NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SĨ: Các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của n...
FMS_Chương 2.pptx
1. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động
linh hoạt
2.1 Các loại Robot công nghiệp
2. Lập trình Robot công nghiệp
3. Tổ chức hệ thống lắp ráp
2. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM Lý do sử dụng Robot công nghiệp
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
1. Con người hóa cho công việc
(Nóng, tiếng ồn, độc hại, nặng nhọc…)
2. Giảm chi phí
(Giảm giá sản phẩm mặc dù tăng giá cố định)
3. Cải thiện chất lượng
(Nâng cao chất lượng, tái sản xuất, khả năng
dây chuyền)
4. Tăng năng suất
(Yêu cầu cao, thị trường lớn, chi phí cố định)
5. Kéo dài thời gian chạy máy
(Nghỉ, 2/3 ca, vận hành ít phải để ý)
3. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM Ví dụ Robot trong các thiết bị gia công
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Tay máy trong trung
tâm máy tiện
Phun chất ngăn cách
trong máy dập
Tháo lấy thiết bị
4. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM Các bộ phận của Robot công nghiệp
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
• Động học
• Nguồn vận hành
• Hệ thống đo đường đi
• Hiệu ứng kết thúc
• Cảm biến
• Điều khiển
• Lập trình
• Thiết bị an toàn
• Chiếm phôi
6. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Robot dạng cần
trục AMEDEO
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Robot dạng cần
trục FLEXTER
Chuyển động:
• Phù hợp với di chuyển dọc theo
cần trục
• Di chuyển lên xuống
• Quay
Đặc điểm
• Quãng đường dài, tải lớn
• Độ chính xác rất cao
• Động học ổn định, cứng vững
Phạm vi ứng dụng
•Tháo lắp dỡ công cụ trong hệ
thống sản xuất linh hoạt
• Chất và tháo phôi khi vận chuyển
Ví dụ Robot dạng cần trục
7. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Chuyển động:
• Hai trục quay cho di chuyển tay
ngang
• Một trục tịnh tiến cho di chuyển
tay đứng
• Không gian làm việc dạng xi lanh
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Đặc điểm
• Lập trình đơn giản
•Di chuyển chính xác và xử lý
hướng ngang theo hình phức tạp
•Động học cứng vững khi di
chuyển
Phạm vi ứng dụng
• Tháo lắp các chi tiết điện tử khỏi
đĩa dẫn
•Tháo lắp các linh kiện điện, điện
tửở các thiết bị
•Tháo lắp bàn phím máy tính cũng
như toàn bộ máy tính
Ví dụ Robot tay lắc
8. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Chuyển động:
• Theo khớp quay
• Có thể di chuyển theo đường
cong bất kỳ trong không gian
• Di chuyển vòng quanh
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Đặc điểm
•Nhu cầu diện tích cũng như
không gian làm việc nhỏ
•Lực thao tác nhỏ, chuyển động
nhanh
Phạm vi ứng dụng
• Sơn
• Mạ
• Hàn
• Rà bề mặt phôi phức tạp
Ví dụ Robot tay tự do
9. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Chuyển động:
• Rút ngắn hoặc kéo dài chân kính
thiên văn
• Nghiêng và xoay theo hướng bất
kỳ
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Đặc điểm
• Độ chính xác rất cao
• Tốc độ rất nhanh
• Gia tốc lớn
• Trọng lương riêng nhỏ
Phạm vi ứng dụng
• Tháo lắp trong công nghiệp ô tô
• Tháo lắp những phôi nhạy
Ví dụ Robot Hexapod
12. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM Đặc tính dẫn động kẹp
Khí nén
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Thủy lực Điện từ Motor điện
Phương án
Đánh giá
Lực kẹp lớn
Có thể điều chỉnh
Truyền năng lượng
Nhạy với bụi bẩn
Bảo dưỡng
Xử lý khẩn cấp
Kích cỡ
Giá
Hợp lý Trung
bình
Không
hợp lý
18. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Ứng dụng kẹp (6)
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Ứng dụng tháo lắp chi tiết nhỏ
1. Xi lanh xoay
2. Xi lanh đẩy
3. Đầu bố trí
4. Bộ kẹp tiêu chuẩn
5. Hệ thống vận chuyển
6. Chi tiết cần tháo lắp
7. Bệ đỡ chi tiết
8. Tay kẹp
9. Nơi chứa chi tiết
19. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động
linh hoạt
2.1 Các loại Robot công nghiệp
2.2 Lập trình Robot công nghiệp
2.3 Tổ chức hệ thống lắp ráp
20. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Bộ phận Nội dung có thể thực hiện Đặc điểm ứng dụng
Chương trình
• Lệnh cho di chuyển
• Lệnh cho gắp
•Lệnh cho việc kết nối với quá
trình và với máy chủ
• Phối hợp lệnh
• Kết quả câu lệnh
Bộ phận cần thiết cho
chương trình thao tác
Điều kiện
đường đi
• Giá trị chuẩn cho vị trí
• Giá trị chuẩn cho định hướng
• Mẫu điểm đặc biệt
• Đặt vị trí làm việc hay vị trí giữa chừng
•Sắp xếp tự do và có
thể sửa được đường
đi qua chương trình
thao tác
Điều kiện
chuyển
động
• Tốc độ di chuyển
• Quan hệ với điều kiện ban đầu
• Quan hệ xác định vị trí
• Độc lập chuyển động giữa các trục
• Điều kiện nội suy
-Đảm bảo quan hệ
chuyển động ổn định,
-Tối ưu chuyển động
-Đảm bảo được quỹ đạo
chuyển động đặc biệt
Quyết định
logic
• Chương trình cấu trúc biến
•Tiến trình của chương trình phụ
thuộc vào tín hiệu của quá trình và của
cảm biến
Cần thiết cho yêu cầu
an toàn và phục vụ,
lựa chọn chương
trình đòi hỏi
Quan sát
và chẩn
đoán
•Quan sát chức năng
•Quan sát quá trình
•Phản ứng lại nhiễu
•Hoạt động bảo dưỡng từ xa
•Đảm bảo độ tin cậy
và yêu cầu an toàn
•Hỗ trợ dịch vụ yêu
cầu
Bộ phận của
chương trình
thao tác
21. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM Hình học
(Đường đi)
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Điều kiện
Đường đi
Điều kiện
ch. động
Chỉ dẫn
chuyển động
Chỉ dẫn
quá trình
Chỉ dẫn
giao tiếp
Chỉ dẫn điều
khiển/quan sát
Các kiểu chỉ
dẫn trong lập
trình Robot
22. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Online
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Offline
Làm mẫu và lưu Thực hiện quỹ đạo
Hỗ trợ điều khiển
Định hướng tại
xưởng
Dựa vào câu lệnh Kế hoạch tiến trình
lập trình
Dựa vào mô phỏng
Định hướng đối
tượng
Phương pháp lập trình cho
Robot công nghiệp
23. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Phương pháp lập trình
online cho Robot công
nghiệp
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Lập trình kiểu làm mẫu (Teach-in)
Người vận hành dùng một thiết bị đặc
biệt hay trực tiếp dẫn dắt tay máy thực
hiện các thao tác. Mọi thao tác sẽ được
ghi nhớ sau đó tay máy có thể lặp lại.
Các tham số ( Vận tốc, gia tốc và độ
chính xác của chuyển động) cũng như
các chức năng thao tác, đổi dụng cụ
được lập trình.
24. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Người vận hành trực tiếp
dẫn dắt tay máy thao tác
cho Robot theo quỹ đạo
muốn lập trình. Mọi thao tác
được ghi nhớ cho việc lặp
lại quỹ đạo.
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Thao tác quỹ đạo cho Robot
Thực hiện quỹ đạo nhờ mô hình động học
Việc thực hiện được đặt lên
mô hình động học bằng vật
liệu nhẹ chỉ có hệ thống đo
đường đi và cơ bản là dễ sử
dụng. Nhược điểm là tăng
thêm chi phí cho mô hình và
có sự sai lệch giữa mô hình
và Robot.
Phương pháp
lập trình online
cho Robot
công nghiệp
(Lặp lại-
Playback)
25. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Giao diện
Giao diện trên nền MS-Windows
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Hiển thị
Hình VGA (Video Graphics
Array), màn hình LCD, các phím
mềm số, chữ và một số phím
chức năng.
Tham số
Các tham số bao gồm điểm đích, tham số chuyển động như
quỹ đạo vận tốc và hệ tọa độ. Để lập trình cho điểm đến có thể
làm mẫu hoặc nhập hệ tọa độ từ bàn phím.
Chức năng
Chương trình mong muốn có thể được thể hiện và xử lý trên
cửa sổ màn hình. Có các chức năng, cắt, copy, paste xóa.
Chuột không gian
Để thao tác chuyền động có chuột không gian, giúp cho chuyển
động theo từng modun có trục Robot riêng cho hệ tọa độ bất kỳ.
Phương
pháp lập
trình online
cho Robot
công nghiệp
(Hỗ trợ điều
khiển)
26. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Phương
pháp lập
trình online
cho Robot
công nghiệp
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
(Định hướng tại
xưởng)
Cổng phục vụ trực tuyến là
những hệ thống hỗ trợ lập trình
nhờ các thiết bị trợ giúp phạm vi
chức năng điều khiển Robot. Ví
dụ có thể hỗ trợ mô tả sơ đồ quỹ
đạo lập trình, hỗ trợ tự động, sử
dụng các dữ liệu CAD…
Ví dụ: Hệ thống hàn bằng Robot. Các thành phần của hệ thống gồm:
•Robot lập trình: Mô hình động học Robot hàn có thể được định vị dễ
dàng bằng tay,
• Cổng lập trình bằng tay với màn hình nhạy,
• Nhập, truyền dữ liệu không dây để hỗ trợ hiệu quả người dùng,
• Hệ thống lập trình bằng sơ đồ để xử lý và kiểm tra,
• Công nghệ cảm biến để hỗ trợ lập trình.
27. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Mô tả kích
thước hình
học của phôi
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
•Xác định quá trình thao tác, logic lập trình
•Kế hoạch cho từng đơn vị lập trình
• Mô phỏng và kiểm tra chương trình:
Tính khả thi
Khả năng thực hiện
Tín hiệu cảm biến …
• Độ chính xác và tối ưu hóa:
Trình tự thực hiện Thời gian
quay vòng Thời gian chương
trình
CAD
Mô hình Chương
trình
Robot công nghiệp
Modul bổ sung cho hệ thống mô
phỏng (VD):
•Ngân hàng dữ liệu tham số hàn
•Mô phỏng chiều dày hàn
Khả năng mô phỏng Robot và các
thành phần bất kỳ của hệ thống (Định
hướng di chuyển, vị trí phôi) .Thông
thường những thành phần này có
trong thư viện.
Bước điều
khiển
Dữ liệu điều khiển,
mã chương trình
điều khiển
Phương pháp lập trình offline cho
Robot công nghiệp (Dựa vào mô
phỏng)
28. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM Phương pháp lập trình offline cho
Robot công nghiệp (Định hướng đối tượng)
Hệ thống CAD:
Kết cấu sản phẩm và mô hình hóa
xung quanh
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Lập trình Robot:
•Nhiệm vụ tháo lắp: Chia nhỏ
•Chương trình con: Tổng quát hóa
nhiệm vụ đơn lẻ
Đơn vị tháo lắp:
Thực hiện chương trình
Robot tổng quát
Dữ liệu mô
hình sản
phẩm và môi
trường xung
quanh
Kệ hoạch
tháo lắp
Nhiệm vụ
thao tác
gắp
Nhiệm vụ
quỹ đạo
Nhiệm vụ
thao tác
đặt
Kệ hoạch
gắp
Kệ hoạch
di
chuyển
Kệ hoạch
đặt
Chương trình
Robot
Khác với lập trình theo thiết bị,
trong lập trình định hướng đối
tượng người lập trình viên phải
tự quyết định thực hiện câu lệnh
như thế nào, và phải làm gì.
Hệ thống được tích hợp bộ
phận lên kế hoạch cho đối
tượng
Lệnh tổng quát được tiến
hành ở bước tách biệt với
bộ phận lên kế hoạch.
29. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Hệ thống thực
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Đặt chương trình dạng Text:
Bước 1: Chương trình được
viết trên máy tính điều khiển
độc lập tách biệt với hệ thống
thực. Các lệnh di chuyển vẫn
chưa được điền các giá trị vị
trí.
Bước 2: Xác định vị trí, kiểm
tra và tối ưu chương trình diễn
ra trực tiếp trên Robot.
Đặc điểm:
•Có thể đọc và thay đổi dễ
dàng,
• Có khả năng lưu,
•Lập trình không thực hiện
trên Robot,
• Đòi hỏi cao với lập trình viên.
Điều khiển
Kiểm tra và
sửa lỗi
Hệ thống lập trình
Lập trình đòi hỏi hoặc trực
tiếp bằng ngôn ngữ điều
khiển của Robot hoặc ngôn
ngữ khác (ví dụ IRL):
Thuật toán (FOR, WHILE,
REPEAT)
Thuật toán chuyển động
(MOVE LIN, MOVE PTP,
MOVE CIRC)
Chương trình điều khiển:
Kiểm tra logic và cú pháp
Phương pháp lập trình offline cho
Robot công nghiệp (Dạng Text)
30. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Ngôn ngữ lập trình Robot công nghiệp
(Industrial Robot Language – IRL)
IRL có hệ đơn vị tương tự như những ngôn ngữ bậc cao như PASCAL,
được dùng trong việc lập trình chương trình Robot phức tạp và ở cấp độ
điều khiển cao.
Danh sách dữ liệu
• Dữ liệu, biến, hằng, các loại khai báo khác
•Tách biệt giữa dữ liệu phụ thuộc và dữ liệu độc lập
VD: Lệnh IMPORT FROM, EXPORT TO
Chương trình chính
•Cơ sở cho việc định nghĩa và gọi các thành phần chương trình tiếp theo
•VD: PROGRAM; PROCEDURE; FUNCTION
Chương trình con và hàm
•Vòng lặp
•Hàm có chứa các tham số bổ sung, giá trị lặp …
•VD: MOVE LIN; MOVE PTP; RETURN
Khai báo
• Khai báo biến, hằng, hàm VD: VAR; CONST
32. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động
linh hoạt
1. Các loại Robot công nghiệp
2. Lập trình Robot công nghiệp
2.3 Tổ chức hệ thống lắp ráp
33. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Hướng phát triển của tự
động hóa lắp ráp
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Lắp ráp
bằng tay
Lắp ráp kết hợp
Lắp ráp tự
động linh hoạt
Tế bào lắp
ráp bằng
Robot
Dây chuyền
lắp ráp bằng
Robot
Tự động
lắp ráp
Linh hoạt hóa hệ
thống lắp ráp tự động
hóa cao
Phạm vi sản xuất
Biến
sản
phẩm
Thuần tự
động
34. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Tự động hóa
thông thường
Lắp ráp bằng tay
Giá
sản
xuất,
sản
phẩm
tương
đối
Robot lắp ráp
Tính kinh tế khi có sự tham
gia của Robot
Số lượng sản phẩm theo năm
Tính kinh tế trong hệ thống lắp ráp tự
động linh hoạt
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
35. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM Chức năng lắp ráp
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Chi tiết /
Cụm chi tiết
Chi tiết /
Cụm chi tiết
Trước lắp ráp Sau lắp ráp Kết quả
Chức năng khác Thao tác
Đặt vào
• Ghép
• Đổ
• Ép
• Nhờ biến dạng
•Nhờ thay đổi
lượng
Điều chỉnh
•Chỉnh lên
xuống
• Chỉnh ra vào
…
Điều khiển
• Đo
• Kiểm tra
• Đánh dấu
• Làm nóng
• Làm sạch
…
• Sắp xếp
• Phân chia
• Định vị
• Kẹp
…
36. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Nhóm
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Ví dụ
Loại
thiết bị
Thiết bị
yêu cầu
Thiết bị
lưu chứa
Thiết bị
thao tác
Thiết bị
ghép
Thiết bị
quan sát
Con lăn,
băng tải,
cáp tải,
đường dẫn
Kho chứa,
Giá chứa,
ổ tích,
Khay chứa
Robot
công
nghiệp có
điều
khiển NC
Hàn tự
động, tán,
ghép bằng
ren
Camera
có cảm
biến …
Chức năng lắp ráp
37. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM Ví dụ khoan và tháo lắp trên bàn xoay
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Bàn xoay hoàn toàn tự động để
tháo lắp 5 chi tiết
Bàn xoay bán tự động để tháo
lắp và kiểm tra nhóm chi tiết
39. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Thành phần tổ chức lắp ráp
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Dây chuyền sản xuất Dây chuyền sản xuất
dạng chữ U
Tổ chức xưởng
Chức năng A
Chức năng B
Chức năng C
Chức năng D
Phân chức năng
tháo lắp theo
phương pháp và kỹ
thuật
•Gia công loạt lớn
•Thời gian lâu
Phân chức năng
tháo lắp theo kết
quả
•Phối hợp quá trình
•Thời gian nhanh
Phân chức năng
tháo lắp theo lao
động
•Tại một vị trí các
quá trình được thao
tác
•Thời gian nhanh
40. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Chú thích:
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Người thực hiện
Tiếp nguyên vật liệu
Kho chứa
Các bước tiêu chuẩn
Bước thực hiện
Dạng chữ U Hệ thống chạy lấy phôi
Bán tự động
Nguyên tắc tháo lắp
41. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Tới
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Tới
Tới
Tới
Tới
tới
tới
Tới
So sánh các nguyên tắc tháo lắp
Nguyên tắc
tháo lắp
Số lượng Đầu tư Có lợi
Biến sản
phẩm
Dạng chữ U
Bán tự động
Hệ thống
chạy lấy phôi
Hệ thống tháo
lắp linh hoạt
43. Tự
động
hóa
quá
trình
sản
xuất
FMS
&
CIM
Dạng thẳng
Chương 2 Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Dạng quay vòng
Dạng mạng
Theo phạm vi
Tính linh hoạt
•Vị trí chứa nhiên
liệu cố định
•Dễ lấy
•Vị trí chứa nhiên
liệu có thể lựa
chọn
•Vị trí chứa nhiên
liệu cố định
•Ổ chứa phôi quay
lại
•Khó lấy
•Phân loại tháo lắp
trước, chính
•Vị trí chứa nhiên
liệu có thể lựa
chọn
Cấu trúc cung cấp
nguyên vật liệu
trong hệ thống lắp
ráp
