Từ khi ra đời, rơ-bốt cơng nghiệp được áp dụng trong nhiều lĩnh vực dưới gĩc độ thay thế sức người. Nhờ đĩ, năng suất và hiệu quả sản xuất tăng lên rõ rệt.
Người ta sử dụng rơ-bốt cơng nghiệp nhằm nâng cao năng suất, giảm giá thành, nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm, cải thiện điều kiện lao động.
Trong ngành cơ khí, rơ-bốt cơng nghiệp được sử dụng nhiều trong cơng nghệ đúc, hàn, cắt gọt kim loại, sơn, phun, phủ kim loại, tháo lắp vận chuyển phơi, vận chuyển sản phẩm…
Hiện nay xuất hiện các dây chuyển sản xuất tự động gồm hệ thống các máy CNC với rơ-bốt cơng nghiệp, các dây truyền này cĩ mức độ tự động hĩa cao, linh hoạt cao.
Ngồi ra, kỹ thuật rơ-bốt cũng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác: khai thác thềm lục địa và đại dương, y học, quốc phịng, vũ trụ…; rơ-bốt được dùng để tự động hĩa các quá trình sản xuất gây độc hại cho con nguời (những mơi trường cĩ tia phĩng xạ, khí độc, nhiệt độ cao,…); hay dùng trong những cơng việc đơn điệu dễ gây mệt mỏi cho con người.
Khi gia cơng trên máy cơng cụ, rơ-bốt nhặt phơi từ bên ngồi rồi đặt nĩ vào vị trí gia cơng trên máy thứ nhất, sau đĩ, trong khi chi tiết đang được gia cơng trên máy thứ nhất, rơ-bốt nhặt phơi đã được gia cơng trên máy thứ nhất và đặt nĩ vào máy thứ hai,…Sau đĩ, cánh tay rơ-bốt quay về máy thứ nhất lấy chi tiết vừa được gia cơng xong ra, cấp chi tiết khác vào máy này. Cứ thế, rơ-bốt nhịp nhàng thực hiện một số lượng các nguyên cơng cĩ thể bằng hai ba cơng nhân thực hiện bằng tay.
Trên hình 6-10 là rơ-bốt SR-10 Shinko (Nhật Bản) được sử dụng để cấp phơi cho máy khoan.
Dây chuyền tự động gồm cơ cấu cấp phơi 2, máy khoan nhiều trục 4, băng tải 3 và rơ-bốt 1. Cơ cấu cấp phơi gá đặt phơi vào băng tải, tay máy của rơ-bốt 1 chuyển phơi tới máy khoan, đặt phơi vào vị trí gia cơng, sau khi khoan xong chuyển phơi tới băng tải 3. Chu kỳ đĩ được lặp lại tự động.
157
Hình 6-10.Rơ-bốt phục vụ máy khoan
Hình 6-11.Rơ-bốt phục vụ máy tiện.
1. Bàn đặt các đồ gá vệ tinh cĩ chi tiết đã gia cơng; 2. Các máy tiện tự động; 3. Rơ-bốt; 4. ồ gá vệ tinh với chi tiết chưa gia cơng;
5. Panel điều khiển rơ-bốt;6. Hệ thống thủy lực.
Trên hình 6-11 là tổ hợp cơng nghệ sử dụng rơ-bốt cấp phơi. Tổ hợp này gồm hai máy tiện 2 để gia cơng các chi tiết dạng trục và đĩa với kết cấu đa dạng. Trong tổ hợp này người ta sử dụng rơ-bốt cấp palet (đồ gá vệ tinh) cĩ phơi 4 cho hai máy tiện 2. Sau khi gia cơng xong rơ-bốt đặt palet với chi tiết lên bàn 1.
158
Trên hình 6-12 là tổ hợp cơng nghệ được rơ-bốt phục vụ. Tổ hợp cơng nghệ gồm 4 trung tâm gia cơng, hồn thành chu trình cơng nghệ gia cơng các chi tiết tương đối nhỏ với thời gian chu trình dưới 5 phút. Tổ hợp được trang bị hệ thống băng tải trung tâm với rơ-bốt đứng giữa thực hiện cấp phơi và lấy chi tiết đã gia cơng ra khỏi máy. Các trung tâm gia cơng bố trí hai bên băng tải.
Hiện nay, rơ-bốt lắp ráp được sử dụng rộng rãi trong các dạng sản xuất. Chúng cĩ giá thành khơng cao, cĩ khả năng điều chỉnh nhanh khi chuyển đối tượng lắp ráp, và độ ổn định cao.
Hình 6-12. Rơ-bốtphục vụ các trung tâm gia cơng
1. Băng tải chi tiết đã gia cơng; 2. Các trung tâm gia cơng; 3. Tủ điều khiển rơ-bốt; 4. Rơ-bốt; 5. Băng tải chi tiết chưa gia cơng; 6. Hệ thống thủy lực.
Nhìn chung, một rơ-bốt lắp ráp cĩ cấu tạo gồm 2 phần: phần thân và phần chấp hành. Các rơ-bốt lắp ráp cĩ thể được sử dụng độc lập hoặc kết hợp với nhau trong dây chuyền lắp ráp. Trên hình 6-13 là các sơ đồ sử dụng rơ-bốt để thực hiện mối ghép hình trụ cĩ khe hở. Tay kẹp xoay 15 của rơ-bốt chính 1 lấy chi tiết (trục) 5 từ máng chứa 6 và chuyển tới vùng lắp ráp nhờ bàn trượt 2 và 4. Rơ-bốt phụ 11 dùng tay kẹp 9 lấy bạc 7 từ máng chứa 8 và dùng tay quay 10 di chuyển bạc tới vị trí lắp ráp (vị trí của trục 5). Rơ-bốt 1 thực hiện chuyển động tìm kiếm để đưa tâm của trục trùng với tâm bạc. Vị trí tương đối giữa hai chi tiết trục - bạc được xác định bằng các cảm biến 14 gắn trên các lị xo phẳng 16 của cơ cấu chấp hành 3 (rơ-bốt chính 1). Sau khi dịch chuyển để tìm kiếm, khi tâm của các chi tiết lắp ghép trùng nhau, tay kẹp 15 dịch
159
chuyển xuống, thực hiện việc lắp trục vào bạc. Sau đĩ, đơn vị lắp được gá trên lỗ của chi tiết cơ sở 13 và được dịch chuyển theo chu kỳ nhờ băng tải 12.
Hình 6-13. Rơ-bốtthực hiện lắp ráp mối ghép trụ cĩ khe hở.
Đối với một quy trình cơng nghệ lắp ráp cĩ thể sử dụng một hoặc nhiều rơ-bốt tùy theo mức độ phức tạp của sản phẩm. Các rơ-bốt được dùng trọng hệ thống lắp ráp tự động được gọi là “tổ hợp rơ-bốt cơng nghệ”. Thơng thường chia ra làm 4 loại tổ hợp chính sau:
Một rơ-bốt cơng nghiệp phục vụ một thiết bị cơng nghệ (hoặc một vị trí làm việc).
Một rơ-bốt cơng nghiệp cĩ khả năng phục vụ một số thiết bị (hoặc một số chỗ làm việc)
Một số rơ-bốt cơng nghiệp phục vụ một thiết bị (hoặc một chỗ làm việc)
Một vài rơ-bốt cơng nghiệp phục vụ một số thiết bị (hoặc một số chỗ làm việc).
Những yêu cầu chính đối với rơ-bốt cơng nghiệp dùng trong lắp ráp: Độ chính xác định vị cao (0,011)mm.
Tốc độ dịch chuyển nhanh (0,60,8)m/s. Sức nâng tương đối lớn (tới 60kG). Tính vạn năng cao.
Giá thành tay tĩm thấp. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hệ thống điều khiển rơ-bốt phải cĩ khả năng điều chỉnh nhanh khi thay đổi đối tượng lắp ráp.
160
PHỤ LỤC Phụ lục 1 Các hệ thống số
P1.1. Hệ thập phân
Hệ thống số được sử dụng trong các tính tốn thường ngày là hệ thập phân. Hệ thống này dựa trên việc sử dụng 10 chữ số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Đối với số được biểu diễn theo hệ này, vị trí chữ số trong số cho biết giá trị được gán cho chữ số đĩ, giá trị này tăng theo cơ số 10 khi đi từ phải sang trái. Từ đĩ:
103 102 101 100
hàng ngàn hàng trăm hàng chục hàng đơn vị
P1.2. Hệ nhị phân
Hệ nhị phân chỉ dùng hai chữ số: 0 và 1, được gọi là các số nhị phân hoặc các bit. Khi số được biểu diễn theo hệ này, vị trí chữ số trong số cho biết giá trị được gán cho chữ số đĩ , giá trị này tăng theo cơ số 2 khi đi từ phải sang trái. Do vậy:
23 22 21 20
bit 3 bit 2 bit 1 bit 0
Bit 0 được gọi là bit ý nghĩa thấp nhất (Least Significant Bit - LSB) cịn bit cao nhất là bit ý nghĩa cao nhất (Most Significant Bit - MSB). Ví dụ, với số nhị phân 1010, bit ý nghĩa hấp nhất là bit cuối (cùng bên trái, 1. Khi đổi thành số thập phân, 1010 trở thành:
23 22 21 20
bit 3 bit 2 bit 1 bit 0
MSB LSB
Số nhị phân 1 0 1 0
Số thập phân 8 0 2 0
Như vậy số nhị phân 1010 tương đương số thập phân là 10. Phép chuyển đổi số nhị phân thành số thập phân là cộng các lũy thừa của 2 được xác định bằng số đĩ.
Phép chuyển đổi số thập phân sang số nhị phân là tìm các số lũy thừa tương ứng của 2. Cĩ thể thực hiện điều này bằng cách chia liên tục số thập phân cho 2, chú ý các số dư sau mỗi lần chia. Ví dụ, số thập phân 31:
31 : 2 = 15 dư 1 (LSB). 15 : 2 = 7 dư 1
7 : 2 = 3 dư 1
161
Số nhị phân là 11111. Phép chia thứ nhất cung cấp bit ý nghĩa thấp nhất, vì chỉ mới chia 31 cho 2, tức là 21 và số dư 1 tương ứng với số 20. Phép chia cuối cùng cung cấp bit ý nghĩa lớn nhất vì 31 được chia 2 được 4 bốn lần, nghĩa là 24 và số dư là 1.
Các số nhị phân dược sử dụng trong máy tính do hai trạng thái được biểu diễn bằng 0 và 1 dễ sử dụng với các bộ chuyển mạch, trong đĩ chúng cĩ thể biểu diễn trạng thái ngắt và đĩng. Một vấn đề đối với các số nhị phân là số tương đối nhỏ địi hỏi nhiều chữ số. Ví dụ, số 9 trong hệ thập phân chỉ cần một chữ số, nhưng khi được viết theo hệ nhị phân phải sử dụng bốn chữ số 1001. Số thập phân 181 gồm ba chữ số, dưới dạng nhị phân phải cần tám chữ số là 10110101. Do vậy, các số bát phân hoặc thập lục phân dơi khi được sử dựng để dễ xử lý các số hơn.
P1.3. Hệ bát phân
Hệ bát phân dựa trên tám chữ số. 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Khi số được biểu diễn theo hệ này, vị tn chữ số trong số cho biết giá tn được gán cho chữ số đĩ, giá trị này tăng theo cơ số 8 khi đi từ phải sang trái. Do vậy:
83 82 81 80
Để đổi số thập phân sang hệ bát phân, bạn hãy chia liên tiếp số thập phân cho 8 và chú ý các số dư. Số thập phân 15 chia cho 8 bằng 1 với số dư 7, từ đĩ số 15 trong hệ thập phân là số 17 trong hệ bát phân. Để chuyển từ hệ bát phân sang hệ thập phân, bạn hãy nhân các chữ số với lũy thừa của 8 tương ứng với vị tn của chữ số đĩ trong số bát phân. Ví dụ, số bát phân 365 là 3 x 82 + 6 x 81 + 5 x 80 = 245. Để chuyển từ hệ nhị phân sang hệ bát phân, số nhị 'phân được viết theo các nhĩm gồm ba bit, bắt đầu bằng bit ý nghĩa nhỏ nhất. Ví dụ, số nhị phân 11010110 được viết như sau:
11 010 110
Sau đĩ, mỗi nhĩm được thay bằng chữ số tương ứng từ 0 đến 7. Số nhị phân 110 là 6, 010 là 2 và 11 là 3. Từ đĩ số bát phân là 326. .Một ví dụ khác, số nhị phân 100111010 được viết thành: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
100 111 010 Hệ nhị phân 4 7 2 Hệ bát phân
Phép chuyển đổi từ hệ bát phân sang hệ nhị phân là chuyển từng chữ số bát phân thành số tương đương 3-bit của số bát phân đĩ. Như vậy, đối với số bát phân 21 thì 1 tương ứng với 001 và 2 tương ứng với 010. Do đĩ:
2 1 Số bát phân. 010 001 Số nhị phân.
162
P1.4. Hệ thập lục phân (hex)
Hệ thập lục phân dựa trên 16 chữ số/ký hiệu: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C. D, E, F. Khi số được biểu diễn theo hệ này, vị trì chữ số trong số cho biết giá trị được gán cho chữ số đĩ, giá trị này tăng theo cơ số 16 khi đi từ phải sang trái như sau:
... 163 162 160 160
Ví dụ, số thập phân 15 là F trong hệ thập lục phân. Để chuyển các số thập phân sang hệ thập lục phân, bạn chia liên tiếp số thập phân cho 16 và chú ý các số dư. Số thập phân 156 khi được chia cho 16 sẽ bằng 9 với số dư 12, do đĩ, theo hệ thập lục phân là 9C. Để chuyển từ hệ thập lục phân sang hệ thập phân, bạn nhân các chữ số trong hệ thập lục phân với lũy thừa của 16 tương ứng với vị trí của chữ số trong số thập lục phân. Như vậy, số 12 thập lục phân sẽ thành 1 x 161 + 2 x 160 = 18. Để chuyển các số nhị phân thành các số thập lục phân, ta tách các số nhị phân thành nhĩm bốn chữ số bắt đầu từ số cĩ giá trị nhỏ nhất.
Như vậy, số nhị phân 1110100110 sẽ là: 11 1010 0110 Số nhị phân.
3 A 6 Số thập lục phân.
Đối với phép chuyển đổi từ hệ thập lục phân sang hệ nhị phân, mỗi số thập lục phân được đổi thành số tương đương 4-bit của số thập lục phân đĩ. Như vậy số thập lục phân 1D sẽ cĩ số tương đương 4-bit là 0001 đối với 1 và 1101 đối với D:
1 D Số thập lục phân 0001 1101 Số nhị phân
Như vậy số nhị phân là 00011101.
Do thế giới thực cĩ khuynh hướng sử dụng chủ yếu các số theo hệ thập phân và các máy tính sử dụng các số theo hệ nhị phân, nên luơn luơn cĩ bài tốn chuyển đổi. Tuy nhiên, khơng cĩ liên hệ đơn giản giữa vị trí của các chữ số trong số thập phân và vị trí của các chữ số trong số nhị phân. Phương pháp thường được sử dụng là hệ thập phân mã hĩa nhị phân (BCD). Với hệ thống này, mỗi chữ số thập phân được mã hĩa riêng biệt trong hệ nhị phân. Ví dụ, số thập phân 15 cĩ số 5 được chuyển thành số nhị phân 0101 và số 1 thành 0001:
1 5 Số thập phân 0001 0101 Số nhị phân
Như vậy ta cĩ số 0001 0101 theo BCD.
Bảng PL-1 nêu các ví dụ về số biểu diễn theo hệ thập phân, hệ nhị phân, hệ bát phân, hệ thập lục phân và hệ BCD.
Bảng P1-1
163
Thập phân Nhị phân Bát phân Thập lục phân BCD
0 00000 0 0 0000 0000 1 00001 1 1 0000 0001 2 00010 2 2 0000 0010 3 00011 3 3 0000 0011 4 00100 4 4 0000 0100 5 00101 5 5 0000 0101 6 00110 6 6 0000 0110 7 00111 7 7 0000 0111 8 01000 10 8 00001000 9 01001 11 9 00001001 10 01010 12 A 0001 0000 11 01011 13 B 0001 0001 12 01100 14 C 0001 0010 13 01101 15 D 0001 0011 14 01110 16 E 0001 0100 15 01111 17 F 0001 0101 P1.5. Số học số nhị phân P1.5.1. Phép cộng
Phép cộng các số nhị phân sử dụng các nguyên tắc sau: 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 + 0 = 1 1 + 1 = 10 1 + 1 + 1 = 11 Hãy xét phép cộng các số nhị phân 01110 và 10011 + 01110 10011 Tổng 100001
Đối với bit 0 trong tổng, 0 + 1 = 1. Đối với bit 1 trong trắng, 1 + 1 = 10 và được ghi 0 với 1 được mang sang cột kế tiếp. Đối với bit 3 trong tổng, 1 + 0 + 1 mang sang = 10. Đối với bit 4 trong tổng số, 1 + 0 + 1 mang sang : 10, tiếp tục với các bit khác sẽ cĩ kết quả 100001.
P1.5.2. Phép trừ
Phép trừ các số nhị phân tuân theo các nguyên tắc sau: 0 - 0 = 0
164
1 - 1 = 0
Khi tính giá trị 0 - 1, 1 được mượn từ cột kế tiếp bên trái đang chứa 1. Ví dụ sau đây sẽ minh họa điều này.
-
11011 01110 Hiệu 01101 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đối với bit 0, cĩ 1 - 0 = 1. Đối với bit 1, cĩ 1 - 1 = 0. Đối với bit 2, cĩ 0 - 1 cần mượn 1 từ cột kế tiếp để cĩ 10 - 1 : 1. Đối với bit 3, cĩ 0 - 1, hãy nhớ cĩ mượn 1. Tiếp tục mượn 1 từ cột kế tiếp để cĩ 10 - 1 : 1.
Đối với bit 4, cĩ 0 - 0 = 0, hãy nhớ cĩ mượn 1.
P1.5.3. Các số cĩ dấu
Trước đây, các số nhị phân được khảo sát khơng cĩ dầu cho biết chúng dương hoặc âm. Từ khi cĩ nhu cầu sử dụng cả số âm và số dương, đã phát sinh cách phân biệt chúng. Điều này cĩ thể được thực hiện bằng cách thêm bit dấu. Khi đĩ số được gọi là cĩ dấu, bit cĩ giá trì lớn nhất được sử dùng để cho biết dấu của số đĩ, 0 được sử dụng cho số dương và 1 cho số âm. Như vậy, đối với số 8 - bit, sẽ cĩ dạng:
XXXX XXXX
Số dương được viết theo cách thơng thường với 0 đứng trước. Từ đĩ, số nhị phân dương 10110 sẽ được viết 010110. Số âm 10110 sẽ được viết 110110. Tuy nhiên,