Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội Hà tiến Điều khiển ứng dụng kỹ thuật thủy khí điều khiển robot công nghiệp Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: chế tạo máy Hà nội – 2012 Lời cam đoan Tôi cam đoan công trình khoa học Các kết nghiên cứu luận văn thân thực hướng dẫn TS Bùi Qúy lực Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội trung thực có nguồn gốc cụ thể, rõ ràng Ngoài phần tài liệu tham khảo liệt kê, số liệu kết thực nghiệm trung thực chưa công bố công trình khác Hà nội,….tháng….năm 2012 Tác giả Hà Quyết Tiến Lời cảm ơn Tác giả xin chân thành cảm ơn TS Bùi Qúy lực Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, người hướng dẫn giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài đến trình viết hoàn chỉnh Luận văn Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Ban lãnh đạo Viện đào tạo Sau đại học, Viện Cơ khí Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành Luận văn Tác giả chân thành cảm ơn thầy giáo TS.Nguyễn Văn Long giáo viên khoa hàng không vũ trụ Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự Ban lãnh đạo khoa Cơ Khí – Vũ khí Trường Cao đẳng Công nghiệp Quốc Phòng giúp đỡ tác giả thực thí nghiệm trung tâm công nghệ cao trường Do lực thân nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận đóng góp ý kiến Thầy, Cô giáo, nhà khoa học bạn đồng nghiệp Hà Nội,ngày tháng….năm 2012 Tác giả Hà Quyết Tiến DANH MụC CáC BảNG BIểU TT Bảng số 1.1 2.1 3.1 3.2 Bảng 1.4: Công thức tính ứng suất tiếp xúc 42 3.3 Bảng 2.1 Thông tin chi tiết Gripper chuyển động kép 57 10 Nội dung Bảng 1.1 Sự khác cấu kẹp điện - Từ khí nén Bảng 1.2: Công thức tính toán lực điểm tiếp xúc mỏ kẹp đối tượng Bảng 1.3 Công thức tính toán lực điểm tiếp xúc mỏ kẹp đối tượng Bảng 2.2 Thông tin chi tiết loại Gripper Miniature MicroParallel Bảng 2.3 Thông tin chi tiết Gripper song song siêu nhẹ Bảng 2.4 Thông tin chi tiết Gripper song song dãnh dẫn hướng T Bảng 2.5 Thông tin chi tiết Gripper khí nén hàm song song Bảng 2.6 Thông tin chi tiết Gripper khí nén hàm song song hàm cố định Trang 35 39 40 58 58 59 59 60 11 Bảng 3.1 Các chi tiết phụ kiện gripper 69 12 Bảng 3.1 Các chi tiết khí dùng chế tạo gripper 82 13 Bảng 3.2 Gía trị áp suất độ biến dạng lò xo lực kẹp gripper 88 14 Bảng 3.2 Bảng hướng dẫn khắc phục lỗi vận hành gripper 90 15 Bảng 3.3 Quan hệ lực kẹp khối lượng vật kẹp 88 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Tay robot tàu thám hiểm Viking 13 Hình 1.2 Robot khí nén dùng y học 14 Hình 1.3 Cánh tay khí nén ứng dụng y học 14 Hình 1.4 Cánh tay robot khí nén 15 Hình 1.8 Tay máy gắp sản phẩm khí nén 27 Hình 1.9 Tay gắp sản phẩm điều khiển khí nén 29 Hình 1.10 kết cấu tay kẹp khí điều khiển 31 Hình 1.12 Tay kẹp khí có cấu hãm 32 Hình 1.11 Tay kẹp khí có cấu hãm 32 Hình 1.13 Tay kẹp khí có cấu hãm 33 Hình 1.14 Tay kẹp có truyền động thủy lực 33 Hình 1.15 Tay kẹp có truyền động khí nén 34 Hình 1.16 Tay kẹp có truyền động 35 Hình 1.17 Sơ đồ tay kẹp chân không “a”; tay kẹp điện từ “b” 36 Hình 1.18 Sơ đồ tay kẹp dùng buồng đàn hồi 36 Hình 1.20 Sơ đồ tay kẹp thích nghi 38 Hình 1.21 Mạch điều khiển trực tiếp 47 Hình 1.22 Mach điều khiển gián tiếp xy - lanh tác dụng kép 47 Hình 1.23 Mạch điều khiển tùy động theo thời gian 48 Hình 1.24 Điều khiển vận tốc van tiết lưu chiều 48 Hình 1.25 Điều khiển vận tốc van thoát nhanh 49 Hình 1.26 Điều khiển tùy động theo hành trình với xy lanh 49 Hình 1.27 Gripper hai hàm cam quay 51 Hình 1.28 Hệ thống khí nén ứng dụng máy CNC 53 Hình 1.29 Hệ thống khí nén sử dụng máy cắt gỗ 54 Hình 1.30 Robot khí nén dùng vận chuyển ống nước 55 Hình 1.31 Chuyển động gripper kép 57 Hình 1.32 Gripper Micro Miniature Gripper-Parallel 57 Hình 1.33 Gripper song song siêu nhẹ 58 Hình 1.34 Gripper song song dãnh dẫn hướng T 59 Hình 1.35 Gripper khí nén hàm song song 59 Hình 1.36 Gripper khí nén song song hàm cố định 60 Hình 2.1 Mạch kết nối gripper khí nén hàm song song 62 Hình 2.2 Sơ đồ kẹp vật gripper 64 Hình 2.3 Sơ đồ lực tác dụng lên hàm kẹp 65 Hình 2.4 Hình dáng kẹp 66 Hình 2.5 Sơ đồ tính chiều dài kẹp 66 Hình 2.6 Biểu đồ mô men uấn tác dụng lên kẹp gripper 67 Hình 2.7 Sơ đồ tính kích thước tiết diện kẹp 67 Hình 2.8 Sơ đồ tính ứng suất tiếp xúc 68 Hình 2.9 Bộ lọc khí hai buồng đồng hồ đo áp 70 Hình 2.10 Van điện từ 5/2 70 Mở đầu Con người từ lâu muốn chế tạo cỗ máy bắt chước kỹ lao động người, làm thay người công việc nặng nhọc nguy hiểm Robot đối tượng người gửi gắm nhiều tri thức y khoa, khí, điện - điện tử, công nghệ thông tin điều khiển học Từ chỗ vô tri vô giác, chuyên đảm nhiệm công việc lao động bắp đơn Robot ngày có khả quan sát, cảm nhận thân môi trường xung quanh Việc thành công bước đầu nghiên cứu trí tuệ nhân tạo, hứa hẹn robot tương lai có hành xử giống người Vào năm 1920 khái niệm robot xuất hiện, đến cuối năm 1940 có robot thực Vào năm 1980, kỹ thuật điều khiển số tự động hóa làm cho thiết bị điều khiển nhiều trục robot máy CNC có chuyển biến đáng kể mặt công nghệ Những năm gần thành tựu tin - điện tử, hệ chuyên gia, mạng nouron công nghệ nano, làm cho lĩnh vực robot có bước tiến dài, mở rộng phạm vi ứng dụng nhiều mặt trở thành chuyên ngành hấp dẫn kỹ thuật Tính cấp thiết đề tài Ngành công nghiệp giới trải qua nhiều cách mạng khứ, cách mạng mà phải kể tới cách mạng công nghệ làm thay đổi giới sống Robot tự động hóa cách mạng vĩ đại, mục đích giải phóng người khỏi lao động nặng nhọc, độc hại Vì mục đích ngày nhiều nước có nhu cầu sử dụng robot thay lao động bắp Mặc dù robot robot công nghiệp sử dụng rộng rãi song thân giao thoa nhiều lĩnh vực kỹ thuật mũi nhọn, không ngừng phát triển nên có giới hạn bị đẩy lên cao Bên cạnh mặt động học, động lực học robot, việc thiết kế gripper kẹp nói chung thông số kỹ thuật gripper kẹp như: Lực kẹp, hệ số ma sát, độ cứng vững hàm kẹp vấn đề cần phải quan tâm Đây vấn đề vô quan trọng, đòi hỏi độ tin cậy cao mang tính công nghệ trình sản xuất công nghiệp đại Ngày robot sử dụng phổ biến giới chưa khai thác mức Việt Nam Ngoài nguyên nhân đầu tư ban đầu lớn, nguyên nhân khác lĩnh vực khoa học Robotics chưa quan tâm mức nước, khiến cho việc ứng dụng robot vào lĩnh vực nước hạn Mặt khác có kỹ thuật sử dụng phức tạp, việc tiếp cận vấn đề có nhiều trở ngại, thay kỹ thuật đơn giản tạo thuận lợi đáng kể Các thông số điều khiển robot quỹ đạo, vận tốc, gia tốc, lực robot nhập ngoại hãng sản xuất tích hợp cài đặt sẵn thiết bị Trong để thực công việc phức tạp như: Kẹp chi tiết có thành mỏng cần có Gripper kẹp làm việc có độ tin cậy cao, không gây biến dạng chi tiết vấn đề quan tâm Việt Nam Nhằm đáp ứng phần nhu cầu trên, đề tài tập trung nghiên cứu giải vấn đề: “ứng dụng khí nén điều khiển Gripper kẹp song song” Mục đích đề tài ứng dụng khí nén vào điều khiển tay kẹp (Gripper) robot công nghiệp Trọng tâm đề tài là: “Thiết kế, chế tạo thử nghiệm gripper khí nén cho robot công nghiệp” Phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài ứng dụng khí nén điều khiển gripper robot Tập trung vào thiết kế, chế tạo thử nghiệm cấu kẹp bao gồm: Lực kẹp, độ cứng vững, tính linh động cấu kẹp Xác định thông số phục vụ việc điều khiển cấu kẹp cho an toàn hiệu Các thông số xác định qua mô hình toán, sau chế tạo thử nghiệm Nội dung luận văn - Chương 1: Tổng quan robot công nghiệp ứng dụng khí nén điều khiển robot công nghiệp - Chương 2: Tính toán, thiết kế gripper khí nén hai hàm song song - Chương 3: Chế tạo thử nghiệm Hà Nội, ngày….tháng….năm 2012 Tác giả Hà Quyết Tiến Chương Tổng quan robot công nghiệp ứng dụng khí nén điều khiển robot công nghiệp I Robot công nghiệp 1.1.Sơ lược trình phát triển Thuật ngữ robot sinh từ sân khấu, phân xưởng sản xuất Những robot xuất lần trên NewYork vào ngày 09/10/1922 “Rossum’s Universal Robot” nhà soạn kịch người Tiệp Karen Kapek viết năm 1921, từ robot cách gọi tắt từ robota - theo tiếng Tiệp có nghĩa công việc lao dịch Những robot thực có ích nghiên cứu để đưa vào ứng dụng công nghiệp thực lại tay máy Vào năm 1948, nhà nghiên cứu Goertz nghiên cứu chế tạo loại tay máy đôi điều khiển từ xa đầu tiên, năm hãng General Mills chế tạo tay máy gần tương tự sử dụng cấu tác động động điện kết hợp với cử hành trình Đến năm 1954, Goertz tiếp tục chế tạo dạng tay máy đôi sử dụng động servo nhận biết lực tác động lên khâu cuối Sử dụng thành đó, vào năm 1956 hãng General Mills cho đời tay máy hoạt động công việc khảo sát đáy biển Cũng lĩnh vực này, thành tựu khoa học công nghệ đáng kể đạt vào năm 1970 xe tự hành thám hiểm bề mặt mặt trăng Lunokohod điều khiển từ trái đất Viện nghiên cứu thuộc Trường Đại học Stanford vào năm 1969 thiết kế robot Shakey di động tinh vi để thực thí nghiệm điều khiển sử dụng hệ thống thu nhận hình ảnh để nhận dạng đối tượng Robot lập trình trước để nhận dạng đối tượng camera, xác định đường đến đối tượng thực số tác động đối tượng Năm 1952 máy điều khiển chương trình số đời Học Viện Công nghệ Massachusetts (Hoa Kỳ) Trên sở năm 1954, George Devol 10 Hình 2.20b Đường đặc tính xy lanh khí nén gripper kẹp chi tiết Trước mô ta đặt màu cho đặc tính Màu xanh đặc tính áp lực piston theo thời gian (Piston Side Pressure) Màu chắng đặc tính tốc độ tuyến tính piston (linear speed) Màu hồng đặc tính vị trí tuyến tính piston (Linear position) Màu xanh sẫm đặc tính áp lực piston theo thời gian (Piston Side Pressure) Quan sát đồ thị đặc tính ta nhận thấy tốc độ chuyển động piston có độ phi tuyến cao, nên qúa trình gripper thực chu trình kẹp gây va đập Sự va đập gây biến dạng bề mặt chi tiết kẹp Để đảm bảo trình kẹp êm ta tiến hành lắp thêm cấu giảm trấn (hình 2.21) 81 Hình 2.21 Sơ đồ gripper có mắc giảm chấn 4.8 Tính toán tổn thất áp suất hệ thống điều khiển gripper khí nén Tính toán xác tổn thất áp suất hệ thống điều khiển khí nén vấn đề phức tạp Tổn thất áp suất hệ thống bao gồm: - Tổn thất áp suất ống dẫn thẳng - Tổn thất áp suất tiết diện thay đổi - Tổn thất áp suất loại van a) Tổn thất áp suất ống dẫn thẳng Tổn thất áp suất ống dẫn thẳng (∆PR): ∆ PR l.ρ w2 = λ 2d [N/m2] 2.1 Trong đó: l [m]: Chiều dài ống dẫn ρn = 1,293 [kg/m3]: Khối lượng riêng không khí trạng thái tiêu chuẩn ρ = ρn pabs = 1, 293 = 1, 276 [kg/m ]: Khối lượng pn 1, 013 riêng không khí Pn = 1,013 [bar]: áp suất trạng thái tiêu chuẩn 82 w [m/s]: Vận tốc dòng chảy (w = qv /A=104 /2,826.10-5) d = 0,006 [m]: Đường kính ống dẫn λ = 64 /Re =64/1210=0,053: Hệ số ma sát ống, có giá trị cho ống trơn dòng chảy tầng (Re < 2230) Re = w.d/v =1210 : Hệ số Reynold Vn = 13,28.10-6 [m2/s]: Độ nhớt động học trạng thái tiêu chuẩn Thay số ta được: ∆ PR = λ l.ρ w2 = 2d (0,053.1.1,276.10)/(2.0,006)=56,3 [N/m2] b) Tổn thất áp suất tiết diện thay đổi Trong hệ thống ống dẫn, ống dẫn thẳng có ống dẫn có tiết diện thay đổi, dòng khí phân nhánh hợp thành, hướng dòng thay đổi… Tổn thất áp suất tiết diện tính sau: ρ ∆PEI = ς W 2 Trong đó: ς : Hệ số cản, phụ thuộc vào loại tiết diện ống dẫn, số Re - Khi tiết diện thay đổi đột ngột: 2 ⎛ A1 ⎞ ρ ⎛ ⎞ 1, 276 2 ∆PEI = ⎜ − W = − 3.5 = 3,5 [N/m ] ⎜ A ⎟⎟ ⎜⎝ ⎟⎠ Aφ ⎠ ⎝ ∆PEI 2 ⎛ A2 ⎞ ρ ⎛ 1,5 ⎞ 1, 276 = ⎜1 − W = − 4, 62 = 7, ⎟ ⎜ A ⎟⎟ 2 ⎜⎝ ⎠ Aφ ⎠ ⎝ [N/m2] Trong đó: W1, W2 vận tốc chảy trung bình tiết diện A1, A2 C) Tổn thất áp suất ống dẫn phân dòng 83 Tổn thất áp suất ống phân nhánh: ρ 1, 276 3,52 = 8,8 [N/m ] ∆PEa = ζ a Wz = 1,13 2 Tổn thất áp suất ống dẫn thẳng: ρ 1, 276 2 3,5 = 3, 75 [N/m ] ∆PEd = ζ d Wz = 0, 48 2 Trong đó: Wz: vận tốc trung bình ống dẫn Hệ số cản ζ a =1,13 ζ d =0,48 (ống 900) ống dẫn phân dòng thuộc vào tỷ lệ dia /diz tỷ lệ lưu lượng qma /qmz d) Một số dạng tổn thất áp suất khác - Tổn thất độ không kín khít mối ghép - Tổn thất áp suất thắng lực ma sát hệ thống - Tổn thất ống phân nhánh … Kết luận: Ta nhận thấy việc thiết kế mô hình gripper khí nén hai hàm song song hoàn toàn Mô hình gripper đề tài phù hợp với ứng dụng công nghiệp: thiết kế khí đơn giản gọn nhẹ, thiết kế mạch khí nén mô hình thuật toán điều khiển đơn giản, chi phí chế tạo thấp Khắc phục tổn thất áp suất dễ dàng 84 Chương Chế tạo thử nghiệm Chế tạo thử nghiệm gồm có phần chính: Phần1: Chế tạo chi tiết khí Phần2: Linh kiện lắp ráp chi tiết khí nén Phần3: Lắp ráp mô hoạt động Phần4: Đo lực kẹp gripper hướng dẫn vận hành bảo trì I Chế tạo chi tiết khí Các chi tiết khí cần chế tạo liệt kê (bảng 3.1): Bảng 3.1 Các chi tiết khí dùng chế tạo gripper STT Tên chi tiết Vật Tay kẹp Số liệu lượng CT3 02 Yêu cầu kỹ thuật Độ cứng sau 30÷ 35HRC, làm cùn mép sắc Trục dẫn hướng C45 02 Độ nhám bề mặt làm việc Ra ≤ 1,25µm Không có khuyết tật, độ cứng trục 40÷ 45HRC Độ không thẳng cho 85 phép 0,05 / 130mm chiều dài Bu lông 10 M8 vít định vị 20 Các vít qua thấm đạt độ cứng 40÷ 45HRC Vòng định 04 vị Cao su Đế 02 Gỗ sà 01 cừ + Bản vẽ tay kẹp 1: + Bản vẽ tay kẹp 2: + Trục dẫn hướng 86 II Linh kiện lắp ráp chi tiết khí nén Các chi tiết khí nén cần có liệt kê bảng sau: STT Tên chi tiết Vật Số liệu lượng Xy-lanh khí Yêu cầu kỹ thuật 02 Model 25x50 01 Pmax= 1MPa 01 0,15 ÷ 0,8MPa nén Bộ lọc khí nén Nhựa hai buồng Van điện từ 5/2 Van tiết lưu đồng 02 Nhựa 1m chiều Dây dẫn φ6 Có thể chịu áp suất tối đa Pmax= 1MPa Mối nối T Nhựa 02 đảm bảo tính bịt kín tốt III L¾p r¸p vµ m« pháng ho¹t ®éng 3.1 M« h×nh l¾p r¸p 87 Mô hình gripper sau lắp ráp (hình 3.1a, hình 3.1b) Hình 3.1a Mô hình gripper khí nén hai hàm song song Trôc dÉn h-íng Hình 3.1b Mô hình gripper khí nén hai hàm song song Các cấu gripper hình sau: Hình 3.2 Van điện từ 5/2 Hình 3.3 Bộ lọc khí hai buồng đồng hồ đo áp Hình 3.4 Xy lanh khí nén tác dụng kép Hình 3.5 Hàm kẹp song song IV Đo lực kẹp gripper hướng dẫn vận hành bảo trì 4.1 Đo lực kẹp gripper - Để đo lực kẹp gripper dùng nhiều cách như: + Sử dụng IC cảm biến đo lực chuyên dụng thu nhận tín hiệu khuếch đại thuật toán để khuếch đại tín hiệu, xử lí hiển thị Ưu điểm: 88 Tín hiệu thu nhận xử lí cách xác, tương ứng chuẩn với giá trị lực tác dụng Được sử dụng máy móc thiết bị đại cần độ xác cao Nhược điểm: Giá thành cao + Dùng đòn cân bằng, nhận biết cảm kháng Ưu điểm: Tín hiệu thu xác sử dụng tinh thể thạch anh nhận biết thay đổi lực tác dụng Nhược điểm: Chế tạo phức tạp phải sử dụng phiến ghép cực tụ điện Nếu sử dụng tụ đơn giản độ xác lại giảm nhiều + Sử dụng lò xo làm chuẩn đầu vào tác dụng lực biến trở thay đổi giá trị điện áp tương ứng với thay đổi lực tác dụng vào lò xo Ưu điểm: Thiết kế đơn giản, rẻ Được ứng dụng nhiều thực tế với hình thức cân Nhược điểm: Độ xác mức trung bình + Dùng phương pháp quang nhận biết độ võng đòn độ biến thiên loxo Ưu điểm: Kết nhận có độ xác mức trung bình Nhược điểm: Chế tạo phức tạp cần cấu vi Chế tạo khó khăn - Qua phương pháp ta chọn phương pháp đo lực gripper sử dụng lò xo, phù hợp với đề tài tình hình đơn vị + Nguyên lý đo lực kẹp lò xo Chọn lò xo mẫu (hình 3.6) lò xo chịu kéo, xác định độ cứng lò xo cách sử dụng máy thử kéo (hình 3.7) Hình 3.6 Lò xo chịu nén Hình 3.7 Sơ đồ đo độ cứng lò xo máy thử kéo nén Kết hiển thị hình máy tính (hình 3.8): Hình 3.8 Màn hình hiển thị kết đo 89 Ta có công thức liên hệ lực kéo độ cứng lò xo: Theo định luật húc: F = k?l ? k = F /?l Thay số với F = 153,6N, ?l = L – L0 = 183,662 – 166 = 17,662mm ? k = F /?l = 153,6/0,17662 = 869,7 [N/m] Tính độ cứng lò xo mẫu ta tiến hành thí nghiệm đo lực gripper lò xo mẫu (hình 3.9) Hình 3.9 Sơ đồ đo lực kẹp gripper lò xo mẫu Lần lượt điều chỉnh giá trị áp suất đầu vào gripper ta đo độ biến dạng lò xo (bảng 3.2), thay đổi giá trị áp suất gripper kẹp vật có khối lượng khác (bảng 3.3) Từ giá trị độ biến dạng ta tính lực kẹp gripper theo công thức F = k?l Bảng 3.2 Gía trị áp suất độ biến dạng lò xo lực kẹp gripper P(Mpa) 0,2 ?L(mm) 8,05 12,1 16,1 20,12 24,15 28,171 F = k?l [N] 0,4 0,45 0,5 10,5 14 0,55 0,6 17,5 21 0,65 0,7 24,5 28 0,8 32,2 36,22 40,2 48,3 31,5 35 42 Trong đó: ?L Là độ nén lò xo xác định vạch đo thiết bị đo K = 869,7 [N/m] Bảng 3.3 Quan hệ lực kẹp khối lượng vật kẹp m(kg) 1,5 Fk 10,5 14 2,5 17,5 21 3,5 24,5 28 4,5 31,5 35 42 Khi tăng áp suất đầu vào giá trị lực kẹp tăng theo, đồ thị quan hệ áp suất lực kẹp gripper (hình 3.10): Hình 3.10 Đồ thị quan hệ lực kẹp áp suất Hình 3.11 Đồ thị quan hệ khối lượng vật kẹp lực kẹp 90 4.2 Hướng dẫn vận hành bảo trì - Hướng dẫn vận hành Nối van cấp với nguồn khí nén, sau cắm phích điện vào nguồn 220V, f =70Hz Công tắc lúc đầu trạng thái đóng, hành trình mở kẹp công tắc mở, công tắc đóng Hành trình đóng kẹp công tắc mở công tắc đóng để điều chỉnh lực kẹp, ta tiến hành thay đổi áp suất vào khoang xy lanh cách: Rút núm xoay phía lọc, sau xoay núm góc định, giá trị áp suất hiển thị đồng hồ đo Các giá trị áp suất khác cho ta giá trị lực kẹp khác Ví dụ: Khi muốn sử dụng gripper để kẹp vật có khối lượng m = 3,5kg, ta cần tra đồ thị 3.11 để xác định giá trị lực kẹp sau, tra đồ thị 3.10 để xác định giá trị áp suất không khí cần thiết để cung cấp cho gripper ta tra giá trị áp suất lực kẹp là: P = 0,6Mpa, FK = 24,5N - Bảo trì + Trước vận hành gripper, cần xả nhiều lần không khí van lọc cách dẫn không khí khô vào, thực trình hút nén xy lanh + Các van trước sử dụng cần làm kỹ lưỡng sau đem sử dụng + Kiểm tra khả làm việc van cách nối van với xy lanh sau điều khiển xy lanh thử nghiệm + Vấn đề tổn thất áp suất làm cho lực kẹp gripper không ổn định cần khắc phục, cách khắc phục hướng dẫn theo (bảng 3.2) Bảng 3.2 Bảng hướng dẫn khắc phục lỗi vận hành gripper Các lỗi thường gặp Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Bị rò rỉ khí cổng xả - Có thể bụi bẩn trình lắp ráp van - Có thể bôi trơn chưa làm cho van không bịt kín 91 - Có thể lỗi chế tạo van, mối nối bị hở - Làm thiết bị trước lắp ráp - Bôi trơn theo hướng dẫn - Thay thiết bị sửa chữa thiết bị mắc khuyết tật Bị rò rỉ piston xy lanh - Do khe hở piston xy lanh lớn mức cho phép - Do tiếp xúc không piston xy lanh - Thay piston khác thay xy lanh khác - Sửa chữa cho piston tiếp xúc với xy lanh Bị rò rỉ thân xy lanh nắp xy lanh Có thể vỏ xy lanh bị méo, nắp bị trờn ren, nắp bị vênh Thay vỏ xy lanh khác thay nắp khác Hỏng núm nâng Do sử dụng không cách Thay núm nâng Kết luận: Từ mô hình gripper khí nén hai hàm song song thấy rằng: Các kẹp khí nén có nhiều lợi kỹ thuật đại giới robot Gripper khí nén hai hàm song song thực kẹp nhả kẹp dễ dàng nhanh nhiều so với kỹ thuật thông thường khác Có độ linh hoạt cao cao tăng tốc Vị trí trung gian thiết lập dễ dàng cách điều chỉnh áp lực Dễ dàng xử lý mỏng vật liệu kích thước khác mà yêu cầu kỹ thuật xử lý thông minh Chi phí thấp, kẹp khí nén cung cấp tính hấp dẫn lựa chọn phù hợp cho robot công nghiệp Các cánh tay kẹp làm kim loại, làm hợp kim nhôm cho phép giảm trọng lượng gripper, trình kẹp không gây biến dạng chi Kẹp khí nén chi phí thấp nguồn lượng chí không khí linh kiện kết nối ống, van, thiết bị khí nén khác dễ dàng tìm thấy thị trường Hàm kẹp sản xuất từ nhiều loại vật liệu tương lai để đảm bảo khối lượng gripper nhẹ bền 92 V Kiến nghị Trong tương lai tác giả dự định tiếp tục phát triển nội dung khác mà luận văn chưa tập trung giải quyết: Đó ứng dụng khí nén điều khiển gripper sử dụng PLC Vì tác giả mong muốn nhận bảo đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện áp dụng thiết kế, chế tạo gripper công nghiệp Xin trân trọng cảm ơn!!! 93 Tài liệu tham khảo Tiếng việt Bùi Qúy Lực (2004), Hệ thống điều khiển số công nghiệp, NXB khoa học kỹ thuật Trần Xuân Tùy, Trần Minh Chính, Trần Ngọc Hải (2005), giáo trình hệ thống truyền động thủy khí, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Nguyễn Ngọc Phương (1999), hệ thống điều khiển khí nén, NXB khoa học kỹ thuật Tạ Duy Liêm (1998), robot hệ thống công nghệ robot hóa, NXB khoa học kỹ thuật Nguyễn Tiến Lưỡng (1997), phần tử thủy khí tự động hóa, NXB khoa học kỹ thuật Hồ Anh Thắng (2003), giới thiệu phần mềm automation studio 5.0, HVKT Quân Sự Tiếng anh NIT Rourkela (2009-2010), Design & Development of a Two-jaw parallel Pneumatic Gripper for Robotic Manipulation, Bachelor of Technology Mechanical Engineering Besel, Michael N "Automation." Microsoft Student 2007 [DVD] Microsoft Encarta đ 2007 1993-2006 Microsoft Corporation All rights reserved http://www.agi-automation.com/Pneumatic-grippers.htm Authors-Mikell P.Groover, Mitchell Weiss, Roger N.Nagel, Nicholas G (2006) Odrey, Industrial Robotics, Technology, Programming and Applications A Sensor-Based Robotic Gripper for Limp material Handling by Ramesh Kolluru, Al Steward, Micheal J Sonnier and Kimon P.Valavanis, Robotics and Automation Laboratory(RAL) (2006), Apparel CIM Centre and CACS, University of Southwesten Louisiana Junbo Song and Yoshihisa Ishida (2006), A Robust Sliding mode Control for Pneumatic Servo Systems, Department of Electronics and Communication, Faculty of Science and Technology, Meiji University 94 Werner Dieterle, Robert Bosch (2005), Mechatronic systemsv Automotive applications and modern design methodologies, Automotive Electronics, Driver Assistance Systems, Leonberg, Germany Robert B van Varseveld and Gary M Bone (2007), Accurate Position Control of a Pneumatic Actuator Using On/Off Solenoid Valves Jiing-Yih Lai, Graduate Associate, Chia-Hsiang Menq (2004), Accurate Position Control of a Pneumatic Actuator, Assistant Professor mem ASME and Rajendra Singh, Professor Mem ASME Fluid Power Laboratory, Department of Mechanical Engineering, The Ohio State University, Columbus, Ohio 10 AGI Automation Equipment Components - Manufacturer of Precision Industrial Automation Assemblies, Linear Actuators, Rotary Actuators, Pneumatic Grippers, and Robotic Grippers (http://www.agi-automation.com/Pneumaticgrippers.htm) 95 ... Tổng quan robot công nghiệp ứng dụng khí nén điều khiển robot công nghiệp I Robot công nghiệp 1.1.Sơ lược trình phát triển Thuật ngữ robot sinh từ sân khấu, phân xưởng sản xuất Những robot xuất... xác thấp 19 + Điều khiển kín (điều khiển servo): Sử dụng tín hiệu phản hồi vị trí để tăng độ xác điều khiển Có kiểu điều khiển servo: điều khiển điểm - điểm điều khiển đường Với điều khiển điểm... đáp ứng phần nhu cầu trên, đề tài tập trung nghiên cứu giải vấn đề: ứng dụng khí nén điều khiển Gripper kẹp song song” Mục đích đề tài ứng dụng khí nén vào điều khiển tay kẹp (Gripper) robot công