Đồ án HCMUTE: Hệ thống điều khiển và giám sát phôi tự động sử dụng cánh tay robot

• Tác giả: Trần Đức Quang
• Người hướng dẫn: TS. Trần Vi Đô
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: CNKT Điều Khiển Và Tự Động Hóa
• Đề tài: Điều Khiển Và Giám Sát Cấp Ghép Phôi Tự Động Sử Dụng Cánh Tay Robot
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.3. Mục tiêu đề tài
• 1.4. Giới hạn đề tài
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Nội dung của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Hệ thống cấp phôi
• 2.1.1. Phôi rời
• 2.2. Hệ thống Robot
• 2.2.1. Khái niệm chung về Robot
• 2.2.2. Các cấu trúc cơ bản của robot công nghiệp
• 2.2.3. Phân loại robot
• 2.2.4. Các loại cảm biến trong Robot công nghiệp
• 2.2.4.1. Cảm biến vị trí
• 2.2.4.2. Cảm biến lực
• 2.2.4.3. Các loại cảm biến tiệm cận trong công nghiệp
• 2.2.4.3.1. Định nghĩa cảm biến tiệm cận
• 2.2.4.3.2. Đặc điểm của cảm biến tiệm cận
• 2.2.4.3.3. Phân loại cảm biến tiệm cận
• 2.2.4.3.4. Ứng dụng của cảm biến tiệm cận
• 2.3. Hệ thống điều khiển robot
• 2.3.1. Tổng quan về PLC
• 2.3.2. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1. Yêu cầu của hệ thống
• 3.2. Sơ đồ khối điều khiển
• 3.3. Lựa chọn thiết bị
• 3.3.1. Lựa chọn robot
• 3.3.2. Lựa chọn bộ điều khiển
• 3.3.3. Lựa chọn loại cảm biến
• 3.4. Sơ đồ kết nối phần cứng
• 3.5. Thuật toán điều khiển
• 3.5.1. Lập trình bộ điều khiển IQ-R
• 3.5.2. Lập trình bộ điều khiển robot CR-800
• 3.5.3. Thiết kế giao diện giám sát hệ thống
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ
• 4.1. Kết quả phần cứng
• 4.1.1. Trụ cấp phôi vuông
• 4.1.2. Trụ cấp bạc đạn 6003
• 4.1.3. Trụ cấp con trượt LM8u
• 4.1.4. Thiết kế đầu tool
• 4.2. Kết quả phần mềm và hoạt động thực tế hệ thống
• 4.2.1. Phần mềm giám sát
• 4.2.2. Các thông báo phần mềm khi hệ thống hoạt động thực tế
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Kết luận
• 5.2. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan

Trong bối cảnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, việc phát triển hệ thống giám sát và điều khiển là rất cần thiết. Cánh tay robot đóng vai trò quan trọng trong việc tự động hóa quy trình sản xuất. Hệ thống này không chỉ giúp giảm thiểu sức lao động mà còn nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Việc áp dụng công nghệ robot vào sản xuất giúp các nhà máy hoạt động hiệu quả hơn, giảm chi phí vận hành và tăng tính linh hoạt trong sản xuất.

1.1 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu và phát triển hệ thống giám sát giúp nâng cao hiệu quả sản xuất. Việc chế tạo hệ thống cấp phôi tự động không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn khẳng định trình độ công nghệ của quốc gia. Hệ thống này cho phép giám sát và điều khiển từ xa, đảm bảo an toàn kỹ thuật và nâng cao năng suất lao động.

1.2 Mục tiêu đề tài

Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế và thi công hệ thống cấp phôi tự động sử dụng cánh tay robot. Hệ thống cần đạt năng suất tối thiểu 160 sản phẩm mỗi giờ và có khả năng lắp ghép các dạng phôi khác nhau. Đặc biệt, hệ thống phải có khả năng giám sát và điều khiển từ xa, đảm bảo an toàn kỹ thuật trong quy trình sản xuất.

II. Cơ sở lý thuyết

Chương này trình bày các khái niệm cơ bản về hệ thống cấp phôi và robot công nghiệp. Cảm biến robot là một phần không thể thiếu trong việc giám sát và điều khiển. Các loại cảm biến như cảm biến vị trí và cảm biến lực giúp robot thực hiện chính xác các thao tác. Việc hiểu rõ về các loại cảm biến và cách thức hoạt động của chúng là rất quan trọng trong việc thiết kế hệ thống.

2.1 Hệ thống cấp phôi

Hệ thống cấp phôi là một phần quan trọng trong quy trình sản xuất tự động. Việc phân loại phôi rời theo hình dáng và kích thước giúp lựa chọn cơ cấu cấp phôi phù hợp. Các loại phôi như chi tiết hình trụ, phôi vuông, và phôi tròn đều có những yêu cầu riêng trong việc cấp và lắp ghép.

2.2 Hệ thống robot

Hệ thống robot công nghiệp bao gồm nhiều thành phần như cảm biến, bộ điều khiển, và cánh tay robot. Các robot hiện đại có khả năng lập trình linh hoạt, cho phép thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau trong quy trình sản xuất. Việc sử dụng robot giúp tăng cường hiệu quả và giảm thiểu sai sót trong quá trình sản xuất.

III. Thiết kế hệ thống

Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển bao gồm việc xác định yêu cầu kỹ thuật và lựa chọn thiết bị phù hợp. Sơ đồ khối điều khiển và thuật toán điều khiển là những yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả. Việc lập trình bộ điều khiển và thiết kế giao diện giám sát cũng cần được chú trọng để đảm bảo tính khả thi và hiệu quả của hệ thống.

3.1 Yêu cầu của hệ thống

Hệ thống cần đáp ứng các yêu cầu về năng suất, độ chính xác và tính linh hoạt. Cần thiết kế hệ thống sao cho có thể cấp và lắp ghép các dạng phôi khác nhau, đồng thời đảm bảo an toàn trong quá trình hoạt động. Việc giám sát từ xa cũng là một yêu cầu quan trọng để nâng cao hiệu quả sản xuất.

3.2 Sơ đồ khối điều khiển

Sơ đồ khối điều khiển thể hiện mối quan hệ giữa các thành phần trong hệ thống. Các tín hiệu từ cảm biến sẽ được gửi đến bộ điều khiển để xử lý và điều khiển cánh tay robot thực hiện các thao tác cần thiết. Sơ đồ này giúp hình dung rõ ràng cách thức hoạt động của hệ thống và đảm bảo tính đồng bộ trong quá trình sản xuất.