BỘ GIÁO DỤC &amp ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN ROBOT SCARA GẮP
XẾP SẢN PHẨM

GVHD:

ThS. LÊ HOÀNG LÂM

SVTH:

TRẦN TRỌNG TÍN

19151183

HỒ TẤN THANH

19151006

Ngành: CNKT ĐIỀU KHIỂN &amp TỰ ĐỘNG HOÁ
Ngày 14 tháng 07 năm 2023, Thành Phố Hồ Chí Minh

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
***
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 06 năm 2023

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên 1:

Trần Trọng Tín

MSSV: 19151183

Họ và tên sinh viên 2:

Hồ Tấn Thanh

MSSV: 19151006

Ngành : CNKT Điều khiển và Tự động hoá

Mã ngành: 151

Hệ đào tạo: Đại học chính quy

Mã hệ: 18

Giảng viên hướng dẫn:

Ths.Lê Hoàng Lâm

Khoá: 2019

Lớp: 19151CL1B

Ngày nhận đề tài: 28/02/2023
I. TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG ĐIÊU KHIỂN ROBOT SCARA GẮP
XẾP SẢN PHẨM
II. CÁC SỐ LIỆU, TÀI LIỆU BAN ĐẦU:
Thông số, tài liệu về bộ điều khiển Mitsubishi Q04UDHCPU.
Thông số, tài liệu về bộ điều khiển motion Mitsubishi Q172DSCPU.
Thông số, tài liệu về module ngõ ra Mitsubishi QY42P.
Thông số, tài liệu về bộ động cơ servo và Driver MR-J3W-44B Mitsubishi.
Thông số, tài liệu về bộ động cơ servo và Driver MR-J4W-222B
Mitsubishi.
Thông số, tài liệu về bộ động cơ servo và Driver MR-J3-10B Mitsubishi.
Thông số phần khung Robot Scara G6-551S EPSON.
Tỉ số Gear hộp số giảm tốc của các động cơ.
III. NỘI DUNG THỰC HIỆN:

Tìm hiểu lí thuyết, nguyên lí hoạt động bộ điều khiển lập trình
Q04UDHCPU, bộ điều khiển chuyển động Q172DSCPU, module ngõ ra
QY42P, động cơ servo, các driver MR-J3, MR-J4.
Tìm hiểu các thông số kĩ thuật Robot Scara G6-551S của hãng EPSON.
Thiết kế phần tủ điều khiển cho hệ thống.
Xây dựng phần cơ khí cho hệ thống gồm: bàn sắt, miếng nhôm được bắt
trên bàn sắt, Robot Scara G6-551S, bàn xoay, phần đế đặt sản phẩm.
Tìm tỉ số Gear hộp số giảm tốc các động cơ servo gắn ở các trục robot và
bàn xoay dùng phần mềm MR Configurator2.
Xác định không gian làm việc, tính toán động học, quy hoạch quỹ đạo cho
Robot scara, mô phỏng trên Matlab.
Thiết kế chương trình điều khiển hệ thống trên bộ điều khiển
Q04UDHCPU và bộ điều khiển chuyển động Q172DSCPU dùng phần mềm GX
Works2, MT Developer2.
Thiết kế giao diện điều khiển HMI trên GT Designer3.
Thực hiện bài toán điều khiển robot di chuyển theo quỹ đạo đường tròn,
đồng bộ chuyển động với bàn xoay, gắp xếp sản phẩm theo yêu cầu.
Thực nghiệm nhiều lần, ghi nhận các kết quả và sai số khi vận hành.
Viết báo cáo.
III. SẢN PHẨM:
Hệ thống robot sc
...

...
vo AC, biết tìm tỉ số
gear, hiểu biết về PLC, driver, motion module Q172DSCPU của Mitsubishi.
Mô hình hoá và tính toán động học cho robot scara.
Về phần cứng:
Được kế thừa từ các khoá trước và gia công, xây dựng lại cơ khí để phù
hợp với mục đích đề tài. Xây dụng, đấu nối phần tủ điều khiển.
Phần cứng tương đối chắc chắn, cơ cấu dễ dàng tháo lắp, dễ thay thế hay
sửa chữa nếu có sự cố.
Về phần mềm:
68

Xây dựng được giao diện điều khiển dễ quan sát và sử dụng, có đầy đủ
tính năng để hiệu chỉnh robot.
Xây dựng được chương trình điều khiển giải quyết được bài toán đặt ra,
trong quá trình vận hành, cho chạy thực nghiệm nhiều lần để rút ra các thông số
hiệu chỉnh cho phù hợp, đạt độ ổn định tốt nhất.
Khi tiến hành thực nghiệm để kiểm chứng sai số, Cho chạy thử gắp thả
sản phẩm liên tục 10 lần với các tốc độ khác nhau của bàn xoay, đo đạc lấy sai
lệch giữa vị trí các vật được xếp trên mặt bàn và sai số vị trí điểm đầu cuối
Robot lệch so với lúc ban đầu.
Tốc độ bàn xoay

Số lần thử

Sai số cộng dồn

1000 độ/phút

10

~1 mm

2000 độ/phút

10

~2 mm

3000 độ/phút

10

~3 mm

Bảng 5.2. Bảng sai số cộng dồn hệ thống.
5.2 Vấn đề còn tồn động
Thuật toán điều khiển chưa tối ưu, trong tính toán có làm tròn dẫn đến sai
số khi vận hành.
Khi tăng tốc độ bàn xoay càng nhanh, độ chính xác càng giảm do chênh
lệch thời gian tăng tốc và giảm tốc, thời gian trì hoãn khi cho nam châm hút vật.
5.3 Hướng phát triển
Cải thiện thuật toán điều khiển vận tốc, quy hoạch quỹ đạo đường tròn,
tính toán thời gian tăng tốc giảm tốc hạn chế sai số để robot gắp vật chính xác
mượt mà hơn khi tăng tốc độ bàn xoay.
Kết hợp sử dụng thêm camera phân loại sản phẩm, lúc này vật có thể được
đặt bất kì trên bàn xoay.
Xây dựng giao diện điều khiển Web sever.

69

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trần Đức Thiện (2021), giáo trình Thực tập Robot, Trường Đại
học Sư phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh.
[2] MELSEC-Q/L, serial communication module users manual (application)
[3] Q173D(S)CPU/Q172D(S)CPU motion controller (SV13/SV22)
programming manual (real mode).
[4] MELSERVO-J4, sscnet iii/h interface model MR-J4-_B_(-RJ)
servo amplifier instruction manual.
[5] John J.Craig, Introduction to Robotics-Mechanic and Control (Third
Edition).
[6] Mehmet Erkan KÜTÜK, Forward and Inverse Kinematics Analysis
of Denso Robot, Mechanical Engineering Department, University of
Gaziantep.
[7] Epson_g6_robot_manual.
[8] Q173CPU(N)/Q172CPU(N) Motion Controller (SV13/SV22)
Programming Manual (Motion SFC).

70