Hình 3.7 Bản vẽ khớp nối 2 và 3
25
- Kết nối các khớp lại:
3.2.2 Phần điện
Phần điện của mơ hình có các khối chính là: khối nguồn, khối xử lý trung tâm (PLC), khối điều khiển động cơ servo, khối giao tiếp HMI, khối giao tiếp camera.
Sơ đồ khối hệ thống
Hình 3.9 Bản vẽ robot hồn chỉnh
26
Chức năng từng khối trong hệ thống như sau:
Khối PLC: là nơi nhận tín hiệu từ khối camera và khối HMI, tính toán xử lý các thuật tốn được người dùng lập trình, hiển thị các giá trị điều khiển thơng qua giao tiếp với khối HMI cho người dùng dễ dàng quản lý.
Khối chuyển động robot: là nơi nhận tín hiệu điều khiển từ khối xử lý trung tâm và xuất tín hiệu để điều khiển các động cơ servo được lắp trên robot và băng tải.
Khối HMI: có chức năng giao tiếp trực tiếp với khối PLC, khiến cho việc giao tiếp điều khiển với người vận hành trở nên dễ dàng hơn.
Khối thu thập, xử lý ảnh: thu thập, tính tốn hình ảnh của vật và truyền dữ liệu làm dữ liệu đầu vào cho khối PLC.
Khối gắp vật: dùng để gắp hoặc hút sản phẩm. Có thể dùng tay kẹp xi-lanh hay nam châm điện, …
Lựa chọn thiết bị
Từ cơ sở lý thuyết và dựa trên kinh nghiệm điều khiển tích lúy được, nhóm chúng tơi lựa chọn các thiết bị điều khiển của hãng Mitsubishi và camera của hãng Cognex.
- Khối PLC: trạm PLC bao gồm base Q35DB để truyền nhận tín hiệu giữa các module và CPU, bộ nguồn 24V Q61P để cấp nguồn cho các mạch điều khiển, CPU xử lý tín hiệu chính Q04UDEHCPU, CPU thiết kế điều khiển chuyển động Q173DSCPU, module điều khiển tín hiệu ngõ ra số QY42P, module giao tiếp với HMI QJ71C24N-R2.
Main base Q35DB:
Tính năng Thơng số Hình ảnh
Loại base Base dịng Q truyền tốc độ cao Số module mở rộng 5, khơng tính CPU ở vị trí đầu Hỗ trợ nguồn dự phịng Khơng có Kích thước LxWxH 245x98x44.1mm
27
Nguồn điều khiển Q61P:
Tính năng Thơng số Hình ảnh
Điện áp ngõ vào 100 – 240Vac
Tần số 50/60Hz ± 5%
Công suất ≤ 130VA
Hiệu suất ≥70%
Dòng điện ngõ ra tối đa 6A
Chức năng bảo vệ Bảo vệ q dịng, q áp Kích thước LxWxH 90x55.2x98mm Q04UDEHCPU: Tính năng Thơng số Hình ảnh Số I/O tích hợp sẵn 8192 điểm Chu kỳ quét 0.5ms Bộ nhớ chương trình 160K steps
Bộ nhớ nội SRAM card, Flash card, ATA card
Số lần nạp vào RAM 100000 lần Số lần nạp vào SRAM 100000 lần Cổng giao tiếp USB, Enthernet Tốc độ truyền dữ liệu 10/100Mbps
Các thiết bị nội Timer, counter, thanh ghi, relay nội, link relay, … Chiều dài cáp kết nối 100m
28
Q173DSCPU:
Tính năng Thơng số Hình ảnh
Số trục điều khiển tối đa 32 trục
Chu kỳ vận hành 0.44ms
Cổng giao tiếp USB, RS-232, Enthernet Module tín hiệu mở rộng Q172DLX
QY42P:
Tính năng Thơng số Hình ảnh
Loại kết nối Kết nối kiểu sink
Số ngõ ra 64
Điện áp hoạt động 12-24Vdc Dòng điện ngõ ra tối đa 2A
Độ sụt áp tối đa 0.2Vdc Thời gian đáp ứng 1ms
Cầu chì bảo vệ Khơng có
Mức độ bảo vệ IP20
Chức năng bảo vệ Bảo vệ quá nhiệt, quá tải
Cáp kết nối Cáp 40 chân
29
QJ71C24N-R2:
Tính năng Thơng số Hình ảnh
Số cổng giao tiếp 2 cổng
Cổng giao tiếp RS-232
Phương thức giao tiếp Truyền dữ liệu song song Tốc độ truyền tối đa 115200 bps
Chức năng phát hiện lỗi Có sẵn
Cáp kết nối Com DB9
Kích thước LxWxH 89.3x27.4x98mm
- Khối chuyển động robot:
Nhóm sử dụng driver J4 của Mitsubishi để điều khiển các khớp của robot.
- Khối thu thập, xử lý ảnh:
Lợi dụng ưu thế mạnh mẽ về các tính năng xử lý ảnh của camera Cognex, nhóm đã sử dụng một trong các sản phẩm của hãng đó là Camera In-sight Micro 1100 (ISM 1100).
Thông số cơ bản của camera:
+ Độ phân giải: 480x640 (pixel) + Bit Depth: 256 mức xám
+ Frame per second: tối đa 60 FPS + Power: Power over Ethernet (PoE)
Hình 3.11 Driver amplifier J4
30
- Khối gắp vật:
Để tránh gây khó khăn về thiết kế phần khí nén, và các cơ cấu tay gắp, nhóm chọn nam châm điện 24vdc để làm cơ cấu gắp vật với ưu điểm đơn giản, gọn nhẹ và thiết kế nhanh chóng.
- Khối HMI:
Chọn HMI loại cầm tay thuộc dòng GOT1000 của hãng Mitsubishi. HMI GT1155HS – QSBD có đầy đủ tính năng của như dịng GT1000, hơn nữa kích thước nhỏ gọn dạng tay cầm, tích hợp thêm nút nhấn tiếp điểm và khóa liên động, phù hợp cho các ứng dụng điều khiển máy móc từ xa ở khoảng cách an tồn.
- Kết nối mạch điều khiển: