Thiết kế hệ thống lắp ráp tự động trong
hệ thống MiniCIM

Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm lắp ráp Hệ thống lắp ráp tự động đợc thiết kế dựa trên cơ sở yêu cầu kỹ thuật của sản
phẩm lắp ráp. Sản phẩm lắp ráp ở đây là hộp giảm tốc 1 cấp với tỷ số truyền u = 2.
Hộp giảm tốc gồm có thân hộp, nắp hộp, 2 bánh răng, 3 ốc vít để bắt chặt thân hộp
và lắp hộp lại với nhau. Trên thân và nắp hộp giảm tốc đã gia công các lỗ lắp bánh
răng và ốc vít (lỗ ren M5).
Yêu cầu độ song song 2 trục bánh răng sau lắp đạt 0,5/100 mm. Sai số
khoảng cách trục 2 bánh răng là 22- 0,2 mm.
4.2.2. Cấu trúc của hệ thống lắp ráp tự động trong MiniCIM
Hệ thống băng tải và Pallet
Hệ thống băng tải đợc sử dụng là băng tải xích con lăn, có 2 hàng băng tải chạy
song song. Trên 2 hàng băng tải này có đặt cố định 3 vị trí dừng của 3 trạm là,
trong đó vị trí dừng của trạm phay CNC đợc kết hợp với trạm lắp ráp tự động. Các
chi tiết cần lắp ráp đợc đặt trên các pallet và vận chuyển trên băng tải 1 cách liên
tục đến vị trí trạm lắp ráp tơng ứng. Vì sản phẩm là dạng hộp trụ nên đợc định vị
trên pallet bằng 1 mặt phẳng và 3 chốt ( hạn chế 5 bậc tự do, và tự định tâm
Hình 4.2. Pallet với các chốt trụ để định tâm chi tiết nắp hoặc thân hộp giảm tốc

• Giá cấp chi tiết:
Giá cấp chi tiết có các hàng để chứa nắp, thân, và các bánh răng. Dung lợng chứa
của giá không lớn, nhng đủ cho một quá trình sản xuất theo một đơn hàng đã định
sẵn.
• Giá cấp tôvít, ốc vít tự động (kiểu trọng lực):
Tôvít là 1 động cơ mà đầu ra có gắn 1 mỏ vít xoắn để vặn vít. Động cơ này có
công suất nhỏ, tốc độ quay chậm để phù hợp cho vặn xoắn các ốc vít. Điều khiển
động cơ bằng PLC với 2 tín hiệu, một tín hiệu ON để bật động cơ, một tín hiệu
OFF để tắt động cơ.
Giá cấp vít tự động là một rãnh nghiêng 300, trên đó có đặt các vít M5. Khi 1 vít
ngoài cùng đợc lấy ra thì với tác dụng của trọng lực thì các vít còn lại sẽ tự động
trợt theo rãnh nghiêng xuống, do đó lúc nào cũng có 1 vít ở vị trí sẵn sàng chờ để
gắp.

Trạm định vị: (gồm đồ gá, trạm xoay tìm lỗ)
Đồ gá đợc dùng để hạn chế 6 bậc tự do, gồm có: 1 mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do,
1 chốt trụ và chốt trám hạn chế các bậc còn lại. Tại vị trí của đồ gá thì thân hộp
giảm tốc đợc định vị để lắp các bánh răng, nắp hộp và các ốc vít vào.

tốc.
Sơ đồ lắp ráp
ở đây chi tiết cơ sở là thân hộp giaỷm tốc, các chi tiết khác nh cặp bánh raờng, nắp
hộp, các ốc vít M5 sẽ đợc lắp lên chi tiết cơ sở.
Quy trỡnh lắp ráp
Trên cơ sở sơ đồ lắp ta lập đợc quy trỡnh lắp nh sau: ủaàu tiên
rôbốt gắp thân hộp giaỷm tốc từ Pallet đặt lên trạm xoay tỡm lỗ. Tiếp theo gắp
thân đó tới đồ gá để định vị cứng tại đó. Tiếp theo rôbốt gắp 2 bánh raờng từ Pallet
tới lắp vào thân hộp giaỷm tốc đã đợc định vị trên đồ gá.

Tiếp theo gắp nắp hộp lắp vào cụm gồm thân và cặp bánh răng. Tiếp theo gắp các
ốc vít từ giá cấp ốc vít tự động đặt vào các lỗ ren trên nắp hộp giảm tốc. Sau đó
gắp tôvít xoắn để vặn các ốc vít đó cứng với thân hộp giảm tốc. Cuối cùng rôbốt
gắp sản phẩm hoàn thành vào thùng chứa và kết thúc quá trình lắp ráp sản phẩm.
Lập trình cho điều khiển tự động lắp ráp của MiniCIM
Trong quá trình lắp ráp sản phẩm hộp giảm tốc trên hệ thống MiniCIM, hệ thống
băng tải có nhiệm vụ vận chuyển các chi tiết cần lắp ráp đến trạm lắp ráp đợc điều
khiển bằng PLC và chơng trình “router” của phần mềm quản lý CIM; một robot có
chức năng thực hiện tất cả các khâu của quá trình lắp ráp, đợc hoạt động theo ch-
ơng trình lập bằng ngôn ngữ MCL; một trạm định vị đợc điều khiển bởi chơng
trình robot cho phép định vị chính xác vị trí của các thành phần lắp ráp.
Các chơng trình lập trình với MCL và PLC cũng nh các giới thiệu về ngôn ngữ
MCL và PLC đợc trình bày chi tiết ở chơng 3.
Lập trình MCL điều khiển rôbốt

4. Đào tạo đợc 2 kỹ s tài năng chuyên ngành Cơ điện tử và hiện nay đang đào tạo
tiếp 2 kỹ s tài năng cùng chuyên ngành trên.
C. Hớng nghiên cứu tiếp:
1. Nghiên cứu chế tạo các cụm chi tiết phức tạp hơn.
2. Xây dựng các thí nghiệm kiểm tra phân loại sản phẩm
theo màu sắc.
3. Sẽ đào tạo nhiều kỹ s chuyên ngành Cơ điện tử và Chế tạo
máy tại phòng thí nghiệm CIM.
4. Mở các lớp bồi dỡng chuyên đề về công nghệ công nghệ
sản xuất tích hợp có trợ giúp của máy tính CIM.
Tài liệu tham khảo
1. PGS.TS Trần Văn Địch.
Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS và sản xuất tích hợp CIM.
Nhà xuất bản KHKT, Hà nội, 2001.
2. PGS.TS Trần Văn Địch.
Công nghệ trên máy CNC.
Nhà xuất bản KHKT, Hà nội, 2000.
3. Nguyễn Thiện Phúc.
Robot công nghiệp.
Nhà xuất bản GD, Hà nội, 2001.
Mastering Programmable Controllers.
Learning Activity Packet 1–8, Allen – Bradley SLC500, 1997 Amatrol, Inc.
MiniCIM- Computer Integrated Manufacturing System.
Operation Guide, Amatrol Version 1.0, April 2002.
6.Automated Material Handling.
Learning Activity Packet 1–8, Allen – Bradley SLC500, 1997 Amatrol, Inc.
7. MCLII Language Reference Guide.
Copyright 1995 by Amatrol, Inc.
8. Phần mềm lập trình PLC. RSLogic 500 – Phòng thí nghiệm CIM C8/201.
9. Phần mềm lập trình cho máy CNC MicroMill2000 và MicroLathe2000.