Nghiên cứu tích hợp điều khiển PLC trong rô bốt công nghiệp 4 bậc tự do

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ THỊ THỦY NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP ĐIỀU KHIỂN PLC TRÊN ROBOT CÔNG NGHIỆP BẬC TỰ DO LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH CHẾ TẠO MÁY HÀ NỘI - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ THỊ THỦY NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP ĐIỀU KHIỂN PLC TRÊN ROBOT CÔNG NGHIỆP BẬC TỰ DO Chuyên ngành : CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH CHẾ TẠO MÁY NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS PHẠM VĂN HÙNG HÀ NỘI - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan nội dung mà tác giả viết Luận văn tìm hiểu, nghiên cứu thân, với hƣớng dẫn tận tình PGS.TS Phạm Văn Hùng Mọi số liệu kết nêu Luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Trừ phần tham khảo đƣợc trích dẫn nguồn gốc cụ thể Luận văn Hà Nội, tháng 12 năm 2013 Tác giả Vũ Thị Thủy LỜI CẢM ƠN Với tình cảm chân thành, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Phạm Văn Hùng, ngƣời dành nhiều thời gian, công sức để hƣớng dẫn giúp đỡ tác giả từ định hƣớng đề tài, tổ chức thực nghiệm đến trình viết, hoàn thành Luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô giáo môn Máy Ma sát học, xƣởng Cơ khí, Viện Cơ khí Ban lãnh đạo Viện đào tạo Sau đại học trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả học tập, nghiên cứu hoàn thành Luận văn Qua đây, tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo trƣờng, khoa Cơ Khí Động lực, phòng, khoa, Trung tâm Trƣờng trung cấp nghề Giao thông vận tải Hải Phòng tạo điều kiện giúp đỡ trình học tập hoàn thiện Luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng, song lực thân nhiều hạn chế nên trình xây dựng luận văn chắn không tránh khỏi thiếu sót định Tác giả mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp, thầy giáo, cô giáo bạn đồng nghiệp để luận văn đƣợc hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Các ký hiệu chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ PHẦN MỞ ĐẦU 10 Lý chọn đề tài 10 Mục đích, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 11 2.1 Mục đích nghiên cứu 11 2.2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 12 Nội dung nghiên cứu 12 Phƣơng pháp nghiên cứu 12 Dự kiến kết 12 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP 13 1.1 Lịch sử phát triển Robot công nghiệp 13 1.1.1 Quá trình hình thành Robot công nghiệp 13 1.1.2 Quá trình phát triển robot công nghiệp 13 1.2 Tổ chức kỹ thuật robot công nghiệp 17 1.3 Động học robot 19 1.3.1 Bậc tự robot 19 1.3.2 Hệ tọa độ robot 20 1.3.3 Thông số động học bảng thông số DH 21 1.3.4 Phƣơng trình động học Robot 21 1.4 Truyền động robot công nghiệp 23 1.4.1 Truyền động khí nén (Pneumatic Systems) 23 1.4.2 Hệ thống truyền động điện 25 1.5 Các tham số kỹ thuật Robot 26 1.6 Ứng dụng robot công nghiệp 27 1.6.1 Sự cần thiết phải ứng dụng Robot công nghiệp 27 1.6.2 Những ứng dụng điển hình Robot 28 CHƢƠNG ROBOT HARMO 32 2.1 Giới thiệu robot Harmo 32 2.2 Động học robot Harmo 33 2.2.1 Thiết lập hệ tọa độ robot 34 2.2.2 Xác định thông số DH 35 2.2.3 Thiết lập ma trận biến đổi 36 2.2.4 Thiết lập phƣơng trình động học 37 2.3 Kết cấu robot Harmo 38 2.3.1 Kết cấu nguyên lý hoạt động bậc tự chuyển động theo phƣơng Zo 38 2.3.2 Kết cấu nguyên lý hoạt động bậc tự chuyển động theo phƣơng Xo 42 2.3.3 Kết cấu nguyên lý hoạt động bậc tự chuyển động theo phƣơng Yo 45 2.3.4 Kết cấu nguyên lý hoạt động bậc tự quay theo phƣơng Zo 47 2.4 Truyền động robot Harmo 50 2.4.1 Hệ thống khí nén robot Harmo 50 2.4.2 Hệ thống điện điều khiển robot Harmo 52 2.5 Bộ biến tần (INVERTER) 53 2.6 Kiểm nghiệm khối lƣợng kẹp vật kẹp 57 2.7 Tính toán vận tốc gia tốc bậc tự tịnh tiến theo trục Zo 58 CHƢƠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC; LẬP TRÌNH PLC CHO RÔ BỐT HARMO TRONG QUÁ TRÌNH CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG 62 3.1 Hệ thống điều khiển PLC 62 3.1.1 Các phận hệ thống điều khiển PLC 62 3.1.2 Cấu trúc bên PLC 63 3.1.3 Ƣu, nhƣợc điểm PLC 66 Ngôn ngữ lập trình cho PLC 67 3.3 Lập trình ngôn ngữ sơ đồ thang (LADDER DIAGRAM – LADDER LOGIC) 67 3.4 Lập trình phần mềm CX-PROGRAMMER 71 3.5 Lập trình PLC cho robot Harmo trình gắp sản phẩm tự động từ máy ép nhựa 74 3.5.1 Sơ đồ thực toán lập trình cho PLC 75 3.5.2 Lập trình PLC cho robot Harmo trình gắp sản phẩm tự động từ máy ép nhựa 76 3.6 So sánh điều khiển PLC với phƣơng pháp điều khiển khác 92 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 PHỤ LỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT CNC (Computer Numerical Control) – Điều khiển số có trợ giúp máy tính; NC (Number Control) – Điều khiển số; PLC (Programmable Logic Controller) – Hệ thống điều khiển logic; CPU (Central Processor) – Bộ xử lý tín hiệu trung tâm; CD (Direct Curent) – Dòng điện chiều; ROM (Read only Memory) – Bộ nhớ đọc; RAM (Ramden Access Memory) – Bộ nhớ thay đổi; EEPROM (Ellectrically Erasable Programable Read only Memory) – Bộ nhớ tĩnh có khả xóa lập trình lại; I (In) – Đầu vào; O (Out) – Đầu DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng số 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 10 11 3.4 3.5 3.6 3.7 12 3.8 Các thao tác chu trình robot gắp chai từ máng trượt thả chai vị trí i (hàng 1) 83 13 3.9 Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo gắp vật từ máng trượt thả vật vị trí i (hàng 1) 84 14 3.10 Các thao tác chu trình robot gắp chai từ máng trượt thả chai vị trí i (hàng 2) 85 15 3.11 Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo gắp vật từ máng trượt thả vật vị trí i (hàng 2) 86 16 3.12 17 3.13 18 3.14 19 3.15 20 3.16 STT Nội dung Bảng thông số DH robot Harmo Các phần tử mạch khí nén Các thông số kỹ thuật Bộ biến tần 3G3MV – A2007 Các loại Bus hệ thống điều khiển PLC Cổng vào điều khiển PLC OMRON SYSMAC CPM2A Cổng điều khiển PLC OMRON SYSMAC CPM2A Các tín hiệu từ cảm biến Các tín hiệu đầu vào điều khiển động Các tín hiệu đầu điều khiển động Các tín hiệu điều khiển Piston xylanh Các thao tác chu trình robot gắp vật vị trí i (hàng 2) thả vào máng trượt Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo gắp vật từ vị trí i hàng thả vào máng trượt Các thao tác chu trình robot gắp vật vị trí i (hàng 1) thả vào máng trượt Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo gắp vật từ vị trí i (hàng 1) thả vào máng trượt Bảng so sánh phương pháp điều PLC với phương pháp điều khiển vi xử lý Trang 36 50 54 65 79 79 79 81 81 82 87 88 89 90 92 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ khối tổ chức kỹ thuật robot 17 Hình 1.2 Cơ cấu tay máy Scara 19 Hình 1.3 Các hệ tọa độ khâu động liên tiếp 20 Hình 1.4 Robot DTM-Motoman 29 Hình 2.1 Cấu hình robot Harmo 33 Hình 2.2 Sơ đồ động học robot Harmo 34 Hình 2.3 Hệ tọa độ khâu robot Harmo 35 Hình 2.4 Sơ đồ mô bậc tự theo phương Zo 38 Hình 2.5 Bộ truyền – bánh 40 Hình 2.6 Bộ trượt ma sát bi đuôi én 40 Hình 2.7 Bộ đếm Encorder 41 Hình 2.8 Sơ đồ mô bậc tự theo trục Xo 42 Hình 2.9 Sơ đồ động bậc tự tịnh tiến dọc trục Xo 43 Hình 2.10 Kết cấu bánh đai liền đai ốc 44 Hình 2.11 Sơ đồ mô bậc tự theo trục Yo 45 Hình 2.12 Kết cấu cổ tay robot Harmo 47 Hình 2.13 Kết cấu bàn kẹp robot Harmo 48 Hình 2.14 Kết cấu xylanh kẹp robot Harmo 49 Hình 2.15 Sơ đồ mạch điều khiển khí nén robot Harmo 50 Hình 2.16 Cấu tạo phím REMOTE 53 Hình 2.17 INVERTER 3G3MV 54 Hình 2.18 Sơ đồ đầu dây tiêu chuẩn INVERTER 3G3MV – A2007 55 Hình 2.19 Sơ đồ nối dây INVERTER điều khiển động 56 3.5.2.4 Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo a Chu trình gắp 10 chai nhựa máng trƣợt thả 10 vị trí khác - Thả chai hàng (vị trí 1; 2; 3; 4; 5) Home A 12 Quay o Yo B Xo D Quay 90 o E 11 F KÑp C 10 N Nh¶ kÑp VÞ trÝ VÞ trÝ M Zo VÞ trÝ VÞ trÝ VÞ trÝ Hình 3.14 Chu trình robot gắp chai từ máng trượt thả chai vị trí i (hàng 1) Bảng 3.8 Các thao tác chu trình robot gắp chai từ máng trượt thả chai vị trí i (hàng 1) STT Thao tác Tay máy theo trục Xo Quay bàn kẹp tới vị trí thẳng đứng Tay máy xuống theo trục Yo Kẹp chặt chi tiết Tay máy lên theo trục Yo Tay máy vào theo trục Xo Tay máy theo trục Zo Quay bàn kẹp tới vị trí nằm ngang Tay máy xuống theo trục Yo 10 Nhả kẹp 11 Tay máy lên theo trục Yo 12 Tay máy vào theo trục Zo 83 Bảng 3.9 Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo gắp vật từ máng trượt thả vật vị trí i (hàng 1) TT 10 11 12 0.00 0 0 0 0 0 0.01 1 1 1 1/0 0 0 0/1 0.02 0 0 0 0 0 0 0.03 0 0 0/1 1 1 1 0.04 0/1 1 1 0 0 0 0.05 1 0/1 1 1 0/1 0.06 0 0/1 1 0 0/1 1 0.07 0/1 1 1 1 0 0 0.08 1 0 0 0/1 1 1 0.09 1 1 1 1 1 1 0.10 0 0 0 0 0 0 0.11 0 0 0 0 0 0 CNTi 0 0 0 0 0 CNT10 0 0 0 1 1 1 10.00 0 0 0 0 0 TH 10.01 1/0 10.02 10.03 1/0 1/0 0/1 10.04 1/0 0/1 1/0 10.05 10.06 1/0 1 0/1 1/0 10.07 1 1 0 Chú thích: CNTi: Bộ đếm xác định vị trí cách điểm thả vật thứ i khoảng 20 cm trục Zo Với i = đến i = CNT10: Bộ đếm xác định đoạn đƣờng robot chạy với tốc độ thấp (20 cm) 84 - Thả vật hàng (vị trí 6; 7; 8; 9; 10) Home A o Quay D 12 B Xo Yo E 11 Quay 90o KÑp C Zo F D' E' 10 N F' M Zo Nh¶ kÑp VÞ trÝ N' VÞ trÝ M' VÞ trÝ VÞ trÝ VÞ trÝ 10 Hình 3.15 Chu trình robot gắp chai từ máng trượt thả chai vị trí i (hàng 2) Bảng 3.10 Các thao tác chu trình robot gắp chai từ máng trượt thả chai vị trí i (hàng 2) STT Thao tác Tay máy theo trục Xo Quay bàn kẹp tới vị trí nằm ngang Tay máy xuống theo trục Yo Kẹp chặt chi tiết Tay máy lên theo trục Yo Tay máy theo trục Zo Quay bàn kẹp tới vị trí thẳng đứng Tay máy xuống theo trục Yo Nhả kẹp 10 Tay máy lên theo trục Yo 11 Tay máy vào theo trục Zo 12 Tay máy vào theo trục Xo 85 Bảng 3.11 Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo gắp vật từ máng trượt thả vật vị trí i (hàng 2) TT 10 11 12 0.00 0 0 1 0 0.01 1 1 1/0 0 0 0/1 0.02 0 0 0 0 0 0 0.03 0 0 0 0 0 0/1 0.04 0/1 1 1 1 1 1 0.05 1 0/1 1 0/1 1 0.06 0 0/1 1 0 0/1 1 0 0.07 0/1 1 1 0 0 0.08 1 0 0 0/1 1 1 0.09 1 1 1 1 1 1 0.10 0 0 0 0 0 0 0.11 0 0 0 0 0 0 CNTi 0 0 0 0 CNT10 0 0 1 1 1 10.00 0 0 0 0 TH 10.01 1/0 10.02 10.03 1/0 1/0 0/1 10.04 1/0 0/1 1/0 10.05 10.06 10.07 0/1 1/0 1/0 1 86 1 b Chu trình gắp 10 chai nhựa từ 10 vị trí khác thả vào máng trƣợt Để thực gắp 10 chai nhựa từ 10 vị trí khác thả vào máng trƣợt ta lần lƣợt gắp chai theo hàng trƣớc (thứ tự từ vị trí đến vị trí 10); sau đó, thực gắp chai hàng (thứ tự từ vị trí đến vị trí 5) - Gắp vật hàng (vị trí 6; 7; 8; 9; 10) Home Nh¶ kÑp A D Yo B E Xo F D' N E' M Zo F' VÞ trÝ o Quay N' VÞ trÝ M' VÞ trÝ VÞ trÝ KÑp vËt VÞ trÝ 10 Hình 3.16 Chu trình robot gắp vật vị trí i (hàng 2) thả vào máng trượt Bảng 3.12 Các thao tác chu trình robot gắp chai vị trí i (hàng 2) thả vào máng trượt STT Thao tác Tay máy theo trục Xo Tay máy theo trục Zo Quay bàn kẹp tới vị trí nằm ngang Tay máy xuống theo trục Yo Kẹp chặt chi tiết Tay máy lên theo trục Yo Tay máy vào theo trục Zo Tay máy vào theo trục Xo Nhả kẹp 87 Bảng 3.13 Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo gắp vật từ vị trí i (hàng 2) thả vào máng trượt TT 0.00 1 1 1 0 0.01 1/0 0 0 0/1 1 0.02 0 0 0 0 0.03 0 0 0 0/1 0.04 0/1 1 1 1 0.05 1 1 0/1 1 0.06 0 0/1 1 0 0.07 0 0/1 1 1 1 0.08 1 0 0 0 0.09 1 1 1 1 0.10 0 0 0 0 0.11 0 0 0 0 CNTi 0 0 0 CNT10 1 1 1 0 10.00 0 0 0 TH 10.01 1/0 10.02 10.03 1/0 1/0 0/1 10.04 1/0 0/1 10.05 10.06 1/0 10.07 88 1 - Gắp vật hàng (vị trí 1; 2; 3; 4; 5) Home A D Nh¶ kÑp Xo B Yo E F VÞ trÝ 1 M N VÞ trÝ Quay VÞ trÝ o Zo VÞ trÝ KÑp vËt VÞ trÝ Hình 3.17 Chu trình robot gắp vật vị trí i (hàng 1) thả vào máng trượt Bảng 3.14.Các thao tác chu trình robot gắp vật vị trí i (hàng 1) thả vào máng trượt STT Thao tác Tay máy theo trục Zo Quay bàn kẹp tới vị trí nằm ngang Tay máy xuống theo trục Yo Kẹp chặt chi tiết Tay máy lên theo trục Yo Tay máy vào theo trục Zo Nhả kẹp 89 Bảng 3.15 Bảng trạng thái điều khiển robot Harmo gắp vật từ vị trí i hàng thả vào máng trượt TT 0.00 1 1 1 0.01 1/0 0 0 0/1 0.02 0 0 0 0.03 1 1 1 0.04 0 0 0 0.05 1 0/1 1 0.06 0 0/1 1 0 0.07 0/1 1 1 0.08 1 0 0 0.09 1 1 1 0.10 0 0 0 0.11 0 0 0 CNTi 0 0 CNT10 1 1 1 10.00 0 0 TH 10.01 10.02 1/0 1/0 10.03 10.04 1/0 0/1 10.05 10.06 1/0 10.07 90 1 3.5.2.5 Lập trình chƣơng trình giản đồ thang Sử dụng phần mềm CX Program, vào bảng trạng thái điều khiển robot Harmo với chu trình cụ thể trình gắp vật từ máng trƣợt thả vào vị trí khác nhau, chu trình gắp vật từ vị trí khác thả vào máng trƣợt , ta lập đƣợc chƣơng trình giản đồ thang với Network nhƣ phụ lục 3.5.2.6 Nạp chƣơng trình vào PLC - Nối PLC với thiết bị lập trình Consol sau bật nguồn; - Xóa toàn chƣơng trình cũ; - Khóa chuyển chế độ Program sau bấm lần lƣợt phím: Clr Set Not Reset Montre Clr, Clr - Lập trình cho PLC cách để khóa chế độ Program đánh mã lệnh 3.5.2.7 Mô chƣơng trình kiểm tra phần mềm - Tạo tập tín hiệu thử tƣơng tự thực tế đƣa vào đầu PLC - Kết mô thực theo chu trình lập nhƣ lý thuyết 3.5.2.8 Kết nối PLC với thiết bị thực Kết nối theo sơ đồ nguyên lý, đảm bảo phần nguồn cấp đƣợc thực đúng, đảm bảo phần nguồn cấp đƣợc thực đúng, đảm bảo chắn điện áp nguồn cấp phải với sơ đồ nguyên lý yêu cầu để đảm bảo không gây nguy hiểm cho thiết bị 3.5.2.9 Kiểm tra kết nối Kiểm tra chắn việc kết nối theo sơ đồ nguyên lý, đảm bảo phần nguồn cấp đƣợc thực đúng, đảm bảo phần nguồn cấp đƣợc thực đúng, đảm bảo chắn điện áp nguồn cấp phải với sơ đồ nguyên lý yêu cầu để đảm bảo không gây nguy hiểm cho thiết bị Đảm bảo chắn hệ thống nối 3.5.2.10 Chạy hệ thống Thực 03 bƣớc theo trình tự sau: - Chạy nhắp - Chạy bán tự động - Chạy tự động toàn hệ thống 91 Kết quả: Robot gắp thả vật theo yêu cầu đặt 3.5.2.11.Lƣu cất chƣơng trình, bàn giao Sau kết chạy kiểm tra, chạy thử đƣợc thực với yêu cầu đặt ra, ta tiến hành lƣu chƣơng trình vào đĩa bàn giao 3.6 So sánh điều khiển PLC với phƣơng pháp điều khiển khác Thực tế cho thấy rằng, có nhiều phƣơng pháp để điều khiển cánh tay robot Harmo nhƣ phƣơng pháp điều khiển Vi xử lý; phƣơng pháp điều khiển thủ công…nhƣng so với phƣơng pháp khác phƣơng pháp điều khiển PLC có nhiều ƣu điểm hơn, cụ thể: Bảng 3.16 Bảng so sánh phương pháp điều PLC với phương pháp điều khiển vi xử lý Phƣơng pháp điều khiển Ƣu nhƣợc điểm PLC Vi xử lý - Độ tin cậy, ổn định cao; - Lập trình dễ (sơ đồ mạch logic); - Giao diện thân thiện, dễ kiểm - Rẻ tiền; Ƣu điểm tra; - Nhỏ gọn - Mạch PLC đƣợc thực nguyên tắc môdun nên có độ mềm dẻo cao; - Dễ thay thế, sửa chữa - Độ tin cậy, ổn định không cao; - Lập trình khó, cần phải có kiến thức chuyên sâu; - Đắt tiền; - Giao diện không thân thiện; Nhƣợc điểm - Cồng kềnh khó kiểm tra; - Mạch vi xử lý phải tự thiết kế, phức tạp; - Khó thay sửa chữa 92 Kết luận chƣơng Lập trình PLC cho robot Harmo trình cấp phôi tự động đƣợc thực đầy đủ theo 11 bƣớc toán lập trình cho PLC Mỗi bƣớc thực có vai trò quan trọng riêng, chúng có mối liên hệ mật thiết lẫn thực toán lập trình Để lập trình khả thi, phải dựa đặc tính kỹ thuật robot Harmo (đã trình bày chương 2) với yêu cầu toán đặt Để mô trình làm việc Robot thực tế sản xuất, mô hình thí nghiệm đƣợc xây dựng với máng cấp sản phẩm 10 chai nhựa Nhiệm vụ toán đặt lập trình PLC để robot thực gắp 10 chai nhựa từ máng trƣợt thả 10 vị trí khác theo sơ đồ ngƣợc lại robot gắp vật từ 10 vị trí thả vào máng trƣợt Trên sở đó, ngƣời lập trình phải nắm rõ quy trình công nghệ máy ép nhựa nhƣ đặc điểm chai nhựa có trọng lƣợng nhỏ, dễ biến dạng, trình robot thực gắp nhả vật gặp khó khăn, từ đƣa giải pháp cụ thể cho trƣờng hợp Căn vào chuyển động robot Harmo trình cấp phôi, ta có tín hiệu đầu vào PLC gồm 13 tín hiệu (08 tín hiệu từ cảm biến; 01 tín hiệu từ Encorder; 03 tín hiệu từ nút ấn) tín hiệu đầu (05 tín hiệu điều khiển Piston – xylanh khí nén); 03 tín hiệu điều khiển động điện trục Zo) Từ ta chọn PLC OMRON SYSMAC CPM2 với 22 cổng vào 14 cổng Liệt kê địa cổng vào, sau vẽ chu trình làm việc cụ thể robot, từ xây dựng bảng trạng thái điều khiển robot dịch sang giản đồ thang, chạy mô chƣơng trình Chƣơng trình mô thực đạt yêu cầu đặt ra, kết nối PLC với robot, kiểm tra kết nối chạy hệ thống thành công 93 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ - Kết luận chung Cùng với phát triển không ngừng kinh tế theo hƣớng công nghiệp hóa, đại hóa, ngành nhựa ngành công nghiệp phát triển nhanh Việt Nam với tổng sản lƣợng khoảng 15 – 20% có khoảng 2000 doanh nghiệp hoạt động lĩnh vực Mỗi doanh nghiệp có sở vật chất chiến lƣợc sản xuất khác nhƣng đặt mục tiêu hàng đầu nâng cao suất chất lƣợng sản phẩm Tuy nhiên, trang thiết bị công nghệ để phục vụ cho công nghiệp sản xuất nhựa nƣớc ta lạc hậu Thực tiễn cho thấy rằng, giai đoạn thoát phôi giai đoạn quan trọng công nghệ ép nhựa Với máy ép nhựa thủ công, quy mô nhỏ, khâu lấy sản phẩm đƣợc thực tay, nhƣng với dây chuyền sản xuất lớn, tự động hóa cao, sản phẩm nhựa đƣợc tay máy gắp khỏi khuôn ép chuyển tới khâu gia công tiếp theo, việc điều khiển robot Harmo nhƣ cho hiệu vấn đề cấp bách đặt Có nhiều phƣơng pháp để điều khiển cánh tay robot Harmo nhƣng PLC phƣơng pháp điều khiển thông dụng hiệu Trên sở tổng hợp lý thuyết thực tiễn, học viên nghiên cứu, đánh giá, phân tích tích hợp điều khiển PLC robot Harmo, đề tài đạt đƣợc số kết nhƣ sau: Thứ nhất: Đề tài xác định đƣợc sở lý luận phƣơng pháp tích hợp điều khiển PLC robot công nghiệp bậc tự Đó tổng hợp ba yếu tố bản: đặc tính kỹ thuật robot; đặc điểm sản phẩm; yêu cầu toán điều khiển robot đặt Thứ hai: Xây dựng thành công mô hình thí nghiệm, lập trình điều khiển cánh tay robot Harmo để thực nhiệm vụ gắp 10 chai nhựa từ máng trƣợt thả 10 vị trí khác nhau; sau từ 10 vị trí đó, robot Harmo lại thực trình gắp 10 chai nhựa thả lại máng trƣợt Mô hình thí nghiệm vừa phù hợp với thực tế lại vừa thể đƣợc khả linh hoạt robot Harmo Bởi lẽ, 10 vị trí mà tác giả đƣa 94 mô hình đƣợc chia làm hàng theo trục Zo, tƣơng ứng với việc di chuyển cánh tay robot theo trục Xo 02 vị trí đặc biệt, vị trí gần xa hành trình robot theo trục Xo Nhờ mà kết cấu sơ đồ thang đƣợc đơn giản, góp phần giải toán kinh tế thực tế Tính linh hoạt robot đƣợc thể chu trình gắp 10 chai nhựa từ 10 vị trí khác thả vào máng trƣợt Thứ ba: Từ kết nghiên cứu đề tài, ta thấy thực tế để lập trình thành công chƣơng trình PLC nào, phải tuân thủ nghiêm ngặt 11 bƣớc bản, có nhiều phƣơng án để lựa chọn trình làm việc robot cho đạt kết mong muốn nhƣng phải tính toán để lựa chọn trình làm việc robot đƣợc tối ƣu hóa đảm bảo đƣợc suất nhƣ chất lƣợng sản phẩm Thứ tư: Kết nghiên cứu đề tài ví dụ minh họa sinh động để phục vụ cho công tác giảng dạy môn học có liên quan đến Robot công nghiệp điều khiển PLC trƣờng cao đẳng đại học Qua đó, giúp cho trình dạy học đƣợc tích hợp lý thuyết thực hành, nhờ tạo hứng thú cho học sinh, giúp em đạt đƣợc kết cao học tập - Kiến nghị Căn vào kết đề tài đạt đƣợc, tác giả đƣa 03 kiến nghị nhƣ sau: + Một là: Các kết nghiên cứu cần đƣợc kiểm chứng áp dụng trƣờng hợp cụ thể nhà máy, trƣờng học + Hai là: Căn vào kết cấu robot Harmo nƣớc ta hoàn toàn chế tạo lập trình điều khiển thành công robot bậc tự với chuyển động tƣơng tự nhƣ robot Harmo để phục vụ gắp sản phẩm từ khuôn đúc nhà máy nhựa Nhờ vậy, toán kinh tế đƣợc giải + Ba là: Để tăng tính linh hoạt robot, có phƣơng pháp: * Thứ nhất: Thay đổi vị trí thả gắp vật trục Xo; Yo nhờ đặt Encorder trục Xo; Yo thông qua thông số bƣớc ren vít me cho điều khiển cần nhập quãng đƣờng dịch chuyển cần thiết điều khiển tự 95 động tính toán số vòng quay trục vít me số xung tƣơng ứng nhận đƣợc từ đếm Encorder; giá trị đƣợc đặt vào làm giá trị cho đếm * Thứ hai: Cải tạo lại má kẹp có robot Harmo để robot gắp đƣợc nhiều chi tiết có hình dạng kích thƣớc khác mà không cần phải điều chỉnh lại bàn kẹp 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Hoàng Bá Chƣ (2004), Thủy khí động lực ứng dụng, NXB Khoa học Kỹ thuật TS Nguyễn Trọng Doanh (2012), Điều khiển PLC, NXB Khoa học Kỹ thuật Lê Văn Doanh (1999), Cẩm nang kỹ thuật điện Tự động hóa Tin học công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật PGS.TS Trần Văn Địch, TS Trần Xuân Việt, TS Nguyễn Trọng Doanh, ThS Lƣu Văn Nhang (2001), Tự động hóa trình sản xuất, NXB Khoa học Kỹ thuật GS.TSKH Nguyễn Anh Tuấn, PGS, TS Phạm Văn Hùng (2004 ), Ma sát học, NXB Khoa học Kỹ thuật Vũ Quang Hồi (2000), Trang bị điện – Điện tử công nghiệp, NXB Giáo dục PGS.TS Phan Bùi Khôi(2009), Bài giảng robot công nghiệp, Viện khí, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội PGS.TS Tạ Duy Liêm (2004), Máy móc thiết bị công nghệ cao sản xuất khí hệ thống công nghệ robot hóa, NXB Khoa học Kỹ thuật, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Phan Quốc Phô, Nguyễn Đức Chiến (2000), Cảm biến, NXB Khoa học Kỹ thuật 10 GS.TSKH Nguyễn Thiện Phúc (2006), Robot công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật 11 Hà Tất Thắng (2007), Bài giảng PLC cho tự động hóa, Bộ môn tự động hóa XNCN, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội 12 Đĩa CDROM, tài liệu sản phẩm OMRON nhà sản xuất cung cấp 97 ... 44 Hỡnh 2.11 S mụ phng bc t theo trc Yo 45 Hỡnh 2.12 Kt cu c tay robot Harmo 47 Hỡnh 2.13 Kt cu bn kp robot Harmo 48 Hỡnh 2. 14 Kt cu xylanh kp robot Harmo 49 ... IU KHIN PLC; LP TRèNH PLC CHO Rễ BT HARMO TRONG QU TRèNH CP PHễI T NG 62 3.1 H thng iu khin PLC 62 3.1.1 Cỏc b phn c bn ca h thng iu khin PLC 62 3.1.2 Cu trỳc bờn ca b PLC ... theo phng Xo 42 2.3.3 Kt cu v nguyờn lý hot ng ca bc t chuyn ng theo phng Yo 45 2.3 .4 Kt cu v nguyờn lý hot ng ca bc t quay theo phng Zo 47 2 .4 Truyn ng robot Harmo 50 2 .4. 1 H thng khớ