Tổng quan
Giới thiệu bộ đồ gá hàn khung xe ô tô
Bộ đồ gá hàn khung xe ô tô (JIG) là thiết bị quan trọng trong sản xuất hàng loạt, giúp hàn các tấm khung xe với chất lượng đồng nhất Khung xe được tạo thành từ các tấm thép mỏng, gọi là Panel (work), được cố định trên bộ JIG, cho phép hàn tự động bằng robot Quy trình hình thành khung xe được chia nhỏ qua nhiều giai đoạn hàn, đòi hỏi một hệ thống bao gồm nhiều đồ gá hàn JIG để đảm bảo hiệu quả và độ chính xác cao trong sản xuất.
Bộ đồ gá hàn khung ô tô JIG được chia thành 2 loại: HAND JIG và SET JIG.
* HAND JIG: Là đồ gá hàn khung xe ô tô gắn vào tay Robot để di chuyển các tấm Panel đến vị trí hàn.
Hình 1-1: Hand JIG kẹp Panel
SET JIG là thiết bị hàn khung xe ô tô, có chức năng đỡ Panel và được gắn trên bàn quay hoặc thanh ray trượt trong dây chuyền sản xuất Panel được lắp lên SET JIG theo hai phương pháp: đối với Panel nhỏ, công nhân sẽ lắp trực tiếp, trong khi Panel lớn sẽ được đưa lên bằng Hand JIG của Robot.
Kích thước và độ phức tạp của đồ gá hàn được xác định bởi kích thước, hình dáng, số lượng Panel và số lượng điểm hàn của các tấm Panel Có những đồ gá hàn đơn giản với ít chi tiết, trong khi cũng tồn tại những đồ gá phức tạp với nhiều cụm chi tiết định vị.
Hình 1-2: Set JIG kẹp Panel
Mục tiêu của báo cáo
Đề tài này tập trung vào việc tổng hợp và củng cố kiến thức mà tôi đã học được từ các chuyên gia Hàn Quốc và Nhật Bản về kỹ thuật thiết kế và mô phỏng quá trình hàn bộ đồ gá hàn khung xe ô tô (JIG).
- Báo cáo trình bày về bộ đồ gá JIG.
- Mô phỏng trạng thái hàn của Robot.
- Báo cáo có thể được dùng làm tài liệu hướng dẫn thiết kế, mô phỏng trạng thái hàn của sung hàn để thiết kế bộ đồ gá JIG.
Phương pháp nghiên cứu
Dựa trên quá trình chuyển giao công nghệ và ứng dụng phần mềm
Delmia vào việc thiết kế, mô phỏng quá trình làm việc bộ đồ gá JIG.
Đối tượng phạm vi nghiên cứu của đề tài
Xây dựng, mô phỏng quá trình hàn của bộ đồ gá JIG trên phần mềm Delmia
Thông số đầu vào gồm có:
- Dữ liệu đã thiết kế hoàn chỉnh bộ đồ gá JIG hàn Panel.
- Dữ liệu về thông số kỹ thuật của bộ đồ gá kẹp JIG.
- Dữ liệu về sơ đồ điểm hàn , súng hàn , robot.
Nội dung báo cáo
Tổng quan về phần mềm DELMIA
2.1.1 Giới thiệu phần mềm DELMIA
Delmia là một trong những nhà cung cấp hàng đầu về giải pháp sản xuất số hóa tinh vi, chuyên cung cấp phần mềm mô phỏng quy trình sản xuất hiệu quả.
Delmia là giải pháp tối ưu hóa quy trình sản xuất cho các ngành công nghiệp quan trọng như chế tạo ôtô, công nghiệp vũ trụ, chế tạo và lắp ráp, điện và điện tử, hàng tiêu dùng, xây dựng nhà máy và đóng tàu.
Công cụ DELMIA cung cấp khả năng mô phỏng tiên tiến và lập trình chuyên dụng cho các ứng dụng điều khiển robot hàn trong dây chuyền lắp ráp công nghiệp Giải pháp lập trình robot của DELMIA giúp các công ty tiết kiệm đáng kể thời gian và chi phí so với phương pháp “Teaching Robots” truyền thống Ngoài ra, DELMIA cho phép mô tả mọi hoạt động và thao tác trên mô hình 3D trước khi triển khai vào sản xuất thực tế.
Hình 2-2:Mô hình robot trong Delmia
Trong tương lai, việc ứng dụng robot trong sản xuất tại Việt Nam sẽ gia tăng đáng kể nhờ vào sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật hiện đại Do đó, nghiên cứu ứng dụng công cụ Delmia để điều khiển robot phục vụ sản xuất trong nước là điều hết sức cần thiết.
Công cụ DELMIA của Dassault Systemes là phần mềm hàng đầu hiện nay hỗ trợ điều khiển robot, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu quả công việc.
Hình 2-4:Biểu tượng phần mềm CATIA
Sự phát triển của khoa học và công nghệ đã khiến robot trở thành ứng dụng quan trọng trong đời sống, thay thế con người trong nhiều công việc từ đơn giản đến phức tạp Các nhà máy lớn như Toyota, Mercedes Benz và Honda đã tích cực sử dụng robot trong sản xuất, đặc biệt là trong hệ thống robot hàn khung xe hơi Hệ thống này hoạt động nhịp nhàng, mang lại năng suất cao, giảm thiểu phế phẩm, đảm bảo độ chính xác và tiết kiệm sức lao động cho con người, đặc biệt là trong các môi trường làm việc độc hại và ô nhiễm.
Hình 2-5:Biểu tượng phần mềm CATIA
Việc ứng dụng robot trong sản xuất tại Việt Nam đang ngày càng phát triển, với phương pháp điều khiển robot chủ yếu bằng thủ công thông qua "Teaching robots" Việc mô phỏng hoạt động của robot trên máy tính cho phép kiểm tra hiệu suất và sự phối hợp của robot với các thiết bị khác trong dây chuyền sản xuất, điều này rất quan trọng trong thiết kế và chế tạo robot mới Hiện nay, có nhiều phần mềm công nghiệp và nghiên cứu hỗ trợ mô phỏng robot, trong đó phần mềm CATIA nổi bật với hệ thống CAD/CAM/CAE hoàn chỉnh, bao gồm nhiều module hỗ trợ từ thiết kế đến lập trình điều khiển Đặc biệt, Dassault Systems đã phát triển module DELMIA tích hợp vào CATIA, cung cấp giải pháp toàn diện cho việc lập trình robot.
2.1.2 Một số modul trong DELMIA
* DELMIA Resources Detailing: Mô phỏng hoạt động của máy móc và Robot
Hình 2-6: Các robot vào hoạt động.
* DELMIA Ergonomics: Mô phỏng trạng thái hoạt động con người
Hình 2-7:Mô hình mô phỏng trạng thái làm việc của công nhân.
DELMIA Process Engineer: Quản lý quá trình sản xuất hệ thống.
Hình 2-8: Lập sơ đồ quản lý sản xuất trong nhà máy.
2.1.3 Các tiêu đề chính của DELMIA
* Process: Đây là nơi tạo luồng quy trình cho dự án của mình Thứ tự hoạt động của dự án.
* Resources: Đây là nơi cập nhập tất cả các dữ liệu tài nguyên dự án Đây có thể là chairs, tables, the floor, manikins, tooling, conveyors, and fixtures
* Product list: Đây là nơi cập nhập tất cả các Sản phẩm của mình ví dụ: phụ tùng ô tô (steel, plastic), motors.
Hình 2-9:Các tiêu đề chính trong Delmia.
Ứng dụng phần mềm Delmia trong mô phỏng trạng thái hàn của Robot để thiết kế bộ đồ gá hàn JIG
Dựa trên kinh nghiệm thực tập tại Phòng Cơ khí nặng của Viện Nghiên cứu NARIME và sự hướng dẫn tận tình của các cán bộ, tôi xin trình bày quy trình ứng dụng phần mềm Delmia trong thiết kế bộ đồ gá JIG.
QUYTRÌNH ỨNG DỤNG PHẦN MỀM DELMIA TRONG THIẾT KẾ
BỘ ĐỒ GÁ HÀN JIG
2.2.1 Cơ sở dữ liệu đầu vào a Bảng mô tả chi tiết kỹ thuật.
Hình 2-10: Sơ đồ layout các vị trí bộ đồ gá làm việc và vị trí các robot.
Hình 2-11: Tọa độ điểm hàn trên tấm panel oto và vị trí bố trí các tấm panel trên bộ đồ gá Jig.
Hình 2-12 cung cấp mô tả chi tiết về các vị trí điểm định vị, điểm đỡ và điểm kẹp trong bộ đồ gá Jig, cùng với dữ liệu mô hình hóa 3D hỗ trợ cho quá trình thiết kế.
Hình 2-15: Dữ liệu bàn trượt (Slide) dung để đặt bộ đồ gá Jig
Hình 2-16: Gun Stand nơi đặt súng hàn
Hình 2-17: Máy mài Tip của súng hàn
2.2.2 Mô hình hoá sơ bộ trạng thái của súng hàn trong bộ đồ gá jig a Lắp rắp Robot và súng hàn.
Hình 2-18: Lắp rắp Robot với súng hàn. b Lập các điểm hàn và đưa súng hàn vào trong panel.
Hình 2-19: Lập các điểm hàn trên Panel
Trong hình 2-21, chúng ta có thể thấy trạng thái định vị, điểm đỡ và kẹp theo bảng chi tiết kỹ thuật Việc đưa mô hình vào layout tổng thể và kiểm tra các vị trí hàn cùng trạng thái thoát gun của robot là rất quan trọng để đảm bảo quy trình hoạt động hiệu quả.
Hình 2-22: Mô hình tổng thể sau khi đưa các dữ liệu cần thiết kế để kiểm tra trạng thái của súng hàn.
Để đảm bảo súng hàn hoạt động hiệu quả, cần điều chỉnh trạng thái của nó sao cho phù hợp với dữ liệu từ bộ đồ gá và thông tin mô phỏng trong Delmia Chúng ta sẽ thiết lập các kết cấu để định vị và kẹp chặt tấm panel theo đúng yêu cầu kỹ thuật của nhà sản xuất.
Hình 2-25: Bộ đồ gá Jig được thiết kế theo bảng mô tả kỹ thuật của nhà sản xuất.
2.2.4 Kiểm tra lại trạng thái của súng hàn, kiểm tra va chạm với đồ gá
Sau khi hoàn thiện thiết kế bộ đồ gá hàn Jig, cần kiểm tra trạng thái của súng hàn gắn với Robot Việc này nhằm đảm bảo Robot hoạt động hiệu quả và tránh va chạm với bộ đồ gá hàn Jig.
Hình 2-27: Kiểm tra thời gian chạy để biết đủ năng xuất.
Hình 2-29: Đổ chương trình và chạy trên phần mềm ABB.
Hình 2-30: Hình ảnh bộ đồ gá sau khi hoàn thành.
Tôi đã chọn đề tài “Ứng dụng phần mềm Delmia trong mô phỏng trạng thái hàn của Robot trong thiết kế đồ gá hàn Jig” tại Viện Nghiên Cứu Cơ Khí Qua quá trình thực hiện đề tài này, tôi đã thu được nhiều kiến thức quý giá về ứng dụng công nghệ mô phỏng trong thiết kế và tối ưu hóa quy trình hàn tự động.
Hiểu rõ quy trình thiết kế bộ đồ gá Jig là rất quan trọng, và việc ứng dụng các công cụ hiện đại như Delmia và Catia sẽ giúp tối ưu hóa quá trình thiết kế và gia công Sử dụng những phần mềm này không chỉ giúp rút ngắn thời gian sản xuất mà còn giảm thiểu sai sót trong thiết kế và chế tạo sản phẩm.
- Biết cách thiết kế các chi tiết trong cụm đồ gá hàn ô tô theo tiêu chuẩn từng nhà sản xuất Unipress, Bellsonica, H-one,…
- Đưa ra bản vẽ chế tạo, bản vẽ lắp ráp các chi tiết trong cụm đồ gá theo tiêu chuẩn Unipress, Bellsonica, H-one và tiêu chuẩn của Honda.
- Được học cách lắp ráp các chi tiết đồ gá và thực tập tại xưởng lắp ráp của công ty Công Nghệ Đức Trung.
- Có cơ hội vận dụng, hiểu sâu hơn một số kiến thức đã được trang bị trong quá trình học đại học.
- Tích lũy kinh nghiệm, kỹ năng, kiến thức để phục vụ cho bước thiết kế 3D và lập các kế hoạch sản xuất.
- Nâng cao kỹ năng sử dụng phần mềm Delmia, Catia.
Do hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm, bản báo cáo này không thể tránh khỏi những sai sót Tôi rất mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo từ các thành viên Hội Đồng để hoàn thiện báo cáo của mình hơn nữa.
Tôi xin chân thành cảm ơn !
- Học thêm một số kiến thức cơ bản của các hạng Robot.
- Mô phỏng toàn bộ quá trình làm việc của Robot và thao tác lắp rắp như trong thực tế.
- Thực hành thực tế để biết được các lỗi thường xảy ra của Robot để khác phục từ công đoạn kiểm tra trên Delmia.
