Thiết kế và phát triển hệ thống robot Gantry XYZ cho ứng dụng máy bơm keo và phủ lớp bảo vệ PCB = Design and development of an XYZ gantry robot system for precision PCB conformal coating applications

Abstract

Nghiên cứu này trình bày quá trình thiết kế, mô phỏng, chế tạo và đánh giá một hệ thống máy phủ keo bảo vệ dựa trên cấu trúc robot gantry XYZ cho các ứng dụng bôi keo/phủ màng mỏng (conformal coating) trong công nghiệp. Hệ thống được xây dựng trên cơ sở mô hình lý thuyết động học robot, mô phỏng bằng công cụ MATLAB Simscape, thiết kế cơ khí chính xác sử dụng cơ cấu truyền động vít me bi tiêu chuẩn kết hợp với động cơ servo để đảm bảo độ ổn định cao trong quá trình vận hành. Bộ điều khiển PLC Mitsubishi Q-series cùng module điều khiển vị trí trong công nghiệp được triển khai để thực hiện điều khiển chuyển động đa trục thông qua phương pháp phát xung và nội suy quỹ đạo. Mô hình được kiểm chứng thông qua cả mô phỏng và thực nghiệm, trong đó các chỉ tiêu đánh giá bao gồm độ lặp lại vị trí, sai số góc giữa các trục và sai số bám quỹ đạo. Kết quả đo kiểm cho thấy hệ thống đạt độ lặp lại dưới 10 µm, sai số góc X–Y nhỏ (≈0.049°) và sai số bám quỹ đạo nằm trong giới hạn cho phép của các ứng dụng công nghiệp cần độ chính xác cao. Kết quả nghiên cứu khẳng định tính khả thi của giải pháp trong việc nâng cao độ chính xác, hiệu suất sản xuất, tích hợp hệ thống, đồng thời tạo nền tảng cho các nghiên cứu phát triển tiếp theo về điều khiển thông minh và tối ưu hóa hệ thống có kiến trúc tương tự.