Kỹ thuật lập trình Robot Công nghiệp (Lập trình điều khiển Robot Harmo 4 bậc tự do bằng PLC)

Mục Lục

Lời nói đầu
Hiện nay trên thế giới, do nhu cầu sử dụng robot ngày càng
nhiều trong các quá trình sản xuất phức tạp với mục đích góp
phần nâng cao năng suất dây chuyền công nghệ, giảm giá
thành, nâng cao chất lượng, và nâng cao khả năng cạnh tranh
của sản phẩm đồng thời cải thiện điều kiện lao động. Robot
công nghiệp đang ngày càng có khả năng thích ứng tốt và
thông minh hơn nhờ áp dụng những cấu trúc, phương pháp điều
khiển và những công nghệ mới.
Nhận thức rõ tầm quan trọng của Robot công nghiệp, trường đại học Bách
Khoa Hà Nội đã đưa môn “Kĩ thuật lập trình Robot công nghiệp” vào chương
trình giảng dạy, nhằm giúp sinh viên hiểu biết về lĩnh vực Robot đồng thời
thông qua bài giảng, bài tập lớn còn giúp sinh viên rèn luyện hình thành kỹ năng
thuyết trình, làm việc nhóm và tìm tòi sáng tạo đưa ra ý tưởng thiết kế mới.
Trong quá trình thực hiện Bài tập lớn “Tìm hiểu và lập trình
điều khiển cho Robot Harmo 4 bậc tự do” em đã nắm bắt được
rất nhiều kiến thức, tư duy mới mẻ về lập trình, kết nối PLC, cấu
trúc Robot, có cơ hội nâng cao các kĩ năng như trình bày slide,
báo cáo, làm việc nhóm…
Bản báo cáo này trình bày những hiểu biết em tích lũy được trong thời gian
học tập môn học này, do kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai
sót trong quá trình tính toán, lập trình, mô phỏng. Vì vậy, em rất mong nhận
được sự góp ý của thầy, cô giáo và các bạn đọc.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới cô TS. Trần Thị Thanh Hải đã
dành thời gian định hướng, giúp đỡ, tạo điều kiện về cơ sở vật chất trong quá
trình học tập và hoàn thành bản báo cáo này.

Sinh viên thực hiện
Đặng Xuân Hải

SVTH: Đặng Xuân Hải – 20131217

1


SVTH: Đặng Xuân Hải – 20131217

2


Yêu cầu thực hiện
1.
2.



Tìm hiểu về Robot Harmo UE700SW-2R
Lập trình điều khiển Robot Harmo thực hiện
Gắp vật từ vị trí 4x, 5x đưa về Home và thả và ống phôi
Lấy vật 1, 2 từ ống phôi ở Home đưa đến đặt ở vị trí 2x’,
3x’
 Gắp vật từ vị trí 1x, 2x đưa về vị trí 2y và thả vào ống phôi
 Chọn x tùy ý sao cho phù hợp với chiều dài hành trình tối
đa.

Hình 1: Phân bố các vị trí

SVTH: Đặng Xuân Hải – 20131217

3


Chương 1: Giới thiệu về Robot Harmo
1.1. Giới thiệu về Robot Harmo

Harmo có nhãn hiệu UE700SW-2R, đây là robot có 4 bậc tự do
(3 tịnh tiến theo các trục tọa độ X,Y,Z và một chuyển động
90o
quay
quanh trục X).

Hình 2: Mô hình 3D Robot Harmo UE700SW-2R
1.2. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động
1.2.1. Bậc tự do tịnh tiến theo trục X
Kết cấu của chi tiết trên trục X gồm có:
 Nguồn động lực là động cơ điện xoay chiều 3 pha điều
khiển bằng bộ biến tần Inventer

SVTH: Đặng Xuân Hải – 20131217

4


 Cơ cấu truyền dẫn cơ khí: Sử dụng bộ truyền thanh răng/
bánh răng biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh
tiến
 Hệ thống dẫn hướng: Sử dụng kết cấu dẫn hướng đuôi én
bằng ma sát bi
 Hệ thống đo lường dịch chuyển và phản hồi: Hệ thống đo

lường sử dụng bộ đo gia số encoder, hai vị trí giới hạn
quãng đường dịch chuyển được xác định thông qua hai
cảm biến vị trí lắp ở cuối hành trình

Hình 3: Sơ đồ kết cấu bậc tự do theo trục X
1.2.2. Bậc tự do tịnh tiến theo trục Y

Hình 4: Sơ đồ kết cấu bậc tự do theo trục Y
Kết cấu của chi tiết trên trục X gồm có :
 Nguồn động lực là piston xylanh khí nén
SVTH: Đặng Xuân Hải – 20131217

5


 Cơ cấu truyền dẫn cơ khí: Sử dụng bộ truyền vít me đai ốc
biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến của
các cữ hành trình thực hiện thông qua bộ truyền đai răng
 Hệ thống dẫn hướng: Sử dụng kết cấu dẫn hướng đuôi én
bằng ma sát bi
 Hệ thống đo lường dịch chuyển và phản hồi: Bộ encoder
được gắn trên đầu động cơ một chiều và trên khớp nối đàn
hồi có tác dụng đo góc quay của vít me phản hồi lại bộ
PLC điều khiển việc đặt cữ hành trình và tầm hoạt động
của bộ vít me đai ốc(điều khiển dùng chính xác).

1.2.3. Bậc tự do tịnh tiến dọc trục Z

Hình 5: Sơ đồ kết cấu bậc tự do theo trục z
Kết cấu của chi tiết trên trục X gồm có :

• Nguồn động lực: là piston xylanh khí nén tác động hai
chiều. Ngoài ra hành trình chuyển động của nó được
khống chế bằng các cữ hành trình điều khiển được bằng
các động cơ xoay chiều đảo chiều bằng cuộn dây.
• Cơ cấu truyền dẫn cơ khí: Sử dụng bộ truyền puly đai răng
nhằm nhân đôi hành trình của tay máy theo nguyên lí làm
việc của ròng rọc động. Cơ cấu truyền dẫn cho bộ phần
SVTH: Đặng Xuân Hải – 20131217

6


điều chỉnh cữ là vít me đai và bộ truyền đai răng truyền
chuyển động từ động cơ tới đai ốc.
• Hệ thống dẫn hướng: Sử dụng kết cấu dẫn hướng đuôi én
bằng ma sát bi.
1.2.4. Bậc tự do quay theo trục Ox
Kết cấu của bậc tự do quay theo trục Ox gồm có:
• Nguồn động lực là piston xylanh khí nén tác động hai
chiều với piston một đầu cần.
• Cơ cấu truyền dẫn cơ khí: Sử dụng kết cấu trục khuỷu
thanh truyền để biến chuyển động tịnh tiến thành chuyển
động quay.
• Hệ thống đo lường dịch chuyển và phản hồi: Trên bàn kẹp
dụng cụ được bố trí 2 cảm biến để phản hồi vị trí cho bộ
điều khiển trung tâm biết vị trí hiện tại của bàn kẹp dụng
cụ.

Hình 6: Sơ đồ kết cấu bậc tự do quay theo trục X
1.3. Khâu chấp hành

1.3.1. Truyền dẫn cơ khí trong robot Harmo
Trong robot Harmo sử dụng các loại truyền dẫn cơ khí phổ biến như:
 Cơ cấu đặt cữ dùng bộ truyền vít me đai ốc bi.
 Truyền động đai răng giữa puly động cơ và đai ốc.
 Cơ cấu bánh răng thanh răng.
SVTH: Đặng Xuân Hải – 20131217

7


1.3.2. Dẫn động trong robot Harmo
