Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13234-1:2020 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 9409-1:2004) về Tay máy rô bốt công nghiệp - Mặt lắp ghép cơ khí - Phần 1: Dạng tấm được công bố bởi Bộ Khoa học và Công nghệ, quy định các yêu cầu kỹ thuật và kích thước hình học cơ bản đối với mặt bích lắp ghép dạng tấm nhằm đảm bảo tính tương thích và khả năng lắp lẫn giữa tay máy rô bốt và các thiết bị ngoại vi hoặc cơ cấu tác động cuối.
Phạm vi và đối tượng áp dụng
Tiêu chuẩn này hướng đến việc chuẩn hóa các mối nối cơ khí trong ngành chế tạo và tích hợp rô bốt công nghiệp. Đối tượng áp dụng bao gồm:
- Các đơn vị thiết kế, sản xuất tay máy rô bốt công nghiệp và các cơ cấu tác động cuối (như tay gắp, súng hàn, công cụ cắt gọt, cảm biến lực).
- Các kỹ sư tích hợp hệ thống tự động hóa, thực hiện việc lắp đặt và cấu hình hệ thống rô bốt trong nhà máy.
- Phạm vi áp dụng cụ thể cho các mặt lắp ghép cơ khí dạng tấm tròn có các lỗ ren và lỗ chốt định vị, không áp dụng cho các dạng mặt ghép kiểu trục hoặc các kiểu kết nối phi tiêu chuẩn khác.
Nội dung cốt lõi của các điều khoản đầu (Từ Điều 1 đến Điều 4)
Dưới đây là phân tích chi tiết các quy định kỹ thuật trọng tâm được thiết lập trong phần đầu của tiêu chuẩn:
1. Phạm vi áp dụng (Điều 1)
- Xác định các kích thước chính, ký hiệu và ghi nhãn của mặt lắp ghép cơ khí dạng tấm, được thiết kế như một giao diện liên kết giữa khâu cuối của rô bốt và công cụ làm việc.
- Đảm bảo tính lắp lẫn cơ khí giữa các dòng rô bốt của các nhà sản xuất khác nhau với các công cụ đầu cuối phổ thông trên thị trường.
- Tiêu chuẩn tập trung vào khía cạnh hình học và định vị, không quy định về giới hạn tải trọng động học hoặc các đặc tính cơ lý của vật liệu chế tạo mặt bích.
2. Tài liệu viện dẫn (Điều 2)
- Tiêu chuẩn yêu cầu áp dụng đồng bộ với các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế liên quan về hệ thống ren mét thông dụng, dung sai lắp ghép hình học và các thuật ngữ cơ bản về rô bốt công nghiệp (như ISO 9787).
- Các tài liệu viện dẫn này là nền tảng kỹ thuật bắt buộc để diễn giải và áp dụng chính xác các thông số kích thước được nêu trong tiêu chuẩn.
3. Thuật ngữ và định nghĩa (Điều 3)
- Mặt lắp ghép cơ khí (Mechanical interface): Là bề mặt ranh giới chung được xác định bởi các kích thước hình học và dung sai cụ thể, nơi cơ cấu tác động cuối được liên kết cố định vào rô bốt.
- Cơ cấu tác động cuối (End effector): Thiết bị chuyên dụng được gắn vào mặt lắp ghép cơ khí của rô bốt để thực hiện các nhiệm vụ thao tác kỹ thuật cụ thể trong quy trình sản xuất.
- Hệ tọa độ mặt bích (Flange coordinate system): Hệ tọa độ vuông góc có gốc tọa độ trùng với tâm của mặt bích, đóng vai trò làm điểm tham chiếu để xác định vị trí và hướng của công cụ (TCP - Tool Center Point).
4. Kích thước và dung sai lắp ghép (Điều 4)
- Kích thước định danh: Tiêu chuẩn hóa các chuỗi kích thước đường kính ngoài của mặt bích, đường kính vòng chia của các lỗ ren và đường kính của chốt định vị theo các dải kích thước tiêu chuẩn (ví dụ: 31.5 mm, 40 mm, 50 mm, 63 mm, 80 mm, 100 mm, 125 mm, 160 mm, 200 mm).
- Dung sai định vị: Quy định nghiêm ngặt về độ đồng tâm của đường kính định vị trung tâm và độ vuông góc của mặt bích so với trục quay của khớp cuối cùng nhằm hạn chế tối đa sai số tích lũy khi rô bốt vận hành.
- Bố trí lỗ ren và lỗ chốt: Xác định số lượng lỗ ren (thường là 4, 6, 8 hoặc 12 lỗ tùy thuộc vào kích thước mặt bích) và vị trí của ít nhất một lỗ chốt định vị để chống xoay và đảm bảo tính định hướng chính xác khi tháo lắp công cụ.
Hiệu lực thi hành
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13234-1:2020 có hiệu lực kể từ ngày ban hành. Việc áp dụng tiêu chuẩn này giúp các doanh nghiệp Việt Nam chuẩn hóa quy trình thiết kế, chế tạo đồ gá và tích hợp hệ thống rô bốt, thúc đẩy tiến trình tự động hóa và nâng cao năng lực cạnh tranh công nghiệp.
TCVN 13234-1:2020
TAY MÁY RÔ BỐT CÔNG NGHIỆP - MẶT LẮP GHÉP CƠ KHÍ - PHẦN 1: DẠNG TẤM
Manipulating industrial robots - Mechanical Interfaces - Part 1: Plates
Lời nói đầu
TCVN 13234-1:2020 hoàn toàn tương đương ISO 9409-1:2004
TCVN 13234-1:2020 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 299, Robot biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
Bộ tiêu chuẩn TCVN 13234 (ISO 9409), Tay máy rô bốt công nghiệp - Mặt lắp ghép cơ khí bao gồm các phần sau:
- TCVN 13234-1:2020 (ISO 9409-1:2004), Phần 1: Dạng tấm.
- TCVN 13234-2:2020 (ISO 9409-2:2002), Phần 2: Dạng trục.
TAY MÁY RÔ BỐT CÔNG NGHIỆP - MẶT LẮP GHÉP CƠ KHÍ - PHẦN 1: DẠNG TẤM
Manipulating industrial robots - Mechanical Interfaces - Part 1: Plates
Tiêu chuẩn này quy định các kích thước chính, ký hiệu và ghi nhãn cho mặt lắp ghép cơ khí dạng tấm. Chi tiết này được dự định sử dụng để bảo đảm tính lắp lẫn và duy trì sự định hướng của các cơ cấu tác động cuối có lắp bàn tay kẹp.
Tiêu chuẩn này không quy định các yêu cầu khác của khớp nối cơ cấu tác động cuối.
Tiêu chuẩn này không đưa ra bất cứ sự liên quan nào của các phạm vi chịu tải vì mặt lắp ghép thích hợp được lựa chọn phụ thuộc vào ứng dụng và khả năng chịu tải của rô bốt.
Các mặt lắp ghép cơ khí quy định trong tiêu chuẩn này cũng sẽ được ứng dụng trong các hệ thống điều khiển bằng tay đơn giản không được bao hàm trong định nghĩa tay máy rô bốt công nghiệp như là thiết bị nâng chuyển của rô bốt hoặc thiết bị dẫn - bị dẫn động.
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì chỉ áp dụng phiên bản đã nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, nếu có.
TCVN 7292:2003 (ISO 261:1998), Ren vít hệ mét thông dụng ISO - Vấn đề chung).
TCVN 2244:1999 (ISO 286-1:1988), Hệ thống ISO về dung sai và lắp ghép - Cơ sở của dung sai, sai lệch và lắp ghép.
TCVN 2245:1999 (ISO 286-2:1988), Hệ thống ISO về dung sai và lắp ghép. Bảng cấp dung sai tiêu chuẩn và sai lệch giới hạn của lỗ và trục.
TCVN 5906 (ISO 1101), Đặc tính hình học của sản phẩm (GPS) Dung sai hình học - Dung sai hình dạng, hướng, vị trí và độ đảo.
TCVN 13228 (ISO 8373), Rô bốt và các bộ phận cấu thành rô bốt - Từ vựng).
ISO 9787:1999, Manipulating industrial robots - Coordinate systems and motion nomenclatures (Rô bốt tay máy công nghiệp - Các hệ thống tọa độ và danh mục các chuyển động).
Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa được cho trong TCVN 13228 (ISO 8373).
4.1 Yêu cầu chung
Các kích thước của mặt lắp ghép cơ khí phải theo quy định trong Bảng 1, dãy 1. Dãy bổ sung 2 chỉ được sử dụng trong các trường hợp đặc biệt khi thang chia độ của dãy 1 không đủ cho sử dụng theo chỉ định.
Chỉ ưu tiên sử dụng một đường kính định tâm d3, d2 được sử dụng như đường kính phụ thuộc.
Lỗ d5 được dùng lắp chốt định vị, nó phụ thuộc vào ứng dụng. Chốt định vị có thể có các hình dạng khác nhau, ví dụ, chốt trụ hoặc chốt trám. Bất cứ sự vượt quá kích thước nào phải được loại trừ bằng cách lựa chọn chốt định vị.
Tâm của lỗ chốt định vị phải được xếp thẳng hàng với trục Xm của hệ tọa độ mặt lắp ghép cơ khí (Xem ISO 9787).
Các kích thước chi tiết (ví dụ, các kích thước xén mặt) không được ghi trên bản vẽ cần được lựa chọn một cách thích hợp.
4.2 Dung sai
Các kích thước của mặt lắp ghép cơ khí phải được ghi dung sai phù hợp với TCVN 2244 (ISO 286) và TCVN 2245 (ISO 286). Dung sai hình học phải phù hợp với TCVN 5906 (ISO 1101). Mặt phẳng A, đường kính lỗ khỏa mặt d3 và lỗ dẫn hướng chốt d5 phải là chuẩn cho tất cả các dung sai hình học như đã chỉ ra trên các hình 1 đến 3.
4.3 Lỗ ren
Ren phải phù hợp với TCVN 7292 (ISO 261).
4.4 Điều khoản cho các đường ống phục vụ
Nếu mặt lắp ghép dạng tấm có tâm rỗng thì lỗ ở tâm phải có đường kính d6 bằng hoặc nhỏ hơn d3.
4.5 Yêu cầu của cơ cấu tác động cuối
Các kích thước và dung sai có liên quan của bề mặt đối tiếp của cơ cấu tác động cuối phải tương hợp với các kích thước và dung sai được quy định trong tiêu chuẩn này.
Ký hiệu của mặt lắp ghép cơ khí có các kích thước phù hợp với tiêu chuẩn này phải như sau:
VÍ DỤ Một mặt lắp ghép cơ khí có đường kính vòng tròn qua tâm các lỗ ren d1 = 160mm và có sáu lỗ M10 phải được ký hiệu như sau:
TCVN 13234-1 (ISO 9409-1) - 160 - 6 - M10.
Một mặt lắp ghép dạng tấm và các cơ cấu tác động cuối chế tạo phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn này thì chúng phải được ghi nhãn bền lâu với mã ký hiệu đã nêu trong Điều 5.
Hình 1 - Bản vẽ thiết kế theo Bảng 1, các vị trí 1 đến 9, 11 và 13
Hình 2 - Bản vẽ thiết kế theo Bảng 1, vị trí 10
Hình 3 - Bản vẽ thiết kế theo Bảng 1, vị trí 12
Bảng 1 - Loạt ưu tiên 1 và loạt bổ sung 3 của mặt lắp ghép cơ khí tròn
| Vị trí | Đường kính vòng pitch d1 | d2 | d3 | d4 | d5 | d6 | t1 | t2 | t3 | t4 | t5 | t6 | Số lỗ | |
| Dãy 1 | Dãy 2 | h8 | H7 |
| H7 |
| nhỏ nhất | nhỏ nhất | nhỏ nhất |
|
| min | N | |
| 1 | 25 |
| 34 | 16 | M4 | 4 | xem 4.4 | 6 | 4 | 4 | xem chú thích | 0.2 | 0.5 | 4 |
| 2 |
| 31.5 | 40 | 20 | M5 | 5 | 5 | |||||||
| 3 | 40 |
| 50 | 25 | M6 | 6 | 6 | 6 | 1 | |||||
| 4 |
| 50 | 63 | 31.5 | ||||||||||
| 5 | 63 |
| 80 | 40 | ||||||||||
| 6 |
| 80 | 100 | 50 | M8 | 8 | 8 | 0.4 | 6 | |||||
| 7 | 100 |
| 125 | 63 | ||||||||||
| 8 |
| 125 | 160 | 80 | M10 | 10 | 8 | 10 | 8 | |||||
| 9 | 160 |
| 200 | 100 | ||||||||||
| 10 |
| 160 | 200 | 100 | M12 | 12 | 12 | 11 | ||||||
| 11 |
| 200 | 250 | 125 | 6 | |||||||||
| 12 |
| 200 | 250 | 125 | M16 | 22 | 12 | |||||||
| 13 | 250 | 250 | 315 | 160 | M12 | xem chú thích | 6 | |||||||
| CHÚ THÍCH: Chiều sâu tối thiểu của các lỗ ren t4 phụ thuộc vào vật liệu của các khớp nối cơ cấu tác động cuối | ||||||||||||||
- 1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2244:1999 (ISO 286-1:1988) về hệ thống ISO về dung sai và lắp ghép – cơ sở của dung sai – sai lệch và lắp ghép
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 2245:1999 (ISO 286-2 : 1988) về Hệ thống ISO về dung sai và lắp ghép - Bảng cấp dung sai tiêu chuẩn và sai lệch giới hạn của lỗ và trục
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5906:2007 (ISO 1101 : 2004) về Đặc tính hình học của sản phẩm (GPS) - Dung sai hình học - Dung sai hình dạng, hướng, vị trí và độ đảo
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7292:2003 (ISO 261 : 1998) về Ren vít hệ mét thông dụng ISO - Vấn đề chung
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13228:2020 (ISO 8373:2012) về Rô bốt và các bộ phận cấu thành rô bốt - Từ vựng
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11985-5:2017 (ISO 11148-5:2011) về Máy cầm tay không dùng năng lượng điện - Yêu cầu an toàn - Phần 5: Máy khoan đập xoay cầm tay
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11985-6:2017 (ISO 11148-6:2012) về Máy cầm tay không dùng năng lượng điện - Yêu cầu an toàn - Phần 6: Máy cầm tay lắp ráp các chi tiết kẹp chặt có ren
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11985-7:2017 (ISO 11148-7:2012) về Máy cầm tay không dùng năng lượng điện - Yêu cầu an toàn - Phần 7: Máy mài cầm tay
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13696:2023 (ISO 9283:1998) về Tay máy rô bốt công nghiệp - Đặc tính và phương pháp thử liên quan
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13697:2023 (ISO 9787:2013) về Rô bốt và các bộ phận cấu thành rô bốt - Các hệ tọa độ và thuật ngữ về chuyển động
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13699:2023 (ISO/TR 13309:1995) về Tay máy rô bốt công nghiệp - Hướng dẫn về thiết bị thử và các phương pháp đo trong vận hành để đánh giá tính năng của rô bốt phù hợp với TCVN 13696 (ISO 9283)
- 1 Quyết định 3814/QĐ-BKHCN năm 2020 công bố Tiêu chuẩn quốc gia về Rô bốt do Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2244:1999 (ISO 286-1:1988) về hệ thống ISO về dung sai và lắp ghép – cơ sở của dung sai – sai lệch và lắp ghép
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 2245:1999 (ISO 286-2 : 1988) về Hệ thống ISO về dung sai và lắp ghép - Bảng cấp dung sai tiêu chuẩn và sai lệch giới hạn của lỗ và trục
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5906:2007 (ISO 1101 : 2004) về Đặc tính hình học của sản phẩm (GPS) - Dung sai hình học - Dung sai hình dạng, hướng, vị trí và độ đảo
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7292:2003 (ISO 261 : 1998) về Ren vít hệ mét thông dụng ISO - Vấn đề chung
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11985-5:2017 (ISO 11148-5:2011) về Máy cầm tay không dùng năng lượng điện - Yêu cầu an toàn - Phần 5: Máy khoan đập xoay cầm tay
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11985-6:2017 (ISO 11148-6:2012) về Máy cầm tay không dùng năng lượng điện - Yêu cầu an toàn - Phần 6: Máy cầm tay lắp ráp các chi tiết kẹp chặt có ren
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11985-7:2017 (ISO 11148-7:2012) về Máy cầm tay không dùng năng lượng điện - Yêu cầu an toàn - Phần 7: Máy mài cầm tay
- 9 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13228:2020 (ISO 8373:2012) về Rô bốt và các bộ phận cấu thành rô bốt - Từ vựng
- 10 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13696:2023 (ISO 9283:1998) về Tay máy rô bốt công nghiệp - Đặc tính và phương pháp thử liên quan
- 11 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13697:2023 (ISO 9787:2013) về Rô bốt và các bộ phận cấu thành rô bốt - Các hệ tọa độ và thuật ngữ về chuyển động
- 12 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13699:2023 (ISO/TR 13309:1995) về Tay máy rô bốt công nghiệp - Hướng dẫn về thiết bị thử và các phương pháp đo trong vận hành để đánh giá tính năng của rô bốt phù hợp với TCVN 13696 (ISO 9283)