NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO THÀNH CÔNG ROBOT HÀN TỰ ĐỘNG 6 BẬC
Robot hàn tự động 6 bậc do nhóm nghiên cứu trường Cao đẳng Kỹ nghệ Dung Quất chế tạo vừa phục vụ giảng dạy, học tập; vừa ứng dụng thực tiễn.
Hàn là công đoạn phổ biến ở hầu hết các ngành cơ khí, đòi hỏi tay nghề cao nhưng tiềm ẩn nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các máy hàn tự động, robot hàn được ra đời. Khi nhiều công việc được tự động hóa, người thợ hàn thuần túy trở thành người điều khiển máy móc. Điều này mang lại lợi ích kép về hiệu quả, hiệu suất lao động và sức khỏe con người.
Nhiều hãng cơ khí của các nước như Nhật Bản, Trung Quốc… đã chế tạo robot 6 bậc để ứng dụng trong nước và xuất khẩu. Ở Việt Nam, robot hàn 6 bậc cũng được nhiều nhà máy, xí nghiệp sử dụng; song phần lớn là sản phẩm nhập khẩu.
Trường Cao đẳng Kỹ nghệ Dung Quất với bề dày 20 năm, đã đào tạo nhiều công nhân, kỹ sư thực hành trong ngành hàn công nghiệp, vì thế luôn có sự cập nhật kịp thời với những đổi mới công nghệ trong lĩnh vực. Mong muốn giảng viên nâng cao năng lực nghiên cứu và thực tiễn, từ tháng 4/2019 đến tháng 10/2021, trường đã ký hợp đồng với Sở Khoa học và Công Nghệ tỉnh Quảng Ngãi để thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo robot hàn tự động 6 bậc”.
Nhóm thành viên thực hiện đề tài là các tiến sĩ, thạc sĩ, kỹ sư đã chia nhỏ đề tài ra nhiều công đoạn. Đầu tiên là nghiên cứu chuyên môn với ba phần: Thiết kế cơ khí, thiết kế hệ thống điều khiển, viết chương trình mô phỏng. Hoàn thiện xong phần nghiên cứu chuyên môn, nhóm nghiên cứu tiếp tục gia công cơ khí (gia công các chi tiết trong robot từ khâu đế, khâu 1 đến khâu 6). Sau khi gia công cơ khí xong, công việc tiếp theo là lắp ráp robot, bao gồm lắp ráp mạch điều khiển, lắp ráp kết cấu và cân chỉnh, sau đó vận hành thử nghiệm, kiểm tra và hiệu chỉnh robot.
Sản phẩm hoàn thiện để nghiệm thu là Robot hàn tự động 6 bậc, với 6 khớp quay dạng đứng; Tầm với của robot là 500 mm, chiều cao của robot 500 mm, vùng không gian làm việc dạng khối cầu có bán kính 500 mm; sử dụng phương pháp hàn Mig với dòng hàn 500A; robot có khả năng hàn điểm và đường với sai số ±1mm; Robot sử dụng nguồn điện 1 pha 200V±20V.
Nhóm nghiên cứu cho biết họ đã nghiên cứu, tham khảo các loại robot đã được nghiên cứu trong nước và quốc tế. Trong đó phần nghiên cứu cơ khí có hàm lượng học thuật cao. Việc tính toán điểm, đường hàn được thực hiện bằng lập trình điều khiển và giải thuật nội suy. Chương trình điều khiển và mô phỏng động học, động lực học robot do nhóm tác giả tự viết có độ chính xác cao, không sử dụng các phần mềm hiện có trên thế giới, phần mềm có giao diện thân thiện, dễ vận hành sử dụng, đặc biệt với đối tượng sử dụng là người Việt. Phần cứng, nhóm nghiên cứu ứng dụng công nghệ máy tính nhúng nhằm tương tác với màn hình hiển thị HMI và dễ dàng cho việc sử dụng các phần mềm lập trình cấp cao như: C, Visual, Matlab, đồng thời thuận lợi cho việc giao tiếp với các phần mềm CAD.
Hiện robot vẫn còn các hạn chế cần khắc phục. Đơn cử như vật liệu dùng để chế tạo robot là nhôm và thép làm cho trọng lượng của robot lớn, gây nên lực quán tính lớn, vì vậy tính linh hoạt của robot không cao. Bên cạnh đó, các khâu của robot dùng công nghệ gia công trực tiếp trên các máy gia công cắt gọt nên tính thẩm mỹ không cao so với công nghệ đúc, vì vậy khả năng đi dây hơi rờm rà. Những hạn chế này nhóm đang khắc phục.
Theo đánh giá của Hội đồng nghiệm thu cấp tỉnh, họp ngày 30 tháng 12 năm 2021, đề tài đạt yêu cầu đề ra. Ưu điểm của robot là tạo những điểm hàn, đường hàn chính xác hơn. Nghiên cứu này sẽ được ứng dụng vào việc giảng dạy, học tập, đào tào nghề nghiệp, từng bước làm chủ công nghệ và thay thế hàng nhập ngoại. Bên cạnh đó, Trường cần liên kết với doanh nghiệp để phát triển sản phẩm, hạn chế các nhược điểm khi thương mại hóa.
Hình ảnh - Kiểm tra hệ thống điều khiển trước khi vận hành robot hàn
Hình ảnh - Tủ điều khiển robot hàn
Hình ảnh - Robot hàn tự động 6 bậc
PHÒNG TUYỂN SINH, VIỆC LÀM VÀ TRUYỀN THÔNG
