Thiết Kế Và Thi Công Mô Hình Cánh Tay Robot Sử Dụng PLC S7 1200 Kết Hợp Băng Chuyền Phân Loại Sản Phẩm Theo Mã QR Code - Đồ Án Tốt Nghiệp

• Tác giả: Võ Như Hiệp
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Trường Nhu
• Trường học: Đại học Bình Dương
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điện – điện tử
• Đề tài: Thiết kế và thi công mô hình cánh tay robot sử dụng PLC S7 1200 kết hợp băng chuyền phân loại sản phẩm theo mã QR code
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Bình Dương

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁNH TAY ROBOT, MÃ QR
• 1.1. Cánh tay robot là gì
• 1.2. Vai trò và ứng dụng
• 1.3. Cánh tay robot trong tương lai
• 1.4. Một số loại cánh tay robot
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tổng quan về PLC
• 2.2. Giới thiệu chung
• 2.3. Đặc điểm của bộ điều khiển lập trình
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH
• 3.1. Phần mềm sử dụng
• 3.1.1. Phần mềm TIA Portal
• 3.1.2. Phần mềm Visual Studio
• 3.2. Các thiết bị sử dụng
• 3.2.1. Bộ điều khiển PLC S7 1200
• 3.2.2. Xi lanh khi nén
• 3.2.3. Bộ điều khiển khí nén
• 3.2.4. Cảm biến E3F-DS10C4
• 3.2.5. Relay trung gian 24 V DC
• 3.2.6. Bộ nguồn tổ ong 24V DC
• 3.2.7. Camera quét mã QR sử dụng camera công nghiệp
• 3.3. Quá trình lắp ráp mô hình
• 3.3.1. Lý do chọn các thiết bị linh kiện sử dụng trong mô hình
• 4. CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
• 4.1. Sơ đồ thuật toán, sơ đồ đấu nối
• 4.2. Quy định ngõ vào, ngõ ra kết nối PLC
• 4.3. Nguyên lý hoạt động
• 4.4. Chương trình điều khiển
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Kết quả đạt được và hạn chế
• 5.2. Tính an toàn và các vấn đề môi trường toàn cầu
• 5.3. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu và mục tiêu đề tài

Đồ án tốt nghiệp 'Thiết kế và thi công mô hình cánh tay robot với PLC S7 1200 và băng chuyền phân loại sản phẩm theo QR code' tập trung vào việc ứng dụng công nghệ tự động hóa trong sản xuất. Mục tiêu chính là thiết kế và xây dựng một mô hình cánh tay robot kết hợp với băng chuyền để phân loại sản phẩm dựa trên mã QR. Đề tài này không chỉ mang tính học thuật mà còn có giá trị thực tiễn cao, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và quản lý sản phẩm.

1.1. Lý do chọn đề tài

Với sự phát triển của công nghệ tự động hóa, việc phân loại sản phẩm trở nên quan trọng trong sản xuất. Cánh tay robot và băng chuyền được sử dụng để tăng hiệu quả và độ chính xác. PLC S7 1200 được chọn làm bộ điều khiển trung tâm do tính linh hoạt và khả năng xử lý cao. QR code được ứng dụng để nhận diện và phân loại sản phẩm một cách nhanh chóng và chính xác.

1.2. Mục tiêu cụ thể

Đề tài hướng đến việc tìm hiểu nguyên lý hoạt động của cánh tay robot và băng chuyền, thiết kế mô hình kết hợp với PLC S7 1200, và lập trình hệ thống để phân loại sản phẩm dựa trên QR code. Kết quả mong đợi là một mô hình hoạt động ổn định, chính xác và có tính thẩm mỹ cao.

II. Cơ sở lý thuyết và công nghệ ứng dụng

Đồ án dựa trên các kiến thức nền tảng về công nghệ robot, hệ thống điều khiển, và tự động hóa. PLC S7 1200 được sử dụng làm bộ điều khiển trung tâm, kết hợp với các thiết bị như xi lanh, cảm biến quang, và camera quét QR code. Phần mềm TIA Portal và Arduino IDE được sử dụng để lập trình và điều khiển hệ thống.

2.1. Cánh tay robot và ứng dụng

Cánh tay robot là thiết bị mô phỏng hoạt động của cánh tay con người, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để thực hiện các công việc như lắp ráp, hàn, và phân loại sản phẩm. Trong đề tài này, cánh tay robot được thiết kế với các xi lanh để thực hiện các chuyển động nâng, hạ, và xoay.

2.2. PLC S7 1200 và hệ thống điều khiển

PLC S7 1200 là bộ điều khiển lập trình được sử dụng để điều khiển các thiết bị trong hệ thống. Nó có khả năng xử lý các tín hiệu đầu vào từ cảm biến và điều khiển các thiết bị đầu ra như xi lanh và motor băng chuyền. Phần mềm TIA Portal được sử dụng để lập trình và giám sát hoạt động của PLC.

III. Thiết kế và thi công mô hình

Quá trình thiết kế và thi công mô hình bao gồm các bước từ lựa chọn thiết bị, thiết kế cơ khí, lắp ráp, đến lập trình và vận hành. Cánh tay robot được thiết kế với các xi lanh để thực hiện các chuyển động cơ bản. Băng chuyền được tích hợp với camera quét QR code để nhận diện và phân loại sản phẩm.

3.1. Lựa chọn thiết bị và thiết kế cơ khí

Các thiết bị chính được lựa chọn bao gồm PLC S7 1200, xi lanh, cảm biến quang, và camera quét QR code. Cánh tay robot được thiết kế với các xi lanh để thực hiện các chuyển động nâng, hạ, và xoay. Băng chuyền được thiết kế để vận chuyển sản phẩm đến vị trí phân loại.

3.2. Lắp ráp và lập trình hệ thống

Sau khi thiết kế, các thiết bị được lắp ráp và kết nối với PLC S7 1200. Phần mềm TIA Portal được sử dụng để lập trình điều khiển các thiết bị. Camera quét QR code được lập trình để nhận diện sản phẩm và gửi tín hiệu đến PLC để điều khiển cánh tay robot phân loại sản phẩm.

IV. Kết quả và ứng dụng thực tiễn

Mô hình được thiết kế và thi công thành công, hoạt động ổn định và chính xác. Cánh tay robot kết hợp với băng chuyền và PLC S7 1200 đã thực hiện tốt nhiệm vụ phân loại sản phẩm dựa trên QR code. Đề tài có tiềm năng ứng dụng cao trong các nhà máy sản xuất, giúp tối ưu hóa quy trình và giảm chi phí nhân công.

4.1. Kết quả đạt được

Mô hình hoạt động ổn định, cánh tay robot thực hiện chính xác các chuyển động nâng, hạ, và xoay. Băng chuyền vận chuyển sản phẩm và camera quét QR code nhận diện sản phẩm một cách chính xác. PLC S7 1200 điều khiển toàn bộ hệ thống một cách hiệu quả.

4.2. Ứng dụng thực tiễn

Đề tài có thể ứng dụng trong các nhà máy sản xuất để phân loại sản phẩm tự động. Công nghệ tự động hóa giúp tăng năng suất, giảm chi phí nhân công, và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Mô hình cũng có thể được phát triển thêm để ứng dụng trong các lĩnh vực khác như logistics và quản lý kho bãi.