Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ROBOT VẬN CHUYỂN CHO HỆ THỐNG.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ROBOT VẬN CHUYỂN CHO HỆ THỐNG.

Tải bản đầy đủ - 0trang

- Kiểu điều khiển: Có hai kiểu điền khiển hay dùng cho robot đó là điều

khiển điểm - điểm và điều khiển contour. Điều khiển điểm - điểm được dùng cho

các robot hàn điểm, vận chuyển,...Điều khiển contour vạn năng hơn nhưng trước

đây được dùng ít hơn vì phải sử dụng hệ thống điều khiển phức tạp và đắt tiền.

Vì robot của ta chỉ có nhiệm vụ vận chuyển là chính nên dùng kiểu điều khiển

điểm - điểm ( point to point ). Các điểm mà robot cần tới được đặt cố định và

được xác định bằng cảm biến đặt tại điểm đó. Khi cảm biến báo robot đã tới

điểm cần tới thì hệ điều khiển sẽ hoạt động thực hiện cơng việc đã được lập trình

tại điểm đó.

- Giao diện với thiết bị ngoại vi: Robot có nhiệm vụ chuyển phôi từ trạm

phân loại đến trạm kho chứa của hệ thống CIM. Hệ điều khiển của máy tính

được ghép nối với máy tính qua cổng RS-485 ( mạng truyền thông được sử dụng

rất phổ biến trong công nghiêp ) và có phần mềm điều khiển hoạt động của nó.

- Các tiện ích: trên phần mềm điều khiển robot ta có thể chọn các chế độ

điều khiển robot khác nhau như chế độ chạy tự động ( Autorun mode ) hay chế

độ điều khiển bằng tay ( manual control mode ).

- Robot sẽ được điều khiển bằng PLC.

2. Trình bày nguyên lý hoạt động của robot.

Khi trạm phân loại của hệ thống CIM báo đã có phơi đến robot sẽ tự

động chạy đến vị trí gắp phơi. Robot tiến hành gắp phôi rồi di chuyển đưa phôi

đến kho chứa để tiến hành đưa phôi vào trong kho.

Chuyển động tịnh tiến của robot theo trục X được thực hiện bởi xilanh khí

nén (Xilanh trượt và xilanh 2 ti) lắp trên trục X. Chuyển động quay của robot

được phát động nhờ xilanh khí nén (Xilanh quay 180 độ). Trục của thân robot

quay quanh trục Z nhờ được lắp chặt với ổ bi gắn trên xilanh quay. Chuyển động

tịnh tiến của robot theo trục Z được thực hiện bởi xilanh khí nén (Xilanh chống

xoay) lắp trên trục Z. Tay kẹp được thiết kế dưới dạng hai khối V để thuận lợi

cho việc định vị cũng như kẹp chặt chi tiết khi di chuyển. Lực kẹp của tay kẹp

được thực hiện nhờ xilanh. Thông số cụ thể của các xilanh nói trên được trình

bày ở mục 4.

Toàn bộ thân của robot được đặt trên một xilanh trượt. Khi dùng xilanh

trượt ta có thể điều khiển chính xác vị trí cần đến .



3. Tính tốn, thiết kế một số chi tiết điển hình của robot.

3.1 Một số chi tiết điển hình của robot.

- Xilanh thực hiện chuyển động tịnh tiến theo trục Z, tay kẹp:



Hình 3.1 Xilanh chống xoay



- Xilanh dùng để thực hiện chuyển động dọc trục X.



Hình 3.2 Cấu tạo của Xilanh tịnh tiến



Bore size

(mm)

20



A



AL



B1



B2



D



E



F



G



H



H1



H2



I



K



18



15.5



13



26



8



20



13



8



41



5



8



28



5



MM



N



NA



NN



P



S



ZZ



M8x1.25



15



24



M20x1.5



1/8



62



116



Hình 3.3 Xilanh tịnh tiến 2 pít-tơng



- Xilanh trượt và xilanh quay:



Hình 3.4 Xilanh khơng trục



Hình 3.5 Xilanh Quay



- Khối V (má kẹp):



Hình 3.6 Má kẹp chữ V

- Khối mặt bích định vị:



Hình 3.7 Hai mặt bích định vị

3.2Cấu tạo của hệ thống vận chuyển sản phẩm.

- Xilanh không trục: Thân robot di chuyển tịnh tiến.

Xilanh không trục (xilanh trượt): Cấu tạo chính của xilanh khơng trục gờm 1

nam châm, 1 bàn trượt 2 ống dẫn khí và 1 ống chống xoay. Dòng khí được sử

dụng dùng để sinh lực đẩy nam châm về hai phía của xilanh, nam châm sinh ra

lực hút lên bàn trượt nên khi nam châm di chuyển thì bàn trượt sẽ di chuyển theo

(Lực hút của nam châm lên bàn trượt luôn luôn lớn hơn lực đẩy của khí nén).

- Xilanh quay: Tạo chuyển động quay cho cánh tay robot.



Xilanh quay sẽ hoạt động bằng van điện từ 3/2, 5/2 và 4/2… Piston sẽ có thanh

truyền động tới bánh răng, góc quay từ 0-360 độ với momen xoắn vào khoảng

0.5-25 Nm áp suất vận hành 6.1bar và tùy theo đường kính của piston. Xilanh

được điều khiển bằng van khí nén 5/3, 5/2 để cấp khí nén.

Góc quay của xy lanh 0-360 độ tùy thuộc vào kích thước của cánh gạt.



Hình 3.8 Cấu tạo xilanh quay

- Xilanh khí nén chống xoay : Tạo

chuyển động tịnh tiến cho cánh tay robot

theo trục Z.



Hình 3.9 Xilanh tịnh tiến chống xoay

Xilanh khí nén tác động kép hay còn gọi là xilanh hai chiều: dòng khí

được sử dụng dùng để sinh lực đẩy piston từ hai phía, đối với dạng này xilanh có

2 lỗ dùng cấp ng̀n khí nén, lưu lượng khí nén cấp cho van lại sử dụng các

dòng van điện từ chia khí 4/2, 5/2 hoặc 5/3 1 đầu cuộn coi hoặc 2 đầu đều được

Xy lanh kép có cần piston về một phía do diện tích 2 mặt piston khác

nhau vì vậy lực tác dụng lên cần piston cũng khác nhau (về cơ bản thì lực đẩy

bao giờ cũng lớn hơn lực kéo), có 2 dạng xy lanh kép thường gặp là:

+ Xy lanh kép không có đệm giảm chấn



+ Xy lanh kép có đệm giảm chấn có thể điều chỉnh được hành trình

Xy lanh có cần piston 2 phía gọi là xy lanh đờng bộ vì diện tích hai mặt

đều bằng nhau vì vậy lực tác động sinh ra sẽ như nhau.



Hình 3.10 Cấu tạo chính của xilanh tịnh tiến

- Xilanh khí nén 2 piston chống xoay : Tạo chuyển động tịnh tiến cho cánh

tay robot theo trục X.



Hình 3.11 Xilanh 2 pít-tơng chống xoay

Ngun lý hoạt động tương tự như xilanh chống xoay.

- Tay kẹp khí nén : Kẹp và giữ vật.



Hình 3.12 Tay kẹp khí nén

Tay kẹp của robot là phần tiếp xúc với chi tiết .Có 2 loại tay kẹp:một dùng để

gắp vật và hai là loại có mục đích đặc biệt là gắn các chi tiết vào tay robot. Tay

kẹp thực hiện các công việc như chất tải hay rỡ tải ,cầm và mang vật từ nơi này

đi nơi khác sau đó đặt chúng lên một băng tải .Mục đích của loại tay kẹp thứ 2 là

thực hiện những công việc mang tính chính xác .Có thể thấy loại này ở các máy

hàn ,cơ cấu thay dao …

Tay kẹp có thể thuần tuý là tay kẹp cơ khí hoặc là bộ phận nắm chi tiết bằng

cách gắn vào chi tiết sử dụng các máy móc .Có một số tay kẹp gắp chi tiết bằng

cách cặp bên ngoài hay bên trong bề mặt chi tiết .

Một tay kẹp thường có một bộ dẫn động cơ khí ,nó khơng được cho là một phần

của robot cho đến khi nó khơng thay đổi đIểm đặt và chiều của hệ thống

robot.Tay kẹp thường hoạt động với hệ thống có các ngón tay được gắn vào tay

kẹp hoặc bộ phận có kết cấu đóng mở .Các ngón tay có thể được thay đổi bằng

các ngón tay khác ,cho phép linh hoạt .Tay kẹp có thể hoạt động với 2 ngón hay

nhiều hơn .Càng nhiều ngón thì càng khó đIều khiển các ngón,nhưng tay kẹp sẽ

linh hoạt hơn.Tay kẹp 2 má là loại phổ biến nhất trong các loại tay kẹp .Có một

số loại như:tay kẹp quay ,song song ,khuỷu đều có 2 giá để lắp các ngón tay

.Các ngón tay này sẽ tiếp xúc với chi tiết cần gắp .các má kẹp có thể di chuyển

đờng thời hoặc khơng khi mở và đóng.Tay kẹp 3 má là loại đặc biệt hơn .tất là

các loại tay kẹp 3 má đều có 3 giá để lắp các ngón tay .Khác với tay kẹp 2 má



,loại này khi mở đóng ln chuyển động đờng thời vào tâm của tay kẹp.Tay kẹp

3 má tiếp xúc với chi tiết tốt hơn loại 2 má .

Yêu cầu cơ bản đối với tay kẹp là làm việc tin cậy ,bắt đúng đối tượng, giữ chắc

….nhưng khơng làm hỏng đối tượng .Ngồi ra nó phải gọn nhẹ tác động

nhanh.Tính vạn năng và sự gọn nhẹ luôn mâu thuẫn với nhau .Một mặt người ta

cố gắng mở rộng phạm vi đối với tay kẹp .Mặt khác tạo ra bộ tay kẹp có tính

năng khác nhau để có thể lựa chọn tay kẹp phù hợp cho công công việc .

Phân loại: Tay kẹp được phân loại theo nhiều đặc trưng khác nhau như theo

công dụng ,phương pháp giữ vật ,tính vạn năng …Chúng ta quan tâm đến các

đặc trưng liên quan trực tiếp đến kết cấu :

Theo nguyên lý tác động ta có tay kẹp cơ khí ,chân khơng ,từ trường.

Theo ng̀n năng lượng có tay kẹp dẫn động điện ,khí nén ,thuỷ lực .

3.3 Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng một số chi tiết của robot.

3.3.1 Quy trình cơng nghệ gia cơng khối V ( Cơ cấu tay kẹp ).

a) Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết.

- Giá đỡ V cần được gia công là chi tiết dạng hộp.

- Chi tiết dạng hộp là loại chi tiết cơ sở quan trọng của một sản phẩm.Chi

tiết dạng hộp gồm những chi tiết có hình khối rỗng ( xung quanh có thành vách )

thường làm nhiệm vụ của chi tiết cơ sở để lắp các đơn vị lắp ( nhóm,cụm, bộ

phận ) của những chi tiết khác lên nó tạo thành một bộ phận máy hay có nhiệm

vụ đỡ chi tiết khác.

- Chi tiết gia cơng có :

+ Những bề mặt chính: Mặt đáy A có độ nhẵn bóng u cầu Ra=2,5; bề

mặt 2 lỗ có Ra=1,25; mặt đáy A và 2 lỗ được chọn làm chuẩn tinh thống nhất

trong quá trình gia cơng chi tiết. Bề mặt làm việc hình chữ V là bề mặt làm việc

quan trọng nhất của chi tiết cần gia cơng có Ra= 1.25 và là góc làm việc chính.

+ Những bề mặt làm việc phụ: 2 mặt trên B,C; 2 rãnh D,E song song; 2

cạnh song song trước sau; 2 bề mặt bên song song.

) Phân tích tính cơng nghệ trong kết cấu của má kẹp V.



Trên cơ sở phân tích kết cấu của chi tiết ta thấy:

- Kết cấu bề mặt chữ V cho phép khi gia cơng thoát dao dễ dàng.

- Có thể đưa dao vào gia công dễ dàng.

- Trên chi tiết cần gia cơng 2 lỗ , do đường kính lỗ nhỏ khó đúc do vậy

khơng thể đúc sẵn lỗ.

- Chi tiết có đủ độ cứng vững cho quá trình gia cơng và quá trình làm

việc.

- Bề mặt được chọn làm chuẩn: (bề mặt A và 2 lỗ) có đủ diện tích.



A



Hình 3.13 Hình chiếu má kẹp chữ V

c) Lập tiến trình cơng nghệ gia cơng.

Thứ tự các ngun cơng:

Ngun công I: Phay mặt phẳng chuẩn đáy A

Nguyên công II: Phay mặt bên.

Ngun cơng III: Phay mặt bên còn lại.

Ngun công IV: Phay hai mặt trước và sau.

Nguyên công V: Phay hai mặt trên và một mặt trước rãnh V.

Nguyên cơng VI: Khoan-kht-doa hai lỗ .

Ngun cơngVII: Phay rãnh phía trên hai lỗ

Nguyên công VIII: phay rãnh thoát dao.

Nguyên công IX: Phay rãnh chữ V



Nguyên công X: Tổng kiểm tra.

Thiết kế nguyên công.

Nguyên công I: Phay mặt đáy A.

Định vị và kẹp chặt.

Định vị: Để gia công mặt đáy ta định vị 5 bậc tự do. Do các bề mặt là thô

ta định vị ở mặt dưới đối diện mặt A định vị 3 bậc tự do bằng phiến tỳ có khía

nhám và ở mặt bên hai bậc tự do nhờ hai chốt tỳ có khía nhám.

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp ren vít, lực kẹp có chiều hướng từ phải sang

trái vng góc với bề mặt định vị bên.

Sơ đờ định vị và kẹp chặt:

n



Rz20



W



S



Hình 3.14 Ngun cơng I

Chọn máy và chọn dao.

Chọn máy: Máy phay đứng 6H12 có công suất Nm = 7Kw.

Chọn dao: Sử dụng dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK8,

D = 63mm, L = 197mm, Z = 5.

Lượng dư gia công Zb = 3 mm.

Tính tốn chế độ cắt.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ROBOT VẬN CHUYỂN CHO HỆ THỐNG.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×