Giáo trình mô đun Rô bốt công nghiệp (Nghề Cơ điện tử - Trình độ trung cấp) gồm có 5 chương với những nội dung chính sau: Cấu trúc rô bốt công nghiệp, hướng dẫn sử dụng bộ điều khiển tay control panel, hướng dẫn lập trình sử dụng control panel, lập trình vẽ các hình học cơ bản, lập trình lắp ráp sản phẩm. Mời các bạn cùng tham khảo.
BM/QT10/P.ĐTSV/04/04 Ban hành lần: UBND TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: RƠ BỐT CƠNG NGHIỆP NGÀNH/NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐKTCN ngày…….tháng….năm Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ BR – VT) BÀ RỊA-VŨNG TÀU, NĂM 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Mục đích giáo trình để phục vụ cho đào tạo chuyên ngành điện tử công nghiệp trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu Nội dung giáo trình xây dựng sở thưà kế nội dung giảng giảng dạy nhà trường, kết hợp với nội dung nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo, phục vụ cho đội ngũ giáo viên, học sinh – sinh viên nhà trường Giáo trình biên soạn ngắn gọn đề cập nội dung theo tính chất ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho thích hợp khơng trái với quy định chương trình khung đào tạo Tổng Cục Dạy GDNN ban hành Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Rô bôt công nghiệp môn học dành cho sinh viên ngành điện tử công nghiệp Nội dung giáo trình xây dựng sở kế thừa tài liệu giảng dạy trường, kết hợp với nội dung nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng phục vụ nghiệp công nghiệp hóa, đại hóa Giáo trình biên soạn ngắn gọn, tùy theo tính chất ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho phù hợp với xu Giáo trình giảng dạy 75h, bao gồm sau: Bài 1: Cấu trúc rô bốt công nghiệp Bài 2: Hướng dẫn sử dụng điều khiển tay Control Panel Bài 3: Hướng dẫn lập trình sử dụng Control Panel Bài 4: Lập trình vẽ hình học Bài 5: Lập trình lắp ráp sản phẩm Trong trình biên soạn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp ý kiến từ thầy bạn học sinh- sinh viên để hoàn thiện sách Bà rịa – vũng tàu, ngày 03 tháng 06 năm 2020 Tham gia biên soạn Chủ biên: Trần Trường Lam MỤC LỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC BÀI 1: CẤU TRÚC RÔ BỐT CÔNG NGHIỆP Bộ khung rô bốt Các loại rô bốt công nghiệp Hệ thống ngoại vi BÀI 2: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN TAY CONTROL PANEL 12 1.Cấu trúc bảng điều khiển tay 12 2.Chức nút nhấn 14 3.Các tập thực hành 14 BÀI 3: HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH SỬ DỤNG CONTROL PANEL 16 Các bước tiến hành lập trình với điều khiển tay 16 Thực lập trình 19 BÀI 4: LẬP TRÌNH VẼ CÁC HÌNH HỌC CƠ BẢN 27 Phân tích yêu cầu kỹ thuật 27 2.Lập trình phần mềm 27 Kiểm tra, mô 31 BÀI 5: LẬP TRÌNH LẮP RÁP SẢN PHẨM 34 Phân tích yêu cầu kỹ thuật 34 2.Lập trình phần mềm 34 Kiểm tra, mô 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơn học: Rô bốt công nghiệp Mã môn học: MĐ30 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học/mơ đun: - Vị trí: + Trước học mơ đun học sinh phải hoàn thành: MĐ02; MĐ03, MĐ07, MĐ12 - Tính chất: + Đây mơ đun học sinh nâng cao kỹ + Là mô-đun chuyên môn nghề thuộc mô đun đào tạo chuyên môn tự chọn Mục tiêu môn học/mô đun: - Về Kiến thức: +Nhận biết loại robot công nghiệp ngành tự động hóa +Kiểm tra, mơ hoạt động kiểu chuyển động +Phân tích bậc tự do, bậc hoạt động Robot - Về Kỹ năng: +Sử dụng bảng điều khiển TeachPendant +Lập trình biên dạng chuyển động Robot +Lập trình kiểu chuyển động robot +Lập trình cấu tay sử dụng phần mềm lập trình vẽ dạng hình học +Kiểm tra, mơ hoạt động vẽ dạng hình học +Lập trình cấu tay sử dụng phần mềm lập trình +Kiểm tra, mơ hoạt động chương trình lắp ráp sản phẩm - Về lực tự chủ trách nhiệm: Người học có khả làm việc độc lập làm nhóm, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn học tập rèn luyện, có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm cơng việc Nội dung môn học/mô đun: BÀI 1: CẤU TRÚC RÔ BỐT CÔNG NGHIỆP Giới thiệu: Kiến thức lịch sử hình thành rơ bốt cơng nghiệp ngành tự động hóa Mục tiêu: + Nhận biết loại robot cơng nghiệp ngành tự động hóa + Có ý thức học tập làm việc nhóm Nội dung chính: Bộ khung rơ bốt Thuật ngữ “Robot” xuất phát từ tiếng Sec (Czech) “Robota” có nghĩa công việc tạp dịch kịch Rossum’s Universal Robots Karel Capek, vào năm 1921 Trong kịch này, Rossum trai ông ta chế tạo máy gần giống với người để phục vụ người Có lẽ gợi ý ban đầu cho nhà sáng chế kỹ thuật cấu, máy móc bắt chước hoạt động bắp người Đầu thập kỷ 60, công ty Mỹ AMF (American Machine Foundary Company) quảng cáo loại máy tự động vạn gọi “Người máy công nghiệp” (Industrial Robot) Về mặt kỹ thuật, robot cơng nghiệp ngày có nguồn gốc từ hai lĩnh vực kỹ thuật đời sớm cấu điều khiển từ xa (Teleoperators) máy công cụ điều khiển số (NC – Numerically Controlled machine tool) Các cấu điều khiển từ xa phát triển mạnh chiến tranh giới lần thứ hai nhằm nghiên cứu vật liệu phóng xạ Các cấu thay cho cánh tay người thao tác gồm có kẹp bên hai tay cầm bên Cả tay cầm kẹp nối với cấu bậc tự để tạo hướng vị trí tuỳ ý Robot công nghiệp chế tạo robot Versatran công ty AMF Cũng khoản thời gian Mỹ xuất loại robot Unimate-1990 dùng kỹ nghệ ô tô Tiếp theo Mỹ, nước khác bắt đầu sản xuất robot công nghiệp như: Anh – 1967, Thuỵ Điển Nhật – 1968 theo quyền Mỹ, Cộng Hoà Liên Bang Đức – 1971, Pháp – 1972, Italia – 1973 ,… Tính làm việc robot ngày nâng cao, khả nhận biết xử lý Năm 1967, trường đại học Stanford (Mỹ) chế tạo mẫu robot hoạt động theo mơ hình “mắt – tay”, có khả nhận biết định hướng bàn kẹp theo vị trí vật kẹp nhờ cảm biến Năm 1974 công ty Cincinnati (Mỹ) đưa loại robot điều khiển máy vi tính gọi robot T3 (The Tomoorrow Tool), robot có khả nâng vật có khối lượng lên đến 40kg Có thể nói, robot tổng hợp khả hoạt động linh hoạt cấu điều khiển từ xa với mức độ tri thức ngày phong phú hệ thống điều khiển theo chương trình số kỹ thuật chế tạo cảm biến, công nghệ lập trình phát triển trí tuệ nhân tạo, hệ chuyên gia,…Ngày nay, việc nâng cao tính robot ngày phát triển, nhiều robot thông minh nhiều, đặc biệt Nhật Bản chế tạo nhiều robot giống người Asimo, robot có cảm giác,… Một vài số liệu công nghiệp sản xuất robot sau: Nước sx Năm 1990 Năm 1994 Năm 1998 Nhật 60.118 29.765 67.000 Mỹ 4.327 7.634 11.100 Đức 5.845 5.125 8.600 Italia 2.500 2.408 4.000 Pháp 1.488 1.197 2.000 Anh 510 1.086 1.500 Hàn Quốc 1.000 1.200 Các loại rô bốt công nghiệp Robot kiểu toạ độ Đề Các: tay máy có chuyển động tịnh tiến theo phương trục hệ toạ độ gốc Trường cơng tác có dạng khối chữ nhật Do kết cấu đơn giản, loại tay máy có độ cứng vững cao, độ xác khí dễ đảm bảo, thường dùng để vận chuyển phôi liệu, lắp ráp, hàn mặt phẳng,… Hình 1.1 – Robot kiểu toạ đệ Đề Các Robot kiểu toạ độ trụ: vùng làm việc robot có dạng hình trụ rỗng Thơng thường khớp thứ chuyển động quay Ví dụ, robot có bậc tự do, cấu hình R.T.T hình 1.6 Có nhiều robot kiểu toạ độ trụ như: robot Versatran hãng AMF Hình 1.2 – Robot kiểu toạ độ trụ Robot kiểu toạ độ cầu: vùng làm việc robot có dạng hình cầu, thường độ cứng vững robot loại thấp so với hai loại Hình 1.7 cho ta thấy ví dụ robot bậc tự do, cấu hình R.R.R R.R.T làm việc theo kiểu toạ độ cầu Hình 1.3 – Robot kiểu toạ độ cầu Robot kiểu toạ độ góc (Hệ toạ độ sinh): kiểu robot dùng nhiều Ba chuyển động chuyển động quay, trục quay thứ vng góc với hai trục Các chuyển động định hướng khác chuyển động quay Vùng làm việc tay máy gần giống phần khối cầu Tất khâu nằm mặt phẳng thẳng đứng nên tính tốn toán phẳng Ưu điểm bật loại robot hoạt động theo hệ toạ độ góc gọn nhẹ, tức có vùng làm việc tương đối lớn so với kích cở thân robot, độ linh hoạt cao,…Các robot hoạt động theo toạ độ góc như: robot PUMA hãng Unimation – Nokia (Mỹ - Phần Lan), IRb-6, IRb-60 (Thuỵ Điển), Toshia (Nhật),…Hình 1.8 ví dụ robot kiểu toạ độ góc có cấu hình RRR.RRR Hình 1.4 – Robot hoạt động theo hệ toạ độ góc Hệ thống ngoại vi 3.1 Tay máy Hình 1.5: Cấu trúc tay máy Cơ cấu cổ tay Các Trục Các khớp nối Cơ cấu tịn tiến Giá đở 3.2 Bộ nguồn điều khiển Hình 1.6: Bộ nguồn điều khiển Rô bốt Các cổng giao tiếp Nút nhấn dừng khẩn cấp Nguồn điện cho thiết bị điều khiển 3.3 Bộ điều khiển tay Cách thức đánh giá: - Chính xác lập trình - Đáp ứng thời gian quy định 26 BÀI 4: LẬP TRÌNH VẼ CÁC HÌNH HỌC CƠ BẢN Giới thiệu: Áp dụng kiến thức, kỹ 2,3 tiến hành lập trình biên dạng hình học bản, chạy kiểm tra sửa lỗi có Mục tiêu: + Phân tích bậc tự do, bậc hoạt động Robot + Lập trình cấu tay sử dụng phần mềm lập trình vẽ dạng hình học + Kiểm tra, mô hoạt động vẽ dạng hình học + Có ý thức học tập làm việc nhóm + Nội dung chính: Phân tích u cầu kỹ thuật Thực lập trình điều chỉnh rơ bốt vẽ hình tam giác, hình vng, hình trịn Hình 4.1: Lập trình qua điểm tọa độ 3D + Sử dụng chuyển động xoay từ điểm qua điểm + Sử dụng chuyển động thẳng từ điểm qua điểm 2.Lập trình phần mềm - Trong Home menu – chọn Teach Target 27 Hình 4.2: Mơ tả bước thực - Chọn chế độ chuyển động Jog Joint Hình 4.3:Chọn chế độ chuyển động - Lập lại bước cho điểm thứ 28 Hình 4.4: Thực chọn điểm thứ Hình 4.5: Chọn điểm thứ - Kiểm tra số điểm xác phần mềm, so sánh với điểm yêu cầu Ví dụ: Target _10: Tương ứng với điểm sơ ( điểm góc) 29 Hình 4.6: Cửa sổ thể điểm chọn - Tạo đường chuyển động Hình 4.7: Empty Path chọn lựa tạo đường mô - Sao chép nội dung điểm vào đường chạy 30 Hình 4.8: Cách copy điểm vào đường chạy dao - Tạo đường chạy dao: Modify – move Along Path Hình 4.9: Chọn đường chạy dao Kiểm tra, mô Khi nhấn vào biểu tượng chương trình tạo đường chạy mơ Rô bốt theo chuyển động qua điểm Với kiểu chuyển động thẳng quay tròn 31 Hình 4.10: Chuyển động theo đường lập trình Câu hỏi ôn tập: Bài tập - Chạy thử nghiệm (Trục – Kết hợp) • Chạy thử nghiệm cho robot chế độ chung trục thời điểm cho tất sáu trục Bài tập - Chạy thử nghiệm (Trục – Tuyến tính) • Chạy thử nghiệm cho robot chế độ tuyến tính trục thời gian sau X, sau Y, sau Z Bài tập - Chạy thử nghiệm bản(di chuyển khối) • Di chuyển khối từ phía robot đặt khối phía bên cách sử dụng phím nóng kẹp điều khiển cầm tay • Nhiệm vụ để thực cách chạy thử nghiệm cho robot cử động chế độ kết hợp tuyến tính Bài tập - Chạy thử nghiệm (Hình vng) 32 • Đặt bút vào vị trí tay gắp robot (EOAT) đảm bảo bút có vị trí 50mm tay kẹp • Dán mảnh giấy A4 bàn đặt robot • Vẽ hình vng (150mm x 150mm) mảnh giấy chạy trục (jogging) robot Bài tập - Chạy thử nghiệm (jogging) bản(Tam giác) • Đặt bút vào vị trí tay gắp robot (EOAT) đảm bảo bút có vị trí 50mm tay kẹp • Dán mảnh giấy A4 bàn đặt robot • Vẽ hình tam giác (100mm x 100mm x 100mm) mảnh giấy chạy cáctrục (jogging) robot Bài tập - Chạy thử nghiệm (vị trí gốc) • Đặt bút vào vị trí tay gắp robot (EOAT) đảm bảo bút có vị trí 50mm tay kẹp • Dán mảnh giấy A4 bàn đặt robot • Vẽ vị trí gốc giấy cách chạy thử nghiệm jogging robot 33 BÀI 5: LẬP TRÌNH LẮP RÁP SẢN PHẨM Giới thiệu: Áp dụng kiến thức, kỹ 2,3 tiến hành lập trình hồn chỉnh quy trình lắp ráp sản phẩm, chạy kiểm tra sửa lỗi có Mục tiêu: + Lập trình cấu tay sử dụng phần mềm lập trình + Kiểm tra , mơ hoạt động chương trình lắp ráp sản phẩm + Có ý thức học tập làm việc nhóm Nội dung chính: Phân tích u cầu kỹ thuật Thực lập trình điều chỉnh rô bốt lắp ráp chi tiết khối theo quy định mơ hình Hình 5.1: Lập trình qua điểm tọa độ 3D + Sử dụng chuyển động xoay từ điểm qua điểm + Sử dụng chuyển động thẳng từ điểm qua điểm 2.Lập trình phần mềm - Trong Home menu – chọn Teach Target 34 Hình 5.2: Mơ tả bước thực - Chọn chế độ chuyển động Jog Joint Hình 5.3:Chọn chế độ chuyển động - Lập lại bước cho điểm thứ 35 Hình 5.4: Thực chọn điểm thứ Hình 5.5: Chọn điểm thứ - Kiểm tra số điểm xác phần mềm, so sánh với điểm yêu cầu Ví dụ: Target _10: Tương ứng với điểm sơ ( điểm góc) 36 Hình 5.6: Cửa sổ thể điểm chọn - Tạo đường chuyển động Hình 5.7: Empty Path chọn lựa tạo đường mô - Sao chép nội dung điểm vào đường chạy 37 Hình 5.8: Cách copy điểm vào đường chạy dao - Tạo đường chạy dao: Modify – move Along Path Hình 5.9: Chọn đường chạy dao Kiểm tra, mô Khi nhấn vào biểu tượng chương trình tạo đường chạy mô Rô bốt theo chuyển động qua điểm Với kiểu chuyển động thẳng quay trịn 38 Hình 5.10: Chuyển động theo đường lập trình Bài tập: • Tạo vị trí gốc vị trí an tồn cho robot chạy vị trí gốc sử dụng tạo độ kết hợp P10 • Lập chương trình robot để chọn lên khối di chuyển đến vị trí bên vị trí robot • Một phơi đặt di chuyển robot trở lại vị trí gốc • Sử dụng thiết lập thiết lập lại hướng dẫn để vận hành van gắp • Sử dụng động tác phối hợp tuyến tính suốt chương trình • Đảm bảo vùng thiết lập cách xác cho vị trí • Kiểm tra chạy chương trình 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO Rô Bốt Công Nghiệp – TS Phạm Đăng Phước Giáo Trình Đo Lường Điện Và Cảm Biến Trong Đo Lường, Nhà xuất Giáo Dục Kỹ Thuật Cảm Biến – TS Nguyễn Thị Lan Robot công nghiệp - GSTSKH Nguyễn Thiện phúc NXBKH kỹ thuật 2006 Tay máy - người máy công nghiệp - Nguyễn Thiện phúc NXBKH kỹ thuật 1983 40 ... MĐ12 - Tính chất: + Đây mô đun học sinh nâng cao kỹ + Là m? ?- đun chuyên môn nghề thuộc mô đun đào tạo chuyên môn tự chọn Mục tiêu môn học /mô đun: - Về Kiến thức: +Nhận biết loại robot cơng nghiệp. .. Lường Điện Và Cảm Biến Trong Đo Lường, Nhà xuất Giáo Dục Kỹ Thuật Cảm Biến – TS Nguyễn Thị Lan Robot công nghiệp - GSTSKH Nguyễn Thiện phúc NXBKH kỹ thuật 2006 Tay máy - người máy công nghiệp - Nguyễn...TUN BỐ BẢN QUYỀN Mục đích giáo trình để phục vụ cho đào tạo chuyên ngành điện tử công nghiệp trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu Nội dung giáo trình xây dựng sở thưà kế nội