9,5% 5,7% 5,7% 3,9% 30,3% Sự phân bố tỷ lệ loại robot với loại phơng pháp điều khiển khác nhau: a Tay máy điều khiển tay: 4% b Robot đợc điều khiển theo chu kỳ cứng: 59% c Robot đợc điều khiển theo chu kỳ thay đổi theo chơng trình: 11% d Robot đợc điều khiển dùng chơng trình dạy học: 18% e Robot điều khiển theo chơng trình số: 5% f Robot đợc điều khiển có sử lý tinh khôn: 3% Nội dung nghiên cứu phát triển Robot công nghiệp: 4.1 Nhận xét trình phát triển robot công nghiệp Ra đời từ năm nam mời, robot công nghiệp có bớc phát triển quan trọng Từ năm 1960 phát máy vi tính robot công nghiệp tiếp thu đợc thành tựu ngày hấp dẫn Cao 10 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc NOMAL (INVEST) + Tín hiệu đợc phép vào làm việc: **03 < EJECT > 00 DELAY + Tín hiệu báo có sản phẩm vào gắp: **04 < OPEN > 00 - Phần câu lệnh thao tác: phần bao gồm lệnh cụ thể thao tác robot, đợc bắnt đầu từ câu lệnh 05 trở **05 < MAIN > 10 // Bàn kẹp di xuống dừng giây DOWN **06 < MAIN > 00 // Bàn kẹp sang ngang FORE **07 < MAIN > 20 // Kẹp lấy chi tiết dừng giây GRIP ON **08 < MAIN > 00 // Bàn kẹp mang chi tiết quay lại BACK **09 < MAIN > 00 // Bàn kẹp mang chi tiết lên UP **10 < TRAVERES > 0800 // Động M1 chạy đoạn 80cm **11 < POSE > 00 // Bàn kẹp duỗi VARTIAL **12 < MAIN > 00 // Bàn kẹp mang chi tiết xuống DOWN **13 < MAIN > 00 // Nhả chi tiết GRIP OFF **14 < MAIN > 00 // Bàn kẹp lên UP **15 < POSE > 00 // Bàn kẹp co lên 124 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc HORIZON **16 00 // Động M1 trở vị trí gắp sẳn phẩm IN **17 < MODULE phẩm > // Kết thúc module chờ tín hiệu có sản - Phần kết thúc: Tất chơng trình kết thúc câu lệnh: **** < MODULE END > Ghi chú: ** số thứ tự module nhớ robot ( từ 0-99), hai số số thứ tự dòng lệnh Hiệu chỉnh chơng trình Để vào chế độ sửa chơng trình, từ hình khởi động TP ta ấn nút MODIFY Khi hình lên nh sau: *** MODIFY *** USE MODULE (0-99)? Lúc ta chọn module cần thay đổi, sau ần ENTER Nếu nh module không tồn nhớ robot hình lên thông báo là: MODULE NOT FOUD! Còn nh module tồn robot chơng trình lên hình Khi muốn thay đổi vị trí dòng lệnh ta việc ấn phím , , , để di chuyển tới vị trí cần thay đổi Những giá trị thây đổi đợc chơng trình là: + Thay đổi tên chơng trình + Thay đổi vị trí điểm gốc trục động M 1, ta dùng phím [INVEST] + Thay đổi vị trí bàn kẹp thời điểm ban đầu, ta dùng phím [INVEST] + Thay đổi thời gian dừng sau câu lệnh, thời gian đợc tính 1/10 giây Sau thay đổi thông số dòng ta dùng phím 125 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc [ENTER] để chuyển sang dòng lệnh Cứ lần ấn ENTER giá trị đợc lu vào nhớ, nh kết thúc Chế độ chạy chơng trình tự động (AUTO) Để chạy chơng trình việc ta phải làm là: + Cấp nguồn đầy đủ cho hệ thống + Cấp khí đầy đủ cho hệ thống Lúc hình TP có thông báo: USE MODULE **? Trong ** số thứ tự module có nhớ Nếu ta đồng ý chạy module hiển thị ta việc ấn nút AUTO Khi robot tự động xác định vị trí làm việc khoảng làm việc trục động M Sau tới điểm gốc, lúc robot đợi tín hiệu có sản phẩm để vào làm việc Nếu ta không muốn sử dụng module hiển thị, ta thay đổi module khác ( miễn module phải có nhớ) Khi ta ấn phím [MODIFY] hình TP lên dòng: USE MODULE (0-99)? Khi ta việc ấn số thứ tự tên module cần chạy, sau ấn AUTO để chạy chơng trình Nếu muốn mở module ( để thay đổi thông số chẳng hạn), từ dòng nhắc: USE MODULE (0-99), ta ấn ENTER Sau sửa đổi xong, ta ấn AUTO hình xuất dòng: USE MODULE:**? Ta tiếp tục ấn ENTER chơng trình vừa xong tự động chạy Nếu robot cha vị trí Home tự động di chuyển xác định vị trí gốc Trong trờng hợp hình TP hiển thị: WAIT A MOMENT !! ROBOT GO HOME Khi tất trục robot vị trí Home, đội tín hiệu có sản phẩm ( OPEN) để vào làm việc III Bảng điều khiển cấp tín hiệu 126 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Đặc điểm, yêu cầu 1.1 Đặc điểm - Robot làm việc không gian may ép nên lúc củng lên, xuống, ra, vào cách tự Nó hoạt động đợc máy ép có tín hiệu cho phép robot voà làm việc Khi tín hiệu robot trạng thái dừng hoàn toàn - Qua nghiên cứu nguyên lý, cấu trúc chơng trình làm việc robot, ta thấy chơng trình có lệnh, báo tín hiệu làm việc lệnh báo có sản phẩm cho robot vào làm việc (lệnh 03 04) Khi cha có tín hiệu robot luôn trạng thái đợi - Tín hiệu EJECT(03) phải có trớc cấp tín hiệu OPEN(04) Nếu ngợc lại chơng trình củng không làm việc - Các tín hiệu EJECT OPEN đợc cấp thông qua việc cấp nguồn nuôi 24V cho rơle tơng ứng RY0 RY1 Khi rơle làm việc chúng đóng mạch tơng thích để đa tín hiệu vào điều khiển - Khi tín hiệu EJECT OPEN thích hợp điều khiển cho robot thực thi lênh chơng trình 1.2 Yêu cầu Trong chu kỳ làm việc robot, ngời điều khiển cần nhần nút chơng trình trạng thái dừng đợi tín hiệu OPEN Điều có nghĩa ta cần thay tín hiệu báo có sản phẩm từ máy ép tín hiệu cấp tay tơng đơng Thiết kế bảng điều khiển thay a - Bảng điều khiển ta xây dựng có yêu cầu Chỉ nhấn nút khởi động lần cho chơng trình chu kỳ làm việc chu kỳ a lại bắt đầu lại từ đầu Nh ta cần có tín hiệu robot phát vào thời điểm hợp lí để cắt tín hiệu mà ta cấp mmột cách tự động ( để lần sau ta lại bắt đầu đợc ) b - Bình thờng robot máy trao đổi tín hiệu qua cổng I/O Khi robot làm việc tách khỏi máy đòi hỏi phải có bảng điều khiển thay cho máy ép để làm nhiệm vụ trao đổi thông tin cần thiết Cổng gồm có rơIe , hai rơle RY0 RY1 máy ép điều khiển, rơle RY2, RY3, RY4 robot điều khiển Hai rơle RY0, RY1 127 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc có nhiệm vụ cấp tín hiệu điều khiển cho robot, rơle RY2, RY3, RY4 có nhiệm vụ cấp tín hiệu điều khiển cho máy ép Hoạt động cổng I/O Một chu kỳ làm việc robot nh sau: B1: Đợi tín hiệu làm việc (EJECT) B2: Đợi tín hiệu có sản phẩm (OPEN) B3: Đi xuống theo trục Z B4: Đi theo trục Y B5: Kẹp sản phẩm B6: Đi vào theo trục Y B7: Đi lên theo trục Z B8: Quay sản phẩm quanh trục x (góc 900) B9: Đi xa theo trục X B10: Đi xuống theo trục Z B11: Nhả sản phẩm B12: Đi lên theo trục Z B13: Trở vị trí đợi tín hiệu làm việc Mỗi bớc chu kỳ làm việc robot đợc thực theo thứ tự Nếu ta đảo lộn thứ tự bớc robot báo lỗi, còi báo động đợc phát Khi tín hiệu báo làm việc đợc cấp (tín hiệu EJECT), sau thời gian định tín hiệu báo có sản phẩm (OPEN) đợc cấp Có nghĩa sau tín hiệu EJECT kết thúc tín hiệu OPEN đợc phát ra) Trong trình robot thực bớc khác tín hiệu EJECT OPEN phải đợc ngắt, không robot báo lỗi Nh chơng trình làm việc tín hiệu EJECT cần cấp lần tín hiệu OPEN đợc cấp sau chu trình làm việc Và sau mạch điều khiển thay thế: 128 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc 1000àF RL3 RL2 RL1 220àF ~220V Hình 1: Sơ đồ bảng điều khiển Rơle thay Bảng điều khiển cần có công tắc tín hiệu 1/ Công tắc cấp tín hiệu OPEN 2/ Công tắc khởi động lại (RESET) Đây công tắc dạng xung, để sau chu kỳ làm vệc ta cần cung cấp xung để robot làm việc Cấu tạo bảng mạch bao gồm : Một biến 220V/24V, Bộ diot cầu có tụ lọc cung cấp nguồn 24VDC, để nuôi rơle rơle 24VDC dùng để điều khiển việc cung cấp nguồn cho rơle RY0 RY1 Một tụ 24V-1000àF có tác dụng làm trễ rơle RY3 lại thời gian (khoảng vài dây) Tụ đợc mắc song song với rơle RL3 nhằm phóng điện nuôi rơle tín hiệu từ RY3 bị cắt đèn LED tín hiệu, đèn LED báo chờ tín hiệu OPEN, đèn LED phản hồi từ cổng I/O Từ ta có sơ đồ lắp cho bảng điều khiển nh sau: IV Mô hình thí nghiệm 1- Yêu cầu 129 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Để phục vụ cho việc thí nghiệm đợc thực tế, với mục đích cho sinh viên hiểu sâu tính chất vai trò robot công nghiệp thực tế Yêu cầu đặt mô tả lại chức làm việc robot HARMO đợc ứng dụng máy ép nhựa Qua tìm hiểu ta thấy robot máy ép có mối quan hệ chặt chẽ (đảm bảo tính an toàn) Đó tất trục robot vị trí Home (vị trí sẵn sàng làm việc), tín hiệu báo có sản phẩm (OPEN) từ máy ép có hiệu lực, ngợc lại robot không làm việc nguyên tắc không đợc thực ta thiết kế bảng điều khiển riêng, thay cho máy ép đợc cấp tín hiệu tay Sau khởi chạy chơng trình Robot cha vào làm việc cha có lệnh 04 (OPEN) đợc cấp tay từ bảng điều khiển Cứ sau chu trình làm việc Robot, để thực chu trình ta phải cấp tín hiệu OPEN Nh cha mô tả đợc hoạt động tự động Robot thực tế Vấn đề đặt phải xây dựng mô hình thay cho máy ép nhựa để robot làm việc cách tự động liên tục 2- Thiết kế mô hình Dựa sở làm việc thực tế robot yêu câu đặt thiết kế mô hình thí nghiệm nh sau: - Chi phôi hình trụ có 20mm, chiều cao H = 8mm 130 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Hình 2: Phôi mô hình Khi có tín hiệu OPEN, robot vị trí home xuống gắp sản phẩm lúc phôi đứng theo chiều đờng kính (), má kẹp kẹp vào vị trí đờng kính phôi Sau kẹp phôi robot quay về, lên theo phơng trục Z, quay chi tiết 90 chạy xa theo phơng trục X (do động M1 đảm nhận), đến vị trí đợc đặt chơng trình, hệ thống dừng lại Bàn kẹp xuống nhả phôi Phôi đợc nhả vào máng (máng 1) thay đổi đợc góc nghiêng trợt vào máng khác (máng - thay đổi đợc góc nghiêng chiều dài nhằm đáp ứng cho cho module khác nhau) đặt vuông góc với máng Trong trình trợt từ máng sang máng 2, phôi đợc lật góc 900 nằm theo chiều cao (H) Vì máng có góc nghiêng nên phôi lăn theo máng vị trí ban đầu, phôi đợc xác định vị trí ban đầu nhờ chắn Tại vị trí phôi đè lên công tắc (công tắc 1), lắp nối tiếp với cảm biến vị trí Home robot theo sơ đồ sau Công tắc báo có sản phẩm Công tắc báo robot vị trí HOME Công tắc OPEN Hình 3: Sơ đồ mạch thay nút ấn OPEN Khi robot vị trí Home dây tín hiệu cảm biến dây nguồn đợc thông mạch, ta nối đầu vào với dây nguồn đầu với dây tín hiệu Nh robot Home công tắc đợc đóng có phôi công tắc đợc đóng Nh tín hiệu Home robot tín hiệu có sản phẩm phải đợc cấp đồng thời tơng đơng với tín hiệu OPEN cấp tay Với cách mắc nối tiếp nh ta đảm bảo đợc tính an toàn cho robot Chẳng hạn nh có sản phẩm nhng robot cha vị trí Home tín hiệu OPEN cha đợc đóng robot không vào làm việc nh 131 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc robot vị trí Home nhng sản phẩm tín hiệu OPEN củng không đợc cấp Tóm lại để có tín hiệu OPEN hai công tắc phải đợc đồng thời đóng Sau có tín hiêu OPEN robot vào làm việc, gắp phôi di chuyển xa công tắc lại đợc mở Và chu trình đợc lặp lại nh củ * Hệ thống cấp phôi đợc thiết kế nh sau : Một máng trợt phôi robot nhả kẹp, phôi đợc nhả vị trí nằm ngang trợt dọc theo máng Máng đợc thiết kế thay đổi đợc độ cao góc nghiêng thích ứng với loại phôi có kích thớc khác Sau trợt hết chiều dài máng chi tiết tự động lật rơi vào máng (đặt vuông góc với máng 1) Máng đợc thiết kế có rảnh băt bulông, nhờ ta thay đổi đợc chiều cao, chiều dài, góc nghiêng máng, ứng với kích thớc khác module lập trình khác Cuối máng có giá công xôn đợc chặn chắn cho chi tiết quay vào vị trí củ đè lên công tắc sản phẩm, giá đợc thiết kế đảm bảo chống đợc lực quán tính phôi trình lăn 132 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Hình 4: Mô hình hệ thống cấp phôi tự động V Xây dựng chơng trình mẫu Modyfy: 50 - modyfy 5000 5001 < PRODUCE > 00000 < pose > inside 5002 < STAY > INSIDE 5003 < eject > 00 delay 5004 < open > 00 133 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc delay 5005 < main > 10 down 5006 < Main > 04 fore 5007 < sucker > 05 on 5008 < main > 10 back 5009 < main > 00 5010 < pose > 03 horizon 5011 < traverse > 08 5012 < main > 10 down 5013 < sucker > 02 off 5014 < main > 00 up 5015 < traverse > 00 in 5016 < pose > 00 vartial 5017 < module > end 134 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Modyfy: 51 - modyfy 5100 5101 < PRODUCE > 00000 < pose > inside 5102 < STAY > INSIDE 5103 < eject > 00 delay 5104 < open > 05 delay 5105 < main > 05 down 5106 < Main > 05 fore 5107 < sucker > 05 on 5108 < main > 10 back 5109 < main > 00 up 135 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc 5110 < traverse > 08 5111 < pose > 03 horizon 5112 < main > 00 down 5113 < sucker > 02 off 5114 < main > 00 up 5115 < pose > 00 vartial 5116 < traverse > 00 in 5117 < module > end o0o Kết luận 136 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu, đến chúng em hoàn thành đề tài tốt nghiệp đợc giao Các kết đạt đợc trình làm việc nh sau: Khắc phục đợc cố robot Xây dựng lại vẽ điện, điện tử, khí nén kết cấu khí Thiết kế xong mô hình thay máy ép nhựa mạch điện tử giao tiếp mô hình robot Xây dựng sơ đồ quy trình vận hành robot HARMO Tìm hiểu nguyên lý thiết kế chung cho robot công nghiệp Nh với vẽ thuyết minh mà chúng em tìm hiểu xây dựng lại, tính toán thêm, thiết kế chế tạo đợc loại robot công nghiệp tơng tự Dựa vào nguyên lý hoạt động robot HARMO ta xây dựng thí nghiệm cụ thể cho sinh viên khoá sau Để họ tự vận hành hiểu đợc nguyên lý vận hành chung robot công nghiệp đặc biệt hiểu rõ phần lý thuyết đợc học Tuy nhiên thời gian hạn hẹp nên số công việc ý tởng cha đợc hoàn thiện Qua trình trực tiếp thực tập máy, dới hớng dẫn thầy giáo Phạm Văn Hùng chúng em thu đợc nhiều kiến thức lĩnh vực robot đặc biệt chúng em học đợc phơng pháp tiếp cận giải vấn đề Điều có ý nghĩa quan trọng chúng em tiếp xúc thực tế sau Tài liệu tham khảo [1] [2] [3] [4] Máy điều khiển theo chơng trình số & robot công nghiệp Tạ Duy Liêm Robot công nghiệp Nguyễn Thiện Phúc Điều khiển khí nén tự động hoá & kỹ thuật Nguyễn Thành Trí Điều khiển logic lập trình PLC 137 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc [5] [6] Tăng Văn Mùi Tay máy-Ngời máy công nghiệp Nguyễn Thiện Phúc Tự động hoá thiết kế sơ đồ module truyền dẫn khí nén Nguyễn Thiện Phúc, Trơng Sĩ Vinh o0o 138 [...]... robot Tuy nhiên bản thân các robot này phải có các cơ cấu chấp hành linh hoạt chính xác Ngày nay có nhiều loại robot thông minh không những có thể làm việc trong các phân xởng công nghiệp mà còn thao tác đợc ở bên ngoài, trên các địa hình phức tạp nh các loại robot vũ trụ ( space robot) , robot tự hành ( walking robot) , robot cần cẩu( robot crale), tạo dựng từ các modul robot song song o0o Chơng II... nối ghép Các chơng trình đợc đa vào bộ nhớ của PLC bằng thiết bị lập trình, thiết bị này không nối kết cố định với PLC, và có thể chuyển từ thiết bị điều khiển này sang thiết bị điều khiển khác mà không làm đảo lộn các hoạt động của chơng trình PLC có thể vận hành độc lập mà không cần nối kết với thiết bị lập trình, khi chơng trình đợc lập và tải vào bộ nhớ của PLC Các thiết bị lập trình PLC có thể là... tâm(CPU) chứa bộ vi xử lý hệ thống, bộ nhớ, và mạch nhập/xuất CPU điều khiển và xử lý mọi hoạt động bên trong của PLC Bộ xử lý trung tâm đợc trang bị đồng hồ có tần số khoảng 1 đến 8MHz, tần số này quy t định tốc độ vận hành của PLC, cung cấp chuẩn bị thời gian và đồng bộ hoá tất cả các thành phần của hệ thống Thông tin trong PLC đợc truyền dới dạng tín hiệu digital gọi là các bus Chúng có thể là các vệt... Cơ-tin-điện tử và robot công nghiệp Cơ-tin-điện tử và robot công nghiệp là hai lĩnh vực khoa học kỹ thuật cao rất gắn bó với nhau.ở một số nớc chúng kết hợp với nhau nh là một ngành học.Trong robot công nghiệp có hầu hết các vấn đề của cơ điện tử 11 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Đồng thời phát triển của cơ điện tử cũng đều phản ánh trong kỹ thuật robot Vì vậy để nghiên cứu về robot cần xem xét... nhớ cho hệ điều hành và dữ liệu cố định đợc CPU sử dụng ROM không bị mất dữ liệu khi mất điện RAM (Bộ nhớ truy cập ngẩu nhiên) dành cho chơng trình của ngời dùng và đồng thời là nơi lu trữ thông tin theo trạng thái của các thiết bị nhập, xuất, các giá trị của đồng hồ định giờ, các bộ đếm và các thiết bị nội vi khác RAM dữ liêu đôi khi còn đợc coi là bảng dữ liệu hay bảng ghi Một phần của bộ nhớ này... nhớ chỉ đọc có thể xoá và lập trình đợc) đây là bộ nhớ ROM có thể đợc lập trình và chơng trình đợc lập này đợc thờng trú trong ROM Các PLC đều có một lợng RAM để lu trữ chơng trình do ngời dùng cài đặt và dữ liệu chợng trình Tuy nhiên để tránh mất chơng trình khi bị mất điện, PLC sữ dụng ắc quy để duy trì nội dung RAM trong một thời gian Sau khi đợc cài đặt vào RAM, chơng trình có thể đợc tải vào bộ... trị của đại lợng vật lý nh là đai lợng vào, là phần tử đầu tiên của mạch điều khiển ví dụ nh nút ấn, công tắc, cảm biến hành trình 17 Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc - Phần tử xử lý tín hiệu: Xử lý tín hiệu nhận vào theo một quy tắc logic nhất định làm thay đôi trạng thái của phân tử điều khiển Ví dụ PLC, IC van logic OR, AND, rơle Phần tử đa tín hiệu Phần tử xử lý và điều khiển Cơ cấu chấp hành. .. van vv đợc nối kết với PLC Khi ta nhập chơng trình vào bộ nhớ của PLC, thiết bị điều khiển sẽ giám sát các tín hiệu vào và các tín hiệu ra theo chơng trình này và thực hiện các bớc điều khiển đã đợc lập trình Ch Ư ơng trình Tín hiệu vào PLC 29 Tín hiệu ra Ket-noi.com din n cụng nghờ, giỏo dc Hình 2-14: Thiết bị điều khiển logic lập trình u điểm nổi bật của PLC là tính linh hoạt.Chúng ta có thể sử dụng... phận cấu thành ở đây, robot làm những công việc chuyển tiếp giữa các máy công tác ( ví dụ cấp, thoát phôi và dụng cụ cho các máy công tác) Bản thân cơ cấu tay máy của robot cũng là một cơ cấu linh hoạt Đó là cơ cấu không gian hở ( không khép kín), có bậc tự do d thừa nên độ cơ động rất cao Mỗi khâu của cơ cấu có động lực riêng và chúng đợc điều khiển băng chơng trình thay đổi đợc Có loại robot lại... thuật robot nhằm tăng cờng khả năng thông minh của thiết bị Những loại hình đợc quan tâm nhiều trong công nghiệp là các robot thông minh có các modul cảm biến để nhận biết đợc khoảng cách để tránh vật cản khi thao tác, cảm biến nhận biết đợc màu sắc khi phân loại, cảm biến đợc lực khi lắp ráp Khi đợc lắp thêm các modul cảm biến này robot đợc gọi với nhiều tên mới Vídụ: robot nhìn đợc ( vision robot) , robot ... nghành khoa học nghành Robot học(Robotic) Trên giới nhiều nời xất viện nghiên cứu riêng Robot Ngời vận hành Việt Nam, từ năm thập kỷ 80 có viện nghiên cứu Robot Thiếtchức bị liên hệ III Sơ đồ. .. Hình 1-1 Sơ đồ cấu trúc chức Robot Trong sơ đồ trên, đờng mối quan hệ thông tin thuận, thông tin huy nhiệm vụ Robot Các đờng mối liên hệ thông tin ngợc, thông tin phản hồi trình làm việc Robot Chức... với ngời vận hành thực trình dạy học cho Robot, nhờ Robot biết đợc nhiệm vụ phải thực Chức hệ thống điều khiển thực việc tái lại hành động nhiệm vụ đợc học Bộ phận chấp hành giúp cho Robot có