Thiết Kế và Mô Phỏng Robot Hàn 3 Bậc Tự Do theo Đường Thẳng

Tài liệu nghiên cứu Design and simulation of a three degrees of freedom welding robot along a straight seam, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

• Tác giả: Lê Đức Mạnh
• Người hướng dẫn: PhD. Trần Ngọc An
• Trường học: Trường Đại học Phenikaa
• Chuyên ngành: Cơ khí cơ điện tử
• Đề tài: Tính Toán Thiết Kế, Mô Phỏng Robot Hàn Đường Thẳng 3 Bậc Tự Do
• Loại tài liệu: Đồ án
• Năm xuất bản: 2023

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Robot Hàn 3 Bậc Tự Do Ưu Nhược Điểm

Trong bối cảnh nền kinh tế Việt Nam phát triển nhanh chóng, việc ứng dụng robot công nghiệp, đặc biệt là robot hàn, trở thành xu thế tất yếu. Đại dịch Covid-19 đã làm nổi bật vai trò của robot trong việc đảm bảo nguồn cung lao động ổn định. Robot hàn tự động giúp tiết kiệm chi phí nhân công, thời gian và nâng cao tính đồng đều của sản phẩm. Ứng dụng chính của robot hàn là trong các ngành sản xuất khung ô tô, xe máy, lan can, bàn ghế học sinh, giá kệ siêu thị. Thị trường cung cấp nhiều loại robot hàn khác nhau, bao gồm robot hàn TIG, robot hàn dây, robot hàn điểm, và robot hàn Laser, phù hợp với từng mục đích sử dụng. Robot hàn được tích hợp vào các dây chuyền sản xuất tự động, đòi hỏi tính chuyên môn cao như sản xuất ô tô, xe máy, đường ống, và giá đỡ. Robot hàn mang lại hiệu quả vượt trội so với lao động thủ công thông thường, đặc biệt là trong các công việc đòi hỏi độ chính xác và tính lặp lại cao. Ngành công nghiệp sản xuất ô tô đã liên tục đổi mới và ứng dụng robot hàn chiếm khoảng 40% trong dây chuyền sản xuất và lắp ráp tự động. Vấn đề đặt ra là cần nghiên cứu, thiết kế và mô phỏng robot hàn 3 bậc tự do hiệu quả, đáp ứng yêu cầu sản xuất hiện đại.

1.1. Lợi Ích Khi Sử Dụng Robot Hàn Công Nghiệp

Việc sử dụng robot hàn công nghiệp mang lại nhiều lợi ích đáng kể cho doanh nghiệp. Đầu tiên, robot hàn giúp giảm thiểu chi phí nhân công, đặc biệt là trong các công việc lặp đi lặp lại và đòi hỏi độ chính xác cao. Thứ hai, robot hàn hoạt động liên tục, không cần thời gian nghỉ, giúp tăng năng suất và giảm thời gian sản xuất. Thứ ba, robot hàn có thể làm việc trong môi trường khắc nghiệt, độc hại mà con người khó có thể tiếp xúc trực tiếp. Thứ tư, robot hàn đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng đều, giảm thiểu sai sót và phế phẩm. Do đó, đầu tư vào robot hàn là một giải pháp hiệu quả để nâng cao năng lực cạnh tranh của doanh nghiệp.

1.2. Các Loại Robot Hàn Tự Động Phổ Biến Hiện Nay

Thị trường robot hàn tự động rất đa dạng, với nhiều loại sản phẩm khác nhau, đáp ứng các nhu cầu khác nhau của doanh nghiệp. Robot hàn ABB nổi tiếng với độ chính xác cao và hiệu suất hoạt động ổn định. Robot hàn Laser được ứng dụng rộng rãi trong các phân xưởng cơ khí, đảm bảo độ chính xác và tốc độ hàn nhanh. Robot hàn MIG sử dụng tia MIG/MAG để tạo ra các mối hàn chất lượng cao. Robot hàn OTC có kích thước nhỏ gọn và linh hoạt, phù hợp với không gian làm việc chật hẹp. Cuối cùng, robot hàn TIG được sử dụng để hàn các kim loại như thép không gỉ, nhôm và đồng, đảm bảo độ chính xác và độ bền cao. Sự lựa chọn loại robot hàn phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng.

II. Thách Thức Vấn Đề Trong Thiết Kế Robot Hàn 3DOF

Việc thiết kế một robot hàn 3 bậc tự do (3DOF) hiệu quả đòi hỏi phải giải quyết nhiều thách thức kỹ thuật. Một trong những thách thức lớn nhất là đảm bảo độ chính xác và ổn định của robot trong quá trình hàn. Robot phải có khả năng di chuyển linh hoạt và chính xác theo quỹ đạo đã định, đồng thời duy trì vị trí và hướng của mỏ hàn một cách ổn định. Ngoài ra, việc tích hợp các cảm biến và hệ thống điều khiển cũng là một thách thức quan trọng. Cảm biến cần cung cấp thông tin chính xác về vị trí, vận tốc và lực tác động của robot, trong khi hệ thống điều khiển cần xử lý thông tin này và điều khiển robot một cách hiệu quả. Một thách thức khác là đảm bảo an toàn cho người vận hành và môi trường làm việc. Robot hàn cần được thiết kế sao cho giảm thiểu nguy cơ tai nạn và ô nhiễm.

2.1. Yêu Cầu Kỹ Thuật Cần Đáp Ứng Của Robot Hàn 3 Bậc Tự Do

Robot hàn 3 bậc tự do cần đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật sau: khả năng di chuyển linh hoạt trong không gian làm việc, độ chính xác cao trong quá trình hàn, khả năng duy trì vị trí và hướng của mỏ hàn một cách ổn định, khả năng tích hợp các cảm biến và hệ thống điều khiển, và khả năng đảm bảo an toàn cho người vận hành và môi trường làm việc. Ngoài ra, robot cũng cần có khả năng chịu được các điều kiện làm việc khắc nghiệt như nhiệt độ cao, bụi bẩn và rung động.

2.2. Giới Hạn Ràng Buộc Khi Thiết Kế Cơ Cấu Robot Hàn 3DOF

Khi thiết kế cơ cấu robot hàn 3DOF, cần xem xét các giới hạn và ràng buộc sau: kích thước và hình dạng của không gian làm việc, trọng lượng và kích thước của phôi hàn, yêu cầu về tốc độ và gia tốc của robot, khả năng chịu tải của các khớp và cấu trúc, và chi phí sản xuất và bảo trì. Ngoài ra, cũng cần xem xét các yếu tố về độ bền, độ tin cậy và khả năng bảo trì của robot.

III. Phương Pháp Thiết Kế Mô Phỏng Robot Hàn Tối Ưu Nhất

Để thiết kế và mô phỏng robot hàn hiệu quả, cần áp dụng một phương pháp tiếp cận có hệ thống và tuân thủ các bước sau: xác định yêu cầu kỹ thuật và chức năng của robot, lựa chọn cấu trúc và kích thước của robot, thiết kế các thành phần cơ khí và điện tử của robot, xây dựng mô hình 3D của robot và mô phỏng hoạt động của robot bằng phần mềm chuyên dụng. Trong quá trình mô phỏng, cần kiểm tra và tối ưu hóa các thông số của robot để đạt được hiệu suất và độ chính xác mong muốn. Sau khi mô phỏng thành công, cần chế tạo và thử nghiệm robot trong thực tế để kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của thiết kế.

3.1. Sử Dụng Phần Mềm Mô Phỏng Robot SolidWorks RobotStudio

Việc sử dụng phần mềm mô phỏng robot như SolidWorks, Autodesk Inventor, và RobotStudio là rất quan trọng trong quá trình thiết kế và phát triển robot hàn. Phần mềm này cho phép người thiết kế xây dựng mô hình 3D của robot, mô phỏng hoạt động của robot trong các điều kiện khác nhau, và kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của thiết kế. Ngoài ra, phần mềm cũng cung cấp các công cụ để phân tích động học, động lực học, và điều khiển của robot.

3.2. Tính Toán Động Học Động Lực Học Cho Robot Hàn

Tính toán động học và động lực học là một bước quan trọng trong quá trình thiết kế robot hàn. Động học liên quan đến việc xác định vị trí và hướng của robot trong không gian làm việc, trong khi động lực học liên quan đến việc xác định lực và mô-men tác động lên robot. Các tính toán này giúp người thiết kế hiểu rõ hơn về hoạt động của robot và tối ưu hóa thiết kế để đạt được hiệu suất và độ chính xác mong muốn.

3.3. Lựa Chọn Phương Án Thiết Kế Cơ Cấu Robot TTT RRR RRT

Có nhiều phương án thiết kế cơ cấu robot, bao gồm TTT (tịnh tiến-tịnh tiến-tịnh tiến), RRR (quay-quay-quay), và RRT (quay-quay-tịnh tiến). Mỗi phương án có ưu và nhược điểm riêng, và sự lựa chọn phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng. Robot TTT có kết cấu đơn giản và linh hoạt, nhưng diện tích khâu đế lớn và yêu cầu độ cứng vững cao. Robot RRR có kết cấu đơn giản, thông dụng và dễ chế tạo, nhưng không gian làm việc lớn và khó đảm bảo hướng tiếp cận của mỏ hàn. Robot RRT có thiết kế nhỏ gọn, không gian thao tác nhỏ, đảm bảo sự linh hoạt và hướng của khâu thao tác, nhưng kích thước vật hàn không lớn và chỉ hàn trên mặt phẳng đứng.

IV. Điều Khiển Lập Trình Robot Hàn Hướng Dẫn Chi Tiết

Điều khiển và lập trình robot hàn là một phần quan trọng trong quá trình sử dụng robot. Để điều khiển robot, cần thiết lập một hệ thống điều khiển phù hợp, bao gồm các cảm biến, bộ điều khiển, và bộ truyền động. Cảm biến cung cấp thông tin về vị trí, vận tốc, và lực tác động của robot, bộ điều khiển xử lý thông tin này và điều khiển robot một cách hiệu quả, và bộ truyền động thực hiện các lệnh điều khiển từ bộ điều khiển. Để lập trình robot, cần sử dụng một ngôn ngữ lập trình phù hợp, chẳng hạn như ngôn ngữ lập trình robot chuyên dụng hoặc ngôn ngữ lập trình thông thường như C++ hoặc Python.

4.1. Phương Pháp Điều Khiển Chuyển Động Robot PID Fuzzy Logic

Có nhiều phương pháp điều khiển chuyển động robot, bao gồm PID (Proportional-Integral-Derivative) và Fuzzy Logic. Điều khiển PID là một phương pháp cổ điển và phổ biến, sử dụng các thông số tỷ lệ, tích phân và vi phân để điều khiển robot. Fuzzy Logic là một phương pháp hiện đại hơn, sử dụng logic mờ để xử lý thông tin không chắc chắn và điều khiển robot một cách linh hoạt.

4.2. Lập Trình Offline Cho Robot Hàn Ưu Điểm Quy Trình

Lập trình offline là một phương pháp lập trình robot mà không cần kết nối trực tiếp với robot. Thay vào đó, chương trình được tạo ra và kiểm tra trên phần mềm mô phỏng, sau đó được tải lên robot. Lập trình offline có nhiều ưu điểm, bao gồm giảm thời gian dừng máy, tăng năng suất, và giảm nguy cơ tai nạn. Quy trình lập trình offline bao gồm các bước sau: xây dựng mô hình 3D của robot và môi trường làm việc, tạo quỹ đạo chuyển động của robot, lập trình các thao tác của robot, kiểm tra chương trình trên phần mềm mô phỏng, và tải chương trình lên robot.

4.3. Xây Dựng Quỹ Đạo Chuyển Động Cho Robot Hàn Đường Thẳng

Để xây dựng quỹ đạo chuyển động cho robot hàn đường thẳng, cần xác định điểm bắt đầu và điểm kết thúc của đường hàn, cũng như tốc độ và gia tốc của robot. Sau đó, sử dụng các công cụ lập trình để tạo ra một chương trình điều khiển robot di chuyển theo quỹ đạo đã định. Cần đảm bảo rằng quỹ đạo chuyển động mượt mà và không gây ra rung động hoặc giật cục cho robot.

V. Ứng Dụng Thực Tế Kết Quả Nghiên Cứu Về Robot Hàn

Robot hàn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm sản xuất ô tô, xe máy, hàng không vũ trụ, và đóng tàu. Trong sản xuất ô tô, robot hàn được sử dụng để hàn khung xe, thân xe, và các bộ phận khác. Trong ngành hàng không vũ trụ, robot hàn được sử dụng để hàn các bộ phận của máy bay và tên lửa. Các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng việc sử dụng robot hàn có thể giúp tăng năng suất, giảm chi phí, và nâng cao chất lượng sản phẩm.

5.1. Robot Hàn Trong Ngành Sản Xuất Ô Tô Xe Máy

Trong ngành sản xuất ô tô và xe máy, robot hàn đóng vai trò quan trọng trong việc hàn khung xe, thân xe, và các bộ phận khác. Robot hàn giúp tăng năng suất, giảm chi phí, và nâng cao chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, robot hàn cũng giúp giảm thiểu nguy cơ tai nạn và ô nhiễm trong quá trình sản xuất.

5.2. Robot Hàn Cho Người Mới Bắt Đầu Lựa Chọn Hướng Dẫn

Đối với người mới bắt đầu, việc lựa chọn robot hàn phù hợp là rất quan trọng. Nên bắt đầu với các loại robot hàn đơn giản, dễ sử dụng, và có giá thành phải chăng. Sau khi đã quen với việc sử dụng robot hàn, có thể chuyển sang các loại robot phức tạp hơn. Ngoài ra, cần tìm hiểu kỹ về các hướng dẫn sử dụng và các biện pháp an toàn khi sử dụng robot hàn.

5.3. Phân Tích Rủi Ro Đảm Bảo An Toàn Khi Vận Hành Robot

Việc phân tích rủi ro và đảm bảo an toàn là rất quan trọng khi vận hành robot hàn. Cần xác định các yếu tố rủi ro tiềm ẩn, chẳng hạn như sử dụng thiết bị không đúng cách, sử dụng thiết bị bởi người không được phép, và không tuân theo hướng dẫn sử dụng thiết bị. Sau đó, áp dụng các biện pháp phòng ngừa để giảm thiểu nguy cơ tai nạn. Ngoài ra, cần đảm bảo rằng người vận hành robot được đào tạo đầy đủ về an toàn và tuân thủ các quy định an toàn.

VI. Kết Luận Tương Lai Phát Triển Của Robot Hàn 3DOF

Trong bối cảnh công nghiệp 4.0, robot hàn 3 bậc tự do đóng vai trò quan trọng trong việc tự động hóa quy trình sản xuất. Nghiên cứu và phát triển robot hàn không chỉ giúp tăng năng suất và chất lượng sản phẩm mà còn cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động. Trong tương lai, robot hàn sẽ ngày càng thông minh và linh hoạt hơn, có khả năng tự học và thích nghi với các môi trường làm việc khác nhau. Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo và học máy sẽ giúp robot hàn thực hiện các tác vụ phức tạp hơn, chẳng hạn như hàn các chi tiết có hình dạng phức tạp hoặc hàn trong môi trường không xác định.

6.1. Hướng Phát Triển Của Robot Hàn Linh Hoạt Tự Động Hóa

Trong tương lai, robot hàn sẽ ngày càng linh hoạt và tự động hóa hơn. Robot sẽ có khả năng tự học và thích nghi với các môi trường làm việc khác nhau. Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo và học máy sẽ giúp robot hàn thực hiện các tác vụ phức tạp hơn, chẳng hạn như hàn các chi tiết có hình dạng phức tạp hoặc hàn trong môi trường không xác định.

6.2. Robot Hàn Giá Rẻ Giải Pháp Cho Doanh Nghiệp Nhỏ Vừa

Robot hàn giá rẻ là một giải pháp hấp dẫn cho các doanh nghiệp nhỏ và vừa, giúp tự động hóa quy trình sản xuất mà không cần đầu tư quá nhiều chi phí. Tuy nhiên, cần lựa chọn robot có chất lượng đảm bảo và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của ứng dụng cụ thể.

6.3. Tối Ưu Hóa Thiết Kế Điều Khiển Robot Hàn Trong Tương Lai

Trong tương lai, việc tối ưu hóa thiết kế và điều khiển robot hàn sẽ là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng. Cần phát triển các phương pháp thiết kế mới, sử dụng vật liệu nhẹ và bền, và áp dụng các thuật toán điều khiển tiên tiến để đạt được hiệu suất và độ chính xác cao nhất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Với một nền kinh tế phát triển nhanh như tại Việt Nam hiện nay, sử dụng robot trong công nghiệp là một xu thế tất yếu. Từ sau khi đại dịch covid trở thành vấn nạn trên toàn cầu về nguồn cung lao động, robot lại tỏ ra hữu hiệu hơn bao giờ hết với tất cả các lĩnh vực sản xuất. Sử dụng robot trong công nghiệp giúp tiết kiệm nhân công, thời gian và cho các sản phẩm có tính đồng đều cao. Đặc biệt, robot hàn là một trong những ứng dụng mũi nhọn của robot, cụ thể có thể thấy trong các ngành sản xuất khung ô tô, xe máy, lan can, cổng cửa, bàn ghế học sinh, giá kệ siêu thị… Robot hàn là một loại robot đã được lập trình sẵn giúp người chủ hoàn toàn tự động hóa quá trình hàn cơ khí.

Tùy vào từng mục đích sử dụng mà thị trường đã cho ra đời nhiều loại robot hàn gia công cơ khí khác nhau về đầu hàn như robot hàn tích, hàn dây, hàn điểm hay hàn Laser (laze). Robot hàn được áp dụng vào các dây chuyền sản xuất tự động đòi hỏi tính chuyên môn, phức tạp như lĩnh vực sản xuất ô tô, xe máy, đường ống, giá đỡ,…, robot hàn sẽ giúp ích rất nhiều và đem lại hiệu quả vượt trội so với lao động thủ công thông thường. Trong gần 50 năm qua, ngành công nghiệp sản xuất ô tô đã không ngừng đổi mới để có được diện mạo như ngày hôm nay. Các hãng sản xuất ô tô như Ford, Mercedes, Toyota, Honda, Nissan,v.v… đều ứng dụng dây chuyền sản xuất và lắp ráp tự động, trong đó robot hàn chiếm 40%.

Xác định vấn đề Ứng dụng của robot hàn: Sử dụng trong hầu hết các nguyên công hàn công nghiệp trong sản xuất với các ưu điểm như sau: - Vận hành dễ dàng; - Chi phí hợp lý; - Năng lực làm việc vượt trội; - Khả năng làm việc chính xác cao; - An toàn lao động; - Giải quyết bài toán thiếu tay nghề của người thợ. Khảo sát thông tin Trong quá trình phát triển của robot hàn, các nhà sản xuất đã phân chia sản phẩm thành 4 loại chính, tương ứng với các công nghệ được áp dụng trên chúng. Dưới đây là một số thông tin về các loại robot hàn đáng chú ý: ● Robot hàn ABB ABB Group là một trong những công ty hàng đầu thế giới với trụ sở chính ở Thụy Sỹ. Robot hàn ABB được sản xuất trên dây chuyền hiện đại, đảm bảo chất lượng tuyệt vời.

Các ưu điểm nổi bật 8 Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics của robot hàn ABB bao gồm đường cắt chính xác, tốc độ nhanh, thiết kế nhỏ gọn và hiệu suất hoạt động cao. Một số sản phẩm phổ biến của robot hàn ABB là ABB IRB 1600ID, ABB 1520ID và ABB IRB 2600ID. ● Robot hàn laser Loại robot này sử dụng tia laser có công suất lớn, có khả năng điều khiển từ xa. Robot hàn laser được ứng dụng rộng rãi trong các phân xưởng cơ khí với độ chính xác cao, áp suất lớn và tốc độ hàn nhanh.

Chúng có thể điều chỉnh theo hình dạng và kích thước của vật liệu hàn và di chuyển các khớp bằng trục. Một số sản phẩm robot hàn laser phổ biến là robot hàn laser Panasonic và laser RBWLS. 9 Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics ● Robot hàn MIG Robot hàn MIG sở hữu độ sai số thấp, thiết kế nhỏ gọn và tinh tế. Nó sử dụng tia MIG/MAG để đưa ra các mối hàn chất lượng cao với tốc độ vượt trội.

Các phần mềm hỗ trợ trên bàn điều khiển cùng với cánh tay robot thiết kế dài và trọng lượng nhẹ từ 6-10kg. Một số sản phẩm nổi bật của robot hàn MIG là TaWRs TM-1800 và TM GILL 3500. ● Robot hàn OTC Loại robot này có kích thước nhỏ gọn và có thể áp dụng cho hàn CO2/MIG/MAG/TIG cũng như gắp sản phẩm. Robot hàn OTC có hệ thống cáp chạy trong thân máy, giúp nó hoạt động linh hoạt trong môi trường không gian chật hẹp.

Thường có khớp thẳng đứng và 6 cấp tự do. Một số sản phẩm của robot hàn OTC là dòng FD (FD-H5, FD-B6L, FD-BsS), OTC V8L chuẩn Nhật Bản. 10 Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics ● Robot hàn TIG Đây là một thiết bị hàn chuyên nghiệp được sử dụng để hàn các kim loại như thép không gỉ, nhôm và đồng. Robot hàn TIG đảm bảo độ chính xác và độ bền cao trong quá trình hàn.

Nó có khả năng điều chỉnh dòng điện hàn và thời gian hàn, giúp người dùng tùy chỉnh các thông số để đáp ứng nhu cầu hàn của mình. Một số dòng sản phẩm nổi bật là TIG AC/DC Omega 3000DT và VGII TIG 2000DT. Mục tiêu Mục tiêu thiết kế robot hàn thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật như sau ● Đối tượng thao tác và dạng thao tác - Bề mặt giáp nối của dầm chữ T được ghép bởi hai tấm thép. Chiều dài tối đa của đường hàn là 1000mm.

- Ứng dụng trong một số kết cấu khung. - Yêu cầu kỹ thuật Kiểu hàn: Hàn MAG trong môi trường khí CO2, hàn đứng Vật liệu: Thép hợp kim thấp Bề dày 2 tấm vật liệu là bằng nhau nên góc hàn sẽ là 45/45 độ Góc nghiêng mũi hàn 60-80 độ so với mặt nằm ngang Bề dày vật liệu 5mm tra bảng thống số ta có: Đường kính dây hàn: 1.2mm Dòng hàn 250-280 A Tốc độ hàn: 40-50 cm/ph, gia tốc hàn bằng 0 Lưu lượng khí: 15-20 l/phút - Dạng thao tác 11 Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics Di chuyển robot sao cho mũi hàn chạy dọc theo đường hàn với tốc độ cố định, phủ kín hồ quang lên mối hàn, Sau khi kết thúc quá trình hàn, cần đưa mối hàn về vị trí an toàn để thay cấp phôi mới. Thao tác này được cấu thành từ các thao tác cơ bản là chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay của các khâu Ngoài ra còn lực tiếp xúc giữa mũi hàn và chi tiết trong quá trình hàn ● Yêu cầu về vị trí và vận tốc của robot - Yêu cầu về vị trí của robot hàn: Di chuyển đầu mũi hàn đến các vị trí cần hàn của chi tiết Mũi hàn phải đi hết được đường hàn, và đến được vị trí thoát mũi hàn an toàn. Trong quá trình hoạt động robot không được va chạm vào chi tiết.

- Yêu cầu về vận tốc Đầu mũi hàn di chuyển với tốc độ 40-50 cm/phút ● Yêu cầu về hướng của khâu thao tác Trong quá trình hàn chi tiết, để robot hàn dễ dàng và năng suất hơn mũi hàn cần nghiêng một góc nhất đinh so với phương thẳng đứng. Mũi hàn cần tiếp cận mối hàn theo góc 45/45 độ và nghiêng 60-80 độ so với mặt ngang 4. Giải pháp đề xuất 4. Các phương án thiết kế 4.

Phương án 1: Robot TTT Ưu điểm - Kết cấu đơn giản, đảm bảo tính linh hoạt - Ba khớp tịnh tiến giúp có thể chuyển động quét, vào ra mặt làm việc, tránh va chạm Nhược điểm - Diện tích khâu đế lớn, yêu cầu độ cứng vững cao. Phương án 2: Robot RRR Ưu điểm - Kết cấu đơn giản - Thông dụng, dễ chế tạo, chi phí thấp - Đảm bảo linh hoạt về thao tác Nhược điểm - Không gian làm việc lớn - Không đảm bảo hướng tiếp cận của mũi hàn 4. Phương án 3: Robot RRT Ưu điểm - Thiết kế nhỏ gọn, không gian thao tác nhỏ - Đảm bảo sự linh hoạt - Đảm bảo về hướng của khâu thao tác 12 Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics - Yêu cầu độ cứng vững không cao - Dễ chế tạo, giá thành rẻ Nhược điểm - Kích thước vật hàn không lớn - Chỉ hàn trên mặt phẳng đứng Trên cơ sở phân tích ưu, nhược điểm, tiến hành lựa chọn phương án thứ ba. Giới hạn của giải pháp/sản phẩm Trong phạm vi đồ án với kiến thức của sinh viên, lựa chọn phương án robot 3 bậc tự do, do đó chỉ tiến hành hàn đường thẳng.

Phân tích các tác động/ảnh hưởng 5. Tính khả thi về công nghệ Đề tài hướng dẫn là phù hợp với chuyên môn của giáo viên hướng dẫn, sinh viên đã được học các học phần Động lực học hệ nhiều vật, Kỹ thuật robot, Lập trình robot công nghiệp, Lập trình mô phỏng robot và các hệ cơ điện tử. Tính khả thi về kinh tế Đề tài tập trung tính toán và mô phỏng, do đó không yêu cầu về vấn đề kinh tế khi triển khai. Tác động xã hội Nếu như tính chi phí khấu hao của robot so với việc thuê công nhân vận hành thì giá robot hàn ở thị trường Việt Nam ở mức hợp lý.

Khi sử dụng robot người chủ không cần phải trả thêm 1 khoản lương độc hại và thời gian robot làm việc ổn định, kéo dài hơn rất nhiều so với con người. Từ đó tiết kiệm một khoản đầu tư khá lớn cho doanh nghiệp. Tác động về hoạt động Tuy việc đầu tư ban đầu thường lớn hơn so việc việc thuê nhân thêm 1 nhân công nhưng thời gian và năng lực làm việc của robot hàn lại hoàn toàn ưu Việt hơn nhiều. Robot hàn hầu như không cần thời gian nghỉ, làm việc được ở các vị trí khó, cho sản phẩm chất lượng đồng đều và không bị ảnh hưởng bởi các loại khí hàn độc hại.

Với hành trình làm việc được thiết lập sẵn, robot hàn cho độ chính xác cao, đường hàn đồng đều từ đó sản phẩm tạo thành có chất lượng tương đương nhau. Bằng khả năng làm việc chính xác cao robot hàn thường được sử dụng trong các ngành chế tạo ô tô, xe máy…hoặc các công việc đòi hỏi sự đồng nhất về sản phẩm mà sử dụng người lao động khó có thể làm được. Tác động về môi trường Nếu như công việc hàn gây ra khói hàn, xỉ hàn, ánh sáng hồ quang tác động khá nhiều đến sức khỏe cho người lao động thì khi sử dụng robot hàn vấn đề này ngay lập tức được giải quyết. Bên cạnh đó, những công việc có mức độ nguy hiểm cao, các tư thế hàn khó sẽ không đảm bảo an toàn lao động cho công nhân thì sử dụng robot hàn tỏ ra hiệu quả hơn cả.

Đây chính là một trong những yếu tố khiến người chủ doanh nghiệp cân nhắc khi lựa chọn ứng dụng công nghệ robot hàn vào sản xuất. 13 Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics 5. Tiêu chuẩn đạo đức Đạo đức kỹ thuật là một phần quan trọng trong giáo dục kỹ thuật và cũng như trong các hoạt động nghề chuyên nghiệp khác. Để trở thành kỹ sư Cơ điện tử với kiến thức chuyên môn cũng như thỏa mãn tiêu chuẩn nghề nghiệp về đạo đức, nhóm đề tài đã tham khảo các tiêu chuẩn đạo đức theo Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ (The American Society of Mechanical Engineers).