THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG ROBOT GANTRY XYZ CHO ỨNG DỤNG MÁY BƠM KEO VÀ PHỦ LỚP BẢO VỆ PCB

Tóm tắt

 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 

Title

DESIGN AND DEVELOPMENT OF AN XYZ GANTRY ROBOT SYSTEM FORPRECISION PCB CONFORMAL COATING APPLICATIONS

Abstract

 This study presents the design, simulation, fabrication, and evaluation of a protective coating system based on an XYZ gantry robot architecture for industrial adhesive dispensing and thin-film conformal coating applications. The system is developed on the basis of robot kinematic modeling and is simulated using the MATLAB Simscape environment. A precision mechanical structure is designed employing standard ball screw transmission mechanisms combined with servo motors to ensure high stability during operation. A Mitsubishi Q-series PLC, together with industrial motion control modules, is implemented to perform multi-axis motion control using pulse output and trajectory interpolation methods. The system is validated through both simulation and experimental studies, where key performance metrics include positional repeatability, angular error between axes, and trajectory tracking error. Experimental results indicate that the system achieves a repeatability  of approximately 10 µm, a small X–Y angular error (≈0.049°), and trajectory tracking errors within acceptable limits for high-precision industrial applications. The findings confirm the feasibility of the proposed solution in enhancing accuracy, production efficiency, and system integration, while also providing a foundation for future research on intelligent control and optimization of similar robotic architectures