Robot công nghiệp có thể được định nghĩa theo một số tiêu chuẩn sau: Theo tiêu chuẩn AFNOR của Pháp: Robot công nghiệp là một cơ cấu chuyển động tự động có thể lập trình, lặp lại các chương trình, tổng hợp các chương trình đặt ra trên các trục tọa độ, có khả năng định vị, định hướng, di chuyển các đối tượng vật chất như chi tiết, đạo cụ, gá lắp theo những hành trình thay đổi đã được chương trình hóa nhằm thực hiện các nhiệm vụ công nghệ khác nhau. GV: Kiều Xuân Viễn – kxvienuneti.edu.vn 5 2.3. Robot công nghiệp trong hệ thống sản xuất linh hoạt CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS Khái niệm Theo tiêu chuẩn TOCT 2568685 của Nga: Robot công nghiệp là một máy tự động, được đặt cố định hoặc di động được, liên kết giữa một tay máy và một hệ thống điều khiển theo chương trình, có thể lặp đi lặp lại để hoàn thành các chức năng vận động và điều khiển trong quá trình sản xuất. Với đặc điểm có thể lập trình lại được, robot công nghiệp là thiết bị tự động hóa và ngày càng trở thành bộ phận không thể thiếu được của các hệ thống sản xuất linh hoạt. GV: Kiều Xuân Viễn – kxvienuneti.edu.vn 6 2.3. Robot công nghiệp trong hệ thống sản xuất linh hoạt CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS Lịch sử phát triển Trên thế giới Thuật ngữ “Robot” xuất phát từ tiếng Séc (Czech) “Robota” có nghĩa là công việc tạp dịch trong vở kịch Rossum’s Universal Robots của Karel Capek, vào năm 1921. Thuật ngữ Industrial Robot (IR) xuất hiện đầu tiên ở Mỹ do công ty AMF (American Machine and Foundry Company) quảng cáo, mô phỏng một thiết bị có dáng dấp và có một số chức năng như tay người được điều khiển tự động, thực hiện một số thao tác sản xuất có tên gọi là “Versatran”. GV: Kiều Xuân Viễn – kxvienuneti.edu.vn 7 2.3. Robot công nghiệp trong hệ thống sản xuất linh hoạt CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS Lịch sử phát triển Quá trình phát triển của Robot công nghiệp được tóm tắt như sau: Năm 1950 ở Mỹ thành lập viện nghiên cứu đầu tiên. Đầu năm 1960 công ty AMF cho ra đời sản phẩm đầu tiên có tên gọi là Versatran. Từ năm 1967, ở Anh, người ta đã bắt đầu nghiên cứu và chế tạo IR theo bản quyền của Mỹ. Từ năm 1970, việc nghiên cứu các tính năng của robot đã được chú ý nhiều hơn và cũng bắt đầu xuất hiện ở các nước Đức, Ý, Pháp, Thụy Điển. Từ năm 1968, ở Châu Á, Nhật bắt đầu nghiên cứu những ứng dụng của IR. Từ những năm 1980, nhất là vào những năm 1990, do áp dụng rộng rãi các tiến bộ kỹ thuật về vi xử lý và công nghệ thông tin, số lượng robot công nghiệp đã gia tăng với nhiều tính năng vượt bậc. Chính vì vậy mà robot công nghiệp đã có vị trí quan trọng trong các dây chuyền sản xuất tự động hiện đại như hiện nay GV: Kiều Xuân Viễn – kxvienuneti.edu.vn 8 2.3. Robot công nghiệp trong hệ thống sản xuất linh hoạt CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS Lịch sử phát triển Đến nay, trên thế giới có khoảng trên 200 công ty sản xuất IR trong số đó bao gồm: o 30 công ty của Mỹ, ta có thể lấy một số công ty điển hình như: Robots.Pro, Vecna Robotics, Robot Dynamics…cùng với những sản phẩm nổi tiếng như: robot lấy sách tự động, robot HOAP3, robot BEAR, robot tự hành Spirit and Opportunity… o 80 công ty của Nhật, ta có thể lấy một số công ty điển hình như: Yaskawa ( Motoman),Fanuc, Toyota, Honda, Hitachi, Kawasaki, shikawajimaHarima, Yasukawa…Cùng với những sản phẩm robot được áp dụng phổ biến như: robot Asimo, robot EMIEW 2, robot Simroid, robot chơi vĩ cầm, robot phẫu thuật……. o Ngoài ra, trên thế giới còn có 90 công ty của Tây Âu và một số công ty của Nga, Tiệp….Do đó, ta có thể thấy rằng robot là một lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng không thể thiếu của những nước phát triển.
KHOA CƠ KHÍ HỌC PHẦN: TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT FMS & CIM CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.1 Máy CNC hiệu việc tập hợp máy CNC thành hệ thống FMS 2.2 Máy đo tọa độ CMM 2.4 Robot công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 2.5 Các hệ thống tế bào sản xuất linh hoạt 2.6 Hệ thống lắp ráp linh hoạt 2.7 Hệ thống kiểm tra tự động FMS 2.8 Hệ thống vận chuyển – kho chứa GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.3 Robot công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.3 Robot công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt Khái niệm Robot cơng nghiệp định nghĩa theo số tiêu chuẩn sau: Theo tiêu chuẩn AFNOR Pháp: Robot công nghiệp cấu chuyển động tự động lập trình, lặp lại chương trình, tổng hợp chương trình đặt trục tọa độ, có khả định vị, định hướng, di chuyển đối tượng vật chất chi tiết, đạo cụ, gá lắp theo hành trình thay đổi chương trình hóa nhằm thực nhiệm vụ công nghệ khác GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.3 Robot công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt Khái niệm Theo tiêu chuẩn TOCT 25686-85 Nga: Robot công nghiệp máy tự động, đặt cố định di động được, liên kết tay máy hệ thống điều khiển theo chương trình, lặp lặp lại để hoàn thành chức vận động điều khiển q trình sản xuất Với đặc điểm lập trình lại được, robot cơng nghiệp thiết bị tự động hóa ngày trở thành phận thiếu hệ thống sản xuất linh hoạt GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.3 Robot công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt Lịch sử phát triển Trên giới Thuật ngữ “Robot” xuất phát từ tiếng Séc (Czech) “Robota” có nghĩa công việc tạp dịch kịch Rossum’s Universal Robots Karel Capek, vào năm 1921 Thuật ngữ Industrial Robot (IR) xuất Mỹ công ty AMF (American Machine and Foundry Company) quảng cáo, mô thiết bị có dáng dấp có số chức tay người điều khiển tự động, thực số thao tác sản xuất có tên gọi “Versatran” GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.3 Robot công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt Lịch sử phát triển Q trình phát triển Robot cơng nghiệp tóm tắt sau: Năm 1950 Mỹ thành lập viện nghiên cứu Đầu năm 1960 công ty AMF cho đời sản phẩm có tên gọi Versatran Từ năm 1967, Anh, người ta bắt đầu nghiên cứu chế tạo IR theo quyền Mỹ Từ năm 1970, việc nghiên cứu tính robot ý nhiều bắt đầu xuất nước Đức, Ý, Pháp, Thụy Điển Từ năm 1968, Châu Á, Nhật bắt đầu nghiên cứu ứng dụng IR Từ năm 1980, vào năm 1990, áp dụng rộng rãi tiến kỹ thuật vi xử lý công nghệ thông tin, số lượng robot cơng nghiệp gia tăng với nhiều tính vượt bậc Chính mà robot cơng nghiệp có vị trí quan trọng dây chuyền sản xuất tự động đại GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.3 Robot công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt Lịch sử phát triển Đến nay, giới có khoảng 200 cơng ty sản xuất IR số bao gồm: o 30 cơng ty Mỹ, ta lấy số cơng ty điển hình như: Robots.Pro, Vecna Robotics, Robot Dynamics…cùng với sản phẩm tiếng như: robot lấy sách tự động, robot HOAP-3, robot BEAR, robot tự hành Spirit and Opportunity… o 80 công ty Nhật, ta lấy số cơng ty điển hình như: Yaskawa ( Motoman),Fanuc, Toyota, Honda, Hitachi, Kawasaki, shikawajima-Harima, Yasukawa…Cùng với sản phẩm robot áp dụng phổ biến như: robot Asimo, robot EMIEW 2, robot Simroid, robot chơi vĩ cầm, robot phẫu thuật…… o Ngoài ra, giới cịn có 90 cơng ty Tây Âu số cơng ty Nga, Tiệp….Do đó, ta thấy robot lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng thiếu nước phát triển GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.3 Robot công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt Lịch sử phát triển Tại Việt Nam Tại Việt Nam, nghiên cứu phát triển robot có bước tiến đáng kể 25 năm vừa qua Nhiều đơn vị toàn quốc thực nghiên cứu nghiên cứu ứng dụng robot như: Trung tâm Tự động hoá-Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Điện tử -Tin học, Viện Khoa học Công nghệ quân sự, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Viện Cơ học, Viện Công nghệ thơng tin thuộc Viện KHCNVN… Bên cạnh đó, cịn phải kể đến Cơng ty Cổ phần Robot TOSY doanh nghiệp thiết kế chế tạo Robot Việt Nam có nhiều sản phẩm ấn tượng trường quốc tế GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.3 Robot công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt Lịch sử phát triển Tại Việt Nam Các nghiên cứu động học động lực học robot khoa khí, chế tạo máy trường đại học viện nghiên cứu quan tâm Ngồi việc tìm phương pháp giải toán liên quan đến học loại robot nối tiếp, song song, di động, chương trình mơ kết cấu chuyển động 3D áp dụng phát triển để minh họa phục vụ cho phân tích, thiết kế robot Lĩnh vực điều khiển robot phong phú, từ phương pháp điều khiển truyền thống PID, phương pháp tính mơ men, phương pháp điều khiển trượt đến phương pháp điều khiển thông minh như: điều khiển sử dụng mạng nơ ron, logic mờ, thuật gen phương pháp điều khiển tự thích nghi, phương pháp học cho robot, hệ visual servoing GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 10 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.3 Robot công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt Lập trình cho Robot cơng nghiệp GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 27 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.3 Robot công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt Lập trình cho Robot công nghiệp GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 28 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.3 Robot công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt Yêu cầu Robot cơng nghiệp Do tính chất làm việc FMS, Robot công nghiệp cần đáp ứng yêu cầu: - Tự động thay đổi thay đổi đối tượng sản xuất - Có khả thực tác động điều khiển tới thiết bị cơng nghệ FMS để thực ngun cơng theo lập trình - Có khả trang bị thiết bị kiểm tra tự động chất lượng gia công GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 29 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.4 Tế bào sản xuất hệ thống sản xuất linh hoạt Hệ thống sản xuất linh hoạt hình thành từ tế bào sản xuất linh hoạt (Flexible Manufacturing Cell - FMC) Tế bào sản xuất đơn vị tổ chức sở, tổ hợp thiết bị công nghệ với thiết bị phụ trợ cần thiết khác (robot, băng tải, thiết bị kiểm tra, giám sát…), có nhiệm vụ sản xuất tự động nhóm sản phẩm tương tự GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 30 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.4 Tế bào sản xuất hệ thống sản xuất linh hoạt Ví dụ tế bào sản xuất GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 31 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.4 Tế bào sản xuất hệ thống sản xuất linh hoạt Ví dụ tế bào sản xuất Phần thiết bị gia công: trung tâm gia công máy tiện CNC Phần thiết bị vận chuyển: Xe tự hành Robot Kho chứa vật liệu, dụng cụ GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 32 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.4 Tế bào sản xuất hệ thống sản xuất linh hoạt Thành phần chức thiết bị FMC GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 33 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.4 Tế bào sản xuất hệ thống sản xuất linh hoạt Nguyên tắc sản xuất linh hoạt GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 34 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.4 Tế bào sản xuất hệ thống sản xuất linh hoạt Tế bào sản xuất nhà máy GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 35 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.4 Tế bào sản xuất hệ thống sản xuất linh hoạt Tế bào sản xuất nhà máy GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 36 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.4 Tế bào sản xuất hệ thống sản xuất linh hoạt Tế bào sản xuất nhà máy GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 37 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.5 Hệ thống lắp ráp linh hoạt Về nguyên tắc hệ thống lắp ráp linh hoạt có kết cấu tổ chức FMC gia cơng, đó: Các thiết bị lắp ráp thay cho vị trí trung tâm gia cơng Các Robot thường dùng làm nhiệm vụ lắp ráp GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 38 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.5 Hệ thống lắp ráp linh hoạt GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 39 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.5 Hệ thống lắp ráp linh hoạt GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 40 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2.5 Hệ thống lắp ráp linh hoạt GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 41 ... THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2 .3 Robot công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt Lập trình cho Robot cơng nghiệp GV: Kiều Xn Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 23 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2 .3 Robot... THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2 .3 Robot công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt Robot dạng cần trục GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 15 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2 .3 Robot công... 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2 .3 Robot công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt Robot tay tự GV: Kiều Xuân Viễn – kxvien@uneti.edu.vn 17 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG FMS 2 .3 Robot công