ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ CHỌN ĐỀ TÀI Ta đang ở trong giai đoạn toàn cầu hóa, công nghiệp hóa, hiện đại hóa ngày càng được chú trọng để phát triển kinh tế. Nhu cầu về vận chuyển hàng hóa và hậu vận chuyển hàng hóa ngày càng được quan tâm. Hàng hóa cần được di chuyển có trọng tải nặng, và được bố trí theo những cách khác nhau, khoảng cách khác nhau, đòi hỏi sức khỏe của người lao động, độ chính xác cao nhưng vẫn đảm bảo an toàn cho người lao động. Điều này thật sự gây ra những khó khăn cho các doanh nghiệp.
Việc ứng dụng tự động hóa trong vận chuyển hàng hóa đang là yêu cầu thực sự cần thiết. Mang lại hiệu quả cao trong khâu vận chuyển hàng hóa cũng như hậu vận chuyển hàng. Quá trình sắp xếp và vận chuyển hàng hóa được rút ngắn, do có sự linh hoạt trong việc thay đổi kích thước, khối lượng, phương pháp xếp hàng được dùng trong các hệ thống cánh tay robot công nghiệp. Sự an toàn của người lao` động được đặt lên cao, nhưng vẫn đảm bảo nâng cao năng suất, đem lại hiệu quả cao trong quá trình sản xuất.
Từ những lý do đó cùng với những nền tảng kiến thức đã học, vốn hiểu biết về cơ khí, điện, điện tử và công nghệ phát tiền hiện nay, cùng với sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn – cô Lê Thị Ngọc Quyên, nhóm chúng em quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình cánh tay robot bốc xếp hàng”. Đây như là một nền tảng nghiên cứu để nhóm có thể nghiên cứu và thực hiện, phát triển để tạo ra những điểm mới khác biệt so với các cánh tay robot hiện tại, từ đó có thể hiểu hơn và thực hiện được nhiều đề tài khác về tự động hóa cánh tay robot phát triển hơn sau này. SƠ LƯỢC VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP TRONG BỐC XẾP HÀNG HÓA 1. Robot công nghiệp là gì ? Là thiết bị được chế tạo và lập trình để có thể hoạt động tương tự như cánh tay của con người, với các cơ cấu khớp chuyển động theo chiều tịnh tiến và xoay theo các hướng nhất định, và được sử dụng, vận hành trong các nhà máy sản xuất công nghiệp.
Cánh tay robot công nghiệp lần đầu tiên được ứng dụng trong ngành công nghiệp lắp ráp xe ô tô với công việc là hàn và dập các chi tiết kim loại có tính chất lặp đi lặp lại. Ngày nay, nhờ sự phát triển của công nghệ hiện đại và kĩ thuật tiên tiến, nó đã và đang góp mặt trong nhiều lĩnh vực khác nhau như cơ khí chế tạo, thực phẩm, hàng không vũ trụ, y tế và các ngành công nghiệp phụ trợ khác. Đóng góp không nhỏ trong sự phát triển của công nghiệp hiện đại. Giảm thiểu sức lao động của con người.
Trang | 12 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên của công nghiệp hiện đại. Giảm thiểu sức lao động của con người. Một số loại cánh tay robot công nghiệp 1. Robot Delta Hình 1.
1:Robot Delta Robot Delta có các đặc điểm nổi bật là nhanh, chính xác, linh hoạt. Được cấu tạo bởi kết cấu nhẹ, phù hợp với việc gắp và đặt các vật có khối lượng nhỏ từ vài kg trở xuống, hoặc đóng gói và phân loại sản phẩm. Robot Scara Hình 1. 2: Robot Scara Trang | 13 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên Robot Scara được trang bị các tính năng thông minh, cánh tay robot có khớp nối theo phương ngang mang đến hiệu quả khối lượng, di chuyển nhanh, bên cạnh đó là trang bị được tải nặng.
Được sử dụng trong một không gian hẹp, hạn chế di chuyển. Robot tuyến tính (robot giàn) Hình 1. 3: Robot tuyến tính (robot giàn) Robot tuyến tính thường được dùng trong tự động xếp dỡ, quay và vận chuyển. Dùng ở không gian làm việc lớn, tải trọng vận chuyển lớn, phạm vi làm việc lớn nhưng vẫn có tính linh hoạt cao.
Robot khớp nối Hình 1. 4: Robot khớp nối Trang | 14 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên Robot khớp nối dùng trong công nghiệp thường có 4 đến 6 khớp nối và có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau như hàn, xử lý vật liệu, loại bỏ vật liệu, nâng hạ vật, … Các cánh tay lớn của chúng thường được sử dụng để nâng các vật nặng và được chạy bằng phương pháp thủy lực và khí nén. ROBOT BỐC XẾP Cánh tay robot công nghiệp hỗ trợ bốc xếp được sử dụng phổ biến trong môi trường sản xuất hiện đại ngày nay. Thiên hướng bốc xếp hàng hóa tự động sẽ giúp nâng cao quá trình gắp và thả sản phẩm, cũng như giúp tăng năng suất trong sản xuất.
Robot bốc xếp có thể đồng thời thực hiện các công việc lặp đi lặp lại mà cần ít sự can thiệp của con người, vậy nên các các nhân và doanh nghiệp có thể bố trí nhân công cho các công việc phức tạp, yêu cầu tính con người cao hơn, chính xác hơn. Hệ thống cánh tay robot bốc xếp hàng hóa ngày nay đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển và không ngừng tiến bộ, đáp ứng được nhu cầu tự động hóa trong ngành công nghiệp vận chuyển. Cánh tay robot công nghiệp được dùng để bốc xếp và di chuyển hàng hóa trong các cụm kho hàng, trung tâm phân phối hàng hóa, các cảng biển, sân bay và các cơ sở sản xuất lớn hiện nay. Cánh tay robot công nghiệp bốc xếp hàng hóa thường được thiết kế dựa trên nguyên lý của robot cánh tay công nghiệp, có khả năng di chuyển linh hoạt và thực hiện nhiều công việc khác nhau.
Thường thì các hệ thống hiện đại thường kết hợp nhiều cánh tay robot với cảm biến và phần mềm điều khiển thông minh để tăng tính hiệu quả và độ chính xác trong quá trình thực hiện. Một số các đặc điểm và tính năng của hệ thống cánh tay robot công nghiệp bốc xếp hàng hóa hiện nay gồm: 1. Đa nhiệm: Các cánh tay robot có khả năng thực hiện nhiều công việc khác nhau như bốc xếp hàng, xếp chồng hàng, đóng gói, chiết rót và vận chuyển hàng hóa. Tính linh hoạt: Hệ thống cánh tay robot được thiết kế để có thể di chuyển và làm việc trong không gian bị hạn chế, nhưng có thể xoay, nghiêng, di chuyển theo những hướng khác nhau để tiếp cận được nhiều các vị trí khác nhau một cách linh hoạt trong các kho hàng.
Cảm biến tiếp nhận: Các cánh tay robot này thường được trang bị các cảm biến để phát hiện, đồng thời phản ứng với môi trường xung quanh, đảm bảo việc tránh Trang | 15 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên va chạm, cũng như an toàn khi làm việc trong không gian có con người hoặc các vật thể có mặt khác gần đó. Tự động hóa: Hệ thống cánh tay robot được điều khiển trên các phần mềm có tính thông minh cao, cho phép chúng có thể hoạt động tự chủ mà không cần sự can thiệp khi không cần thiết của con người. Công nghệ từ máy học, cũng như trí tuệ nhân tạo có thể được áp dụng để nâng cao khả năng tự động hóa nhằm tăng cường hiệu suất của hệ thống sản xuất. Tích hợp trên hệ thống: Hệ thống cánh tay robot công nghiệp thường được tích hợp cùng với các hệ thống quản lý kho hàng và phần mềm điều khiển tổng thể để đảm bảo tính nhất quán và hiệu quả trong quá trình bốc xếp và vận chuyển hàng hóa linh hoạt.
Từ đó cho thấy, hệ thống cánh tay robot công nghiệp trong bốc xếp hàng hóa hiện nay đã đạt được những sự tiến bộ đáng kể đến và đóng vai trò thực sự quan trọng trong việc nâng cao năng suất, hiệu quả, tính chính xác và độ an toàn trong các ngành công nghiệp sản xuất hiện nay. Hoạt động Cánh tay robot bốc xếp hàng thường được gắn trên các giá đỡ ổn định, được định vị để tiếp cận đến các khu vực khác nhau để thao tác các chu trình công việc được lập trình sẵn. Nó sử dụng các hệ thống thị giác hiện đại để xác định và xác nhận, thực hiện di chuyển các đối tượng từ điểm tới điểm một cách chính xác. Với các thiết kế từ các công ty về công nghệ robot hiện nay, robot bốc xếp có thể được hiệu chỉnh với nhiều tùy chọn thiết bị ở cánh tay gắp khác nhau để có thể sử dụng trong các mục đích khác nhau, có thể nói đến như di chuyển, phần loại, lắp ráp,.
Robot bốc xếp được dùng để đưa sản phẩm từ điểm đầu đến điểm cuối của nhà máy, vận hàng xếp hàng trên các pallet, xếp hàng lên xe,… 1. Ứng dụng Cánh tay robot bốc xếp hiện nay thường ứng dụng trong các quá trình sản xuất như đóng gói, vận chuyển, bốc xếp, chuyển hàng,… 1. Lợi ích Lợi ích của cánh tay robot công nghiệp bốc xếp là tốc độ, sức mạnh và tính chất nhất quán trong chuyển động, cũng như sức mạnh tải hàng. Hệ thống có thể được điều chỉnh để đáp ứng được các yêu cầu sản xuất và dễ dàng, nhanh chóng lập trình để có thể sử dụng cho nhiều ứng dụng hiện nay.
Cánh tay hiện có nhiều thiết kế khác nhau, cánh Trang | 16 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên tay robot công nghiệp bốc xếp thường có kích thước phù hợp theo như cầu sử dụng, vậy nên điều phù hợp với các ứng dụng có không gian chật hẹp cũng như giới hạn. Cánh tay robot bốc xếp cũng giúp tăng sản lượng công việc, hỗ trợ trong quá trình chọn, đóng gói trong nhà kho sản xuất. Mang lại tỉ lệ hoàn vốn cao và nhanh chóng cho các doanh nghiệp. Robot bốc xếp giúp giảm bớt nhân công và nhân viên vận hành các công việc lặp đi lặp lại, giúp tăng năng suất đồng thời giảm bớt khả năng tai nạn lao động.
Đặc trưng của robot bốc xếp so với robot công nghiệp nói chung Robot bốc xếp được phát triển lên như một phần nhỏ của cả ngành công nghiệp cánh tay robot. Được cái tiến để phát triển dựa trên nguyên lý cảnh tay robot công nghiệp nhưng có sự thay đổi về thiết kế khâu cuối để đánh bảo tính năng của nó là bốc xếp.5, đầu hút của robot Delta được thiết kế nhỏ gọn, linh hoạt để hút các vật có khối lượng nhỏ, được hỗ trợ lực bở khí nén. 5: Đầu hút của robot Delta Hình 1.6 cũng được tích hợp với đầu hút khí nén nhưng có thiết kế khác để phù hợp với mục đích sử dụng và kết cấu tay máy. Trang | 17 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên Hình 1.
6: Đầu hút cánh tay robot Scara Hình 1.