Bài 1: Giới thiệu về Tự động hóa Workcell

Tự động hóa công nghiệp là thứ chúng ta tương tác hàng ngày, từ việc nhận hàng đến mua sắm tại cửa hàng tạp hóa. Workcell là một phần quan trọng của tự động hóa công nghiệp và là phần mà bạn sẽ khám phá trong suốt khóa học này. 

Trong bài học này, bạn sẽ học: 

• Workcell là gì và nó được sử dụng như thế nào trong bối cảnh tự động hóa công nghiệp
• CTE Workcell liên quan đến những khái niệm này như thế nào
• EXP Robot Brain là gì và nó hoạt động như thế nào như một bộ điều khiển logic lập trình trong CTE Workcell
• Cách sạc pin để sẵn sàng sử dụng.

Vào cuối Bài học này, bạn sẽ thảo luận về những gì đã học khi trả lời các câu hỏi trong sổ tay kỹ thuật. 

Giới thiệu về Workcells

Tự động hóa công nghiệp trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta

Tự động hóa nhà máy và robot công nghiệp đã len lỏi vào cuộc sống hàng ngày của chúng ta mà chúng ta thường không nhận ra tác động của chúng. Hãy nghĩ đến việc giao hàng qua đêm hoặc những kệ hàng luôn đầy ắp tại một cửa hàng tạp hóa. Những tiện ích hàng ngày này có được là nhờ các quy trình sản xuất tiên tiến, trong đó tự động hóa và robot đóng vai trò quan trọng.

Tự động hóa công nghiệp là việc sử dụng công nghệ và máy móc để hợp lý hóa và cải thiện quy trình sản xuất trong các nhà máy. Trong các nhà máy công nghiệp hiện đại, tự động hóa đóng vai trò trung tâm trong nhiều nhiệm vụ nhằm tăng hiệu quả, đảm bảo an toàn và nâng cao độ chính xác. Bao gồm các hoạt động sản xuất trong đó robot thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau, như: 

• xử lý vật liệu, như di chuyển và phân loại sản phẩm. 
• xếp sản phẩm lên pallet để vận chuyển.
• loại bỏ các sản phẩm lỗi khỏi hệ thống.

Ví dụ, khi một đơn hàng trực tuyến được đặt, đơn hàng đó sẽ được xử lý bởi một hệ thống tự động và được phân bổ cho một kho hàng. Trong những nhà kho này, robot công nghiệp đóng vai trò quan trọng, di chuyển giữa các lối đi và lấy hàng một cách chính xác và nhanh chóng. Những robot này có khả năng di chuyển theo nhiều hướng và xử lý sản phẩm một cách cẩn thận. Họ làm việc cùng con người để phân loại, đóng gói và chuẩn bị đơn hàng để vận chuyển, tất cả chỉ trong vòng vài giờ.

Workcell là gì?

Một ô làm việc là nhóm máy móc, con người và các thiết bị khác mà công ty sử dụng trong quy trình sản xuất của họ. Các ô này thường được triển khai để giảm chi phí liên quan đến sản xuất và tăng năng suất. Nhiều công ty cũng giảm đáng kể tỷ lệ lỗi bằng cách áp dụng các phân xưởng làm việc.

Ví dụ, trong một cơ sở sản xuất, các máy móc tham gia vào quy trình (như cánh tay robot và băng tải) sẽ được bố trí sao cho hàng hóa được sản xuất di chuyển trơn tru và liền mạch từ công đoạn này sang công đoạn khác. Điều này chỉ có thể thực hiện được nếu các máy móc được nhóm thành các ô làm việc giúp tạo điều kiện cho quá trình sản xuất hàng hóa theo trình tự hợp lý — từ nguyên liệu thô ở một đầu đến thành phẩm ở đầu kia.

Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) là gì?

Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) là hệ thống điều khiển máy tính công nghiệp được lập trình để thực hiện các hoạt động tự động trong hệ thống công nghiệp. Là một thành phần thiết yếu của dây chuyền sản xuất tự động, PLC liên tục theo dõi trạng thái của các thiết bị đầu vào (như cảm biến) và đưa ra quyết định dựa trên chương trình tùy chỉnh để kiểm soát trạng thái của các thiết bị đầu ra (như băng tải). PLC được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp thực tế để tự động hóa dây chuyền lắp ráp nhà máy, máy móc hoặc các quy trình khác. Sử dụng PLC có thể tăng độ tin cậy, tính ổn định và hiệu suất của hệ thống cũng như tính an toàn, đồng thời giảm thiểu nhu cầu can thiệp của con người và khả năng xảy ra lỗi của con người. 

Trong các nhà máy tự động, các ô làm việc bao gồm nhiều máy móc và rô-bốt làm việc cùng nhau để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể. PLC đóng vai trò trung tâm trong việc quản lý và điều phối các hoạt động như: 

• Tích hợp thiết bị: PLC có thể tích hợp và điều khiển nhiều thiết bị như cánh tay robot, băng tải, cảm biến và hệ thống khí nén trong một ô làm việc. Sự tích hợp này đảm bảo rằng mỗi thành phần hoạt động hài hòa với các thành phần khác, cải thiện hiệu quả và giảm thiểu lỗi.
• Tự động hóa quy trình: PLC tự động hóa các tác vụ lặp đi lặp lại, giảm nhu cầu can thiệp thủ công. Ví dụ, trong một phân xưởng đóng gói, PLC có thể điều khiển cánh tay robot để lấy sản phẩm từ băng tải, đặt vào hộp và dán kín hộp.
• Giám sát và Chẩn đoán: PLC liên tục giám sát trạng thái của tất cả các thiết bị được kết nối, cung cấp dữ liệu và chẩn đoán theo thời gian thực. Điều này giúp xác định và giải quyết vấn đề nhanh chóng, giảm thiểu thời gian chết.

Một lợi thế quan trọng của PLC là tính linh hoạt. PLC không chỉ có khả năng mở rộng chức năng bằng cách thêm nhiều thiết bị đầu vào hoặc đầu ra mà còn có thể được lập trình lại và cấu hình lại dễ dàng để thích ứng với những thay đổi trong quy trình sản xuất. 

Phòng làm việc CTE

Bây giờ bạn đã có hiểu biết cơ bản về cách lập trình cho Cánh tay 6 trục để thực hiện các nhiệm vụ như vận chuyển và xếp hàng lên pallet, bạn đã sẵn sàng dựa trên kiến thức đó để thêm các thành phần nhằm tạo ra một ô làm việc. Trong suốt khóa học này, bạn sẽ tìm hiểu về các thành phần của CTE Workcell, như Brain, cảm biến, băng tải, Disk Feeder và khí nén, cũng như cách lập trình chúng để tạo ra một workcell hoàn toàn tự động. Trước khi có thể xây dựng một workcell hoàn chỉnh, bạn cần tìm hiểu về cách sử dụng Brain với CTE Workcell để có thể kết nối và điều khiển các thiết bị ngoài cánh tay 6 trục.

Bộ não như một bộ điều khiển logic lập trình (PLC)

Trong CTE Workcell, Brain hoạt động như bộ điều khiển logic lập trình, thực hiện các chức năng tương tự như PLC trong các thiết lập tự động hóa công nghiệp: 

• Trung tâm điều khiển: Bộ não đóng vai trò là trung tâm điều khiển, quản lý Cánh tay 6 trục và các thiết bị bổ sung như băng tải, cảm biến và khí nén.
• Logic lập trình: Bộ não được lập trình bằng VEXcode để xác định cách thức hoạt động của ô làm việc, phản ánh việc sử dụng PLC trong các nhà máy tự động hóa ngoài đời thực.
• Phối hợp thời gian thực: Bộ não xử lý thông tin đầu vào từ các cảm biến và điều khiển đầu ra theo thời gian thực, đảm bảo hoạt động trơn tru và hiệu quả của ô làm việc.
• Khả năng mở rộng: Giống như PLC công nghiệp, Brain có thể được mở rộng bằng cách kết nối các thiết bị bổ sung (như cảm biến, băng tải và khí nén), cho phép bạn xây dựng và kiểm soát các hệ thống tự động ngày càng phức tạp.

Trong khóa học trước, bạn đã sử dụng kết nối trực tiếp để điều khiển chuyển động của Cánh tay 6 trục bằng VEXcode EXP. Tuy nhiên, kết nối trực tiếpchỉcho phép bạn điều khiển Cánh tay 6 trục. Sử dụng Brain cho phép bạn kết nối các thiết bị bổ sung như cảm biến, động cơ và khí nén cũng như Cánh tay 6 trục. Để tạo ra một ô làm việc hoàn toàn tự động, bạn sẽ cần sử dụng Bộ não để điều khiển tất cả các thiết bị cần thiết để di chuyển, sắp xếp và phân phối đồ vật một cách hiệu quả.

Bộ não chạy các dự án người dùng được tải xuống để điều khiển khối làm việc. Bạn cũng có thể xem thông tin về ô làm việc trực tiếp trên màn hình Não, như bạn sẽ thấy sau trong Đơn vị này.

 

Trong khóa học này, bạn sẽ điều khiển CTE Workcell bằng cách sử dụng Brain làm PLC. Để cung cấp năng lượng cho Brain và các thành phần được kết nối, như Cánh tay 6 trục, bạn sẽ cần kết nối Pin đã sạc với Brain. 

Kiểm tra sự hiểu biết của bạn

Trước khi chuyển sang Bài học tiếp theo, hãy đảm bảo rằng bạn hiểu các khái niệm được đề cập trong Bài học này bằng cách trả lời các câu hỏi trong tài liệu bên dưới trong sổ tay kỹ thuật của bạn. 

Kiểm tra câu hỏi hiểu biết của bạn > (Google Doc / .docx / .pdf)

---

ChọnTiếp theo >để chuyển sang Bài học tiếp theo.