CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ROBOT CễNG NGHIỆP
3.1. Cỏc bước ứng dụng Robot
Việc ưu tiờn đầu tư trước hết nhằm đồng bộ hoỏ cả hệ th ng thi t b , r i ố ế ị ồ
t ự động hoỏ và robot hoỏ chỳng khi cần thiết để quyết định đầu tư cho cả dõy chuyền cụng ngh ho c chỉ ởệ ặ m tộ vài cụng đ ạo n. Người ta thường xem xột cỏc mặt sau:
Nghiờn cứu quỏ trỡnh cụng nghệ được robot hoỏ và phõn tớch toàn bộ h ệ
thống nếu khụng thể hiện rừ thỡ việc đầu tư robot hoỏ là ch a nờn. ư
- Xỏc định cỏc đối tượng cần robot hoỏ: Khi xỏc định cần phải thay thế robot ở
những nguyờn cụng nào thỡ phải xem xột khả năng liệu r obot cú thay thế được
khụng và cú hiệu quả hơn khụng. Thụng thường người ta ưu tiờn ở những chỗ làm việc quỏ nặng nhọc, bụi bặm ồn ào, độc hại, c ng th ng ho c quỏ ă ẳ ặ đơn i u. đ ệ
Xu hướng thay thế hoàn toàn bằng robot thực tế khụng hiệu quả bằng vi c gi ệ ữ
lại một số cụng đ ạo n mà ũi h i s khộo lộo c a con người. đ ỏ ự ủ
- Xõy dựng mụ hỡnh quỏ trỡnh sản xu t ó được robot hoỏ: Sau khi ấ đ đó xỏc định được mụ hỡnh tổng th quỏ trỡnh cụng ngh , c n xỏc ể ệ ầ định rừ dũng chuyển dịch
nguyờn liệu và dũng thành phẩm để đảm bảo sự nhịp nhàng đồng bộ của t ng ừ
hệ thống. Cú thế mới phỏt huy được hi u qu đầu t vốn. ệ ả ư
- Chọn lựa mẫu robot thớch hợp hoặc chế tạo robot chuyờn dựng. õy là bước Đ
quan trọng vỡ robot cú rất nhiều loại với giỏ tiền khỏc nhau. N u nh khụng ế ư
chọn đỳng thỡ khụng những đầu tư quỏ đắt mà cũn khụng phỏt huy được hết
mua robot nước ngoài, cú những chức năng robot được trang bị nhưng khụng cần dựng cho cụng việc cụ thể mà nú đảm nhiệm dõy truyền sản xuất, vỡ thế mà
đội giỏ lờn r tấ cao, chỉ cú l i cho n i cung c p thi t b .ợ ơ ấ ế ị
Cấu trỳc robot hợp lý nhất là cấu trỳc theo modun hoỏ, như thế cú thể hạ
được giỏ thành s nả xuất, đồng thờ đi ỏp ng ứ được nhu cầu phục vụ cụng việ đc a dạng. Cấu trỳc càng đơn giản càng dễ thực hiện với độ chớnh xỏc cao và giỏ thành hạ. Ngoài ra cũn cú thể tự tạo d ng cỏc robot thớch hợự p v i cụng việc ớ
trờn cơ sở mua l p cỏc modun chu n hoỏ. ú là hướng tri n khai h p lý đối v iắ ẩ Đ ể ợ ớ đại bộ phận xớ nghi p trong nước hi n nay c ng nh trong tương lai. ệ ệ ũ ư
3.2. Cỏc lĩnh vự ức ng dụng robot trong cụng nghiệp.
- Một trong cỏc lĩnh vực hay ứng dụng robot là kỹ nghệ đ ỳc. Thường trong phõn xưởng đỳc cụng việc rất đa dạng, đ ều kiện làm việc núng nực, bụi bặi m, m t ặ
hàng thay đổi luụn và chất lượng vậ đt ỳc ph thuộc nhiều vào quỏ trỡnh thao tỏc. ụ
Việc tự động hoỏ toàn phần hoặc từng phần quỏ trỡnh đỳc bằng cỏc dõy chuyền tự
động thụng thường với cỏc mỏy tự động chuyờn dựng đũi hỏi phải cú cỏc thiết bị
phức tạp, đầu tư khỏ lớn. Ngày nay ở nhiều nước trờn thế giới robot được dựng rộng rói để tự động hoỏ cụng nghệ đ ỳc, nhưng chủ yếu là để phục vụ cỏc mỏy đỳc ỏp lực. Robot cú thể làm được nhiều việc như rút kim loại núng chảy vào khuụn, cắt mộp thừa, làm sạch vậ đt ỳc hoặc làm tăng bền vậ đt ỳc bằng cỏch phun cỏt... Dựng robot phục vụ cỏc mỏy đỳc ỏp lực cú nhiều ưu đ ểi m: Đảm bả ổ địo n nh chế làm việc, độ
chuẩn hoỏ về thời gian thao tỏc, về nhiệt độ và đ ềi u kiện thỏo vậ đt ỳc ra khỏi khuụn ộp... bởi thế chất lượng vật đỳc tăng lờn.
- Trong ngành gia cụng ỏp lự đ ềc i u kiện làm việc cũng khỏ nặng nề, dễ gõy mệt mỏi nhất là ở trong cỏc phần xưởng rốn dập nờn ũi h i s m ỏp d ng đ ỏ ớ ụ
robot cụng nghiệp. Trong phõn xương rốn, robút cú thể thực hiện những cụng việc: đưa phụi thừa vào lũ nung, lấy phụi đó nung ra khỏi lũ, mang nú đến
mỏy rốn, chuyển lại phụi sau khi rốn và xếp lại vậ đt ó rốn vào giỏ hoặc thựng... Sử dụng cỏc lo i robot ạ đơn giản nhất cũng cú thể đưa năng xuất lao động tăng lờn 1,5 đến 2 lần và hoàn toàn gi m nh lao ả ẹ động c a cụng nhõn. ủ
So với cỏc phương tiện cơ giới và tự động khỏc phục vụ cỏc mỏy rốn dập thỡ dựng robot cú ư đ ểu i m là nhanh hơn, chớnh xỏc hơn và cơ động hơn.
- Cỏc quỏ trỡnh hàn và nhiệt luyện thường bao gồm nhiều cụng việc nặng nhọc, độc h iạ và ở nhiệt độ cao. Do vậ ở đy õy cũng nhanh chúng ứng
dụng robot cụng nghiệp. Khi sử dụng robot trong vi c hàn, ệ đặc bi t là hàn hồ ệ
quang với mối hàn chạy theo đường cong khụng gian cần phải đảm bảo sao cho
đ ềi u ch nh ỉ được phương và kho ng cỏch củ đ ệả a i n c cự so với m t ph ng c a ặ ẳ ủ
mối hỏn. Nhiệm vụ đú cần được xem xột khi tổng hợp chuyển động của bàn kẹp
và xõy dựng hệ th ng i u khi n cú liờn h ph n h i. Kinh nghi m cho th y ố đ ề ể ệ ả ồ ệ ấ
rằng cú thể thực hiện tốt cụng việc nếu thống số chuyển động của đầu đ ệi n cực và chế độ hàn được đ ềi u khiển bằng một chương trỡnh thống nhất, đồng thời
nếu được trang bị cỏc bộ phận cảm biến, kiểm tra và đ ềi u chỉnh. Ngoài ra robot hàn cũn phỏt huy tỏc dụng lớn khi hàn trong những mụi trường đặc biệt.
- Robot được dựng khỏ rộng rói trong gia cụng và lắp rỏp.Tại đõy, robot
lắp rỏp giữ vai trũ rất quan trọng trong cỏc quy trỡnh lắp rỏp tự động. Nú đỏp ứng
hầu hết cỏc yờu cầu “mềm” hoỏ (hay cũn gọi là linh hoạt hoỏ) dõy chuy n s n xu t ề ả ấ
như lắp đặt chớnh xỏc, ti t kiệm chi phớ và thời gian sản xuất, dễế dàng tớch hợp cụng nghệ, linh hoạt chuyển đổi ki u m u s n phể ẫ ả ẩm… Robot đó hỗ trợ cỏc doanh
nghiệp sản xuất rất nhiều trong quỏ trỡnh tri n khai cỏc phương thức sản xuất theo ể
cụng nghệ mới. Vỡ th , nú luụn thu hỳt cỏc nhà khoa h c và cỏc doanh nghi p t p ế ọ ệ ậ
trung vào việc hỡnh thành và ỏp dụng cỏc hệ ả s n xuất tự động linh hoạt.”
3.3. Khả năng ng d ng robot cụng nghi p trong hệứ ụ ệ th ng sản xuất ố
linh hoạt.
Nhu cầu của thị trường cạnh tranh luụn luụn đũi hỏi cỏc nhả sản xu t phải ấ
thay đổi mẫu mó, kớch c và thường xuyờn cải tiếỡ n nõng cao ch t lượng sản ấ
phẩm.
Như vậy s cạnh tranh hàng hoỏ ự đặt ra một v n ấ đề th i s là ph i cú hệ ờ ự ả
bi n ế động thường xuyờn của thị trường. Nhờ sự phỏt tri n trong m y ch c n m ể ấ ụ ă
gần đõy của kỹ thuật số và cụng nghệ thụng tin, chỳng ta mới cú khả năng “m m” ề
hoỏ hệ th ng thiếố t b sảị n xu t. Trờn c sở đấ ơ ú đẵ ra đời h th ng sản xuất linh ệ ố
hoạt FMS là phương thức sản xuất linh hoạt hiện đại. Nú cú ư đ ểu i m là cỏc thiết bị chủ y uế của h th ng ch ệ ố ỉ đầu t mộ ầư t l n, cũn ỏp ng l i s thay đ ứ ạ ự đổi c a ủ
sản phẩm bằng phần mềm mỏy tớnh đ ềi u khiển là chớnh. Hệ thống FMS rất hi n ệ đại nhưng lại thớch hợp với quy mụ sản xuất v aừ và nhỏ. Ngày nay ở cỏc nước phỏt triển. Cỏc hệ thống FMS cú xu hướng thay thế ầ d n cỏc thiết bị tự động “cứng” sản xuất hàng loạt lớn sản phẩm. Cỏc hệ thống thiết bị tự động c ng này ứ
rất t đắ tiền mà khi thay đổi về yờu cầu sản phẩm thỡ phải đổi mới gần như hoàn toàn. Như vậy, chỳng nhanh chúng trở nờn lạc hậu vỡ khụng thớch nghi được với thị trường đầy biến động.
í tưởng chủ đạo trong việc tổ chức hệ thống sản xuất hiện đại linh ho t ạ
là “linh hoạt hoỏ” và “modul hoỏ”. Một hệ thống sản xuất linh hoạt cú thể gồm nhiều modul linh hoạt. M tộ trong những hệ thống như vậy là h thống tớch hợp ệ
sản xuất dựng mỏy tớnh CIM.
Để tạo ra cỏc modul s n xu t linh ho t ú c n cú m t robot như mộả ấ ạ đ ầ ộ t b ộ
phận cấu thành. ở đõy, robot làm những cụng việc chuyển tiếp giữa cỏc mỏy
cụng tỏc (vớ dụ ấ c p, thoỏt phụi và dụng cụ cho cỏc mỏy cụng tỏc).
Bản thõn cơ cấu tay mỏy c a robot c ng là m t c cấủ ũ ộ ơ u linh ho t. ú là ạ Đ
cơ cấu khụng gian hở (khụng khộp kớn), cú bậc tự do dư thừa nờn độ cơ động rất cao. Mỗi khõu của cơ cấu cú động lực riờng và chỳng được đ ềi u khiển bằng chương trỡnh thay đổi được. Cú loại robot lại cú thể tự thay đổi thao tỏc của
mỡnh một cỏch linh hoạt khi nhận biết được cỏc tớn hiệu từ sự ho t ạ động c a ủ
bản thõn (nội tớn hiệu). Những cơ cấu như vậy là c c uơ ấ đ ềi u khiển linh hoạt.
Để robot cụng nghiệp cú th làm vi c trong cỏc h th ng này, bờn c nh cỏc ể ệ ệ ố ạ
yờu cầu, đặc tớnh c a robot cụng nghiệp núi chung cỏc robot cụng nghiệ ở đủ p õycú những yờu cầu và đặc tớnh cụng nghệ ấ r t khắt khe và chi tiết.
3.3.1. Yờu cầu đối với robot cụng nghiệp trong hệ ống FMS và CIM th
Robot cụng nghiệp cú khả năng thay th nhi u thi t b khỏc nhau trong h ế ề ế ị ệ
thống FMS vớ dụ nh : Thi t bị ấư ế c p phụi và thỏo chi ti t gia cụng, thi t b ki m tra, ế ế ị ể
thiết bị thay dao và d n s ch phoi, đồng th i robot cụng nghiệp cũng đảm bảo gỏ ọ ạ ờ đặt và thay đổi thiết b kiểị m tra m t cỏch t ộ ự động. Do tớnh chất làm vi c trong ệ
FMS mà cỏc robot cụng nghiệp cần đỏp ứng được những yờu c u sau õy: ầ đ
- Thực hiện cụng việc một cỏch tự động trong cỏc nguyờn cụng chớnh cũng như trong cỏc nguyờn cụng phụ.
- Tự động i u chỉnh khi thay đổi đối tượng sản xuất. đ ề
- Tiếp xỳc nhẹ nhàng và chớnh xỏc cỏc thiết bị ủ c a FMS và CIM.
- Cú khả năng th c hi n cỏc tỏc động đ ềự ệ i u khi n t i cỏc thi t b cụng ngh ể ớ ế ị ệ
chớnh của FMS để thực hiện cỏc nguyờn cụng theo tuần tự đ ó được lập trỡnh. - Đảm bảo độ ổ định làm việc trong FMS và CIM (thời gian làm việc n ổn định của robot ph i l n hơả ớ n 400 gi ) ờ
- Dễ đ ề i u chỉnh khi thay đổi đối tượng s n xuả ất bằng cỏch thay đổi chương
trỡnh lập cho robot. Cú khả năng th c hi n nhi u cụng vi c v i nhi u lo i chi ti t ự ệ ề ệ ớ ề ạ ế
khỏc nhau.
- Phải được kế ốt n i vào mạng truy n thụng c a h thống. ề ủ ệ
- Cú khả năng trang b thi t bị ểị ế ki m tra t ự động ch t lượng gia cụng và cú ấ
phần mềm lập trỡnh riờng.