Giáo Trình Robot Công Nghiệp: Tài Liệu Học Tập và Giảng Dạy

Giáo trình kỹ thuật về robot công nghiệp nghề cơ điện tử trình độ cao đẳng, biên soạn theo chương trình đào tạo chuẩn, hệ thống hóa kiến thức từ cơ bản đến nâng cao.

• Trường học: Cao đẳng nghề Cần Thơ
• Chuyên ngành: Cơ điện tử
• Đề tài: Giáo Trình Robot Công Nghiệp: Hướng Dẫn Chi Tiết và Ứng Dụng
• Loại tài liệu: sách giáo trình
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
• LỜI GIỚI THIỆU
• 1. BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP
• 1.1. Sơ lược quá trình phát triển của robot công nghiệp
• 1.2. Các khái niệm và định nghĩa về robot công nghiệp
• 1.2.1. Định nghĩa robot công nghiệp
• 1.2.2. Bậc tự do của robot (DOF: Degreees of Freedom)
• 1.3. Phân loại robot công nghiệp
• 1.4. Ứng dụng của Robot công nghiệp
• 1.5. Thực hành
• 2. BÀI 2: CẤU TRÚC CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP
• 2.1. Sơ đồ khối cấu trúc Robot
• 2.2. Cấu trúc tay máy
• 2.3. Bậc tự do của tay máy
• 2.4. Tay máy toạ độ vuông góc
• 2.5. Tay máy toạ độ trụ
• 2.6. Tay máy toạ độ cầu
• 2.7. Tay máy toàn khớp bản lề và SCARA
• 2.8. Các chế độ hoạt động của tay máy và robot công nghiệp
• 2.9. Hệ thống truyền dẫn động
• 2.9.1. Hệ truyền động điều khiển bằng điện
• 2.9.2. Hệ truyền động điều khiển bằng thuỷ lực
• 2.9.3. Hệ truyền động khí nén
• 2.10. Hệ thống điều khiển
• 2.11. Tay gắp Robot
• 3. BÀI 3: MÔ HÌNH ROBOT LẮP RÁP BÓNG ĐÈN
• 3.1. Tổng quan về mô hình lắp ráp bóng đèn
• 3.2. Chức năng của các cụm thiết bị
• 3.3. Mô hình trạm robot cấp đế
• 3.4. Mô hình trạm robot cấp mạch
• 3.5. Mô hình trạm robot cấp vít
• 3.6. Mô hình trạm robot cấp nắp
• 3.7. Mô hình trạm robot phân loại sản phẩm
• 3.8. Mô hình trạm bàn xoay trung tâm
• 3.9. Vận hành và an toàn lao động
• 3.9.1. Điều kiện an toàn
• 3.9.2. Hướng dẫn vận hành thiết bị ở chế độ tay
• 4. BÀI 4: ROBOT UR3, ABB
• 4.1. Các lệnh lập trình cơ bản dành cho RB UR3
• 4.2. Các lệnh di chuyển
• 4.3. Thiết lập chương trình robot
• 4.4. Tập lệnh cho RB ABB IRB120
• 4.5. Thực hành Robot IRB120
• 4.6. Thực hành Robot UR3
• 5. BÀI 5: BÀN XOAY TRUNG TÂM
• 5.1. Chu trình làm việc của hệ thống lắp ráp bóng đèn
• 5.2. Cài đặt kết nối AC servo delta với driver và PLC 1500
• 5.3. Vận hành bàn xoay trung tâm
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Robot Công Nghiệp Hướng Dẫn Chi Tiết

Giáo trình Robot Công Nghiệp là tài liệu quan trọng trong lĩnh vực cơ điện tử, giúp người học nắm vững kiến thức về robot và ứng dụng của chúng trong sản xuất. Tài liệu này được biên soạn dựa trên chương trình khung của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ, với mục tiêu cung cấp kiến thức cơ bản và nâng cao về robot công nghiệp. Nội dung giáo trình bao gồm các khái niệm, cấu trúc, và ứng dụng của robot, giúp người học có cái nhìn tổng quan và sâu sắc về lĩnh vực này.

1.1. Ứng dụng của Robot Công Nghiệp trong Sản Xuất

Robot công nghiệp được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất, từ lắp ráp đến hàn và sơn. Chúng giúp nâng cao năng suất, giảm chi phí và cải thiện chất lượng sản phẩm. Việc sử dụng robot trong sản xuất không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu rủi ro cho công nhân.

1.2. Lợi ích của Việc Sử Dụng Robot trong Doanh Nghiệp

Việc áp dụng robot công nghiệp mang lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp, bao gồm tăng cường hiệu quả sản xuất, giảm thiểu sai sót và cải thiện điều kiện làm việc. Robot có khả năng làm việc liên tục mà không cần nghỉ ngơi, giúp doanh nghiệp duy trì sản xuất ổn định.

II. Thách Thức trong Việc Ứng Dụng Robot Công Nghiệp

Mặc dù robot công nghiệp mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc ứng dụng chúng cũng gặp phải không ít thách thức. Các doanh nghiệp cần phải đầu tư vào công nghệ, đào tạo nhân lực và đảm bảo an toàn lao động. Những thách thức này có thể ảnh hưởng đến quyết định đầu tư vào robot công nghiệp.

2.1. Chi Phí Đầu Tư và Bảo Trì Robot

Chi phí đầu tư ban đầu cho robot công nghiệp có thể rất cao, bao gồm chi phí mua sắm, lắp đặt và bảo trì. Doanh nghiệp cần cân nhắc kỹ lưỡng trước khi quyết định đầu tư vào công nghệ này.

2.2. Đào Tạo Nhân Lực và Kỹ Năng Vận Hành

Để vận hành robot hiệu quả, nhân viên cần được đào tạo bài bản về công nghệ và quy trình làm việc. Việc thiếu hụt kỹ năng có thể dẫn đến việc sử dụng robot không hiệu quả.

III. Phương Pháp Lập Trình Robot Công Nghiệp Hiệu Quả

Lập trình robot công nghiệp là một trong những yếu tố quan trọng quyết định hiệu suất làm việc của robot. Các phương pháp lập trình hiện đại giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao khả năng tự động hóa.

3.1. Các Ngôn Ngữ Lập Trình Thông Dụng cho Robot

Có nhiều ngôn ngữ lập trình được sử dụng trong lập trình robot, bao gồm Python, C++, và các ngôn ngữ chuyên dụng như RAPID cho robot ABB. Mỗi ngôn ngữ có ưu điểm riêng, phù hợp với từng loại robot và ứng dụng cụ thể.

3.2. Quy Trình Lập Trình Robot Đơn Giản

Quy trình lập trình robot thường bao gồm các bước như xác định nhiệm vụ, thiết lập các tham số, và kiểm tra chương trình. Việc tuân thủ quy trình này giúp đảm bảo robot hoạt động hiệu quả và an toàn.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Robot Công Nghiệp

Robot công nghiệp đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ sản xuất ô tô đến điện tử và thực phẩm. Những ứng dụng này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm.

4.1. Robot trong Ngành Sản Xuất Ô Tô

Trong ngành sản xuất ô tô, robot được sử dụng để hàn, lắp ráp và sơn. Chúng giúp giảm thiểu thời gian sản xuất và nâng cao độ chính xác trong từng công đoạn.

4.2. Robot trong Ngành Điện Tử

Robot công nghiệp cũng được ứng dụng trong ngành điện tử để lắp ráp các linh kiện nhỏ. Sự chính xác và tốc độ của robot giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu lỗi.

V. Kết Luận và Tương Lai của Robot Công Nghiệp

Tương lai của robot công nghiệp hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ với sự tiến bộ của công nghệ. Các robot ngày càng thông minh hơn, có khả năng tự học và tự điều chỉnh, mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành sản xuất.

5.1. Xu Hướng Phát Triển Robot Thông Minh

Robot thông minh sẽ có khả năng tự học từ môi trường làm việc và cải thiện hiệu suất làm việc. Điều này sẽ giúp doanh nghiệp tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm thiểu chi phí.

5.2. Tác Động của Robot đến Thị Trường Lao Động

Sự phát triển của robot công nghiệp có thể ảnh hưởng đến thị trường lao động, tạo ra nhu cầu mới về kỹ năng và nghề nghiệp. Doanh nghiệp cần chuẩn bị cho sự chuyển đổi này để đảm bảo sự phát triển bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Robot Công Nghiệp (Mã mô đun: MĐ39) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề bắt buộc thuộc chương trình khung đào tạo ngành Cơ điện tử trình độ cao đẳng, được ban hành năm 2021 bởi Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ. Về mặt vị trí trong chương trình đào tạo, mô đun MĐ39 được bố trí giảng dạy sau khi sinh viên đã hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở và các mô đun chuyên môn tiên quyết bao gồm: PLC cơ bản, Kỹ thuật cảm biến, Điều khiển điện khí nén và Điều khiển thủy lực.

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định rõ trên ba phương diện chuẩn đầu ra:

• Kiến thức: Trang bị cho người học khả năng mô tả đầy đủ các nguyên lý cơ bản về cấu tạo, động học, động lực học, các hệ thống truyền dẫn động, phương pháp điều khiển và nguyên tắc vận hành an toàn robot công nghiệp.
• Kỹ năng: Phân tích được các nguyên tắc dẫn động và điều khiển thường gặp; vận hành, lập trình và ứng dụng hiệu quả robot công nghiệp vào các dây chuyền công nghệ cụ thể.
• Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện tác phong làm việc công nghiệp, tính kỷ luật, khả năng tổ chức nơi làm việc ngăn nắp, tuân thủ an toàn lao động, có khả năng làm việc độc lập và phối hợp làm việc nhóm.

Cấu trúc giáo trình được thiết kế với tổng thời lượng 75 giờ, bao gồm 15 giờ lý thuyết, 57 giờ thực hành/thảo luận và 3 giờ kiểm tra định kỳ. Giáo trình tiếp cận theo hướng tích hợp lý thuyết với thực hành trực tiếp trên các trang thiết bị thực tế như robot UR3, robot ABB IRB120, động cơ Servo Delta và bộ điều khiển PLC Siemens S7-1500.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình gồm 5 bài học được sắp xếp theo trình tự logic chặt chẽ từ tổng quan lý thuyết, phân tích cơ cấu cơ điện đến vận hành và lập trình hệ thống:

• Bài 1: Giới thiệu chung về Robot công nghiệp (MĐ39-01, 4 giờ): Trình bày lịch sử phát triển từ khái niệm "Robota" của Karel Capek (1921), các mốc chế tạo robot Versatran (AMF), Unimate-1990, mẫu robot mắt-tay Đại học Stanford (1967) đến robot T3 Cincinnati (1974); các định nghĩa tiêu chuẩn theo AFNOR (Pháp), RIA (Mỹ), FOCT 25686-85 (Nga); khái niệm bậc tự do ($DOF$), hệ toạ độ suy rộng, quy tắc bàn tay phải ($O_0$ đến $O_n$) và trường công tác ($Workspace$). Phân loại robot theo kết cấu (Đề-các $TTT$, Trụ $RTT$, Cầu $RRT$, Hệ toạ độ góc $RRR$ như PUMA, IRb-6, SCARA $RRT$ - Đại học Yamanashi 1979); phân loại theo hệ dẫn động (điện, thủy lực, khí nén) và theo ứng dụng công nghệ (sơn, hàn, lắp ráp).
• Bài 2: Cấu trúc của Robot công nghiệp (MĐ39-02, 8 giờ): Phân tích sơ đồ khối gồm tay máy ($Manipulator$), hệ thống chấp hành, hệ thống cảm biến (cảm biến gia tốc MEMS ADXL345, cảm biến góc nghiêng SW520, cảm biến nhiệt độ LM35), bộ điều khiển trung tâm ($PC$-based, vi xử lý 8/16/32-bit như Intel 8086, 80688, AVR, PLC), khâu tác động cuối ($End-Effector$: tay gắp ma sát, tay gắp lồng chứa) và giao diện điều khiển. Khảo sát cấu trúc cơ cấu tay máy (vai, cánh tay, cổ tay, bàn tay), phân biệt 3 bậc chuyển động định vị và 3 bậc chuyển động định hướng ($Roll$ $\rho$, $Pitch$ $\delta$, $Yaw$ $\varepsilon$). Trình bày hai chế độ hoạt động: chế độ huấn luyện ($Teaching\ mode$ qua $teach\ pendant$ hoặc $lead-by-nose$) và chế độ tự động ($Auto\ mode$). Khảo sát chi tiết hệ truyền động điện (động cơ DC kích từ độc lập, song song, nối tiếp, hỗn hợp; động cơ AC 1 pha, 3 pha), hệ truyền động thủy lực (dạng động lực, thể tích; xi lanh, bơm thủy lực) và hệ truyền động khí nén (truyền động thẳng, truyền động quay).
• Bài 3: Mô hình Robot lắp ráp bóng đèn (MĐ39-03, 16 giờ): Khảo sát tổng quan và nguyên lý làm việc của dây chuyền lắp ráp gồm 6 cụm trạm: trạm cấp đui đèn (Robot UR3), trạm cấp mạch LED (Robot UR3), trạm cấp vít (Robot ABB IRB120 kèm súng bắn vít và máy cấp vít tự động), trạm cấp nắp (Robot UR3), trạm phân loại sản phẩm (Robot ABB IRB120 kèm máng trượt lỗi), và trạm bàn xoay trung tâm (12 vị trí cơ khí với 8 vị trí công tác: cấp đui, camera check, cấp mạch LED, xilanh ép mạch, cấp vít, kiểm tra sáng, cấp nắp/ép nắp, lấy sản phẩm thành phẩm). Hướng dẫn chi tiết điều kiện an toàn môi trường ($16\sim 30^\circ\text{C}$, điện áp $180\sim 230\text{VAC}/50\text{Hz}$), vận hành manual qua cụm switch (7S1 đến 7S6), hướng dẫn điều khiển robot UR3 (tab MOVE, nút nhả phanh, tab I/O) và robot ABB IRB120 (chế độ Manual, Jogging, Mechanical unit ROB 1, Motion modes, Coordinate system, TCP Tool, Work object wobj, Payload, Joystick lock).
• Bài 4: Robot UR3, ABB (MĐ39-04, 24 giờ): Hướng dẫn các tập lệnh lập trình chuyển động cơ bản cho Robot UR3; thiết lập cấu trúc chương trình robot; nghiên cứu tập lệnh điều khiển Robot ABB IRB120; tổ chức thực hành lập trình thao tác gắp, đặt và di chuyển quỹ đạo trên thiết bị thật.
• Bài 5: Bàn xoay trung tâm (MĐ39-05, 23 giờ): Phân tích chu trình làm việc tổng thể của hệ thống lắp ráp bóng đèn; cấu hình, đấu nối và cài đặt thông số giao tiếp giữa động cơ AC Servo Delta, Driver điều khiển và PLC Siemens S7-1500; thực hành vận hành và đồng bộ chuyển động bàn xoay với các trạm robot nhánh.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

1. Động học cơ cấu robot: Cơ sở tính toán bậc tự do cho chuỗi động hở với các khớp động loại 5 (khớp tịnh tiến $T/P$ và khớp quay $R$); phương pháp gắn hệ trục toạ độ cục bộ và toạ độ suy rộng tuân thủ quy tắc bàn tay phải.
2. Nguyên lý truyền động cơ điện và thủy khí: Cơ sở biến đổi năng lượng điện - cơ trên động cơ DC/AC, nguyên lý điều khiển thế năng/áp suất dòng chất lưu trong truyền động thủy lực thể tích và nguyên lý ứng dụng khí nén trong thao tác gá kẹp, tịnh tiến.
3. Cấu trúc điều khiển tự động hóa: Khung kiến trúc tích hợp hệ thống điều khiển PLC (Siemens S7-1500) - Servo Driver (Delta) - Cảm biến công nghiệp (quang điện, gia tốc, vị trí) - Tay máy đa trục.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật: Thao tác thành thạo bàn dạy học ($Teach\ Pendant$) của robot UR3 và ABB IRB120; thiết lập các điểm toạ độ, công cụ làm việc ($TCP$), vật thể gia công ($Work\ Object$), tải trọng ($Payload$); cấu hình tín hiệu vào/ra số ($Digital\ I/O$) để đóng ngắt giác hút và xi lanh kẹp khí nén.
• Kỹ năng phân tích: Khả năng đọc hiểu sơ đồ khối hệ thống tự động; phân tích chu trình công nghệ của dây chuyền sản xuất đa trạm; xác định lỗi phát sinh trong quá trình chuyển dịch phôi và đồng bộ tín hiệu giữa các trạm.
• Kỹ năng thực hành công nghiệp: Lắp đặt, đấu nối phần cứng điều khiển an toàn; cài đặt tham số vận hành cho biến tần/driver servo; tổ chức không gian xưởng thực hành đúng tiêu chuẩn kỹ thuật.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng phương pháp đào tạo tích hợp mô đun, trong đó thời lượng thực hành chiếm ưu thế tuyệt đối (57/75 giờ, tương đương 76% tổng thời lượng mô đun). Cách tiếp cận này giúp người học chuyển tiếp nhanh chóng từ việc tiếp thu lý thuyết cơ sở sang thao tác trực tiếp trên thiết bị công nghiệp.

• Bài tập và thảo luận nhóm: Tại mỗi bài học, sinh viên được chia thành các nhóm nhỏ từ 3 đến 5 người để thực hiện các bài thực hành khảo sát (xác định bậc tự do, đo đạc toạ độ) và thảo luận các câu hỏi chuyên sâu (so sánh ưu nhược điểm giữa các hệ truyền động điện, thủy lực, khí nén; phân tích phạm vi ứng dụng của từng dạng tay gắp).
• Thực hành trên mô hình thực tế: Người học trực tiếp vận hành từng trạm chức năng trên mô hình dây chuyền lắp ráp bóng đèn: điều khiển nạp phôi tại trạm cấp đui, giám sát xử lý ảnh tại trạm camera, điều khiển robot siết ốc tự động, vận hành cơ cấu ép nắp và phân loại sản phẩm.
• Phương pháp đánh giá:
  • Đánh giá kiến thức: Thực hiện qua các bài kiểm tra viết, câu hỏi trắc nghiệm khách quan và vấn đáp chuyên môn tại xưởng.
  • Đánh giá kỹ năng: Đánh giá trực tiếp qua quy trình thao tác máy, khả năng thiết lập điểm chạy trên tay dạy $Teach\ Pendant$, kỹ năng cài đặt driver servo và đấu nối an toàn điện.
  • Đánh giá năng lực tự chủ và trách nhiệm: Đánh giá ý thức chấp hành nội quy xưởng, mức độ ngăn nắp, cẩn thận và hiệu quả phối hợp khi làm việc nhóm.
• Hướng dẫn tự học: Người học cần nghiên cứu trước tài liệu hướng dẫn sử dụng ($Manual$) của cánh tay robot UR3, ABB IRB120, tài liệu kỹ thuật của dòng PLC Siemens S7-1500 và Driver Delta; chủ động giải quyết các câu hỏi mở rộng và bài tập nâng cao ở cuối mỗi bài học.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

1. Khung chương trình chuẩn hóa năm 2021: Nội dung giáo trình được biên soạn mới hoàn toàn dựa trên chương trình khung đào tạo nghề Cơ điện tử trình độ cao đẳng ban hành năm 2021 của Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ, đảm bảo tính cập nhật và bám sát thực tiễn sản xuất.
2. Tích hợp hai dòng robot công nghiệp phổ biến: Thay vì chỉ học mô phỏng lý thuyết, giáo trình đưa vào giảng dạy trực tiếp hai dòng thiết bị tiêu biểu trong công nghiệp hiện đại:
   • Robot cộng tác UR3 (Universal Robots): Đại diện cho dòng robot linh hoạt ứng dụng trong cấp phôi, kiểm tra và lắp ráp module.
   • Robot công nghiệp ABB IRB120: Đại diện cho cánh tay robot công nghiệp tiêu chuẩn tốc độ cao dùng trong thao tác siết vít và phân loại sản phẩm.
3. Mô hình dây chuyền tự động hóa khép kín: Cung cấp giải pháp học tập trên dây chuyền lắp ráp bóng đèn hoàn chỉnh gồm 8 vị trí chức năng liên động, tích hợp đa dạng công nghệ: xử lý ảnh công nghiệp (camera inspection), máy bắn vít tự động, bàn xoay chia độ dẫn động bằng AC Servo Delta kết nối PLC Siemens S7-1500.
4. Tính liên môn và tổng hợp cao: Giáo trình đóng vai trò mắt xích kết nối các kiến thức riêng lẻ trước đó của sinh viên (lập trình PLC, cảm biến công nghiệp, khí nén - thủy lực) thành một hệ thống điều khiển tự động hoàn chỉnh.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên chuyên ngành: Sinh viên trình độ cao đẳng các nghề Cơ điện tử, Tự động hóa công nghiệp, Điện công nghiệp và Chế tạo máy cần hoàn thành học phần chuyên môn Robot công nghiệp.
• Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các học phần: Kỹ thuật cơ sở, PLC cơ bản, Kỹ thuật cảm biến, Điều khiển điện khí nén và Điều khiển thủy lực.
• Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng giáo trình làm tài liệu giảng dạy chính khóa, định khung thời lượng phân bổ lý thuyết - thực hành xưởng (75 giờ), xây dựng đề thi và thiết kế các bài thực hành trên thiết bị thực.
• Kỹ thuật viên và cán bộ kỹ thuật: Dùng làm tài liệu tham khảo kỹ thuật để tra cứu phương pháp lập trình tọa độ, vận hành tay dạy cho robot UR3, robot ABB IRB120 và quy trình tích hợp driver servo với hệ thống PLC.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng nào?

Tài liệu được biên soạn phục vụ trực tiếp cho sinh viên cao đẳng nghề Cơ điện tử, đồng thời là tài liệu tham khảo cho giảng viên dạy nghề và kỹ thuật viên vận hành tự động hóa tại các nhà máy.

2. Cần chuẩn bị những kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?

Người học bắt buộc phải nắm vững kiến thức về lập trình PLC cơ bản, nguyên lý hoạt động của các loại cảm biến công nghiệp, mạch điều khiển khí nén và mạch truyền động thủy lực.

3. Điểm khác biệt giữa giáo trình này với các tài liệu lý thuyết robot khác là gì?

Giáo trình tập trung vào thực hành ứng dụng (chiếm 76% thời lượng), đào tạo trực tiếp trên phần cứng thật gồm robot UR3, ABB IRB120, động cơ Servo Delta và PLC S7-1500 thay vì chỉ phân tích toán học giải tích động học thuần túy.

4. Người học có thể tự học hiệu quả bằng cách nào?

Cần nắm vững lý thuyết động học và phân loại hệ tọa độ ở Bài 1 và Bài 2, sau đó nghiên cứu kỹ quy trình an toàn điện, các bước thao tác trên màn hình $Teach\ Pendant$ của UR3 và ABB trước khi thực hành trên hệ thống.

5. Giáo trình có cung cấp các tiêu chuẩn quốc tế về Robot không?

Có, tài liệu trích dẫn và phân tích các định nghĩa chuẩn về robot công nghiệp theo tiêu chuẩn AFNOR (Pháp), RIA (Hiệp hội Robot Mỹ) và FOCT 25686-85 (Nga), cùng các phân loại cấu hình SCARA, Đề-các, cầu, trụ và khớp bản lề.

---

Kết luận

Giáo trình Robot Công Nghiệp (MĐ39) cung cấp hệ thống kiến thức toàn diện từ cơ sở lý thuyết động học, cấu trúc phần cứng truyền động đến quy trình lập trình và vận hành dây chuyền tự động hóa đa trạm. Lộ trình học tập được thiết kế khoa học: xây dựng nền tảng lý thuyết ở Bài 1 và Bài 2, tiếp cận mô hình dây chuyền sản xuất tích hợp ở Bài 3, làm chủ kỹ năng lập trình robot UR3, ABB IRB120 ở Bài 4 và hoàn thiện kỹ năng tích hợp hệ thống điều khiển bàn xoay Servo/PLC S7-1500 ở Bài 5. Để tối ưu hóa hiệu quả học tập, người học nên kết hợp nghiên cứu giáo trình cùng các tài liệu hướng dẫn kỹ thuật chính hãng từ Universal Robots, ABB Robotics và Siemens TIA Portal.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1 LỜI GIỚI THIỆU Mô đun Robot công nghiệp là một trong những mô đun chuyên môn của nghề cơ điện tử được biên soạn dựa theo chương trình khung đã xây dựng và ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề cơ điện tử trình độ cao đẳng. Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu, trong mỗi bài học đều có thí dụ và bài tập tương ứng để áp dụng và làm sáng tỏ phần lý thuyết.

Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa trên kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo các giáo trình hiện có và cập nhật những kiến thức mới có liên quan để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế. Nội dung giáo trình được biên soạn với lượng thời gian đào tạo 75 giờ gồm có: Bài 01 MĐ39-01: Tổng quan về Robot Bài 02 MĐ39-02: Cấu trúc của Robot công nghiệp Bài 03 MĐ39-03: Mô hình Robot lắp ráp bóng đèn Bài 04 MĐ39-04: Robot UR3, ABB Bài 05 MĐ39-05: Bàn xoay trung tâm. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quí thầy, cô, để nhóm biên soạn sẽ điều chỉnh hoàn thiện hơn.

Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn Chủ biên 2 MỤC LỤC Tr ang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN.1 LỜI GIỚI THIỆU. 3 BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP. Sơ lược quá trình phát triển của robot công nghiệp (IR: Industrial Robot). Các khái niệm và định nghĩa về robot công nghiệp.1 Định nghĩa robot công nghiệp.2 Bậc tự do của robot (DOF: Degreees of Freedom):.

Phân loại robot công nghiệp. Ứng dụng của Robot công nghiệp. 14 BÀI 2: CẤU TRÚC CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP. Sơ đồ khối cấu trúc Robot.

Cấu trúc tay máy. Bậc tự do của tay máy.2 Tay máy toạ độ vuông góc.3 Tay máy toạ độ trụ.4 Tay máy toạ độ cầu.5 Tay máy toàn khớp bản lề và SCARA.7 Các chế độ hoạt động của tay máy và robot công nghiệp. Hệ thống truyền dẫn động.1 Hệ truyền động điều khiển bằng điện.2 Hệ truyền động điều khiển bằng thủy lực.3 Hệ truyền động khí nén.30 4 Hệ thống điều khiển.Tay gắp Robot. 33 BÀI 3: MÔ HÌNH ROBOT LẮP RÁP BÓNG ĐÈN.

Tổng quan về mô hình lắp ráp bóng đèn. Chức năng của các cụm thiết bị.1 Mô hình trạm robot cấp đế. Mô hình trạm robot cấp mạch. Mô hình trạm robot cấp vít.

Mô hình trạm robot cấp nắp. Mô hình trạm robot phân loại sản phẩm. Mô hình trạm robot phân loại sản phẩm. Mô hình trạm bàn xoay trung tâm.

Vận hành và an toàn lao động.1 Điều kiện an toàn.2 Hướng dẫn vận hành thiết bị ở chế độ tay. 51 BÀI 4: ROBOT UR3, ABB. Các lệnh lập trình cơ bản dành cho RB UR3.1 Các lệnh di chuyển.8 Thiết lập chương trình robot. Tập lệnh cho RB ABB IRB120.

Thực hành Robot IRB120. Thực hành Robot UR3.69 BÀI 5: BÀN XOAY TRUNG TÂM. Chu trình làm việc của hệ thống lắp ráp bóng đèn. Cài đặt kết nối AC servo delta với driver và PLC 1500.

Vận hành bàn xoay trung tâm. 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO.94 4 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: ROBOT CÔNG NGHIỆP Mã mô đun: MĐ39 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Mô đun được bố trí học sau các môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở và các mô đun chuyên môn nghề PLC cơ bản, kỹ thuật cảm biến, điều khiển điện khí nén, điều khiển thủy lực… - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Là mô đun chuyên môn nghề tổng hợp các ứng dụng của PLC, kỹ thuật cảm biến, điều khiển điện khí nén, điều khiển thủy lực để tạo một hệ thống tự động điều khiển như robot công nghiệp. Mục tiêu của mô đun: - Kiến thức: Mô tả được những nguyên lý cơ bản về cấu tạo, động học, động lực học và các phương pháp điều khiển Robot và các nguyên tắc vận hành Robot Công nghiệp; - Kỹ năng: + Phân tích được các nguyên tắc dẫn động và các phương pháp điều khiển thường gặp trong Robot công nghiệp; + Ứng dụng Robot công nghiệp vào những lĩnh vực cụ thể 1 cách phù hợp; - Năng lực tự chủ và trách nhiệm + Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp và đúng các biện pháp an toàn; + Có tư thế tác phong công nghiệp, ý thức tổ chức kỷ luật, khả năng làm việc độc lập cũng như khả năng phối hợp làm việc nhóm trong quá trình học tập và sản xuất. Nội dung của mô đun: Thời gian (giờ) Thực hành, thí STT Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Kiểm nghiệm, số thuyết tra thảo luận, bài tập Bài 1: Giới thiệu chung về robot 1 4 2 2 công nghiệp 1.

Sơ lược quá trình phát triển của 0.5 robot công nghiệp 2. Các khái niệm và định nghĩa về 0.5 robot công nghiệp 2.1 Định nghĩa robot công nghiệp 2.2 Bậc tự do của robot 3. Phân loại robot công nghiệp 0. Ứng dụng của Robot công nghiệp 0.

Thực hành 2 2 Bài 2: Cấu trúc của Robot công 2 8 2 6 nghiệp 5 Thời gian (giờ) Thực hành, thí STT Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Kiểm nghiệm, số thuyết tra thảo luận, bài tập 1. Sơ đồ khối cấu trúc Robot 0. Cấu trúc tay máy 0. Bậc tự do của tay máy 2.2 Tay máy toạ độ vuông góc 2.3 Tay máy toạ độ trụ 2.4 Tay máy toạ độ cầu 2.5 Tay máy toàn khớp bản lề và SCARA 2.7 Các chế độ hoạt động của tay máy và robot công nghiệp 3.

Hệ thống truyền dẫn động 0.1 Hệ truyền động điều khiển bằng điện 3.2 Hệ truyền động điều khiển bằng thủy lực 3.3 Hệ truyền động khí nén 4 Hệ thống điều khiển 0.Tay gắp Robot 0. Thực hành 6 6 Bài 3: Mô hình Robot lắp ráp bóng 3 16 4 11 1 đèn 1. Tổng quan về mô hình lắp ráp 0. Chức năng của các cụm thiết bị 2 2 2.1 Mô hình trạm robot cấp đế 2.

Mô hình trạm robot cấp mạch 2. Mô hình trạm robot cấp vít 2. Mô hình trạm robot cấp nắp 6 Thời gian (giờ) Thực hành, thí STT Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Kiểm nghiệm, số thuyết tra thảo luận, bài tập 2. Mô hình trạm robot phân loại sản phẩm 2.

Mô hình trạm robot phân loại sản phẩm 2. Mô hình trạm bàn xoay trung tâm 3. Vận hành và an toàn lao động 1.1 Điều kiện an toàn 3.2 Hướng dẫn vận hành thiết bị ở chế độ tay 4. Thực hành 11 11 Kiểm tra 1 1 4 Bài 4: Robot UR3, ABB 24 4 19 1 1.Các lệnh lập trình cơ bản dành cho 2 2 RB UR3 1.1 Các lệnh di chuyển 1.8 Thiết lập chương trình robot 2.Tập lệnh cho RB ABB IRB120 2 2 3.2 Robot UR3 Kiểm tra 1 1 7 Thời gian (giờ) Thực hành, thí STT Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Kiểm nghiệm, số thuyết tra thảo luận, bài tập 5 Bài 5: Bàn xoay trung tâm 23 3 19 1 1.

Chu trình làm việc của hệ thống 1 1 lắp ráp bóng đèn 2.Cài đặt kết nối AC servo delta với driver và PLC 1500 4.Vận hành bàn xoay trung tâm 1 1 5.Thực hành 19 19 Kiểm tra 1 1 Tổng cộng 75 15 57 3 8 BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP Mã bài: MĐ39 – 01 Giới thiệu: Theo quá trình phát triển của xã hội, nhu cầu nâng cao sản xuất và chất lượng sản phẩm ngày càng đòi hỏi ứng dụng rộng rãi các phương tiện tự động hóa sản xuất. Xu hướng tạo ra những dây chuyền và thiết bị tự động có tính linh hoạt cao đã hình thành và phát triển mạnh mẽ. Vì thế ngày càng tăng nhanh nhu cầu ứng dụng người máy để tạo ra các hệ sản xuất tự động linh hoạt. Trước khi bắt đầu tìm hiểu và học tập robot công nghiệp, thì người học cần nắm rõ những khái niệm về robot công nghiệp, cấu trúc cơ bản, phân loại và ứng dụng của robot công nghiệp Mục tiêu: - Trình bày đúng định nghĩa liên quan đến Robot; - Trình bày đúng các cách phân loại Robot; - Trình bày được các ứng dụng điển hình của Robot; - Chủ động, sáng tạo và an toàn trong quá trình học tập Nội dung chính: 1.

Sơ lược quá trình phát triển của robot công nghiệp (IR:Industrial Robot) Thuật ngữ “Robot” xuất phát từ tiếng Sec (Czech) “Robota” có nghĩa là công việc tạp dịch trong vở kịch Rossum’s Universal Robots của Karel Capek, vào năm 1921. Trong vở kịch này, Rossum và con trai của ông ta đã chế tạo ra những chiếc máy gần giống với con người để phục vụ con người. Có lẽ đó là một gợi ý ban đầu cho các nhà sáng chế kỹ thuật về những cơ cấu, máy móc bắt chước các hoạt động cơ bắp của con người. Đầu thập kỷ 60, công ty của Mỹ AMF (American Machine Foundary Company) quảng cáo một loại máy tự động vạn năng gọi là “Người máy công nghiệp” (Industrial Robot).

Về mặt kỹ thuật, những robot công nghiệp ngày nay có nguồn gốc từ hai lĩnh vực kỹ thuật ra đời sớm hơn đó là các cơ cấu điều khiển từ xa (Teleoperators) và các máy công cụ điều khiển số (NC – Numerically Controlled machine tool). Các cơ cấu điều khiển từ xa đã được phát triển mạnh trong chiến tranh thế giới lần thứ hai nhằm nghiên cứu các vật liệu phóng xạ. Các cơ cấu này thay thế cho cánh tay của người thao tác gồm có một bộ kẹp bên trong và hai tay cầm bên ngoài. Cả tay cầm và bộ kẹp được nối với cơ cấu 6 bậc tự do để tạo ra hướng và vị trí tuỳ ý.

Robot công nghiệp đầu tiên được chế tạo là robot Versatran của công ty AMF. Cũng trong khoản thời gian này ở Mỹ xuất hiện loại robot Unimate-1990 được dùng đầu tiên trong kỹ nghệ ô tô.