LỜI NÓI ĐẦU

Cách mạng khoa học kỹ thuật trên thế giới đang phát triển với tốc độ rất nhanh, không ngừng vươn lên những đỉnh cao mới, trong đó phải kể đến các thành tựu về kỹ thuật tự động hoá sản xuất.

Ở các nước phát triển, ứng dụng robot đã trở nên phổ biến trong các dây chuyền sản xuất, thế nên để có một nền công nghiệp hiện đại theo kịp với sự phát triển của thế giới, việc tìm hiểu, nghiên cứu và đưa vào ứng dụng các dây chuyền sản xuất, các loại robot công nghiệp cần được đặt lên hàng đầu và đặc biệt quan tâm.

Mục tiêu ứng dụng kỹ thuật Rôbốt trong công nghiệp là nâng cao năng xuất trong dây truyền công nghệ, nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm, cải thiện điều kiện lao động.

Cho đến nay, hầu hết các trường đại học kỹ thuật ở Việt Nam đã đưa môn kỹ thuật robot vào chương trình chính khoá, với chương trình đào tạo cho kỹ sư ngành Công nghệ chế tạo máy trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã đưa vào giảng dạy các môn như : Công nghệ CNC, Máy tự động và Rôbôt công nghiệp ,Tự động hoá quá trính sản xuất…

Với đề tài “Sử dụng PLC điều khiển hệ thông truyền động trong robot công nghiệp” , đồ án đã giải quyết được những công việc sau:

- Tìm hiểu quá trình phát triển và ứng dụng của robot trong công nghiệp.

- Nghiên cứu lý thuyết điều khiển tự động robot công nghệp.

- Kết cấu của hệ thống điều khiển trong rôbốt cấp phôi tự động.

- Phương pháp lập trình bằng PLC để điều khiển hệ thống chấp hành trong Rôbốt công nghiệp

- Thiết kế một mô hình điều khiển tự động dùng vítme-đai ốc để điều khiển vị trí và hành trình.

Vì là một đề tài rộng và vốn kiến thức, thời gian có hạn, cho nên những kết quả, những nhận định mà chúng em đã tìm hiểu và đưa ra chắc chắn sẽ có nhiều thiếu sót. Chúng em thành thật mong được các thầy cô giáo trong bộ môn chỉ bảo thêm để đề tài hoàn thiện hơn, ý nghĩa hơn.

Chúng em bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Nguyễn Doãn Ý và các thầy cô giáo trong bộ môn đã chỉ bảo cặn kẽ và tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đề tài tốt nghiệp.

Hà Nội, tháng 6 năm 2005

MỤC LỤC

Chương 1

Tổng quan về Robot công nghiệp 3

1.1 Lịch sử phát triển 3

1.2 Phân loại rôbốt công nghiệp 4

1.2.1 Theo chủng loại, mức độ điều khiển 4

1.2.2 Phân loại tay máy theo cấu trúc sơ đồ động 4

1.3 Sơ đồ cấu trúc chức năng của Rôbot 6

1.4 Ứng dụng Rôbốt trong công nghiệp 8

1.4.1 Mục tiêu ứng dụng Rôbốt trong công nghiệp 8

1.4.2 Các bước ứng dụng Rôbốt 9

1.4.3 Các lĩnh vực ứng dụng Rôbôt trong công nghiệp 10

1.4.4 Nội dung nghiên cứu phát triển Rôbốt công nghiệp 14

1.4.4.1 Nhận xét về quá trình phát triển robot công nghiệp 14

1.4.4.2 Cơ-tin-điện tử và robot công nghiệp 15

1.4.4.3 Robot và hệ sản xuất linh hoạt 16

1.4.4.4 Robot song song 17

1.4.4.5 Các xu thế ứng dụng robot trong tương lai 18

Chương 2

Lý thuyết điều khiển tự động Rôbôt công nghiệp 22

2.1 Khái niệm chung về hệ thống điều khiển Rôbốt công nghiệp 22

2.1.1 Khái niệm về hệ thống điều khiển tự động 21

2.1.2 Các loại tín hiệu điều khỉên 23

2.2 Phân loại hệ thống điều khiển tự động 23

2.2.1 Hệ thống điều khiển hở 23

2.2.2 Hệ thống điều khiển kín 24

2.3 Phần tử logic trong hệ thống điều khiển tự động 26

2.3.1 Khái niệm về lôgic hai trạng thái 26

2.3.2 Phần tử RS-Flipfop có SET trội hơn 34

2.4 Hệ thống điều khiển dùng các bộ PLC 36

2.4.1 Giới thiệu chung về các bộ PLC 36

2.4.2 Các bộ phận cơ bản của hệ thống PLC 39

2.4.3 Cấu trúc của các bộ PLC 40

2.4.4 Cấu trúc bên trong của PLC 43

2.4.5 Ngôn ngữ lập trình cho PLC 51

2.4.6 Bộ PLC OMRON SYSMAC CPM2A 52

2.4.7 Bộ PLC LG K7M-DR30S 55

Chương 3

Kết cấu của hệ thống Điều khiển trong rôbốt cấp phôi tự động 60

3.1 Động cơ điện và điều khiển động cơ. 60

3.1.1 Ứng dụng truyền động điện 60

3.1.2 Động cơ điện một chiều 60

3.1.3 Động cơ bước 63

3.1.4 Động cơ biến tần 69

3.2 Cảm biến trong rôbốt công nghiệp 69

3.2.1 Giới thiệu chung 69

3.2.2 Các loại cảm biến 71

3.2.2.1 Cảm biến vị trí 71

3.2.2.2 Cảm biến vị trí kiểu biến áp 74

3.2.2.3 Vận tốc kế 75

3.2.2.4 Cảm biến lực và cảm biễn xúc giác 76

3.2.2.5 Thiết bị quan sát (Visual System) 80

3.2.2.6 Các cảm biến thường gặp trong rôbốt gắp phôi tự động 83

3.3 Hệ thống vận hành khí nén trong rôbốt công nghiệp 84

3.3.1 Giới thiệu chung về hệ thống truyền động tự động trong

Rôbốt cấp phôi tự động 84

3.3.2 Các phần tử của hệ thống điều khiển khí nén

trong Rôbốt cấp phôi tự động 88

3.3.2.1 Hệ thống cung cấp và xử lý khí nén 88

3.3.2.2 Tín hiệu tác độnglên van đảo chiều 97

3.3.2.3 Van đảo chiều có vị trí ‘không’ 99

3.3.2.4 Van đảo chiều không có có vị trí ‘không’ 103

3.3.3 Cơ cấu chấp hành 103

3.4 Các mạch điều khiển khí nén trong rôbốt cấp phôi tự động 104

Chương 4

Phương pháp lập trình bằng Plc để điều khiển hệ thống

chấp hành trong Rôbốt công nghiệp 108

4.1 Hệ thống điều khiển thuỷ lực trong rôbốt cấp phôi tự động 108

4.1.1 Sơ qua về hệ thống lắp đặt 108

4. 2 Dùng bộ PLC OMRON CPM2A điều khiển hệ truyền động tự

động một cơ cấu chấp hành 111

4.3 Phương pháp điều khiển động cơ sử dụng

PLC LG K7M-DR30S 118

4.3.1 Chương trình điều khiển vị trí động cơ 1 chiều 118

4.3.2 Kết cấu cơ khí trong mô hình mô phỏng về điều khiển

hành trình và vị trí bằng vít me-đai ốc 121

Kết luận 127

Tài liệu tham khảo 128