CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BỐC XẾP HÀNG HÓA TỰ ĐỘNG ……………………………………………………………………………….1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ROBOT BỐC XẾP HÀNG HÓA TỰ ĐỘNG. 8 Hệ thống bốc xếp hàng tự động (palletizing) là một giải pháp về hệ thống tự động thay thế hoàn toàn công việc bốc xếp và đóng gói hàng thủ công lên pallet, từ đó, tăng năng suất vận hành của nhà máy, đồng thời, giảm thiểu được những sai sót trong khâu đóng gói hàng thủ công.2 Các tiêu chuẩn cần đáp ứng.2 HỆ THỐNG ROBOT BỐC XẾP HÀNG HÓA TỰ ĐỘNG .1 Các thành phần chính của hệ thống. 9 Một hệ thống Robot bốc xếp tự động, bao gồm các thiết bị chính như sau: .2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống .3 Hệ thống điện tự động hóa .4 Các yêu cầu của hệ thống .3 TỔNG QUAN VỀ BỘ PHẬN GẮP HÀNG GẮN TRÊN ROBOT BỐC XẾP HÀNG TỰ ĐỘNG 14 1.4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG .1 Yêu cầu công nghệ và các số liệu đầu vào .2 Cánh tay Robot công nghiệp 6 trục.
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CƠ KHÍ……………………………… 20 2.1 SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG BỐC XẾP HÀNG TỰ ĐỘNG .1 Sơ đồ hệ thống bốc xếp hàng tự động .2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG BỐC XẾP HÀNG TỰ ĐỘNG .3 TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA BĂNG TẢI CẤP SẢN PHẨM .1 Quy trình thiết kế vào tính toán băng tải .2 Thông số đầu vào của băng tải cấp sản phẩm .3 Tính toán thiết kế băng tải cấp sản phẩm .9 Lựa chọn dây băng tải .4 Tính toán lựa chọn động cơ điện và hộp giảm tốc .5 Tính chọn bộ truyền xích .4 TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN TAY MÁY BỐC XẾP HÀNG .1 Lựa chọn Robot công nghiệp 6 trục .2 Tính chọn cơ cấu gắp hàng. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN ……………………………………38 3.1 XÂY DỰNG CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ THỐNG .1 Yêu cầu công nghệ của hệ thống điện .2 Xây dựng phương án hệ thống điện .2 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN .1 Thiết kế, tính toán và lựa chọn thiết bị điện trong hệ thống .3 THIẾT LẬP CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN .1 Thiết lập cấu hình biến tần V1000 điều khiển tốc độ động cơ băng tải thông qua PLC MP3300 .2 Xây dựng lưu đồ thuật toán cho hệ thống .3 Cấu hình truyền thông truyền nhận dữ liệu giữa MP3300 và Robot GP12. 67 Kết nối truyền thông giữa Robot và MP3300 thông qua Ethernet theo sơ đồ dưới đây: .4 Xây dựng chương trình điều khiển trên PLC .5 Xây dựng chương trình làm việc master job trên Robot Controller. THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ………………………………….1 KẾT QUẢ CHẠY THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG .2 MỘT SỐ HÌNH ẢNH CỦA HỆ THỐNG BỐC XẾP HÀNG HÓA TỰ ĐỘNG.93 DANH MỤC HÌNH ẢNH HÌNH 1.1 HÌNH ẢNH MỘT HỆ ROBOT BỐC XẾP HÀNG TỰ ĐỘNG .2 CẤU HÌNH MỘT HỆ THỐNG ROBOT BỐC XẾP CƠ BẢN .3 MỘT HỆ THỐNG BỐC XẾP TỰ ĐỘNG TRÊN PHẦN MỀM MÔ .4 CẤU HÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ROBOT BỐC XẾP TỰ ĐỘNG .5 QUY CÁCH XẾP TẢI TRỌNG TRÊN PALLET .6 CƠ CẤU TAY GẮP DẠNG KẸP .7 CƠ CẤU TAY GẮP DẠNG NĨA .8 CƠ CẤU TAY GẮP DẠNG NGÓN TAY .9 CƠ CẤU TAY GẮP DẠNG BÀN TAY .9 CƠ CẤU TAY GẮP DẠNG CỐC HÚT CHÂN KHÔNG .10 CƠ CẤU TAY GẮP SỬ DỤNG TỪ TÍNH.11 CÁNH TAY ROBOT CÔNG NGHIỆP 6 TRỤC .12 HỆ THỐNG BỐC XẾP THÙNG NƯỚC GIẢI KHÁT VÀO PALLET.1 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG BỐC XẾP HÀNG TỰ ĐỘNG .2 CÁC HÌNH CHIẾU CỦA SƠ ĐỒ HỆ THỐNG BỐC XẾP THÙNG NƯỚC GIẢI KHÁT .3 QUY TRÌNH TÍNH TOÁN BĂNG TẢI.4 SƠ ĐỒ CẤU TRÚC BĂNG TẢI .5 KHUNG BĂNG TẢI .6 DÂY BĂNG TẢI PVC .7 CON LĂN BĂNG TẢI .9 SƠ ĐỒ BỐ TRÍ DẪN ĐỘNG .10 SƠ ĐỒ PHÂN BỐ LỰC .11 ĐỘNG CƠ GIẢM TỐC 1MC2C-63 .12 SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG CỦA BỘ TRUYỀN XÍCH .13 BỘ TRUYỀN XÍCH CON LĂN 2 DÃY .15 CÁC CHI TIẾT TRỤC CỦA ROBOT GP12.16 SƠ ĐỒ PHÂN TÍCH LỰC .17 SƠ ĐỒ CẤU TẠO CỦA TAY KẸP SỬ DỤNG XY LANH KHÍ NÉN .18 TAY KẸP THÙNG HÀNG SỬ DỤNG XY LANH KHÍ NÉN .1 SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN .3 BIẾN TẦN YASKAWA .4 BIẾN TẦN YASKAWA V1000 CIMR – VABA 0006 .5 CÁC CHÂN ĐẤU NỐI CỦA BIẾN TẦN YASKAWA V1000 CIMR – VABA 0006 .6 PLC YASKAWA MP 3300 .7 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN MP3300.8 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA KHỐI ĐƠN VỊ CƠ SỞ .9 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA MODUN CPU 301 .10 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA MODUN I/O LIO-04 .11 SƠ ĐỒ CÁC CHÂN CỦA CỔNG CN1 .12 SƠ ĐỒ CÁC CHÂN CỦA CỔNG CN2 .13 BỘ ĐIỀU KHIỂN YRC 1000 .14 BỘ ĐIỀU KHIỂN YRC 1000MICRO .16 MẶT TRƯỚC CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN YRC 1000MICRO .18 MÀN HÌNH HMI PFXGP4402WADW 51 .19 CẢM BIẾN QUANG E3F-DS30C4 .20 VAN ĐIỆN TỪ KHÍ NÉN AIRTAC 7V320 - 5/2 .23 RELAY TRUNG GIAN .24 BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒN AC/DC S8VK – C24024 .25 MCB – 2P – 13A – 6KA MITSUBISHI.27 MCB – 2P – 4A – 6KA MITSUBISHI.28 MCB – 2P – 10A – 6KA MITSUBISHI.29 MCB – 2P – 2A – 6KA MITSUBISHI.30 SƠ ĐỒ GHÉP NỐI CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN .31 SƠ ĐỒ CẤP NGUỒN CHO HỆ THỐNG .33 SƠ ĐỒ MẠCH INPUT PLC .34 SƠ ĐỒ MẠCH OUTPUT PLC .38 SƠ ĐỒ CÁC BƯỚC TRUYỀN THÔNG MP3300 VÀ ROBOT CONTROLLER .39 PHẦN MỀM LẬP TRÌNH PLC YASKAWA .40 TAB MODULE CONFIGURATION .41 HỘP THOẠI 218FD .42 CÀI ĐẶT THÔNG SỐ TRONG HỘP THOẠI 218FD .43 LƯU CÁC THÔNG SỐ TRONG HỘP THOẠI 218FD .44 HỘP THOẠI FUNCTION MODUNLE .45 HỘP THOẠI SVK .46 LƯU CÁC THÔNG SỐ TRONG HỘP THOẠI SVK .47 LOGIC TRUYỀN NHẬN DỮ LIỆU GIỮA MP3300 VÀ ROBOT .48 GIAO DIỆN PHẦN MỀM LẬP TRÌNH PLC MPE720 .48 CẤU TRÚC HÀM MLXWRITEDIGITALOUTPUT .48 CẤU TRÚC HÀM MLXREADDIGITALINPUT .49 CẤU TRÚC HÀM MLXENABLE .50 CẤU TRÚC HÀM MXLABORT .51 CẤU TRÚC HÀM STORE .52 MÔ TẢ CÁC PHÍM, NÚT VÀ MÀN HÌNH CỦA PENDANT LẬP TRÌNH .53 MINH HOẠ THAO TÁC TRÊN TEACHING PENDANT .54 LƯU Ý KHI THAO TÁC TRÊN TEACHING PENDANT .55 MENU PHỤ CỦA SYSTEM INFO .56 CÁC CHẾ ĐỘ BẢO MẬT CÓ THỂ CHỌN .57 HỆ TOẠ ĐỘ TOOL ROBOT .58 CỬA SỔ HIỆU CHỈNH TOOL .59 THÔNG SỐ TỌA ĐỘ TCP CỦA TOOL .60 CỬA SỔ WORK HOME POSITION .61 CỬA SỔ NEW JOB CREATE .62 CỬA SỔ CÀI ĐẶT MASTER JOB .63 CỬA SỔ CÀI ĐẶT POSITION .64 GIAO DIỆN PHẦN MỀM MOTOSIM EG-VRC .65 PENDANT ẢO YRC1000MICRO .67 CẤU TRÚC LỆNH DOUT .68 CẤU TRÚC LỆNH CALL.69 CẤU TRÚC LỆNH WAIT .70 CẤU TRÚC LỆNH LABEL .71 CẤU TRÚC LỆNH JUMP .72 CẤU TRÚC LỆNH TIME .73 CẤU TRÚC LỆNH MOVJ .74 CẤU TRÚC LỆNH MOVL .75 CỬA SỔ USER LADER .76 TỦ ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG .77 HỆ THỐNG BỐC XẾP HÀNG HÓA TỰ ĐỘNG.
92 5 DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNG 1.1 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO .2 THÔNG SỐ KÍCH THƯỚC CỦA THÙNG NƯỚC GIẢI KHÁT .3 THÔNG SỐ KÍCH THƯỚC CỦA PALLET .1 THÔNG SỐ ĐẦU VÀO CỦA BĂNG TẢI .2 THÔNG SỐ CỦA KHUNG BĂNG TẢI .4 THÔNG SỐ CON LĂN BĂNG TẢI .5 THÔNG SỐ CỦA Ổ LĂN .6 HỆ SỐ MA SÁT GIỮA CON LĂN VÀ DÂY BĂNG .7 THÔNG SỐ ĐẦU VÀO CỦA BĂNG TẢI .8 TRỊ SỐ HIỆU SUẤT GIỮA CÁC BỘ TRUYỀN VÀ Ổ .9 THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ GIẢM TỐC 1MC2C-63 .12 CÔNG SUẤT CHO PHÉP P CỦA XÍCH CON LĂN .13 THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN XÍCH.14 THÔNG SỐ ĐẦU VÀO VÀ YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG .15 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ROBOT GP12 .16 THÔNG SỐ CHUYỂN ĐỘNG CỦA ROBOT GP12 .17 THÔNG SỐ ĐẦU VÀO .18 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA TAY GẮP KẸP SỬ DỤNG XY LANH 25A- MHZ2-40D3 .1 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA BIẾN TẦN YASKAWA V1000 CIMR – VABA 0006 .2 MỘT SỐ BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC PHÙ HỢP VỚI HỆ THỐNG .3 PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ GIỮA YRC 1000 VÀ YRC 1000MICRO .4 LỰA CHỌN RELAY, NÚT NHẤN VÀ ĐÈN BÁO .5 THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒN AC/DC OUT ĐƠN 24V OMRON S8VK – C24024 .6 THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA MCB – 2P – 13A – 6KA MITSUBISHI .26 THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA MCB – 2P – 4A – 6KA MITSUBISHI .8 THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA MCB – 2P – 10A – 6KA MITSUBISHI .9 THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA MCB – 2P – 10A – 6KA MITSUBISHI .10 MÔ TẢ Ý NGHĨA HÀM MLX .11 PHÂN CỔNG VÀO RA .12 CÁC CHẾ ĐỘ BẢO MẬT CỦA ROBOT CONTROLLER .13 PHÂN LOẠI TÍN HIỆU VÀO/RA .14 CÁC TÍN HIỆU ĐẦU VÀO/RA ĐẶC BIỆT .15 CÁC LỆNH ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG YRC1000MICRO .17 CÁC TÍN HIỆU ROBOT GỬI VỀ PLC.18 CÁC TÍN HIỆU ĐẦU VÀO TRONG JOB TƯƠNG ỨNG VỚI CÁC TÍN HIỆU GỬI VỀ PLC. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BỐC XẾP HÀNG HÓA TỰ ĐỘNG 1.1 Tổng quan về hệ thống Robot bốc xếp hàng hóa tự động 1.1 Tổng quan Hệ thống bốc xếp hàng tự động (palletizing) là một giải pháp về hệ thống tự động thay thế hoàn toàn công việc bốc xếp và đóng gói hàng thủ công lên pallet, từ đó, tăng năng suất vận hành của nhà máy, đồng thời, giảm thiểu được những sai sót trong khâu đóng gói hàng thủ công. Hệ thống bốc xếp được phát triển vào những năm 1970, khi đó, nó là sự kết hợp của hệ thống băng tải và thiết bị nâng công nghiệp. Để xếp chồng các sản phẩm, mỗi lớp hàng hóa được kẹp vào vị trí và nhấc khỏi băng chuyển đặt lên pallet.
Một thập kỉ sau, vào những năm 1980, cánh tay robot bắt đầu được tích hợp vào hệ thống. Việc sử dụng cánh tay robot mang lại sự linh hoạt cho hệ thống bốc xếp hàng tự động với số lượng chủng loại hàng hóa ngày càng đa dạng. Một cánh tay robot có thể được lập trình để xử lý các gói hàng có kích thước khác nhau hoặc sắp xếp chúng lên pallet theo nhiều cách mà không cần thay đổi thiết kế từ trước. Qua thời gian, hệ thống robot palletizing đã chứng minh rằng nó đem lại những ưu thế kỹ thuật nổi trội như sau: - Nâng cao mức độ tự động hóa trong dây chuyền sản xuất hiện tại của công ty; - Tính đồng bộ, nhất quán cao nhất; - Duy trì sự ổn định và tính chính xác lâu dài của cả hệ thống; - Sử dụng và vận hành hệ thống đơn giản, thuận tiện; - Bảo trì, bảo dưỡng, dự phòng thay thế dễ dàng, hiệu quả.1 Hình ảnh một hệ Robot bốc xếp hàng tự động 8 1.2 Các tiêu chuẩn cần đáp ứng Để đảm bảo được hiệu quả và tính an toàn trong hoạt động, hệ thống robot bốc xếp hàng tự động cần phải đáp ứng các tiêu chuẩn về robot công nghiệp như sau: - ISO 8373-2012: Hệ thống robot công nghiệp; - ISO 15066-2016: Hệ thống robot kết hợp; - ISO 13857-2019: Vùng làm việc an toàn trong hệ thống tự động.2 Hệ thống robot bốc xếp hàng hóa tự động 1.