Bài tập lớn tìm hiểu và lập trình điều khiển cho robot harmo UE700SW – 2r bằng PLC omron và CX ONE

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ Bộ môn Máy & Ma Sát Học - - BÁO CÁO ROBOT CƠNG NGHIỆP Bài tập lớn: Tìm hiểu lập trình điều khiển cho robot Harmo UE700SW – 2R PLC Omron CX - ONE Giảng viên hướng dẫn : TS.GVC Trần Thị Thanh Hải Mã Lớp : 119275 Nhóm sinh viên thực : Nhóm Đỗ Văn Chiển – 20170661 Nguyễn Trọng Cường – 20170669 Lại Hồng Cần – 20170655 Nguyễn Văn Đạt – 20170686 Trần Việt Hưng – 20170769 Hà Nội 6/1/2021 Trường ĐHBK Hà Nội Bộ môn máy ma sát học LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển không ngừng ngành khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp phát triển nhanh chóng Việc áp dụng máy móc đại vào sản xuất yêu cầu thiếu nhà máy nhằm tăng suất, tăng chất lượng giảm giá thành sản phẩm Robot thực cơng việc mà người khó thực chí khơng thực như: làm cơng việc địi hỏi độ xác cao, làm việc mơi trường nguy hiểm, Chính vậy, trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đưa mơn “Kỹ Thuật Lập Trình Robot Cơng nghiệp” vào chương trình giảng dạy cho sinh viên Trong trình học tập chúng em tìm hiểu robot Harmo, nhờ mà q trình gắp phơi, đưa phơi nhiều công việc khác thực tự động Qua trình làm tập lớn: “Tìm hiểu lập trình điều khiển cho robot Harmo bậc tự PLC Omron CX – ONE” giúp chúng em củng cố kiến thức học phương pháp lập trình, điều khiển Robot, kết nối PLC việc áp dụng sử dụng công nghiệp Trong báo cáo lượng kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi sai sót q trình tính tốn, lập trình điều khiển Vì chúng em mong thông cảm bảo giúp đỡ thầy giáo để em hồn thiện báo cáo sau Chúng em xin cảm ơn cô TS.GVC Trần Thị Thanh Hải hướng dẫn để chúng em hồn thành tập lớn Chúng em xin trân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 Trường ĐHBK Hà Nội Bộ môn máy ma sát học MỤC LỤC Lời mở đầu Danh mục hình ảnh bảng Yêu cầu thực Chương I Giới Thiệu Chung 1.1 Sơ lược robot công nghiệp 1.2 Giới thiệu robot Harmo 1.3 Cấu trúc nguyên lý hoạt động robot Harmo .7 1.3.1 Bậc tự theo trục X .7 1.3.2 Bậc tự theo trục Y .8 1.3.3 Bậc tự theo trục Z .9 1.3.4 Bậc tự quay quanh trục Ox Chương II Nội Dung 11 2.1 Thiết lập hệ tọa độ cho robot Harmo 11 2.2 Bảng thông số D-H 12 2.3 Lập trình điều khiển robot Harmo 12 2.3.1 Giới thiệu phần mềm CX – ONE PLC Omron 12 2.3.2 Giới thiệu X .22 Encoder 2.4 Chương trình Harmo 23 dùng điều điều khiển 2.4.1 Sơ đồ toán 23 2.4.2 Chương trình PLC 27 trục robot thuật điều Chương III Luận .43 Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 khiển khiển Kết Trường ĐHBK Hà Nội Bộ môn máy ma sát học Chương IV Tài Khảo 44 Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 Liệu Tham Trường ĐHBK Hà Nội Bộ môn máy ma sát học DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG Hình Tên Hình Trang Phân bố vị trí theo yêu cầu đề 1.1 Mơ hình 3D Robot Harmo UE700SW – 2R 1.2 Thân Robot kết cấu bậc tự theo trục X 1.3 Kết cấu bậc tự theo trục Y 1.4 Kết cấu bậc tự theo trục Z 1.5 Kết cấu bâc tự quay quanh trục Ox 10 2.1 Mơ hình động học robot Harmo 11 2.2 Mơ hình 3D robot Harmo 11 2.3 PLC Omron 13 2.4 Phần mềm CX - ONE 13 2.5 Giao diện làm việc CX - Programer 14 2.6 Bộ đếm Encoder 22 2.7 Sơ đồ thuật toán điều khiển gắp vật robot Harmo 24 Bảng Tên bảng 2.1 Bảng thông số D - H 12 2.2 Phân cơng I/O chương trình 26 Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 Trường ĐHBK Hà Nội Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 Bộ môn máy ma sát học Trường ĐHBK Hà Nội Bộ môn máy ma sát học YÊU CẦU THỰC HIỆN Tìm hiểu Robot Harmo UE700SW-2R Giới thiệu xây dựng mơ hình động học tham số động học Lập trình điều khiển robot Harmo thực cơng việc sau: Lấy vật 1, 2, 3, 4, 1’y: - Chu trình 1: lấy vật 1, 2, vị trí 1’y đưa đến đặt vị trí 2x, 3x, 2’x - Chu trình 2: lấy vật vị trí 4x,1’x, 4x đưa đến đặt vị trí 1’y, 2y, 2y - Chu trình 3: lấy vật vị trí 5x, 4x, 4’x đưa đến vị trí 1’y, 1y, 2’y Chọn khoảng cách vị trí 1x, 2x, , 5’x tùy ý cho phù hợp với chiều dài hành trình tối đa Phân bố vị trí theo yêu cầu đề m = 186 (mm) Chọn khoảng cách vị trí x = 150(mm) Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 Trường ĐHBK Hà Nội Bộ môn máy ma sát học CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Sơ lược robot cơng nghiệp Có thể nói Robot cơng nghiệp máy tự động linh hoạt thay phần tồn bắp hoạt động chí tuệ người nhiều khả thích nghi khác Robot cơng nghiệp có khả chương trình hóa linh hoạt nhiều trục chuyển động, biểu thị cho số bậc tự chúng Robot công nghiệp trang bị bàn tay máy cấu chấp hành, giải nhiệm vụ xác định q trình cơng nghệ, trực tiếp tham gia thực nguyên công 1.2 Giới thiệu robot Harmo Robot Harmo có nhãn hiệu UE700SW – 2R, robot có bậc tự gồm tịnh tiến theo phương X, Y, Z xoay 90° quanh trục Ox Hình 1.1 Mơ hình 3D Robot Harmo UE700SW – 2R Truyền dẫn khí robot harmo: - Cơ cấu đặt cữ dùng truyền vít me đai ốc bi Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 Trường ĐHBK Hà Nội Bộ môn máy ma sát học - Truyền động đai puly động đai ốc - Cơ cấu bánh 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 1.3 Cấu trúc nguyên lý hoạt động robot Harmo 1.3.1 Bậc tự theo trục X Kích thước: - Chiều cao thân robot: 1450 mm - Chiều dài phương X: 1850 mm - Giới hạn chuyển động trục X: 1600 mm Hình 1.2 Thân Robot kết cấu bậc tự theo trục X Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 Trường ĐHBK Hà Nội Bộ môn máy ma sát học Kết cấu chi tiết trục X: - Nguồn động lực động điện xoay chiều pha điều khiển biến tần - Cơ cấu truyền dẫn khí: Sử dụng truyền đai răng/ bánh biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến - Hệ thống dẫn hướng: Sử dụng kết cấu dẫn hướng đuôi én ma sát bi - Hệ thống đo lường dịch chuyển phản hồi: Sử dụng Encoder, vị trí giới hạn quãng đường dịch chuyển xác định qua sensor vị trí lắp cuối hành trình 1.3.2 Bậc tự theo trục Y Kích thước: - Chiều dài phương Y: 1200 mm - Giới hạn chuyển động trục Y: 500 mm Hình 1.3 Kết cấu bậc tự theo trục Y Kết cấu chi tiết trục Y: - Nguồn động lực: Pit-tơng xi-lanh khí nén - Cơ cấu truyền dẫn khí: sử dụng truyền vít me - đai ốc biến chuyển động quay thành tịnh tiến cữ hành trình thơng qua truyền đai - Hệ thống dẫn hướng: Sử dụng kết cấu dẫn hướng đuôi én ma sát bi - Hệ thống đo lường dịch chuyển phản hồi: Bộ encoder gắn đầu động chiều khớp nối đàn hồi có tác dụng đo góc quay vít me phản hồi lại PLC điều khiển việc đặt cữ hành trình tầm hoạt động vít me đai ốc Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 10 Trường ĐHBK Hà Nội Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 33 Bộ mơn máy ma sát học Trường ĐHBK Hà Nội Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 34 Bộ mơn máy ma sát học Trường ĐHBK Hà Nội Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 35 Bộ môn máy ma sát học Trường ĐHBK Hà Nội Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 36 Bộ môn máy ma sát học Trường ĐHBK Hà Nội Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 37 Bộ môn máy ma sát học Trường ĐHBK Hà Nội Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 38 Bộ môn máy ma sát học Trường ĐHBK Hà Nội Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 39 Bộ môn máy ma sát học Trường ĐHBK Hà Nội Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 40 Bộ môn máy ma sát học Trường ĐHBK Hà Nội Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 41 Bộ mơn máy ma sát học Trường ĐHBK Hà Nội Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 42 Bộ mơn máy ma sát học Trường ĐHBK Hà Nội Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 43 Bộ mơn máy ma sát học Trường ĐHBK Hà Nội Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 44 Bộ mơn máy ma sát học Trường ĐHBK Hà Nội Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 45 Bộ môn máy ma sát học Trường ĐHBK Hà Nội Bộ môn máy ma sát học CHƯƠNG III KẾT LUẬN Sau thời gian học môn học kỹ thuật lập trình robot cơng nghiệp, với hướng dẫn giáo viên nguồn tài liệu tham khảo, chúng em hoàn 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 thông 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 phơi Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 46 Trường ĐHBK Hà Nội Bộ môn máy ma sát học CHƯƠNG IV TÀI LIỆU THAM KHẢO 1, Tài liệu thí nghiệm Robot Harmo ĐH Bách Khoa Hà Nội 2, Robot công nghiệp – Nguyễn Thiện Phúc 3, Giới thiệu PLC Omron: https://www.slideshare.net/wsupot1/plc-omron-43338584 4, Phần mềm CX – ONE: http://unlockplc.com/2014/12/tai-lieu-huong-dan-lap-trinh-plcomron-tieng-viet/ 5, Tài liệu thao khảo khóa trước: lập trình, hình ảnh, Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp 119275 47 ... động Qua trình làm tập lớn: ? ?Tìm hiểu lập trình điều khiển cho robot Harmo bậc tự PLC Omron CX – ONE? ?? giúp chúng em củng cố kiến thức học phương pháp lập trình, điều khiển Robot, kết nối PLC việc... 11 2.1 Thiết lập hệ tọa độ cho robot Harmo 11 2.2 Bảng thông số D-H 12 2.3 Lập trình điều khiển robot Harmo 12 2.3.1 Giới thiệu phần mềm CX – ONE PLC Omron 12 2.3.2... 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 thông tin PLC Omron phần mềm CX – ONE - Nắm bắt quy trình lập trình robot