Bài giảng tự động hóa quá trình sản xuất FMS CIM chương 2 ths phạm thế minh

Trường ĐH Giao thông Vận tải2.2 Lập trình Robot công nghiệp 2.3 Tổ chức hệ thống lắp ráp... Trường ĐH Giao thông Vận tải• Tháo lắp dỡ công cụ trong hệ thống sản xuất linh hoạt • Chất và

Trang 1

Trường ĐH Giao thông Vận tải

2.2 Lập trình Robot công nghiệp

2.3 Tổ chức hệ thống lắp ráp

Trang 2

Lý do sử dụng Robot công nghiệp

1 Con người hóa cho công việc

(Nóng, tiếng ồn, độc hại, nặng nhọc…)

2 Giảm chi phí

(Giảm giá sản phẩm mặc dù tăng giá cố định)

3 Cải thiện chất lượng

(Nâng cao chất lượng, tái sản xuất, khả năng

dây chuyền)

4 Tăng năng suất

(Yêu cầu cao, thị trường lớn, chi phí cố định)

5 Kéo dài thời gian chạy máy

(Nghỉ, 2/3 ca, vận hành ít phải để ý)

Trang 3

Ví dụ Robot trong các thiết bị gia công

Tay máy trong trung

Trang 4

Trang 5

Trang 6

• Tháo lắp dỡ công cụ trong hệ

thống sản xuất linh hoạt

• Chất và tháo phôi khi vận chuyển

Ví dụ Robot dạng cần trục

Trang 7

Trang 8

• Có thể di chuyển theo đường

cong bất kỳ trong không gian

• Di chuyển vòng quanh

Đặc điểm

• Nhu cầu diện tích cũng như

không gian làm việc nhỏ

Trang 9

• Tháo lắp trong công nghiệp ô tô

• Tháo lắp những phôi nhạy

Ví dụ Robot Hexapod

Trang 10

Ví dụ ứng dụng trong công nghiệp ô tô

Lắp ráp phía bên trong

Trang 11

Trang 12

Truyền năng lượng

Nhạy với bụi bẩn

Trang 13

Kẹp kết hợpbên ngoài

và trong

Trang 14

Trang 15

Trang 16

2 Đĩa

3 Xi lanh

4 Đầu hút

5 Phôi

Trang 17

Trang 18

Trang 19

Trang 20

• Giá trị chuẩn cho vị trí

• Giá trị chuẩn cho định hướng

• Mẫu điểm đặc biệt

• Đặt vị trí làm việc hay vị trí giữa chừng

• Chương trình cấu trúc biến

• Tiến trình của chương trình phụ thuộc vào tín hiệu của quá trình và của cảm biến

-Đảm bảo quan hệ chuyển động ổn định, -Tối ưu chuyển động -Đảm bảo được quỹ đạo chuyển động đặc biệt

• Đảm bảo độ tin cậy

và yêu cầu an toàn

đi qua chương trình thao tác

Bộ phận của chương trình thao tác

Trang 21

Điều kiện

ch động

Chỉ dẫn chuyển động

Chỉ dẫn quá trình

Chỉ dẫn giao tiếp

Chỉ dẫn điều

khiển/quan sát

Các kiểu chỉ dẫn trong lập trình Robot

Trang 22

Làm mẫu và lưu Thực hiện quỹ đạo

Hỗ trợ điều khiển Định hướng tại

Trang 23

Lập trình kiểu làm mẫu (Teach-in)

Người vận hành dùng một thiết bị đặc biệt hay trực tiếp dẫn dắt tay máy thực hiện các thao tác Mọi thao tác sẽ được ghi nhớ sau đó tay máy có thể lặp lại.Các tham số ( Vận tốc, gia tốc và độ chính xác của chuyển động) cũng như các chức năng thao tác, đổi dụng cụ được lập trình

Trang 24

Thao tác quỹ đạo cho Robot

Thực hiện quỹ đạo nhờ mô hình động học

Việc thực hiện được đặt lên

mô hình động học bằng vật liệu nhẹ chỉ có hệ thống đo đường đi và cơ bản là dễ sử dụng Nhược điểm là tăng thêm chi phí cho mô hình và

có sự sai lệch giữa mô hình

và Robot

Phương pháp lập trình online cho Robot

công nghiệp (Lặp lại-

Playback)

Trang 25

Tham số

Các tham số bao gồm điểm đích, tham số chuyển động như

quỹ đạo vận tốc và hệ tọa độ Để lập trình cho điểm đến có thể

làm mẫu hoặc nhập hệ tọa độ từ bàn phím

Chương trình mong muốn có thể được thể hiện và xử lý trên

cửa sổ màn hình Có các chức năng, cắt, copy, paste xóa

Để thao tác chuyền động có chuột không gian, giúp cho chuyển

động theo từng modun có trục Robot riêng cho hệ tọa độ bất kỳ

Phương pháp lập trình online cho Robot công nghiệp

Trang 26

Cổng phục vụ trực tuyến là những hệ thống hỗ trợ lập trình nhờ các thiết bị trợ giúp phạm vi chức năng điều khiển Robot Ví

dụ có thể hỗ trợ mô tả sơ đồ quỹ đạo lập trình, hỗ trợ tự động, sử dụng các dữ liệu CAD…

Ví dụ: Hệ thống hàn bằng Robot Các thành phần của hệ thống gồm:

• Robot lập trình: Mô hình động học Robot hàn có thể được định vị dễ

dàng bằng tay,

• Cổng lập trình bằng tay với màn hình nhạy,

• Nhập, truyền dữ liệu không dây để hỗ trợ hiệu quả người dùng,

• Hệ thống lập trình bằng sơ đồ để xử lý và kiểm tra,

• Công nghệ cảm biến để hỗ trợ lập trình.

Trang 27

•Xác định quá trình thao tác, logic lập trình

•Kế hoạch cho từng đơn vị lập trình

•Mô phỏng và kiểm tra chương trình:

Tính khả thi Khả năng thực hiện Tín hiệu cảm biến …

•Độ chính xác và tối ưu hóa:

Trình tự thực hiện Thời gian quay vòng Thời gian chương trình

CAD

Mô hình Chương

trình

Robot công nghiệp

Modul bổ sung cho hệ thống mô

phỏng (VD):

•Ngân hàng dữ liệu tham số hàn

•Mô phỏng chiều dày hàn

Khả năng mô phỏng Robot và các

Dữ liệu điều khiển,

mã chương trình điều khiển

Phương pháp lập trình offline cho

Robot công nghiệp (Dựa vào mô

phỏng)

Trang 28

Robot công nghiệp (Định hướng đối tượng)

Hệ thống CAD:

Kết cấu sản phẩm và mô hình hóa

xung quanh

Lập trình Robot:

•Nhiệm vụ tháo lắp: Chia nhỏ

•Chương trình con: Tổng quát hóa nhiệm vụ đơn lẻ

Đơn vị tháo lắp:

Thực hiện chương trình Robot tổng quát

Dữ liệu mô hình sản phẩm và môi trường xung quanh

Kệ hoạch

gắp

Nhiệm vụ quỹ đạo

Nhiệm vụ thao tác đặt

Kệ hoạch gắp

Kệ hoạch

di chuyển

Kệ hoạch đặt

Chương trình Robot

Khác với lập trình theo thiết bị,

trong lập trình định hướng đối

tượng người lập trình viên phải

tự quyết định thực hiện câu lệnh

như thế nào, và phải làm gì.

Hệ thống được tích hợp bộ phận lên kế hoạch cho đối tượng

Lệnh tổng quát được tiến hành ở bước tách biệt với

bộ phận lên kế hoạch.

Trang 29

Bước 1: Chương trình được

viết trên máy tính điều khiển độc lập tách biệt với hệ thống thực Các lệnh di chuyển vẫn chưa được điền các giá trị vị trí.

Bước 2: Xác định vị trí, kiểm

tra và tối ưu chương trình diễn

ra trực tiếp trên Robot.

Đặc điểm:

• Có thể đọc và thay đổi dễ dàng,

• Có khả năng lưu,

• Lập trình không thực hiện trên Robot,

• Đòi hỏi cao với lập trình viên.

Điều khiểnKiểm tra và sửa lỗi

Lập trình đòi hỏi hoặc trực

tiếp bằng ngôn ngữ điều

khiển của Robot hoặc ngôn

ngữ khác (ví dụ IRL):

Thuật toán (FOR, WHILE,

REPEAT)

Thuật toán chuyển động

(MOVE LIN, MOVE PTP,

MOVE CIRC)

Chương trình điều khiển:

Kiểm tra logic và cú pháp

Robot công nghiệp (Dạng Text)

Trang 30

Ngôn ngữ lập trình Robot công nghiệp

(Industrial Robot Language – IRL)

IRL có hệ đơn vị tương tự như những ngôn ngữ bậc cao như PASCAL, được dùng trong việc lập trình chương trình Robot phức tạp và ở cấp độ điều khiển cao.

Danh sách dữ liệu

• Dữ liệu, biến, hằng, các loại khai báo khác

• Tách biệt giữa dữ liệu phụ thuộc và dữ liệu độc lập VD: Lệnh IMPORT FROM, EXPORT TO

Chương trình chính

•Cơ sở cho việc định nghĩa và gọi các thành phần chương trình tiếp theo

•VD: PROGRAM; PROCEDURE; FUNCTION

Chương trình con và hàm

•Vòng lặp

•Hàm có chứa các tham số bổ sung, giá trị lặp …

•VD: MOVE LIN; MOVE PTP; RETURN

Khai báo

Trang 31

Trang 32

Trang 33

Lắp ráp kết hợp

Lắp ráp tự động linh hoạt

Tế bào lắp ráp bằng Robot Dây chuyền

lắp ráp bằng Robot

Tự động lắp ráp

Linh hoạt hóa hệ thống lắp ráp tự động hóa cao

Trang 34

Lắp ráp bằng tay

Robot lắp ráp

Tính kinh tế khi có sự tham

gia của Robot

Trang 35

Chi tiết /

Trang 36

Thiết bị lưu chứa

Thiết bị thao tác

Thiết bị ghép

Thiết bị quan sát

Con lăn, băng tải, cáp tải, đường dẫn

Kho chứa, Giá chứa,

ổ tích, Khay chứa

Robot công nghiệp có điều

khiển NC

Hàn tự động, tán, ghép bằng ren

Camera

có cảm biến …

Chức năng lắp ráp

Trang 37

Ví dụ khoan và tháo lắp trên bàn xoay

Bàn xoay hoàn toàn tự động để

tháo lắp 5 chi tiết

Bàn xoay bán tự động để tháo lắp và kiểm tra nhóm chi tiết

Trang 38

Ví dụ khoan và tháo lắp trên bàn xoay

Trang 39

•Gia công loạt lớn

•Thời gian lâu

Phân chức năng tháo lắp theo kết quả

•Phối hợp quá trình

•Thời gian nhanh

Phân chức năng tháo lắp theo lao động

•Tại một vị trí các quá trình được thao tác

•Thời gian nhanh

Trang 40

Các bước tiêu chuẩn

Bán tự động

Nguyên tắc tháo lắp

Trang 41

Bán tự động

Hệ thống chạy lấy phôi

Hệ thống tháo

lắp linh hoạt

Trang 42

Các bước tiêu chuẩn Bước thực hiện

Chú thích:

Ví dụ dạng tháo lắp quay vòng

Trang 43

•Ổ chứa phôi quay lại

Cấu trúc cung cấp nguyên vật liệu

trong hệ thống lắp ráp

Định dạng
Số trang	43
Dung lượng	3,95 MB