I. TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước vấn đề tự động hóa có vai trò đặc biệt quan trọng. Nhằm nâng cao năng suất dây chuyền công nghệ, nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm, cải thiện điều kiện lao động, nâng cao năng suất lao động…vấn đề được đặt ra là hệ thống sản xuất phải có tính linh hoạt cao. Robot công nghiệp, đặc biệt là những tay máy robot là bô phận quan trọng để tạo ra những hệ thống đó. 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. Do đó, robot công nghiệp có thể được hiểu là những thiết bị tự động linh hoạt, thực hiện các chức năng lao động công nghiệp của con người dưới một hệ thống điều khiển theo những chương trình đã được lập trình sẵn. 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. Vì vậy, robot công nghiệp trở thành phương tiện hữu hiệu để tự động hóa, nâng cao năng suất lao động và giảm nhẹ cho con người những công việc nặng nhọc, độc hại dưới sự giám sát của con người. Robot Harmo là một trong số đó. Với đặc điểm lập trình chạy tự động nhờ sử dụng điều khiển logic PLC. Nó có thể giúp ta trong rất nhiều các công việc khác nhau trong công việc như: xếp hàng, vận chuyển hàng, … một cách linh hoạt, tự động và chính xác. Nội dung môn học” Lập trình robot công nghiệp” sẽ giúp chúng ra hiểu và biết cách lập trình điều khiển robot Harmo. II. TÌM HIỂU VỀ ROBOT HARMO 1. Giới thiệu ROBOT Harmo Harmo có nhãn hiệu UE700SW2R, đây là robot có 4 bậc tự do (3 tịnh tiến theo các trục tọa độ X,Y,Z và một chuyển động quay quanh trục X). 1.2. Khâu chấp hành A. Truyền dẫn cơ khí trong ROBOT Harmo Trong robot Harmo sử dụng các loại truyền dẫn cơ khí phổ biến như: Cơ cấu đặt cữ dùng bộ truyền vít me đai ốc bi. Truyền động đai răng giữa puly động cơ và đai ốc. Cơ cấu bánh răng thanh răng. B. Dẫn động trong ROBOT Harmo Chuyển động chính dọc trục X sử dụng động cơ điện xoay chiều không đồng bộ ba pha.
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ Bộ môn Máy & Ma Sát Học - - BÁO CÁO MÔN HỌC ROBOT CÔNG NGHIỆP Bài tập lớn: Tìm hiểu lập trình điều khiển cho robot Harmo PLC Omron CX – ONE Giảng viên hướng dẫn : TS Trần Thị Thanh Hải Hà Nội 24/05/2021 I TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP Trong nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước vấn đề tự động hóa có vai trị đặc biệt quan trọng Nhằm nâng cao suất dây chuyền công nghệ, nâng cao chất lượng khả cạnh tranh sản phẩm, cải thiện điều kiện lao động, nâng cao suất lao động…vấn đề đặt hệ thống sản xuất phải có tính linh hoạt cao Robot công nghiệp, đặc biệt tay máy robot bô phận quan trọng để tạo hệ thống Robot cơng 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 cơng nghệ khác Do đó, robot cơng nghiệp hiểu thiết bị tự động linh hoạt, thực chức lao động công nghiệp người hệ thống điều khiển theo chương trình lập trình sẵn 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 Vì vậy, robot công nghiệp trở thành phương tiện hữu hiệu để tự động hóa, nâng cao suất lao động giảm nhẹ cho người công việc nặng nhọc, độc hại giám sát người Robot Harmo số Với đặc điểm lập trình chạy tự động nhờ sử dụng điều khiển logic PLC Nó giúp ta nhiều cơng việc khác công việc như: xếp hàng, vận chuyển hàng, … cách linh hoạt, tự động xác Nội dung mơn học” Lập trình robot cơng nghiệp” giúp chúng hiểu biết cách lập trình điều khiển robot Harmo II TÌM HIỂU VỀ ROBOT HARMO Giới thiệu ROBOT Harmo Harmo có nhãn hiệu UE700SW-2R, robot có bậc tự (3 tịnh tiến theo trục tọa độ X,Y,Z chuyển động quay quanh trục X) Hình 1.1 Mơ hình robot 3D harmo Robot có bậc tự do: - Tịnh tiến theo phương X - Tịnh tiến theo phương Y - Tịnh tiến theo phương Z - Quay 90 theo phương X 1.1 Cấu trúc nguyên lý hoạt động A Khâu đế Là khâu cố định với mặt phẳng để đảm bảo độ xác chuyển động Đảm bảo robot chuyển động không rung động, không gây đổ vỡ Với chiều cao khâu 2500mm Hình 1.3 khâu đế robot Harmo B Khâu (Tịnh tiến theo trục X) - Kết cấu: Thân làm chất liệu cứng vững phù hợp với kết cấu robot Cơ cấu truyền động dẫn hướng: sử dụng truyền bánh rang biến chuyển động quay động thành chuyển động tịnh tiến trục X dẫn hướng đôi én ma sắt lăn để đảm bảo sai số phù hợp trình dịch chuyển Nguồn dẫn động động điện xoay chiều pha, Hệ thống đo lường dịch chuyển phản hồi: Sử dụng encoder, hai vị trí giới hạn hành trình dịch chuyển xác định thơng qua cảm biến vị trí lắp đầu cuối hành trình - Kích thước: Chiều dài thơng dụng: 1850mm Giới hạn dịch chuyển:1600mm Hình 1.4 kết cấu trục X cảu robot Harmo C Khâu (Tịnh tiến theo trục Y) - Kết cấu: Nguồn dẫn động: piston xylanh khí nén Cơ cấu truyền động dẫn hướng: sử dụng vitme đai ốc dẫn hướng đuôi én ma sát lăn Hệ thống đo lường dịch chuyển phản hồi: sử dụng encoder gắn tren đầu động khớp nối phản hồi góc quay cảu vitme - Kích thước Chiều dài phưng Y: 1200mm Giới hạn chuyển động trục Y: 500mm Hình 1.5 kết cấu trục Y robot harmo D Khâu (Tịnh tiến theo trục Z) - Kết cấu: Nguồn động lực: pittong xilanh khí nén Cơ cấu truyền động dẫn hướng: Xử dụng truyền puli đai rang, Cơ cấu truyền dẫn cho phần điều chỉnh cữ vít me đai truyền đai truyền chuyển động từ động tới đai ốcvà dẫn hướng đuôi én - Kích thước: Chiều dài phương Z: 1050mm Giới hạn chuyển động trục Z: 600mm Hình 1.6 Khâu tịnh tiến theo trục Z E Khâu (Tay kẹp khâu chuyển động cuối) - Kết cấu Tấm để nghiên cứu - Kích thước Tấm để nghiên cứu Chiều dài kẹp: 40mm Góc quay 90o Điều khiển chuyển động thông qua hệ thống xylanh, khí nén Hình 1.7 Kết cấu cổ tay robot 1.2 Khâu chấp hành A Truyền dẫn khí ROBOT Harmo Trong robot Harmo sử dụng loại truyền dẫn khí phổ biến như: - Cơ cấu đặt cữ dùng truyền vít me đai ốc bi - Truyền động đai puly động đai ốc - Cơ cấu bánh B Dẫn động ROBOT Harmo - Chuyển động dọc trục X sử dụng động điện xoay chiều không đồng ba pha - Sử dụng động điện chiều điều chỉnh cữ cho bậc tự điều khiển khí nén - Các cảm biến sử dụng robot Harmo cảm biến điện từ - Dùng Encoder để đo lường dịch chuyển thẳng góc đồng thời chuyển đổi vị trí góc vị trí thẳng thành tín hiệu nhị phân nhờ tín hiệu xác định vị trí trục bàn máy Động học ROBOT Harmo A Mơ hình ROBOT 3D Hình 2.1: Mơ hình robot 3D B Mơ hình động học ROBOT Harmo Hình 2.2: Mơ hình động học robot C Bảng thơng số D – H: Bảng D-H: Joint d a /2 d1 /2 /2 d2 /2 /2 d3 /2 4 a4 Hệ thống khí nén Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống khí nén Chú thích phần tử: Van đảo chiều cửa, vị trí, đầu điều khiển điện từ, đầu điều khiển lò xo Van đảo chiều của, vị trí, đầu điều khiển điện từ, đầu điều khiển lò xo Van đảo chiều của, vị trí, hai đầu điều khiển điện từ Xi lanh tác động đơn chuyển động lùi nhờ lò xo Xi lanh tác động kép với piston tác động đầu cần Van tiết lưu điều chỉnh được, tác động Bộ điều áp Máy nén khí Giá trị m, delta nhóm 1: 10 33 Chương trình lập trình PLC 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 V Kết luận Sau thời gian học mơn học kỹ thuật lập trình robot công nghiệp, với hướng dẫn giáo viên nguồn tài liệu tham khảo, chúng em hồn thành tập lớn giao Mặc dù cịn nhiều sai sót kiến thức cịn hạn chế chúng em đạt số kết định: - Xây dựng cấu trúc động học robot (về hệ tọa độ, bảng thông số động học theo quy tắc D-H), qua áp dụng để xây dựng cho robot Harmo - Tìm hiểu thơng tin PLC Omron phần mềm CX – ONE - Nắm bắt quy trình lập trình robot lược đồ hình thang xây dựng sơ đồ thuật tốn gắp phơi - Lập trình điều khiển CX – ONE để điều khiển robot Harmo gắp phôi Trải qua mười lăm tuần học lớp số buổi thực hành phịng thí nghiệm điều khiển robot công nghiệp, giúp em nắm hiểu biết robot công nghiệp, dạng điều khiển robot công nghiệp, nắm cách sử dụng số phần mềm điều khiển robot “KUKA Sim Pro 1.1”, “PLC OMRON” Nhờ kiến thức nắm chúng em áp dụng hoàn thành yêu cầu tập trình bày phần báo cáo Trong trình thực hiện, dù dẫn tận tình giáo Trần Thị Thanh Hải, hạn chế kiến thức, tập em tránh khỏi sai sót, mong đóng góp để em hồn thiện báo cáo Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn giảng viên: TS Trần Thị Thanh Hải nhiệt tình hướng dẫn, giúp chúng em hoàn thành báo cáo Em kính chúc ln dồi sứckhỏe gặt hái nhiều thành công nghiệp giảng dạy cao quý 46 VI TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu thí nghiệm Robot Harmo ĐH Bách Khoa Hà Nội Robot công nghiệp – Nguyễn Thiện Phúc Giới thiệu PLC Omron: https://www.slideshare.net/wsupot1/plc-omron-43338584 Phần mềm CX – ONE: https://unlockplc.com/2014/12/tai-lieu-huong-dan-lap-trinhplc-omron-tieng-viet/ Tài liệu thao khảo khóa trước: lập trình, hình ảnh, 47 ... Sinh m 20 170697 20 170647 20 170673 20 170649 20 170681 09 11 30 26 29 1 52 1 52 1 52 1 52 1 52 11 III LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT HARMO Giới thiệu phần mềm điều khiển robot Harmo (PLC OMRON CX- 1) a Giới... học ROBOT Harmo A Mơ hình ROBOT 3D Hình 2. 1: Mơ hình robot 3D B Mơ hình động học ROBOT Harmo Hình 2. 2: Mơ hình động học robot C Bảng thơng số D – H: Bảng D-H: Joint d a /2 d1 /2 /2 d2 /2. .. phơi - Lập trình điều khiển CX – ONE để điều khiển robot Harmo gắp phôi Trải qua mười lăm tuần học lớp số buổi thực hành phịng thí nghiệm điều khiển robot công nghiệp, giúp em nắm hiểu biết robot