Nghiên cứu tích hợp điều khiển PLC trên robot công nghiệp 4 bậc tự do

Tuy nhiên, trang thiết bị và công nghệ để phục vụ cho công nghiệp sản xuất nhựa ở nƣớc ta hiện nay vẫn còn lạc hậu. Nếu nhƣ trên thế giới đã sử dụng robot vào phục vụ cho quá trình cấp, thoát phôi để thay thế con ngƣời thì ở Việt Nam hầu hết các nhà máy vẫn còn sử dụng tay ngƣời để thực hiện quá trình này. Sử dụng robot hiệu quả sẽ góp phần nâng cao năng suất dây truyền công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lƣợng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm, đồng thời cải thiện điều kiện làm việc.

Thực tiễn cho thấy rằng, trong công nghệ ép nhựa, có một giai đoạn quan trọng, đó là giai đoạn thoát phôi. Thông thƣờng sẽ có 1 xi lanh thủy lực riêng để đẩy sản phẩm ra ngoài sau khi đã đƣợc làm nguội trong khuôn. Nhƣng với những sản phẩm này cần phải qua một khâu nữa trong quá trình công nghệ hoặc những sản phẩm có yêu cầu cao về vấn đề vệ sinh thì trong một số máy hiện đại có trang bị một tay máy Harmo chuyên để gắp sản phẩm ra từ khuôn đúc. Những tay máy Harmo này sẽ đảm bảo quy trình ép tự động hoàn toàn cho những công đoạn tiếp theo. Vì vậy, vấn đề đặt ra là cần phải nắm rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động của robot Harmo để điều khiển robot Harmo nhƣ thế nào cho hiệu quả là hết sức cần thiết.

Ở Việt Nam hiện nay có rất nhiều hệ thống điều khiển tự động linh hoạt nhỏ; điều khiển PLC Robot công nghiệp bắt đầu đƣợc sử dụng. Do đó, tác giả lựa chọn nội dung cho luận văn cao học là:“Nghiên cứu tích hợp điều khiển PLC trong Rô bốt công nghiệp 4 bậc tự do” nhằm đánh giá những ƣu, khuyết điểm trong quá trình điều khiển, nhằm nâng cao năng suất dây truyền công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lƣợng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm.

NỘI DUNG:

Các ký hiệu và chữ viết tắt .............................................................................................. 6
Danh mục các bảng ........................................................................................................ 7
Danh mục các hình vẽ ...................................................................................................... 8
PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 10
1. Lý do chọn đề tài. ................................................................................................. 10
2. Mục đích, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ...................................................... 11
2.1. Mục đích nghiên cứu...................................................................................... 11
2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu................................................................. 12
3. Nội dung nghiên cứu. ........................................................................................... 12
4. Phƣơng pháp nghiên cứu. .................................................................................... 12
5. Dự kiến kết quả..................................................................................................... 12
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP ..................................... 13
1.1. Lịch sử phát triển của Robot công nghiệp. ................................................... 13
1.1.1. Quá trình hình thành của Robot công nghiệp......................................... 13
1.1.2. Quá trình phát triển của robot công nghiệp ............................................ 13
1.2. Tổ chức kỹ thuật của robot công nghiệp....................................................... 17
1.3. Động học robot. .............................................................................................. 19
1.3.1. Bậc tự do của robot. ................................................................................. 19
1.3.2. Hệ tọa độ của robot .................................................................................. 20
1.3.3. Thông số động học và bảng thông số DH. ............................................ 21
1.3.4. Phƣơng trình động học của Robot. ......................................................... 21
1.4. Truyền động trong robot công nghiệp. ......................................................... 23
1.4.1. Truyền động khí nén. (Pneumatic Systems)........................................... 23
1.4.2. Hệ thống truyền động điện. ..................................................................... 25
1.5. Các tham số kỹ thuật của Robot .................................................................... 26
1.6. Ứng dụng của robot công nghiệp........................................................... 27
1.6.1. Sự cần thiết phải ứng dụng Robot trong công nghiệp .............................. 27
1.6.2. Những ứng dụng điển hình của Robot.................................................... 28
CHƢƠNG 2. ROBOT HARMO ................................................................................... 32
2.1. Giới thiệu về robot Harmo............................................................................. 32
2.2. Động học robot Harmo .................................................................................. 33
2.2.1. Thiết lập hệ tọa độ của robot. .................................................................. 34
2.2.2. Xác định bộ thông số DH ........................................................................ 35
2.2.3. Thiết lập các ma trận biến đổi ................................................................. 36
2.2.4. Thiết lập phƣơng trình động học ............................................................. 37
2.3. Kết cấu của robot Harmo. .............................................................................. 38
2.3.1. Kết cấu và nguyên lý hoạt động của bậc tự do chuyển động theo phƣơng Zo ..... 38
2.3.2. Kết cấu và nguyên lý hoạt động của bậc tự do chuyển động theo phƣơng Xo. 42
2.3.3. Kết cấu và nguyên lý hoạt động của bậc tự do chuyển động theo phƣơng Yo. 45
2.3.4. Kết cấu và nguyên lý hoạt động của bậc tự do quay theo phƣơng Zo.. 47
2.4. Truyền động trong robot Harmo. .................................................................. 50
2.4.1. Hệ thống khí nén trong robot Harmo. ..................................................... 50
2.4.2. Hệ thống điện điều khiển robot Harmo. ................................................. 52
2.5. Bộ biến tần (INVERTER) ............................................................................. 53
2.6. Kiểm nghiệm khối lƣợng kẹp của vật kẹp. ................................................... 57
2.7. Tính toán vận tốc và gia tốc bậc tự do tịnh tiến theo trục Zo. ..................... 58
CHƢƠNG 3. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC; LẬP TRÌNH PLC CHO RÔ BỐT
HARMO TRONG QUÁ TRÌNH CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG.......................................... 62
3.1. Hệ thống điều khiển PLC .............................................................................. 62
3.1.1. Các bộ phận cơ bản của hệ thống điều khiển PLC ................................ 62
3.1.2. Cấu trúc bên trong của bộ PLC ............................................................... 63
3.1.3. Ƣu, nhƣợc điểm của PLC ........................................................................ 66
3. 2. Ngôn ngữ lập trình cho PLC .......................................................................... 67
3.3. Lập trình bằng ngôn ngữ sơ đồ thang (LADDER DIAGRAM – LADDER LOGIC)... 67
3.4. Lập trình bằng phần mềm CX-PROGRAMMER ......................................... 71
3.5. Lập trình PLC cho robot Harmo trong quá trình gắp sản phẩm tự động từ máy
ép nhựa............................................................................................................................. 74
3.5.1. Sơ đồ thực hiện bài toán lập trình cho PLC ........................................... 75
3.5.2. Lập trình PLC cho robot Harmo trong quá trình gắp sản phẩm tự động
từ máy ép nhựa ............................................................................................................... 76
3.6. So sánh điều khiển PLC với các phƣơng pháp điều khiển khác. ................ 92
KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 94
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 97

LINK DOWNLOAD

NỘI DUNG: