Giáo trình tự động hoá robot hàn

17 Có hai cách điều khiển sự chuyển động của robot bằng hộp dạy đó là điều khiển chuyển động theo từng trục riêng lẻ hệ tọa độ Joint và điều khiển đầu mỏ hàn của robot chuyển động theo đ

Trang 1

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP NAM ĐỊNH

GIÁO TRÌNH

MÔN HỌC/MÔ ĐUN: TỰ ĐỘNG HÓA ROBOT HÀN

NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ : CAO ĐẲNG

Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-… ngày…….tháng….năm ………

của………

Nam Định, năm 2018

Trang 2

2

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu mô đun Tự động hóa Robot hàn thuộc loại giáo trình nên các

nguồn thông tin có thể đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích đào tạo hoạc làm tài liệu tham khảo khác Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích mang tính kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

Trang 3

3

LỜI GIỚI THIỆU

Ngày nay công nghệ thông tin đã được ứng dụng rất hiệu quả trong mọi lĩnh vực, đặc biệt là trong lĩnh vực tạo ra của cải vật chất cho xã hội, điển hình nhất là khu vực sản xuất công nghiệp với rất nhiều ngành đa dạng Công nghệ thông tin đã nhanh chóng chuyển đổi các quá trình sản xuất kiểu truyền thống (với sự tham gia của con người) sang quá trình sản xuất với sự trợ giúp vô cùng hiệu quả của máy tính Nhờ đó các giai đoạn thiết kế và chế tạo được từng bước

tự động hóa từng phần hoặc tự động hóa hoàn toàn, nhờ các hệ thống CAD/CAM (thiết kế và chế tạo có sự trợ giúp của máy tính)

Cùng với sự hiện đại hóa và công nghiệp hóa với tốc độ ngày càng cao của đất nước Trường Cao đẳng Công nghiệp Nam Định cũng có những bước phát triển mang phong cách riêng của mình Đó chính là sự hướng tới nghiên cứu ứng dụng các hệ thống CAD/CAM/CNC trong tất cả các ngành đào tạo tại Trường Đặc biệt, ngành Cơ khí nói chung và ngành Công nghệ Hàn nói riêng

Tập bài giảng này được biên soạn nhằm phục vụ cho đào tạo ở hệ Cao đẳng nghề Hàn tại Trường Cao đẳng Công nghiệp Nam Định ngoài ra tập bài giảng này cũng là tài liệu tham khảo cho cán bộ giảng dạy cũng như các kỹ thuật viên chuyên ngành Kỹ thuật cơ khí

Xin trân trọng cảm ơn!

Nam Định, ngày tháng năm 2018

Nhóm biên soạn

Chủ biên: Th.s: Bùi Huy Tưởng Th.s: Trần Xuân Dũng

Trang 4

4

MỤC LỤC

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN HÀN RÔBỐT 10

1 Cấu hình cơ bản của hệ thống robot hàn: 10

1.1 Bậc tự do: 10

1.2 Hệ tọa độ: 11

1.3 Trường công tác: 12

2 Cơ cấu tay máy và chiều di chuyển của các trục: 14

2.1 Hệ trục toạ độ Joint 14

2.2 Hệ trục toạ độ Robot 15

2.3 Hệ trục toạ độ Tools 16

3 Tủ điều khiển hệ thống robot hàn: 18

4 Cấu tạo và chức năng của bảng dạy Teach phendant: 18

4.1 Cấu tạo và chức năng của bảng dạy Teach phendant: 18

4.2 Bảng dạy và các phím, nút ấn trên bảng dạy 18

5 Công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng: 20

5.1 Các điều kiện về an toàn khi vận hành ROBOT hàn 20

5.2 Các chú ý cơ bản về an toàn: 21

5.3 Các biện pháp an toàn khi hàn hồ quang điện 25

Bài 2: Vận hành hệ thống robot hàn IRB-1400 27

1 Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, nguyên vật liệu: 27

1.1 Chuẩn bị thiết bị: 27

1.2 Chuẩn bị dụng cụ: 28

1.3 Chuẩn bị vật liệu: 29

2 Kiểm tra an toàn hệ thống, robot hàn: 29

3 Kết nối thiết bị hàn với hệ thống robot: 29

3.1 Robot hàn hồ quang: 29

3.2 Nguồn hàn: 30

3.3 Súng hàn hồ quang: 31

3.4 Bộ cấp dây: 32

4 Khới động nguồn Rô bốt: 33

5 Khởi động nguồn hàn MAG/TIG: 34

Trang 5

5

6 Điều khiển rô bốt theo trục độc lập: 34

7 Điều khiển robot theo hệ toạ độ Đề các: 35

Bài 3: Kỹ thuật lập trình cơ bản 35

1 Mở, tạo file mới: 35

1.1 Các bước dạy học cho robot: 35

1.2 Chuẩn bị trước khi dạy 36

2 Sao, ghi chép, sửa đổi tên file: 38

2.1 Sao chép chương trình 38

2.2 Xóa chương trình (Delete) 38

2.3 Sửa đổi tên chương trình (Rename) 39

3 Chức năng của các câu lệnh cơ bản: 40

3.1 Các nút chức năng trên bảng dạy 40

3 2 Các phím chức năng trên bảng dạy 41

3.3 Chức năng hộp thao tác 46

3.4 Chức năng của các nút trên hộp thao tác 46

4 Soạn thảo chương trình: 47

4.1 Cấu trúc một chương trình 47

4.2 Kiểm tra chương trình vừa lập (CHECKBACK/CHECK GO) 47

4.3 Thay đổi, chỉnh sửa một chương trình 52

5 Xác định các toạ độ đường đi của tay máy: 61

6 Lưu chương trình: 68

7 Chạy mô phỏng: 69

7.1 Kiểm tra trình tự của bước [CHECK GO] 70

7.2 Kiểm tra các bước theo thứ tự ngược lại [CHECK BACK] 71

7.3 Kiểm tra các bước một cách liên tục 72

7.4 Lệnh gọi chương trình <CALLP> 72

Bài 4: Lập trình Robot IRB-1400 hàn đường thẳng 73

1 Mở một file mới: 73

1.1 Kiểm tra hệ thống 73

1.2 Khởi động hệ thống 73

1.3 Tạo một chương trình 74

2 Chọn chế độ hàn: 75

Trang 6

6

7 Chạy chương trình thực hiện hàn đường thẳng: 85

BÀI TÂP LẬP TÌNH RÔ BỐT HÀN MAG HÀN ĐƯỜNG THẲNG 85

Bài 5: Lập trình Robot FD – V6 MAG hàn đường cong 87

2 Chế độ hàn: 89

BÀI TÂP LẬP TÌNH RÔ BỐT HÀN MAG HÀN ĐƯỜNG CONG 96

Bài 6: Lập trình Robot FD – V6 MAG hàn tổng hợp 98

1.1 Kiểm tra hệ thống: 98

1.2 Khởi động hệ thống: 98

1.3 Tạo một chương trình: 99

BÀI TÂP LẬP TÌNH RÔ BỐT HÀN MAG HÀN TỔNG HỢP 107

Bài 7: Lập trình Robot FD – V6 TIG hàn đường thẳng 109

Trang 7

7

1.3 Tạo một chương trình: 110

2 Chọn chế độ hàn: 111

BÀI TÂP LẬP TÌNH RÔ BỐT HÀN TIG 119

HÀN ĐƯỜNG THẲNG 119

Bài 8: Lập trình Robot FD – V6 TIG hàn đường cong 121

BÀI TÂP LẬP TÌNH RÔ BỐT HÀN TIG 130

HÀN ĐƯỜNG CONG 130

Bài 9: Lập trình Robo FD – V6 TIG hàn tổng hợp 132

Trang 9

9

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN TỰ ĐỘNG HÓA RÔBỐT HÀN

I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN:

I Vị trí, tính chất của mô đun

- Vị trí: Là môn đun được bố trí cho học sinh sau khi đã học xong các môn học chung theo quy định của Bộ LĐTB-XH và học xong các môn học bắt buộc của đào tạo chuyên môn nghề từ MH07 đến MH13

- Tính chất: Là mô đun chuyên ngành tự chọn

II Mục tiêu mô đun:

Học xong mô-đun này người học có khả năng:

- Trình bày đúng cấu tạo và chức năng của các bộ phận trên hệ thống robot hàn IRB-1400

- Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ và nguyên vật liệu đầy đủ an toàn

- Vận hành thiết bị robot hàn thành thạo

- Tạo và mở các file dự liệu thành thạo

- Tạo chương trình hàn các liên kết hàn cơ bản có biên dạng khác nhau chính xác

- Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất vật liệu và kiểu liên kết hàn

- Quản lý tốt các tệp dự liệu, khắc phục các lỗi chương trình

- Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh phân xưởng

Trang 10

10

BÀI 1: Cấu hình và chức năng của hệ thống robot hàn IRB-1400

Mục tiêu của bài:

- Trình bày được các bộ phận của hệ thống robot hàn

- Nhận biết được các cơ cấu của hệ thống robot hàn

- Giải thích đúng chức năng và quy trình sử dụng cơ cấu hệ thống;

Nội dung chi tiết:

1 Cấu hình cơ bản của hệ thống robot hàn:

Một hệ thống Robot thông thường gồm một Robot, bảng dạy, và các thiết

bị ngoại vi khác Tất cả được kết nối với một tủ điều khiển

10 Cuộn dây điện cực

1.1 Bậc tự do:

Bậc tự do của cơ cấu là số thông số độc lập hay số thông số cần cho trước

để vị trí của cơ cấu hoàn toàn xác định Nó thể hiện số khả năng chuyển động của một cơ cấu (chuyển động quay hoặc tịnh tiến) Để dịch chuyển được một vật

Trang 11

11

thể trong không gian, cơ cấu chấp hành của robot phải đạt được một số bậc tự

do Nói chung, cơ hệ của robot là một cơ cấu hở, do đó số bậc tự do của nó có

Để định vị và định hướng khâu chấp hành cuối cùng một cách tùy ý trong không gian 3 chiều, robot cần có 6 bậc tự do, trong đó 3 bậc tự do để định vị và

3 bậc tự do để định hướng Một số công việc đơn giản nâng hạ, sắp xếp, … có thể yêu cầu số bậc tự do ít hơn Các robot hàn, sơn, … thường yêu cầu 6 bậc tự

do Trong một số trường hợp cần sự khéo léo, linh hoạt hoặc khi cần phải tối ưu hóa quỹ đạo, … người ta dùng robot với số bậc tự do lớn hơn 6

Bậc tự do quay

1.2 Hệ tọa độ:

Trang 12

12

Các tọa độ suy rộng của Robot

Mỗi robot thường nhiều khâu (links) liên kết với nhau qua các khớp

(joints) tạo thành một xích động học xuất phát từ một khâu cơ bản (base) đứng

yên Hệ tọa độ gắn với khâu cơ bản gọi là hệ tọa độ cơ bản (hay hệ tọa độ chuẩn) Các hệ tọa độ trung gian khác gắn với các khâu động gọi là hệ tọa độ suy rộng Trong từng thời điểm hoạt động, các tọa độ suy rộng xác định cấu

hình của robot bằng các dịch chuyển dài hoặc các dịch chuyển góc của các khớp

tịnh tiến hoặc khớp quay Các tọa độ suy rộng còn được gọi là biến khớp

Các hệ tọa độ gắn với các khâu của robot phải tuân theo quy tắc bàn tay phải: dùng tay phải, nắm 2 ngón tay út và áp út vào lòng bàn tay, xòe 3 ngón

cái, trỏ và giữa theo 3 phương vuông góc nhau Nếu chọn ngón cái là phương và

chiều của trục Z thì ngón trỏ chỉ phương và chiều của trục X, và ngón giữa chỉ phương và chiều của trục Y

Quy tắc bàn tay phải

1.3 Trường công tác:

Trường công tác (hay vùng làm việc, không gian công tác) của robot là

toàn bộ thể tích đươc quét bởi khâu chấp hành cuối khi robot thực hiện tất cả các chuyển động có thể Trường công tác bị ràng buộc bởi các thông số hình học của

robot cũng như các ràng buộc cơ học của các khớp Ví dụ, một khớp quay có thể

chuyển động nhỏ hơn 1 góc 3600 Người ta thường dùng 2 hình chiếu để mô tả

trường công tác của một robot (hình 1 )

Vùng làm việc của Tay máy gồm những vùng khác nhau mà ở đó, bàn

kẹp thực hiện được các nhiệm vụ kỹ thuật khác nhau vì vậy có thể chia ra các loại sau:

* Vùng làm việc cực đại: là miền gồm tập hợp các vị trí trong mặt phẳng

hay không gian mà tâm bàn kẹp với tới được ứng với các thông số và kích thước xác định của Tay máy

Trang 13

13

* Vùng làm việc có hướng không đổi: là miền gồm tập hợp các vị trí

trong mặt phẳng hay không gian mà tâm bàn kẹp với tới được chỉ theo một hướng cố định ứng với các thông số và kích thước xác định của Tay máy

* Vùng làm việc một phần: là miền gồm tập hợp các vị trí trong mặt

phẳng hay không gian mà tâm bàn kẹp với tới được chỉ theo những hướng khác nhau ứng với các thông số và kích thước xác định của Tay máy

* Vùng làm việc toàn phần: là miền gồm tập hợp các vị trí trong mặt

phẳng hay không gian mà tâm bàn kẹp với tới được theo mọi hướng ứng với các thông số và kích thước xác định của Tay máy

* Không gian hoạt động của Rô bốt: là không gian bao bao chứa Robot

khi hoạt động với các giới hạn tận cùng các di chuyển của nó

Không phải tại tất cả các điểm trong vùng làm việc Robot cũng thao tác dễ dàng

Để đánh giá mức độ thao tác dễ dàng, người ta sử dụng hệ số phục vụ  = /4 Trong đó  là góc nón bao trùm toàn bộ hướng của cơ cấu chấp hành Robot tại

vị trí định vị;  - phụ thuộc vào kết cấu của Robot và vị trí điểm làm việc

Biểu diễn trường công tác của Robot

Trang 14

14

2 Cơ cấu tay máy và chiều di chuyển của các trục:

2.1 Hệ trục toạ độ Joint

Hệ tọa độ Joint

Trục 1 quay Trục 2 chyển động lên xuống

Trục 3 chuyển động lên xuống Trục 4 quay

Trang 15

15

Trục 2 chyển động lên xuống Trục 4 quay

Chuyển động của các trục theo hệ tọa độ Joint 2.2 Hệ trục toạ độ Robot

Hệ tọa độ Robot

Chuyển động dọc theo trục X Các trục quay quanh trục X, đầu hàn

không thay đổi tọa độ

Trang 16

16

Chuyển động dọc theo trục Y Các trục quay quanh trục Y, đầu hàn

không thay đổi tọa độ

Chuyển động dọc theo trục Z Các trục quay quanh trục Z, đầu hàn

không thay đổi tọa độ Chuyển động của các trục theo hệ tọa độ Robot

2.3 Hệ trục toạ độ Tools

Hệ tọa độ Robot

Trang 17

17

Có hai cách điều khiển sự chuyển động của robot bằng hộp dạy đó là điều khiển chuyển động theo từng trục riêng lẻ (hệ tọa độ Joint) và điều khiển đầu mỏ hàn của robot chuyển động theo đường thẳng (hệ tọa độ robot) là hệ tọa độ gắn với đế robot Ngoài ra chúng ta còn sử dụng hệ tọa độ “Tool” là hệ tạo độ gắn trên đầu mút mỏ hàn để điều khiển chuyển động thẳng của đầu mỏ hàn theo các trục X, Y, Z và chuyển động quay quanh các trục X, Y, Z để điều chỉnh góc độ

mỏ hàn

Chuyển động dọc theo trục X Trục 6 quanh quanh trục Z,

đầu hàn không thay đổi tọa độ

Chuyển động dọc theo trục Y Các trục quanh quanh trục Y,

Trang 18

18

Chuyển động dọc theo trục Z Các trục quanh quanh trục Z,

Chuyển động của các trục khi sử dụng hệ tọa độ Tool

3 Tủ điều khiển hệ thống robot hàn:

Công tắc nguồn nằm trên panel phía trước của

tủ điều khiển AX-C Bảng dạy và hộp thao tác được

kết nối ở phía mặt bên của tủ điều khiển

- Công tắc nguồn dùng để bật hoặc tắt (ON/OFF)

tủ điều khiển

Tủ điều khiển

4 Cấu tạo và chức năng của bảng dạy Teach phendant:

4.1 Cấu tạo và chức năng của bảng dạy Teach phendant:

- Bảng dạy có các phím và các nút ấn để phục vụ cho việc lập chương trình cho Robot, thao tác với file, hoặc cài đặt các chế độ khác,…

4.2 Bảng dạy và các phím, nút ấn trên bảng dạy

Trang 19

19

[1] Chỉ số chương trình (Program No)

Hiển thị chỉ số chương trình hiện tại đang được chọn

Nếu không có một bước nào được ghi, hiển thị “Free”

Nếu có một hoặc nhiều bước động được ghi, hiển thị “EX”

[5] Tình trạng ghi

Tốc độ cài đặt hiện tại, phương pháp nội suy, v,v đều được hiển thị ở đây Các lệnh chuyển động được ghi trong các điều kiện hiển thị ở trạng thái ghi bằng cách ấn [O WRITE/REC]

[6] Con trỏ

Trang 20

20

Con trỏ này chỉ ra mục tiêu vận hành Nó được hiển thị dưới dạng một thanh màu xanh lá cây

[7] Nội dung chương trình Các bước ghi được hiển thị ở đây Số bước

được cấp bởi cả 2 lệnh chuyển động và chức năng

5 Công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng:

5.1 Các điều kiện về an toàn khi vận hành ROBOT hàn

Nói chung, robot công nghiệp có phạm vi hoạt động cũng như khu vực lắp đặt khá rộng Mặt khác một robot có các đặc điểm riêng rất khác so với các thiết

bị thông thường, ví dụ như cách thức điều khiển tay máy tự động và riêng biệt ở

tốc độ cao, Chính vì những điểm khác biệt này nên robot làm việc có những

mối nguy hiểm mà ở các thiết bị thường khác không có

Khác với các thiết bị máy móc nói chung, robot đòi hỏi phải có một không gian hoạt động khi vận hành hay lập trình nếu không sẽ dẫn tới khả năng

có thể xảy ra những nguy hiểm không lường trước được Do vậy để tránh các nguy hiểm có thể xảy ra, chúng ta cần phải hiểu rõ khái niệm về không gian hoạt động của robot

Chúng ta phải tuyệt đối cẩn thận khi làm việc với robot Để thực hiện vận hành robot công nghiệp loại Almega, người vận hành phải đến gần robot trong khi điều khiển tay máy; điều này có thể dẫn đến những nguy hiểm mà hoàn toàn không xảy ra ở các thiết bị thông thường Do đó, với một người vận hành nếu sự hiểu biết không đầy đủ sẽ dẫn đến việc vận hành sai, và kết quả trong một vài trường hợp tai nạn có thể xảy ra gây nguy hiểm đến tính mạng con người

Để đảm bảo an toàn khi điều khiển robot, người điều khiển phải có được

sự hiểu biết cũng như nắm được kiến thức an toàn và các phương pháp phòng ngừa trước khi lắp đặt vận hành, bảo dưỡng và kiểm tra robot

Việc soạn ra và thực hiện các chuẩn về điều khiển an toàn đều phải dựa trên các chỉ dẫn cụ thể về điều khiển an toàn theo như các quy định đặt ra

Cần chú trọng đến việc phân công cụ thể những người đảm nhận các nhiệm vụ dưới đây Những người dưới đây phải được tham dự các khoá học an toàn dựa trên các luật cơ bản

- Người thực hiện lập trình: là người thực hiện vận hành lập trình

- Người thực hiện bảo dưỡng: là người hàng ngày chịu trách nhiệm kiểm

tra, bảo dưỡng robot,.v.v

- Người phụ trách điều khiển an toàn: là người chịu trách nhiệm phụ trách

việc đảm bảo an toàn khi sử dụng robot

Ba người này phải được tham dự các khoá đào tạo về an toàn dựa trên các luật cơ bản Cần đảm bảo rằng chỉ những người làm các công việc nói trên mới được phép thực hiện các hoạt động liên quan đến robot

- Người trực tiếp tham gia sản xuất: là người làm việc với các chi tiết

ch-ưa thành phẩm và trực tiếp tham gia vào quá trình sản xuất ra chúng Những

Trang 21

Nếu chúng ta sử dụng một robot mà không nắm vững được cơ cấu và nguyên lý làm việc của nó thì không những có thể gây ra các tai nạn nghiêm trọng thậm chí làm nguy hiểm đến tính mạng cho con người và làm hư hại các thiết bị

5.2.1 Các chú ý an toàn chung đối với một robot:

- Tránh xa khu vực làm việc của robot khi nguồn chính bật

- Luôn cảnh giác khi ở gần robot

- Cần hiểu biết về trạng thái của robot cùng các điều kiện làm việc nói chung

- Luôn sẵn sàng bấm nút EMERGENCY STOP khi ở gần robot

- Không được đứng phía sau của tay máy trong khu vực làm việc của

robot

- Người có nhiệm vụ vận hành robot phải được đào tạo một cách kỹ lưỡng

và phải hoàn toàn chịu trách nhiệm về hoạt động của robot cũng như về an toàn

- Đọc và tuân thủ đúng các quy định của quốc gia và của chính quyền địa phương nơi có sử dụng robo cũng như các luật về an toàn lao động và sức khoẻ cho người lao động

- Không được di chuyển, làm hỏng hoặc che khuất các nhãn WARNING

và CAUTION ở trên tay máy và bộ điều khiển robot

- Không được đến gần robot nếu nó đang được điều khiển bởi thiết bị điều chỉnh xung

- Không được sử dụng robot này làm robot phun sơn vì nó không có thiết

bị bảo vệ để chống hiện tượng nổ

- Không được sử đụng robot trong điều kiện môi trường ẩm ớt và có hơi nước vì nó không có khả năng chống ẩm

5.2.2 Các biện pháp an toàn cho người vận hành:

- Khói và khí hàn sinh ra trong quá trình hàn có ảnh hưởng không tốt đến

cơ thể con người Do vậy trong khu vực hàn phải bố trí hệ thống thông gió thích hợp Nếu cần thiết có thể phải sử dụng cả thiết bị thở để cung cấp khí cho ngời vận hành

- Người vận hành phải mặc đồ bảo vệ phần thân và đầu (bao gồm mũ bảo hiểm, găng tay, yếm hàn và giày an toàn)

- Trên mũ hàn phải có lắp kính lọc ánh sáng để bảo vệ mắt khỏi bị ảnh ưởng của các tia hồ quang

Trang 22

- Đóng tất cả các cửa của hàng rào bảo vệ robot và các thiết bị ngoại vi

- Nếu không thực sự cần thiết phải đi vào khu vực robot làm việc, hãy thực hiện việc vận hành robol ở bên ngoài khu vực này để đảm bảo an toàn cho người điều khiển Khi phải vào khu vực làm việc của robot để lập trình, cần kiểm tra lại vị trí cũng như tình trạng của các thiết bị an toàn Nút EMERGENCY STOP luôn phải đặt trong tầm với của người vận hành để có thể bấm vào nút này bất cứ khi nàn có sự cố xảy ra

- Mặc dù khi ở chế độ lập trình, robot hoạt động với tốc độ thấp, tuy nhiên người điều khiển vẫn có thể bị nguy hiểm nếu không cẩn thận Để tránh xảy ra tai nạn, cần phải tuân thủ các nội dung dưới đây:

+ Đảm bảo một khoảng không gian đủ lớn để cho một người vận hành có thể di chuyển tự do giữa hàng rào an toàn và vùng làm việc của robot

+ Người vận hành luôn luôn phải định trước được khoảng không gian để thoát khỏi khu vực robot làm việc trong khi vận hành nếu có sự cố xảy ra

+ Không một cá nhân hay một vật nào được ở trong khoảng không gian thao tác để phòng khi gặp sự cố, người vận hành có thể thoát khỏi nơi làm việc

+ Nếu người vận hành hay bất cứ một ngời làm việc nào nhận thấy có sự nguy hiểm, hãy ấn nút EMERGENCY STOP ngay lập tức để ngừng hoạt động

của robot 5.2.3 Các biện pháp an toàn trong khi lập trình

Việc lập trình thường yêu cầu người vận hành phải đi vào khu vực làm việc của robot, bởi vậy cần phải tuân thủ đúng các quy định sau đây khi lập trình :

- Phải có đồ bảo hộ lao động (bao gồm mũ bảo hiểm, gang tay, yếm hàn

và giày an toàn)

- Trước khi bắt đầu lập trình, hãy treo biển "Đang lập trình" tại nơi dễ nhìn

thấy nhất để mọi người xung quanh khu vực đó biết rằng việc lập trình về robot đang diễn ra

- Không được sử dụng các thiết bị phát ra nhiễu điện từ xung quanh khu vực

Trang 23

23

- Cần phải báo cho người vận hành lập trình, người giám sát và những người vận hành khác về tình trạng của các thiết bị liên quan theo các tiêu chuẩn điều khiển an toàn

- Người chịu trách nhiệm giám sát phải tuân theo các quy định sau:

+ Phải đứng tại một nơi mà có thể quan sát được toàn bộ khu vực làm việc của robot cũng như tập trung được mọi công việc của nhiệm vụ giám sát

+ Nếu phải đi vào khu vực robot làm việc để lập trình, hãy luôn sẵn sàng bấm vào nút EMERGENCY STOP ngay lập tức khi robot chuyển động bất th-ường

+ Thiết lập tốc độ chuyển động thấp nhất ở mức có thể khi lập trình cho robot

+ Không được sờ vào các nút vận hành lập trình trong khi đang nhìn vào các điểm lập trình

+ Không được quay ra phía sau của tay máy trong khu vực làm việc của robot

+ Nếu quá trình thực hiện lập trình yêu cầu phải truyền tín hiệu từ một thiết bị có liên quan, nguồn cấp cho bộ điều khiển, đồ bảo vệ lắp, sẽ được bật trong khi lập trình Trong trường hợp này, khi thực hiện lập trình cần chú ý nhiều tới sự chuyển động của các thiết bi có liên quan

- Khi có sự cố xảy ra, hãy thực hiện các biện pháp sau:

+ Khi nhận thấy chuyển động bất thường của robot, hãy ấn nút EMERGENCY STOP ngay lập tức

+ Sau khi đã ấn nút EMERGENCY STOP cần phải kiểm tra sự bất ường này để tìm ra nguyên nhân và có biện pháp xử lý Khi tiến hành kiểm tra cần đảm bảo chắc chắn rằng robot và các thiết bị có liên quan đã hoàn toàn ngừng hoạt động

th-+ Khi có các sự cố bất thường về nguồn điện áp cung cấp cho robot, áp suất dầu của các thiết bị có liên quan hay khí nén, hãy ngừng ngay hoạt động của robot bằng cách ấn nút EMERGENCY STOP và tìm ra nguyên nhân, sau đó đa ra biện pháp xử lý

+ Khi các thiết bị an toàn như nút EMERGENCY STOP không làm việc hãy tắt nguồn cấp đầu vào ngay lập tức, sau khi đã kiểm tra xác định robot và các thiết bị liên quan khác đã ngừng hoạt động thì tìm nguyên nhân, rồi đa ra biện pháp xử lý cụ thể

- Chỉ có người được chỉ định (người đã qua khoá đàn tạo đặc biệt về robot) mới được phép tìm nguyên nhân của sự cố và có biện pháp xử lý

- Sau khi đã ấn nút EMERGENCY STOP, nếu muốn khởi động lại robot, phải kiểm tra xem nguyên nhân của những sự cố đã được tìm ra chưa và chúng đã được xử lý triệt để hay chưa

Kiểm tra tất cả các thiết bị liên quan xem chúng có hoạt động bình thường không

5.2.4 Các biện pháp an toàn trước khi điều khiển tự động:

Trang 24

- Kiểm tra tất cả các thiết bị bảo vệ hay các thiết bị liên quan xem chúng

đã được đặt đúng vị trí bắt đầu làm việc (start-work position) hay chưa

- Kiểm tra xem robot đã được đặt ở vị trí khởi động theo quy định hay

ch-ưa

- Di chuyển tất cả các dụng cụ ra khỏi khu vực làm việc của robot

- Các phôi phải được đặt ở những vị trí thích hợp và được giữ cố định bằng đồ gá hàn,v.v

- Kiểm tra xem tất cả các công tắc của các thiết bị liên quan và các thiết bị ngoại vi của robot đã được đặt đúng vị trí hay chưa

- Cần đảm bảo không có người nào ở trong khu vực làm việc của robot ước khi robot di chuyển

tr-5.2.5 Các biện pháp an toàn trong khi điều khiển tự động:

- Khi phải đi vào khu vực làm việc của robot để thay bép hàn tại đầu mỏ hàn hoặc dây hàn hãy ấn nút EMERGENCY STOP, tắt nguồn và kiểm tra xem robot đã ngừng hoạt động hoàn toàn cha trước khi vào bên trong hàng rào an toàn

- Hãy cảnh giác khi khởi động các bộ phận có liên quan đến các bộ phận bảo vệ được điều khiển bởi các thiết bị bên ngoài trong khi đang điều khiển

- Những người không được phân công không được phép thực hiện điều khiển

- Nếu sử dụng hai hay nhiều hơn các hộp khởi động (starting box), khi đó hãy đảm bảo rằng người vận hành phải có sự hiểu biết rất rõ về tất cả quy trình vận hành bao gồm cả mối liên quan giữa chúng

- Hãy ấn nút EMERGENCY STOP ngay lập tức để ngừng hoạt động của robot xảy ra hiện tượng bất thường

- Người vận hành cần phải mặc bảo hộ lao động (bao gồm mũ bảo hiểm, găng tay, yếm hàn và giày an toàn) để bảo vệ cho cơ thể tránh khỏi tác động

không tốt của các tia hồ quang, khói hàn và phôi nóng, trong khi điều khiển

quá trình hàn

- Hãy bắt đầu quá trình điều khiển tự động ở bên ngoài hàng rào bảo vệ,

5.2.6 Các biện pháp an toàn sau khi hoàn thành quá trình điều khiển:

- Sau khi hoàn thành quá trình điều khiển, hãy di chuyển tay máy trở về điểm ban đầu bằng cách sử dụng bảng dạy (teaching box) mà không có ảnh h-ưởng với đồ gá hàn

- Ấn nút EMERGENCY STOP và tắt nguồn

Trang 25

25

- Tắt nguồn hàn và nguồn của bộ điều khiển thiết bị hàn

- Tắt nguồn cấp của bộ điều khiển robot

- Để cho robot và các thiết bị khác sau khi vận hành được nguội một cách tự nhiên

- Làm sạch robot, thiết bị hàn và khu vực phía bên trong hàng rào bảo vệ

- Sau khi kiểm tra thấy robot đã nguội hãy che phủ bạt lên tất cả các thiết

- Đi găng tay, mặc quần áo khô và có tính cách điện Không được mặc quần áo hay đi găng tay đã bị cũ sờn hay ẩm ướt

- Phải tắt tất cả các nguồn điện đầu vào trước khi tiến hành lắp đặt, kiểm tra và bảo dưỡng Mặt khác, vì các linh kiện điện tử như tụ điện, vẫn có thể tích điện thậm chí ngay cả khi đã tắt nguồn cấp đầu vào nên cần kiểm tra để chắc chắn rằng không có sự tích tụ điện áp một vài phút sau khi đã tắt nguồn điện

- Không được sử dụng cáp để kết nối nếu như chất lượng của chúng không đảm bảo vì bị hư hại hay bị dò điện

- Hãy bắt chặt các phần kết nối của cáp và bọc cách điện các phần đó để tránh bị giật khi chạm phải

An toàn về khói và tia hồ quang hàn

- Sử dụng hệ thống hút khói thích hợp để không khí nơi hàn không bị bao phủ bởi khói và khí hàn Có thể sử dụng các thiết bị hỗ trợ thở nếu như hệ thống hút khói hàn không đáp ứng được yêu cầu

- Tuân theo các nhãn cảnh báo trên tất cả các thùng đựng nguyên liệu hàn

- Không được hàn ở gần nơi đang tiến hành tra dầu, rửa và phun xịt Mặt khác, khi hàn khí bảo vệ có thể phát ra gây nhiễm độc cho những người đang làm việc xung quanh

- Phải mang mặt nạ hàn thích hợp cùng với kính râm hay kính lọc trong khi hàn hay đang giám sát quá trình hàn

- Phải lắp đặt các màn chắn bảo vệ khỏi tia hồ quang xung quanh khu vực hàn để các tia hồ quang không ảnh hưởng đến mắt của người vận hành và những người khác

- Phải sử dụng các loại đồ bảo hộ lao động như găng tay da dùng để hàn, quần áo bảo hộ với ống tay dài và yếm hàn trong khi hàn

An toàn về cháy nổ

- Các chất dễ bắt lửa phải bố trí ra xa khỏi khu vực hàn

Trang 26

26

- Phải mặc đồ bảo hộ lao động như găng tay đa để hàn, quần áo bảo hộ với ống tay dài và bao che chân cao cùng yếm hàn để tránh khỏi bị bỏng vì kim loại nóng, kim loại bắn tóe, xỉ và tia hồ quang,

- Phải bố trí các phương tiện chữa cháy gần khu vực hàn và biết cách sử dụng chúng

- Không được để các đồ dễ cháy như gỗ hay chất vải chạm vào các kim loại cơ bản đang nóng, ngay sau khi hàn xong, bởi vì nó không chỉ gây ra cháy

mà còn có thể làm cho người vận hành bị bỏng

- Không được mang các vật hàn còn nóng tới gần các vật dễ bắt lửa

- Các vật dễ bắt lửa phải được đặt cách xa khỏi khu vực hàn Nếu không thể di chuyển được chúng, hãy bao phủ chúng bằng tấm phủ có chất liệu không bắt lửa

- Không được sử dụng khí dễ cháy gần khu vực hàn

- Các phần kết nối của cáp phải được bắt chặt và làm cách điện

- Các bình khí phải được cố định thật chắc chắn vì chúng có thể bị đổ (sử dụng dây cách điện)

- Để các bình khí cách xa khói các nguồn nhiệt hay các nguồn phát ra tia

hỗ quang khi hàn

- Khi đang phải làm việc với các bình khí, hãy tuân thủ đúng các luật lệ và các quy định đề ra tại nơi làm việc

Trang 27

27

Bài 2: Vận hành hệ thống robot hàn IRB-1400

- Chuẩn bị thiết, bị dụng cụ, vật liệu hàn đầy đủ an toàn

- Kết nối đúng thiết bị hàn với hệ thống robot

- Trình bày đúng quy trình vận hành hệ thống robot hàn IRB-1400

- Trình bày đầy đủ các bước điều khiển, di chuyển robot bằng tay

- Điều khiển thành thạo các chuyển động của robot theo các trục độc lập

- Điều khiển thành thạo các chuyển động robot theo hệ toạ độ Đề các

- Thiết lập chích xác gốc toạ độ tay robot (xác định điểm 0)

- Vận hành thành thạo hệ thống điều khiển robot- nguồn hàn MIG/MAG

- Khắc phục các lỗi chương trình thường gặp

Nội dung chi tiết :

1 Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, nguyên vật liệu:

1.1 Chuẩn bị thiết bị:

1.1.1 Kiểm tra hệ thống:

- Các thiết bị kết nối với Robot phải đúng theo thiết kế

- Dây dẫn có bị trầy xước không?

- Nguồn điện cung cấp có đảm bảo không (230/400 V, 3 pha)

1.1.2 Khởi động hệ thống:

- Bật công tắc bộ điều khiển

Công tắc nằm ở mặt trước tủ điều

khiển (Vặn công tắc về vị trí ON)

- Đợi cho máy “load” xong ta mới

tiến hành thao tác với Robot, lúc này

màn hình làm việc có dạng

Công tắc khởi động

- Khởi động Motor

Ấn nút Motor Power trên hộp thao tác (Operation Box)

Đèn chỉ thị sáng cho ta biết các Motor đã hoạt động

- Giữ công tắc Deadman Công tắc này nằm phía trái mặt sau của bảng dạy

và được sử dụng khi vận hành Robot bằng tay hoặc ở chế độ dạy

- Khi giữ chặt công tắc tay cầm DEADMAN này, nguồn sẽ được cấp cho các động cơ Robot chỉ có thể vận hành được bằng tay khi công tắc này được giữ chặt

Trang 28

28

- Nếu nhả công tắc DEADMAN ra Robot sẽ dừng ngay lập tức

Màn hình làm việc khi khởi động 1.2 Chuẩn bị dụng cụ:

1.2.1 Mặt nạ hàn - Kính hàn:

Mặt nạ hàn- kính hàn là dụng cụ che chắn hồ quang và lọc ánh sáng hồ quang, bảo vệ mắt, da mặt, da cổ tránh được các tác động không có lợi của các tia tử ngoại có trong ánh sáng hồ quang, đồng thời tránh được xỉ hàn, các giọt kim loại lỏng bắn ra trong quá trình hàn Vì vậy đây là dụng cụ không thể thiếu đối với người thợ hàn

1.2.2 Búa gõ xỉ, bàn chải sắt:

Búa gõ xỉ là dụng cụ luôn đi theo người thợ trong quá trình hàn để gõ xỉ, làm sạch bề mặt vật hàn sau khi hàn xong Búa gõ xỉ nên có hai đầu nhọn và dẹt theo hai phương vuông góc để có thể gõ xỉ được theo các phương khác nhau Đầu búa không nên làm to quá vì khó gõ được những chỗ hẹp, nhưng cũng không nên làm quá nhỏ vì không đủ lực để gõ xỉ

Trang 29

1.3 Chuẩn bị vật liệu:

- Khí bảo vệ Ar hoặc khí CO2

- Dây hàn MAG Φ 1,0 mm

- Thép tấm được nắn thẳng phẳng và làm sạch trước khi hàn

2 Kiểm tra an toàn hệ thống, robot hàn:

- Các thiết bị kết nối với Robot phải đúng theo thiết kế

- Dây dẫn có bị trầy xước không?

- Nguồn điện cung cấp có đảm bảo không (230/400 V, 3 pha)

3 Kết nối thiết bị hàn với hệ thống robot:

PANASONIC, KUKA, MOTOMAN

- Robot hàn hồ quang có đặc tính PTP (Point To point) hay CP (Continuous Path) nghĩa là quá trình di chuyển của robot đồng thời là quá trình làm việc của đầu

công nghệ

Trang 30

30

- Chuyển động của robot là chuyển động

liên tục và là loại robot khả trình (có bộ phận

giao tiếp với con người)

- Thường dùng cơ cấu điều khiển Servo

(điều khiển kín) trên hầu hết các trục của robot

để điều khiển vị trí và vận tốc

- Có sử dụng hệ thống cảm biến tín hiệu

- Robot hàn phải được lập trình làm việc,

nó cần được hướng dẫn điểm đầu và điểm kết

thúc, hướng làm việc, thao tác đầu mỏ hàn như

thế nào, các thông số hàn phải được lưu vào

trong bộ nhớ Khi cần thiết có thể hiệu chỉnh và

Các loại nguồn điện hàn tự động cấu tạo phức tạp hơn nguồn điện hàn bán

tự động Nguồn điện hàn tự động có khả năng giao tiếp với tủ điều khiển (hệ thống điều khiển của Rôbôt) và lập trình điều khiển các thông số chế độ hàn thông qua hộp dạy “Teach pandent”

Có 3 loại nguồn hàn hồ quang

Trang 31

31

- Nguồn điện hàn công suất không đổi

- Nguồn điện hàn áp không đổi

- Nguồn điện hàn dòng không đổi

3.3 Súng hàn hồ quang:

- Sùng hàn dùng để đưa điện cực vũng hàn, truyền dòng điện hàn vào dây điện cực tạo ra vùng khí bảo vệ bao quanh vùng hồ quang hàn Có nhiều kiểu súng hàn khác nhau, tùy theo quá trình hàn, cường độ dòng điện hàn, đường kính dây điện cực và loại khí bảo vệ,

- Súng hàn có thể được làm mát bằng nước luân chuyển hoặc bằng khí Đối với qúa trình hàn dùng điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ hoặc hàn hồ quang điện cực lõi thuốc, có thể dùng hoặc không dùng khí bảo vệ

- Các súng hàn có thể ở dạng thẳng hoặc cong Súng hàn cong để tiếp cận mối hàn dễ dàng hơn

- Chức năng chính của súng hàn là truyền dòng điện cho điện cực Đối với quá trình hàn dùng điện cực nóng chảy, dòng hàn được truyền tới điện cực khi

nó chuyển động qua súng hàn

Súng hàn hồ quang

- Chức năng thứ hai của súng hàn là cấp khí bảo vệ tới vùng hàn (nếu có) Hàn hồ quang điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ dùng khí hoạt tính CO2 hoặc hỗn hợp khí trơ, thường là argon với CO2 hoặc ô-xy

- Súng hàn được lắp vào

thân robot bằng khâu, khớp

nối thích hợp Thường là một

ly hợp chống va đập, phòng

Trang 32

- Với hàn tự động, cần có một giao diện điều khiển giữa bộ điều khiển robot, nguồn và bộ cấp dây Hệ thống cấp dây hàn phải phù hợp với quá trình hàn và kiểu nguồn điện đƣợc sử dụng

- Điện cực là một phần của mạch hàn, và kim loại nóng chảy từ điện cực điền đầy vào mối hàn Có hai loại cơ cấu cấp dây điện cực khác nhau Nguồn điện hàn kiểu dòng điện không đổi cần một bộ cấp dây cảm áp, trong đó tốc độ cấp dây thay đổi liên tục theo sự thay đổi của điện áp Còn nguồn điện áp không

đổi cần tốc độ cấp dây không đổi trong suốt quá trình hàn

Bộ cấp dây

Trang 33

33

4 Khới động nguồn Rô bốt:

Bật công tắc bộ điều khiển

Đợi cho máy “load” xong ta mới tiến hành thao tác với Robot, lúc này màn hình làm việc có dạng

- Lựa chọn chế độ làm việc

Bật công tắc chuyển sang chế độ “Teach” trên hộp thao tác và trên bảng dạy

- Giữ công tắc Deadman

Công tắc này nằm phía trái mặt sau của bảng dạy và được sử dụng khi vận hành Robot bằng tay hoặc ở chế độ dạy

Khi giữ chặt công tắc tay cầm DEADMAN này, nguồn sẽ được cấp cho các động cơ Robot chỉ có thể vận hành được bằng tay khi công tắc này được giữ chặt

Trang 34

34

5 Khởi động nguồn hàn MAG/TIG:

Đợi cho máy “load” xong ta mới tiến hành thao tác với Robot, lúc này màn hình làm việc có dạng

- Lựa chọn chế độ làm việc

Bật công tắc chuyển sang chế độ “Teach” trên hộp thao tác và trên bảng dạy

6 Điều khiển rô bốt theo trục độc lập:

Trang 35

35

- Khi giữ chặt công tắc tay cầm DEADMAN này, nguồn sẽ được cấp cho các động cơ Robot chỉ có thể vận hành được bằng tay khi công tắc này được giữ chặt

- Nếu nhả công tắc DEADMAN ra Robot sẽ dừng ngay lập tức

7 Điều khiển robot theo hệ toạ độ Đề các:

Khi giữ chặt công tắc tay cầm DEADMAN này, nguồn sẽ được cấp cho các động cơ Robot chỉ có thể vận hành được bằng tay khi công tắc này được giữ chặt

Nếu nhả công tắc DEADMAN ra Robot sẽ dừng ngay lập tức

Bài 3: Kỹ thuật lập trình cơ bản

- Trình bày đúng các bước dể tạo ra một file mới hoặc mở một file cũ và cách quản

lý dự liệu file

- Trình bày đúng các bước để viết một chương trình cơ bản

- Ứng dụng để mở một file cũ hoặc tạo một file mới

- Xem thông tin của file, sao chép file, xoá file, sửa đổi tên file

- Nhận các câu lệnh cơ bản và chức năng của chúng

- Ứng dụng câu lệnh để viết chương trình

- Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng cắt

Nội dung chi tiết :

1 Mở, tạo file mới:

1.1 Các bước dạy học cho robot:

Trang 36

1 Chọn phương thức dạy (Teach mode)

2 Ấn đồng thời hai phím ANABLE + PROG/ STEP, hộp thoại hiện ra

- Chọn phương thức dạy (Teach mode)

- Chọn chương trình (dạy họăc chạy CT)

- Nhập số của chương trình vào, có thể nhập Ghi nhớ các lệnh chuyển động (vị trí mà Robot

sẽ di chuyển tới và tư thế của nó)

- Di chuyển Robot bằng tay tới vị trí mong muốn

- Ấn O.WRITE/REC để ghi nhớ bước (lệnh chuyển động)

- Ghi lại các bước theo trình tự được thực hiện

- Ghi lệnh END (lệnh chức năng END <FN 92>) ở bước kết thúc thao tác để chỉ thị sự kết

Di chuyển Robot qua các bước được ghi và kiểm tra lại vị trí được ghi nhớ và các tư thế

Trang 38

Cửa sổ chọn chương trình xuất hiện

[2] Sử dụng phím  dịch chuyển con trỏ tới “Copy”

[3] Xác nhận bằng cách ấn Enter Cửa sổ chương trình xuất hiện

[4] Sử dụng phím  dịch chuyển con trỏ tới chương trình cần Copy Nếu

có nhiều trang màn hình, ta có thể sử dụng phím f9 hoặc f10 để chọn trang chứa chương trình cần Copy

[5] Chọn chương trình đích, ấn Enter

- Màn hình xuất hiện, ta nhập số chương trình đích

- Sau khi đã hoàn thành việc nhập số chương trình, nhấn Enter để xác nhận Copy

2.2 Xóa chương trình: (Delete)

Dưới đây miêu tả cách xóa một hoặc nhiều chương trình

Trang 39

39

[1] Chọn chương trình cần xóa

Ấn PROG/STEP trong khi ấn giữ phím

ENABLE

[2] Sử dụng phím  dịch chuyển con trỏ tới “Delete”

[3] Xác nhận bằng cách ấn Enter Cửa sổ chương trình xuất hiện

[4] Sử dụng phím  dịch chuyển con trỏ tới chương trình cần xóa Nếu

có nhiều trang màn hình, ta có thể sử dụng phím f9 hoặc f10 để chọn trang chứa chương trình cần Delete

[5] ấn Enter, màn hình làm việc xuất hiện

[6] Chọn OK, sau đó nhấn Enter Chương trình chọn đã bị xóa, màn hình lại trở về trạng thái ban đầu

2.3 Sửa đổi tên chương trình: (Rename)

Dưới đây miêu tả cách đổi tên một chương trình

Trang 40

40

[1] Chọn chương trình cần xóa

Ấn PROG/STEP trong khi ấn giữ phím

ENABLE

[2] Sử dụng phím  dịch chuyển con trỏ tới “Rename”

[3] ấn Enter, cửa sổ chương trình xuất hiện

[4] Sử dụng phím  dịch chuyển con trỏ tới chương trình cần đổi tên (Rename) Nếucó nhiều hơn một trang màn hình, ta có thể sử dụng phím f9 hoặc f10 để chọn trang chứa chương trình cần đổi tên

[5] ấn Enter, màn hình làm việc xuất hiện, nhập số chương trình cần đổi tên Sau đó ấn Enter

[6] Chọn OK, sau đó nhấn Enter Chương trình chọn được đổi tên, màn hình lại trở về trạng thái ban đầu

3 Chức năng của các câu lệnh cơ bản:

3.1 Các nút chức năng trên bảng dạy:

Tiêu đề	Giáo trình Tự động hoá robot hàn
Tác giả	Nhóm biên soạn
Người hướng dẫn	Th.s: Bùi Huy Tưởng, Th.s: Trần Xuân Dũng
Trường học	Trường Cao đẳng Công nghiệp Nam Định
Chuyên ngành	Kỹ thuật Cơ khí
Thể loại	Giáo trình môn học
Năm xuất bản	2018
Thành phố	Nam Định

Định dạng
Số trang	140
Dung lượng	1,54 MB