Lí thuyết điều khiển nâng cao - Chương 6: Tự động hóa quá trình lắp ráp

C H Ư ƠNG 6 
TỰ Đ Ộ NG HÓ A 
Q UÁ	TR Ì NH LẮP RÁP 
6 - 1 . CÁC VẤN ĐỀ C H UNG CỦA T Ự 
Đ Ộ NG HO Á Q UÁ T R Ì NH L ẮP RÁP . 
6 - 2 . Đ Ị NH VỊ C H I TIẾ T KH I L ẮP RÁP 
T Ự Đ Ộ NG . 
6 - 3 . Đ IỀ U KH IỂ N VÀ X ÁC Đ Ị NH C H Ế 
ĐỘ L ẮP RÁP T Ự Đ Ộ N G . 
6 - 4 . ỨNG DỤNG R Ô B Ô T T R O NG L ẮP 
RÁP T Ự Đ Ộ N G . 
C Á C VẤ N Đ Ề CHUN G CỦ A T Ự ĐỘN G 
HO Á 
QU Á 
T R Ì N H LẮ P RÁ P 
 K h ái n iệm . 
 Hệ t hốn g c ôn g ngh ệ lắp r á p . 
 C ác nh iệm v ụ cơ b ả n . 
 Độ c h í n h x ác c ủ a h ệ t hốn g lắp r áp tự độn g 
. 
 Nă n g s u ất c ủ a h ệ t hốn g . 
 P h ư ơ n g h ư ớ n g ph át t r iển c ủ a tự độn g ho á. 
T ự độn g qu á t r ì n h lắp r áp là g ì ? 
 L à kh â u cu ố i cùng của quá t r ì nh 
s ả n x u ất . 
 T h ự c h i ện	 li ên	kết c á c chi t i ết v à cụm chi t i ết v ớ i nh a u đ ể	 tạ o ra s ả n ph ẩ m y êu c ầ u . 
Hệ thống công nghệ lắp r áp 
 
 
 
K h ái n iệm . 
C ác g iai đo ạn t r on g qu á t r ì n h lắp r á p . 
M ộ t s ố h ệ t hốn g lắp r áp c ơ b ản . 
Hệ t hốn g c ôn g ngh ệ lắp r áp là g ì ? 
 Là t ập h ợ p c ủ a các ph ần t ử v à c ơ 
cấ u , 
đ ư ợ c t h i ết l ập đ ể ho àn t h à n h m ộ t 
nh i ệm v ụ l ắp r áp đ ã đ ị n h t rư ớ c . 
C ác c ôn g đo ạn t r on g qu á t r ì n h lắp r áp 
o 
T i ếp nh ận c h i ti ết c ơ s ở v à c h i ti ết l ắp ráp đ ư a v ào v ị t rí 
c ôn g t ác . 
G á đ ặt c h i ti ết cơ s ở v à địn h v ị s ơ b ộ c h i ti ết l ắp rá p . Đ ịn h v ị c hín h x ác c h i ti ết c ơ s ở v à c h i ti ết l ắp rá p . L i ên k ết các c h i ti ết 
o 
o o o 
K i ểm t ra v ị t rí t ư ơ n g qu an c hín h x ác c ủ a c h i ti ết c ơ s ở 
c h i ti ết l ắp rá p . 
Đư a s ản ph ẩm ra khỏ i v ị t rí l ắp rá p . 
v à 
o 
S ơ đ ồ hệ 
t hống 
lắp ráp c ơ bản 
C T L R 1 
C T L R 2 
C T L R 3 
C T L R 4 
C T CS 1 
Đ V L R 
V C 1 
V C 2 
V C 3 
V C 4 
NL 
TH 
V L P 
Đ G 
D C 
C T C S : c hi ti ế t 
cơ sở. 
C T L R : c hi t i ế t l ằ p rá p. 
VC : c ơ cấ u v ậ n 
c hu y ể n. 
Đ V L R : đơn vị l ắ p rá p. 
N L : 
n ă ng l ư ợn g . 
TH : t í n hi ệ u. 
V L P : v ậ t l i ệ u phụ. 
ĐG : đồ g á . 
DC : dung c ụ. 
N hi ệm v ụ t ự độn g qu á t r ìn h l ắp ráp l à g ì ? 
X ác địn h m ứ c đ ộ ả n h h ư ở n g c ủ a qu an h ệ l ắp ráp t r on g các m ố i l ắp cố địn h t ới các b ề m ặt th ự c hi ện c hu y ển độn g c ôn g t ác c hính . 
X ác địn h t ải t r ọn g v ận h à n h t ới c huỗ i kí ch t h ư ớc c ôn g ngh ệ kh ép kí n kh i l ắp gh é p . 
X ác địn h v à đ á n h gi á các s ai s ố c ôn g ngh ệ l ắp ráp t rên m ố i l ắp cố địn h , tì m ki ếm các p h ư ơ n g ph áp h ợp l ý nh ằm lo ại b ỏ c húng , n â n g cao c h ất l ư ợ n g c ủ a m ố i l ắp v à s ản ph ẩ m . 
Sử dụn g gi a c ôn g c ơ đ ể lo ại b ỏ ả n h h ư ở n g c ủ a qu an h ệ l ắp gh ép v à t ải t r ọn g v ận h à n h c ũn g n h ư s ai s ố c ôn g ngh ệ kh i v ận h à nh . 
 
 
 
 
Đ ộ c h í n h x á c c ủ a h ệ t hốn g l ắ p r á p l à ? 
 L à s ai s ố tư ơ n g qu an c ủ a các b ề m ặt lắp 
gh é p , k ích t h ư ớ c lắp gh é p , các s ai lệch n ày làm ả n h h ư ở n g t ớ i v ị t r í t ư ơ n g đố i c ủ a các c h i tiết lắp r áp 
NĂNG S UẤT C Ủ A HỆ TH Ố NG L Ắ P R Á P TỰ ĐỘN G 
N ăng s uất Q của hệ t hống t ự động l à s ố l ư ợ ng s ản phẩm 
đạt 
chất 
l ư ợ ng 
đ ư ợ c l ắp 
r áp 
t r ong 
m ột 
đ ơ n v ị 
t h ờ i g i an . 
1 
Q 
t cb 
 t 
t kck 
ph 
t c b:thời 
g i a n cơ b ả n . 
t ph :thời g i a n phụ không t r ùng do thực hi ệ n cá c h à nh 
t r ình phụ . 
t c b : m ấ t m á t không c ó c hu kỳ c ho m ột đơn vị s ả n ph ẩ m. 
Ph ư ơng h ư ớng phát t r iển tự động hoá 
quá t r ình lắp r áp 
 
Th i ế t lập c ác h ệ t h ố n g l ắp r áp l in h h oạt đ ể t h ực h i ệ n c ác q u á 
tr ì n h lắp r áp kh i sản ph ẩm t h ay đ ổi 
 
Th i ế t lập c ơ sở k h oa h ọc và k i n h t ế c h o q u á t r ì n h r ô b ôt h oá c ác 
q u á tr ì n h lắp r áp t ự đ ộ n g . 
 
H oàn t h i ệ n p h ư ơ n g ph áp t ín h c h ế đ ộ lắp r áp và l ư ợ n g p h ôi d ự 
tr ữ t r ư ớ c kh i t h ực hi ệ n lắp r áp . 
 
T ổ c h ức sản x u ất t ập tr un g c ác m o du n t i ê u c hu ẩn c ó t ín h tớ i 
n h u c ầu t h ực t ế . 
 
Xây d ự n g và h oàn t hi ệ n k ỹ t hu ật t hi ế t k ế c h o c ác t hi ế t b ị l ắp r áp 
đ i ề u kh i ể n t h e o d ây c h u y ề n . 
 
Th i ế t k ế và c h ế t ạo c ác r ô b ôt và m ô du n lắp r áp c h u y ê n d ù n g 
đ i ề u kh i ể n t h í c h n g h i . 
 
Ng h i ê n c ứu t h i ế t lập c ác p h ư ơ n g ph áp l ắp r áp m ớ i v ớ i c ác đ i ề u 
k i ệ n kh ác nh a u . 
Đ Ị N H V Ị C H I T I Ế T KH I LẮ P R Á P 
T Ự 
ĐỘN G 
Đ Ị NH VỊ M ẶT T R Ụ TR ƠN. 
 Đ Ị NH VỊ M ẶT PHẲNG. 
 Đ Ị NH VỊ M ẶT R E N. 
Đ Ị NH VỊ T R Ụ T R ƠN 
K h i địn h v ị c h i ti ết l ắp gh ép , đ ư ờ n g t âm c ủ a c hún g 
có th ể khôn g t r ùn g nh au v à b ị l ệch đ i m ộ t gó c . Các 
s ai l ệch n ày d o s ai s ố kí ch t h ư ớc đ ư ờ n g kín h : đ ộ 
khôn g t rụ , đ ộ khôn g t r òn , đ ộ khôn g vuôn g gó c gi ử a 
m ặc đ ầu b ạc đố i v ới các m ặt c hu ẩ n . 
V ì v ậy kh i l ắp ráp t ự độn g kh i l ắp ráp ph ải có í t nh ất 
m ộ t t r on g h ai c h i ti ết có kh ả n ă n g d i c hu y ển v à l ắc 
t r on g khôn g gi an t r on g ph ạm v i c h o ph ép . ( hìn h ) 
Đ Ị NH Vị M ẶT PHẲNG 
P h ần 
l ớ n các đ ơ n v ị lắp có các ph ần tử lắp 
gh ép 
t h eo m ặt ph ẳ n g	 đ iều đ ư ợ c lắp t h eo v ài 
d ạ n g 
b ề m ặt . Vì v ậy cần ph ải x ác đ ị n h đ iều 
k iện lắp c h o từ n g d ạ n g b ề m ặt gh ép r iê n g b iệt 
. ( h ì n h ) 
Đ Ị NH VỊ M ẶT R E N 
G iốn g n h ư kh i l ắp t rụ t rơ n , c h ỉ kh ác l à đ ầu m ố i ren 
c ủ a bulôn g 
v à đ ai ố c ph ải t r ùn g nh au . 
N go ài c hu y ển độn g l ắc đ ể l ự a c h o đ ư ờ n g t âm c ủ a 
h ai c h i ti ết t r ùn g nh au v à tịn h ti ến c ò n c hu y ển độn g 
xo ay t ư ơ n g đố i c ủ a c h i ti ết n ày v ới c h i ti ết ki a. 
V i ệc địn h v ị t ự độn g cần qu an t âm v ì d ễ x ảy ra hi ện 
t ư ợ n g cắt đ ứ c , hỏn g re n . ( hìn h ) 
ĐỊN H V Ị KH I L Ắ P RÁ P 
TỰ 
Đ Ộ N G 
 ĐỊN H V Ị CỨN G 
 TỰ ĐỊN H V Ị 
Đ Ị NH 
VỊ 
C Ứ NG 
d ) 
Ứ N G DỤN G R Ô B Ố T T RON G LẮ P R Á P T Ự ĐỘN G 
 C ÁC VẤN ĐỀ C HUNG . 
 M ỘT SỐ L OẠI T HÔNG DỤNG T R ONG L ẮP 
R ÁP T Ự ĐỘNG. 
C Á C VẤ N Đ Ề C HUN G 
 H IỆ U QUẢ SỬ DỤNG. 
 C ÁC T HÔNG SỐ KHI T H IẾ T KẾ R Ô B Ô T . 
 C ÁC C HUY Ể N ĐỘNG C H Í NH C ỦA R Ô B Ô T . 
H i ệ u qu ả s ử dụn g n â n g ca o n ế u đ ả m b ả o cá c yê u 
cầ u s a u 
 
Các 
ti êu 
Các 
ho á 
c h i ti ết l ắp ráp có tín h c ôn g ngh ệ cao , đ ư ợc 
c hu ẩn ho á v à thốn g nh ất ho á. 
qu y t r ìn h c ôn g ngh ệ l ắp ráp đ ư ợc ti êu c hu ẩn 
. 
 
 
R ôbô t có cấu t r ú c đ ơ n gi ản có kh ả n ă n g ho ạt độn g 
cao , có đ ộ ti n cậy cao , í t hỏn g hó c. 
C họ n l ự a h ệ thốn g đi ều khi ển thí ch h ợ p . 
 
Cá c t hôn g s ố cầ n qu a n t â m kh i 
t h i ế t 
k ế 
rôbô t 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
K ết cấu ph ù h ợp . 
Số b ật t ự d o c hu y ển độn g . 
T ải t r on g n â n g . 
Đ ộ c hín h x ác v ị t r í . 
K ho ả n g khôn g gi an l àm vi ệc. 
P h ư ơ n g ph áp l ập t r ìn h v à đi ều khi ể n . 
Cơ cấu d ẩn độn g v à v ận tố c dị ch c hu y ể n . P h ư ơ n g ph áp đi ều c hỉn h đ ể l ắp ráp s ản ph ẩm G i á th à nh . 
m ới . 
Cá c c hu yể n độn g rôbố t cầ n l ư u ý 
 
 
C hu y ển độn g c ủ a 
C ác c hu y ển độn g 
tác. 
C hu y ển độn g c ủ a 
tay r ôbô t. 
đ ị n h v ị c ủ a 
c ơ cấu c ôn g 
 
t h ân r ôbố t. 
MỘ T S Ố DẠN G THÔN G DỤN G 
 . R Ô B ỐT B ÀN C Ó C ÁNH T AY QUAY. 
 . R Ô B ỐT DẠNG C ỔNG. 
 . R Ô B ỐT M ÔĐU N-T Ổ HỢP. 
Đ ặ c đ i ể m c ủ a r ôbố t đ ể b à n c ó cá n h t a y 
 
 
Có h ệ to ạ đ ộ vuôn g gó c khôn g gi an 3 c hi ều . 
Có k ết cấu ti êu c hu ẩn thu ận ti ẹân kh i th ay đổ i s ản ph ẩ m . 
Có th ể k ết h ợp v ới nhi ều r ôbố t lo ại n ày v ào m ộ t h ệ thốn g v à đi ều khi ển b ằ n g m ộ t m áy v i tính . 
 
V í d ụ : r ôbố t A - 300 0 v à r ôbố t P U MA 
R ôbốt A - 3000 
 
Sử dụn g đ ể l ắp rá p , 
cấp phô i đón g gói , 
h à n , ki ểm t ra s ản 
ph ẩm . 
 
Có 5 c hu y ển độn g c ơ 
b ả n ( X , Y , Z , ,  ) 
R ôbốt P U M A 
 1 
 
 
 C ó 6 c hu y ển 
độn g 
cơ b ản . 
 
Đ ặ c đ i ể m c ủ a r ôbố t d ạ n g c ổn g 
 
 
Có đ ộ đ ứ n g v ữ n g cao th eo p h ư ơ n g th ẳ n g đ ứ n g . 
D ị ch c hu y ển cá n h t ay th ự c hi ện nh ờ độn g c ơ đi ện m ộ t c hi ều . 
C hu y ển độn g th ẳ n g c ủ a cá n h t ay đ ứ n g nh ờ xil a n h thu ỷ l ự c. 
N go ài ra c ò n t ra n g b ị th êm các s e nso (cảm bi ế n ) 
thôn g qu a các ca m era đi ều khi ển t ừ x a . ( H ìn h ) 
 
 
R ôbốt Xig m a - M T 1 
Đ ặ t đ i ể m c ủ a rôbố t m ôđu n – t ổ h ợ p 
 
Sử dụn g ngu y ên t ắc m ôđu n - t ổ h ợp t ạo ra các 
r ôbố t có c h ứ c n ă n g kh ác nh au v ới các đ ặt tín h tố i ư u hi ệu qu ả cao c h o t ừ n g nhi ệm v ụ . ( H ìn h ) 
D o s ố l ư ợ n g các m ô đu n kh ác có h ạn n ên kh i t ổ h ợp g ây ra t r ọn g l ư ợ n g th ừ a khôn g cần thi ế t , gi ảm đ ộ c ứ n g v ữ ng , đ ộ c hín h x ác . 
 
R ôbốt 
R obitu sRC ( Nhật)