CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN triển khai hệ thống bơm nhiên liệu tự động là một bước tiến quan trọng và cần thiết để nâng cao hiệu quả và chất lượng dịch vụ tại các trạm xăng. Từ những nhu cầu và tính cần thiết của việc tự động hóa trong lĩnh vực cung cấp nhiên liệu, nhóm thực hiện đồ án đã lựa chọn đề tài nghiên cứu “HỆ THỐNG ROBOT BƠM NHIÊN LIỆU TỰ ĐỘNG”. Đề tài tập trung vào việc thiết kế và phát triển một hệ thống robot có khả năng thực hiện quy trình bơm nhiên liệu tự động, nhằm tối ưu hóa hiệu suất và nâng cao trải nghiệm khách hàng tại các trạm xăng. Mục tiêu đề tài và giới hạn đề tài Các mục tiêu và giới hạn thực hiện đề tài được đặt ra trước khi nhóm tiến hành: Mục tiêu đề tài Đề tài được thực hiện với những mục tiêu cụ thể như sau: - Tạo ra hệ thống robot bơm nhiên liệu tự động sao cho phù hợp với thực tế, hoạt động ổn định.
- Việc vận hành robot và bơm nhiên liệu một cách chính xác nhất. - Thông tin về lỗi sẽ được hiển thị khi có lỗi xảy ra với hệ thống. - Giám sát và vận hành ở chế độ manual thông qua màn hình HMI. - Xây dựng được Web app để người dùng có thể thao tác trực tiếp trên điện thoại.
Giới hạn đề tài Phần mô hình: Thiết kế mô hình dựa trên robot SCARA và sử dụng các động cơ servo điều khiển các khớp. Sử dụng camera quét và nhận diện nắp xăng xe ôtô. Bên cạnh đó, hệ thống được điều khiển, giám sát bởi HMI gắn trên máy và ứng dụng app mobile để người dùng thao tác. Phần chương trình điều khiển: Sử dụng phần mềm Gx Works3 để lập trình PLC iQ-R, phần mềm Mr Configurator 2 để cài đặt thông số động cơ servo Mitsubishi, phần mềm GT Designer 3 lập trình giao diện HMI và phần mềm C# để lập trình Xử lý ảnh, giao diện SCADA và tạo mobile app.
Phương pháp nghiên cứu Trong việc nghiên cứu và phát triển đề tài "Robot bơm nhiên liệu tự động", chúng tôi đã áp dụng các phương pháp nghiên cứu sau để đảm bảo kết quả đạt được là chính xác và đáng tin cậy. Các phương pháp bao gồm phương pháp thực nghiệm, phương pháp hỏi ý kiến chuyên gia, và phương pháp nghiên cứu phân tích và tổng hợp. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Phương pháp thực nghiệm Mục tiêu: - Kiểm tra và đánh giá hiệu suất của robot bơm nhiên liệu tự động khi sử dụng các giải pháp công nghệ tiên tiến. Quy trình: - Lựa chọn giải pháp: Sử dụng các công nghệ và thiết bị từ Mitsubishi Electric như bộ điều khiển PLC, động cơ servo, cảm biến và các thiết bị khác phù hợp cho hệ thống robot.
- Xây dựng mô hình: Tạo ra mô hình thực nghiệm của hệ thống robot bơm nhiên liệu tự động. - Thử nghiệm các phương án: Thực hiện các thử nghiệm với nhiều hướng tiếp cận khác nhau, từ việc điều khiển tự động đến việc tối ưu hóa quy trình bơm nhiên liệu. - Ghi nhận kết quả: Ghi lại các kết quả thực nghiệm, bao gồm thời gian bơm, độ chính xác, hiệu suất và các vấn đề gặp phải. Phương pháp hỏi ý kiến chuyên gia Mục tiêu: - Đảm bảo rằng quy trình và thiết kế hệ thống đạt được mức độ tối ưu và tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn.
Quy trình: - Liên hệ chuyên gia: Tham khảo ý kiến từ các chuyên gia trong ngành công nghệ robot và hệ thống tự động, bao gồm chuyên gia từ các tổ chức như Randox Laboratories và Sysmex Vietnam. - Tư vấn chuyên sâu: Thu thập thông tin về các quy trình tối ưu và các tiêu chuẩn kỹ thuật cần thiết. - Áp dụng kiến thức: Áp dụng những kiến thức và kinh nghiệm từ các chuyên gia vào quá trình thiết kế và phát triển hệ thống robot bơm nhiên liệu tự động. Phương pháp nghiên cứu phân tích và tổng hợp Mục tiêu: - Đánh giá, phân tích các kết quả thử nghiệm và tổng hợp lại để lựa chọn quy trình hoạt động hiệu quả nhất.
Quy trình: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN - Phân tích kết quả: Sau mỗi thử nghiệm, tiến hành phân tích kết quả đạt được để xác định ưu và nhược điểm của từng phương án. - Tổng hợp dữ liệu: Tập hợp và so sánh các kết quả từ các phương án khác nhau để nhận diện các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. - Xác định quy trình tối ưu: Lựa chọn và tinh chỉnh quy trình hoạt động dựa trên những kết quả phân tích, nhằm đạt được hiệu suất cao nhất và độ linh hoạt tối ưu. Bằng cách áp dụng các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, phương pháp hỏi ý kiến chuyên gia và phương pháp nghiên cứu phân tích và tổng hợp, chúng tôi đã xây dựng và hoàn thiện hệ thống robot bơm nhiên liệu tự động với độ chính xác cao và hiệu suất tốt nhất.
Các kết quả đạt được không chỉ đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật mà còn đảm bảo an toàn và thân thiện với người sử dụng 1. Nội dung Giới thiệu nội dung Nội dung bài báo cáo được trình bày thành các chương như sau: Chương 1: Tổng quan Giới thiệu tổng quan về đề tài, mục tiêu và giới hạn, phương pháp nghiên cứu và tóm tắt nội dung báo cáo. Chương 2: Cơ sở lý thuyết Ở chương này sẽ trình bày về các phần lý thuyết, các phương pháp có thể thực hiện để đạt được yêu cầu của hệ thống và từ đó lựa chọn ra phương pháp tốt nhất. Chương 3: Thiết kế phần cứng hệ thống Chương này trình bày về các yêu cầu đáp ứng của phần cứng hệ thống.
Từ đó, phần cứng được thiết kế để đáp ứng những yêu cầu đã đưa ra và trình bày thông số kĩ thuật của các thiết bị được lựa chọn sử dụng cho đề tài. Chương 4: Thiết kế phần mềm Nêu các yêu cầu khi thi công phần mềm để đáp ứng hoạt động của hệ thống. Thiết kế phần mềm điều khiển, giám sát sao cho đơn giản và dễ sử dụng, cũng như phù hợp với yêu cầu thực tế của hệ thống. Chương 5: Kết quả Trình bày các kết quả hoạt động của hệ thống dựa trên các yêu cầu và mục tiêu đặt ra.
Đồng thời đưa ra hiệu suất làm việc của hệ thống đó. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Chương 6: Kết luận và hướng phát triển Chương này trình bày các kết quả rút ra được từ kết quả thực hiện đề tài và nêu lên các hướng phát triển của hệ thống trong tương lai. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương này nêu ra các phương pháp có thể dùng để thực hiện đề tài. Những phương pháp để nhận biết nắp xăng, bơm nhiên liệu cũng như truyền thông dữ liệu.
Và từ đó, phương pháp phù hợp nhất có thể được lựa chọn. Các cấu hình robot trong công nghiệp Trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 hiện nay, việc áp dụng robot công nghiệp vào nhiều lĩnh vực khác nhau là một giải pháp tự động hóa nhằm tối ưu hóa quy trình làm việc. Dưới đây là một số ưu điểm nổi bật của robot công nghiệp: Tính linh hoạt: Robot công nghiệp là thành phần không thể thiếu trong các dây chuyền lắp ráp hoặc các công việc đòi hỏi thao tác lặp đi lặp lại liên tục. Độ chính xác cao: Việc thay thế con người trong các công đoạn phức tạp giúp tăng đáng kể độ chính xác của công việc, giảm thiểu rủi ro về tai nạn.
Tính an toàn: Robot hoạt động hiệu quả trong hầu hết các môi trường có thể gây hại cho con người. Do đó, việc sử dụng robot công nghiệp là một giải pháp an toàn trong các hoạt động sản xuất. Robot công nghiệp được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, với nhiều mục đích khác nhau như hàn, lắp ráp, xử lý vật liệu và xếp dỡ. Dựa vào lĩnh vực hoạt động, robot được chia thành 6 loại chính dựa trên loại khớp và cấu trúc cơ khí của chúng.
Dưới đây là sự khác biệt của từng loại robot: Robot tọa độ cực (Polar coordinate robot) Polar coordinate robot hình 2.1 có trục quay ở giữa, giống như một trục súng và một cánh tay có thể mở rộng. Với các cánh tay được thiết kế để vươn ra khu vực xung quanh một cách linh hoạt và hiệu quả. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.1 Hình ảnh của robot tọa độ cực Robot tạo độ trụ (Cylindrical coordinate robot) Robot tọa độ trụ hình 2.2 tương tự như robot tọa độ cực, chúng đều có trục quay và cánh tay mở rộng, nhưng sự khác biệt chính là cánh tay di chuyển theo chiều dọc bằng cách trượt chứ không phải bằng cách quay.2 Hình ảnh robot tọa độ trụ Robot với hệ tọa độ Decartes (Cartesian coordinate robot) Robot với hệ tọa độ Decates hình 2.3 là loại robot di chuyển với ba trục trượt vuông góc với nhau. Khu vực để lắp đặt robot phải rộng rãi vì robot này cần một không gian làm việc rộng lớn.
Vì vậy, chúng thường được dùng để di chuyển vậy nặng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 7 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.3 Hình ảnh robot với hệ tọa độ Decartes Robot có khớp nối (Articulated robot) Robot có khớp nối hình 2.4 là loại robot được sử dụng rộng rãi hiện nay, có kết cấu giống như cánh tay người. Loại robot này có nhiều bậc tự do nhưng việc điều khiển robot này cực kì phức tạp.4 Hình ảnh robot có khớp nối Robot SCARA (Selective compliance assembly robot arm) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 8 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Robot scara hình 2.5 là loại robot chuyển động ngang vì tất cả các trục quay đều được định vị theo chiều dọc, các công cụ gắn trên robot chỉ có thể chuyển động theo chiều ngang. Những robot này hoạt động bằng cách di chuyển cánh tay ở tốc độ cao đến một điểm trên bề mặt bằng phẳng.
Ứng dụng chính của robot SCARA là gắp thả sản phẩm ở tốc độ cao và độ chính xác cao.5 Hình ảnh của Robot SCARA Robot khâu song song (Parallel link robot) Khác với các loại robot thông thường, thay vì có các khớp nối nối tiếp nhau, robot khâu song song hình 2.6 có các khớp nối được bố trí song song. Robot này được trang bị ba cánh tay để điều khiển vị trí của công cụ và thường được sử dụng trong các công việc như phân loại và lựa chọn sản phẩm trên băng chuyền.