Khóa luận Xây dựng quy trình vận hành và bảo dưỡng robot gắp gạch tuy nel tự động

............................................ 1 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................... 3 DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................. 4 DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................... 5 LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................... 7 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................... 8 1.1. Tổng quan về robot công nghiệp .................................................................... 8 1.1.1. Lịch sử phát triển ........................................................................................ 8 1.1.2. Cấu trúc chung của robot công nghiệp ....................................................... 8 1.1.3. Phân loại robot công nghiệp ....................................................................... 8 1.1.4. Ứng dụng của Robot ................................................................................. 10 1.2. Tổng quan robot gắp và xếp gạch tuy nel tự động ....................................... 11 1.2.1. Series máy cắt ........................................................................................... 12 1.2.2. Series hệ thống tổ hợp ............................................................................... 12 1.2.3. Robot gắp xếp gạch mộc ........................................................................... 13 1.2.4. Vai trò của robot xếp gạch tự động .......................................................... 15 1.2.5. Ưu và nhược điểm của robot gắp xếp gạch tự động ................................. 15 CHƯƠNG 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU, NỘI DUNG NGHIÊN CỨU, PHƯƠNG PHÁP NGIÊN CỨU ....................................................................... 17 2.1. Lý do chọn đề tài .......................................................................................... 17 2.2. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 17 2.3. Đối tượng nghiên cứu................................................................................... 18 2.4. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 18 2.4.1. Phương pháp kế thừa ................................................................................ 18 2.4.2. Phương pháp thực nghiệm ........................................................................ 18 CHƯƠNG 3. CƠ SỞ KIẾN THỨC ROBOT GẮP GẠCH YASKAWA MPL800 .............................................................................................................. 19 3.1. Thông số kỹ thuật của Robot Yaskawa Motoman MPL800 ........................ 19 3.1.1. Thông số của Robot - Robot Specifications .............................................. 19 3.1.2. Thông số về tốc độ - Robot Motion Speed ................................................ 19 3.1.3. Thông số về góc quay – Robot Motion Range .......................................... 19 1 3.2. Hệ thống điều khiển ..................................................................................... 20 3.2.1. Tủ điện điều khiển DX200 ......................................................................... 20 3.2.2. Bàn điều khiển ........................................................................................... 21 3.3. Hệ thống chấp hành ...................................................................................... 24 3.4. Trang bị điện, khí nén, hệ thống cung cấp năng lượng của Robot gắp gạch MPL800 ............................................................................................................... 24 3.4.1. Trang bị điện ............................................................................................. 24 3.4.2. Hệ thống máy nén khí và bình khí sử dụng trong dây chuyền sản xuất gạch tuy nel. ........................................................................................................ 29 3.4.3. Hệ thống cung cấp năng lượng ................................................................. 34 3.4.4. Hệ thống cảm biến .............................................................................. 35 CHƯƠNG 4. QUY TRÌNH VẬN HÀNH ........................................................ 38 4.1. Kiểm tra tình trạng thiết bị trước khi vận hành ............................................ 38 4.1.1. Kiểm tra nguồn khí cung cấp .............................................................. 38 4.1.2. Kiểm tra hệ thống đèn báo chế độ hoạt động ..................................... 39 4.2.Quy trình vận hành cánh tay Robot gắp gạch ............................................... 39 4.2.1. Đưa robot về gốc trước khi chạy tự động ........................................... 39 4.2.2. Kiểm tra trạng thái của tay gắp .......................................................... 42 4.2.3. Điều khiển robot MPL800 thông qua bàn điều khiển ......................... 45 4.2.4. Dừng khẩn cấp .......................................................................................... 47 4.2.5. Cảnh báo tới các dây chuyền khác của hệ thống ...................................... 48 CHƯƠNG 5. QUY TRÌNH KIỂM TRA VÀ BẢO DƯỠNG ........................ 49 5.1. Mục đích kiểm tra và bảo dưỡng ................................................................. 49 5.3 .Tủ nén khí..................................................................................................... 50 5.4. Động cơ AC Servo Motor ............................................................................ 51 5.5. Bảo dưỡng biến tần ...................................................................................... 52 5.6. Tủ điện điều khiển Yaskawa DX200 ........................................................... 53 5.7. Robot Yaskawa MPL800 ............................................................................. 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 56 2 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ cái viết tắt/ký hiệu Cụm từ đầy đủ IR Inducstrial Robot AMF Americal Machine and Foundry Company CNC Computer Numerical Control PLC rogrammable logic controller UPS Uninterruptible Power Supply IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor TB & XH Thương binh và xã hội DC Direct Current AC Alternating Current PTP Point To Point 3 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1. Thông số của Robot MPL 800 ............................................................ 19 Bảng 3.2. Thông số tốc độ của Robot MPL 800 ................................................. 19 Bảng 3.3. Thông số về góc quay của Robot MPL800 ........................................ 19 Bảng 3.4. Thông số kĩ thuật của aptomat ............................................................ 28 Bảng 3.5. Thông số kĩ thuật của máy nén khí KA15 .......................................... 31 Bảng 3.6. Thông số kĩ thuật cảm biến tiệm cận .................................................. 37 Bảng 5.1. Kiểm tra bảo dưỡng máy nén khí theo định kỳ .................................. 50 4 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Ứng dụng robot tự động trong sản xuất ô tô. ...................................... 11 Hình 1.2. Ứng dụng robot phẫu thuật trong y tế ................................................. 11 Hình 1.3. Hệ thống máy cắt gạch tuy nel ............................................................ 12 Hình 1.4. Hệ thống tổ hợp ................................................................................... 13 Hình 1.5. Robot gắp và xếp gạch tự động ........................................................... 14 Hình 1.6. Tủ điều khiển DX200 .......................................................................... 14 Hình 3.1. Tủ điện điều khiển DX200 .................................................................. 20 Hình 3.2. Bàn điều khiển ..................................................................................... 21 Hình 3.3. Góc bàn điều khiển chính giữa ........................................................... 22 Hình 3.4. Góc điều khiển bên trái ....................................................................... 22 Hình 3.5. Góc điều khiển bên phải ...................................................................... 23 Hình 3.6. Hệ thống điện của bàn điều khiển ....................................................... 23 Hình 3.7. Màn hình hiển thị của bàn điều khiển ................................................. 23 Hình 3.8. Robot Robot gắp gạch ......................................................................... 24 Hình 3.9. Hệ thống điện trên robot gắp gạch ...................................................... 25 Hình 3.10. Động cơ servo xoay chiều ................................................................. 26 Hình 3.11. Thông số động cơ servo xoay chiều được sử dụng trên Robot MPL800 ............................................................................................................... 26 Hình 3.12. Hình ảnh động cơ thực tế ................................................................. 27 Hình 3.13. Aptomat 3P LS ABN203c/225 ......................................................... 27 Hình 3.14. Biến áp lioa 15KVA 3 pha ................................................................ 28 Hình 3.15. Bình tích khí 500L ........................................................................... 30 Hình 3.16. Màn hình điều khiển máy nén khí KA15 .......................................... 32 Hình 3.17. Hệ thống khí nén trên tay gắp ........................................................... 34 Hình 3.18. Cảm biến quang điện Omron E3JK-RR12-C2M .............................. 35 Hình 3.19 .Cảm biến tiệm cận ............................................................................. 36 Hình 4.1. Đồng hồ đo áp suất khí nén ................................................................. 38 Hình 4.2. Đèn báo nguồn điện cung cấp ............................................................. 39 Hình 4.3 . Lựa chọn chế độ hoạt động của Robot ............................................... 39 Hình 4.4. Phím và hiển thị hệ trục tọa độ hoạt đông của Robot. ........................ 40 5 Hình 4.5. Phím bật nguồn cho phép Robot hoạt động. ....................................... 40 Hình 4.6. Phím lựa chọn tốc độ hoạt động của Robot. ....................................... 40 Hình 4.7. Lựa chọn chức năng đưa Robot về gốc và trang hiển thị lựa chọn. ... 41 Hình 4.8. Phím chức năng đưa Robot về gốc. .................................................... 41 Hình 4.9. Lựa chọn chức năng truy cập tín hiệu ra tool gắp. ............................. 42 Hình 4.10. Trang hiển thị vào phím chức năng chọn trang làm việc. ................ 42 Hình 4.11. Phím chức năng chọn mục làm việc trong trang............................... 43 Hình 4.12. Phím chức năng lựa chọn tác vụ hoạt động. ..................................... 43 Hình 4.13. Trang hiển thị mục thiết lập cài đặt trên Robot. ............................... 44 Hình 4.14. Trang hiển thị mục thiết lập cài đặt trên Robot. ............................... 45 Hình 4.15. Chuyển chìa khoá sang chế độ “REMOTE”. .................................... 45 Hình 4.16. Chuyển chế độ hoạt động của hệ thống ............................................ 46 Hình 4.17. Nút nhấn chạy tự động của hệ thống................................................. 46 Hình 4.18. Nút nhấn cho Robot chạy tự động .................................................... 47 Hình 4.19. Nút nhấn dừng khẩn cấp trên bàn điều khiển trung tâm ................... 47 Hình 4.20. Nút nhấn chuông thông báo khi hệ thống bị lỗi ................................ 48 6 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay robot được dùng rộng rãi trong các nhà máy, được ứng dụng trong nhiều ngành khoa học công nghệ ví dụ như trong kỹ thuật hàn, trong kỹ thuật gia công cơ khí, trong khoa học vũ trụ, đại dương và trong nhiều ngành khoa học khác. Robot có thể thay thế con người làm việc trong mọi điều kiện khắc nghiệt và những công việc đòi hỏi độ chính xác cao. Trong tương lai robot sẽ được ứng dụng rộng rãi hơn trong đời sống hàng ngày. Ta có thể khái quát định nghĩa robot theo cách nhìn của cơ học là một chuỗi động, mỗi khâu được ghép với nhau bởi các khớp nối, hoạt động linh hoạt nhờ hệ dẫn động. Càng ngày các dây chuyền sản xuất tự động có sử dụng robot thay thế dần các dây chuyền sản xuất tự động với các chương trình hoạt động “cứng” trước đây. Nhằm cải thiện khả năng thiết kế sản phẩm và nâng cao tính ứng dụng của hệ thống tự động, được sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy TS Hoàng Sơn, em thực hiện khoá luận: “Xây dựng quy trình vận hành và bảo dưỡng cánh tay Robot gắp gạch”. Để hoàn thành khoá luận này, ngoài sự nỗ lực của bản thân em thì không thể kể đến sự chỉ bảo tận tình của thầy cô giáo trong bộ môn và nhà trường. Cùng sự giúp đỡ của công ty gạch tuy nel Đại Hưng. Đặc biệt sự hướng dẫn của thầy TS Hoàng Sơn. Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên không tránh khỏi sự sai sót trong quá trình thực hiện khoá luận. Em rất mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy, cô và bạn bè để khoá luận của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 5 năm 2020 Sinh viên Nguyễn Quang Vịnh 7 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về robot công nghiệp 1.1.1. Lịch sử phát triển Thuật ngữ robot xuất hiện vào năm 1920 trong một tác phẩm văn học của nhà văn Tiệp Khắc tên là Karel Capek. Thuật ngữ Inducstrial Robot (IR) xuất hiện đầu tiên ở Mỹ do công ty AMF( Americal Machine and Foundry Company) quảng cáo mô phỏng một thiết bị mang dáng dấp và có một số chức năng như tay người điều khiển tự động thực hiện một số thao tác để sản xuất thiết bị có tên gọi Versatran. Đến nay, trên thế giới có trên 600 công ty sản xuất IR trong số đó có 400 công ty của Nhật Bản, 130 công ty của Tây Âu, 70 công ty của Mỹ và một số công ty của NgaTrong đó 6/10 công ty sản xuất Robot lớn nhất thế giới của Nhật Bản. 1.1.2. Cấu trúc chung của robot công nghiệp Một robot công nghiệp được cấu thành bởi các hệ thống sau: -Tay máy (Manipulator) là cơ cấu cơ khí gồm các khâu, khớp. Chúng hình thành cách để tạo các chuyển động cơ bản, cổ tay tạo lên sự khéo léo, linh hoạt và bàn tay (End Effector) để thực hiện hoàn thành các thao tác trên đối tượng. -Cơ cấu chấp hành tạo chuyển động cho các khâu của tay máy. Nguồn động lực của các cơ cấu chấp hành là động cơ các loại: điện, thuỷ lực, khí nén hoặc kết hợp giữa chúng. -Hệ thống cảm biến gồm các sensor và thiết bị chuyển đổi tín hiệu cần thiết khác. Các robot cần hệ thống sensor trong để nhận biết trạng thái của bản thân các cơ cấu của robot và các sensor ngoài để nhận biết trạng thái của môi trường. -Hệ thống điều khiển (Controller) hiện nay thường là máy tính để giám sát và điều khiển hoạt động của robot. 1.1.3. Phân loại robot công nghiệp a.Phân loại theo kết cấu. 8 Lấy hai hình thức chuyển động nguyên thuỷ làm chuẩn: -Chuyển động thẳng theo các hướng X, Y, Z trong không gian ba chiều thông thường tạo nên những khối hình có góc cạnh, gọi là Prismatic (P). -Chuyển động quay quanh các trục X, Y, Z kí hiệu (R). Với ba bậc tự do, robot sẽ hoạt động trong trường hợp công tác tuỳ thuộc tổ hợp P và R ví dụ: +PPP trường công tác là hộp chữ nhật hoặc lập phương. +RPP trường công tác là khối trụ. +RRP trường công tác là khối cầu. b. Phân loại theo hệ thống chuyển động Các dạng phổ biến là: -Hệ truyền động điện: Thường dùng các động cơ điện 1 chiều (DC: Direct Current) hoặc các động cơ bước (Step motor). Loại truyền động này dễ điều khiển, kết cấu gọn. -Hệ truyền động thuỷ lực: Có thể đạt được công suất cao, đáp ứng những điều kiện làm việc nặng. Tuy nhiên hệ thống thuỷ lực thường có kết cấu cồng kềnh, tồn tại độ phi tuyến lớn khó xử lý khi điều khiển. -Hệ truyền động khí nén: Có kết cấu gọn nhẹ hơn do không cần dẫn ngược nhưng lại gắn liền với trung tâm tạo ra khí nén. Hệ nay làm việc với công suất trung bình và nhỏ, kém chính xác, thường chỉ thích hợp với các robot hoạt động theo chương trình định sẵn với các thao tác đơn giản “nhấc lên – đặt xuống” (Pick and Place or PTP: Point To Point). c.Phân loại theo ứng dụng Các phân loại này dựa vào ứng dụng của robot. Ví dụ, có robot công nghiệp, robot dùng trong nghiên cứu khoa học, robot dùng trong kỹ thuật vũ trụ, robot dùng trong quân sự 9 d. Phân loại theo cách thức và đặc trưng của phương pháp điều khiển Có 2 kiểu điều khiển robot: điều khiển hở và điều khiển kín. -Điều khiển hở, dùng truyền động bước (động cơ điện hoặc động cơ thuỷ lực, khí nén) mà quãng đường hoặc góc dịch chuyển tỷ lệ với số xung điều khiển. Kiểu này đơn giản, nhưng đạt độ chính xác thấp. -Điều khiển kín (điều khiển kiểu servo), sử dụng tín hiệu phản hồi vị trí để tăng độ chính xác điều khiển. Có 2 kiểu điều khiển servo: điều khiển điểm – điểm và điều khiển theo đường(contour). 1.1.4. Ứng dụng của Robot Robot được sử dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống của con người. Trong điều kiện làm việc khắc nghiệt, khó khăn đối với con người thì robot công nghiệp đóng vai trò quan trọng và nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau như: -Trong gia công cơ khí: thường sử dụng trong các máy hàn tự động, máy khoan, dây truyền lắp ráp. -Trong dây truyền sản xuất: tham gia vào một số dây truyền sản xuất như gia công phun sơn, gắp sản phẩm, đóng gói bao bì -Trong vận tải thường để bốc xếp hàng hoá. -Một số ứng dụng quan trọng của robot công nghiệp: +Phục vụ máy CNC và các hệ thống tự động linh hoạt. +Lắp ráp, đóng gói, chế tạo máy. +Tự động hàn. +Đảm nhận thực hiện cấp phôi phục vụ nguyên công trong các dây truyền sản xuất tự động. + Y học. 10 Hình 1.1. Ứng dụng robot tự động trong sản xuất ô tô. Hình 1.2. Ứng dụng robot phẫu thuật trong y tế 1.2. Tổng quan robot gắp và xếp gạch tuy nel tự động -Hệ thống cắt xếp gạch tuy nel tự động là sự kết hợp giữa cơ khí, khí nén và máy tính từ đó thực hiện quá trình tự động hóa đưa gạch từ sau đầu đùn lên xe goong. 11 Các thành phần cơ bản của hệ thống: -Hệ thống gồm 3 phần chính: series máy cắt, series hệ thống tổ hợp và robot gắp gạch. 1.2.1. Series máy cắt Series máy cắt gồm: Máy cắt thanh, băng tải gia tốc và máy cắt viên. -Hệ thống thiết bị này thông qua khởi động của động cơ Servo, điều khiển bằng PLC, vận hành đơn giản, tin cậy, cho hiệu suất cao,tiêu hao thấp, dễ dàng bảo dưỡng và đặc biệt không làm biến dạng gạch lỗ trống khi cắt. Dây cắt của máy cắt thanh và cắt viên đều có sử dụng xi lanh khí móc cố định hai đầu, giảm thiểu khả năng đứt dây trong quá trình cắt gạch mộc. Hình 1.3. Hệ thống máy cắt gạch tuy nel Sau khi cắt thanh, cắt viên, gạch mộc thừa sẽ rơi vào băng tải hồi liệu qua trở lại tái chế hạn chế hao phí nguyên liệu, viên gạch đã cắt xếp tiếp tục đưa đến bộ phận tổ hợp để tách và gắp lên goong theo khối xếp đã được lập trình sẵn. 1.2.2. Series hệ thống tổ hợp Series hệ thống tổ hợp bao gồm băng tải servo kết hợp cùng robot. Tổ hợp băng tải được sử dụng các linh kiện chế tạo như băng tải, hộp giảm tốc, động cơ servođược thiết kế bảo đảm di chuyển, dàn xếp gạch mộc một cách chính xác, nhanh chóng. Điều khiển thông qua hệ thống PLC, liên 12 động, điều khiển tự động, đồng bộ với hệ thống robot thực hiện xếp gạch tự động, phù hợp đùn nhiều thanh cho ra sản lượng lớn và goong động (để đạt được khối xếp rộng). Tại đây, gạch mộc sẽ được băng tải vận chuyển tới bàn tách, tách thành khối xếp được tính toán từ trước, hoàn thiện quy trình thành hình của gạch mộc. Hệ thống phù hợp với nhu cầu sản xuất của các loại gạch khác nhau, có độ tự động hóa cao, tốc độ phân nhóm nhanh, vận hành đơn giản và bảo trì thuận tiện, từ đó giảm cường độ lao động của con người và nâng cao hiệu quả sản xuất. 1- Bàn giãn (nơi chứa gạch); 2- Băng tải; 3- Thanh đẩy Hình 1.4. Hệ thống tổ hợp 1.2.3. Robot gắp xếp gạch mộc Robot gắp xếp gạch tự động được tạo thành từ các bộ phận chủ yếu: Một khung thân robot, một tay gắp, một bảng mã, một tủ điều khiển tự động, một hệ thống khí nén. Robot sẽ gắp gạch mộc và đặt vào đúng vị trí khối xếp được lập trình sẵn trước đó lên xe goong. Tay gắp của robot có khả năng xoay chuyển linh hoạt tới 90 độ, đảm bảo quy trình xếp chồng gạch theo hàng dọc và hàng ngang của viên gạch. 13 Hình 1.5. Robot gắp và xếp gạch tự động Tủ điều khiển điện tự động của robot gắp gạch là thiết bị tự động PLC nhập khẩu thông minh, linh hoạt và có hiệu suất cao. Các thiết bị được kiểm soát với màn hình cảm ứng đem tới giao diện trực quan, dễ dàng điều chỉnh các thông số theo nhu cầu của khách hàn. Robot gắp gạch cũng sử dụng bàn điều khiển từ xa, tăng tính linh hoạt trong quá trình sản xuất. 1- Tay cầm điều khiển; 2- Giắc cắm nối với bàn điều khiển; 3- Núm xoay để tắt hoặc bật. Hình 1.6. Tủ điều khiển DX200 14 Hệ thống này phù hợp với hầu hết các tổ hợp gạch nung có tải trọng lớn và nhỏ trên thế giới, chỉ cần điều chỉnh một vài tham số trong phạm vi robot đã có thể tạo ra những khối xếp và quy cách gắp xếp gạch mộc khác nhau, thao tác đơn giản, bảo trì thuận tiện, vận hành thông minh, đáp ứng được hầu hết các loại gạch đặc, gạch lỗ trên thị trường hiện nay. 1.2.4. Vai trò của robot xếp gạch tự động Sử dụng robot gắp xếp gạch tự động thay thế công nhân là xu thế tất yếu trong ngành sản xuất gạch nung hiện nay. Các nhà máy xây dựng đều tính toán đưa thiết kế thống robot xếp gạch tự động vào ngay từ ban đầu, và cũng rất nhiều đơn vị đang sản xuất gạch tiến hành cải tạo, áp dụng. Theo quy trình sản xuất khi áp dụng robot gắp xếp gạch thì thời gian cho mỗi lần xếp từ 10 – 15 giây như vậy mỗi giờ theo tính toán có thể gắp và xếp từ 240 – 360 lần và robot gắp gắp xếp gạch có thể xếp được tới 100 viên cho mỗi lần tùy thuộc vào trọng lượng cũng như kích thước của viên gạch. Số lượng cho người vận hành máy là từ 1 – 3 người. Thay thế sức người trong việc gắp và xếp gạch vào goong như trước đây. Nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thời gian. Từ đó giảm giá thành sản phẩm cũng như chi phí nhân công. 1.2.5. Ưu và nhược điểm của robot gắp xếp gạch tự động a. Ưu điểm Khi áp dụng robot gắp xếp gạch thì quy trình sắp xếp chắc chắn sẽ nhanh lên rất nhiều, gọn gàng hơn với độ chênh lệch chỉ tới chưa đầy 1mm, cùng với đó là xác xuất bị đổ là cực thấp. Cùng với đó là tốc độ để xếp gạch ổn định cao, làm việc được trong 1 thời gian dài mà không lo hỏng hóc mà vẫn đảm bảo được số lượng gạch cần xếp. Bên cạnh đó, khi sử dụng robot gắp xếp gạch sẽ giảm được lượng công nhân cực kỳ lớn, bình thường cần phải có ít nhất là 8-10 nhân viên xếp gạch thì khi sử dụng máy chỉ cần 3-6 nhân viên đây là một con số giảm xuống cực kỳ 15 thấp.. Việc giảm nhân công khiến doanh thu của các doanh nghiệp sẽ được cải thiện và tăng lên rất nhiều. Khi áp dụng các công nghệ hiện đại robot gắp xếp gạch tự động vào thì sẽ giúp cho môi trường làm việc được an toàn với không còn ô nhiễm so với các quy trình xếp gạch theo kiểu truyền thống. Khả năng đáp ứng được nhu cầu của thị trường sẽ tăng lên rất nhiều, với sức người so với sức máy của hệ thống robot xếp gạch là chênh nhau rất lớn vì thế nếu như áp dụng robot gắp xếp gạch thì sẽ tăng được sản lượng cũng như chất lượng của viên gạch lên cực kì cao giúp các doanh nghiệp dễ dàng cạnh tranh với các cơ sở khác. Ngoài ra, còn có các ưu điểm nổi trội khác như là: tuổi thọ của robot hầu như là từ 10 năm trở nên – đây là một con số về tuổi thọ mà không phải các dòng sản phẩm về công nghiệp nặng đều làm được. Khả năng bảo trì bảo dưỡng cũng tốt như máy móc dễ hoạt động dễ vận hành giúp cho các công nhân sử dụng được nhanh và hiệu quả nhất. b. Nhược điểm Chi phí đầu tư ban đầu cao, khoảng 4 tỷ VNĐ cho một dây chuyền cắt, gắp và xếp gạch tự động: robot gắp xếp gạch có công nghệ cao và tiên tiến do đó chi phí cao là điều không thể tránh khỏi. Công nhân vận hành phải có chuyên môn: Cần người có một số hiểu biết nhất định để điều hành cũng như vận hành một cách chính và đạt hiệu quả cao nhất. Vẫn còn xảy ra hiện tượng đầu gắp làm rơi gạch mặc dù là xác suất rất nhỏ. Tuy nhiên trong quá trình vận hành lâu dài. Cần khắc phục nhược điểm này để khi xếp gạch sẽ được đều, đẹp, không bị vỡ vụn. 16 CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU, NỘI DUNG NGHIÊN CỨU, PHƯƠNG PHÁP NGIÊN CỨU 2.1. Lý do chọn đề tài Trong thời kỳ hội nhập, sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện đại thì ngành kỹ thuật cơ điện tử là một ngành quan trọng không thể thiếu trong sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện đại. Ngành kỹ thuật cơ điện tử là sự kết hợp của kỹ thuật cơ khí, kỹ thuật điện tử và kỹ thuật máy tính. Đây là ngành rất quan trọng và không thể thiếu trong sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện đại. Mục đích của ngành khoa học tổng hợp liên ngành này là nhằm phát triển tối đa tư duy hệ thống trong thiết kế và phát triển sản phẩm để tạo ra những sản phẩm mới có những tính năng vượt trội. Robot chính là một sản phẩm tiêu biểu của ngành kỹ thuật cơ điện tử. Sinh viên ngành kỹ thuật cơ điện tử được trang bị các kiến thức về hệ thống sản xuất tích hợp máy tính, hệ thống khí nén – thủy lực, hệ thống điều khiển nhúng, hệ thống đo lường và điều khiển thông minh; kiến thức về cảm biến, robot. Một số môn học chuyên ngành tiêu biểu trong chương trình đài tạo ngành kỹ thuật cơ điện tử như: Các hệ thống cơ điện tử, lập trình PLC, kỹ thuật cảm biến và đo lường, kỹ thuật vi điều khiển, kỹ thuật điều khiển tự động Nhằm cải thiện khả năng thiết kế sản phẩm và nâng cao tính ứng dụng của hệ thống tự động đồng thời bổ sung thêm kiến thức cơ bản về lập trình PLC, em chọn đề tài: “ Xây dựng quy trình vận hành và bảo dưỡng robot gắp gạch tuy nel tự động”. 2.2. Mục tiêu nghiên cứu -Đưa ra quy trình vận hành cánh tay robot gắp gạch gồm các bước: Kiểm tra tình trạng thiết bị trước khi vận hành; đóng điện; điều khiển vận hành cánh tay Robot; dừng hoạt động cánh tay robot. -Đưa ra các bước kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ cánh tay robot gồm: Các thiết bị cần phải kiểm tra bảo dưỡng; chu kỳ thời gian để tiến hành kiểm tra và bảo dưỡng. 17 2.3. Đối tượng nghiên cứu Những bộ phận của cánh tay robot gắp gạch tự động tại công ty Cổ phần gạch tuy nel Đại Hưng: -Hệ thống điều khiển. -Hệ thống thiết bị gồm cảm biến, hệ thống thủy lực, hệ thống khí nén, hệ thống thiết bị điện,... được trang bị trên cánh tay Robot. 2.4. Phương pháp nghiên cứu 2.4.1. Phương pháp kế thừa Sưu tầm, thu thập các tài liệu của robot gắp gạch MPL800 để làm cơ sở cho việc xây dựng công nghệ sử dụng hệ thống điều khiển. 2.4.2. Phương pháp thực nghiệm Thông qua quá trình làm thực nghiệm hoạt động của robot gắp gạch MPL800 tại nhà máy gạch tuy nel Đại Hưng từ đó đưa ra được quy trình vận hành robot gắp gạch MPL800. 18 CHƯƠNG 3 CƠ SỞ KIẾN THỨC ROBOT GẮP GẠCH YASKAWA MPL800 3.1. Thông số kỹ thuật của Robot Yaskawa Motoman MPL800 3.1.1. Thông số của Robot - Robot Specifications Bảng 3.1. Thông số của Robot MPL 800 Số trục điều khiển-Axes 4 Khả năng mang tải -Payload 800kg Tầm với chiều cao-H-Reach 3159.00mm Sai số lặp lại-Repeatability ±0.5000mm Khối lượng robot-Robot Mass 2550.00kg Kết cấu robot-Structure Khớp nối Kiểu lắp đặt-Mounting Lắp trên sàn- Floor 3.1.2. Thông số về tốc độ - Robot Motion Speed Bảng 3.2. Thông số tốc độ của Robot MPL 800 Trục J1 65 °/s (1.13 rad/s) Trục J2 65 °/s (1.13 rad/s) Trục J3 65 °/s (1.13 rad/s) Trục J4 125 °/s (2.18 rad/s) 3.1.3. Thông số về góc quay – Robot Motion Range Bảng 3.3. Thông số về góc quay của Robot MPL800 Trục J1 ±180° Trục J2 +90° – 45° Trục J3 +15.5° – 120° Trục J4 ±360° 19 Robot gắp gạch Yaskawa được chia thành 3 hệ thống chính đó là: Hệ thống điều khiển; Hệ thống chấp hành; Hệ thống cung cấp năng lượng (điện, khí nén). 3.2. Hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển được đặt trong cabin điều khiển. Hệ thống điều khiển robot gắp gạch gồm: -Tủ điều khiển DX200 có bàn điều khiển bằng tay và đầu nối nối trực tiếp tới bàn điều khiển. -Bàn điều khiển có các nút ấn điều khiển, hệ thống đèn báo chế độ, bên trong gồm các thiết bị như: Hệ thống bộ điều khiển PLC; Nguồn điện cung cấp, hệ thống rơ le trung gian, trở xả, biến tần. 3.2.1. Tủ điện điều khiển DX200 1- Tay cầm điều khiển Robot thủ công; 2- Công tắc đóng mở; 3- Đầu nối với bàn điều khiển Hình 3.1. Tủ điện điều khiển DX200 Bộ điều khiển DX200 mới xây dựng dựa trên các khả năng của bộ điều khiển DX100, bao gồm điều khiển tới tám robot (72 trục), mặt dây chuyền dạy học được trao giải thưởng, khả năng điều khiển tế bào PLC tích hợp và khả năng điều khiển quá trình và đường dẫn được tối ưu hóa. DX200 tiết kiệm năng lượng 20 có tốc độ xử lý nhanh hơn, tăng cường an toàn đáng tin cậy kiểm soát và cải thiện khả năng bảo trì. Các chức năng điều khiển tiên tiến này tận dụng công nghệ động cơ Sigma V mới của Yaskawa để tối ưu hóa các đặc tính tăng tốc và giảm thời gian chu kỳ. Tùy thuộc vào ứng dụng và kích thước robot, DX200 bảo tồn mức tiêu thụ năng lượng tới 38-70% so với robot / điều khiển thế hệ trước. Ngoài ra, chức năng giảm tải tĩnh giúp giảm 10% mô-men xoắn của động cơ khi robot duy trì vị trí tĩnh. DX200 cũng bảo