Nghiên Cứu Xây Dựng Chƣơng Trình Điều Khiển Và Truyền Thông Cho Robot Abb 1200 Nhằm Nâng Cao Chất Lƣợng Cho Quy Trình Sản Xuất Màn Hình Điện Thoại

`

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN HỮU ĐẠI

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ TRUYỀN

THÔNG CHO ROBOT ABB 1200 NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG CHO QUY

TRÌNH SẢN XUẤT MÀN HÌNH ĐIỆN THOẠI

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

MÃ SỐ CHUYÊN NGÀNH: 8520114.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS PHẠM MẠNH THẮNG

HÀ NỘI - 2021

`

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin đƣợc cam đoan đề tài luận văn thạc sĩ:” Nghiên cứu xây dựng chƣơng trình

điều khiển và truyền thông cho robot ABB 1200 nhằm nâng cao chất lƣợng cho quy trình

sản suất màn hình điện thoại” là một công trình của cá nhân tôi trong thời gian vừa qua và

sự giúp đỡ không nhỏ từ phía Công ty TNHH Samsung Display Việt Nam, dƣới sự hƣớng

dẫn nhiệt tình của PGS.TS Phạm Mạnh Thắng. Công trình này đƣợc tài trợ một phần từ

đề tài Khoa học công nghệ cấp Đại Học Quốc Gia Hà Nội, mã số đề tài: QG.20.80

Hà Nội, ngày 29 tháng 01 năm 2021

Tác giả đề tài

Nguyễn Hữu Đại

1

`

MỤC LỤC

MỤC LỤC............................................................................................................................1

Danh mục hình ảnh...............................................................................................................3

Danh mục bảng biểu.............................................................................................................6

Các từ tiếng Anh, viết tắt sử dụng trong luận văn................................................................7

MỞ ĐẦU ..............................................................................................................................8

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN..............................................................................................10

1.1 Tổng quan về quy trình sản xuất điện thoại..............................................................10

1.2 Tổng quan về robot ABB IRB 1200 .........................................................................10

1.3 Nâng cao chất lƣợng sản xuất điện thoại khi ứng dụng robot .................................11

CHƢƠNG 2: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA HỆ THỐNG ..........................................14

2.1 Yêu cầu công nghệ của hệ thống ..............................................................................14

2.2 Các trang thiết bị của hệ thống và nguyên lý hoạt động...........................................15

2.2.1 Robot ABB IRB 1200.........................................................................................15

2.2.2 Hệ thống PLC .....................................................................................................22

2.2.3 Hệ thống cảm biến và cơ cấu chấp hành ............................................................26

2.2.4 Truyền thông giữa PLC và Robot.......................................................................36

CHƢƠNG 3: PHẦN MỀM ................................................................................................39

3.1 Phần mềm Robot Studio và lập trình robot ABB .....................................................39

3.1.1 Giới thiệu về phần mềm RobotStudio ................................................................39

3.1.2 Lập trình Robot ABB..........................................................................................41

3.2 Lập trình cho Arduino..............................................................................................48

3.3 Phần mềm GP Pro-EX và thiết kế giao diện.............................................................49

3.3.1 Giới thiệu phần mềm GP Pro-EX 4.09...............................................................49

3.3.2 Thiết kế giao diện ...............................................................................................50

CHƢƠNG 4: TÍCH HỢP HỆ THỐNG HOẠT ĐỘNG .....................................................57

4.1 Cài đặt Robot ABB ...................................................................................................57

4.1.1 Cấu hình Devide Net.....................................................................................57

2

`

4.1.2 Cài đặt Robot ......................................................................................................62

4.2 Hoạt động của hệ thống ............................................................................................65

4.3 Kết quả của luận văn.................................................................................................67

4.4 Kết luận .....................................................................................................................67

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................68

PHỤ LỤC ...........................................................................................................................69

3

`

Danh mục hình ảnh

Hình 1. 1 Cấu tạo màn hình Flexible OLED..................................................................... 10

Hình 1. 2 Cánh tay robot ABB và bộ điều khiển IRC 5..................................................... 11

Hình 1. 3 Mô hình thiết bị ................................................................................................. 12

Hình 1. 4 Cấu tạo tay gắp ................................................................................................. 12

Hình 1. 5 Tay gắp lỗi gây đâm panel ................................................................................ 13

Hình 1. 6 Jig Test áp lực nhún tay gắp.............................................................................. 13

Hình 1. 7 Cách chuyển từ tín hiêu sensor đến tín hiệu Robot........................................... 13

Hình 2. 1 Yêu cầu công nghệ của hệ thống ....................................................................... 14

Hình 2. 2 Sơ đồ kết nối thiết bị hệ thống ........................................................................... 15

Hình 2. 3 Bộ điều khiển IRC5 Hình 2. 4 Robot ABB IRB 1200 ...................................... 15

Hình 2. 5 Kích thước robot................................................................................................ 17

Hình 2. 6 Hướng chuyển động của các trục...................................................................... 17

Hình 2. 7 Phạm vi làm việc của robot............................................................................... 18

Hình 2. 8 Kết nối cho khách hàng ..................................................................................... 18

Hình 2. 9 Bộ điều khiển IRC5 Compact ............................................................................ 19

Hình 2. 10 Kích thước bộ điều khiển IRC5 Compact........................................................ 19

Hình 2. 11 Chức năng nút bấm, công tắc trên IRC5 Compact ......................................... 20

Hình 2. 12 Các phần kết nối trên mặt trước IRC5 Compact............................................. 21

Hình 2. 13 Các phần kết nối trên máy tính bộ điều khiển................................................. 22

Hình 2. 14 Hệ thống PLC.................................................................................................. 22

Hình 2. 15 CPU Q06UDV................................................................................................. 23

Hình 2. 16 Kết nối PLC với máy tính ................................................................................ 24

Hình 2. 17 Tìm PLC trong hệ thống.................................................................................. 24

Hình 2. 18 Số lượng thiết bị có thể kết nối với QJ61BT11................................................ 24

Hình 2. 19 Kết nối QD77MS4 với động cơ ....................................................................... 25

Hình 2. 20 Cảm biến lực FSR 402..................................................................................... 26

Hình 2. 21 Đặc tính kỹ thuật cảm biến FSR 402............................................................... 26

Hình 2. 22 Động cơ servo HG-KR43B - 400W ................................................................. 27

Hình 2. 23 Sơ đồ kết nối bộ khuếch đại với servo motor .................................................. 28

Hình 2. 24 Đặc tính momen của động cơ HG-KR43......................................................... 29

Hình 2. 25 Bộ khuếch đại MR-J4W3-444B ....................................................................... 29

Hình 2. 26 Các phần trên bộ khuếch đại........................................................................... 32

Hình 2. 27 Động cơ băng tải ............................................................................................. 33

Hình 2. 28 Các phần của biến tần.................................................................................... 34

Hình 2. 29 Sơ đồ đấu dây biến tần .................................................................................... 34

4

`

Hình 2. 30 Sơ đồ kết nối PLC Robot ................................................................................. 36

Hình 2. 31 Các chân cắm trên DSQC378B...................................................................... 36

Hình 3. 1 Giao diện tab Home........................................................................................... 39

Hình 3. 2 Modeling tab...................................................................................................... 39

Hình 3. 3 Simulation tab.................................................................................................... 40

Hình 3. 4 Controller tab .................................................................................................... 40

Hình 3. 5 RAPID tab ......................................................................................................... 40

Hình 3. 6 Add-Ins tab ........................................................................................................ 40

Hình 3. 7 Lưu đồ tổng quát chương trình robot................................................................ 41

Hình 3. 8 Phân vùng làm việc của robot........................................................................... 41

Hình 3. 9 Tạo điểm trong Worldzone ................................................................................ 42

Hình 3. 10 Tạo 2 điểm output cho WorldZone .................................................................. 42

Hình 3. 11 Tạo chương trình rZone .................................................................................. 43

Hình 3. 12 Lưu đồ chương trình đưa robot về gốc............................................................ 43

Hình 3. 13 Lưu đồ thuật toán chương trình lấy hàng ....................................................... 44

Hình 3. 14 Mô tả Tray ....................................................................................................... 45

Hình 3. 15 Lưu đồ thuật toán chương trình thả hàng ....................................................... 46

Hình 3. 16 Lưu đồ thuật toán Arduino .............................................................................. 48

Hình 3. 17 Màn hình chính Auto ....................................................................................... 50

Hình 3. 18 Cửa số cài đặt chức năng Switch Auto............................................................ 50

Hình 3. 19 Màn hình giao diện In Conveyor..................................................................... 51

Hình 3. 20 Màn hình giao diện Transfer........................................................................... 51

Hình 3. 21 Giao diện điều khiển phần Out Conveyor....................................................... 52

Hình 3. 22 Giao diện điều khiển phần Robot .................................................................... 52

Hình 3. 23 Giao diện phần Vision ..................................................................................... 52

Hình 3. 24 Giao diện điều khiển phần Lift In.................................................................... 53

Hình 3. 25 Giao diện điều khiển phần Transfer................................................................ 53

Hình 3. 26 Giao diện điều khiển phần Lift Out ................................................................. 53

Hình 3. 27 Trạng thái đầu vào phần In Conveyor ............................................................ 54

Hình 3. 28 Trạng thái đầu vào phần Out Conveyor.......................................................... 54

Hình 3. 29 Trạng thái đầu vào phần Transfer .................................................................. 55

Hình 3. 30 Trạng thái đầu ra phần In Conveyor............................................................... 55

Hình 3. 31 Trạng thái đầu ra phần Out Conveyor............................................................ 55

Hình 3. 32 Hình ảnh Alarm thông báo khi phát sinh lỗi................................................... 56

Hình 4. 1 Tạo Project mới................................................................................................. 57

5

`

Hình 4. 2 Các lựa chọn trong Industrial Networks........................................................... 57

Hình 4. 3 Các lựa chọn trong Motion Events.................................................................... 58

Hình 4. 4 Lựa chọn trong Communication........................................................................ 58

Hình 4. 5 Cấu hình DevideNet Devide .............................................................................. 59

Hình 4. 6 Cấu hình StationNo ........................................................................................... 59

Hình 4. 7 Cấu hình Baudrate ............................................................................................ 60

Hình 4. 8 Cấu hình OccStation.......................................................................................... 60

Hình 4. 9 Cấu hình BasicIO .............................................................................................. 60

Hình 4. 10 Cấu hình CCLink............................................................................................. 61

Hình 4. 11 Thông số Station Information.......................................................................... 61

Hình 4. 12 Chọn mục Calibration ..................................................................................... 62

Hình 4. 13 Các lựa chọn trong Calibration ...................................................................... 62

Hình 4. 14 Gốc của trục cần Calibration.......................................................................... 62

Hình 4. 15 Update Revolution Counters ........................................................................... 63

Hình 4. 16 Chọn Tooldata ................................................................................................. 63

Hình 4. 17 Đặt tên cho Tool .............................................................................................. 63

Hình 4. 18 Đặt khối lượng cho Tool.................................................................................. 64

Hình 4. 19 Chọn phương pháp cài đặt Tool...................................................................... 64

Hình 4. 20 Chọn wobjdata................................................................................................. 64

Hình 4. 21 Đặt tên cho wobj.............................................................................................. 65

Hình 4. 22 Chọn phương pháp tạo wobj ........................................................................... 65

Hình 4. 23 Hình ảnh Alarm Tay gắp lỗi............................................................................ 66