Hoàn thiện công nghệ chế tạo robot phục vụ đào tạo

Trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp, các tay máy và robot đã  được sử dụng rộng rãi nhằm thay thế sức lao động của con người, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng, giảm giá thành sản phẩm và nhanh chóng đáp ứng yêu cầu của thị trường và do đó nâng cao tính cạnh tranh của sản phẩm.

Phát triển ngành robot là nhu cầu tất yếu và cấp thiết, nhằm tự động hoá sản xuất theo hướng công nghệ cao, góp phần đẩy mạnh sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá của đất nước. Tuy nhiên, đến nay việc ứng dụng robot trong sản xuất công nghiệp ở nước ta còn nhiều hạn chế do những nguyên nhân như thiết bị robot có giá thành cao, đòi hỏi công nhân thao tác và đội ngũ bảo đảm kỹ thuật có trình độ và nền sản xuất chưa phát triển đồng bộ.

Trong vài chục năm gần đây, với chủ trương phát triển nguồn nhân lực kỹ thuật công nghệ tự động hoá theo NQ TW2/Khoá 8 và Nghị Quyết 27 của Chính phủ, nhiều cơ sở đào tạo đã được đầu tư mạnh cho lĩnh vực tự động hoá và đã mở thêm các ngành đào tạo về tự động hoá, cơ điện tử… Tuy nhiên, qua khảo sát chương trình đào tạo của các trường có ngành kỹ thuật trong nước, cho thấy các trường đào tạo chủ yếu về kỹ thuật điều khiển và tự động hoá và có rất ít trường đào tạo về robotics hoặc có đào tạo về robot nhưng lồng vào trong  ngành tự động hoá. Các cơ sở đào tạo đều thiếu trang thiết bị thực hành robot.

Để giả quyết những vấn đề nêu trên, dự án của Công ty TNHH Robot Việt Nam đề ra mục tiêu xây dựng công nghệ, thiết kế chế tạo robot 5 bậc tự do ở mức nội địa hoá cao, giá thành thấp, xây dựng các bài thực hành và cung cấp cho đào tạo ngành robot.

Dự án đã hoàn thành mục tiêu làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo robot 5 bậc tự do cho đào tạo, bao gồm:

- Nắm vững được các tiêu chuẩn quốc tế cho robot 5 bậc tự do và tiến hành thiết kế, kiểm tra sản phẩm theo các tiêu chuẩn này.

- Nắm vững việc xây dựng và giải bài toán động học, động lực học cho robot 5 bậc tự do để đảm bảo thiết kế tối ưu. Nắm vững việc ứng dụng các giải thuật P.I.D., P.I.V, Fuzzy,... trong điều khiển robot.

- Thành thạo trong thiết kế cơ khí và chế tạo sản phẩm trên máy CNC và công nghệ phụ trợ; thiết kế hệ thống điều khiển nhúng cho robot 5 - 6 bậc tự do; thiết kế phần mềm điều khiển, hiệu chỉnh sai lệch, bảo vệ và ứng dụng.

- Đề xuất một cấu hình thiết bị cho đào tạo đa chiều kết nối máy tính. Việc sử dụng giao diện người dùng cho mỗi nhiệm vụ cho phép học viên tương tác với hệ thống thông qua phím điều khiển, nhập dữ liệu hoặc lập trình và giám sát kết quả trên màn hình máy tính. Khác với những hệ thống đào tạo về robot có trên thị trường chỉ tập trung đào tạo về ứng dụng, cấu hình VNR-T1 cho phép học viên can thiệp sâu hơn vào hệ thống điều khiển và lập trình.

- Thiết kế chế tạo hệ thống cơ khí và điều khiển theo dạng module lắp ghép, phục vụ cho tháo lắp, bảo trì trong quá trình học tập.

- Thiết kế đầu cơ khí robot với hệ dẫn động trực tiếp cho khớp sau nằm trên khâu trước và bố trí các khâu nằm ở 2 phía, và sử dụng cân bằng lò xo, đảm bảo cơ cấu khá cân đối và trọng tâm thấp, khi vận hành ít bị rung.

Thiết kế các bộ khớp quay với các hộp truyền động có độ bền cao, giá rẻ, cho phép luồn dây xuyên tâm và đảm bảo độ chính xác phù hợp cho đào tạo.

- Hệ thống điều khiển nhúng với chỉ 1 vi điều khiển có sự khai thác tối đa tính năng của vi điều khiển mạnh để điều khiển thời gian thực, trong đó sử dụng các timers đề tổ chức hình thành xung điều rộng PWM và xử lý tín hiệu encoder, các chế độ hoạt động qua trạm I/O, kết nối giao diện ngoại vi chuẩn hoá, chế độ tiết kiệm năng lượng, bảo vệ,... Trên cơ sở hệ thống điều khiển này có thể tổ chức nhiều ứng dụng phục vụ đào tạo.

- Hệ thống Robot VNR-T1 phát triển điều khiển từ xa không dây từ máy tính bảng và điện thoại thông minh (qua Bluetooth), tạo ra khả năng thực hành rất phong phú, thuận lợi và hấp dẫn.

- Thiết bị phụ trợ là các băng tải thẳng, băng tải vòng, tích hợp các cảm biến, camera, phục vụ thực hành ứng dụng với 1 và 2 robot hoạt động đồng bộ.