Nghiên cứu ứng dụng robot hàn trong quy trình hàn tự động cho mũi cọc chữ X

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT LUẬN VĂN

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu chung về robot hàn

1.2. Các yêu cầu kĩ thuật khi hàn và chất lượng mối hàn

1.3. Các nghiên cứu liên quan đến robot hàn

1.4. Đặt vấn đề và tính cấp thiết của đề tài

1.5. Mục tiêu nghiên cứu - nhiệm vụ của đề tài

1.6. Ý nghĩa của đề tài

1.7. Đối tượng, phạm vi của đề tài

1.8. Phương pháp nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

2.1. Phân tích các phương pháp nhận dạng đường hàn

2.2. Nhận xét và đề xuất hướng giải quyết

2.3. Kết cấu của hệ thống cảm biến tìm đường hàn

2.4. Cơ sở toán học của phương pháp

3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG HÀN TỰ ĐỘNG MŨI CỌC CHỮ X

3.1. Tính toán thiết kế cơ khí bàn gá mũi cọc chữ X

3.1.1. Thiết kế khung, bàn gá

3.1.2. Tính toán thiết kế, lựa chọn động cơ, hộp số và truyền động

3.1.3. Giải pháp kết nối điện bàn xoay với máy hàn

3.2. Thiết kế hệ thống cảm biến tìm đường hàn

3.2.1. Lựa chọn cảm biến

3.2.2. Thiết kế hệ thống trượt tịnh tiến dọc theo đường hàn

3.2.3. Thiết kế cụm xoay cảm biến

3.3. Thiết kế hệ thống điện

3.3.1. Chọn thiết bị điều khiển

3.3.2. Chọn cảm biến tiệm cận

3.3.3. Lựa chọn driver điều khiển động cơ bước

3.3.4. Thiết kế chọn nguồn điện

3.4. Giao tiếp vi điều khiển với máy tính và máy tính với robot

3.4.1. Phân tích lựa chọn số bậc tự do của robot

3.4.2. Robot MOTOMAN UP6 – XRC

3.4.3. Giới thiệu giao tiếp RS232 dùng trong Datatransmission

3.4.4. Kết nối thiết bị

3.4.5. Cài đặt tham số hệ thống

3.4.6. Giao thức BSC Like

3.4.7. Giao diện Window forms

4. CHƯƠNG 4: GIẢI THUẬT VÀ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

4.1. Giải thuật tính toán quỹ đạo đường hàn dựa trên cở sở toán học

4.2. Giải thuật tìm đường hàn dựa trên giao điểm 2 đường thẳng

4.3. Calib giá trị đo của cảm biến đo khoảng cách

4.4. Calib góc 0 ban đầu của cảm biến

4.4.1. Calib vị trí góc 0 của cảm biến ngang

4.4.2. Calib vị trí góc 0 của cảm biến đứng

4.5. Tiến hành thực nghiệm tìm đường hàn

4.5.1. Thực nghiệm tìm đường hàn

4.5.2. Tạo chương trình hàn cho robot hàn

4.6. Kiểm chứng kết quả tìm kiếm đường hàn

4.6.1. Phương pháp kiểm chứng

4.6.2. Xác định tọa độ đường hàn thực

4.6.3. Kết quả quỹ đạo thu lần đầu

4.6.4. Kết quả quỹ đạo sau khi cải tiến giải thuật

4.6.5. Kết quả quỹ đạo áp dụng phương pháp giao 2 đường thẳng

4.6.6. Kết quả tracking theo quỹ đạo đường hàn tìm được của robot

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

5.1. Nhận xét kết quả đạt được của đề tài

5.2. Hướng phát triển của đề tài

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về nghiên cứu ứng dụng robot hàn

Nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng robot hàn trong quy trình hàn tự động cho mũi cọc chữ X. Mục tiêu chính là cải thiện hiệu suất và chất lượng hàn thông qua việc áp dụng công nghệ hàn hiện đại. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc sử dụng robot hàn không chỉ giúp giảm chi phí mà còn nâng cao độ chính xác trong quá trình hàn. Đặc biệt, với sự phát triển của hệ thống hàn tự động, khả năng tự động hóa trong quy trình hàn càng trở nên quan trọng. Đề tài này cũng nhấn mạnh vào việc tối ưu hóa quy trình hàn, giúp giảm thiểu thời gian và chi phí sản xuất mà vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm.

II. Thiết kế hệ thống cảm biến và bàn gá hàn

Phần này trình bày chi tiết về thiết kế hệ thống cảm biến và bàn gá hàn cho mũi cọc chữ X. Việc lựa chọn và thiết kế cảm biến là rất quan trọng để nhận diện chính xác đường hàn. Hệ thống cảm biến được thiết kế để đo khoảng cách và xác định vị trí mối hàn một cách chính xác. Bên cạnh đó, bàn gá hàn cũng được thiết kế để đảm bảo độ ổn định và chính xác trong quá trình hàn. Việc kết hợp giữa cảm biến và robot hàn tạo ra một quy trình hàn tự động hóa hiệu quả, giúp nâng cao chất lượng mối hàn và giảm thiểu sai số. Đặc biệt, các phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn cũng được đề cập để đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng đáp ứng được các tiêu chuẩn kỹ thuật.

III. Quy trình hàn tự động cho mũi cọc chữ X

Quy trình hàn tự động cho mũi cọc chữ X được xây dựng dựa trên các bước cụ thể từ nhận diện đường hàn đến thực hiện hàn. Đầu tiên, hệ thống cảm biến sẽ xác định vị trí đường hàn, sau đó robot hàn sẽ tiến hành hàn theo quỹ đạo đã được tính toán. Việc tự động hóa quy trình này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao độ chính xác của mối hàn. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ hàn hiện đại có thể cải thiện đáng kể hiệu quả hàn, đồng thời giảm thiểu chi phí sản xuất. Kết quả thực nghiệm cho thấy quy trình này có khả năng hoạt động ổn định và cho ra sản phẩm với chất lượng cao.

IV. Kết quả thực nghiệm và phân tích

Phần này tập trung vào việc phân tích kết quả thực nghiệm từ quy trình hàn tự động cho mũi cọc chữ X. Các kết quả cho thấy rằng việc sử dụng robot hàn đã cải thiện đáng kể hiệu quả hàn. Tỷ lệ sai số trong quá trình hàn được giảm xuống mức tối thiểu, đồng thời chất lượng mối hàn cũng được nâng cao. Phân tích các dữ liệu thu được từ quá trình thực nghiệm cho thấy rằng hệ thống hàn tự động không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao độ chính xác và an toàn trong quá trình sản xuất. Điều này khẳng định giá trị thực tiễn của nghiên cứu và ứng dụng công nghệ hàn trong ngành công nghiệp hiện đại.

V. Kết luận và hướng phát triển

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc ứng dụng robot hàn trong quy trình hàn tự động cho mũi cọc chữ X mang lại nhiều lợi ích thiết thực. Các kết quả thực nghiệm cho thấy quy trình này không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất. Hướng phát triển trong tương lai có thể bao gồm việc cải tiến hệ thống cảm biến và tối ưu hóa thuật toán điều khiển robot để nâng cao hơn nữa hiệu quả hàn. Ngoài ra, việc nghiên cứu và phát triển các ứng dụng khác của công nghệ hàn trong các lĩnh vực khác cũng là một hướng đi tiềm năng cho nghiên cứu tiếp theo.

Luận văn thạc sĩ: Ứng dụng robot hàn trong quy trình hàn tự động mũi cọc chữ X