L I M Đ UỜ Ở Ầ
Theo quá trình phát tri n c a xã h i, nhu c u nâng cao s n xu t và ch tể ủ ộ ầ ả ấ ấ
l ng s n ph m ngày càng đòi h i ng d ng r ng rãi các ph ng ti n tượ ả ẩ ỏ ứ ụ ộ ươ ệ ự
đ ng hóa s n xu t. Xu h ng t o ra nh ng dây chuy n và thi t b t đ ng cóộ ả ấ ướ ạ ữ ề ế ị ự ộ
tính linh ho t cao đã hình thành và phát tri n m nh m . Vì th ngày càng tăngạ ể ạ ẽ ế
nhanh nhu c u ng d ng ng i máy đ t o ra các h s n xu t t đ ng linhầ ứ ụ ườ ể ạ ệ ả ấ ự ộ
ho t.ạ
Robot ng d ng r ng rãi và đóng vai trò quan tr ng trong s n xu t cũngứ ụ ộ ọ ả ấ
nh trong đ i s ng. Robot là c c u đa ch c năng có kh năng l p trình đ cư ờ ố ơ ấ ứ ả ậ ượ
dùng đ di chuy n nguyên v t li u, các chi ti t, các d ng c thông qua cácể ể ậ ệ ế ụ ụ
truy n đ ng đ c l p trình tr c. Robot đóng vai trò quan tr ng trong tề ộ ượ ậ ướ ọ ự
đ ng hoá linh ho t nh công tác v n chuy n b tr cho máy CNC, trong dâyộ ạ ư ậ ể ổ ợ
chuy n l p ráp, s n hàn t đ ng, trong các thao tác l p đi l p l i, trong cácề ắ ơ ự ộ ặ ặ ạ
vùng nguy hi m. M t robot có th chuy n đ ng t v trí này sang v trí khácể ộ ể ể ộ ừ ị ị
đ cung c p chi ti t đ ng th i v n giao ti p v i các thi t b ngo i vi nh bể ấ ế ồ ờ ẫ ế ớ ế ị ạ ư ộ
PLC, bàn đi u khi n ho c h th ng m ng truy n thông công nghi p. uề ể ặ ệ ố ạ ề ệ Ư
đi m quan tr ng nh t c a k thu t robot là t o nên kh năng linh ho t hóaể ọ ấ ủ ỹ ậ ạ ả ạ
s n xu t. Vi c s d ng máy tính đi n t - robot và máy đi u khi n theoả ấ ệ ử ụ ệ ử ề ể
ch ng trình đã cho phép tìm đ c nh ng ph ng th c m i m đ t o nênươ ượ ữ ươ ứ ớ ẻ ể ạ
các dây chuy n t đ ng cho s n xu t hàng lo t v i nhi u m u, lo i s nề ự ộ ả ấ ạ ớ ề ẫ ạ ả
ph m. K thu t robot công nghi p và máy vi tính đã đóng vai trò quan ẩ ỹ ậ ệ tr ngọ
trong vi c t o ra các dây chuy n t đ ng linh ho t (H s n xu t hàng lo tệ ạ ề ự ộ ạ ệ ả ấ ạ
FMS).
Sau m t th i gian th c t p em đ c giao đ tài t t nghi p v i n i dungộ ờ ự ậ ượ ề ố ệ ớ ộ
“Nghiên c u các ph ng pháp đi u khi n Robot công nghi pứ ươ ề ể ệ ”, sau m i haiườ
tu n em đã hoàn thành xong đ án. B n đ án c a em đ c chia làm baầ ồ ả ồ ủ ượ
ch ng v i n i dung sau:ươ ớ ộ
Ch ng 1. T ng quan v Robot công nghi p. Ch ng này trình bày vươ ổ ề ệ ươ ề
các khái ni m c b n v Robot, các lo i Robot đi n hình, và các ng d ngệ ơ ả ề ạ ể ứ ụ
c a Robot.ủ
Ch ng 2. ươ Các ph ng pháp đi u khi n Robot trong công nghi p.ươ ề ể ệ
Ch ng này trình bày v các ph ng pháp đi u khi n Robot trong không gianươ ề ươ ề ể
kh p và không gian làm vi cớ ệ
Ch ng 3. ươ Robot ba b c t doậ ự . Ch ng này trình bày v Robot ba b c tươ ề ậ ự
do, xác đ nh đ ng h c v trí, xây d ng ph ng trình đ ng l c h c, mô ph ngị ộ ọ ị ự ươ ộ ự ọ ỏ
b n ph ng pháp đi u khi n robot trên ph n m m Malab-Simulinkố ươ ề ể ầ ề
Sau m i hai tu n làm đ án t t nghi p, đ c s h ng d n c a cô giáoườ ầ ồ ố ệ ượ ự ướ ẫ ủ
ThS. Ph m Th H ng Anh, b n đ án c a em đã hoàn thành đ y đ các n iạ ị ồ ả ồ ủ ầ ủ ộ
dung và yêu c u đ ra.ầ ề
Do th i gian và trình đ có h n nên b n đ án t t nghi p c a em khôngờ ộ ạ ả ồ ố ệ ủ
tránh kh i nh ng thi u sót. Em r t mong nh n đ c s đóng góp ý ki n c aỏ ữ ế ấ ậ ượ ự ế ủ
các th y cô và b n bè đ b n đ án t t nghi p c a em đ c hoàn thi n h n.ầ ạ ể ả ồ ố ệ ủ ượ ệ ơ
Em xin chân thành c m n!ả ơ
Sinh viên th c hi nự ệ
Lê Thành Trung
CH NG 1. T NG QUAN V ROBOT CÔNG NGHI PƯƠ Ổ Ề Ệ
1.1. KHÁI QUÁT CHUNG V ROBOT CÔNG NGHI P (RBCN)Ề Ệ
Robot công nghi p là thu t ng có nhi u quan đi m khác nhau. Có thệ ậ ữ ề ể ể
đ nh nghĩa là: Robot công nghi p là m t c c u c khí có th l p trình đ cị ệ ộ ơ ấ ơ ể ậ ượ
và có th th c hi n nh ng công vi c có ích m t cách t đ ng không c n sể ự ệ ữ ệ ộ ự ộ ầ ự
giúp đ tr c ti p c a con ng i. Theo ISO thì “Robot công nghi p là m t tayỡ ự ế ủ ườ ệ ộ
máy đa m c tiêu, có m t s b c t do, d dàng l p trình, đi u khi n t đ ng,ụ ộ ố ậ ự ễ ậ ề ể ự ộ
dùng đ tháo l p phôi, d ng c và các v t d ng khác”.ể ắ ụ ụ ậ ụ
Do ch ng trình thao tác có th thay đ i, th c hi n nhi u nhi m v đaươ ể ổ ự ệ ề ệ ụ
d ng nên có th nói robot công nghi p đ c hi u là nh ng thi t b t đ ng,ạ ể ệ ượ ể ữ ế ị ự ộ
linh ho t, b t ch c đ c các ch c năng lao đ ng c a con ng i. Theo đó,ạ ắ ướ ượ ứ ộ ủ ườ
robot công nghi p cũng là m t h th ng t đ ng hóa l p trình đ c, gi ngệ ộ ệ ố ự ộ ậ ượ ố
nh NC, CNC, DNC và AC. Đi m khác bi t gi a robot và NC là NC đi uư ể ệ ữ ề
khi n các chuy n đ ng trên b m t, theo các tr c c a h t a đ thì robot đi uể ể ộ ề ặ ụ ủ ệ ọ ộ ề
khi n các chuy n đ ng trong không gian.ể ể ộ
Y u t đa ch c năng nh n m nh robot có kh năng th c hi n nhi uế ố ứ ấ ạ ả ự ệ ề
ch c năng, ph thu c vào ch ng trình và công c làm vi c. Ví d trong dâyứ ụ ộ ươ ụ ệ ụ
chuy n s n xu t ô tô, m t robot có th đ c g n m hàn đ th c hi n côngề ả ấ ộ ể ượ ắ ỏ ể ự ệ
ngh hàn trong m t phân x ng. T i phân x ng khác, robot có c u hìnhệ ộ ưở ạ ưở ấ
t ng t v i khâu tác đ ng cu i thay th m hàn b ng các bàn k p có thươ ự ớ ộ ố ế ỏ ằ ẹ ể
đ c đi u khi n đ v n chuy n các chi ti t và l p ráp nó vào các v trí yêuượ ề ể ể ậ ể ế ắ ị
c u. ng v i m i ch c năng khác nhau, ch ng trình đi u khi n c a robot sầ Ứ ớ ỗ ứ ươ ề ể ủ ẽ
đ c l p trình l i cho phù h p. Y u t đa ch c năng là m t trong nh ng đi mượ ậ ạ ợ ế ố ứ ộ ữ ể
chính đ phân bi t robot v i các máy t đ ng đang s d ng trong s n xu tể ệ ớ ự ộ ử ụ ả ấ
hi n nay.ệ
Hình 1.1. Robot công nghi p IRB – 7600ệ
1.2. T Đ NG HÓA VÀ ROBOT CÔNG NGHI PỰ Ộ Ệ
Hai lĩnh v c t đ ng hóa (Automation) và k thu t robot (Robotics) cóự ự ộ ỹ ậ
nhi u liên quan m t thi t v i nhau. V ph ng di n công nghi p, t đ ngề ậ ế ớ ề ươ ệ ệ ự ộ
hóa là m t công ngh liên k t v i s d ng các h th ng c khí, đi n t và hộ ệ ế ớ ử ụ ệ ố ơ ệ ử ệ
th ng máy tính trong v n hành và đi u khi n s n xu t. Ví d , dây chuy nố ậ ề ể ả ấ ụ ề
v n chuy n, các máy l p ráp c khí, các h th ng đi u khi n ph n h i, cácậ ể ắ ơ ệ ố ề ể ả ồ
máy công c đi u khi n ch ng trình s và robot. Nh v y, có th coi robotụ ề ể ươ ố ư ậ ể
là m t d ng c a thi t b t đ ng hóa công nghi p.ộ ạ ủ ế ị ự ộ ệ
-Có ba lo i h th ng t đ ng hóa công nghi p: T đ ng hóa c đ nh, tạ ệ ố ự ộ ệ ự ộ ố ị ự
đ ng hóa l p trình đ c và t đ ng hóa linh ho t.ộ ậ ượ ự ộ ạ
+T đ ng hóa c đ nh là nh ng h th ng s n xu t mà trình t ho t đ ngự ộ ố ị ữ ệ ố ả ấ ự ạ ộ
là c đ nh, đ c xác l p s n b i thi t b . M i m t ho t đ ng trong quá trìnhố ị ượ ậ ẵ ở ế ị ỗ ộ ạ ộ
tu n t th ng là r t đ n gi n. Các máy móc k t h p các ho t đ ng này l iầ ự ườ ấ ơ ả ế ợ ạ ộ ạ
trong m t h th ng ph c t p.ộ ệ ố ứ ạ
+T đ ng hóa l p trình đ c đ c tr ng b i kh năng thay đ i đ c trìnhự ộ ậ ượ ặ ư ở ả ổ ượ
t s n xu t theo t ng lo i s n ph m. Trình t s n xu t đ c đi u khi n b iự ả ấ ừ ạ ả ẩ ự ả ấ ượ ề ể ở
ch ng trình.ươ
+T đ ng hóa linh ho t là b c phát tri n cao h n c a t đ ng hóa l pự ộ ạ ướ ể ơ ủ ự ộ ậ
trình đ c, trong đó h th ng có th đáp ng các yêu c u thay đ i s n ph mượ ệ ố ể ứ ầ ổ ả ẩ
mà không m t th i gian đ thi t l p l i trình t ho t đ ng, do đó h th ng cóấ ờ ể ế ậ ạ ự ạ ộ ệ ố
th s n xu t ra đ c các lo i s n ph m khác nhau theo các l ch trình khácể ả ấ ượ ạ ả ẩ ị
nhau.
Robot có liên quan m t thi t v i t đ ng hóa l p trình đ c. Robot làậ ế ớ ự ộ ậ ượ
m t máy có kh năng l p trình và có m t s đ c tính gi ng con ng i. Robotộ ả ậ ộ ố ặ ố ườ
có th đ c l p trình đ di chuy n cách tay thông qua các trình t chuy nể ượ ậ ể ể ự ể
đ ng có tính chu kỳ đ th c hi n nhi m v khác nhau. Ví d , các máy b c dộ ể ự ệ ệ ụ ụ ố ỡ
hàng, robot hàn, s n…Robot cũng đ c s d ng r ng rãi trong h th ng s nơ ượ ử ụ ộ ệ ố ả
xu t linh ho t ho c trong h th ng t đ ng hóa c đ nh. H th ng này g mấ ạ ặ ệ ố ự ộ ố ị ệ ố ồ
m t s máy, ho c các robot làm vi c cùng nhau đ c đi u khi n b ng máyộ ố ặ ệ ượ ề ể ằ
tính ho c b đi u khi n l p trình. Ví d , dây chuy n hàn v ô tô g m nhi uặ ộ ề ể ậ ụ ề ỏ ồ ề
cánh tay robot có nhi m v hàn các b ph n khác nhau. Ch ng trình l u trệ ụ ộ ậ ươ ư ữ
trong máy tính đ c n p cho t ng robot làm vi c m i b ph n c a dâyượ ạ ừ ệ ở ỗ ộ ậ ủ
chuy n hàn ô tô. Nh v y đây là m t dây chuy n s n xu t linh ho t v i m cề ư ậ ộ ề ả ấ ạ ớ ứ
đ t đ ng hóa cao.ộ ự ộ
1.3. S L C V L CH S PHÁT TRI N C A ROBOT CÔNGƠ ƯỢ Ề Ị Ử Ể Ủ
NGHI PỆ
Thu t ng “Robot” xu t phát t ti ng Sec (Czech) là “Robota” (có nghĩaậ ữ ấ ừ ế
là công vi c t p d ch) trong v k ch Rossum’s Universal Robots c a Karelệ ạ ị ở ị ủ
Capek vào năm 1920. Trong v k ch này, nhân v t Rossum và con trai c a ôngở ị ậ ủ
ta đã ch t o ra nh ng chi c máy có th ng x nh con ng i, có kh năngế ạ ữ ế ể ứ ử ư ườ ả
làm vi c kh e g p đôi con ng i, nh ng không có c m tính, c m giác nhệ ỏ ấ ườ ư ả ả ư
con ng i.ườ
V m t k thu t, nh ng robot công nghi p ngày nay có ngu n g c tề ặ ỹ ậ ữ ệ ồ ố ừ
hai lĩnh v c k thu t ra đ i s m h n đó là các c c u đi u khi n t xaự ỹ ậ ờ ớ ơ ơ ấ ề ể ừ