Cơ bản cách lập trình và điều khiển cánh tay Robot công nghiệp Phần 1
Cánh tay Robot Công nghiệp là một sản phẩm của tự động hóa. Với nhiều ưu điểm vượt trội đã được các nhà sản xuất đầu tư ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất. Cùng VCC TECH tìm hiểu về sự phát triển, cách lập trình và điều khiển cơ bản của cánh tay Robot công nghiệp nhé!
Tại Nước Ta, thị trường Robot công nghiệp đang tăng trưởng can đảm và mạnh mẽ do nhiều doanh nghiệp vốn FDI và xí nghiệp sản xuất sản xuất chú trọng góp vốn đầu tư vào máy móc tự động hóa. Đặc biệt, cánh tay Robot công nghiệp ứng dụng nhiều nhất trong sản xuất xe hơi, xe máy. Các xí nghiệp sản xuất sản xuất xe hơi xe máy như Vinfast, Huyndai, Thaco, Ford … tiến hành những dây chuyền sản xuất sản xuất đồng điệu Robot công nghiệp .Cánh tay Robot công nghiệp còn được gọi là Robot cộng tác. Theo Wikipedia : “ Robot công nghiệp là robot được sử dụng trong sản xuất công nghiệp. Robot công nghiệp là loại tự động hóa, hoàn toàn có thể lập trình và có năng lực chuyển dời trên hai hoặc nhiều trục ” .
Quá trình phát triển Robot công nghiệp
Trên thế giới
- Năm 1920 Thuật ngữ “Robot” xuất phát từ tiếng Séc (Czech) “Robota” trong 1 vở kích, với nghĩa đen là “lao động khổ sai” (chuyên làm những công việc nặng nhọc).
- Năm 1950, viện nghiên cứu đầu tiên được thành lập.
- Đầu năm 1960, Robot công nghiệp đầu tiên với tên gọi Versatran được công ty AMF cho ra đời.
- 1967-1970, Robot bắt đầu xuất hiện ở các nước phát triển với nhiều công nghệ mới được nghiên cứu và ứng dụng.
- Những năm 1990, số lượng Robot công nghiệp phát triển vượt bậc với nhiều loại công dụng khác nhau.
- Đến nay, trên thế giới có khoảng trên 200 công ty sản xuất Industrial Robot. (Mỹ và Nhật chiếm đa số).
Tại Việt Nam: Việc nghiên cứu và phát triển cánh tay Robot cũng có những bước tiến đáng kể. Có thể kế tới các nghiên cứu động lực học Robot tại các khoa cơ khí, chế tạo máy ở các trường học, viện nghiên cứu. Tuy nhiên, chưa có công ty nào chuyên sản xuất Robot công nghiệp nào ra đời.
Robotics được điều khiển dựa trên sự kế hợp của công nghệ điều khiển số và điều khiển từ xa. Điều khiển số (NC – Numerical Control) được phát triển vào đầu những năm 1950. NC là một phương pháp điều khiển trục máy công cụ bằng các kí tự đã được mã hóa trên băng giấy đục lỗ hoặc các phương tiện khác. Máy công cụ điều khiển số đầu tiên trình diễn Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) Hoa Kỳ vào năm 1952. Sau đó MIT tiếp tục nghiên cứu và phát triền ra ngôn ngữ APT (lập trình tự động).
Máy điều khiển từ xa chính là máy điều khiển từ xa theo nghĩa mọi người hiểu. Đây là một máy điều khiển cơ học được điều khiển bởi con người từ một vị trí cách xa vị trí thao tác ( trong khoảng cách lao lý ). Máy điều khiển từ xa tiên phong được nghiên cứu và điều tra và ứng dụng trong việc giải quyết và xử lý chất phóng xạ ( đầu những năm 1940 ). Máy điều khiển từ xa giúp bảo vệ con người khỏi những việc làm ô nhiễm .
Robot công nghiệp được kết hơp cả 2 công nghệ ngày. Điều khiển số tạo ra thiết bị công nghiệp có thể lập trình được và điều khiển từ xa tạo ra 1 cánh tay kim loại giải phóng sức lao động con người. Cả 2 kết hợp tạo thành cánh tay Robot tự động hóa. Robot công nghiệp đầu tiên được lắp đặt vào năm 1961 để dỡ các bộ phận từ quá trình đúc khuôn.
Điều khiển robot như thế nào?
Robot công nghiệp là một bộ thao tác đa công dụng, hoàn toàn có thể lập trình lại được phong cách thiết kế để chuyển dời vật tư, linh phụ kiện, công cụ hoặc thiết bị chuyên được dùng trải qua những hoạt động được lập trình đổi khác để triển khai nhiều trách nhiệm khác nhau. ” – Thương Hội Công nghiệp Robot tăng trưởng .
Để điều khiển Robot, cần có bộ điều khiển cơ học và mạng lưới hệ thống máy tính phối hợp. Bộ điều khiển cơ học được tạo ra từ chuỗi những link tổng hợp khớp cơ. Các link là những cơ cấu tổ chức cứng và có 5 loại khớp cơ ( hay còn gọi là trục Robot ) chính ( hình 1 ) được sử dụng để cấu trúc tay Robot. Trục giao là những khớp tịnh tiến ; quay, xoắn và quay là những khớp quay. Hai trong số những khớp là tuyến tính, trong đó hoạt động tương đối giữa những link liền kề là tịnh tiến, và ba là loại quay, trong đó hoạt động tương đối tương quan đến hoạt động quay giữa những link .
Thao tác hoàn toàn có thể được chia thành hai phần :
( 1 ) cánh tay và thân, thường gồm có ba khớp nối với nhau bằng những link lớn .
( 2 ) cổ tay, gồm hai hoặc ba khớp nhỏ gọn. Phần này để gắn những bộ phận gia công hoặc thiết bị như camera vision, súng hàn, .. hoặc để gắp thả mẫu sản phẩm .
Cánh tay và thân có tính năng chuyển dời và xác định vị trí trong khoảng trống thao tác của Robot. Cổ tay sẽ triển khai thao tác đúng mực .
Lập trình cánh tay Robot
Các mạng lưới hệ thống máy tính điều khiển IR phải được lập trình để dạy cho robot biết trình tự hoạt động đơn cử để triển khai xong trách nhiệm được giao. Hiện nay khi mua những cánh tay Robot từ những hãng sản xuất, đều có kèm theo hướng dẫn kỹ thuật để lập trình điều khiển. Lần tiên phong lập trình thao tác là khó khăn vất vả nhất. Phải điều khiển IR với không thiếu hoạt động khác nhau và ghi lại chúng vào bộ nhớ máy tính của Robot. Có thể thực thi bằng cách thao tác vật lý hoặc sử dụng hộp điều khiển theo trình tự .
Một cách khác là tự xây dựng thao tác cho Robot bằng cách sử dụng ngôn ngữ lập trình. Đương nhiên việc này khó khăn hơn nhiều. Phải am hiểu ngôn ngữ Robot bao gồm các câu lệnh đặc biệt để điều khiển Robot.
1. Lập trình Robot công nghiệp bằng bộ điều khiển:
Đây là cách lập trình phổ cập nhất lúc bấy giờ, được sử dụng để lập trình 89 % cánh tay robot công nghiệp đang sử dụng trong sản xuất. Sử dụng bộ điều khiển để điều khiển Robot hoạt động giải trí với thao tác mong ước. Các tùy chọn hoạt động thông dụng :
Điều khiển hoạt động dựa vào những khớp :
Ví dụ Robot Yaskawa có hệ tọa độ đặt tại những khớp là mặc định. Chuyển động bằng cách quay những động cơ servo tại những khớp quay hoặc quay động cơ điều khiển hướng chính. Sử dụng cách này được cho phép mạng lưới hệ thống thuận tiện vận động và di chuyển mỗi motor ( link ) theo hướng thuận hay ngược chiều kim đồng hồ đeo tay .
Hình bên là những hướng chuyển dời tự do của Robot Yaskawa. Mỗi hoạt động được ký hiệu bằng 1 ký tự khác nhau : S ( Xoay ), L ( Xuống ), U ( Lên ), B ( Uốn ), R ( Xoay ), T ( Xoắn ). Trong những robot có độ linh động cao như Yaskawa VA1400 II, VS100, SP100B hoặc GP110 sẽ có thêm một bậc tự do thứ 7, được kí hiệu bằng chữ E ( Khuỷu tay ) .
Hệ tọa độ X,Y,Z của cánh tay robot
Cách lập trình với hệ tọa độ XYZ tuân theo quy tắc “ Bàn tay phải ” – lấy Robot làm gốc, từ đó xác lập hướng của họ với trục tọa độ thao tác của Robot. Hệ thống điều khiển của robot Tool Center Point sẽ tự động hóa giám sát vị trí chuyển dời của mỗi khớp, được cho phép người dùng điều khiển theo hệ tọa độ toàn cục X, Y, Z. Bộ điều khiển hoàn toàn có thể vận động và di chuyển từng khớp một cách phối hợp để làm cho điểm tham chiếu chuyển dời trong khoảng trống đến những vị trí được xác lập trước hoặc được “ dạy ”. Nhớ rằng dấu ( + hoặc – ) cho biết hướng của điểm dọc theo mỗi trục, hai điểm khác nhau sẽ không cùng một tọa độ. Ngoài ra, hoạt động xoay quanh mỗi trục được kí hiệu là Rx, Ry hoặc Rz phụ thuộc vào vào trục .
Hệ tọa độ X, Y, Z của cổ tay của robot.
Việc lập trình thao tác của cổ tay liên quan tới ứng dụng cụ thể của từng đầu Robot. Ví dụ công việc hàn, cắt, sơn, gắp thả. Hệ tọa độ này chỉ sử dụng để điều khiển duy nhất đầu công cụ của robot. Nó di chuyển tương ứng với trục tọa độ X, Y, Z của đầu Robot. Điều đặc biệt là hệ tọa độ này không đứng yên, vì chẳng có đầu thao tác nào chỉ thực hiện 1 thao tác, nên gốc tọa độ di chuyển theo chuyển động của công cụ. Thiết lập cho hệ thống thường thiết lập hướng tiếp cận/ hoạt động.
Hệ tọa độ của người dùng
Hệ tọa độ này được thiết lập bởi người dùng trải qua một ứng dụng, giống như cách tự lập trình hoạt động giải trí của Robot. Thiết lập này được tàng trữ và hoàn toàn có thể sử dụng lại khi đổi khác vị trí của cánh tay Robot. Khi lắp camera cho Robot để xác định những cụ thể ( do Robot hoàn toàn có thể nâng được nhiều chi tiết cụ thể tại nhiều vị trí ), sử dụng hoạt động đã được lập trình dựa trên hệ tọa độ của bộ phận .
Hệ tọa độ của người dùng được xác định bởi 3 điểm cho trước. Đối với robot Yaskawa, ba điểm xác định này là ORG (vị trí gốc), XX (một điểm trên trục X) và XY (một điểm trên trục Y). Lưu ý, hướng của trục Y và Z dựa trên phía của trục X mà các điểm XY cho trước.
( còn nữa …. )
VCC TECH đang phối hợp với 1 số đơn vị sản xuất cánh tay Robot Công nghiệp Nhật Bản như Kuka, Yaskawa … để sản xuất những mẫu sản phẩm ứng dụng cánh tay Robot công nghiệp gồm có :
- Dây chuyền sản xuất kết hợp Robot công nghiệp trong sản xuất, đóng gói, xếp pallet…
- Robot công nghiệp trong ngành sản xuất ô tô, xe máy: Robot cắt, hàn, gia công kim loại, gắp thả,…
- Cánh tay Robot công nghiệp ứng dụng trong ngành sản xuất hàng tiêu dùng, thực phẩm, đồ uống: Ứng dụng gắp – thả, di chuyển, đóng gói, đóng thùng và xếp Pallet…
- Robot công nghiệp trong ngành điện, điện tử: Các ứng dụng liên quan đến lắp ráp, gắn keo, kiểm tra…
VCC tự hào là doanh nghiệp tự động hóa mang thương hiệu Việt đang làm việc với các đối tác lớn như: DENSO, Canon, DAIKIN, Panasonic… Chúng tôi muốn khẳng định “Năng lực Việt” với thị trường Đông Nam Á và Nhật Bản. Định hướng trở thành doanh nghiệp hàng đầu trong lĩnh vực chế tạo máy, tự động hóa. Để làm được điều đó, VCC rất cần sự ủng hộ, hợp tác từ các khách hàng, đối tác. VCC sẽ nỗ lực tối đa, xây dựng niềm tin!
Source: https://baoduongdieuhoa24h.com
Category: Điện Tử
