Tối ưu mạng truy cập vô tuyến cho công ty viễn thông viettel tại khu vực tây hà nộ1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGÔ HỮU MẠNH ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ HÀN VÀ PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH CHO RÔ BỐT AX-V6 HÀN CÁC ĐƯỜNG PHỨC TẠP LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: HÀ MINH HÙNG TRẦN VĂN ĐỊCH HÀ NỘI – 2010 MỞ ĐẦU Rôbốt sản phẩm trí tuệ người tạo Mặc dù đời ứng dụng khoảng nửa kỷ trở lại đây, rôbốt dần thay người trình lao động sản xuất Việc ứng dụng rôbốt vào trình sản xuất ngày đem lại hiệu kinh tế, kỹ thuật, làm tăng suất lao động tạo sản phẩm chất lượng cao Không phòng thí nghiệm, môi trường làm việc nguy hiểm độc hại, rôbốt ứng dụng rộng rãi ngành kỹ thuật đặc biệt ngành công nghiệp nặng có lĩnh vực hàn Là nước phát triển Việt Nam, việc ứng dụng rôbốt hàn vào trình sản xuất mở hướng nhằm nâng cao hiệu sản xuất Do đó, nhiều doanh nghiệp đầu tư mua sắm dây chuyền sản xuất linh hoạt sử dụng rôbốt hàn đem lại hiệu kinh tế rõ rệt Mecerded, Ford, Toyota, Honda…Bên cạnh đó, trường Đại học Cao đẳng đưa rôbốt hàn vào ứng dụng trình đào tạo Việc giúp đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho kinh tế tri thức góp phần đẩy nhanh trình Công nghiệp hoá, Hiện đại hoá đất nước Nền kinh tế công nghiệp thiếu lực lượng lao động có kỹ thuật, có tri thức, kỹ thao tác vận hành thiết bị tự động rôbốt hàn Tuy nhiên việc khai thác rôbốt hàn đơn vị đào tạo chưa thực hiệu Học sinh, sinh viên chưa tiếp cận thực hành nhiều rôbốt hàn Đội ngũ giảng viên, giáo viên hướng dẫn thực hành lập trình vận hành rôbốt hàn thiếu Việc nghiên cứu, xây dựng chế độ hàn tối ưu cho loại vật liệu với chiều dầy vị trí hàn khác điều kiện thuận lợi giúp trình dạy học thực hành lập trình, vận hành rôbốt hàn AX – V6 trường Đại học Sao Đỏ đạt hiệu cao Sự thành công đề tài giúp trình dạy học tiết kiệm thời gian, giảm chi phí đào tạo, tăng khả tư duy, tăng hiệu kinh tế Để đáp ứng nhu cầu người học tiếp cận, làm chủ khoa học công nghệ yêu cầu ngày cao thị trường lao động, chương trình đào tạo chuyên ngành Công nghệ hàn trường Đại học Sao Đỏ hiệu chỉnh cho phù hợp với yêu cầu thực tế Nhiều công nghệ hàn đại hàn tự động rôbốt ứng dụng vào trình dạy học Cùng với công nghệ hàn khác hàn hồ quang tay, hàn bán tự động môi trường khí bảo vệ MAG, MIG, TIG; học sinh, sinh viên ngành Công nghệ hàn tiếp cận, thực hành lập trình vận hành rôbốt hàn AX – V6 cấp độ khác theo hướng tăng dần độ phức tạp tập thực hành Tham gia lớp học thực hành lập trình vận hành rôbốt hàn giúp học sinh sinh viên chuyên ngành Công nghệ hàn mở rộng khả tư duy, tích luỹ kiến thức cho thân Đó tảng giúp em tự tin công việc, làm chủ khoa học công nghệ sản xuất tương lai Vì vậy, hướng nghiên cứu phát triển để mở rộng phạm vi ứng dụng rôbốt hàn Việt Nam cấp thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Lý chọn đề tài - Việc ứng dụng rôbốt hàn có nhiều ưu điểm so với phương pháp hàn khác đặc điểm như: + Tính linh động khả tự động hóa dây chuyền sản xuất cao + Tăng suất hiệu kinh tế + Hình dáng, kích thước chất lượng mối hàn ổn định + Ứng suất biến dạng sau hàn nhỏ + Hàn đường hàn có độ phức tạp cao - Để không ngừng nâng cao chất lượng đào tạo toàn diện đáp ứng yêu cầu thực tế thị trường lao động, người học cần tiếp cận thực hành thiết bị công nghệ hàn đại Mục đích nghiên cứu - Giới thiệu đặc tính rôbốt hàn AX – V6 - Cơ sở lý thuyết ứng suất biến dạng hàn để xây dựng phương pháp lập trình cho rôbốt AX – V6 hàn đường phức tạp Đối tượng nghiên cứu Chế độ hàn cho vật liệu thép CT38 có chiều dày từ 2mm đến 10mm phương pháp lập trình mở rộng khả cho rôbốt AX – V6 hàn đường cong phức tạp Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu, xác định chế độ hàn phương pháp lập trình cho rôbốt AX – V6 hàn đường phức tạp ứng dụng hàn vật liệu thép CT38 có chiều dầy từ 2mm đến 10mm Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu sở lý thuyết: Nghiên cứu đặc tính, thông số chế độ hàn phương pháp lập trình rôbốt hàn AX – V6; ứng suất biến dạng hàn; phương pháp kiểm tra khuyết tật hàn - Phương pháp thực nghiệm: Chọn thông số chế độ hàn, lập trình cho rôbốt AX – V6 tự động hàn đường phức tạp khung xe máy, hàn chữ Xác định ứng suất, biến dạng, dạng khuyết tật hàn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ RÔBỐT HÀN AX-V6 1.1 Lịch sử đời phát triển rôbốt hàn Từ kỷ XX, ý tưởng thiết kế kết hợp hệ điều khiển CNC (Computer Number Control) với cấu điều khiển từ xa nghiên cứu Sự phối hợp khéo léo khả linh hoạt thiết bị điều khiển từ xa Telcoperator với thông minh hệ điều khiển CNC đưa kết hệ máy móc tự động cao cấp đời với tên gọi “Rôbốt” Năm 1961, rôbốt công nghiệp (Industrial Robot = IR) đưa thị trường Rôbốt UNIMAT – USA với lời quảng cáo hấp dẫn “Từ nay, công nghiệp chế tạo khí Hoa Kỳ có thêm loại công nhân Nó không gia nhập công đoàn, không uống càfê nghỉ Nó làm việc 24 liên tục ngày mà không quan tâm đến tiền lương, tiền thưởng Nó nắm vững công việc phải làm vài phút hoàn thành tốt nhiệm vụ giao Nó không than phiền điều kiện làm việc nóng bức, khó chịu, nguy hiểm, độc hại, không kêu ca với công việc buồn chán, tẻ nhạt, đơn điệu Nó rôbốt công nghiệp” Sau nước Anh (1967), Thuỵ Điển Nhật Bản (1968), Đức (1971), Pháp (1972), Italia (1973) đưa mẫu rôbốt công nghiệp họ Chính phủ nước có biện pháp hộ trợ, ưu tiên thuế để xây dựng chương trình quốc gia nhằm khuyến khích công ty, doanh nghiệp chế tạo rôbốt ứng dụng chúng vào trình sản xuất Nhờ sau khoảng thời gian ngắn, việc chế tạo ứng dụng rôbốt trở thành phổ biến trình sản xuất làm tăng suất lao động đáng kể Đến nay, giới công nghiệp có 200 công ty với hàng ngàn mẫu rôbốt công nghiệp ứng dụng sản xuất Rôbốt công nghiệp đặc biệt rôbốt hàn ứng dụng phổ biến trình sản xuất Các lĩnh vực sử dụng nhiều rôbốt hàn công nghiệp sản xuất ôtô, đóng tàu, hàng không,… đem lại hiệu kinh tế rõ rệt Bảng 1.1: Rôbốt ứng dụng vào lĩnh vực sản xuất Mỹ [Máy công cụ CNC rôbốt công nghiệp] Lĩnh vực sản xuất Năm 1985 Năm 1990 Hàn 35% 5% Hệ thống điều khiển tự động 20% 25% Đúc 10% 5% Lắp ráp 10% 35% Phun phủ 10% 5% Sơn 5% 15% Các ứng dụng khác 10% 10% 1.2 Khái niệm rôbốt hàn Rôbốt hàn thiết tự động linh hoạt thay phần toàn hoạt động bắp hoạt động trí tuệ người Đó sản phẩm kết hợp hài hoà kỹ thuật khí, điện tử tin học Các thiết bị máy biến áp hàn, mỏ hàn, phận đẩy dây hàn, phận cấp khí bảo vệ trình hàn…được liên kết hữu với cấu chấp hành nhận sản phẩm rôbốt hàn để thực nhiệm vụ theo yêu cầu trình hàn Cơ cấu chấp hành thường rôbốt công nghiệp Tùy theo yêu cầu trình sản xuất mức độ phức tạp công việc, kết hợp cấu chấp hành với thiết bị hàn khác Như kết hợp rôbốt công nghiệp với thiết bị hàn môi trường khí bảo vệ rôbốt hàn tự động môi trường khí bảo vệ Hoặc kết hợp rôbốt công nghiệp với thiết bị hàn điểm rôbốt hàn điểm… 1.3 Tổ chức kỹ thuật rôbốt hàn Nhìn cách tổng quan, rôbốt hàn có sơ đồ cấu trúc gồm bốn khối Mỗi khối có chức năng, nhiệm vụ riêng Chúng liên kết với cách hữu trình điều khiển hoạt động Khối B Khối A Máy tính Bảng nhập liệu điều khiển Thiết lập & giải toán động học Lưu nhớ kết giải toán động học thuận Giải toán động học ngược Xây dựng quỹ đạo chuyển động cấu chấp hành Lưu trữ Điểm báo lỗi Trung tâm điều khiển Σ Nguồn động lực Động servo Cơ cấu chấp hành (Rôbốt) Các thông số vật lý Khối C Khối D Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức kỹ thuật rôbốt hàn [Máy công cụ CNC rôbốt công nghiệp] Khối A - Khối thu thập chuyển giao liệu đầu vào Cụm Teach pendant: Thực trình dạy học cho rôbốt Cụm Record button: Thực lưu trữ chuyển giao liệu cảm nhận vật lý trình học Nó gọi liệu cảm nhận vật lý, bao gồm toạ độ dịch chuyển toạ độ góc vị trí ban đầu, vị trí cuối vị trí trung gian động trình [( θ o ,ho):( θ f ,hf)] Khối B - Bộ não rôbốt với trung tâm vi xử lý Cụm Forward kinematic: Có nhiệm vụ thiết lập giải toán động học sở thông số đầu vào ( θ s ,hs) Cụm Cartesian point storage: Có nhiệm vụ lưu, nhớ chuyển giao toạ độ vị trí điểm Nó thực trình giải toán động học thuận Cụm gọi liệu hình học [(Xo, Yo); (Xf,Yf)] Cụm Trajectory planer: Có nhiệm vụ lập trình quỹ đạo đường điểm hình học chưa dạy để hình thành toàn quỹ đạo chuyển động cần có [Xđ(t),Yđ(t)] cấu chấp hành cuối (Tool – Center – Point) Cụm Invers kinematic: Có nhiệm vụ giải toán động học ngược để tìm thông số Nó gọi liệu điều khiển [θd (t), hd (t)] Khối C - Khối điều khiển gồm so sánh cặp giá trị “Cần” – “Thực”, biến đổi D/A, khuyếch đại công suất phát tín hiệu điều khiển (theo nguyên tắc điều khiển CNC) Khối D - Khối cấu chấp hành, bao gồm nguồn động lực (Motor dynamic), cấu chấp hành (Robot dynamic), cảm nhận vật lý cài đặt chúng (Physical position) Qua phân tích, mô tổ chức kỹ thuật dôbốt nhận thấy thông số kỹ thuật chủ yếu chúng gồm: - Bộ thông số cảm nhận vật lý - Bộ thông số vị trí hình học - Bộ thông số điều khiển Để dễ tiếp cận với tổ chức kỹ thuật rôbốt thực tế điểm qua ví dụ cụ thể rôbốt hàn sau “Một rôbốt hàn có nhiệm vụ thực đường hàn góc thép Vận tốc hàn V = const xác định từ chế độ công nghệ tối ưu” Khi đó, trường công tác rôbốt giới hạn yếu tố sau: Y Y A (x0,y0) Tools h H 0 B (x r, y r) X X Hình 1.2 Sơ đồ biểu diện rôbốt thực hàn tự động đoạn AB Các biến số chia thành hai nhóm: Nhóm liệu hình học quan sát bao gồm đoạn [x0,y0);(xr,yr] Nhóm giữ liệu cảm nhận vật lý gồm giá trị giải [ (θ o , ho ); (θ f , h f ) ] Ban đầu thông qua việc dạy học điều khiển tay đưa cấu chấp hành cuối (Tool – Center – Point) đến điểm A(x0,y0) B(xr,yr) Các phận cảm nhận vật lý thu thập liệu thông qua hoạt động cảm biến đo lường lưu trữ giá trị nhóm liệu tương ứng (θ o , ho ); (θ f , h f ) Bộ thông số thông qua phương trình động học thuận trở thành thông số hình học, lúc giá trị (θ o , ho ); (θ f , h f ) tính lại Phương trình động học thuận suy từ nguyên lý kết cấu [Máy công cụ CNC rôbốt công nghiệp] x = d cos θ − h sin θ (1.1) y = d sin θ + h cos θ (1.2) Giải hệ phương trình (1.1), (1.2) để tính toán giá trị số (θ o , ho ); (θ f , h f ) giá trị tức thời liên tục quỹ đạo xđ(t), yđ(t) Chẳng hạn: Thời gian hàn: (x Th = − xo ) + ( yú − y o ) f V* (1.3) Với < t < T, đó: xđ(t) = x0+ yđ(t) = y0+ x f − xo Tc y f − yo Tc t t Thay Th (1.3) được: xđ(t) = x0+ yđ(t) = y0+ (x (x (x f − x o ).V * − xo ) + ( y f − yo ) 2 f (y f − y o ).V * − xo ) + (y f − y o ) f t (1.4) t (1.5) Các giá trị liệu hình học lưu trữ cụm Cartesiar point storage Các toán động học giải mối quan hệ thông số hình học phụ thuộc vào thời gian thực, không tính đến ảnh hưởng lực, mômen hiệu ứng lượng khác Trong đó, phương trình động học thuận mô tả mối quan hệ thuận hình học khâu chấp hành rôbốt Còn phương trình động học ngược nhằm tìm thông số điều khiển mong muốn Đặc tính phi tuyến thể phương trình (1.1) (1.2) tồn môđun khớp quay, đặt yêu cầu trình điều khiển rôbốt Mặc dù đoàn AB đoạn thẳng trình làm việc khâu chấp hành cuối dịch chuyển vị trí tuý mà phải có trình định hướng để đảm bảo thực nhiệm vụ công nghệ cách xác 1.4 Ứng dụng rôbốt hàn sản xuất khí Từ đời, rôbốt hàn ứng dụng để dần thay người làm việc nhiều lĩnh vực khác Do nhiều dây truyền sản xuất tổ chức cấu lại lao động Năng suất hiệu sản xuất tăng lên rõ rệt, giá thành sản phẩm ngày giảm, chất lượng tính thẩm mỹ sản phẩm ngày cao…Phạm vi mức độ ứng dụng rôbốt hàn vào lĩnh vực trình ngày phổ biến, đa dạng Việc ứng dụng rôbốt vào sản xuất thực trở thành cạnh tranh chạy đua khoa học kỹ thuật thuộc nhiều lĩnh vực khác Trong sản xuất chế tạo sản phẩm khí, rôbốt sử dụng phổ biến hàn, cắt, sơn, phun phủ kim loại, lắp ráp, vận chuyển phôi…Các lĩnh vực thường có công việc nặng nhọc, đòi hỏi độ xác cao, môi trường làm việc độc hại, nguy hiểm…Các rôbốt sử dụng thường rôbốt chuyên dùng có tính linh hoạt cao, tích hợp nhiều chức để kết nối với thiết bị ngoại vi khác để đáp ứng yêu cầu thực tế sản xuất Hình 4.23 Chọn điện áp hàn để khởi động hồ quang hàn Sau xác định điện áp hàn, tiến hành chèn giá trị vào ô Welding Voltage hộp thoại khởi động hồ quang (Arc Start) kết thúc hồ quang (Arc End) Sau nhấn phím Enter bảng điều khiển để xác lập kết lựa chọn d Vận tốc hàn (Vh) Vận tốc hàn yếu tố quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp đến trình hàn Nếu vận tốc hàn nhỏ làm kim loại mối hàn bị nhiệt gây tượng chẩy thủng vũng hàn Nếu vận tốc hàn lớn nhiệt hồ quang không đủ gây tượng mối hàn không ngấu, không đạt kích thước theo yêu cầu Đây yếu tố định đến suất, hình dáng, kích thước chất lượng mối hàn Vì việc xác định xác vận tốc hàn loại vật liệu hàn, vị trí hàn quan trọng Để xác định vận tốc hàn trước hết phải vào đường kính dây hàn (dd), vật liệu vật liệu hàn, vị trí hàn không gian (P), dạng liên kết hàn Việc xác định vận tốc hàn thực theo phương pháp tra bảng chọn theo kinh nghiệm thực tế 60 Hình 4.24 Chọn vận tốc hàn để thực trình hàn Sau tính toán xác định vận tốc hàn, tiến hành chèn giá trị vào ô Welding Speed hộp thoại khởi động hồ quang (Arc Start) kết thúc hồ quang (Arc End) Sau nhấn phím Enter bảng điều khiển để xác lập kết lựa chọn e Lưu lượng khí bảo vệ (Vk) Lưu lượng khí bảo vệ yếu tố quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp đến trình hàn Nếu lưu lượng khí nhỏ không đủ bảo vệ mối hàn gây tượng mối hàn bị rỗ khí bị ôxy hoá Nếu lưu lượng khí lớn vừa lãng phí, vừa tạo luồng xoáy gây tượng mối hàn bị lõm, rỗ khí ôxy hoá kim loại mối hàn Đây yếu tố định đến hình dáng, kích thước chất lượng mối hàn Vì việc xác định xác lưu lượng khí bảo vệ mối hàn loại vật liệu hàn, vị trí hàn quan trọng Để xác định ưu lượng khí bảo vệ trước hết phải vào đường kính dây hàn (dd), vật liệu vật liệu hàn, vị trí hàn không gian (P), dạng liên kết hàn Việc xác định lưu lượng khí bảo vệ vũng hàn mối hàn thực theo hai phương pháp thông qua công thức tính toán tra bảng sau chọn theo kinh nghiệm thực tế Công thức tính toán xác định lưu lượng khí bảo vệ Vk = 10.dd 61 Trong đó: Vk – Lưu lượng khí bảo vệ (lít/phút) dd – Đường kính dây hàn (mm) Sau xác định lượng khí cần thiết bảo vệ vũng hàn mối hàn, tiến hành điều chỉnh van điều áp để chọn đủ lượng khí bảo vệ Trên điều áp in vạch cho phép lựa chọn điều chỉnh lượng khí bảo vệ theo yêu cầu Ấn phím f12 bảng điều khiển cầm tay để kiểm tra khí bảo vệ mối hàn Bên cạnh cần điều chỉnh cho viên bi cầu điều áp lượng khí xác định Hình 4.25 Bộ điều áp bình cấp khí CO2 bảo vệ mối hàn g Tầm với điện cực (Lc) Tầm với điện cực (hay khoảng cách điện cực) yếu tố quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp đến trình hàn Nếu tầm với điện cực nhỏ gây tượng mối hàn bị lõm bề mặt, chẩy thủng vũng hàn, đầu mỏ hàn bị bám bẩn Nếu tầm với điện cực lớn gây tượng mối hàn bị rỗ khí, không ngấu, ôxy hoá kim loại mối hàn Đây yếu tố định đến hình dáng, kích thước chất lượng mối hàn Vì việc xác định xác tầm với điện cực hàn loại vật liệu hàn, vị trí hàn quan trọng Để xác định tầm với điện cực hàn trước hết phải vào đường kính dây hàn (dd), vật liệu vật liệu hàn, vị trí hàn không gian (P), dạng liên kết hàn Việc xác định tầm với điện cực thực theo hai phương pháp thông qua công thức tính toán tra bảng sau chọn theo kinh nghiệm thực tế Công thức tính toán xác định tầm với điện cực hàn Lc = 10.dd 62 Trong đó: Lc – Tầm với điện cực (mm) Lc Lc Lc dd – Đường kính dây hàn (mm) Hình 4.26 Tầm với điện cực hàn Bảng 4.3: Ảnh hưởng tầm với điện cực hàn Tầm với điện cực Nhỏ Trung bình (≈ 10.d) Lớn Công suất hồ quang Tăng Trung bình Giảm Độ sâu ngấu Tăng Trung bình Giảm Mức độ bắn toé kim loại Giảm Trung bình Tăng Ngoài thông số chế độ hàn giới thiệu phần trên, cần xác định số số phụ để đảm bảo nhận mối hàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Bảng 4.4: Các số phụ chế độ hàn Chỉ số Kiểu dao động mỏ hàn Biên độ dao động mỏ hàn Thời gian mở ngắt khí bảo vệ Đặc điểm Có kiểu dao động mỏ hàn Linear, Sine Wave, Circle Biên độ dao động mỏ hàn hai phía trái phải mối hàn Khí bảo vệ mở trước hồ quang phát sinh ngắt sau hồ quang tắt Quá trình tính toán thông số chế độ hàn giúp cho việc xác định tìm chế độ hàn tối ưu nhanh Để xác định chế độ hàn tối ưu đảm bảo độ xác phải thông qua trình tính toán lý thuyết thực nghiệm 63 Ứng với loại vật liệu bản, vật liệu hàn, vị trí hàn, dạng liên kết hàn…cần xây dựng chế độ hàn tối ưu nhằm đạt hiệu suất hàn cao Với chiều dầy vật liệu từ (4 ÷ 6)mm hàn không cần phải thực mài vát mép vật hàn; nhiên nên đặt khe hở từ (1 ÷ 2)mm để đảm bảo độ ngấu cho mối hàn Với chiều dầy vật liệu từ (8 ÷ 10)mm cần phải thực mài vát mép hình chữ V phía, góc vát 300, thực hàn hai lớp phía để đảm bảo kích thước chất lượng mối hàn theo yêu cầu Víi δ = (4÷6)mm Víi δ = (8÷10)mm Hình 4.27 Liên kết hàn giáp mối Qua trình tính toán thực nghiệm nghiên cứu, xác định chế độ hàn tối ưu cho vật liệu thép CT38 có chiều dầy từ (2 ÷ 10)mm với mối hàn giáp mối đặt vị trí hàn bằng, ngang ngửa Bảng 4.5: Chế độ hàn giáp mối áp dụng với thép CT38 vị trí Chế độ hàn Chiều Dầy vật hàn δ=2mm δ=3mm δ=4mm δ=6mm δ=8mm δ=10mm Đường kính dây hàn dd (mm) 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 Cường độ dòng điện hàn Ih (A) 86 90 95 105 95 Điện áp hàn Uh (V) Vận tốc hàn Vh (cm/phút) 18,5 18,5 19,0 19,5 19,0 1,2 1,2 1,2 115 95 120 20,0 19,0 20 64 Vận tốc cấp dây hàn (m/phút) 90 90 90 90 90 Lưu lượng khí bảo vệ Vk (lít/phút) 12 12 12 15 15 3,0 3,5 3,5 4,0 3,5 Tầm với điện cực Lc (mm) 12 12 12 12 12 90 90 90 15 15 15 5,0 3,5 5,5 12 12 12 Bảng 4.6: Chế độ hàn giáp mối áp dụng với thép CT38 vị trí đứng Chế độ hàn Chiều Dầy vật hàn δ=2mm δ=3mm δ=4mm δ=6mm δ=8mm δ=10mm Đường kính dây hàn dd (mm) 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 Cường độ dòng điện hàn Ih (A) 85 88 90 95 90 Điện áp hàn Uh (V) Vận tốc hàn Vh (cm/phút) 18,0 18,0 18,5 19,0 18,5 1,2 1,2 1,2 100 90 105 19,5 18,5 20,0 Vận tốc cấp dây hàn (m/phút) 80 80 80 80 80 Lưu lượng khí bảo vệ Vk (lít/phút) 12 12 12 15 15 3,0 3,2 3,5 4,0 3,5 Tầm với điện cực Lc (mm) 12 12 12 12 12 80 80 80 15 15 15 4,0 3,5 4,5 12 12 12 Bảng 4.7: Chế độ hàn giáp mối áp dụng với thép CT38 vị trí ngang Chế độ hàn Chiều Dầy vật hàn δ=2mm δ=3mm δ=4mm δ=6mm δ=8mm δ=10mm Đường kính dây hàn dd (mm) 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 Cường độ dòng điện hàn Ih (A) 85 90 95 100 90 Điện áp hàn Uh (V) Vận tốc hàn Vh (cm/phút) 18,0 18,0 18,5 19,0 19,0 1,2 1,2 1,2 105 90 105 20,0 19,0 20,0 Vận tốc cấp dây hàn (m/phút) 90 90 90 90 90 Lưu lượng khí bảo vệ Vk (lít/phút) 12 12 12 15 15 3,0 3,5 3,5 4,0 3,5 Tầm với điện cực Lc (mm) 12 12 12 12 12 90 90 90 15 15 15 4,5 3,5 4,5 12 12 12 4.2.5 Lệnh chèn thông số chế độ hàn Sau lập trình xong chương trình bản, cần chèn thông số chế độ hàn vào chương trình lập Nhấn tổ hợp phím [ENABLE] [ARROW] bảng điều khiển cầm tay để di chuyển trỏ đến bước số chương trình lập Nhấn tổ hợp phím [ENABLE] [CLAMP/ARC] (hoặc nhấn phím chức 65 f7) bảng điều khiển cầm tay Lúc hình tinh thể lỏng bảng điều khiển xuất chức lệnh chèn chế độ hàn f1 f7 f2 f8 f3 f9 f4 f10 f5 f11 f6 f12 Hình 4.28 Các chức lệnh chèn chế độ hàn hiển thị Nhấn phím chức f2 bảng điều khiển để chèn lệnh khởi động hồ quang khởi đầu đường hàn (kí hiệu AS = Arc Start) Khi xuất hộp thoại Arc Start cho phép lựa chọn nhập thông số chế độ hàn xác định đường kính dây hàn (Φ), chọn dòng điện hàn chiều cực nghịch (DC-), cường độ dòng điện hàn (Ih), điện áp hàn (Uh), vận tốc hàn (Vh), khí bảo vệ, thời gian trễ Sau nhấn phím f12 (Complete) phím [ENTER] để hoàn thành việc chèn lệch khởi động hồ quang Hình 4.29 Chọn chế độ khởi động hồ quang hàn 66 Nhấn phím f4 bảng điều khiển để chèn lệnh bắt đầu dao động mỏ hàn (kí hiệu WFP) Khi xuất hộp thoại Weaving condition cho phép lựa chọn nhập kiểu dao động Linear Sine wave Circle, biên độ dao động, tần số dao động, góc độ thời gian dao động Sau nhấn phím f12 (Complete) để hoàn thành việc chèn lệnh bắt đầu dao động mỏ hàn Hình 4.30 Hộp thoại Weaving condition để bắt đầu dao động mỏ hàn Nhấn tổ hợp phím [ENABLE] [ARROW] bảng điều khiển cầm tay để di chuyển trỏ đến bước số chương trình lập Hình 4.31 Di chuyển trỏ đến dòng lệnh số 67 Nhấn phím f3 bảng điều khiển để chèn lệnh kết thúc dao động mỏ hàn (kí hiệu WE) Khi xuất hộp thoại cho phép lựa chọn thời gian kết thúc kiểu dao động Linear Sine wave Circle, biên độ dao động, tần số dao động Sau nhấn phím f12 (Complete) để hoàn thành việc chèn lệnh kết thúc dao động mỏ hàn Hình 4.32 Hộp thoại Weaving condition để kết thúc dao động mỏ hàn Hình 4.33 Hộp thoại Arc End để kết thúc đường hàn ngắt hồ quang 68 Nhấn phím chức f5 bảng điều khiển để chèn lệnh kết thúc hồ quang cuối đường hàn (kí hiệu AE) Khi xuất hộp thoại Arc End cho phép lựa chọn nhập thông số chế độ hàn cuối đường hàn xác định đường kính dây hàn (W1), dòng điện hàn chiều cực nghịch (DC-), cường độ dòng điện hàn (Ih), điện áp hàn (Uh), vận tốc hàn (Vh), thời gian trễ khí bảo vệ Sau nhấn phím f12 (Complete) phím [ENTER] để hoàn thành việc chèn lệch kết thúc hồ quang cuối đường hàn Nhấn tổ hợp phím [ENABLE] [CLAMP/ARC] để hình bảng điều khiển cầm tay trở trạng thái chuẩn Lúc hình tinh thể lỏng bảng điều khiển cầm tay xuất chương trình “HAN BANG GIAP MOI” lập trình xong phần chèn đầy đủ thông số chế độ hàn thể hình Hình 4.34 Chương trình HÀN BẰNG GIÁP MỐI hoàn thiện Như vậy, việc xác định chèn thông số chế độ hàn hoàn tất Vấn đề khó khăn phần tính toán chọn chế độ hàn tối ưu cho loại vật liệu, vị trí hàn…Việc đòi hỏi kiến thức chuyên môn, phải có kinh nghiệm thực tế vận hành rôbốt hàn AX-V6 69 4.2.6 Kiểm tra hiệu chỉnh chương trình Trước thực trình hàn tự động đòi hỏi chuyển động rôbốt, thông số chế độ hàn chọn đảm bảo độ xác cao Trong trình lập trình, thực thao tác tay (Teach mode), rôbốt chuyển động với tốc độ thấp thuận lợi cho người lập trình quan sát vận hành Còn chuyển sang chế độ chạy tự động (Playback), rôbốt đạt tốc độ cao để đảm bảo giảm thời gian, tăng suất làm việc Do thông số chọn không xác dẫn đến va chạm gây hư hỏng thiết bị hàn rôbốt hoạt động Vì việc kiểm tra hiệu chỉnh chương trình lập trình đảm bảo độ xác trước hàn tự động nhiệm vụ cần thiết quan trọng Để rôbốt hàn di chuyển đến vị trí theo yêu cầu đòi hỏi thao tác lập trình phải xác, lựa chọn tốc độ hợp lý Ngoài phím chức cần phải nhấn công tắc DEADMAN phía sau bảng điều khiển cầm tay để cấp điện cho động rôbốt hàn trình hoạt động Quá trình kiểm tra hiệu chỉnh chương trình lập trình thực theo trình tự từ bước thứ đến kết thúc Nhấn tổ hợp phím [ENABLE] [ARROW] bảng điều khiển để di chuyển trỏ bước [START] chương trình lập trình ENABLE [START] + Hình 4.35 Di chuyển trỏ vị trí xuất phát START Nhấn phím [CHECK GO] [CHECK BACK] bảng điều khiển cầm tay để thực trình kiểm tra bước lập trình Khi trỏ dòng lệnh đó, cần hiệu chỉnh nội dung nhấn phím [EDIT] bảng điều khiển nhập số liệu vào nhấn phím [ENTER] để hoàn thành việc hiệu chỉnh Quá trình kiểm tra hiệu chỉnh phải thực bước đến kết thúc chương trình lập trình Nếu dòng lệnh vị trí 70 bị lỗi phải hiệu chỉnh cho phù hợp ghi lại nội dung chỉnh sửa cách nhấn tổ hợp phím [ENABLE] [O.WRITE/REC] 4.2.7 Hàn tự động Để đảm bảo an toàn trình rôbốt hàn làm việc, không đặt vật dễ cháy, nổ, không đứng lại vùng làm việc rôbốt hàn chuyển sang chế độ hàn tự động (Play back) Sau hoàn tất công việc lập trình, kiểm tra hiệu chỉnh chương trình lập, tiến hành chuyển sang chế độ hàn tự động (Play back) để rôbốt hàn thực hàn tự động Quá trình thực theo trình tự quy định Bật công tắc nguồn kiểm tra phận cấp dây hàn Mở van bình chứa kiểm tra khí bảo vệ cho trình hàn Nhấn phím [CHECK GO] [CHECK BACK] bảng điều khiển để di chuyển rôbốt hàn vị trí xuất phát Di chuyển trỏ hình bước [START] Xoay công tắc bảng điều khiển cầm tay chuyển từ vị trí lập trình tay (TEACH MODE) sang vị trí chạy tự động (PLAY BACK) Xoay công tắc hộp thao tác chuyển từ vị trí lập trình tay (TEACH MODE) sang vị trí chạy tự động (PLAY BACK) Nhấn phím [START] hộp thao tác để rôbốt bắt đầu thực trình hàn tự động 4.2.8 Kết thúc chương trình Khi rôbốt hàn thực xong chương trình lập, tự động dịch chuyển vị trí ban đầu chọn Để đảm bảo an toàn tiến hành xoay công tắc bảng điều khiển hộp thao tác chuyển từ vị trí chạy tự động (PLAY BACK) vị trí lập trình tay (TEACH MODE) Ngoài ra, muốn tiếp cận với Rôbốt hàn để quan sát sản phẩm làm mỏ hàn, cần phải nhấn nút [EMERGENCY] bảng điều khiển hộp thao tác để đảm bảo độ an toàn tuyệt đối 71 Hình 4.36 Mặt trước mối hàn giáp mối S = 8mm Hình 4.37 Mặt sau mối hàn giáp mối S = 8mm Kết luận chương Trong chương học viên nhận kết sau: 1) Phương pháp thực bước lập trình cho rôbốt hàn AX-V6 2) Tính toán xác định chế độ hàn tự động môi trường khí hoạt tính bảo vệ 3) Phương pháp kiểm tra, hiệu chỉnh thực hàn tự động mối hàn giáp mối với chiều dày từ 2mm đến 10mm vị trí bằng, đứng, ngang; đường cong phức tạp hàn chữ; mối hàn khung xe máy 4) Các mối hàn đảm bảo độ xác, tính thẩm mỹ, kích thước, chất lượng Ứng dụng rôbốt AX-V6 vào trình hàn giúp tiết kiệm thời gian, tăng suất, tiết kiệm vật liệu tốc độ hàn lớn, độ xác cao 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Trong công trình nghiên cứu này, học viên thu nhận kết khoa học sau: Trình bày khái quát lịch sử phát triển ứng dụng rôbốt hàn; hệ thống hóa sở lý thuyết tổ chức kỹ thuật, cấu trúc động học vùng hoạt động rôbốt hàn nói chung; đặc biệt phân tích phận chuyển động rôbốt hàn AX – V6 phục vụ cho thí nghiệm đề tài luận văn Trình bày sở lý thuyết ứng suất biến dạng hàn; nguyên nhân biện pháp làm giảm thiểu ứng suất, biến dạng hàn Hệ thống hóa dạng khuyết tật hàn; nguyên nhân ảnh hưởng đến kết cấu hàn; phương pháp kiểm tra khuyết tật đánh giá chất lượng mối hàn Quy trình, phương pháp thực bước lập trình cho rôbốt hàn AX-V6; tính toán xác định chế độ hàn tự động môi trường khí hoạt tính bảo vệ; phương pháp kiểm tra hiệu chỉnh liệu thí nghiệm Kết nghiên cứu lý thuyết xác định chế độ hàn thí nghiệm phù hợp với thiết bị, vật liệu trường Đại học Sao Đỏ; thời gian thực mối hàn rút ngắn; chất lượng mối hàn nâng cao hơn; việc điều khiển rôbốt hàn thực thuận lợi để hàn giáp mối với chiều dày từ 2mm đến 10mm vị trí bằng, đứng, ngang đường cong phức tạp hàn chữ, mối hàn khung xe máy Kiến nghị: Do thời gian hạn chế nên kết nghiên cứu đạt mức độ định Hướng nghiên cứu dự kiến ứng dụng rôbốt AX-V6 để hàn loại vật liệu có chiều dầy khác với quỹ đạo phức tạp không gian ba chiều 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Văn Địch (2007), Sản xuất linh hoạt FMS tích hợp CIM, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần văn Địch, Trần văn Việt, Nguyễn Văn Trọng, Lưu Văn Nhang (2001), Tự động hoá trình sản xuất, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tạ Duy Liêm (2008), Máy công cụ CNC rôbốt công nghiệp tập 2, Nhà xuất Bách Khoa, Hà Nội Vũ Công Luận (1976), Kết cấu hàn, Nhà xuất Bách Khoa, Hà Nội Ngô Lê Thông (2007), Công nghệ hàn điện nóng chảy Tập 2, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Hoàng Tùng, Nguyễn Thúc Hà, Ngô Lê Thông, Chu Văn Khang (2006), Cẩm nang hàn, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Hoàng Tùng (2001), Sổ tay định mức tiêu hao vật liệu lượng điện hàn, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trung tâm đào tạo chuyển giao công nghệ Việt – Đức HWC (2005), Tài liệu đào tạo chuyên gia hàn quốc tế DVS – EWF – IIW, Hà Nội Công ty TNHH Tân Thế Kỷ (2005), Hướng dẫn vận hành rôbốt hàn Series Almega AX , Hà Nội 10 Welding Company (2005), Kobelco welding handbook, Kobe steel Ltd, Korea 11 OTC - DAIHEN Corporation (2005), Almega AX series Instruction manual Synchromotion simultanenous control, Japan 12 OTC - DAIHEN Corporation No.1L9340C-E-2-2nd Edition (2003), Almega AX series Instruction manual Arc welding, Japan 13 OTC - DAIHEN Corporation No.1L8800H-E-4-3rd Edition (2004), Almega AX series Instruction manual External input/output software PLC, Japan 14 OTC - DAIHEN Corporation No.1L8800H-E-4-4th Edition (2005), Almega AX series Instruction manual Installation, Japan 74 ... hàn tối ưu cho loại vật liệu với chiều dầy vị trí hàn khác điều kiện thuận lợi giúp trình dạy học thực hành lập trình, vận hành rôbốt hàn AX – V6 trường Đại học Sao Đỏ đạt hiệu cao Sự thành công. .. giới công nghiệp có 200 công ty với hàng ngàn mẫu rôbốt công nghiệp ứng dụng sản xuất Rôbốt công nghiệp đặc biệt rôbốt hàn ứng dụng phổ biến trình sản xuất Các lĩnh vực sử dụng nhiều rôbốt hàn công. .. Cùng với công nghệ hàn khác hàn hồ quang tay, hàn bán tự động môi trường khí bảo vệ MAG, MIG, TIG; học sinh, sinh viên ngành Công nghệ hàn tiếp cận, thực hành lập trình vận hành rôbốt hàn AX –