Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật cơ điện tử: Nghiên cứu xây dựng chương trình điều khiển và truyền thông cho robot ABB 1200 nhằm nâng cao chất lượng cho quy trình sản xuất màn hình điện thoại

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:77

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của luận văn là ghép nối robot với hệ thống gắp nhả sản phẩm có thể ứng dụng và phát triển trong nhà máy Samsung Display Việt Nam. Xây dựng chương trình điều khiển và truyền thông cho robot. Nghiên cứu cách kiểm tra tình trạng các tay gắp hút trên tay robot để ngăn chặn lỗi phát sinh. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật cơ điện tử: Nghiên cứu xây dựng chương trình điều khiển và truyền thông cho robot ABB 1200 nhằm nâng cao chất lượng cho quy trình sản xuất màn hình điện thoại

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN HỮU ĐẠI NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ TRUYỀN THÔNG CHO ROBOT ABB 1200 NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG CHO QUY TRÌNH SẢN XUẤT MÀN HÌNH ĐIỆN THOẠI NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ MÃ SỐ CHUYÊN NGÀNH: 8520114.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS PHẠM MẠNH THẮNG HÀ NỘI - 2021 `
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin đƣợc cam đoan đề tài luận văn thạc sĩ:” Nghiên cứu xây dựng chƣơng trình điều khiển và truyền thông cho robot ABB 1200 nhằm nâng cao chất lƣợng cho quy trình sản suất màn hình điện thoại” là một công trình của cá nhân tôi trong thời gian vừa qua và sự giúp đỡ không nhỏ từ phía Công ty TNHH Samsung Display Việt Nam, dƣới sự hƣớng dẫn nhiệt tình của PGS.TS Phạm Mạnh Thắng. Công trình này đƣợc tài trợ một phần từ đề tài Khoa học công nghệ cấp Đại Học Quốc Gia Hà Nội, mã số đề tài: QG.20.80 Hà Nội, ngày 29 tháng 01 năm 2021 Tác giả đề tài Nguyễn Hữu Đại `
1 MỤC LỤC MỤC LỤC ............................................................................................................................ 1 Danh mục hình ảnh ............................................................................................................... 3 Danh mục bảng biểu ............................................................................................................. 6 Các từ tiếng Anh, viết tắt sử dụng trong luận văn ................................................................ 7 MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 8 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .............................................................................................. 10 1.1 Tổng quan về quy trình sản xuất điện thoại .............................................................. 10 1.2 Tổng quan về robot ABB IRB 1200 ......................................................................... 10 1.3 Nâng cao chất lƣợng sản xuất điện thoại khi ứng dụng robot ................................. 11 CHƢƠNG 2: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA HỆ THỐNG .......................................... 14 2.1 Yêu cầu công nghệ của hệ thống .............................................................................. 14 2.2 Các trang thiết bị của hệ thống và nguyên lý hoạt động ........................................... 15 2.2.1 Robot ABB IRB 1200 ......................................................................................... 15 2.2.2 Hệ thống PLC ..................................................................................................... 22 2.2.3 Hệ thống cảm biến và cơ cấu chấp hành ............................................................ 26 2.2.4 Truyền thông giữa PLC và Robot ....................................................................... 36 CHƢƠNG 3: PHẦN MỀM ................................................................................................ 39 3.1 Phần mềm Robot Studio và lập trình robot ABB ..................................................... 39 3.1.1 Giới thiệu về phần mềm RobotStudio ................................................................ 39 3.1.2 Lập trình Robot ABB.......................................................................................... 41 3.2 Lập trình cho Arduino .............................................................................................. 48 3.3 Phần mềm GP Pro-EX và thiết kế giao diện ............................................................. 49 3.3.1 Giới thiệu phần mềm GP Pro-EX 4.09 ............................................................... 49 3.3.2 Thiết kế giao diện ............................................................................................... 50 CHƢƠNG 4: TÍCH HỢP HỆ THỐNG HOẠT ĐỘNG ..................................................... 57 4.1 Cài đặt Robot ABB ................................................................................................... 57 4.1.1 Cấu hình Devide Net ..................................................................................... 57 `
2 4.1.2 Cài đặt Robot ...................................................................................................... 62 4.2 Hoạt động của hệ thống ............................................................................................ 65 4.3 Kết quả của luận văn ................................................................................................. 67 4.4 Kết luận ..................................................................................................................... 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 68 PHỤ LỤC ........................................................................................................................... 69 `
3 Danh mục hình ảnh Hình 1. 1 Cấu tạo màn hình Flexible OLED ..................................................................... 10 Hình 1. 2 Cánh tay robot ABB và bộ điều khiển IRC 5 ..................................................... 11 Hình 1. 3 Mô hình thiết bị ................................................................................................. 12 Hình 1. 4 Cấu tạo tay gắp ................................................................................................. 12 Hình 1. 5 Tay gắp lỗi gây đâm panel ................................................................................ 13 Hình 1. 6 Jig Test áp lực nhún tay gắp.............................................................................. 13 Hình 1. 7 Cách chuyển từ tín hiêu sensor đến tín hiệu Robot ........................................... 13 Hình 2. 1 Yêu cầu công nghệ của hệ thống ....................................................................... 14 Hình 2. 2 Sơ đồ kết nối thiết bị hệ thống ........................................................................... 15 Hình 2. 3 Bộ điều khiển IRC5 Hình 2. 4 Robot ABB IRB 1200 ...................................... 15 Hình 2. 5 Kích thước robot ................................................................................................ 17 Hình 2. 6 Hướng chuyển động của các trục ...................................................................... 17 Hình 2. 7 Phạm vi làm việc của robot ............................................................................... 18 Hình 2. 8 Kết nối cho khách hàng ..................................................................................... 18 Hình 2. 9 Bộ điều khiển IRC5 Compact ............................................................................ 19 Hình 2. 10 Kích thước bộ điều khiển IRC5 Compact ........................................................ 19 Hình 2. 11 Chức năng nút bấm, công tắc trên IRC5 Compact ......................................... 20 Hình 2. 12 Các phần kết nối trên mặt trước IRC5 Compact ............................................. 21 Hình 2. 13 Các phần kết nối trên máy tính bộ điều khiển ................................................. 22 Hình 2. 14 Hệ thống PLC .................................................................................................. 22 Hình 2. 15 CPU Q06UDV ................................................................................................. 23 Hình 2. 16 Kết nối PLC với máy tính ................................................................................ 24 Hình 2. 17 Tìm PLC trong hệ thống .................................................................................. 24 Hình 2. 18 Số lượng thiết bị có thể kết nối với QJ61BT11................................................ 24 Hình 2. 19 Kết nối QD77MS4 với động cơ ....................................................................... 25 Hình 2. 20 Cảm biến lực FSR 402 ..................................................................................... 26 Hình 2. 21 Đặc tính kỹ thuật cảm biến FSR 402 ............................................................... 26 Hình 2. 22 Động cơ servo HG-KR43B - 400W ................................................................. 27 Hình 2. 23 Sơ đồ kết nối bộ khuếch đại với servo motor .................................................. 28 Hình 2. 24 Đặc tính momen của động cơ HG-KR43 ......................................................... 29 Hình 2. 25 Bộ khuếch đại MR-J4W3-444B ....................................................................... 29 Hình 2. 26 Các phần trên bộ khuếch đại ........................................................................... 32 Hình 2. 27 Động cơ băng tải ............................................................................................. 33 Hình 2. 28 Các phần của biến tần .................................................................................... 34 Hình 2. 29 Sơ đồ đấu dây biến tần .................................................................................... 34 `
4 Hình 2. 30 Sơ đồ kết nối PLC Robot ................................................................................. 36 Hình 2. 31 Các chân cắm trên DSQC378B ...................................................................... 36 Hình 3. 1 Giao diện tab Home........................................................................................... 39 Hình 3. 2 Modeling tab ...................................................................................................... 39 Hình 3. 3 Simulation tab .................................................................................................... 40 Hình 3. 4 Controller tab .................................................................................................... 40 Hình 3. 5 RAPID tab ......................................................................................................... 40 Hình 3. 6 Add-Ins tab ........................................................................................................ 40 Hình 3. 7 Lưu đồ tổng quát chương trình robot ................................................................ 41 Hình 3. 8 Phân vùng làm việc của robot ........................................................................... 41 Hình 3. 9 Tạo điểm trong Worldzone ................................................................................ 42 Hình 3. 10 Tạo 2 điểm output cho WorldZone .................................................................. 42 Hình 3. 11 Tạo chương trình rZone .................................................................................. 43 Hình 3. 12 Lưu đồ chương trình đưa robot về gốc............................................................ 43 Hình 3. 13 Lưu đồ thuật toán chương trình lấy hàng ....................................................... 44 Hình 3. 14 Mô tả Tray ....................................................................................................... 45 Hình 3. 15 Lưu đồ thuật toán chương trình thả hàng ....................................................... 46 Hình 3. 16 Lưu đồ thuật toán Arduino .............................................................................. 48 Hình 3. 17 Màn hình chính Auto ....................................................................................... 50 Hình 3. 18 Cửa số cài đặt chức năng Switch Auto ............................................................ 50 Hình 3. 19 Màn hình giao diện In Conveyor ..................................................................... 51 Hình 3. 20 Màn hình giao diện Transfer ........................................................................... 51 Hình 3. 21 Giao diện điều khiển phần Out Conveyor ....................................................... 52 Hình 3. 22 Giao diện điều khiển phần Robot .................................................................... 52 Hình 3. 23 Giao diện phần Vision ..................................................................................... 52 Hình 3. 24 Giao diện điều khiển phần Lift In .................................................................... 53 Hình 3. 25 Giao diện điều khiển phần Transfer ................................................................ 53 Hình 3. 26 Giao diện điều khiển phần Lift Out ................................................................. 53 Hình 3. 27 Trạng thái đầu vào phần In Conveyor ............................................................ 54 Hình 3. 28 Trạng thái đầu vào phần Out Conveyor .......................................................... 54 Hình 3. 29 Trạng thái đầu vào phần Transfer .................................................................. 55 Hình 3. 30 Trạng thái đầu ra phần In Conveyor............................................................... 55 Hình 3. 31 Trạng thái đầu ra phần Out Conveyor ............................................................ 55 Hình 3. 32 Hình ảnh Alarm thông báo khi phát sinh lỗi ................................................... 56 Hình 4. 1 Tạo Project mới ................................................................................................. 57 `
5 Hình 4. 2 Các lựa chọn trong Industrial Networks ........................................................... 57 Hình 4. 3 Các lựa chọn trong Motion Events .................................................................... 58 Hình 4. 4 Lựa chọn trong Communication ........................................................................ 58 Hình 4. 5 Cấu hình DevideNet Devide .............................................................................. 59 Hình 4. 6 Cấu hình StationNo ........................................................................................... 59 Hình 4. 7 Cấu hình Baudrate ............................................................................................ 60 Hình 4. 8 Cấu hình OccStation.......................................................................................... 60 Hình 4. 9 Cấu hình BasicIO .............................................................................................. 60 Hình 4. 10 Cấu hình CCLink ............................................................................................. 61 Hình 4. 11 Thông số Station Information .......................................................................... 61 Hình 4. 12 Chọn mục Calibration ..................................................................................... 62 Hình 4. 13 Các lựa chọn trong Calibration ...................................................................... 62 Hình 4. 14 Gốc của trục cần Calibration .......................................................................... 62 Hình 4. 15 Update Revolution Counters ........................................................................... 63 Hình 4. 16 Chọn Tooldata ................................................................................................. 63 Hình 4. 17 Đặt tên cho Tool .............................................................................................. 63 Hình 4. 18 Đặt khối lượng cho Tool .................................................................................. 64 Hình 4. 19 Chọn phương pháp cài đặt Tool ...................................................................... 64 Hình 4. 20 Chọn wobjdata................................................................................................. 64 Hình 4. 21 Đặt tên cho wobj .............................................................................................. 65 Hình 4. 22 Chọn phương pháp tạo wobj ........................................................................... 65 Hình 4. 23 Hình ảnh Alarm Tay gắp lỗi ............................................................................ 66 `
6 Danh mục bảng biểu Bảng 2. 1 Các tiêu chuẩn robot đáp ứng........................................................................... 16 Bảng 2. 2 Bảng đặc điểm robot IRB 1200 – 5/0.9............................................................. 16 Bảng 2. 3 Bảng các trục robot........................................................................................... 18 Bảng 2. 4 Thông số kỹ thuật IRC5 Compact ..................................................................... 20 Bảng 2. 5 Bảng giải thích ký hiệu trên IRB Compact ....................................................... 20 Bảng 2. 6 Bảng giải thích ký hiệu trên hình 2.12 .............................................................. 21 Bảng 2. 7 Bảng giải thích ký hiệu trên hình 2.13 .............................................................. 21 Bảng 2. 8 Bảng thông số kỹ thuật bộ nguồn Q61P ........................................................... 23 Bảng 2. 9 Bảng thống số kỹ thuật Module QJ61BT11 ...................................................... 25 Bảng 2. 10 Bảng thông số kỹ thuật Module QD77MS4 .................................................... 25 Bảng 2. 11 Bảng tính năng cảm biến FSR 402 ................................................................. 27 Bảng 2. 12 Bảng các bộ khếch đại kết nối được với HG-KR43 ........................................ 27 Bảng 2. 13 Bảng thông số kỹ thuật động cơ HG-KR43..................................................... 28 Bảng 2. 14 Bảng các loại động cơ mà bộ khếch đại MR-J4W3-444B điều khiển được ... 30 Bảng 2. 15 Bảng tính năng của bộ khuếch đại MR-J4W3-444B ....................................... 30 Bảng 2. 16 Bảng thông số kỹ thuật của MR-J4W3-444B .................................................. 31 Bảng 2. 17 Tên các phần trên bộ khuếch đại .................................................................... 32 Bảng 2. 18 Bảng thông số kỹ thuật biến tần FR-E720-0.1K ............................................. 33 Bảng 2. 19 Đặc điểm kỹ thuật Arduino Mega ................................................................... 35 Bảng 2. 20 Bảng thông số kỹ thuật GP4402 WAW ........................................................... 35 Bảng 2. 21 Bảng giải thích ký hiệu trên hình 2.31 ............................................................ 36 Bảng 2. 22 Bảng tên các chân cổng X8 ............................................................................. 37 Bảng 2. 23 Bảng đầu vào đầu ra giũa tín hiệu PLC và Robot .......................................... 37 Bảng 2. 24 Bảng thông số DevideNet Lean ....................................................................... 38 Bảng 2. 25 Bảng size vào/ra data ...................................................................................... 38 Bảng 3. 1 Bảng tín hiệu Robot cần cho chương trình lấy hàng ........................................ 45 Bảng 3. 2 Bảng tín hiệu Robot cần cho chương trình thả hàng ........................................ 47 Bảng 3. 3 Bảng các tín hiệu hệ thống Robot ..................................................................... 47 Bảng 3. 4 Bảng thông số kiểm tra tay gắp ........................................................................ 49 Bảng 3. 5 Bảng lỗi thiết bị ................................................................................................. 56 Bảng 4. 1 Bảng kết quả kiểm tra tay gắp .......................................................................... 66 `
7 Các từ tiếng Anh, viết tắt sử dụng trong luận văn Tiếng Anh Tiếng Việt/ Giải thích LCD Màn hình tinh thể lỏng Flexible Mềm dẻo Rigid Cứng Foundry Plus Robots Một loại robot FlexPedant Tay cầm điều khiển robot Servo amplifier Bộ khuếch đại servor Jig Test Bàn kiểm tra sensor Cảm biến IRC5 Compact IRC5 nhỏ gọn Modeling tab Nơi thiết kế hình khối cần Simulation tab Nơi mô phỏng Controller tab Nơi cài đặt bộ điều khiển RAPID tab Nơi lập trình robot Add-Ins tab Nơi thêm các tính năng Worldzone Vùng làm việc rZone Ký hiệu chƣơng trình con Tray Nơi đựng sản phẩm Arduino Mạch điện tử In Conveyor Băng tải vào Out Conveyor Băng tải ra Lift In Thiết bị nâng tray đầu vào Lift Out Thiết bị nâng tray đầu ra Transfer Thiết bị di chuyển tray Industrial Networks Hệ thống công nghiệp Motion Events Chuyển động Communication Truyền thông DevideNet Devide Phƣơng pháp truyền thông StationNo Số trạm Baudrate Tốc độ OccStation Thông số trạm BasicIO Đầu vào ra cơ bản CClink Phƣơng thức truyền thông Calibration Hiệu chỉnh Update Revolution Counters Cập nhật hiệu chỉnh wobjdata Dữ liệu làm việc Tooldata Dữ liệu công cụ NG Lỗi Alarm Cảnh báo `
8 MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Trong những năm gần đây điện thoại thông minh đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống của con ngƣời. Với những tính năng và các ứng dụng điện thoại thông minh đem lại, nó đang đƣợc sử dụng vô cùng rộng rãi. Cùng với đó, là các hãng sản xuất điện thoại đang ngày càng phát triển các dòng điện thoại thông minh hơn, quy mô sản xuất và quy trình sản xuất ngày càng hiện đại hơn. Ở Việt Nam, do các chính sách tốt nên đã thu hút rất nhiều nhà sản xuất điện thoại, một trong số đó có Samsung Display. Trong quy trình sản xuất của mình, Samsung Display Việt Nam luôn hƣớng tới sự tối ƣu, tự động hóa. Qua đó có thể hạn chế đƣợc lỗi sản phẩm, để đến tay khách hàng là những sản phẩm tuyệt vời nhất. Việc sử dụng robot để thay thế con ngƣời trong quy trình sản xuất màn hình điện thoại là một điều tất yếu, nó hƣớng đến sự tối ƣu trong sản xuất, nâng cao mức độ tự động hóa cho nhà máy. Nhƣng hiện nay trong nhà máy, còn nhiều công đoạn còn thủ công, chƣa sử dụng robot, chất lƣợng chƣa đƣợc nâng cao. Chính vì vậy tôi quyết định lựa chọn đề tài: ” Nghiên cứu xây dựng chƣơng trình điều khiển và truyền thông cho robot ABB 1200 nhằm nâng cao chất lƣợng cho quy trình sản suất màn hình điện thoại” . Mục đích nghiên cứu Ghép nối robot với hệ thống gắp nhả sản phẩm có thể ứng dụng và phát triển trong nhà máy Samsung Display Việt Nam. Xây dựng chƣơng trình điều khiển và truyền thông cho robot. Nghiên cứu cách kiểm tra tình trạng các tay gắp hút trên tay robot để ngăn chặn lỗi phát sinh. Đối tƣợng nghiên cứu Phần cứng hệ thống gắp nhả sản phẩm Robot ABB IRB1200 Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực tế. Nội dung của luận văn Luận văn bao gồm 4 chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quan Chƣơng 2: Cấu trúc phần cứng của hệ thống Chƣơng 3: Phần mềm `
9 Chƣơng 4: Tích hợp hệ thống hoạt động Trong luận văn các kết quả đƣợc chọn lọc, phân tích, các phƣơng án đƣa ra phù hợp với hệ thống thiết bị thực tế. Vì một số lý do bảo mật của công ty nên một số hình ảnh sản phẩm, hệ thống thiết bị thực tế không đƣợc trình bày. Luận văn có sử dụng các phần mềm hỗ trợ cho công việc nhƣ: RobotStudio, GX- Work2, GP- Pro EX, Arduino, MS Office … để thực hiện đề tài. `
10 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về quy trình sản xuất điện thoại Hiện nay công nghệ sản xuất màn hình điện thoại rất đa dạng, có nhiều công nghệ nhƣ LCD, TFT – LCD, Super LCD, OLED(gồm Flexible OLED và Rigid OLED), AMOLED… Trong bài luận văn này tôi xin giới thiệu tổng quan về công nghệ Flexible OLED. OLED (Organic Light Emitting Diode) là một diode phát sáng (LED), trong đó lớp phát ra ánh sáng đƣợc làm bằng hợp chất hữu cơ. Một màn hình OLED không yêu cầu đèn nền, do đó nó làm giảm điện năng tiêu thụ cũng nhƣ hiển thị màu đen tốt hơn và không giống nhƣ màn hình LCD. Một trong những lợi thế của màn hình OLED là màu sắc sống động, góc nhìn rộng hơn, cải thiện độ sáng và hiệu quả năng lƣợng tốt hơn. Hình 1. 1 Cấu tạo màn hình Flexible OLED Cover Glass là lớp kính cứng bảo vệ màn hình bên ngoài cùng. Circular Polarizer là lớp phim giúp tăng khả năng nhìn ngoài trời của màn hình. Transparent Encapsulation là lớp phin trong suốt bảo vệ lớp plastic TFT bên dƣới. Plastic TFT backplane with OLED là tấm Panel đã đƣợc tích hợp các diode phát quang hữu cơ, đây là thành phần cơ bản của màn hình. Cuối cùng Heat Sink là lớp ngăn cản nhiệt giữa phần main điện thoại và màn hình. Quy trình sản xuất điện thoại cơ bản là quá trình lắp ráp các tấm trên lại với nhau. 1.2 Tổng quan về robot ABB IRB 1200 Robot ABB đƣợc sử dụng rất nhiều trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp, thiết bị tự động hóa, có thể lập trình điều khiển những trục của robot thông qua bộ điều khiển. Robot ABB gồm 2 phần chính là bộ điều khiển và cánh tay robot. `
11 Hình 1. 2 Cánh tay robot ABB và bộ điều khiển IRC 5 Có một số loại robot ABB chính nhƣ: Foundry Plus Robots–Small and Medium( Size: IRB 140, IRB 1600, IRB 2400, IRB 4400, IRB 4450S) và Foundry Plus Robots–Large( IRB 6600RF, IRB 6620, IRB 6640, IRB 6660, IRB 6650S, IRB 7600). Loại robot ABB 6 trục nhƣ IRB 120, IRB 1200...là loại robot hiện đại của hãng công nghệ ABB thiết kế nhỏ gọn và khả năng sử dụng linh hoạt kết hợp với bộ điều khiển thông mình(Controller). Đây là loại robot đƣợc dùng nhiều nhất trong các nhà máy công nghệ sản xuất linh kiến điện tử, hay các vi mạch cần với độ chính xác rất cao. 1.3 Nâng cao chất lƣợng sản xuất điện thoại khi ứng dụng robot Trong các công đoạn sản màn hình điện thoại, việc di chuyển sản phẩm sau khi hết một công đoạn hầu hết đƣợc thực hiện bởi công nhân. Việc này có nhiều nhƣợc điểm. Thứ nhất, tốn rất nhiều nhân công, làm tăng chi phí nhân công, giảm mức độ tự động hóa trong nhà máy. Thứ hai, làm tăng thời gian sản xuất, thao tác của con ngƣời với tốc độ hạn chế và và mức độ tập trung trong thời gian dài không tốt nên ảnh hƣởng đến thời gian sản xuất. Thứ ba, nguy cơ mất an toàn lao động do trong dây chuyền có nhiều thiết bị tự động khác, nên thao tác của công nhân có thể có các nguy cơ mất an toàn nhƣ: bị kẹp, bị va chạm…Và tiềm ẩn nguy cơ gây lỗi sản phẩm: do bề mặt màn hình Flexible OLED rất yếu có thể phát sinh lỗi nếu công nhân thực hiện sai thao tác, hay dùng lực quá mạnh, hay va chạm màn hình với các thiết bị khác. Với việc áp dụng robot tại các điểm lấy sản phẩm này giúp cắt giảm đƣợc sức lao động của con ngƣời, giảm thời gian sản xuất, giảm đƣợc nguy cơ gây lỗi chất lƣợng. Trong nội dung luận văn này tôi xin trình bày việc áp dụng robot ABB IRB 1200 vào việc gắp hàng vào tray thành phẩm nhƣ sau: `
12 Hình 1. 3 Mô hình thiết bị Băng tải để cấp panel thành phẩm đến vị trí robot. Unit Unloader dùng để cung cấp Tray trống và nhận panel từ robot và out ra công đoạn tiếp theo. Robot ABB để gắp hàng từ băng tải thả vào Tray. Cảm biến lực dùng để kiểm tra tình trạng tay gắp. Tuy nhiên cũng có vấn đề phát sinh lỗi chất lƣợng khi ứng dụng robot vào quá trình sản xuất. Tay robot đƣợc gắn các tay gắp có đƣờng hút chân không để hút panel. Cấu tạo tay gắp nhƣ sau: Đầu tay gắp Thân tay gắp Khoảng cách nhún Pad hút Hình 1. 4 Cấu tạo tay gắp Trong đó đầu tay gắp là nơi nhận nguồn khí chân không. Thân tay gắp có lò xo giúp tay gắp có thể nhún đàn hồi. Pad hút đƣợc làm bằng cao su mềm để không làm ảnh hƣởng đến bề mặt panel. Vậy trong quá trình sản xuất tay gắp có thể các lỗi liên quan đến kẹt không thể nhún đàn hồi. Khi robot gắp panel sẽ gây đâm lên bề mặt panel. `
13 Tay gắp lỗi không nhún đàn hồi đƣợc Đâm Panel Hình 1. 5 Tay gắp lỗi gây đâm panel Để phát hiện ra vấn đề này, tránh gây ra lỗi hàng loạt, tôi đƣa ra ý tƣởng kiểm tra nhƣ sau: FSR FSR 402 402 FSR FSR 402 402 Jig Test Hình 1. 6 Jig Test áp lực nhún tay gắp Sau khi robot gắp đƣợc 8 panel, sẽ di chuyển đến Jig Test và down xuống, các sensor lực FSR Tín hiệu Arduino chuyển sensor FSR sang tín hiệu 0 1 Mạch rơ le PLC Robot 402 Hình 1. 7 Cách chuyển từ tín hiêu sensor đến tín hiệu Robot `
14 CHƢƠNG 2: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA HỆ THỐNG 2.1 Yêu cầu công nghệ của hệ thống Start Băng tải chuyển panel đến vị trí Unload( phía cuối) Robot di chuyển đến vị trí panel và gắp panel Robot thả panel vào Tray Unit Unloader cung cấp trống Tray trống để nhận hàng N Thả đủ 8 vị trí trên Tray Y Y Robot tiến Xử lý hành kiểm tra N Alarm thiết bị thiết bị tay gắp N Y Unit Unloader Khi 20 Y N cho Tray thành End Tray có đủ panel phẩm ra ngoài Hình 2. 1 Yêu cầu công nghệ của hệ thống `
15 Sơ đồ kết nối phần cứng của hệ thống. Hình 2. 2 Sơ đồ kết nối thiết bị hệ thống Các thiết bị đƣợc liên kết với nhau thành 1 hệ thống trong đó PLC đóng vai trò là một bộ điều khiển trung tâm. 2.2 Các trang thiết bị của hệ thống và nguyên lý hoạt động 2.2.1 Robot ABB IRB 1200 Sử dụng robot ABB IRB 1200 5/0.9 Hình 2. 3 Bộ điều khiển IRC5 Hình 2. 4 Robot ABB IRB 1200 `
16 Robot đảm bảo các yêu cầu của tiêu chuẩn sau: Bảng 2. 1 Các tiêu chuẩn robot đáp ứng Tiêu chuẩn Mô tả EN ISO 12100 An toàn của máy móc - Nguyên tắc chung để thiết kế - Đánh giá rủi ro và giảm thiểu rủi ro EN ISO 13849-1 An toàn máy móc, các bộ phận liên quan đến an toàn của hệ thống điều khiển -Phần 1: Nguyên tắc chung khi thiết kế EN ISO 13850 An toàn máy móc - Dừng khẩn cấp - Nguyên tắc thiết kế EN ISO 10218-1 Robot cho môi trƣờng công nghiệp - Yêu cầu an toàn -Phần 1 Robot EN ISO 9787 Robot và thiết bị robot - Hệ thống tọa độ và chuyển động danh pháp EN ISO 9283 Thao tác với rô bốt công nghiệp, tiêu chí hiệu suất và liên quan phƣơng pháp thử EN ISO 14644-1 Đảm bảo yêu cầu của phòng sạch EN ISO 13732-1 Công thái học của môi trƣờng nhiệt - Phần 1 EN IEC 61000-6-4 EMC, Phát xạ chung EN IEC 61000-6-2 EMC, Miễn dịch chung EN IEC 60974-1 Thiết bị hàn hồ quang - Phần 1: Nguồn điện hàn EN IEC 60974-10 Thiết bị hàn hồ quang - Phần 10: Yêu cầu EMC EN IEC 60204-1 An toàn máy móc - Thiết bị điện của máy móc - Phần 1 Yêu cầu chung IEC 61340-5-1:2010 Bảo vệ các thiết bị điện tử khỏi hiện tƣợng tĩnh điện - Yêu câu chung IEC 60529 Mức độ bảo vệ đƣợc cung cấp bởi vỏ (mã IP) EN 614-1 An toàn của máy móc - Nguyên tắc thiết kế tiện dụng - Phần 1: Thuật ngữ và nguyên tắc chung EN 574 An toàn của máy móc - Thiết bị điều khiển bằng hai tay - Chức năng các khía cạnh - Nguyên tắc thiết kế ANSI/RIA R15.06 Yêu cầu an toàn đối với robot công nghiệp và hệ thống robot ANSI/UL 1740 Tiêu chuẩn an toàn cho robot và thiết bị robot ANSI/ESD Bảo vệ các bộ phận điện và điện tử, các cụm lắp ráp và S20.20:2007 Thiết bị (Không bao gồm Thiết bị nổ đƣợc kích hoạt bằng điện) Các đặc điểm chính Bảng 2. 2 Bảng đặc điểm robot IRB 1200 – 5/0.9 Đặc điểm IRB 1200 – 5/.09 Khối lƣợng tải 5 kg Khoảng cách chạm tới 901 mm Sự chính xác 0.02 mm `
17 Kích thƣớc chân đế 210mm * 210 mm Số trục 6 Điều khiển IRC 5 Điện áp cung cấp 200-600V, 50-60 Hz Công suất tiêu thụ 0.39kW Đƣờng khí cấp 4 ( có thể dùng khí thổi hoặc chân không) Giao diện khách hàng Tùy chọn, có thể dùng Flex pedant Khối lƣợng robot 52 kg Vị trí gắn Tƣờng, sàn, trần Bảo vệ IP Tùy chọn IP 40, IP 67, Foundry Plus 2s Đáp ứng tiêu chuẩn phòng sạch Có Bôi trơn Có Nhiệt độ hoạt động + 5°C (41°F) đến + 45°C (113°F) Độ ẩm Tối đa 95% Tiếng ồn < 70 dB Kích thƣớc robot Hình 2. 5 Kích thước robot Chuyển động Hình 2. 6 Hướng chuyển động của các trục `
18 Bảng 2. 3 Bảng các trục robot Trục Dải làm việc Tốc độ tối đa Trục 1(A) +170° đến -170° 288°/s Trục 2(B) +130° đến -100° 240°/s Trục 3(C) +70° đến -200° 300°/s Trục 4(D) +270° đến -270° 400°/s Trục 5(E) +130° đến -130° 405°/s Trục 6(F) +400° đến -400° 600°/s Hình 2. 7 Phạm vi làm việc của robot Hình 2. 8 Kết nối cho khách hàng `