BÁO CÁO THỰC HÀNH KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 BÁO CÁO THỰC HÀNH KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ I GIỚI THIỆU HỆ THỐNG  Tổng quan điện tử CƠ ĐIỆN TỬ : Mỗi ngành khí, điện tử, tin học có tảng khoa học vững tạo sản phẩm đặc trưng riêng Tuy nhiên, yêu cầu thời đại đặt yêu cầu cao cách hoạt động máy móc, yêu cầu máy móc cần phải gọn nhẹ hơn, linh động hơn, uyển chuyển thông minh Các kỹ sư khí khơng thể làm máy móc thơng minh hơn, kỹ sư tin học tạo trí thơng minh nhân tạo họ khơng biết khí, kỹ sư điện tử kết nối điều khiển tín hiệu, họ khơng thể kết nối trí thơng minh nhân tạo để điều khiển thiết bị khí Chính yêu cầu hình thành nên ngành Cơ điện tử để tạo sản phẩm đáp ứng yêu cầu đặt sở phối hợp tảng sẵn có ngành với Với khả am hiểu khí, điện tử, tin học, công nghệ đại người kỹ sư điện tử đưa vào sản phẩm khí hệ thống điều khiển linh hoạt điện tử, thông qua hệ thống điện tử, kết nối với hệ thống xử lý thơng tin - trí thơng minh nhân tạo để tạo sản phẩm hoàn chỉnh Cơ điện tử (Mechatronics) lĩnh vực đa ngành khoa học kỹ thuật, hình thành từ ngành kỹ thuật kinh điển Cơ khí, kỹ thuật Điện – Điện tử Khoa học tính tốn – tin học MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 Định nghĩa điện tử bắt đầu quan tâm kể từ định nghĩa ban đầu đưa công ty điện Yasakawa Electric Trong tài liệu thương mại, Yasakawa định nghĩa điện tử sau: Thuật ngữ “Mechatronics” tạo thành “ mecha” mechanics “ tronics” từ electronics Nói cách khác, cơng nghệ sản phẩm phát triển ngày kết hợp chặt chẽ hữu thành phần điện tử khí mức độ tích hợp cao khơng thể nói đâu điểm bắt đầu đâu điểm kết thúc, khơng có ranh giới rõ ràng Năm 1996, Harashina, Tomizuka Fukada đưa định nghĩa điện tử Trong “cơ điện tử” định nghĩa kết hợp chặt chẽ kỹ thuật khí với điện tử điều khiển máy tính thơng minh thiết kế, chế tạo sản phẩm quy trình cơng nghiệp Trong năm, định nghĩa khác đưa Auslander Kempf: Cơ điện tử áp dụng tổng hợp định tạo nên hoạt động hệ thống vật lý Tiếp tục định nghĩa khác xuất năm 1997 Shetty Kolk: Cơ điện tử phương pháp luận dùng để thiết kế tối ưu sản phẩm điện Gần đây, W.Bolton đề xuất định nghĩa: Một hệ điện tử không kết hợp khí điện tử, khơng đơn hệ thống điều khiển, tích hợp đầy đủ hệ Tất định nghĩa phát biểu nêu điện tử xác đáng , giàu thông tin ngày đắn hệ thống điện tử điển hình nhiên thân chúng đứng riêng lẻ lại không định nghĩa đầy đủ thuật ngữ Cơ điện tử Sự phát triển tính trội điện tử tạo cho sản phẩm hệ thống thực tốt hơn, linh hoạt hơn, thông minh chức khả vận chuyển, giao tiếp truyền thống, ngày xuất Ngày điện tử ứng dụng nhiều sản xuất công nghiệp nhiều lĩnh vực khác Các sản phẩm điện tử điển : Robotics, hệ thống sản xuất linh hoạt FMS có tích hợp CIM,hệ thống sản xuất linh hoạt dạng module (MPS),máy công cụ CNC , hệ vi điện tử… tạo nên công nghiệp đại Trong khuôn khổ báo cáo kiến tập em xin giới thiệu sản phẩm điện tử : “Hệ thống module mô trình sản xuất (MPS)” “Hệ thống Robot hàn OTC Daihen AII-V6” MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 “ Để có nhìn tồn diện sản phẩm điện tử liên quan gần với thiết bị kiến tập,em xin cung cấp thêm số kiến thức hệ thống sản xuất linh hoạt FMS hệ thống ROBOT công nghiệp (robot hàn)” Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS (Flexible Manufacturing System) hệ thống sản xuất điều khiển tự động máy tính, có khả thay đổi chương trình điều khiển sản phẩm cách linh hoạt trình sản xuất.Vì hệ thống FMS tự động đặt lại cấu hình để sản xuất chủng loại sản phẩm khác Đó lý biết hệ thống sản xuất linh hoạt Khái niệm sản xuất linh hoạt biết đến lần vào năm 1965 công ty British firmMolins, Ltd đưa sản phẩm với tên gọi System 24 System 24 hệ thống FMS thật Tuy nhiên hệ thống phát triển thêm cơng nghệ tự động hố cơng nghệ thơng tin cịn chưa phát triển nên hỗ trợ cho phát triển hệ thống Khái niệm sản xuất linh hoạt bị quên lãng Tuy nhiên vào năm 70 đầu thập kỷ 80, với phát triển nhảy vọt công nghệ thông tin ứng dụng công nghệ thông tin sản xuất mà sản xuất linh hoạt phát triển trở lại với tốc độ đáng kinh ngạc Hệ thống sản xuất linh hoạt sử dụng lần Mỹ để sản xuất ôtô máy kéo.Như vậy, hệ thống sản xuất linh hoạt nói chung gồm có phần sau: - Thiết bị xử lý trung tâm gia công, trạm lắp ráp, robot - Thiết bị vận chuyển nguyên vật liệu ví dụ robot, băng truyền,… - Một hệ thống truyền thông - Một hệ thống điều khiển máy tínhTrong sản xuất linh hoạt, máy gia công tự động tiện, phay, khoan,…và hệ thống vận chuyển nguyên liệu tự động giao tiếp với thơng qua mạng máy tính Hệ thống ROBOT công nghiệp (robot hàn) MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 Robot cơng nghiệp hiểu thiết bị tự động linh hoạt, bắt chước chức lao động công nghiệp người Nói đến thiết bị tự động linh hoạt nhấn mạnh đến khả thao tác với nhiều bậc tự do, điều khiển lập trình thay đổi Cịn nói đến bắt chước chức lao động công nghiệp người nói đến khơng hạn chế chức lao động chân tay đơn giản đến trí khơn nhân tạo, tùy vào công việc lao động cần đến chức hay khơng Với đặc điểm lập trình lại được, robot công nghiệp thiết bị tự động hóa ngày trở thành phận khơng thể thiếu tế bào sản xuất linh hoạt Ngày nay, robot công nghiệp phát triển phong phú đa dạng, phân loại chúng khơng đơn giản Có nhiều quan điểm khác quan điểm lại phục vụ mục đích riêng Dưới hai cách phân loại chính: a Theo chủng loại, mức độ điều khiển nhận biết thông tin tay máy – người máy sản xuất giới phân loại thành hệ sau: Thế hệ 1: Thế hệ có kiểu điều khiển theo chu kì dạng chương trình cứng khơng có khả nhận biết thơng tin Thế hệ 2: Thế hệ có kiểu điều kiển theo chu kì dạng chương trình mềm, bước đầu có khả nhận biết thơng tin Thế hệ 3: Thế hệ có kiểu điều khiển dạng tinh khơn, có khả nhận biết thơng tin bước đầu có số chức lý trí giống người b Theo cấu trúc sơ đồ động: Thông thường cấu trúc chấp hành tay máy cơng nghiệp mơ hình hóa dạng chuỗi động với khâu khớp nguyên lý máy với giả thuyết sau: – Chỉ dùng khớp động loại khớp quay, khớp tịnh tiến khớp vít – Trục quay khớp tịnh tiến khớp song song vng góc với MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 – Chuỗi động chuỗi động hở đơn giản: Ta ví dụ chuỗi động tay máy cơng 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 đánh số – giá cố định, tiếp đến khâu 1,2,…,n – khâu động khâu tổng quát kí hiệu khâu i (i = 1,2,3, …,n), khâu n cuối mang bàn kẹp tay máy Tương tự tay người để bàn kẹp gồm có loại chuyển động, tương ứng với chuyển động dạng cấu trúc máy sau – Cấu trúc chuyển động toàn (chân người): cấu trúc thực chuyển động đem tồn tay máy (tay người) đến vị trí làm việc Cấu trúc đa dạng thông thường tay máy hoạt động hệ thống mà chuyển động cần có dự kiểm soát Người ta thường coi tay máy đứng yên, khâu gọi giá cố định tay máy - Cấu trúc xác định bàn kẹp gồm khớp A,B F; khâu 1,2 3, chuyển động có cấu trúc đem theo bàn kẹp tới vị trí làm việc Do giả thiết loại khớp động dùng chế tạo thơng thường ta có phối hợp sau khớp từ tạo nên cấu trúc xác định vị trí bàn kẹp khơng gian vị trí khác bàn kẹp Phối hợp TTT nghĩa khớp khớp tịnh tiến khớp quay Đây cấu trúc hoạt động hệ tọa độ Đề Các so với tọa độ So điểm M nằm khâu khớp khớp tịnh tiến chuyển động quay Phối hợp TRT,RTT hay TTR nghĩa khớp tịnh tiến, hai khới quay (cấu trúc 2,3 4) Đây cấu trúc hoạt động hệ tọa độ trụ so với điểm M khâu xác định bới chuyển động tịnh tiến chuyển động quay Phối hợp RTR,RRT,TRR nghĩa khớp tịnh tiến khớp quay (các cấu trúc 5,6,7,8,9,10) Đây cấu trúc hoạt động hệ tọa độ cầu so vows hệ So, điểm M khâu xác định chuyển động tịnh tiến chuyển động quay Phối hợp RRR tức khớp quay( cấu trúc 11,12) Đây cấu trúc hoạt động hệ tọa độ góc so với hệ So, điểm M khâu xác định chuyển động quay( tức tọa độ góc), cấu trúc gọi cấu trúc phòng sinh học MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 Tuy nhiên thực tế, tay máy chuyên dùng ta chun mơn hóa đặc biệt đảm bảo giá thành giá đầu tư vào tay máy thấp, người ta không thiết lúc phải chết tạo tay máy có đủ số khớp động cho cấu trúc xác định vị trí Đối với tay máy cơng 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 người làm xuất ngành khoa học ngành Robot học( Robotics) Trên giới nhiều nơi xuất viện nghiên cứu riêng Robot II CÁC ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG A Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Cấu tạo a Trạm cấp phôi Kết cấu thiết bị trạm cấp phôi gồm: - Băng tải: di chuyển phôi vào/ra khỏi cấu cấp phôi - Cơ cấu cấp phôi: cấp phôi - Phôi với loại khác - Xi lanh khí nén: kẹp, đẩy xilanh - Cụm van điện tử: điều khiển đóng/ mở xi lanh khí - Bộ nguồn: cấp điện cho hệ thống - Bộ điều khiển lập trình PLC: điều khiển tồn nén q trình - Modun mở rộng - Modun truyền thông MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 - Cảm biến quang khuếch tán: phát phôi cuối hành trình - Mạch điện tử: phận đầu vào/ra PLC điều khiển tốc độc động tải - Nút ấn, khóa điện, chuyển mạch: đóng ngắt, điều khiển hệ thống b Trạm gia công phân loại Kết cấu trạm gia công phân loại gồm: - Bàn xoay phân loại vị trí: vận chuyển phôi - Băng truyền: vận chuyển phôi - Bộ nguồn: cung cấp điện cho hệ thống - Bộ điều khiển lập trình PLC: điểu khiển tồn chương trình - Modun mở rộng - Modun truyền thơng - Mạch điện tử: truyền tải thơng tin tín hiệu - Cảm biến tiệm cận: nhận dạng phôi - Cảm biến màu: nhận dạng phôi - Cảm biến quang: nhận dạng phôi - Cơ cấu khoan gia công phôi: gia công phơi - Xilanh khí nén, kẹp phơi: phân chia phơi - Cụm van điện: điều khiển hệ thống - Nút ấn, khóa điện, chuyển mạch, đèn bào: đóng ngắt điện hệ thống, đèn báo trạng thái hoạt động - Tay gắp khí nén: kẹp phơi c Trạm điều khiến giám sát trung tâm MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 Trạm điều khiển giám sát trung tâm gồm: - Bộ nguồn - Bộ điều khiển lập trình PLC - Màn hình giao tiếp - Nút ấn, khóa điện, chuyển mạch, đèn báo  Còn riêng với Hệ thống module mơ q trình sản xuất (MPS) cấu tạo gồm:  Trạm điều khiển giám sát trung tâm Nhiệm vụ : Giám sát hiển thị hoạt động hệ thống MPS Bộ PLC S7200 nhận tín hiệu từ cảm biển xử lý  Trạm cấp phôi vật gia công Nhiệm vụ: Cấp phôi ,cấp chi tiết phôi cho hệ thống  Trạm kiểm tra phơi Nhiệm vụ: Kiểm tra kích thước chi tiết phôi v v  Trạm xử lý gia công: Nhiệm vụ: Gia công,khoan,mô phôi khoan lỗ  Cánh tay khí nén Nhiệm vụ: Ghắp sản phẩm trước sau gia công mâm xoay đưa vào băng tải  Trạm lắp ráp sản phẩm  Trạm lưu kho sản phẩm Nhiệm vụ: Cất sản phẩm vào kệ kho Về nguyên lý hoạt động tương đối giống với FMS nên em khơng nói thêm Nguyên lý hoạt động hệ thống 10 MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 Khi hệ thống khởi động băng tải hoạt động Pittong đàu tiên hoạt động đẩy vật gia công vào băng tải , băng tải đưa vật gia công vào vành quay đê gia công Trên đường di chuyển băng tải có sensor màu , sensor gửi tính chất vật liệu gia cơng xử lí trung tâm Sau xử lí trung tâm đưa lệnh để điều khiển bàn xoay tới vị trí máy gia cơng cần thiệt cho vật gia công đo, qua lệnh CPU máy công cụ gia công theo tính chất vật gia cơng Sau gia cơng, bàn xoay đưa vật gia cơng đến vị trí robot robot gắp vật gia công rôinhả vào băng truyền Trên băng truyền có sensor sensor có pittong đẩy vật gia cơng xuốn buồng chứa sản phẩm Khi vật gia công qua sensor thứu sensor màu, hệ băng truyền dừng lại, sensor tiến hành kiểm tra tính chất vật liệu gia công gửi CPU, CPU xử lí tín hiệu vật gia cơng đưa tính chất vật gia cơng Sau vật gia cơng khơng thỏa mãn tính chất CPU lệnh cho pittong đẩy vật gia công xuống buồng sản phẩm, khơng hệ thống băng truyền tiếp tục hoạt động đến sensor sau Sau trình hệ thống gia cơng sản phẩm tiến hành phân loại theo tính chấtPhạm vi ứng dụng hệ thống B Hệ thống ROBOT công nghiệp (robot hàn) Cấu tạo Robot hàn OTC Daihen AII-V6 Hệ thống gồm phần : a.Cánh tay robot (Manipulator) Cơ cấu khí ROBOT gồm khâu động , khớp tạo cấu gồm bậc tự Ở khớp động servo với kích thước cơng xuất khác b Bộ điều khiển AX21 ( Controller AX21) Bộ điều khiển gồm CPU AX21 với cổng hộp điều khiển bang tay( Teach pendant) hộp thuật toán ( Operation Box) c.Thiết bị hàn hồ quang 11 MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 Thiết bị hàn bao gồm : súng hàn gắn vào khâu cuối cánh tay robot, phận điều khiển khí hàn, nguồn hàn DTC-DM350, bình khí hàn hệ thống dây hàn Nguyên lý hoạt động hệ thống Đầu tiên, hệ thống nhận lệnh điều khiển tự hộp điều khiển tay hộp thuật toán, cpu nhận lệnh xử lí Sau đưa lệnh điều khiển động servo hệ thống hàn để có đường hàn theo ý muốn, động servo điều khiển góc quay xác, kết hợp đồng thời động tạo cho quỹ đạo chuyển động đầu súng hàn theo ý muốn Phạm vi ứng dụng hệ thống Ngày robot công nghiệp ứng dụng rộng rãi, đặc biệt công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng Theo thống kê cho thấy, robot công nghiệp chủ yếu robot hàn robot lắp ráp, robot hàn chiếm 25%, robot lắp ráp chiếm 33% robot giới Hệ thống robot hàn OTC Daihen AII-V6 ứng dụng hàn TIG/MIG/MAG/CO2 ứng dụng cắt Plasma, hệ thống ứng dụng để nâng đồ vật OTC Daihen AII-V6 trang bị cho dây chuyền sản xuất oto xe máy sản phẩm khí, tự động Với đặc thù công nghiệp hàn nguy hiểm, độc hại địi hỏi độ xác cao nên robot hàn giải pháp thay cần thiết cho việc hàn thủ công - Một lĩnh vực hay ứng dụng robot kỹ nghệ đúc Thường phân xưởng đúc công việc đa dạng, điều kiện làm việc nóng nực, bụi bặm, mặt hàng thay đổi thường xuyên chất lượng vật đúc phụ thuộc nhiều vào quy trình thao tác Việc tự động hóa tồn phần phần trình đúc dây truyền tự đồng thường với máy tự động chuyên dùng đòi hỏi phải có thiết bị phức tạp, đầu tư lớn Ngày nay, nhiều nước giới, robot dùng rộng rãi để tự động hóa cơng nghệ đúc, chủ yếu để phục vụ máy đúc áp lực Robot làm nhiều việc rót kim loại nóng chảy vào khn, cắt mép thừa, làm vật đúc làm tăng độ bền cách phun cắt… Dùng robot phục vụ máy đúc áp lực có ưu điểm: đảm bảo ổn định chế độ làm việc, chuẩn hóa thời gian thao tác, nhiệt độ điều kiện tháo vật đúc khỏi khuôn ép…bởi chất lượng vật đúc tăng lên - Trong ngành gia công áp lực điều kiện làm việc nặng nề, dễ gây mệt mới; phân xưởng rèn dập nên địi hỏi sớm áp dụng robot cơng nghiệp Trong phân xưởng rèn, robot thực cơng việc: đưa phơi thừa vào lị nung, lấy 12 MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 phôi nung khỏi lị, mang đến máy rèn, chuyển lại phơi sau rèn xếp lại vật rèn vào giá thùng… Sử dụng loại robot đơn giản đưa xuất lao động tăng 1,5 – lần hoàn toàn giảm nhẹ lao động công nhân So với phương tiện giới tự động khác phục vụ máy rèn dùng robot có ưu điểm nhanh lơn, xác động - Các trình hàn nhiệt luyện thường bao gồm nhiều công việc nặng nhọc, độc hại nhiệt độ cao Do nhah chóng ứng dụng robot cơng nghiệp Khi sử dụng robot việc hàn, đặc biệt hàn hồ quang với mối hàn chạy theo đường cong không gian cần phải đảm bảo cho điều phương hướng khoản cách điện cực so với mặt phẳng mối hàn Nhiệm vụ xe m xét tổng hợp chuyển động bàn kẹp xây dựng hệ thống điều khiển có liên hệ phản hồi Kinh nghiệp cho thấy thực tốt công việc thông số chuyển động đầu điện cực chế độ hàn điều khiển chương trình thống nhất, đồng thời trang bị phận cảm biến, kiểm tra điều chỉnh Ngồi robot hàn cịn phát huy tác dụng lớn hàn môi trường đặc biệt - Robot ứng dụng rộng rãi gia công lắp ráp Thông thường, người ta sử dụng robot chủ yếu vào công việc tháo lắp phôi sản phẩm cho máy gia công bánh răng, máy khoan, máy tiện bán tự động… Trong ngành chế tạo máy dụng cụ đo chi phí lắp ráp thường chiếu 40% giá trị sản phẩm Trong mức độ khí hóa lắp giáp không 10-15% sản phẩm hàng loạt 40% sản xuất hàng loạt lớn Bởi vậy, việc tạo sử dụng robot lắp giáp có ý nghĩa quan trọng Phân tích q trình lắp ráp thấy người gá, đặt chi tiết để lắp chúng với làm nhanh thiết bị tự động Nhưng thực động tác khác trình ghép chặt chậm Bởi yếu tố thời gian độ xác định vị vấn đề quan tâm thiết kế loại robot lắp ráp nâng tao tính linh hoạt để đáp ứng nhiều loại công việc, hạ giá thành đểu thích hợp với việc sản xuất loạt nhỏ Ngày nay, xuất nhiều loại dây chuyền tự động gồm máy vạn với robot công nghiệp Các dây truyền đạt mức độ tự động vao, tự động hồn tồn, khơng có người trực tiếp tham gia, linh hoạt khơng địi hỏi đầu tư lớn Ở nhà máy robot dây truyền điều khiển hệ thống chương trình 13 MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 Trong dây truyền tự động có máy điều khiển theo chương trình robot đứng chỗ điều chỉnh đường ray theo di động Kỹ thuật robot có ưu điểm quan trọng, tạo nên khả linh hoạt hóa sản xuất Việc sử dụng tính điện tử, robot máy điều khiển theo chương trình cho phép tìm phương pháp mẻ để tạo nên dây truyền tự động cho sản xuất hàng loạt với nhiều mẫu mã, sản phẩm Dây truyền tự động “cứng” gồm nhiều thiết bị tự động chuyên dùng đỏi hỏi vốn đầu tư lớn, nhiều thời gian để thiết kế chế tạo lúc quy trình cơng việc ln ln cải tiến, nhu cầu chất lượng quy trình sản phẩm ln ln thay đổi Bởi nhu cầu “mềm” hóa linh hoạt hóa dây truyền sản xuất ngày tăng Kĩ thuật cơng nghiệp máy tính đóng vai trò quan trọng việc tạo dây truyền tự động linh hoạt Tỷ lệ phân bố loại công việc sử dụng robot Đúc áp lực 18.3% Hàn điểm 14.7% Hàn hồ quang 12.3% Cấp, phơi 9.6% Lắp ráp 9.5% Nghiên cứ, đào tạo 5.7% Phun phủ bề mặt 5.7% Nâng, chuyển, xếp 3.9% Các việc khác 30.3% Sự phân bố loại robot theo phương pháp điều khiển Tay máy điều khiển tay 4% Robot máy điều khiển theo chu kì cứng 59% Robot điều khiểu theo chu kì thay đổi theo 11% chương trình Robot điều khiển dùng chương trình dạy học 18% Robot điều khiển theo chương trình số 5% Robot điều khiển có sử lý tinh khơn 3% 14 MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 Nguồn : http://www.otc-daihen.de III PHÂN TÍCH CÁC TÍNH NĂNG VÀ THÀNH PHẦN HỢP THÀNH CƠ BẢN CỦA HỆ THÔNG Hệ thống sản suất linh hoạt FMS a Hệ thống khí Hệ thống khí bao gồm hệ thống băng tải, cấu gắp robot, cấu chuyển động máy công cụ, hệ thống quay vành xoay vật gia công Hệ thống băng tải dẫn động động Cơ cấu robot gồm cánh tay gắp cấu di chuyển ngang cấu di chuyển đứng Toàn hệ thống dẫn động pittong ( pittong khí ) Hệ thống xoay gắn với động servo nên điu chỉnh góc quay cách xác b Hệ thống thủy lực, khí nén Hệ thống khí nén cung cấp nguồn khí máy bớm lốp xe máy toàn dẫn qua máy đo áp suất Pittong khí nén có đầu dẫn khí nối van điện khí, van điện khí điều khiển pittong đẩy hay kéo Tồn hệ thống khí dẫn dây dẫn khí c Hệ thống điện – điện tử c.1.Hệ thống van điện khí : Van sử dụng hệ thống đóng mở khí nén ngun lí từ trường Khi có điện vào hệ thống điện từ chuyển thành tác dụng lực từ Lực từ làm chuyển động van van mở đóng tùy theo cách bố trí hệ thống c.2.Động servo điều khiển bàn xoay băng truyền có ngun lý cấu tạo trình bày hệ thống robot 15 MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 c.3.Hệ thống CPU sử dụng điều khiển PLC logic : hệ thống gồm bảng mạch điẹn tử : mạch xử lí tín hiệu sensor, mạch tạo xung, mạch cơng suất… tồn mạch xử lí vi xử lí PIC d Hệ thống thơng tin giám sát d.1 Hệ thống bình đo khí áp: cho biết áp xuất ống dẫn khí d.2 Hệ thống sensor: gồm sensor , sensor màu, sensor từ , sensor quang Các sensor hoạt động theo hiệu ứng vật lý Các tín hiệu hình ảnh , màu sắc , ánh sáng , từ…được tính chuyển thành tín hiệu điện, tín hiệu điện nối với mạch xử lí loại bỏ nhiễu sau trả sử lí trung tâm tí hiệu phù hợp cho cơng tác xử lí đưa lệnh điều khiển cấu chấp hành khác e Hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển bao gồm hiệu thống điều khiển tay thiết kế dạng nút tròn điều khiển hệ thống đièu khiển máy tính kết nối vào xử lí CPU trung tâm Ngơn ngữ lập trình điều khiển hợp ngữ Assembly, ngôn ngữ C, C+ +, ngơn ngữ lệnh, chương trình Tùy thuộc vào cấu trúc phức tạp hệ thống mà ta chọn ngơn ngữ phù hơp Nhưng thường sử dụng ngôn ngữ lệnh điều khiển trực tiếp máy tính Hệ thống ROBOT cơng nghiệp (robot hàn) Mơ hình robot hàn bậc tự Hình chiếu robot 16 MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 Qua hình ta thấy giới hạn điểm hàn mặt phẳng nằm ngang đường cong P-point Working Range Trong bán kính đường trịn lớp 1402 mm, đường trịn nhỏ 399mm góc quay giới hạn -170 : +170 Hình chiếu đứng a Hệ thống khí Cũng tương tự chiếu ta có giới hạn điểm hàn mặt phẳng đứng đường cong P-point Working Range hình vẽ b Hệ thống điện – điện tử Hệ thống điện – điện tử bao gồm hệ xử lý CPU AX21, hộp điều khiển tay, nạp chương trình , động servo tạo chuyển động cho cấu, điều khiển nguồn hàn DTC-DM350 , hệ thống điều khiển súng hàn khí hàn với dây nối b.1 Động servo Động servo thiết bị điều khiển chu trình kín Từ tín hiệu hồi tiếp vận tốc, vị trí , hệ thống điều khiển số điều khiển hoạt động động sẻvo Với lý nêu nên sensor đo vị trí tốc độ phận cần thiết phải tích hợp cho động ser vo Sensor động thường dùng sensor encoder sử dụng led phát tín hiệu thiết bị thu để đếm góc quay động Cấu tạo động cơ sau : 17 MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 b.2 Hệ thông điều khiển súng hàn khí hàn Hệ thống có tác dụng nhận lệnh từ CPU thưucj thi lệnh điều khiển súng hàn lượng khí cung cấp cho súng hàn trình làm việc tự động robot b.3 Hệ điều khiển nguồn hàn DTC-DM350 Bộ điều khiển nhận lệnh điều khiển từ CPU thực thư lệnh , điều khiển có tác dụng điều khiển công suất máy hàn b.4 Hệ thống CPU AX21, điều khiển tay nạp chương trình CPU nơi quan trọng hệ thống điện- điện tử, nơi trung tâm xử lí hoạt động hệ thống CPU AX21 gồm phần trung tâm PLC tích hợp chip vi điều khiển PIC Ngồi cịn có mạnh điện tử như: mạch công suất , mạch tạo xung cho điều khiển động cơ, mạch biến tần , mạch xử lí tín hiệu vào từ điều khiển tay nạp chương trình c Hệ thống điều khiển Hệ thống bao gồm CPU điều khiển , tay máy điều khiển lệnh thuật toán điều khiển d Hệ thống giám sát Hệ thống bao gồm sensor cảm biến định vị trang bị động servo để định vị trí góc quay động qua đưa tín hiệu xử lí động IV.CÁC BƯỚC VẬN HÀNH HỆ THỐNG Hệ thống sản suất linh hoạt FMS Thiết lập hệ thống FMS việc xác định họ chi tiết chế tạo FMS Kết cơng việc này( nhận nhờ máy tính) dùng để xác định thiết bị công nghệ FMS( tế bào gia công tự động hay modun sản xuất linh hoạt), loại kho chứa, cấu vận chuyển … 18 MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 Tiếp theo thiết lập cấu chức năng, cấu trúc công nghệ cấu trúc thông tin FMS, đồng thời thiết lập mạng máy tính nội Sau giai đoạn giải vấn đề thuật tốn lập trình có tính đến tác động qua lại hệ thống điều khiển FMS với hệ thông tự động khác hệ thống tích hợp tồn phần Song song với hệ thống cần thiết lập hệ thống cung cấp điện, nước, khí nén, thơng tin … Vấn đền tiêu chuẩn FMS phải ý từ đầu phải dược đặt sở sử dụng rộng rãi ngun tắc modun Ví dụ: chọn mẫu tiêu chuẩn kho chứa tự động, mẫu cấu vận chuyển tự động, thiết bị công nghệ tiêu chuẩn robot… Bước 1: cho phôi chỗ cấy phôi Bước 2: chọn chương trình hệ thống gia cơng lập trình sẵn Bước 3: khởi động hệ thống cho hệ thống chạy nhận sản phẩm gia công phân loại Bước 4: kiểm tra hệ thống hoạt động, kiểm tra sản phẩm có bị lỗi hay khơng, gặp lỗi phải tiến hành tắt hệ thống kiểm tra , kịp thời sửa chữa Hệ thống module mô trình sản xuất (MPS) (đại học BKHN) Hệ thống ROBOT công nghiệp (robot hàn) a Chuyển động robot hàn Robot có chế độ chuyển động chuyển động theo tọa độ cực chuyển động theo tọa độ Đề-các Điều chỉnh theo hệ tọa độ cực điều chỉnh góc quay trục động Điều chỉnh theo tọa độ Đề-các điều chỉnh mỏ hàn theo hướng trục : x,y,z Điều chỉnh theo tọa độ Đề-các tổ hợp điều khiển tọa độ cực cách thống b Chế độ làm việc robot b.1 Màn hình điều khiển Teach Pendant robot Teach pendant gồm phần phím hình hiển thị Xung quanh hình phím chức từ f1-f12, phí nút điều khiển chọn chế độ chuyển động phím nhập liệu Màn hình hiển thị gồm có : bên rìa hệ thống hiến thị lệnh chức từ f1-f12 Trên 19 MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 hình thơng số mỏ hàn theo thứ tự bao gồm tốc độ mỏ hàn, chế độ chuyển động tự mỏ hàn , độ xác mỏ hàn cuối hiển thị thứ tự tay máy Phần trung tâm hình dãy lệnh máy hàn thự robot b.2 Điều khiển câu lệnh Các câu lệnh hàn : đóng / mở nguồn hàn, đẩy khí hàn, bật/tắt quang điện Các câu lệnh di chuyển đường hàn : máy hàn thực di chuyển mỏ hàn theo đường thẳng đường tròn Muốn mỏ hàn di chuyển theo đường cong phải chia nhỏ đường cong thành đường trịn thẳng thực lệnh di chuyển thẳng , tròn nhỏ kết hợp lại, tồn di chuyển viết thành chương trình nhiệm vụ lưu nhớ b.3 Chế độ làm việc máy hàn Bao gồm chế độ điều khiển tay qua phím TEACH PENDANT , chế độ điều khiển qua lệnh đơn giản có phím chức f1-f12 cuối điều khiển cách tự động qua chương trình lập trình sẵn b.4 Các bước vận hành máy Bước 1: lắp chi tiết cần hàn vào vị trí hàn Bước 2: mở robot hàn , mở nguồn hàn Bước 3: chọn chế độ hàn gồm chế độ hàn điều khiển hay chế độ hàn chương trình tự động Bước 4: để máy chạy theo chương trình điều khiển lệnh hàn tay V KẾT LUẬN Cơ điện tử kết hợp phức hợp ngành khí, điện- điện tử, tin học Tuy nét chung thừa nhận chất điện tử “liên kết cộng nhiều lĩnh vực để tạo sản phẩm có tính vượt trội” Sự liên kết cộng mang lại nhiều hội khơng thách thức cho phát triển điện tử 20 MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 Cùng với phát triển công nghệ máy móc đại, robot khơng ngừng phát triển số lượng khả chúng Robot ngày thông minh, đảm nhận thay công việc mà nguời thực vào vùng phóng xạ, giải cứu nguời hoả hoạn Thế hệ tương lai tới đón nhận robot vào cơng việc gia đình trông nhà, dọn dẹp nhà cửa, theo dõi sức khoẻ Mỗi robot có phận xử lý trung tâm (não bộ) (ngày cịn tích hợp thêm trí thông minh nhân tạo), cấu tác động (tay để cầm nắm, bánh xe di chuyển ), phận cảm nhận (cảm biến) ghi nhận kích thích để gửi phận xử lý trung tâm Robot sản phẩm ngành CƠ ĐIỆN TỬ Thơng qua buổi kiến tập “ TÌM HIỂU HỆ THỐNG ROBOT CÔNG NGHIỆP (Robot hàn OTC AII-V6) HỆ THỐNG MODULE MƠ PHỎNG Q TRÌNH SẢN XUẤT(MPS)” q trình tìm hiểu, nghiên cứu em hiểu phần ngành điện tử sản phẩm ngành điện tử; biết phân tích hệ thống điện tử cụ thể hệ thống robot hàn công nghiệp hệ thống sản xuất linh hoạt Biết cấu tạo hoạt động thiết bị điện tử Giúp em nắm bắt điểm mấu chốt quan trọng thiết kế vận hành hệ thống điện tử Giúp em tự tin trình học tập, làm việc tìm hiểu ngành điện tử sau Đồng thời, em nhận thấy ngành điện tử ngành có ứng dụng cao hầu hết lĩnh vực đời sống khoa học quân ngành có triển vọng tương lai.Và em hiểu đào tạo nhân lực cho điện tử hướng đắn với Việt nam thành thấy rõ từ cường quốc mạnh Hoa Kỳ ,Nhật Bản ,Đức ,Hàn Quốc hay Trung Quốc Chúng ta cần phải có chiến lược dài hạn phát triển kinh tế nước ta chậm,nước ta nước phát triển mức thấp giới Là sinh viên học Cơ điện tử đặc biệt học môi trường đào tạo chuyên nghiệp ĐH Bách Khoa Hà nội em biết trọng trách lớn khơng gia đình,nhà trường mà với xã hôi em tự hào sinh viên Cơ điện tử Do thời gian có hạn nên báo cáo em ngắn gọn đến có lẽ cịn nhiều vấn đề sai sót cịn nhiều kiến thức hệ thống em chưa nắm rõ Kính mong thầy hướng dẫn góp ý thêm để em hồn thành tốt báo cáo hiểu rõ thêm hệ thống điện tử Em xin chân thành cảm ơn! 21 MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 MỤC LỤC Danh mục I GIỚI THIỆU HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ  Tổng quan điện tử Trang 3 Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Hệ thống ROBOT công nghiệp (robot hàn) a Theo chủng loại, mức độ điều khiển nhận biết thông tin tay máy – người máy sản xuất b Theo cấu trúc sơ đồ động II CÁC ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG A Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Cấu tạo a Trạm cấp phôi b Trạm gia công phân loại c Trạm điều khiến giám sát trung tâm  Còn riêng với Hệ thống module mơ q trình sản xuất (MPS) Nguyên lý hoạt động hệ thống B Hệ thống ROBOT công nghiệp (robot hàn) 10 10 11 22 MECHATRONICS BÁO CÁO KIẾN TẬP NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN THUẬN LỚP KT CĐT 2-K56 Cấu tạo 11 a Cánh tay robot (Manipulator) 11 b Bộ điều khiển AX21 ( Controller AX21) 11 c Thiết bị hàn hồ quang 11 Nguyên lý hoạt động hệ thống 12 Phạm vi ứng dụng hệ thống 12 III PHÂN TÍCH CÁC TÍNH NĂNG VÀ THÀNH PHẦN HỢP THÀNH CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG 15 Hệ thống sản suất linh hoạt FMS 15 a Hệ thống khí 15 b Hệ thống thủy lực, khí nén 15 c Hệ thống điện – điện tử 15 d Hệ thống thông tin giám sát 16 e Hệ thống điều khiển 16 Hệ thống ROBOT công nghiệp (robot hàn) 16 a Hệ thống khí 17 b Hệ thống điện – điện tử 17 c Hệ thống điều khiển 18 d Hệ thống giám sát 18 IV.CÁC BƯỚC VẬN HÀNH HỆ THỐNG 18 Hệ thống sản suất linh hoạt FMS 18 Hệ thống ROBOT công nghiệp (robot hàn) 20 a Chuyển động robot hàn 20 b Chế độ làm việc robot 20 V.KẾT LUẬN 21 23 MECHATRONICS