Đồ Án 2 : Robot Harmo
MỤC LỤC
Trang
NHẬN XÉT VỀ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN CHƯƠNG I : ĐỘNG HỌC , CẢM BIẾN .......................................... 3
I.THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA ROBOT HARMO .................... 3
1. ThiÕt lËp hÖ to¹ ®é cña Robot ........................................................... 3 2. X¸c ®Þnh bé th«ng sè ®éng häc .......................................................... 4 3. ThiÕt lËp c¸c m« h×nh biÕn ®æi vµ c¸c ma trËn biÕn ®æi ................... 5
4. Phư¬ng tr×nh ®éng häc c¬ b¶n cña Robot .......................................... 7
5. Phư¬ng tr×nh ®éng häc ngược cña Robot ........................................... 9
II. TÍNH KHỐI LƯỢNG KẸP CỦA BÀN KẸP .................................................. 11
III. TÍNH TOÁN VẬN TỐC VÀ GIA TỐC ........................................................ 13
1. TÝnh to¸n vËn tèc vµ gia tèc bËc tù do tÞnh tiÕn theo trôc X ................. 13 2. TÝnh to¸n vËn tèc vµ gia tèc bËc tù do tÞnh tiÕn theo trôc Y ................. 16 3. TÝnh to¸n vËn tèc vµ gia tèc bËc tù do tÞnh tiÕn theo trôc Z ................. 19 4. TÝnh to¸n vËn tèc vµ gia tèc bËc tù do quay quanh trôc X ................... 22
IV. CẢM BIẾN ................................................................................................ 27 CHƯƠNG II : THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT MÔ HÌNH ..................... 33 I. XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM VÀ LẬP TRÌNH ROBOT
............................................................................................. 33 1. Môc ®Ých vµ yªu cÇu cña m« h×nh thÝ nghiÖm ...................................... 33 2. X©y dùng m« h×nh ............................................................................... 34
II. LẬP TRÌNH PLC CHO ROBOT HOẠT ĐỘNG THEO MÔ HÌNH .................. 37
1. C¬ së lý thuyÕt lËp tr×nh plc .............................................................. 37
1.1. LËp tr×nh b»ng s¬ ®å thang Ladder Diagram .............................. 37 1.2. LËp tr×nh b»ng phÇn mÒm SYSWIN trªn m¸y tÝnh ........................ 46 2. LËp tr×nh PLC cho Robot ho¹t ®éng theo m« h×nh ®· x©y dùng ......... 52 2.1. M« h×nh g¾p chi tiÕt d¹ng h×nh trô ....................................................... 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................ 67
1
Đồ Án 2 : Robot Harmo
BẢN NHẬN XÉT THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giáo viên hướng dẫn :
Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Nam (20118505)
Lớp : NUT11 1. Nội dung thiết kế đồ án …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………… 2. Nhận xét của giáo viên hướng dẫn …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Hà Nội , ngày……….tháng………năm........ Giáo viên hướng dẫn ký tên
2
Đồ Án 2 : Robot Harmo
CHƯƠNG II : ĐỘNG HỌC , CẢM BIẾN
I. THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC ROBOT HARMO
1. ThiÕt lËp hÖ to¹ ®é cña Robot
§Ó thiÕt lËp ®ược phương tr×nh ®éng häc cña Robot nãi riªng còng như
cña c¸c vËt kh¸c nãi chung th× trưíc hÕt ta ph¶i thiÕt lËp ®ược hÖ to¹ ®é cho vËt
®ã bëi mét phương tr×nh ®éng häc sÏ chØ tư¬ng øng víi mét hÖ to¹ ®é nhÊt ®Þnh.
NÕu hÖ to¹ ®é ®ã bÞ thay ®æi th× phương tr×nh ®éng häc sÏ kh«ng cßn ®óng n÷a.
Tương tù như vËy, nÕu ngay tõ ®Çu hÖ to¹ ®é mµ thiÕt lËp sai th× phương tr×nh
®éng häc lËp ra còng sÏ bÞ sai theo. V× vËy nªn thiÕt lËp hÖ to¹ ®é cña Robot lµ
mét trong nh÷ng bước rÊt quan träng trong qu¸ tr×nh thiÕt lËp phương tr×nh ®éng
häc cña Robot. Theo quy t¾c ®Æt hÖ to¹ ®é th× gèc cña hÖ to¹ ®é thø i g¾n liÒn víi
chÝnh kh©u thø i ®ã vµ ®ưîc ®Æt t¹i giao ®iÓm cña ®ưêng vu«ng gãc chung gi÷a
hai trôc khíp ®éng thø i+1 vµ khíp ®éng thø i víi chÝnh trôc khíp ®éng thø i+1.
Trong trường hîp hai trôc cña khíp ®éng giao nhau th× gèc to¹ ®é sÏ ®ưîc lÊy
trïng víi chÝnh giao ®iÓm ®ã. Cßn nÕu hai trôc song song víi nhau th× gèc to¹ ®é
®ược chän lµ ®iÓm bÊt kú trªn trôc khíp ®éng i+1.
Trôc Zi cña hÖ to¹ ®é thø i n»m däc theo trôc khíp ®éng i+1.
Trôc Xi cña hÖ to¹ ®é thø i n»m däc theo ®ưêng vu«ng gãc chung hưíng
tõ khíp ®éng i ®Õn khíp ®éng i+1. Trường hîp hai trôc giao nhau, hưíng trôc Xi
sÏ trïng víi hưíng vÐct¬ ZixZi-1, tøc lµ vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng chøa Zi,Zi-1.
Áp dông nguyªn t¾c ®Æt hÖ trôc to¹ ®é trªn vµo Robot Harmo ta cã hÖ to¹
®é cña Robot Harmo như h×nh vÏ.
3
Đồ Án 2 : Robot Harmo
H×nh 3.1: HÖ to¹ ®é cña Robot Harmo
2. X¸c ®Þnh bé th«ng sè DH
Bé th«ng sè DH bao gåm c¸c th«ng sè c¬ b¶n gi÷a hai kh©u liªn tiÕp nhau.
Cô thÓ lµ:
- ai:tọa độ gốc O(i+1) so gốc O(i) theo trục x.
- bi:tọa độ gốc O(i+1) so gốc O(i) theo trục y.
- ci:tọa độ gốc O(i+1) so gốc O(i) theo trục z.
4
Đồ Án 2 : Robot Harmo
- i: Gãc chÐo gi÷a hai trôc khíp ®éng i+1 vµ i.
- i: Gãc hîp bëi ®ường vu«ng gãc chung gi÷a trôc khíp ®éng i+1 vµ trôc
khíp ®éng i vµ ®ường vu«ng gãc chung gi÷a trôc khíp ®éng i vµ trôc khíp ®éng
i-1.
Trong bé th«ng sè trªn cã mét th«ng sè lµ ®Æc trưng vµ còng lµ th«ng sè thÓ
hiÖn chuyÓn ®éng tư¬ng ®èi gi÷a hai kh©u (thÓ hiÖn chuyÓn ®éng cña khíp).
Th«ng sè ®ã ®ưîc gäi lµ biÕn khíp. BiÕn khíp sÏ lµ i víi khíp ®éng lµ khíp
quay, vµ lµ di nÕu khíp ®éng lµ khíp tÞnh tiÕn. §Ó ph©n biÖt gi÷a biÕn khíp vµ c¸c th«ng sè kh¸c, ta dïng thªm dÊu * bªn c¹nh th«ng sè ®ã ®Ó ký hiÖu r»ng ®ã
lµ biÕn khíp.
Trong Robot Harmo th× c¸c th«ng sè DH ®ưîc x¸c ®Þnh như sau:
i
Thông số ai bi ci αi
Biến khớp khâu
90
0 a2 a3 0 -90 90 90 90 b1 a2 a3 1 2 3 4 b1 0 0 b4 c1 0 0 c4
5
0 90 5 a5 b5 5
3. ThiÕt lËp c¸c m« h×nh biÕn ®æi vµ c¸c ma trËn biÕn ®æi.
Trªn c¬ së ®· x©y dùng ®ưîc c¸c hÖ to¹ ®é víi hai kh©u ®éng liªn tiÕp nhau
vµ bé th«ng sè DH, cã thÓ thiÕt lËp mèi quan hÖ gi÷a hai hÖ to¹ ®é liªn tiÕp nhau
theo c¸c bưíc sau:
- Quay quanh trôc Zi-1mét gãc i
- TÞnh tiÕn däc trôc Zi-1 mét kho¶ng di
- TÞnh tiÕn däc trôc Xi-1 (®· trïng víi Xi) mét kho¶ng ai.
5
Đồ Án 2 : Robot Harmo
- Quay quanh trôc Xi-1 mét gãc i
Bèn bưíc nµy ®ưîc thÓ hiÖn b»ng tÝch c¸c ma trËn thuÇn nhÊt sau:
Ai = R(z, i) .Tp(0,0,di).Tp(ai,0,0).R(x, i)
C¸c ma trËn ë vÕ ph¶i ®ưîc tÝnh theo c«ng thøc cña c¸c phÐp biÕn ®æi ma
trËn:
- Quay quanh trôc OX mét gãc :
R(x, )=
- Quay quanh OZ mét gãc
R(z, )=
- TÞnh tiÕn theo vect¬ p(px, py, pz)T:
T=
¸p dông c«ng thøc nµy ta cã c¸c ma trËn biÕn ®æi sau:
Thay c¸c th«ng sè DH tư¬ng øng víi kh©u 1 vµo ta cã:
Hoµn toµn tư¬ng tù ®èi víi A2, A3,A4 ta cã:
6
Đồ Án 2 : Robot Harmo
4. Phương tr×nh ®éng häc c¬ b¶n cña Robot.
- Phư¬ng tr×nh ®éng häc c¬ b¶n cña Robot ®ưîc thµnh lËp dùa trªn c¬ së
c¸c ma trËn biÕn ®æi Ai ®· tÝnh ®ưîc ë bưíc trªn. Ma trËn Ti lµ tÝch c¸c ma trËn
Ai vµ lµ ma trËn m« t¶ vÞ trÝ vµ hưíng cña to¹ ®é g¾n liÒn víi kh©u thø i so víi hÖ
to¹ ®é cè ®Þnh. Trong trưêng i= n, víi n lµ sè hiÖu chØ hÖ to¹ ®é g¾n liÒn víi
“®iÓm t¸c ®éng cuèi” - ®iÓm mót cña kh©u cuèi cïng th× ta cã:
Tn= A1. A2… An = TE (*)
Trong ®ã TE lµ ma trËn m« t¶ tr¹ng th¸i cña “®iÓm t¸c ®éng cuèi” vµ ®ưîc
viÕt ë d¹ng tưêng minh như sau:
TE =
7
Đồ Án 2 : Robot Harmo
C¸c phÇn tö cña ma trËn 3x1 lµ to¹ ®é px, py, pz cña ®iÓm t¸c ®éng cuèi E.Mçi cét cña ma trËn quay 3x3 lµ mét vÐct¬ ®¬n vÞ chØ phư¬ng mét trôc cña hÖ
to¹ ®é ®éng UVW (g¾n liÒn víi kh©u cuèi cïng cña Robot vµ cã gèc lµ ®iÓm t¸c
®éng cuèi) biÓu diÔn trong hÖ to¹ ®é cè ®Þnh XYZ.
Tõ phư¬ng tr×nh (*) suy ra:
Tn =
§©y lµ phư¬ng tr×nh ®éng häc c¬ b¶n cña Robot, nã m« t¶ tr¹ng th¸i (to¹
®é vµ phư¬ng, chiÒu cña) ®iÓm t¸c ®éng cuèi cïng.
Ứng dông vµo thùc tÕ trªn Robot Harmo ta cã phư¬ng tr×nh ®éng häc c¬
b¶n cña Robot Harmo lµ:
=
VËy phư¬ng tr×nh ®éng häc cña Robot lµ:
Ux =0 uy = 0 uz = 1
Vx = sin5 vy = - cos5 vz = 0
Wx = cos5 w y = sin5 wz = 0
8
Đồ Án 2 : Robot Harmo
Px = b4+a2 py= a5+ b1 pz = b5 - c4 - a3 + c1
II. TÍNH KHỐI LƯỢNG CỦA BÀN KẸP.
Víi kÕt cÊu cña bµn kÑp như trªn ta thÊy r»ng ®Ó gi¶i quyÕt bµi to¸n tÝnh
khèi lưîng lín nhÊt mµ bµn kÑp cã thÓ kÑp ®ưîc mµ ph¶i ®¶m b¶o trong qu¸
tr×nh Robot lµm viÖc kh«ng bÞ r¬i, cã thÓ nãi lµ bµi to¸n nµy rÊt khã gi¶i mét
c¸ch chÝnh x¸c. V× vËy ta sÏ chÊp nhËn mét sè ®iÒu kiÖn biªn tư¬ng ®èi ®Ó gi¶i
bµi to¸n trªn.
V× c¬ cÊu kÑp nµy lµ dïng khÝ nÐn, v× vËy trong qu¸ tr×nh Robot ho¹t ®éng
th× do lượng khÝ bÞ tæn thÊt nªn lưîng khÝ thưêng cã ¸p suÊt P ≤ Pmax nhưng ®Ó
tÝnh to¸n trªn lý thuyÕt th× ta sÏ lÊy gi¸ trÞ Pmax ®Ó tÝnh.
Theo thùc tÕ th× Pmax ®¹t ®ưîc lµ 5MPa, ®ưêng kÝnh cña pistong lµ 12
tøc lµ F=.62.10-6m2, m¸ kÑp cã g¾n c¸c miÕng ®Öm cao xu víi hÖ sè ma s¸t lÊy
xÊp xØ lµ f=0,4
9
Đồ Án 2 : Robot Harmo
Như vËy bµi to¸n ®i t×m khèi lưîng chi tiÕt mµ bµn kÑp cã thÓ kÑp ®ưîc
trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña Robot mµ vÉn tho¶ m·n c¸c yªu cÇu kü thuËt cña
Robot cã thÓ gi¶i như sau.
§Ó cho chi tiÕt kh«ng bÞ r¬i xuèng th× ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau.
P≤2Q
Q=f.N N=p.F=5.105..36.10-6=56,55N P≤2.0,4.56,55=45,24N
Như vËy khèi lưîng lín nhÊt theo lý thuyÕt ®¹t ®ưîc cña lµ 4,5kg.
§ã lµ kÕt qu¶ ta tÝnh trong ®iÒu kiÖn tÜnh. Cßn thùc tiÔn th× Robot lµm viÖc
ë tr¹ng th¸i ®éng nªn ta ph¶i tÝnh trong trưêng hîp ®éng cã lùc qu¸n tÝnh t¸c
dông. §Ó ®¶m b¶o ch¾c ch¾n h¬n th× ta tÝnh cho trưêng hîp gia tèc lín nhÊt cña
bËc tù do lªn xuèng theo trôc Z.
Khi bËc tù do ®i lªn víi gia tèc lµ a th× cã mét lùc qu¸n tÝnh t¸c dông lªn
vËt lµ Fqt=m’.a cïng chiÒu víi träng lùc, trong ®ã m’ lµ khèi lưîng cña bËc tù do
lªn xuèng theo trôc Z.
Như vËy ta cã thÓ gi¶i bµi to¸n như sau:
§Ó cho vËt khèi lưîng m kh«ng bÞ r¬i th× ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau:
P + Fqt ≤ 2Q => P ≤ 2Q - Fqt
10
Đồ Án 2 : Robot Harmo
III. TÍNH TOÁN VẬN TỐC GIA TỐC.
1. TÝnh to¸n vËn tèc vµ gia tèc bËc tù do tÞnh tiÕn theo trôc X.
a. TÝnh to¸n vËn tèc cña bËc tù do:
Ta cã c¸c th«ng sè ®Çu vµo như sau.
B¸nh r¨ng víi th«ng sè Z=30 r¨ng, m=2 =>d=m.Z=60mm
§éng c¬ lµ ®éng c¬ 3 pha biÕn tÇn
Víi d¶i tÇn sè f=060Hz
Tèc ®é tèi ®a lµ n1=1800vßng/ph øng víi f=60Hz Hép gi¶m tèc cã tû sè truyÒn lµ 1:10 như vËy tèc ®é tèi
®a ®Çu ra cña b¸nh r¨ng lµ n=180 vßng/ph.
Ta cã thÓ tÝnh to¸n vËn tèc trªn c¬ së lý thuyÕt như sau:
Áp dông c«ng thøc
Trong ®ã:
V: lµ vËn tèc dµi cña c¸nh tay m¸y(m/s).
n: lµ tèc ®é b¸nh r¨ng(n=180 vg/ph).
d: ®ưêng kÝnh cña b¸nh r¨ng(d=60 mm).
=>
§ã lµ vËn tèc tÝnh to¸n trªn lý thuyÕt cßn trªn thùc tÕ th× Robot kh«ng thÓ
®¹t ®ưîc vËn tèc nµy v× 2 lý do c¬ b¶n sau.
- Khèi lưîng c¸nh tay qu¸ lín nªn vËn tèc qu¸ lín th× g©y nªn rung
®éng m¹nh.
- Yªu cÇu ®é chÝnh x¸c cao. V× lý do ®ã nªn nÕu vËn tèc qu¸ lín th×
gia tèc sÏ lín vµ lùc qu¸n tÝnh sÏ lín sÏ kh«ng ®¸p øng ®ưîc viÖc dõng l¹i chÝnh
x¸c vÞ trÝ mµ ta ®· ®Þnh trưíc.
ChÝnh v× thÕ nªn Robot kh«ng bao giê ho¹t ®éng hÕt c«ng suÊt vµ chØ ho¹t
®éng trong d¶i cã thÓ cho phÐp tèi ®a. Cô thÓ lµ ®Çu vµo cña ®éng c¬ kh«ng bao
giê tÇn sè f ®¹t tíi 60Hz c¶. nã chØ n»m trong d¶i dao ®éng tõ 20-30Hz. V× lý do
nµy nªn ta sÏ tÝnh to¸n vËn tèc dùa trªn c¬ së tÇn sè ®Çu vµo.
11
Đồ Án 2 : Robot Harmo
Sö dông c«ng thøc liªn hÖ gi÷a tÊn sè vµ tèc ®é ®éng c¬ ta cã
(vßng/gi©y)
HoÆc (vßng/phót)
Như vËy ta cã p lµ sè cÆp cùc =>
Víi n1 =1800vßng/phót
f=60Hz
=> cÆp cùc
Như vËy ta cã thÓ tÝnh to¸n ®ưîc tèc ®é vßng quay cña trôc ®Çu ra theo tÇn
sè ®Çu vµo như sau:
n=n1/10
m/s Ta cã vËn tèc dµi
TØ sè truyÒn cña hép gi¶m tèc lµ 1:10
KÕt qu¶ tÝnh to¸n ta cã b¶ng sau:
TÇn sè 20 30 40 50
Tèc ®é
600 900 1200 1500 n1 (v/ph)
n(v/ph) 60 90 120 150
v(m/s) 0,1885 0,283 0,377 0,471
§ã lµ mét sè gi¸ trÞ ®Æc biÖt hay dïng trong qu¸ tr×nh vËn hµnh Robot.
Cßn nh÷ng gi¸ trÞ kh¸c ®ưîc x¸c ®Þnh th«ng qua biÓu thøc liªn hÖ trªn.
12
Đồ Án 2 : Robot Harmo
b. TÝnh to¸n gia tèc cña bËc tù do.
Ta cã c¸c th«ng sè ®Çu vµo
C«ng suÊt ®éng c¬ lµ 0,2Kw.
VËn tèc c¸nh tay m¸y m/s
Khèi lưîng c¸nh tay m¸y m=100Kg
Ta ¸p dông c«ng thøc
Trong ®ã:
P: c«ng suÊt cña ®éng c¬(Kw)
F: lùc kÐo b¸nh r¨ng(N)
V: vËn tèc b¸nh r¨ng(m/s)
Ta cã =>
Mµ F=m.a
Víi
m: khèi lưîng cña c¸nh tay m¸y(kg)
a: gia tèc cña c¸nh tay m¸y(m/s2)
Ta cã
Như vËy ta thÊy r»ng gia tèc a phô thuéc vµo vËn tèc V mµ vËn tèc V phô
thuéc vµo tÇn sè nªn ta cã biÓu thøc liªn hÖ gi÷a gia tèc vµ tÇn sè như sau:
Ta còng cã c¸c gi¸ trÞ gia tèc theo b¶ng sau:
13
Đồ Án 2 : Robot Harmo
TÇn sè 20 30 40 50
Tèc ®é
600 900 1200 1500
n1 (v/ph) n(v/ph) 60 90 120 150
v(m/s) 0,1885 0,283 0,377 0,471
a (m/s2) 10,61 7,07 5,3 4,24
Trªn ®©y còng chØ lµ nh÷ng gi¸ trÞ gia tèc th«ng thưêng ®ưîc sö dông
trong qu¸ tr×nh vËn hµnh Robot Hamo. Cßn nh÷ng gi¸ trÞ kh¸c ®ưîc t×nh th«ng
qua c«ng thøc trªn.
2. TÝnh to¸n vËn tèc vµ gia tèc bËc tù do tÞnh tiÕn theo trôc Y.
VËn tèc – gia tèc bËc tù do tÞnh tiÕn theo trôc Y:
ThÓ tÝch c¸c chi tiÕt trªn bËc tù do: V= 13062774.97 mm3
Áp suÊt khÝ nÐn vµo xylanh lµ p = 0,5 MPa = 0,5.106 N/m2.
DiÖn tÝch piston lµ A vµ A’ (m2), trong ®ã:
A =
=
= 615,75 mm2
= 615,75.10-6 m2
A’ =
=
= 414,69 mm2
= 414,69.10-6 m2
14
Đồ Án 2 : Robot Harmo
D: §ưêng kÝnh trong xylanh.
d: §ưêng kÝnh cÇn piston.
Lùc khÝ nÐn t¸c dông lªn piston:
Khi tiÕn: Fknt = p.A (N)
Khi lïi: Fknl = p.A’ (N)
Lùc ma s¸t trªn c¸c æ bi, ma s¸t gi÷a piston vµ xylanh trong qu¸ tr×nh tÞnh
tiÕn theo trôc Y lµ FmsY = 7(N)
Do ®ã lùc hiÖu dông lµm piston dÞch chuyÓn lµ:
Khi tiÕn: Ft = p.A – FmsY (N)
Khi lïi: Fl = p.A’ – FmsY (N)
Gia tèc tÞnh tiÕn theo phư¬ng Y:
a =
=
Víi m lµ khèi lưîng tæng céng c¸c thµnh phÇn dÞch chuyÓn theo phư¬ng
Y khi Robot lµm viÖc.
Lưu lưîng khÝ:
Q = S . n . . Kp (l/phót)
Trong ®ã:
Tû sè nÐn Kp =
S : Hµnh tr×nh piston (cm)
n : Sè hµnh tr×nh trong 1 phót.
15
Đồ Án 2 : Robot Harmo
VËn tèc tÞnh tiÕn cña piston phô thuéc ¸p suÊt khÝ t¸c ®éng lªn bÒ mÆt
piston, lùc c¶n do ma s¸t gi÷a piston vµ xylanh vµ qu¸ tr×nh gi¶m chÊn cuèi hµnh
tr×nh. VËn tèc piston thưêng trong kho¶ng 0,1 ®Õn 1,5 m/s.
VËn tèc: v = S.n
Do ®ã:
v =
Ngoµi ra, vËn tèc cña piston cßn cã thÓ tÝnh theo vËn tèc lín nhÊt:
VËn tèc lín nhÊt:
vmax =
VËn tèc trung b×nh:
vtb = K.vmax
trong ®ã:
Q: lưu lưîng khÝ (l/s)
A: diÖn tÝch t¸c dông (mm2)
K: hÖ sè ®iÒu chØnh, víi yªu cÇu lµm viÖc b×nh thưêng, chän K=2/3.
Do ®ã:
vtb = K.
Khi tÞnh tiÕn ra theo chiÒu dư¬ng trôc Y:
vtbra =
= 0,97 (m/s)
16
Đồ Án 2 : Robot Harmo
ara =
=
= 4,7 (m/s2)
VËn tèc lïi theo chiÒu ©m trôc Y:
vtblui =
= 1,45 (m/s)
a =
=
= 3,13 (m/s2).
3. TÝnh to¸n vËn tèc vµ gia tèc bËc tù do tÞnh tiÕn theo trôc Z.
a. TÝnh to¸n vËn tèc cña bËc tù do
VËn tèc vµ gia tèc cña tay m¸y cã thÓ ®ưîc tÝnh qua vËn tèc vµ gia tèc cña
piston trong chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn däc trôc xy lanh.
§©y lµ xy lanh t¸c ®éng kÐp nªn lưu lưîng khÝ ®ưîc tÝnh theo c«ng thøc:
Q = (lÝt)
Trong ®ã:
Q: Lưu lưîng khÝ ®ưa vµo trong xy lanh. (l/phót)
S : Hµnh tr×nh cña piston trong xy lanh (cm)
n : Sè hµnh tr×nh cña piston trong 1 phót
Kp: Tû sè nÐn; tû sè nÐn ®ưîc tÝnh theo c«ng thøc:
Kp =
17
Đồ Án 2 : Robot Harmo
VËn tèc cña piston trong xy lanh):
Khi tiÕn (khi ®ưa tay m¸y xuèng thÊp): V=
Khi lïi (khi ®ưa tay m¸y lªn cao): V’ =
Víi: D: §ưêng kÝnh xy lanh: D = 39 (mm) = 0,39 (dm)
d: §ưêng kÝnh cÇn piston: d = 16 (mm) = 0,16 (dm)
Áp suÊt khÝ nÐn ®ưa vµo xylanh lµ: p = 0,5 MPa = 500 KPa.
Tû sè nÐn: Kp =
VËn tèc piston khi tiÕn:
V = (dm/phót)
VËn tèc piston khi lïi:
V’ = (dm/phót)
§©y lµ biÓu thøc tÝnh vËn tèc cña piston th«ng qua lưu lưîng khÝ nÐn.
Nhưng do trong kÕt cÊu cña bËc tù do cã sö dông c¬ cÊu b¸nh r¨ng- ®ai
r¨ng ®Ó nh©n ®«i vËn tèc vµ hµnh tr×nh cña tay m¸y nªn vËn tèc cña tay m¸y:
Khi tay m¸y ®i lªn: (dm/phót) VRB =
= (m/s)
(dm/phót) Khi tay m¸y ®i xuèng: VRB =
= (m/s)
18
Đồ Án 2 : Robot Harmo
b. TÝnh to¸n gia tèc cña bËc tù do
Áp suÊt khÝ nÐn vµo xylanh lµ p = 0,5 MPa = 0,5.106 N/m2.
DiÖn tÝch piston lµ A vµ A’ (m2), trong ®ã:
A =
=
= 1194,6 mm2
= 1194,6.10-6 m2
A’ =
=
= 993,5 mm2
= 993,5.10-6 m2
D=39(mm): ®ưêng kÝnh trong xylanh.
d=16(mm): ®ưêng kÝnh cÇn piston.
Lùc khÝ nÐn t¸c dông lªn piston:
Khi tiÕn: Fknt = p.A (N)
Khi lïi: Fknl = p.A’ (N)
Lùc ma s¸t trªn c¸c æ bi, ma s¸t gi÷a piston vµ xylanh trong qu¸ tr×nh tÞnh
tiÕn theo trôc Z lµ FmsZ = 2,7(N)
Do ®ã lùc hiÖu dông lµm piston dÞch chuyÓn lµ:
Khi lªn: Fl = p.A' – FmsZ – mg (N)
Khi xuèng: Fx = p.A – FmsZ + mg (N)
19
Đồ Án 2 : Robot Harmo
Víi m lµ khèi lưîng tæng céng c¸c thµnh phÇn dÞch chuyÓn theo phư¬ng Z
khi Robot lµm viÖc.
alªn =
=
= 2,6 (m/s2)
axuèng =
=
= 24,6 (m/s2).
4. TÝnh to¸n vËn tèc vµ gia tèc bËc tù do quay quanh trôc X.
b. TÝnh vËn tèc cña bËc tù do
Theo s¬ ®å cÊu t¹o cña bËc tù do nµy th× vËn tèc quay cña bµn kÑp chÝnh lµ
vËn tèc quay cña trôc khuûu.
S¬ ®å cÊu t¹o cña bËc tù do quay.
Trong ®ã: Vpt : VËn tèc trưît tư¬ng ®èi gi÷a piston vµ xy lanh
20
Đồ Án 2 : Robot Harmo
VbkÑp: VËn tèc cña m¸ kÑp. V1: VËn tèc theo phư¬ng tiÕp tuyÕn cña trôc khuûu
Tõ s¬ ®å ta thÊy:
MÆt kh¸c ta thÊy trong tam gi¸c O1O2O3 th×: = 180- (+)
sin(+) = sin Theo ®Þnh lý hµm sè sin ta cã:
VËn tèc gãc cña bµn kÑp:
(rad/s)
Gia tèc hưíng t©m cña bµn kÑp trong chuyÓn ®éng quay:
= an =
Víi c¸c th«ng sè cô thÓ cña bËc tù do: O2O3 = 34 (mm) = 0,034 (m) O1O3 = 162 (mm) = 0,162 (m) Thay vµo biÓu thøc trªn ta cã:
Gia tèc hưíng t©m cña bµn kÑp:
an =
21
Đồ Án 2 : Robot Harmo
MÆt kh¸c vËn tèc piston ®ưîc x¸c ®Þnh th«ng qua c«ng thøc tÝnh lưu lưîng
khÝ ®ưa vµo xy lanh t¸c ®éng hai chiÒu:
Q = (lÝt)
Trong ®ã:
Q: Lưu lưîng khÝ ®ưa vµo trong xy lanh. (l/phót)
S : Hµnh tr×nh cña piston trong xy lanh (cm)
n : Sè hµnh tr×nh cña piston trong 1 phót
Kp: Tû sè nÐn; tû sè nÐn ®ưîc tÝnh theo c«ng thøc:
Kp =
VËn tèc cña piston trong xy lanh (vËn tèc ):
Khi tiÕn (khi quay ngang bµn kÑp): V=
Khi lïi (khi quay bµn kÑp th¼ng ®øng): V’ =
Víi: D : §ưêng kÝnh xy lanh: D = 40 (mm) = 0,4 (dm)
d : §ưêng kÝnh cÇn piston. d = 12 (mm) = 0,12 (dm)
Áp suÊt khÝ nÐn ®ưa vµo xylanh lµ: p = 0,5 MPa = 500 KPa.
Tû sè nÐn: Kp =
VËn tèc piston khi tiÕn:
V =
VËn tèc piston khi lïi:
22
Đồ Án 2 : Robot Harmo
V’ =
VËn gãc cña bµn kÑp khi quay ngang:
(rad/s)
Gia tèc cña bµn kÑp:
(m/s2) an =
VËn gãc cña bµn kÑp khi quay th¼ng ®øng:
(rad/s)
Gia tèc cña bµn kÑp:
(m/s2) an =
Tõ ®©y ta thÊy vËn tèc quay cña bµn kÑp kh«ng ®Òu mµ phô thuéc vµo gãc
hîp bëi trôc khuûu vµ “gi¸ cè ®Þnh” hay phô thuéc vµo vÞ trÝ cña bµn kÑp.
b. TÝnh gia tèc cña bËc tù do:
V× ®©y lµ bµi to¸n tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm nªn ta tÝnh cho trưêng hîp
Robot kÑp chi tiÕt cã khèi lưîng lín nhÊt (4kg). Víi khèi lưîng ®ã cña chi tiÕt
vµ kÕt cÊu b»ng hîp kim nh«m cña bµn kÑp, th× mét c¸ch gÇn ®óng cã thÓ coi
träng lưîng cña bµn kÑp lµ nhá so víi khèi lưîng cña chi tiÕt kÑp. Hay träng t©m
cña bµn kÑp vµ chi tiÕt tËp trung ë chi tiÕt kÑp.
23
Đồ Án 2 : Robot Harmo
Tõ kÕt cÊu cô thÓ cña tay m¸y ta cã ®ưîc c¸c th«ng sè:
B¸n kÝnh träng t©m: r 148 mm
B¸n kÝnh trôc khuûu: a = 34mm
Gãc:
§Ó gi¶i quyÕt bµi to¸n gia tèc, ta xÐt phư¬ng tr×nh c©n b»ng m« men ®èi víi t©m
quay O3
F1*a.cos - G*r sin(– 180 ) – r*Ft = 0
Ft =
cossin =
Thay vµo c«ng thøc võa t×m ®ưîc:
Ft =
Trong ®ã G lµ träng lưîng cña bµn kÑp vµ chi tiÕt:
G = M*g
24
Đồ Án 2 : Robot Harmo
Víi M lµ khèi lưîng cña bµn kÑp vµ chi tiÕt, g lµ gia tèc träng trưêng
Gia tèc tiÕp tuyÕn cña bµn kÑp:
at =
MÆt kh¸c:
F1 P*A-Fms
Trong ®ã:
P: ¸p suÊt khÝ cung cÊp vµo xy lanh:
A: DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña xy lanh
Fms: Hîp lùc ma s¸t quy ®æi vÒ piston (ma s¸t gi÷a piston vµ xy lanh, ma
s¸t t¹i c¸c khíp quay...)
Thay c¸c th«ng sè nµy vµo ta cã:
at =
Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n cho thÊy: gia tèc tiÕp tuyÕn cña bµn kÑp còng lµ mét ®¹i
lưîng biÕn thiªn phô thuéc vµo vÞ trÝ cña bµn kÑp.
IV. CẢM BIẾN
C¸c lo¹i c¶m biÕn trong Robot Hamo
C¸c c¶m biÕn ®ưîc sö dông trong Robot HARMO lµ c¸c c¶m biÕn ®iÖn tõ.
Víi nguyªn lý ho¹t ®éng: Khi c¶m biÕn ®èi diÖn víi c¸c vËt cã tõ tÝnh sÏ g©y ra
hiÖn tưîng th«ng m¹ch vµ trªn ®ưêng tÝn hiÖu ra cã mét ®iÖn ¸p ë møc 24V, vµ
®ưa vÒ bé ®iÒu khiÓn dưíi d¹ng xung ®iÖn nµy. Sau khi nhËn ®ưîc tÝn hiÖu tõ c¸c
c¶m biÕn bé ®iÒu khiÓn sÏ cã tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn tư¬ng øng víi c¸c ho¹t ®éng
cña Robot.
25
Đồ Án 2 : Robot Harmo
Trªn trôc Z1 cña Robot sö dông 3 c¶m biÕn Cb1 ,Cb2 nhËn biÕt vÞ trÝ Home
vµ vÞ trÝ xa nhÊt cña Robot và 1 cảm biến ENCODER để đo tốc độ động cơ
Trªn trôc Z2 cña Robot sö dông 2 cảm biến Cb3,Cb4 (c«ng t¾c tõ )®Ó nhËn
biÕt vÞ trÝ Home vµ vÞ trÝ xa nhÊt cña tay m¸y.
Trªn trôc Z3 còng sö dông 2 c¶m biÕn Cb5 vµ Cb6 nhËn biÕt vÞ trÝ trªn vµ vÞ
trÝ dưới cña bµn kÑp.
T¹i khíp cæ tay ta bè trÝ 2 c¶m biÕn Cb7 vµ Cb8 nhËn biÕt vÞ trÝ Horizontal
vµ vertical cña bµn kÑp.
T¹i m¸ kÑp bè trÝ c«ng t¾c giíi h¹n hµnh tr×nh Cb9 nhËn biÕt Robot ®· kÑp
®ưîc chi tiÕt hay chưa.
Mçi c¶m biÕn ®ưîc sö dông cã 3 d©y. Hai d©y cung cÊp nguån (Brown vµ
Blue) ®iÖn ¸p 24V, d©y cßn l¹i (Black) ë møc 0V lµ d©y tÝn hiÖu. Khi c¶m biÕn
®èi diÖn víi c¸c vËt cã tõ tÝnh ë mét kho¶ng c¸ch nhÊt ®Þnh, m¹ch ®iÖn ¸p ®ãng
26
Đồ Án 2 : Robot Harmo
víi ®iÖn ¸p 24V. Vµ ë ®Çu d©y tÝn hiÖu sÏ cã ®iÖn ¸p 24V. Riªng c«ng t¾c tõ chØ
cã 2 ®Çu d©y, mét ®Çu nèi víi nguån cã ®iÖn ¸p 24V vµ mét ®Çu nèi víi bé ®iÒu
khiÓn. Khi c«ng t¾c ®èi diÖn víi c¸c vËt cã tõ tÝnh th× nã sÏ ®ãng m¹ch vµ ®Çu
d©y nèi víi bé ®iÒu khiÓn sÏ cã ®iÖn ¸p b»ng víi ®iÖn ¸p cña nguån cung cÊp.
Chương III: THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT MÔ HÌNH
I. XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM VÀ LẬP TRÌNH ROBOT
1. Môc ®Ých vµ yªu cÇu cña m« h×nh thÝ nghiÖm.
- Môc ®Ých cña bµi thÝ nghiÖm: Mét thùc tÕ hiÖn nay lµ c¸c sinh viªn
kh«ng cã nhiÒu c¸c ®iÒu kiÖn ®Ó ®i t×m hiÓu, tiÕp xóc víi c¸c ho¹t ®éng s¶n xuÊt
cña c¸c lo¹i m¸y mãc, thiÕt bÞ tù ®éng mµ hÇu hÕt míi chØ ®ưîc c¸c gi¸o viªn
giíi thiÖu qua lý thuyÕt.V× vËy nªn c¸c sinh viªn kh«ng thÓ h×nh dung ®ưîc qu¸
tr×nh lµm viÖc cña c¸c thiÕt bÞ tù ®éng còng như sù tÝch hîp gi÷a c¸c thiÕt bÞ tù
®éng víi c¸c m¸y mãc. Môc ®Ých cña bµi thÝ nghiÖm nµy lµ ®Ó cho c¸c sinh viªn
lµm thÝ nghiÖm thÊy ®ưîc qu¸ tr×nh lµm viÖc cña thiÕt bÞ trong thùc tÕ s¶n xuÊt,
c¸c thao t¸c cña thiÕt bÞ, sù ph¶n håi cña c¸c tÝn hiÖu tõ c¸c c¶m biÕn còng như
qu¸ tr×nh xö lý c¸c tÝn hiÖu ®ã cña bé ®iÒu khiÓn. Vai trß cña c¸c thiÕt bÞ ph¶n
håi trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn (c¸c c¶m biÕn vÞ trÝ), ®é chÝnh x¸c, n¨ng suÊt s¶n
xuÊt khi sö dông c¸c thiÕt bÞ tù ®éng trong s¶n xuÊt nãi chung vµ cña thiÕt bÞ cÊp
ph«i tù ®éng nãi riªng.
Tõ môc ®Ých ®ã cña bµi thÝ nghiÖm, yªu cÇu m« h×nh thÝ nghiÖm x©y dùng
nªn ph¶i t¸i hiÖn l¹i ®ưîc qu¸ tr×nh lµm viÖc cña thiÕt bÞ, t¸i hiÖn l¹i ®ưîc c¸c
thao t¸c cña thiÕt bÞ trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, thêi ®iÓm thùc hiÖn c¸c thao t¸c,
mèi quan hÖ gi÷a c¸c thao t¸c vµ c¸c tÝn hiÖu ph¶n håi tõ c¸c c¶m biÕn (qu¸ tr×nh
xö lý tÝn hiÖu cña bé ®iÒu khiÓn). Kh¶ n¨ng linh ho¹t còng như ®é chÝnh x¸c cña
thiÕt bÞ, kh¶ n¨ng tÝch hîp cña nã víi c¸c m¸y mãc sö dông trong c«ng nghiÖp.
27
Đồ Án 2 : Robot Harmo
2. X©y dùng m« h×nh.
XuÊt ph¸t tõ yªu cÇu cña m« h×nh thÝ nghiÖm, cïng víi øng dông thùc tÕ
cña thiÕt bÞ trong s¶n xu¸t lµ dïng ®Ó g¾p s¶n phÈm cho m¸y Ðp nhùa. Vµ qu¸
tr×nh lµm viÖc cña m¸y Ðp nhùa còng như cña thiÕt bÞ cÊp ph«i lµ: Sau khi m¸y
Ðp nhùa ®· Ðp xong mét chi tiÕt th× hai nöa khu«n Ðp sÏ ®ưîc tù ®éng t¸ch ra vµ
s¶n phÈm cÇn ph¶i ®ưîc lÊy ra khái lßng khu«n ®Ó tiÕp tôc Ðp s¶n phÈm kh¸c.
ViÖc t¸ch hai nöa khu«n ®Ó l¸y s¶n phÈm ra ®ưîc c¸c m¸y Ðp tù ®éng thùc hiÖn.
ViÖc lÊy s¶n phÈm ra khái lßng khu«n sÏ ®ưîc thùc hiÖn bëi thiÕt bÞ cÊp ph«i tù
®éng. M¸y Ðp nhùa th× cã nhiÒu chñng lo¹i, khu«n Ðp còng cã nhiÒu chñng lo¹i,
h×nh d¹ng kh¸c nhau. Nhưng chØ cã hai vÞ trÝ tư¬ng ®èi cña mÆt ph©n khu«n so
víi nÒn: ®ã lµ mÆt ph©n khu«n n»m song song víi phư¬ng ngang vµ mÆt ph©n
khu«n vu«ng gãc víi phư¬ng ngang. Tõ yÕu tè nµy chóng em ®· ®ưa ra ý tưëng
vÒ m« h×nh m« t¶ qu¸ tr×nh lµm viÖc cña thiÕt bÞ víi c¸c khu«n Ðp cã mÆt ph©n
khu«n n»m ngang:
28
Đồ Án 2 : Robot Harmo
M« h×nh thÝ nghiÖm
29
Đồ Án 2 : Robot Harmo
Chu tr×nh lµm viÖc cña Robot øng víi m« h×nh:
Nh÷ng khã kh¨n gÆp ph¶i khi x©y dùng m« h×nh:
- V× c¸c chai nhùa ®Òu nhá vµ rçng gi÷a, träng lưîng nhá, diÖn tÝch tiÕp xóc
gi÷a chai vµ sµn nhá nªn chai rÊt dÔ bÞ ®æ khi th¶. H¬n n÷a do träng lưîng chai
nhá nªn chai rÊt dÔ m¾c kÑt trong m« h×nh mµ kh«ng di chuyÓn ®Õn ®óng vÞ trÝ
®Ó tay Robot ®i vµo g¾p Robot kh«ng g¾p ®ưîc chai ra.
- V× c¸c chai nhùa rçng, vá máng nªn rÊt dÔ bÞ biÕn d¹ng dưíi t¸c dông cña
lùc kÑp vµ khi th¶ chai ra th× dưíi t¸c dông ®µn håi cña chai, chai sÏ n¶y ®i c¸c vÞ
trÝ kh¸c nhau hoÆc sÏ g©y ®æ chai (do chai bÞ biÕn d¹ng khi kÑp chø kh«ng ph¶i
do va ch¹m víi nÒn), kh«ng ®óng víi vÞ trÝ mµ Robot ®· th¶ xuèng. Tøc lµ rÊt
khã kh¨n trong viÖc th¶ chai ®óng vÞ trÝ mµ m×nh mong muèn.
C¸c phư¬ng ¸n gi¶i quyÕt c¸c khã kh¨n trªn:
- §Ó gi¶i quyÕt khã kh¨n do chai bÞ ®æ khi th¶, ta ®iÒu chØnh c¸c c÷ hµnh
tr×nh cña Robot thËt chÝnh x¸c sao cho khi ®i xuèng th¶ th× chai võa ch¹m mÆt
30
Đồ Án 2 : Robot Harmo
sµn. Vµ như thÕ sÏ kh«ng cã sù va ch¹m gi÷a chai vµ mÆt sµn h¹n chÕ kh¶
n¨ng g©y ®æ chai.
§Ó h¹n chÕ kh¶ n¨ng biÕn d¹ng cña chai th× chØ cã mét c¸ch lµ ®iÒu chØnh
m¸ kÑp thËt chÝnh x¸c sao cho khi m¸ kÑp kÑp vµo th× ®é biÕn d¹ng cña chai lµ
nhá (vµi vá chai rÊt máng nªn kh«ng thÓ tr¸nh khái viÖc chai bÞ biÕn d¹ng khi
kÑp mµ chØ cã thÓ h¹n chÕ ®Õn møc thÊp nhÊt ®é biÕn d¹ng cña chai mµ th«i.)
- §Ó gi¶i quyÕt khã kh¨n do chai bÞ m¾c kÑt trong m« h×nh dưíi t¸c dông
cña lùc ma s¸t: Ta sö dông vËt liÖu lµm m« h×nh lµ mica ®Ó gi¶m hÖ sè ma s¸t
gi÷a chai víi m« h×nh. Thªm vµo ®ã, ta t¨ng ®é dèc cña mÆt ph¼ng nghiªng lªn,
®ång thêi rót ng¾n qu·ng ®ưêng dÞch chuyÓn theo phư¬ng ngang ®Ó t¹o qu¸n
tÝnh cho chai khi trưît trong m« h×nh, ®¶m b¶o chai di chuyÓn ®Õn ®óng vÞ trÝ mµ
Robot cã thÓ g¾p ®ưîc.
II. LẬP TRÌNH PLC CHO ROBOT HOẠT ĐỘNG THEO MÔ HÌNH:
1. C¬ së lý thuyÕt lËp tr×nh plc
1.1. LËp tr×nh b»ng s¬ ®å thang Ladder Diagram
C¸c lÖnh c¬ b¶n cña s¬ ®å bËc thang (LADDER DIAGRAM)
* Thµnh phÇn lu«n lu«n ph¶i cã trong s¬ ®å gäi lµ power bus , lµ n¬i dÉn
nguån ®iÖn (tưëng tưîng) ®i vµo vµ ®i ra s¬ ®å
LD
LÖnh LD nèi víi power bus tr¸i sÏ khëi ®Çu 1 network cña s¬ ®å Ladder
Diagram . Sè ghi phÝa trªn kÝ hiÖu lÖnh lµ ®Þa chØ th«ng sè cña lÖnh .
31
Đồ Án 2 : Robot Harmo
OUT
LÖnh OUT gièng như 1 r¬ le chÊp hµnh ®ưa ra kÕt qu¶ logic cña c¸c lÖnh
®i trước vµo 1 tiÕp ®iÓm (bit) OUTPUT
Ở chư¬ng tr×nh trªn kÕt qu¶ logic cña lÖnh LD 00000 (tiÕp ®iÓm ®ãng më)
sÏ ®iÒu khiÓn ®Çu ra lµ tiÕp ®iÓm 01000.
Khi nhËp ®o¹n chư¬ng tr×nh trªn vµo PLC, ph¶i ®¶m b¶o ®ang ë chÕ ®é
Program Mode vµ cuèi chư¬ng tr×nh ph¶i cã lÖnh END.
Sau ®ã chuyÓn sang chÕ ®é Monitor hoÆc RUN ®Ó ch¹y. BËt thö c«ng t¾c
00000 sÏ khiÕn ®Çu ra 01000 còng bËt s¸ng.
Ở chư¬ng tr×nh sau, khi bËt c«ng t¾c 00000 (c«ng t¾c thø nhÊt trªn bé
Training CPM1), ®Çu ra CH010.00 sÏ ®ưîc bËt lªn ON.
AND
32
Đồ Án 2 : Robot Harmo
Khi bËt c«ng t¾c CH000.00 ®ång thêi bËt c«ng t¾c CH000.01 th× ®Ìn ®Çu
ra Output 010.00 míi s¸ng.
OR
Khi bËt c«ng t¾c CH000.00 th× ®Ìn ®Çu ra Output 010.00 sÏ s¸ng. HoÆc
khi bËt c«ng t¾c CH000.01 th× ®Ìn ®Çu ra Output 010.00 sÏ s¸ng. HoÆc khi bËt
c«ng t¾c CH000.00 ®ång thêi bËt c«ng t¾c CH000.01 th× ®Ìn ®Çu ra Output
010.00 còng sÏ s¸ng.
AND LD
LÖnh AND LD ®ưîc dïng ®Ó x©y dùng c¸c khèi logic phøc t¹p h¬n b»ng
c¸ch ghÐp chóng nèi tiÕp víi nhau.
Gi¶ sö ta cã 1 ®o¹n chư¬ng tr×nh như dưíi ®©y, trong ®ã ®Çu ra 01000 sÏ
bËt khi ®Çu vµo 00000 hoÆc 00001 Vµ 00002 bËt.
33
Đồ Án 2 : Robot Harmo
NÕu b©y giê ®iÒu kiÖn trªn cã thªm ®Çu vµo 00003 như dưíi ®©y:
ViÖc nhËp vµo ®o¹n chư¬ng tr×nh nµy ®ßi hái ph¶i chia nã ra lµm 2 khèi
nèi tiÕp nhau
Sau ®ã nhËp vµo riªng rÏ c¸c lÖnh cho tõng khèi vµ nèi 2 khèi l¹i víi nhau
b»ng lÖnh AND LD
OR LD
LÖnh OR LD ®ưîc dïng ®Ó x©y dùng c¸c khèi logic b»ng c¸ch ghÐp
chóng song song víi nhau.
Gi¶ sö ta cã 1 ®o¹n chư¬ng tr×nh như dưíi ®©y, trong ®ã ®Çu ra 01000 sÏ
bËt khi ®Çu vµo 00000 vµ 00001 hoÆc 00002 bËt.
34
Đồ Án 2 : Robot Harmo
NÕu b©y giê ®iÒu kiÖn trªn cã thªm ®Çu vµo 00003 như dưới ®©y:
§Ó nhËp vµo ®o¹n chư¬ng tr×nh nµy ta ph¶i chia nã ra lµm 2 khèi con nèi
song song víi nhau như dưíi ®©y:
VÝ dô kÕt hîp lÖnh AND LD vµ OR LD:
35
Đồ Án 2 : Robot Harmo
Tr×nh tù thùc hiÖn còng ph¶i chia thµnh c¸c khèi con vµ gâ riªng rÏ tõng
khèi vµo, sau ®ã dïng lÖnh AND LD vµ OR LD ®Ó nhËp c¸c khèi l¹i víi nhau.
AND NOT
LÖnh AND NOT t¹o ra 1 tiÕp ®iÓm thưêng ®ãng (ngưîc víi lÖnh AND)
Khi ®æi lÖnh AND 00001 thµnh AND NOT 00001 như s¬ ®å trªn, ®Çu ra
CH010.00 sÏ bËt khi CH000.00 lµ ON vµ CH000.01 lµ OFF.
LD NOT
LÖnh LD NOT t¹o ra 1 tiÕp ®iÓm thưêng ®ãng ë ®Çu cña ®o¹n m¹ch
(ngưîc víi lÖnh LD)
36
Đồ Án 2 : Robot Harmo
NETWORK
+ 1 Network ®ưîc t¹o thµnh bëi c¸c lÖnh LOAD, AND, OR vµ OUT
+ Trõ phi dïng ®Ó t¹o c¸c khèi logic nèi víi nhau b»ng lÖnh AND LD
hoÆc OR LD, lÖnh LOAD sÏ ®ưîc dïng ®Ó t¹o 1 Network míi.
M¹ch chèt (tù gi÷) - LATCHING /SELF HOLDING CIRCUIT
Dưíi ®©y lµ 1 s¬ ®å Ladder Diagram cña 1 m¹ch tù gi÷ rÊt phæ biÕn trong
lËp tr×nh:
Khi bËt switch CH000.00, ®Çu ra CH010.00 sÏ bËt vµ gi÷ ë tr¹ng th¸i nµy
bÊt kÓ sau ®ã switch 00000 cã cßn bËt hay kh«ng. CH010.00 sÏ bÞ t¾t khi switch
00001 bËt.
37
Đồ Án 2 : Robot Harmo
C¸c quy t¾c chung cña s¬ ®å LADDER DIAGRAM
+) TÊt c¶ c¸c ®Çu ra ®Òu ph¶i qua Ýt nhÊt mét tiÕp ®iÓm. NÕu muèn ®Çu ra
lu«n ë ON, ph¶i nèi ®Çu ra nµy qua 1 cê (Flag) lµ Bit 25313 (tøc Channel 253 Bit
13). Bit nµy lµ 1 cê hÖ thèng lu«n lu«n ë tr¹ng th¸i ON.
§o¹n m¹ch sau lµ sai v× ®Çu ra kh«ng nèi qua 1 tiÕp ®iÓm:
+) Cã thÓ nèi song song nhiÒu tiÕp ®iÓm dïng lÖnh OR hoÆc song song
nhiÒu ®Çu ra dïng lÖnh OUT/OUT NOT vµ dïng bit ®Çu vµo nhiÒu lÇn
+) NÕu cã 2 lÖnh Output cho cïng 1 ®Þa chØ bit, lÖnh output trước sÏ kh«ng
cã t¸c dông.
38
Đồ Án 2 : Robot Harmo
+) 1 ®o¹n m¹ch cã thÓ cã nhiÒu lÖnh OUT nèi song song nhau
Bé ®Þnh thêi gian - TIMER
VÝ dô 1 Timer cã set value = 100x0,1= 10 gi©y
Khi bËt kho¸ CH000.00 lªn, Timer sè 000 sÏ b¾t ®Çu ®Õm thêi gian, khi
10 gi©y tr«i qua, tiÕp ®iÓm cña Timer lµ TIM 000 ®ưîc bËt lªn ON vµ lµm ®Çu ra
39
Đồ Án 2 : Robot Harmo
CH010.00 còng ®ưîc bËt lªn ON. Timer còng sÏ bÞ reset vÒ gi¸ trÞ ®Æt khi
®Çu vµo 00000 t¾t (OFF)
Bé ®Õm COUNTER
Lóc khëi ®Çu gi¸ trÞ hiÖn hµnh cña bé ®Õm ®ưîc b¾t ®Çu t¹i SV. Bé ®Õm sÏ
gi¶m gi¸ trÞ hiÖn hµnh cña nã (CNT N) ®i 1 ®¬n vÞ mçi lÇn cã sưên lªn ë xung
®Çu vµo CP vµ cê b¸o hoµn thµhh CNT N sÏ bËt khi gi¸ trÞ hiÖn hµnh cña bé ®Õm
gi¶m vÒ 0. Bé ®Õm sÏ bÞ reset vÒ gi¸ trÞ ®Æt SV khi cã sưên lªn cña ®Çu vµo R.
VÝ dô : Counter sè 0 cã gi¸ trÞ ®Æt lµ 10
Mçi lÇn bËt kho¸ CH000.00, gi¸ trÞ cña Counter 000 gi¶m ®i 1. Khi bËt
kho¸ CH000.00 ®ñ 10 lÇn th× cê b¸o CNT000 bËt lªn ON vµ do ®ã còng bËt ®Çu
ra CH010.00 lªn ON. Bé ®Õm sÏ bÞ reset khi bËt switch CH000.01
1.2. LËp tr×nh b»ng phÇn mÒm SYSWIN trªn m¸y tÝnh.
SYSWIN lµ mét phÇn mÒm lËp tr×nh cho PLC OMRON dưới d¹ng Ledder
Diagram ch¹y trong m«i trưêng WINDOWS.
40
Đồ Án 2 : Robot Harmo
§Ó lËp tr×nh ta khëi ®éng phÇn mÒm vµ lµm theo tr×nh tù:
1) Tõ menu File chän New Project ®Ó t¹o chư¬ng tr×nh míi
PLC Type chän CPM1
CPU chän ALL
Series chän C
Editor chän Ladder
Project Type chän Program
Interface chän Serial Communications
Bridge chän Option Direct
Moden chän Option Local
Codding Option chän SYSWIN Way
Sau khi ®· lùa chän ®Çy ®ñ nhưtrªn, tiÕp theo Click OK ®Ó vµo mµn h×nh
so¹n th¶o chư¬ng tr×nh.
2) Mµn h×nh sÏ hiÖn ra mét khung lµm viÖc cho chư¬ng tr×nh d¹ng
Ladder Daigram.
Dïng chuét di ®Õn thanh c«ng cô (Drawing Tool) vµ nhÊn vµo biÓu tưîng
tiÕp ®iÓm (Contact) hoÆc nhÊn phÝm F2 ®Ó chän lÖnh nµy.
41
Đồ Án 2 : Robot Harmo
Di chuét ®Õn n¬i cÇn ®Æt tiÕp ®iÓm trªn s¬ ®å vµ nhÊn nót tr¸i chuét.
§¸nh ®Þa chØ tư¬ng øng vµo « Address vµ chän OK.
Mµn h×nh sÏ hiÖn ra mét Network víi tiÕp ®iÓm võa nhËp vµ « chän mµu
®en chuyÓn sang vÞ trÝ bªn c¹nh tiÕp ®iÓm nµy.
Lµm tư¬ng tù như vËy víi c¸c tiÕp ®iÓm tiÕp theo
TiÕp theo tõ thanh c«ng cô chän lÖnh Output råi di chuét ®Õn vÞ trÝ cÇn ®Æt
lÖnh vµ nhÊn nót tr¸i chuét. §¸nh ®Þa chØ vµo « Address råi nhÊn OK.
§Ó thªm Network míi vµo chư¬ng tr×nh ta nhÊn vµo nót Insert Network
42
Đồ Án 2 : Robot Harmo
Tõ hép tho¹i hiÖn ra, chän vÞ trÝ n¬i sÏ chÌn Network. ChÌn Network míi
vµo phÝa dưíi Network hiÖn hµnh ta chän Below Curent Network. §Ó chÌn vµo
phÝa trªn cña Network hiÖn hµnh ta chän Above Curent Network. Khi ®ã trªn
mµn h×nh sÏ xuÊt hiÖn mét Network míi ®óng víi vÞ trÝ mµ m×nh ®· chän.
§Ó kÕt thóc chư¬ng tr×nh th× tõ Network míi ta chän lÖnh Function tõ
menu lÖnh vµ nhËp m· lÖnh kÕt thóc chư¬ng tr×nh lµ: 01
Ngoµi ra cã thÓ tham kh¶o thªm c¸c Function kh¸c b»ng c¸ch nhÊp vµo
nót Reference.
§Æt tªn kÝ hiÖu m« t¶ (SYMBOL) cho c¸c ®Þa chØ.
43
Đồ Án 2 : Robot Harmo
§Ó ®Æt tªn ký hiÖu m« t¶ cho c¸c ®Þa chØ, trưíc tiªn di chuyÓn « chän ®Õn
®Þa chØ cÇn ®Æt tªn, « Adr ë cuèi mµn h×nh sÏ hiÓn thÞ ®Þa chØ hiÖn hµnh. Sau ®ã
nhÊp chuét vµo « Sym vµ ®¸nh tªn muèn ký hiÖu vµo ®Þa chØ nµy. PhÇn m« t¶ ®Þa
chØ chØ cã thÓ ®¸nh vµo « Com. Lưu tªn võa ®Æt b»ng c¸ch bÊm nót Store
N¹p chương tr×nh vµo PLC (Download Program to PLC)
Tõ menu Oline, chän Connect ®Ó kÕt nèi víi PLC sau ®ã chän Download
Program. Mét hép tho¹i sÏ hiÖn ra hái ta cã xo¸ bé nhí chư¬ng tr×nh trong PLC
trước khi n¹p kh«ng (Clear Program Memory). Nªn lùa tuú chän nµy ®Ó tr¸nh
c¸c vÊn ®Ò cã thÓ x¶y ra. TiÕp theo chän OK ®Ó n¹p chư¬ng tr×nh vµo PLC
Khi viÖc n¹p hoµn tÊt bÊm nót OK ë hép tho¹i sau ®Ó tiÕp tôc
Chó ý: Kh«ng thùc hiÖn ®ưîc viÖc Download vµo PLC nÕu PLC ®ang ë
chÕ ®é RUN
Ch¹y ch ¬ng tr×nh PLC (RUN)
Click chuét vµo biÓu tưîng PLC Mode trªn thanh c«ng cô.
ChuyÓn tõ chän lùa STOP/PRG Mode sang Run Mode råi click OK
44
Đồ Án 2 : Robot Harmo
Chó ý: Trong khi chư¬ng tr×nh ®ang ho¹t ®éng cã thÓ theo dâi c¸ch ho¹t
®éng cña chư¬ng tr×nh b»ng c¸ch click vµo biÓu tưîng Monitoring ( F11)
Lưu chương tr×nh.
§Ó lưu chư¬ng tr×nh, tõ menu File ta chän Save Project as. Sau ®ã chän
thư môc lưu File vµ gâ tªn file vµo hép File name råi nhÊn OK ®Ó lưu. Lưu ý tªn
cña chư¬ng tr×nh kh«ng ®ưîc dµi qu¸ 8 ký tù
T¶i chương tr×nh tõ PLC (Upload Program From PLC)
Tõ menu Online, chän Upload program råi nhÊn OK ®Ó ®äc chư¬ng tr×nh
tõ PLC lªn m¸y tÝnh. Chư¬ng tr×nh hiÖn trong bé nhí PLC sÏ ®ưîc hiÖn thÞ trªn
mµn h×nh. Sau ®ã cã thÓ chän lưu chư¬ng tr×nh hoÆc thùc hiÖn c¸c thay ®æi b×nh
thưêng.
45
Đồ Án 2 : Robot Harmo
Ngoµi ra khi lËp tr×nh cho Robot Harmo cßn cÇn chó ý thªm mét sè
®iÓm sau:
+ Khi ®ång thêi cã c¶ lÖnh quay bµn kÑp th¼ng ®øng (quay ®Õn vÞ trÝ HORIZONTAL ) vµ lÖnh quay bµn kÑp ngang (vÞ trÝ VERTICAL) th× c¶ hai c©u lÖnh nµy sÏ kh«ng ®ưîc thùc hiÖn vµ bµn kÑp sÏ kh«ng quay mµ gi÷ nguyªn vÞ trÝ cò. Muèn quay bµn kÑp th¼ng ®øng th× ph¶i t¾t lÖnh quay bµn kÑp ngang vµ ngưîc l¹i. V× van V3 lµ van ®iÖn tõ nªn c¸c lÖnh quay bµn kÑp th¼ng ®øng vµ quay bµn kÑp ngang kh«ng cÇn ph¶i gi÷ ®Ó cho lÖnh thùc hiÖn như c¸c lÖnh kh¸c, khi cã ®ång thêi c¶ hai lÖnh quay th× c¶ hai cuén d©y ë hai ®Çu van ®Òu cã ®iÖn, vµ như thÕ lµ ®ång thêi mét lóc cã hai lùc ®iÖn tõ ë hai ®Çu cïng hót con trưît cña van vÒ hai phÝa dÉn tíi kÕt qu¶ lµ van kh«ng dÞch chuyÓn nghÜa lµ kh«ng cã c©u lÖnh nµo ®ưîc thùc hiÖn. Tãm l¹i bµn kÑp sÏ chØ quay khi chØ cã mét lÖnh quay t¸c ®éng tíi van.
+ Tư¬ng tù như trªn, khi cã ®ång thêi c¶ hai lÖnh ch¹y ra xa gèc to¹ ®é theo phư¬ng OX vµ lÖnh ch¹y vÒ gèc to¹ ®é th× c¶ hai lÖnh nµy ®Òu kh«ng ®ưîc thùc hiÖn, Robot sÏ ®øng im vµ INVERTER sÏ b¸o lçi “err” (error)
5. LËp tr×nh PLC cho Robot ho¹t ®éng theo m« h×nh ®· x©y dùng
46
Đồ Án 2 : Robot Harmo
2.1. M« h×nh g¾p chi tiÕt d¹ng h×nh trô
C¸c thao t¸c cña Robot trong chu tr×nh g¾p chai: G¾p c¸c chai tõ trong
m« h×nh vµ th¶ ra bèn vÞ trÝ kh¸c nhau theo phương OX
+ Thao t¸c 1: §ưa tay m¸y ®i ra theo phư¬ng OY
+ Thao t¸c 2: §ưa tay m¸y xuèng dưíi theo phư¬ng OZ lÇn 1
+ Thao t¸c 3: Sau khi tay m¸y ®· ®ưîc ®ưa xuèng vÞ trÝ thÊp nhÊt (vÞ trÝ kÑp
chai) th× tiÕn hµnh kÑp chÆt chi tiÕt
+ Thao t¸c 4: Sau khi chi tiÕt ®· ®ưîc kÑp chÆt th× ®ưa tay m¸y ®i lªn theo
ph ¬ng OZ lÇn 1.
+ Thao t¸c 5: §ưa tay m¸y ®i vµo theo phư¬ng OY
+ Thao t¸c 6: §ưa tay m¸y ®i ra theo phư¬ng OX.
+ Thao t¸c 7: Sau khi tay m¸y ®· ®ưîc di chuyÓn tíi vÞ trÝ cÇn th¶ chi tiÕt
theo phư¬ng OX th× quay bµn kÑp n»m ngang (vÞ trÝ HORIZONTAL)
+ Thao t¸c 8: §ưa tay m¸y ®i xuèng theo phư¬ng OZ lÇn thø 2
+ Thao t¸c 9: Sau khi tay m¸y ®· ®ưîc h¹ xuèng thÊp tíi vÞ trÝ th¶ chi tiÕt
th× tiÕn hµnh nh¶ kÑp
+ Thao t¸c 10: Sau khi nh¶ kÑp ®ưa tay m¸y ®i lªn theo phư¬ng OZ lÇn thø
2
+ Thao t¸c 11: Quay bµn kÑp th¼ng ®øng (vÞ trÝ VERTICAL).
+ Thao t¸c 12: §ưa tay m¸y trë vÒ vÞ trÝ Home theo phư¬ng OX, hoµn tÊt
mét chu tr×nh g¾p chai ra.
Sau khi g¾p hÕt c¸c chai tõ m« h×nh vµ th¶ ra bèn vÞ trÝ kh¸c nhau,
Robot sÏ tù ®éng g¾p c¸c chai ®ã th¶ vµo m« h×nh, chu tr×nh ngược nµy
gåm c¸c thao t¸c:
+ Thao t¸c 13: §ưa tay m¸y ®i ra theo phư¬ng OX
47
Đồ Án 2 : Robot Harmo
+ Thao t¸c 14: Sau khi tay m¸y ®· ®ưîc ®ưa ra ®Õn vÞ trÝ cÇn kÑp chi tiÕt
theo phư¬ng OX th× quay bµn kÑp tíi vÞ trÝ n»m ngang (horizontal)
+ Thao t¸c 15: Sau khi quay bµn kÑp n»m ngang th× ®ưa tay m¸y ®i xuèng
theo phư¬ng OZ tíi vÞ trÝ kÑp chi tiÕt.
+ Thao t¸c 16: KÑp chÆt chi tiÕt
+ Thao t¸c 17: Sau khi ®· kÑp chÆt chi tiÕt th× ®ưa tay m¸y ®i lªn theo
phư¬ng OZ
+ Thao t¸c 18: §ưa tay m¸y ®i vµo theo phư¬ng OX
+ Thao t¸c 19: Sau khi tay m¸y ®· ®ưîc ®ưa vÒ vÞ trÝ Home (vÞ trÝ th¶ chi
tiÕt) th× nh¶ kÑp vµ hoµn tÊt mét chu tr×nh g¾p chai vµo.
C¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn cÇn cã ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c ho¹t ®«ng (thao t¸c)
cña Robot.
+ TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn d¹ng xung gi÷ (t¸c dông xung xong vµ gi÷ xung t¸c ®éng ®ã cho ®Õn khi kh«ng cÇn tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn n÷a hay ®Õn khi cÇn t¾t tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn th× dõng viÖc gi÷ l¹i) tíi cuén d©y ®iÖn tõ bªn dưới cña van ®iÖn tõ V2 ®Ó ®iÒu khiÓn piston xy lanh X2 thùc hiÖn nhiÖm vô ®ưa tay m¸y ®i ra theo phư¬ng OY. TÝn hiÖu nµy ®ưîc cÊp ë ®Çu ra cã ®Þa chØ CH010.03
+ TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn d¹ng xung gi÷ cÊp tíi cuén d©y ®iÖn tõ bªn d íi cña van ®iÖn tõ V4 ®Ó ®iÒu khiÓn piston xy lanh X4 thùc hiÖn nhiÖm vô ®ưa tay m¸y xuèng thÊp theo phư¬ng OZ. TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn nµy ®ưîc cÊp ë ®Çu ra cã ®Þa chØ CH010.04.
+ TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn d¹ng xung kh«ng cÇn gi÷ cÊp tíi cuén d©y ®iÖn tõ bªn dưới cña van ®iÖn tõ thuÇn tuý V3 ®Ó ®iÒu khiÓn piston xy lanh X3 thùc hiÖn nhiÖm vô quay bµn kÑp tíi vÞ trÝ th¼ng ®øng (vÞ trÝ VERTICAL). TÝn hiÖu nµy ®ưîc cÊp ë ®Þa chØ CH01005.
+ TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn d¹ng xung kh«ng cÇn gi÷ cÊp tíi cuén d©y ®iÖn tõ bªn trªn cña van ®iÖn tõ thuÇn tuý V3 ®Ó ®iÒu khiÓn piston xy lanh X3 thùc hiÖn nhiÖm vô quay bµn kÑp tíi vÞ trÝ n»m ngang (vÞ trÝ HORIZONTAL). TÝn hiÖu nµy ®ưîc cÊp ë ®Þa chØ CH01006.
48
Đồ Án 2 : Robot Harmo
+ TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn d¹ng xung gi÷ cÊp tíi INVERTER ®Ó ®iÒu khiÓn ®éng c¬ ba pha thùc hiÖn nhiÖm vô ®ưa tay m¸y ®i vÒ theo phư¬ng OX. TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn nµy ®ưîc cÊp ë ®Çu ra cã ®Þa chØ CH01001.
+ TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn d¹ng xung gi÷ cÊp tíi INVERTER ®Ó ®iÒu khiÓn ®éng c¬ ba pha thùc hiÖn nhiÖm vô ®ưa tay m¸y ®i ra theo phư¬ng OX. TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn nµy ®ưîc cÊp ë ®Çu ra cã ®Þa chØ CH01002.
+ TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn d¹ng xung gi÷ cÊp tíi IVERTER ®Ó dÆt tèc ®é cho ®éng c¬ ba pha ch¹y víi tèc ®é chËm. TÝn hiÖu nµy ®ưîc cÊp ë ®Þa chØ CH01000. + TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn d¹ng xung gi÷ cÊp tíi van ®iÖn tõ V1 ®iÒu khiÓn piston xy lanh X1 thùc hiÖn nhiÖm vô kÑp chÆt chi tiÕt. TÝn hiÖu nµy ®ưîc cÊp ë ®Çu ra cã ®Þa chØ CH01007.
C¸c tÝn hiÖu ph¶n håi tõ c¸c c¶m biÕn vµ Encorder.
- TÝn hiÖu ph¶n håi tõ c¶m biÕn ®iÖn tõ sè 1 g¾n trªn bËc tù do tÞnh tiÕn theo phư¬ng OX b¸o hiÖu tay m¸y ®ang ë vÞ trÝ Home. TÝn hiÖu nµy ®ưîc n¹p vµo PLC ë ®Þa chØ CH00001.
- TÝn hiÖu ph¶n håi tõ c«ng t¾c tõ sè 2 g¾n trªn bËc tù do tÞnh tiÕn theo phư¬ng OX b¸o hiÖu tay m¸y ®· dÞch chuyÓn hÕt hµnh tr×nh cã thÓ theo phư¬ng OX, tõ ®ã bé ®iÒu khiÓn trung t©m sÏ dõng lÖnh di chuyÓn theo phư¬ng OX. TÝn hiÖu nµy ®ưîc n¹p vµo PLC ë ®Çu vµo cã ®Þa chØ CH00002.
- TÝn hiÖu ph¶n håi tõ c«ng t¾c tõ sè 3 vµ sè 4 g¾n trªn bËc tù do tÞnh tiÕn ra vµo theo phư¬ng OY. C«ng t¾c tõ sè 3 b¸o hiÖu tay m¸y ®ang ë vÞ trÝ Home theo phư¬ng OY vµ nã ®ưîc n¹p vµo PLC ë ®Çu vµo cã ®Þa chØ CH00003. Cßn c«ng t¾c tõ sè 4 b¸o hiÖu tay m¸y ®ang ë vÞ trÝ bªn ngoµi theo phư¬ng OY, vµ tÝn hiÖu nµy ®ưîc n¹p vµo PLC ë ®Çu vµo cã ®Þa chØ CH00004.
- TÝn hiÖu ph¶n håi tõ cÈm biÕn ®iÖn tõ sè 5 vµ sè 6 g¾n trªn bËc tù do chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn lªn xuèng theo phư¬ng OZ. C¶m biÕn ®iÖn tõ sè 5 b¸o hiÖu tay m¸y ®ang ë vÞ trÝ trªn cao. TÝn hiÖu nµy ®ưîc n¹p vµo PLC ë ®Çu vµo cã ®Þa chØ CH00005. C¶m biÕn ®iÖn tõ sè 6 cã vai trß b¸o hiÖu tay m¸y ®ang ë vÞ trÝ thÊp nhÊt, tÝn hiÖu nµy ®ưîc n¹p vµo PLC ë ®Çu vµo cã ®Þa chØ CH00006.
- TÝn hiÖu ph¶n håi tõ c¸c c¶m biÕn sè 7 vµ sè 8 g¾n trªn bËc tù do quay quanh trôc song song víi trôc OX. TÝn hiÖu tõ c¶m biÕn ®iÖn tõ sè 7 b¸o cho bé ®iÒu khiÓn trung t©m cña Robot biÕt bµn kÑp ®ang cã vÞ trÝ n»m ngang (vÞ trÝ HORIZONTAL), tÝn hiÖu nµy ®ưîc n¹p vµo PLC ë ®Çu vµo cã ®Þa chØ CH00007. Cßn tÝn hiÖu tõ c¶m biÕn sè 8 b¸o cho bé ®iÒu khiÓn trung t©m biÕt bµn kÑp ®ang
49
Đồ Án 2 : Robot Harmo
ë vÞ trÝ th¼ng ®øng (vÞ trÝ VERTICAL). TÝn hiÖu nµy ®ưîc n¹p vµo PLC ë ®Çu vµo cã ®Þa chØ CH00008.
- TÝn hiÖu ph¶n håi tõ ENCORDER: Trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng (lµm
viÖc), th× chuyÓn ®éng cña tay m¸y theo phư¬ng OX ®ưîc thùc hiÖn b»ng ®éng
c¬ ®iÖn nªn ta cã thÓ ®iÒu khiÓn cho ®éng c¬ dõng bÊt kú lóc nµo. §iÒu nµy
tư¬ng ®ư¬ng víi tay m¸y cã thÓ cã c¸c vÞ trÝ bÊt kú theo phư¬ng OX. Do ®ã vÞ trÝ
cña tay m¸y theo phư¬ng OX so víi gèc to¹ ®é (gèc Home) kh«ng thÓ ®ưîc
nhËn biÕt th«ng qua c¸c c¶m biÕn vÞ trÝ mµ ph¶i ®ưîc x¸c ®Þnh th«ng qua qu·ng
®ưêng mµ nã ®· dÞch chuyÓn ®ưîc so víi gèc Home. Qu·ng ®ưêng dÞch chuyÓn
nµy l¹i ®ưîc x¸c ®Þnh mét c¸ch gi¸n tiÕp th«ng qua sè xung mµ ENCORDER ®·
cung cÊp (ph¸t ra) (mçi mét xung tư¬ng ®ư¬ng víi mét qu·ng ®ưêng 1cm theo
phư¬ng OX). TÝn hiÖu tõ ENCORDER ®ưîc n¹p vµo PLC th«ng qua ®Çu vµo cã
®Þa chØ CH00000.
Mét sè yªu cÇu kh¸c ®èi víi Robot khi ho¹t ®éng:
+ Trước vµ sau khi kÑp chi tiÕt còng như trưíc vµ sau khi nh¶ kÑp th× Robot
ph¶i t¹m dõng mäi chuyÓn ®éng ®Ó toµn bé hÖ thèng ®¹t tíi tr¹ng th¸i æn ®Þnh
(kh«ng cßn rung ®éng). Cã như thÕ th× viÖc kÑp vµ th¶ chi tiÕt míi ®¶m b¶o ®ưîc
®é chÝnh x¸c yªu cÇu. NÕu kh«ng Robot sÏ kÑp (th¶) chi tiÕt trong tr¹ng th¸i hÖ
thèng ®ang rung ®éng dÉn tíi viÖc kÑp chi tiÕt sÏ kh«ng chÝnh x¸c, chi tiÕt cã thÓ
kh«ng ®ưîc th¶ ®óng vÞ trÝ yªu cÇu hoÆc nÕu cã th¶ ®óng vÞ trÝ th× chi tiÕt còng
khã cã thÓ ®øng v÷ng ®ưîc. cÇn ph¶i cã c¸c ®ång hå ®Þnh giê ®¶m nhiÖm viÖc
t¹m dõng tÊt c¶ c¸c ho¹t ®éng cña Robot trưíc vµ sau khi kÑp, nh¶ kÑp.
+ §Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña Robot theo phư¬ng OX th× cÇn ph¶i x¸c ®Þnh sè
xung mµ ENCORDER ph¸t ra cÇn ph¶i cã bé ®Õm c¸c xung ph¸t ra tõ
ENCORDER. Trong c¶ chư¬ng tr×nh ho¹t ®éng, Robot sÏ g¾p tÊt c¶ 4 chai nhùa
vµ th¶ ra 4 vÞ trÝ kh¸c nhau theo phư¬ng OX. VËy ®Ó x¸c ®Þnh 4 vÞ trÝ th¶ chi tiÕt
theo phư¬ng OX ®ã ta cÇn ph¶i sö dông 4 bé ®Õm kh¸c nhau, mçi mét bé ®Õm sÏ
®¶m nhiÖm viÖc x¸c ®Þnh mét vÞ trÝ.
50
Đồ Án 2 : Robot Harmo
B¶ng kª c¸c thao t¸c cña Robot trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng vµ c¸c tÝn
hiÖu ®iÒu khiÓn cÇn thiÕt còng như c¸c tÝn hiÖu ph¶n håi tõ c¸c c¶m biÕn
TÝn
hiÖu TÝn hiÖu C¸c chøc ph¶n ®iÒu khiÓn n¨ng phô Thao t¸c håi tõ Thø tù yªu cÇu kh¸c c¶m
biÕn
G¾p chai ra
§ưa tay m¸y ®i ra theo phư¬ng OY 1003- gi÷ 04 1 lÇn 1
§ưa tay m¸y ®i xuèng theo phư¬ng T¹m 1004-gi÷ 06 2 dõng OZ lÇn1
T¹m KÑp chi tiÕt 1007-gi÷ 3 dõng
§ưa ra m¸y ®i lªn theo phư¬ng OZ
-th«i lÇn 1 05 4 gi÷
§ưa tay m¸y ®i vµo theo phư¬ng - 5 OY th«i gi÷ 03 -th«i gi÷
§ưa tay m¸y ®i ra theo phư¬ng OX 1002- gi÷ Bé ®Õm 6
Quay bµn kÑp n»m ngang 1006 08 7
§ưa bµn kÑp ®i xuèng theo phư¬ng T¹m 1004- gi÷ 06 8 dõng OZ lÇn 2
T¹m Nh¶ kÑp 9 dõng
51
Đồ Án 2 : Robot Harmo
§ưa tay m¸y ®i lªn theo phư¬ng OZ 10 05 lÇn2
11 Quay bµn kÑp th¼ng ®øng 1005 07
12 §ưa tay m¸y ®i vÒ theo phư¬ng OX 1001-gi÷ 01
G¾p chai vµo
§ưa tay m¸y ®i ra theo phư¬ng OX 13 1002-gi÷ Bé ®Õm
14 Quay bµn kÑp n»m ngang 1006 08
T¹m §ưa bµn kÑp ®i xuèng theo phư¬ng 15 1004- gi÷ 06 dõng OZ
T¹m 16 KÑp chi tiÕt 1007- gi÷ dõng
17 §ưa tay m¸y ®i lªn theo phư¬ng OZ 05
T¹m 18 §ưa tay m¸y ®i vÒ theo phư¬ng OX 1001- gi÷ 01 dõng
T¹m 19 Nh¶ kÑp dõng
* Tõ b¶ng trªn ta thÊy trong chu tr×nh ho¹t ®éng cña Robot cã mét sè vÊn
®Ò cÇn lưu ý sau:
+ Ở cuèi mçi hµnh tr×nh ®Òu cã nhiÒu c¸c tÝn hiÖu cña c¸c c¶m biÕn ®ång
thêi b¸o hiÖu vÞ trÝ hiÖn t¹i cña Robot. Tuy nhiªn c¸c tÝn hiÖu ®ã l¹i cã mét mèi
quan hÖ logic vÒ mÆt thêi gian (thø tù xuÊt hiÖn), bëi c¸c thao t¸c cña Robot ®Òu
®ưîc thùc hiÖn mét c¸ch tuÇn tù, hÕt thao t¸c nµy råi míi chuyÓn sang thao t¸c
tiÕp theo chø kh«ng cã sù x¶y ra ®ång thêi nhiÒu thao t¸c cïng lóc. NÕu ta ®ưa
tÊt c¶ c¸c tÝn hiÖu nµy vµo trong c©u lÖnh lµm ®iÒu kiÖn ®Ó thùc hiÖn c©u lÖnh
tiÕp theo hoÆc ®Ó dõng c©u lÖnh hiÖn hµnh th× c©u lÖnh ®ã sÏ trë nªn rÊt cång
52
Đồ Án 2 : Robot Harmo
kÒnh g©y nhiÒu khã kh¨n cho viÖc lËp tr×nh còng như theo dâi, kiÓm tra lçi cña
chư¬ng tr×nh. V× vËy ®Ó thuËn tiÖn cho viÖc theo dâi, kiÓm tra lçi cña chư¬ng
tr×nh, ta nªn gi¶m bít c¸c tÝn hiÖu ph¶n håi ë cuèi mçi hµnh tr×nh. VÝ dô xÐt mét
®o¹n chu tr×nh ho¹t ®éng cña Robot lµ ®i vÒ Home theo phư¬ng OX, ®i ra theo
phư¬ng OY, ®i xuèng theo phư¬ng OZ, ®i vµo theo phư¬ng OY, kÑp chi tiÕt….
Th× cuèi hµnh tr×nh ®i ra theo phư¬ng OY cña Robot cã c¸c tÝn hiÖu ph¶n håi tõ
c¸c c¶m biÕn sè 01, 04, 05 nhưng ë ®©y c¸c tÝn hiÖu tõ c¸c c¶m biÕn sè 01 b¸o
Robot ®ang ë vÞ trÝ Home ®· cã tõ cuèi hµnh tr×nh trưíc vµ sè 05 b¸o hiÖu tay
m¸y ®ang ë vÞ trÝ trªn cao trë nªn kh«ng cÇn thiÕt v× chưa cã lÖnh ®i xuèng th×
mét ®iÒu hiÓn nhiªn lµ tay m¸y ®ang ë vÞ trÝ trªn cao nªn nÕu chØ cÇn tÝn hiÖu ®Ó
x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña tay m¸y cuèi hµnh tr×nh ®i ra theo phư¬ng OY th× chØ cÇn tÝn
hiÖu ph¶n håi tõ c¶m biÕn sè 4 lµ ®ñ. Tuy nhiªn trong c¶ chu tr×nh ho¹t ®éng cña
Robot cã mét sè vÞ trÝ mµ nÕu chØ xÐt theo mét phư¬ng th× sÏ trïng nhau nhưng
thùc chÊt l¹i kh«ng trïng nhau th× ta l¹i ph¶i cÇn ®ưa thªm vµo c¸c tÝn hiÖu ®Ó
ph©n biÖt gi÷a hai vÞ trÝ ®ã. VÝ dô như ë vÞ trÝ Home cuèi cña hµnh tr×nh ®i vÒ
theo phư¬ng OX râ rµng lµ cã ®é cao kh¸c so víi vÞ trÝ Home khi kÑp chi tiÕt
trong chu tr×nh g¾p ra nªn ta ph¶i ®ưa thªm vµo tÝn hiÖu tõ c¶m biÕn sè 5 ®Ó ph©n
biÖt gi÷a hai vÞ trÝ nµy…. Tãm l¹i viÖc gi¶m bít c¸c tÝn hiÖu ph¶n håi tõ c¶m biÕn
lµ cÇn thiÕt nhưng ph¶i ®¶m b¶o vÉn ®ñ c¸c tÝn hiÖu thÓ hiÖn vÞ trÝ hiÖn t¹i cña
Robot vµ ph©n biÖt ®ưîc vÞ trÝ ®ã víi c¸c vÞ trÝ kh¸c.
+ Trưíc vµ sau c¸c thao t¸c kÑp, nh¶ kÑp ®Òu cÇn sö dông c¸c ®ång hå ®Þnh
giê ®Ó t¹o ra hiÖu øng ngưng trÔ (t¹m dõng c¸c ho¹t ®éng cña Robot – chØ lµ
t¹m dõng chø kh«ng ph¶i lµ huû bá c¸c thao t¸c ®ã nªn kh«ng thÓ c¾t tÝn hiÖu t¸c
®éng ®ưîc). Nhưng xÐt vÒ mÆt tr×nh tù thêi gian th× c¸c thêi ®iÓm cÇn ngưng trÔ
(cÇn sö dông c¸c ®ång hå) l¹i kh«ng trïng nhau nªn ta cã thÓ phèi kÕt hîp c¸c
®ång hå riªng rÏ ®ã vµo mét ®ång hå chung nhưng cã c¸c tÝn hiÖu ®Çu vµo ®Ó
khëi ®éng nã l¹i kh¸c nhau.
+ Trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng Robot ph¶i ®i ra nhiÒu vÞ trÝ kh¸c nhau theo
phư¬ng OX ®Ó th¶ (g¾p) chi tiÕt. §iÒu nµy ®ßi hái cÇn cã mét sè lưîng c¸c bé
®Õm tư¬ng øng víi sè vÞ trÝ cÇn dÞch chuyÓn ®ã, mçi mét bé ®Õm sÏ ®¶m nhiÖm
viÖc x¸c ®Þnh mét vÞ trÝ kh¸c nhau, khi nµo Robot di chuyÓn tíi vÞ trÝ ®ã th× tÝn
53
Đồ Án 2 : Robot Harmo
hiÖu tõ bé ®Õm Counter sÏ ®ưîc sö dông ®Ó dõng lÖnh ch¹y ra theo phư¬ng OX.
Nhưng ®Ó cã ®ưîc c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau th× c¸c bé ®Õm nµy ph¶i ®ưîc phèi kÕt
hîp víi nhau mét c¸ch hîp lý ®Ó sau khi mét bé ®Õm hoµn thµnh nhiÖm vô x¸c
®Þnh vÞ trÝ cña nã xong (®Õm xong mét lÇn) th× nã ph¶i ®ưîc v« hiÖu ho¸ nÕu
kh«ng th× trong hµnh tr×nh tiÕp sau ®Õn vÞ trÝ ®ã th× bé ®Õm ®ã l¹i t¸c ®éng dõng
chuyÓn ®éng ch¹y ra theo phư¬ng OX trưíc khi c¸c bé ®Õm x¸c ®Þnh vÞ trÝ tiÕp
theo kÞp t¸c ®éng. Vµ kÕt qu¶ lµ Robot sÏ kh«ng ch¹y ra c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau mµ
sÏ chØ ch¹y ®i, ch¹y l¹i mét vÞ trÝ ®Çu tiªn mµ th«i. §Ó tr¸nh hiÖn tưîng nµy ta
ph¶i thiÕt kÕ mét m¹ch gi÷; tÝn hiÖu ra tõ bé ®Õm sÏ ®ưîc sö dông lµm tÝn hiÖu
vµo cña m¹ch gi÷ nµy, dÇu ra cña m¹ch gi÷ nµy sÏ ®ưîc sö dông lµm kho¸, kho¸
kh«ng cho bé ®Õm ®ã ®Õm l¹i lÇn n÷a vµ như thÕ lµ mçi mét bé ®Õm sÏ chØ ®ưîc
®Õm mét lÇn duy nhÊt. Nhưng sau khi ®· g¾p hÕt c¸c chai ra th× Robot sÏ l¹i ph¶i
tù ®éng ch¹y chư¬ng tr×nh g¾p vµo vµ khi ®ã c¸c vÞ trÝ nµy l¹i cÇn ph¶i ®ưîc x¸c
®Þnh l¹i mét lÇn n÷a. NghÜa lµ khi ®ã c¸c bé ®Õm l¹i ph¶i ®ưîc ®Õm l¹i mét lÇn
n÷a nhưng chØ lµ sau khi ®· g¾p hÕt c¸c chai ra råi. V× vËy trong mçi mét m¹ch
gi÷ nãi trªn cÇn cã mét cÆp tiÕp ®iÓm thưêng ®ãng lµ tÝn hiÖu b¸o ®· g¾p hÕt c¸c
chai ra, khi Robot g¾p hÕt c¸c chai ra th× tÝn hiÖu nµy sÏ më tÊt c¶ c¸c m¹ch gi÷
ra (ng¾t m¹ch c¸c m¹ch gi÷) vµ như thÕ c¸c bé ®Õm sÏ l¹i ®ưîc ®Õm l¹i mét lÇn
n÷a.
+ Trong qu¸ tr×nh di chuyÓn theo phư¬ng OX, nÕu chØ cho Robot ch¹y mét
tèc ®é th× sÏ kh«ng æn, nÕu chØ ch¹y víi mét tèc ®é thÊp th× thêi gian di chuyÓn
sÏ lín, chu kú lµm viÖc sÏ kÐo dµi, kh«ng ®¸p øng ®ưîc nhÞp s¶n xuÊt chung cña
c¸c m¸y Ðp nhùa. NÕu chØ cho Robot ch¹y víi tèc ®é cao th× khi ®· ch¹y ®Õn vÞ
trÝ cÇn thiÕt, bé ®Õm dõng lÖnh ch¹y ra nhưng do qu¸n tÝnh cña Robot nªn Robot
sÏ ch¹y qu¸ ®i, kh«ng ®óng vÞ trÝ mong muèn, ®iÒu nµy lµ kh«ng thÓ chÊp nhËn
®ưîc. Còng tư¬ng tù như vËy, khi Robot ch¹y vÒ ®Õn Home th× lÏ ra Robot ph¶i
dõng l¹i ngay lËp tøc nhưng do qu¸n tÝnh, nã l¹i ch¹y vưît qu¸ ®i vµ như vËy
ngay c¶ vÞ trÝ Home còng sÏ kh«ng chÝnh x¸c. §Ó kh¾c phôc t×nh tr¹ng nµy ta
cho Robot ch¹y víi hai tèc ®é: tèc ®é cao vµ tèc ®é thÊp. Khi míi b¨t ®Çu di
chuyÓn, ta cho Robot ch¹y víi tèc ®é cao ®Ó gi¶m thêi gian di chuyÓn cña
54
Đồ Án 2 : Robot Harmo
Robot, vµ cho Robot ch¹y víi tèc ®é chËm khi tíi gÇn vÞ trÝ cÇn dõng ®Ó gi¶m
bít qu¸n tÝnh cña Robot, ®¶m b¶o viÖc dõng l¹i ®óng vÞ trÝ.
VËy khi gÇn tíi vÞ trÝ cÇn dõng l¹i ta ph¶i cã mét tÝn hiÖu ®Ó ®Æt tèc ®é thÊp
cho ®éng c¬. Mét gi¶i ph¸p ®Æt ra lµ ta ®Æt ®o¹n ®ưêng mµ Robot ch¹y víi tèc ®é
thÊp lµ cè ®Þnh vµ b»ng 15cm vµ tÝn hiÖu dõng chuyÓn ®éng ch¹y theo phư¬ng
OX kh«ng ph¶i lµ c¸c bé ®Õm ®· tr×nh bµy ë trªn n÷a mµ sÏ do mét bé ®Õm kh¸c
thùc hiÖn. TÝn hiÖu dõng h¼n chuyÓn ®éng ch¹y theo phư¬ng OX sÏ ®ưîc ph¸t ra
khi Robot ®i hÕt ®o¹n ®ưêng ch¹y tèc ®é thÊp. §Ó ®¹t ®ưîc như vËy ta sö dông
thªm mét bé ®Õm n÷a chØ ®Ó x¸c ®Þnh qu·ng ®ưêng mµ Robot ®i ®ưîc kÓ tõ khi
b¾t ®Çu cã tÝn hiÖu ch¹y tèc ®é chËm vµ khi nµo bé ®Õm ®Õm hÕt 15 xung (tư¬ng
øng víi 15cm) th× sÏ dõng chuyÓn ®éng ch¹y theo phư¬ng OX. C¸c bé ®Õm như
®· nªu trưíc kh«ng cã vai trß dõng chuyÓn ®éng mµ sÏ chØ cã vai trß lµm tÝn
hiÖu vµo cho lÑnh ®Æt tèc ®é ch¹y chËm cho ®éng c¬ mµ th«i Tư¬ng øng víi c¸c
vÞ trÝ kh¸c nhau sÏ cã c¸c vÞ trÝ mµ t¹i ®ã b¾t ®Çu ®Æt tèc ®é ch¹y chËm lµ kh¸c
nhau.
Tõ c¸c lËp luËn trªn ta lËp ®ưîc biÓu ®å tr¹ng th¸i vµ biÓu ®å thêi gian cña
c¸c c¶m biÕn vµ c¬ cÊu chÊp hµnh (c¸c ®Çu vµo vµ ®Çu ra) hay lưu ®å thuËt to¸n
trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn Robot như sau
BiÓu ®å tr¹ng th¸i vµ ®iÒu kiÖn chuyÓn tiÕp
gi÷a c¸c tr¹ng th¸i khi g¾p chai ra
55
Đồ Án 2 : Robot Harmo
56
Đồ Án 2 : Robot Harmo
BiÓu ®å thêi gian khi g¾p chai ra
57
Đồ Án 2 : Robot Harmo
BiÓu ®å tr¹ng th¸i vµ ®iÒu kiÖn chuyÓn tiÕp
gi÷a c¸c tr¹ng th¸i khi g¾p chai vµo
58
Đồ Án 2 : Robot Harmo
BiÓu ®å thêi gian khi g¾p chai vµo
59
Đồ Án 2 : Robot Harmo
MỘT SỐ ĐỀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI TRONG TƯƠNG LAI.
- Qua nghiªn cøu kÕt cÊu cña m« ®un d¹y häc cña Roboot, chóng em nhËn
thÊy: HiÖn nay viÖc d¹y häc cho Robot míi chØ ®ưîc thùc hiÖn mét c¸ch thñ
c«ng th«ng qua viÖc bÊm vµ gi÷ c¸c nót cña b¶ng ®iÒu khiÓn. §iÒu nµy lµm cho
viÖc d¹y häc chưa chÝnh x¸c vµ mÊt nhiÒu thêi gian. VÊn ®Ò nµy hoµn toµn cã thÓ
kh¾c phôc ®ưîc nÕu trªn mçi mét c¬ cÊu ®Æt c÷ ta ®Æt thªm mét bé ENCORDER
như trªn trôc OX vµ c¸c tÝn hiÖu tõ bé ENCORDER nµy sÏ ®ưîc göi tíi mét m«
®un ®iÒu khiÓn riªng. M« ®un ®iÒu khiÓn nµy sÏ ®ưîc thiÕt kÕ dùa trªn th«ng sè
bưíc ren cña c¸c vÝt me sao cho khi d¹y häc ngưêi ®iÒu khiÓn chØ cÇn nhËp c¸c
qu·ng ®ưêng dÞch chuyÓn cÇn thiÕt vµo (th«ng qua c¸c nót bÊm cã trªn m« ®un
®iÒu khiÓn) vµ bé ®iÒu khiÓn sÏ tù ®éng tÝnh to¸n ra sè vßng quay cña trôc vÝt me
vµ sè xung tư¬ng øng sÏ nhËn tõ bé ENCORDER vµ ®ưa gi¸ trÞ ®ã vµo lµm gi¸
trÞ ®Æt cho mét bé ®Õm. Trong qu¸ tr×nh d¹y häc, khi nµo vÝt me quay ®ñ sè vßng
quay cÇn thiÕt th× bé ®iÒu khiÓn nµy sÏ tù ®éng c¾t nguån ®iÖn tíi c¸c ®éng c¬
®Æt c÷ vµ tay m¸y sÏ dõng ®óng vÞ trÝ yªu cÇu. Víi viÖc tù ®éng ho¸ thao t¸c ®Æt
c÷ (thao t¸c d¹y häc) sÏ gióp cho viÖc d¹y häc trë nªn ®¬n gi¶n, chÝnh x¸c vµ tiÕt
kiÖm ®ưîc rÊt nhiÒu thêi gian. ViÖc ph¸t triÓn nµy vÉn ®ang ®ưîc chóng em tiÕp
tôc nghiªn cøu vµ hy väng trong mét thêi gian gÇn nhÊt sÏ thµnh c«ng
Ngoµi ra, ®Ó t¨ng thªm kh¶ n¨ng linh ho¹t cña Robot. Chóng ta cã thÓ më
réng thªm hÖ thèng khÝ nÐn phôc vô c¸c chøc n¨ng kh¸c như thiÕt kÕ thªm mét
bµn kÑp l¾p trªn c¸nh tay cña Robot ®Ó nã cã thÓ thùc hiÖn nhiÒu nhiÖm vô kh¸c
nhau mµ kh«ng cÇn thay ®æi ®å g¸ (bµn kÑp) ®i tíi Robot cã thÓ thùc hiÖn nhiÒu
nhiÖm vô kh¸c nhau trong cïng mét chu kú lµm viÖc. VÝ dô như: Robot kh«ng
chØ g¾p ph«i cho m¸y Ðp mµ cã thÓ g¾p c¸c s¶n phÈm ®ãng chai tõ thiÕt bÞ ®ãng
chai vµ cho vµo mét hép, sau khi hép ®Çy (®· ®ñ chai) th× Robot l¹i sö dông mét
bµn kÑp kh¸c ®Ó g¾p c¸c hép ®ã ®Æt lªn b¨ng t¶i vËn chuyÓn tíi kho…. HoÆc cã
thÓ thiÕt kÕ mét hÖ thèng phanh h·m an toµn. HÖ thèng phanh nµy sÏ h·m treo
tay m¸y ë vÞ trÝ trªn cao trong c¸c trưêng hîp mÊt nguån khÝ nÐn nh»m tr¸nh
t×nh tr¹ng tay m¸y sÏ lao xuèng g©y nguy hiÓm cho ngưêi vËn hµnh vµ m¸y mãc.
60
Đồ Án 2 : Robot Harmo
HÖ thèng phanh h·m nµy sÏ chØ ho¹t ®éng khi mÊt nguån khÝ nÐn cung cÊp cho
Robot.
Mét hưíng ph¸t triÓn n÷a mµ chóng em muèn ®Ò cËp tíi lµ c¶i t¹o l¹i c¸c
m¸ kÑp hiÖn cã cña Robot ®Ó Robot cã thÓ g¾p ®ưîc nhiÒu chi tiÕt cã h×nh d¹ng
vµ kÝch thưíc kh¸c nhau mµ kh«ng cÇn ph¶i ®iÒu chØnh l¹i bµn kÑp. ViÖc ®iÒu
chØnh kÝch thưíc gi÷a c¸c m¸ kÑp sÏ ®ưîc tù ®éng thùc hiÖn bëi chÝnh c¸c m¸
kÑp. Gi¶i ph¸p cô thÓ mµ chóng em ®ưa ra lµ l¾p ®¹t thªm trªn m¸ kÑp c¸c m¸
kÑp phô cã thÓ chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn ra vµo däc trôc piston kÑp vµ trªn ®ã g¾n
hai nam ch©m ®iÖn. ViÖc ®Êu d©y c¸c nam ch©m ®iÖn nµy ®ưîc thiÕt kÕ sao cho
ë tr¹ng th¸i nh¶ kÑp th× c¸c nam ch©m ®iÖn nµy hót lÉn nhau kho¶ng c¸ch
gi÷a m¸ kÑp ®ưîc líi réng thªm Cã thÓ kÑp ®ưîc chi tiÕt cã kÝch thưíc lín.
Cßn ë tr¹ng th¸i kÑp th× c¸c nam ch©m ®iÖn l¹i ®Èy nhau. Khi ®ã dưíi t¸c dông
cña lùc ®iÖn tõ cña c¸c nam ch©m ®iÖn nµy m¸ kÑp sÏ ®ưîc tù ®éng ®Èy ra xa
(t¨ng thªm kho¶ng c¸ch kÑp gi÷a c¸c m¸ kÑp) Cã thÓ kÑp ®ưîc chi tiÕt cã
kÝch thưíc nhá.
HiÖn nay Robot ®ang ho¹t ®éng víi hai chư¬ng tr×nh ®éc lËp: G¾p chai vµ
g¾p hép vu«ng. §Ó bµi thÝ nghiÖm t¨ng thªm sinh ®éng, chóng em ®ang tiÕn
hµnh ghÐp hai chư¬ng tr×nh nµy l¹i víi nhau thµnh mét chư¬ng tr×nh thèng nhÊt
liªn th«ng nhau theo hưíng: Robot ®i vµo g¾p hÕt c¸c hép vu«ng ra, sau ®ã g¾p
c¸c chai ra, tiÕp tíi g¾p c¸c chai vµo vµ cuèi cïng lµ g¾p c¸c hép vu«ng vµo, kÕt
thóc chu tr×nh lµm viÖc cña Robot.
61
Đồ Án 2 : Robot Harmo
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. GIÁO TRÌNH ROBOT CÔNG NGHIỆP
2. GIÁO TRÌNH ROBOTICS
3. GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT
4. GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC
62
