<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>I. KHÁI QT VỀ ROBOT CƠNG NGHIỆP</b>

1. Robot cơng nghiệp là gì?

Robot là một loại máy có thể thực hiện cơng việc một cách tự động bằng sự điều

<b>khiển của máy tính hoặc các vi mạch điện tử được lập trình. Robot cơngnghiệp được lập trình sẵn theo một trình tự nhất định và sử dụng mục đích phục</b>

vụ công việc lắp ráp, sản xuất hoặc chế biến sản phẩm. Robot hỗ trợ rất nhiềucho con người. Đặc biệt là trong những môi trường khắc nghiệt, độc hại và nguyhiểm. <i>Robot cơng nghiệp</i> có tính chính xác cao và hiệu quả vượt trội so với sảnxuất thủ cơng.

Ngồi định nghĩa trên thì Robot cơng nghiệp có thể được định nghĩa theo một sốtiêu chuẩn sau:

<small></small> <b>Theo tiêu chuẩn RIA của Mỹ (Robot institute of America):</b>

Robot là một tay máy vạn năng có thể lặp lại các chương trình, được thiết kế đểdi chuyển vật liệu, chi tiết, dụng cụ, hoặc các thiết bị chuyên dùng thông qua cácchương trình chuyển động có thể thay đổi để hồn thành các nhiệm vụ khácnhau.

<small></small> <b>Theo tiêu chuẩn AFNOR của Pháp:</b>

Robot công nghiệp là một cơ cấu chuyển động tự động có thể lập trình, lặp lạicác chương trình, tổng hợp các chương trình đặt ra trên các trục tọa độ, có khảnăng định vị, định hướng, di chuyển các đối tượng vật chất như chi tiết, đạo cụ,gá lắp theo những hành trình thay đổi đã được chương trình hóa nhằm thực hiệncác nhiệm vụ công nghệ khác nhau

<small></small> <b>Theo tiêu chuẩn TOCT 25686-85 của Nga</b>

Robot công nghiệp là tay máy có một số bậc tư do hoạt động và thiết bị điềukhiển theo chương trình, có thể tái lập trình để hồn thành các chức năng vậnđộng và điều khiển trong quá trình sản xuất.

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

2. Kết cấu chung của một robot

3. Phân loại

a. Theo các ngành nghề công nghiệp

- Robot sử dụng trong ngành sản xuất oto xe máy – Automotive industry- Robot sử dụng trong gia cơng cơ khí

- Robot sử dụng trong ngành dược phẩm, y tế- Robot sử dụng trong ngành hóa chất- Robot sử dụng trong ngành công nghiệp gỗ- Robot sử dụng trong ngành chế tạo linh kiện điện tửb. Theo chức năng sử dụng :

Trong Cách mạng công nghiệp 4.0 việc ứng dụng tự động hóa, trí tuệ nhân tạovào sản xuất, kinh doanh là một xu hướng tất yếu nhằm tạo ra năng suất laođộng cao. Trên thế giới đã có nhiều nhà máy sử dụng tồn bộ hệ thống dâychuyền sản xuất tự động hóa, đưa rơ-bốt vào thay thế sức lao động của conngười, tạo ra các sản phẩm tốt, độ chính xác cao

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Hiện nay trên thế giới, do nhu cầu sử dụng robot ngày càng nhiều trong các quátrình sản xuất phức tạp với mục đích góp phần nâng cao năng suất dây chuyềncông nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lượng, và nâng cao khả năng cạnhtranh của sản phẩm đồng thời cải thiện điều kiện lao động, nên robot cơngnghiệp cần có những khả năng thích ứng tốt và thông minh hơn với những cấutrúc đơn giản và linh hoạt.

<b>Robot hàn- Welding Robot </b>

Robot hàn là robot công nghiệp sử dụng chủ yếu cho nguyên công hàn trong cácdây chuyền sản xuất cơ khí

Những lợi ích khi sử dụng robot hàn

– Có độ chính xác và năng suất cao, nâng cao độ tin cậy của mối hàn. Một khiđược lập trình hợp lý, các robot sẽ tạo ra những mối hàn y như nhau trên các vậthàn cùng kích thước và quy cách.

– Chuyển động của mỏ hàn được tự động hóa sẽ giảm nguy cơ mắc lỗi trongthao tác, do vậy giảm phế phẩm và khối lượng công việc phải làm lại. Robotkhông những làm việc nhanh hơn mà cịn có thể hoạt động liên tục suốt ngàyđêm, hiệu quả hơn nhiều so với một thiết bị hàn tay.

– Qúa trình hàn được tự động hóa giải phóng người công nhân khỏi những táchại khi hàn do tiếp xúc với bức xạ hồ quang, vẩy hàn nóng chảy, khí độc.

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

– Tốc độ: một robot có thể hàn nhanh hơn so với một con người, vì đèn hàn lnnằm theo hướng tối ưu và di chuyển càng nhanh càng tốt. Ngoài ra, chu kỳ hàncủa robot ln giữ ngun. Điều này giúp q trình hàn dễ dàng hơn và hiệusuất hàn dễ tính tốn hơn, nhờ vậy khách hàng có thể tưởng vào việc nhận đượcsản phẩm đúng theo thời gian đã hứa.

– Thời gian xử lý được tiết kiệm theo một cách khác. Do mối hàn robot nóichung là sạch hơn so với mối hàn của người, nên ít phải thay thế và dọn dẹphơn. Điều này tiết kiệm thêm thời gian trong các thao tác đầu ra.

– Chất lượng: Chuyển động nhất quán cũng có nghĩa là chất lượng nhất quán.Với đèn hàn và các mảnh ghép ở cùng vị trí và di chuyển với cùng tốc độ, chúngsẽ được hàn giống nhau. Nguy cơ biến dạng không xuất hiện, và do robot khơngbiết mệt mỏi là gì, nên sản phẩm hàn sẽ giống nhau từ đầu tới cuối. Đặc biệt, vớicác bộ phận đặc biệt quan trọng, tự động hóa mang lại cho khách hàng sự tintưởng vào sự toàn vẹn của mỗi mối hàn.

– Phế liệu: Chất lượng nhất quán nghĩa là khơng có sản phẩm hàn nào bị loại bỏdo mối hàn không tốt. Điều này đặc biệt quan trọng trong các cơng việc giá trịcao, nơi khơng có chỗ trong ngân sách cho sửa chữa hay bổ sung. Nó cũng tăngmức độ đảm bảo cho người mua khi không phải lo lắng về kỹ năng hay kinhnghiệm của thợ hàn.

– Chất thải: Ngoài các bộ phận phế liệu, các chất tiêu thụ cũng là nguồn chấtthải trong hàn. Do hàn robot nhanh hơn, nên việc sử dụng chất nóng chảy, khíhàn, kim loại độn sẽ được giảm thiểu. Điều này thực sự có ý nghĩa khi hàn sốlượng lớn trong suốt một khoảng thời gian dài.

– Giảm chi phí: Hàn robot rất hiệu quả, đặc biệt là đối với quá trình sản xuất dàihơi với việc lập trình thời gian phân bổ theo lượng lớn các mảnh ghép. Một tếbào hàn tự động hiện đại thậm chí có thể chạy mà không cần giám sát suốt giờnghỉ giải lao, ban đêm và những ngày cuối tuần, giảm chi phí hơn nữa bằng cáchtăng hiệu suất.

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Robot cắt- Cutting Robot

<b>Robot gắp sản phẩm – Handling Robot </b>

Robot Yaskawa Motoman MPL1601. Ứng dụng:

Chúng ta sử dụng robot loại handling hoặc palletizing tùy theo ứng dụng:

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<small></small> Bốc xếp bao từ dây chuyển sản xuất lên pallet.<small></small> Bốc xếp các loại thùng hàng.

<small></small> Di chuyển sản phẩm từ vị trí này sang vị trí khác.2. Giải pháp :

<small></small> Thiết kế giải pháp tổng thể: thiết kế băng tải ra hàng, robot, cấp pallettự động, di chuyển pallet sang vị trí khác sau khi xếp hàng

<small></small> Thiết kế tay gắp hang (bằng khí nén hay sử dụng servo tùy theo loạisản phẩm cần gắp

<small></small> Mô phỏng, thiết kế hệ thống. Cung cấp giải pháp tối ưu cho hoạt độngcủa robot và đảm bảo an toàn khi vận hành.

3. Mục đich:

Việc sử dụng nhân công để bốc xếp hàng hóa gây tốn kém chi phí cũng như ảnhhưởng đến năng suất lao động về lâu dài. Ngoài ra, sử dụng nhân công cũngtiềm ẩn nhiều nguy hiểm cho an tồn lao động do phụ thuộc tình trạng sức khỏe,tinh thần nhân công khi làm việc.

Đồng thời đối với các mơi trường làm việc nhiều khói bụi, độc hại như các nhàmáy sản xuất xi măng thì việc sử dụng robot sẽ đảm bảo được an toàn lao độngcũng như sức khỏe của người vận hành.

<b>Robot sơn – Painting Robot</b>

robot sơn abb

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Robot sơn có thể mang lại hiệu quả ứng dụng cao như bất kỳ hệ thống sơn tựđộng nào, nếu nó được sử dụng theo đúng phương pháp kỹ thuật. Ngược lại,trong trường hợp nó được trang bị những thiết bị tốt nhất nhưng kỹ thuật viênkhơng có kỹ năng vận hành và tích hợp hệ thống, họ vẫn khơng thể có được hiệuquả ứng dụng và hiệu suất vận hành cao từ phía robot.

<i>Tận dụng tối đa hiệu suất robot</i>

Tính năng hữu ích của robot sơn là độ chính xác và khả năng lặp lại. Robot có thể di chuyển từ điểm A đến điểm B với cùng một tốc độ liên tục. Vì thế, nếu kỹ thuật viên tận dụng được hiệu suất này, hệ thống vận hành của robot sẽ đạt được năng suất và hiệu quả kinh tế cao ngay cả khi đang làm việc ở môi trường kém tác động.

<i>Để thực hiện được điều này, lập trình viên cần chú ý:</i>

• Thứ nhất, kiểu dáng cấu trúc, sự di chuyển, và khả năng định vị của robot.• Thứ hai, hệ thống điều khiển tốc độ dòng chảy sơn phải chính xác, và điều chỉnh đáp ứng chu trình sơn

• Thứ ba, kích thước và hình dạng của tia phun phải được kiểm soát, điều chỉnh, đáp ứng với chu trình sơn.

• Thứ tư, bật/tắt hiển thị thời gian cho thiết bị chun dùng phải nhanh mà khơng có sự lệch pha.

• Thứ năm, hiệu suất chuyển đổi phải lặp lại được.

• Cuối cùng, buồng phun sơn phải giữ nguyên tính nhất quán và làm việc trong điều kiện thích hợp.

Ngồi ra, độ biến thiên trong hệ thống hỗ trợ của robot cũng làm giảm hiệu suất toàn bộ quy trình sơn khi nó vận hành trong điều kiện mơi trường làm việc xấu. Điển hình như: Hệ thống điều khiển khơng kiểm sốt được tốc độ dịng chảy củasơn chính xác, khiến tốc độ dịng chảy tăng nhanh. Việc tăng này không chỉ làm cho sơn được sử dụng nhiều hơn định mức mà còn ảnh hưởng đến tồn bộ chu trình sơn, tăng phun sơn lõi và làm giảm chất lượng sản phẩm. Do đó, robot sơn hay bất kỳ hệ thống sơn tự động nào cũng đều yêu cầu kỹ thuật viên phải có kiến thức, khả năng cài đặt và tích hợp thiết bị thích hợp với hệ thống hỗ trợ quytrình sơn, sao cho nó đạt được hiệu suất làm việc và chất lượng sản phẩm tốt nhất.

<i>Bảo vệ hiệu quả ứng dụng</i>

Kích hoạt sơn giảm thiết bị hay kích hoạt sơn khi khơng có thiết bị nào sẵng sàng, vị trí ban đầu khơng thích hợp với khoảng cách giữa hai đối tượng, góc ứng dụng khơng tương thích, lực cơ khí liên tục thay đổi đột ngột tại các vị trí, các dạng tia sơn lớn… là những yếu tố ảnh hưởng khơng nhỏ đến hiệu quả ứng dụng của tồn hệ thống tự động. Vì thế, cho dù hệ thống hỗ trợ tự động hố đángtin cậy đến đâu, thì khả năng thực hiện chương trình và thiết lập đường dẫn để tăng hiệu suất toàn hệ thống vẫn là điều kiện quan trọng nhất. Bên cạnh đó, hiệu suất chuyển đổi, tổng lượng và chu kỳ thời gian ít cũng ảnh hưởng lớn tới lệnh chờ và sự di chuyển của robot. Do vậy, khi robot hay nhiều robot cùng sơn một đối tượng, thì chương trình ứng dụng phải được cài đặt và sắp xếp hợp lý sao cho hiệu quả tác động lên chu trình tồn hệ thống đảm bảo chất lượng sản phẩm

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

và không gây thiệt hại cho thiết bị. Robot sơn sẽ ln là trợ thủ đắc lực trong cácquy trình nếu nó được chăm sóc và bảo vệ hợp lý.

<b>Robot pallet – Palletizing Robot </b>

Robot yaskawa cho nghành chế biến gỗ

Là robot được thiết kế đặc biệt, dành riêng cho các khâu đóng gói, xếp loạinhiều pallet, sản phẩm thành phẩm như thùng carton, túi/ bao, hộp, thùng,chai/lọ trong nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp khác nhau.

Cấu trúc của robot palettizer đơn giản, rất dễ và thuận tiện trong bảo trì và sửachữa. Các bộ phận & phụ kiện của máy được tối giản để hạn chế phát sinh cácchi tiết phải bảo trì.

Hoạt động của robot palettizer rất linh hoạt thậm chí ở trong những khơng giannhỏ hẹn những vẫn đảm bảo hiệu suất cao trong làm việc.

Tất cả các điều khiển vận hành và hoạt động đều được hiển thị trên màn hìnhhiển thị của tủ điều khiển, robot có thể vận hành 24h/ ngày liên tục và hiệu năngcủa robot bằng nhiều lao động nên tiết kiệm rất nhiều nhiều chi phí nhân cơngsản xuất trong một thời gian dài…

<b>Robot hợp tác – collaborate robot </b>

Khái niệm về robot hợp tác

Robot hợp tác (collaborate robot)hay còn gọi là co-bot là loại robot được sửdụng nhằm mục đích có thể làm việc chung với con người.Điều này rất khác biệtso với các robot công nghiệp hiện nay là được thiết kế để làm việc độc lập và

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

ln có khung bảo vệ xung quanh robot, nhằm hạn chế gây thương tích cho conngười.

Cobots có thể có nhiều vai trị – từ robot tự động có khả năng làm việc cùng vớicon người trong một môi trường đến những nhiệm vụ làm việc độc lập. Robotcông nghiệp cộng tác là những cỗ máy rất phức tạp có khả năng phối hợp tay vớicon người một cách hiệu quả, giúp giảm thiểu những nhiệm vụ khó khăn hoặclặp đi lặp lại của con người.

Cobots được phát minh vào năm 1996 bởi J. Edward Colgate và MichaelPeshkin, giáo sư tại Đại học Northwestern. Bản đệ trình bằng sáng chế Hoa Kỳnăm 1997 mô tả cobots là “an apparatus and method for direct physicalinteraction between a person and a general purpose manipulator controlled by acomputer.

* Các loại robot hợp tác:

Công ty tiên phong về robot công nghiệp dựa trên nền tảng KUKA của Đức pháthành năm 2004 là Lbot đầu tiên 3. Robot cộng tác này là kết quả của sự cộng táclâu dài với Viện Trung tâm vũ trụ Đức kể từ năm 1995. KUKA đã cải tiến côngnghệ cobotics trên KUKA LBR 4 (2008) thành KUKA LBR iiwa (2013)Universal Robot đã phát hành cobot đầu tiên, UR5, vào năm 2008. Vào năm2012, cobo UR10 đã được phát hành, và sau đó là một bảng cobot, UR3, vàonăm 2015.

Rethink Robotics đã phát hành một cobot công nghiệp, Baxter, vào năm 2012 vàrobot Sawyer hợp tác nhỏ hơn, nhanh hơn vào năm 2015, được thiết kế cho caonhiệm vụ chính xác.

<b> II. TÌM HIỂU VỀ ROBOT ABB1. Giới thiệu</b>

Robot Abb là một hệ thống Robot sơn xe ô tô nổi tiếng và phổ biến đến từ ThụySĩ. Robot Abb là hệ thống phun màu tự động hóa, bao gồm: 8 Robot sơn IRB5400 và 4 Robot IRB 5300.

<b>2. Đặc điểm của Robot Abb</b>

<small></small>Khả năng nhận dạng hình ảnh tốt.

<small></small>Phù hợp sơn nhiều loại xe, đặc biệt là dòng xe tải Actros và Atego.<small></small>Sơn được trên nhiều bề mặt và vật liệu.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

c. Phần mềm quản lý và vận hành

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Là khơng gian lập trình, thường sẽ được sử dụng để nhận và truyền đạt thông tinvề mệnh lệnh cũng như yêu cầu đến với robot.

Phần mềm lập trình u cầu phải đồng bộ với ngơn ngữ lập trình, dễ sử dụng.

<b> 4. Ngun lí hoạt động</b>

Gồm có 6 trạm, cụ thể là:

<small></small> Trạm làm sạch: tại đây, các buồng lái sau khi sẽ được làm sạch tồn bộbằng tay sau q trình sơn lấp chỗ trống. Thời gian hoạt động của mỗitrạm dao động là 3 phút.

<small></small> Trạm nội bộ thứ nhất: Đây là trạm có Robot hỗ trợ. Do đó, mọi hoạt độngtại trạm nội bộ thứ nhất đều diễn ra tự động. Ở trạm này có gắn một hệthống quan sát. Mục đích của nó là thu thập số liệu, quan sát vị trí, ghinhận những thành phần có mặt rồi truyền về cho Robot. Tiếp đến, sẽ có 2Robot Abb chịu trách nhiệm mở cửa để 2 Robot phun sơn đi vào. Nhiệmvụ của 2 Robot phun sơn là phun các mép cửa, cửa ra vào, các phần nếpgấp và phun toàn bộ vỏ ngoài.

<small></small> Trạm nội bộ thứ 2: hai Robot IRB 5400 tại đây sẽ nâng ô tô lên độ caokhoảng 1,7m để sơn dưới gầm và buồng lái.

<small></small> Trạm nội bộ thứ 3: tại đây, Robot sẽ chịu trách nhiệm sơn phần nội thấtcủa buồng lái.

<small></small> Trạm nội bộ thứ 4: Robot tại đây sẽ chịu trách nhiệm sơn phần bên ngoàicủa buồng lái.

<small></small> Trong trạm thứ 5, hai robot IRB 5400 chịu trách nhiệm thực hiện các ứngdụng cuối cùng trên bề mặt bên ngoài.

<small></small> Trạm cuối cùng cũng là trạm quan trọng nhất, Robot sẽ quét một vòng vàkiểm tra trực quan lại tồn bộ bề mặt sơn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Trong cơng nghiệp, robot ngày càng có vai trị quan trọng, có thể giúp con ngườilàm những công việc mà cần nhiều nhân cơng, địi hỏi tay nghề cao,…

Chính vì vậy, việc phát triển robot dùng trong cơng nghiệp có tầm quan trọng,góp phần giúp cuộc sống con người bớt bận rộn hơn, tiến đến cuộc sống hiện đạivà tiện nghi.

</div>