Đề Tài: Thiết kế mạch điều khiển cánh tay máy 5 bậc tự do

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:51

0
289
lượt xem
175
download

Đề Tài: Thiết kế mạch điều khiển cánh tay máy 5 bậc tự do

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngày cang cao góp phần nâng cao năng suất lao động. đặc biệt là sự ra đời của công nghệ chế tạo robot nhằm tạo ra sự tự động hóa trong quá trình sản xuất, để giảm đi sức lao động bằng chân tay của người lao động. đói với các nước ngoài thì robot đã được nghiêng cứu chế tạo,nhưng so với nước ta thì rất mói mẽ.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đề Tài: Thiết kế mạch điều khiển cánh tay máy 5 bậc tự do

  1. Luận văn Đề Tài: Thiết kế mạch điều khiển cánh tay máy 5 bậc tự do
  2. Ñoà aùn toát nghieäp Chöông 1
  3. Ñoà aùn toát nghieäp 1.1 ÑAËT VAÁN ÑEÀ Söï phaùt trieån cuûa khoa hoïc kyõ thuaät ngaøy caøng nhanh goùp phaàn naâng cao naêng suaát lao ñoäng. Ñaët bieät söï ra ñôøi vaø phaùt trieån cuûa coâng ngheä cheá taïo Robot nhaèm taïo ra söï töï ñoäng hoùa trong quaù trình saûn xuaát giaûm ñi söùc lao ñoäng baèng chaân tay cuûa ngöôøi lao ñoäng Ñoái vôùi caùc nööôùc ngoaøi thì Robot ñaõ ñöôïc nghieân cöùu vaø cheá taïo ñeå öùng duïng vaøo saûn suaát ñaû coù töø tröôùc. Rieâng ôû nöôùc ta lónh vöïc naøy coøn khaù môùi meõ. Tuy coù söï ñaàu tö ñeå nghieân cöùu nhöng coøn haïn cheá ,coù theå duøng moâ hình caùnh tay maùy ñeå phuïc vuï tröïc tieáp cho coâng vieäc giaûng daïy taïi tröôøng nhaèm giuùp cho sinh vieân hieåu roû hôn veà lyù thuyeát, taïo ñieàu kieän cho vieäc daïy vaø hoïc ñöôïc sinh ñoäng hôn . Böùc xuùc tröôùc nhu caàu tìm hieåu veà tay maùy coâng nghieäp töø chính baûn thaân vaø cuûa nhöõng ngöôøi yeâu thích veà lónh vöïc naøy, nhoùm ñaõ baét tay vaøo vieäc thöïc hieän nghieân cöùu ñeà taøi: “THIEÁT KEÁ MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN MOÂ HÌNH CAÙNH TAY MAÙY NAÊM BAÄC TÖÏ DO”. 1.2 TAÀM QUAN TROÏNG CUÛA VAÁN ÑEÀ ÔÛ Vieät Nam noùi chung coâng ngheä cheá taïo tay maùy coøn chaäm phaùt trieån, chuùng ta vaån chöa coù nhaø maùy naøo coù khaû naêng cheá taïo caùc boä phaän caáu thaønh cuûa tay maùy ñaït tieâu chuaån quoác teá. Taän duïng nhöõng vaät lieäu coù saún ñeå gia coâng caùc chi tieát cô khí cuõng nhö linh kieän , thieát bò ñieän coù saún do nöôùc ngoøai saûn suaát ñeå thieát keá thaønh nhöõng saûn phaåm cuï theå tröôùc heát laø öùng duïng laøm phöông tieän giaûng daïy trong tröôøng hoïc vaø töø ñoù phaùt trieån cao hôn ñeå öùng duïng vaøo trong saûn suaát ñaõ vaø ñang laø höôùng ñi ñuùng ñaéng cuûa caùc kyõ sö ôû Vieät Nam . Ñeà taøi : “THIEÁT KEÁ MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN MOÂ HÌNH CAÙNH TAY MAÙY NAÊM BAÄC TÖÏ DO” khoâng naèm ngoaøi nhaän ñònh treân. Ñieàu quan troïng hôn heát laø caùc vaán ñeà lieân quan ñeán caáu taïo, nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa tay maùy vaø phaàn lyù thuyeát veà caùc hoaït ñoäng xaûy ra beân trong vi xöû lí seõ ñöôïc giôùi thieäu trong ñeà taøi naøy. Noù seõ laø nguoàn thoâng tin höûu ích cho nhöõng ai muoán tìm hieåu veà lónh vöïc naøy. 1.3 GIÔÙI HAÏN VAÁN ÑEÀ Tay maùy raát ña daïng veà nguoàn goác vaø chuûng loaïi ñaây laø laàn ñaàu thöïc hieän nghieân cöùu ñeà taøi: “THIEÁT KEÁ MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN MOÂ HÌNH CAÙNH TAY MAÙY NAÊM BAÄC TÖÏ DO” trong ñieàu kieän:  Thôøi gian thöïc hieän ñeà taøi chæ trong 6 tuaàn  Kinh nghieäm thöïc teá chöa coù nhieàu  Taøi lieäu veà vi xöû lí vaø tay maùy coøn hieám Vì vaäy nhoùm ñaõ thöïc hieän nghieân cöùu ñeà taøi vôùi nhöõng ñaëc ñieåm chính sau ñaây:  Laäp trình baèng KIT vi xöû lí 8085  Thieát keá maïch ñieàu khieån caùnh tay maùy  Xaây döïng nhöõng chöông trình tieâu bieåu 1.4 MUÏC ÑÍCH NGHIEÂN CÖÙU Thöïc hieän ñeà taøi “THIEÁT KEÁ MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN MOÂ HÌNH CAÙNH TAY MAÙY NAÊM BAÄC TÖÏ DO” laø moät coâng vieäc ñeå ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi nghieân cöùu kyõ khaùi nieäm moâ hình, nguyeân lyù laøm vieäc cuõng nhö taäp leänh cuûa vi xöû lí. Saûn phaåm cuûa ñeà taøi tröôùc heát coù theå ñöôïc öùng duïng vaøo phöông tieän giaûng daïy taïi tröôøng; vaø neáu ñöôïc phaùt trieån roäng, ñi saâu hôn thì coù theå öùng duïng vaøo trong thöïc teá
  4. Ñoà aùn toát nghieäp saûn xuaát coâng nghieäp,vaø ñaëc bieät cung caáp moät caùi nhìn toång quaùt veà vi xöû lí vaø tay maùy coâng nghieäp.
  5. Ñoà aùn toát nghieäp CHÖÔNG 2
  6. Ñoà aùn toát nghieäp 2.1 DAØN YÙ NGHIEÂN CÖÙU  Giôùi thieäu toång quaùt veà tay maùy  Thieát keá maïch ñieàu khieån caùnh tay maùy  Xaây döïng phaàn meàm  Thi coâng  Höôùng daãn thao taùc 2.2 ÑOÁI TÖÔÏNG NGHIEÂN CÖÙU Chuû yeáu laø moâ hình caùnh tay maùy ñöôïc gia coâng 2.3 PHÖÔNG PHAÙP VAØ PHÖÔNG TIEÄN NGHIEÂN CÖÙU  Phöông Phaùp Tham khaûo taøi lieäu: chuû yeáu laø caùc taøi lieäu veà kyõ thuaät soá, kyõ thuaät vi xöû lí, ñieän töû cô baûn Thöïc nghieäm: vieát chöông trình thöû nghieäm treân KIT vi xöû lyù 8085  Phöông Tieän  Ngoøai KIT vi xöû lí 8085 vaø moâ hìmh caùnh tay maùy, nhoùm coøn thöïc hieän deà taøi coøn thieát keá theâm caùc maïch phuï ñeå thöû nghieäm caùc chöông trình lieân quan ñeán 8255 vaø 8279 2.4 THÔØI GIAN NGHIEÂN CÖÙU Nhoùm thöïc nghieân cöùu ñeà taøi töø ngaøy ñaêng kyù ñeà taøi, coâng vieäc ñöôïc phaân boá cho 6 tuaàn laøm vieäc nhö sau: Tuaàn 1 : Laäp ñeà cöông toång quaùt Tuaàn 2 : Thu thaäp taøi lieäu Tuaàn 3 : Laäp ñeà cöông chi tieát Tuaàn 4,5 : Khai trieån ñeà cöông vaø ñaùnh maùy Tuaàn 6 : Söûa chöõa vaø in aán
  7. Ñoà aùn toát nghieäp CHÖÔNG 3
  8. Ñoà aùn toát nghieäp 3.1 LÒCH SÖÛ PHAÙT TRIEÅN Thuaät ngöõ ROBOT xuaát hieän vaøo naêm 1920 trong moät taùc phaåm vaên hoïc cuûa nhaø vaên Tieäp Khaéc coù teân Karel Capek. Thuaät ngöõ Inducstrial Robot (IR) - xuaát hieän ñaàu tieân ôû Myõ do coâng ty AMF (American Manchine and Foundry company) quaûng caùo moâ taû moät thieát bò mang daùng daáp vaø coù moät soá chöùc naêng nhö tay ngöôøi ñöôïc ñieàu khieån töï ñoäng ñeå thöïc hieän moät soá thao taùc saûn xuaát thieát bò coù teân goïi Versatran. Quaù trình phaùt trieån cuûa IR coù theå toùm taét nhö sau: - Töø nhöõng naên 50 ôû Myõ xuaát hieän vieän nghieân cöùu ñaàu tieân. - Ñang ñaàu nhöõng naêm 60 xuaát hieän saûn phaåm ñaàu tieân teân Versatran cuûa coâng ty AMF. - ÔÛ Anh ngöôøi ta baét ñaàu nghieân cöùu vaø cheá taïo caùc IR theo baûn quyeàn cuûa Myõ töø naêm 1967; - ÔÛ caùc nöôùc Taây AÂu khaùc nhö : Ñöùc, YÙ, Phaùp, Thuïy Ñieån, töø nhöõng naêm 70. - Chaâu AÙ coù Nhaät baét ñaàu nghieân cöùu öùng duïng IR töø naêm 1968. Ñeán nay treân theá giôùi coù khoaûng treân 20 coâng ty saûn xuaát IR trong soá ñoù coù 80 coâng ty cuûa Nhaät , 90 coâng ty cuûa caùc nöôùc Taây AÂu, 30 coâng ty cuûa Myõ vaø moät soá coâng ty ôû Nga, Tieäp … Theo chuûng loaïi, möùc ñoä ñieàu khieån, vaø khaû naêng nhaän bieát thoâng tin cuûa tay maùy - ngöôøi maùy ñaõ ñöôïc saûn xuaát treân theá giôùi coù theå phaân loaïi caùc IR thaønh caùc theá heä sau: Theá heä 1 : theá heä coù kieåu ñieàu khieån theo chu trình daïng chöông trình cöùng khoâng coù khaû naêng nhaän bieát thoâng tin Theá heä 2 : theá heä coù kieåu ñieàu khieån theo chu kì daïng chöông trình meàm böôùc ñaàu ña coù khaû naêng nhaän bieát thoâng tin Theá heä 3 : theá heä coù kieåu ñieàu khieån daïng tinh khoân ,coù khaû naêng nhaän bieát thoâng tin vaø böôùc ñaàu ñaõ coù moät soá chöùc naêng lyù trí cuûa con ngöôøi Ñoái vôùi tay maùy coâng nghieäp ñaõ coù hôn 250 loaïi ,trong soá ñoù coù hôn 40% laø loaïi tay maùy coù kieåu ñieàu khieån ñôn giaûn thuoäc theá heä thöù nhaát . Söï xuaát hieän cuûa robot vaø söï gia taêng vai troø cuûa chuùng trong saûn xuaát vaø xaõ hoäi loaøi ngöôøi laøm xuaát hieän moät ngaønh khoa hoïc môùi laø ngaønh robot hoïc (Robotic) . treân theá giôùi ôû nhieàu nöôùc ñaõ xuaát hieän nhöõng vieän nghieân cöùu rieâng veà robot . ÔÛ Vieät Nam, töø nhöõng naêm giöõa cuûa thaäp kyû 80 ñaõ coù vieän nghieân cöùu veà robot . 3.2 SÔ ÑOÀ CAÁU TRUÙC CHÖÙC NAÊNG CUÛA IR Vaäy robot laø gì ? cho tôùi hieän nay chöa coù moät ñònh nghóa chính xaùc veà robot, vaø cöù hai naêm moät laàn treân theá giôùi ngöôøi ta laïi toå chöùc moät hoäi nghò khoa hoïc baøn veà robot nhaèm thoâng tin nhöõng thaønh töïu ñaõ ñaït ñöôïc trong nghieân cöùu vaø cheá taïo robot ñoàng thôøi thoáng nhaát caùc thuaät ngöõ veà robotic. ñeå hieåu ñöôïc veà IR, tröôùc heát chuùng ta quan saùt sô ñoà caáu truùc vaø chöùc naêng cuûa IR nhö sau:
  9. Ñoà aùn toát nghieäp Ngöôøi vaän haønh Lieânheä ngöôïc Thieát bò lieân laïc vôùi ngöôøi vaän haønh Lieân heä nguôïc Heä thoáng ñeàu khieån Heä thoáng caûm bieán Heä Heä thoáng chòu löïc tín hieäu thoáng Truyeàn ñoäng Moâi tröôøng Beân ngoaøi Hình 3.1 : Sô ñoà caáu truùc vaø chöùc naêng cuûa robot Trong sô ñoà treân caùc ñöôøng chæ thò moái quan heä thoâng tin thuaän , thoâng tin chæ huy thöïc hieän nhieäm vuï cho robot. Caùc ñöôøng chæ moái lieân heä thoâng tin ngöôïc, thoâng tin phaûn hoài veà quaù trình laøm vieäc cuûa robot. Chöùc naêng cuûa boä phaän giao tieáp laø lieân laïc vôùi ngöôøi vaän haønh laø thöïc hieän quaù trình “Daïy hoïc “ cho robot, nhôø ñoù Robot bieát ñöôïc nhieäm vuï phaûi thöïc hieän. Chöùc naêng cuûa heä thoáng ñieàu khieån laø thöïc hieän vieäc taùi hieän laïi caùc haønh ñoäng (nhieäm vuï) ñaõ ñöôïc ‘hoïc’. Boä phaän chaáp haønh giuùp cho Robot coù ñuû “söùc”, töùc chòu ñöôïc taûi troïng maø robot phaûi chòu trong quaù trình laøm vieäc , boä phaän naøy bao goàm caùc boä phaän, phaàn 1 - boä phaän truyeàn chuyeån ñoäng - phaàn taïo caùc khaû naêng chuyeån ñoäng cho robot vaø phaàn 2 - boä phaän chòu löïc - phaàn chòu löïc cuûa Robot . Boä phaän caûm bieán tín hieäu laøm nhieäm vuï nhaän bieát, ño löôøng vaø bieán ñoåi thoâng tin caùc loaïi tín hieäu nhö: caùc noäi tín trong baûn thaân Robot - ñoù laø caùc tín hieäu veà vò trí, vaän toác, gia toác trong töøng thaønh phaàn cuûa boä phaän chaáp haønh caùc ngoaïi tín hieäu - laø caùc tín hieäu töø moâi tröôøng beân ngoaøi coù aûnh höôûng tôùi hoaït ñoäng cuûa Robot . Vôùi caáu truùc vaø chöùc naêng nhö treân Robot phaàn naøo mang tính “ngöôøi“ coøn phaàn maùy chính laø traïng thaùi vaät lyù cuûa caáu truùc. Vôùi IR, tính chaát ngöôøi vaø ”maùy” cuõng ñöôïc theå hieän ñaày ñuû nhö treân, duy chæ hình thöùc mang daùng daáp cuûa tay “Ngöôøi”.
  10. Ñoà aùn toát nghieäp 3.3 CAÁU TRUÙC TOÅÀNG QUAÙT CUÛA IR Chuùng ta haõy xem xeùt caáu truùc cuûa moät tay maùy coâng nghieäp coù sô ñoà ôû hình 3.2. Tay maùy treân hình 3.2 coù 6 baäc töï do vôùi 6 truïc chuyeån ñoäng nhö sau: 1. Chuyeån ñoäng queùt cuûa tay maùy (chuyeån ñoäng quay phaûi hay quay traùi cuûa thaân ngöôøi); 2. Chuyeån ñoäng leân hay xuoáng theo chieàu thaúng ñöùng (chuyeãn ñoäng cuûa khôùp baû vai) 3. Chuyeån ñoäng duoåi ra hay co vaøo cuûa caùnh tay (chuyeån ñoäng cuûa khôùp khuyûu tay) 4. Chuyeån ñoäng laät leân xuoáng cuûa baøn tay so vôùi coå tay; 5. Chuyeån ñoäng quay ngöôïc hay thuaän chieàu kim ñoàng hoà cuûa baøn tay so vôùi coå tay. So vôùi chuyeån ñoäng cuûa tay ngöôøi (khoâng tính ñeán chuyeån ñoäng cuûa caùc ngoùn tay) coù 10 baäc töï do (10 khaû naêng chuyeån ñoäng ñoäc laäp) tay maùy treân laø loaïi coù ñuû khaû naêng naém baét moät vaät baát kyø trong khoâng gian. Tay maùy coâng nghieäp thöôøng coù caùc boä phaän chính sau: - Heä thoáng ñieàu khieån; - Heä thoáng chaáp haønh : Bao goàm Caùc nguoàn ñoäng löïc, heä thoáng truyeàn ñoäng, heä thoáng chòu löïc; - Baøn keïp : Baøn keïp laø boä phaän coâng taùc cuoái cuøng cuûa tay maùy ,nôi caàm naém caùc thieát bò coäng ngheä hay vaät caàn duy chuyeån, boä phaän chaáp haønh _ phaàn keát caáu cô khí cuûa tay maùy bao goàm caùc loaïi ñoäng cô nhö : caùc ñoäng cô thuûy löïc, khí neùn, cô caáu servo ñieän töû, ñoäng cô böôùc moãi chuyeån ñoäng cuûa IR thöôøng coù moät ñoäng cô rieâng vaø caùc thanh chòu löïc. Heä thoáng ñieàu khieån - thöôøng laø loaïi ñôn giaûn laøm vieäc coù chu kyø vaän haønh theo nguyeân lyù cuûa heä thoáng ñieàu khieån hôû hoaëc kín. Hình 3.2 : Moâ hình heä thoáng chaáp haønh tay maùy coâng nghieäp
  11. Ñoà aùn toát nghieäp Phaân loaïi tay maùy theo caáu truùc sô ñoà ñoäng Thoâng thöôøng caáu truùc chaáp haønh cuûa tay maùy coâng nghieäp ñöôïc moâ hình hoùa trong daïng chuoåi ñoäng vôùi caùc khaâu vaø khôùp nhö trong nguyeân lyù maùy vôùi caùc giaû thuyeát cô baûn nhö sau: - Chæ duøng caùc khôùp ñoäng loaïi 5 (khôùp quay, khôùp tònh tieán, khôùp vít) - Truïc quay höôùng tònh tieán cuûa caùc khôùp thì song song hay vuoâng goùc vôùi nhau. - Chuoåi ñoäng laø chuoåi ñoäng hôû, ñôn giaûn. Döôùi ñaây laø chuoåi ñoäng cuûa moät tay maùy coâng nghieäp toång quaùt coù 6 baäc töï do, caùc khôùp A, B, F laø caùc khôùp toång quaùt coù nghæa laø chuùng coù theå laø khôùp quay, cuõng coù theå laø khôùp tònh tieán, caùc khôùp D, E, K chæ laø nhöõng khôùp quay. Caùc khaâu ñöôïc ñaùnh soá baét ñaàu töø khaâu 0 _ giaù coá ñònh , tieáp ñeán laø caùc khaâu 1, 2, …, n _ caùc khaâu ñoäng _ khaâu toång quaùt kyù hieäu laø khaâu i, (i=0,1,2,…,n), khaâu, khaâu n cuoái cuøng laø khaâu mang baøn keïp cuûa tay maùy. Töông töï nhö tay ngöôøi ñeå baøn keïp (baøn tay) laøm vieäc ñöôïc caàn coù ba loaïi chuyeån ñoäng, töông öùng vôùi caùc chuyeån ñoäng naøy laø ba daïng caáu truùc cuûa tay maùy nhö sau: Caáu truùc chuyeån ñoäng toaøn boä (Chaân ngöôøi) caáu truùc naøy thöïc hieän chuyeån ñoäng ñem toaøn boä tay maùy (tay ngöôøi) ñeán vò trí laøm vieäc . Caáu truùc naøy heát söùc ña daïng vaø thoâng thöôøng neáu khoâng phaûi laø tay maùy hoaït ñoäng trong heä thoáng maø chuyeån ñoäng naøy caàn coù söï kieåm soaùt ngöôøi ta thöôøng coi tay maùy laø ñöùng yeân khaâu 0 goïi giaù coá ñònh cuûa tay maùy. Caáu truùc xaùc ñònh haøm keïp bao goàm caùc khôùp AB vaø F caùc khaâu 1, 2 vaø 3, chuyeån ñoäng cuûa caáu truùc naøy nhaèm ñem theo baøn keïp tôùi vò trí laøm vieäc .Do giaû thieát veà loaïi khôùp ñoäng duøng trong cheá taïo maùy thoâng thöôøng ta coù nhöõng phoái hôïp sau ñaây cuûa caùc khôùp vaø töø ñoù taïo neân caùc caáu truùc xaùc ñònh vò trí cuûa baøn keïp trong caùc khoâng gian vò trí laøm vieäc khaùc nhau cuûa baøn keïp . Phoái hôïp TTT nghóa laø 3 khôùp ñeàu laø khôùp tònh tieán vaø moät khôùp quay. Ñaây laø caáu truùc hoaït ñoäng trong heä toïa ñoä ñeà caùc so vôùi caùc toïa ñoä S0 vì ñieåm M naèm treân khaâu 3 ñöôïc xaùc ñònh bôûi ba chuyeån ñoäng tònh tieán vaø moät chuyeån ñoäng quay (töùc laø hai toïa ñoä daøi) Phoái hôïp TRT, RTT hayTTR, nghóa laø moät khôùp tònh tieán hai khôùp quay (caùc caáu truùc 2,3 vaø 4). Ñaây laø laø caáu truùc hoaït ñoäng trong heä toïa ñoä truï so vôùi ñieåm S0 vì ñeå M treân khaâu 3 ñöôïc xaùc ñònh bôû hai chuyeån ñoäng tònh tieán vaø moät chuyeån ñoäng quay (töùc laø hai toïa ñoä daøi moät toïa ñoä goác) Phoái hôïp RTR, RRT hay TTR nghóa laø hai khôùp tònh tieán vaø hai khôùp quay (caùc caáu truùc 5, 6, 7, 8, 9 vaø 10). Ñaây laø caáu truùc hoaït ñoäng trong heä toïa ñoä caàu so vôùi heä S0, vì ñieåm M treân khaâu 3 ñöôïc xaùc ñònh bôûi moät chuyeån ñoäng tònh tieán vaø hai chuyeån ñoäng quay (töùc laø moät toïa ñoä daøi, hai toïa ñoä goùc) Phoái hôïp RRR nghóa laø ba khôùp quay (caùc caáu truùc 11,12) ñaây laø caùc caáu truùc hoïat ñoäng trong heä toïa ñoä goùc so vôùi heä S0 vì ñieåm M treân khaâu 3 ñöôïc xaùc ñònh bôûi ba chuyeån ñoäng quay (töùc laø ba toïa ñoä goùc), caáu truùc naøy ñöôïc goïi laø caáu truùc phoûng sinh hoïc. Tuy nhieân trong thöïc teá, ñoái vôùi caùc tay maùy chuyeân duøng hay chuyeân moân hoùa vaø ñaëc bieät ñaûm baûo giaù thaønh ñaàu tö vaøo tay maùy thaáp, ngöôøi ta khoâng nhaát thieát luùc naøo cuõng phaûi cheá taïo tay maùy coù ñuû soá ba khôùp ñoäng cho caáu truùc xaùc ñònh vò trí.
  12. Ñoà aùn toát nghieäp 3.4 GIÔÙI THIEÄU ROBOT L2001: ROBOT L2001 coù 4 baäc töï do ñeàu laø khôùp quay, söû duïng ñoäng cô ñieän moät chieàu coù coâng suaát cöïc ñaïi 3W, soá voøng quay cuûa ñoäng cô vaø chuyeån ñoäng caùc khôùp cuûa tay maùy tay maùy phuï thuoäc vaøo ñieän aùp ñaët vaøo ñoäng cô vaø coù theå ñieàu chænh voâ caáp. Keát caáu boä truyeàn ñoäng cô khí ñôn giaûn thoâng qua boä baùnh raêng giaûm toác 3 caáp, caáp thöù 3 laø boä truïc vít- baùnh vít do ñoù khaû naêng töï haõm raát toát khi laøm vieäc. Ñeå xöû lyù coâng vieäc haõm chính xaùc vaø khöû quaùn tính, tay maùy ñöôïc trang bò heä thoáng ñieàu khieån baèng boä vi xöû lyù, noù coù chöùc naêng ñieàu khieån theo chöông trình meàm do ngöôøi cheá taïo laäp saün. caùc cheá ñoä haõm ñoäng cô (haõm ngöôïc) ñöôïc tính toaùn tröôùc trong chöông trình nhaèm baûo ñaûm tính chính xaùc cho cô caáu khi coù quaùn tính öùng vôùi caùc giôùi haïn haønh trình cuûa töøng chöông trình. Caùc boä phaän an toaøn giuùp tay maùy hoaït ñoäng toát khi laøm vieäc vaø ngay caû khi maát ñieän,boä nhôù seõ löu laïi chöông trình. Boä vi xöû lyù ñöôïc laép caùc coång ra-vaøo ñeå noái keát vôùi caùc phaàn töû khaùc nhö baêng taûi, caùc khôùp xoay hoaëc caùc daây chuyeàn saûn xuaát giuùp môû roäng vieäc söû duïng. Baûn thaân boä vi xöû lyù coù caùc boä ñeám, boä ñònh thôøi giuùp xaùc ñònh ca laøm vieäc vaø soá saûn phaåm vaän chuyeån ñöôïc öùng vôùi moãi ca … Caùc chuyeån ñoäng cuûa caùc khôùp ñöôïc giôùi haïn bôûi cöû haønh trình. Tay maùy ñöôïc öùng duïng trong caùc coâng vieäc nhö : caáp phoâi cho maùy baùn töï ñoäng, vaän chuyeån saûn phaåm nhöïa töø maùy eùp nhöïa, phaùt hieän vaø loaïi boû pheá phaåm trong daây chuyeàn saûn xuaát … Ñieàu caàn quan taâm ôû ñaây cuûa ngöôøi nghieân cöùu laø giaù thaønh saûn xuaát thaáp, do ñoù phuø hôïp vôùi ñieàu kieän nöôùc ta hieän nay . Maëc duø ñoä chính xaùc cuûa tay maùy chöa cao laém, nhöng vôùi yeâu caàu coâng ngheä nhaát ñònh naøo ñoù tay maùy coù theå ñaùp öùng ñöôïc. Hình 3.3 : Sô ñoà moâ hình ROBOT L2001
  13. Ñoà aùn toát nghieäp  Ghi chuù : 1. Baøn keïp 5. Khôùp thaân 2. Khôùp coå tay 6. Coång keát noái vôùi thieát bò ñieàu khieån 3. Khôùp khuyûu tay 7. Ñeøn hieån thò 4. Khôùp caùnh tay 8. Coâng taéc logic Löu ñoà moâ taû hoaït ñoäng cuûa ROBOT L2001 Keïp chi tieát (2s) 2s Naâng 2 khôùp : caùnh tay- khuyûu tay 1.5s Quay ñeán vò trí laøm vieäc ñoàng thôøi xoay coå tay theo chieàu kim ñoàng hoà Haï caùnh tay 1 s Môû haøm keïp 1.2 s Naâng caùnh tay Xoay ñeá veà vò trí ñaàu, xoay nghòch coå, haï khuyûu vaø caùnh tay Hình 3.4 : Sô ñoà moâ taû hoaït ñoäng cuûa ROBOT L2001
  14. Ñoà aùn toát nghieäp 3.5 TRANG BÒ ÑIEÄN TRONG ROBO l2001 3.5.1. Giôùi thieäu ñoäng cô coâng taùc: Maïch ñoäng löïc bao goàm 5 ñoäng cô coâng taùc, trong ñoù 4 ñoäng cô taûi 3W ,moät ñoäng cô laøm nhieäm vuï keïp vaø môû, coâng suaát 3,5 W khaû naêng chòu quaù taûi 2s  caùc ñoäng cô ñöôïc ñaùnh soá töø 1 ñeán 5. Ñoäng cô 1 : ñoùng môû haøm keïp. Ñoäng cô 2 : xoay thuaän nghòch coå tay. Ñoäng cô 3 : xoay thuaän nghòch khôùp khuyûu tay. Ñoäng cô 4 : xoay thuaän nghòch khôùp caùnh tay. Ñoäng cô 5 : xoay thaân ñeá (thaân ngöôøi). Caùc ñoäng cô 2, 3, 4, 5 ñöôïc boá trí treân 4 khaâu chuyeån ñoäng vaø hình thaønh 4 baäc töï do. 3.5.2 NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG CUÛA ÑOÄNG CÔ DC 3W Caùc ñoäng cô ñeàu coù chung nguyeân lyù hoaït ñoäng . * Ñaëc ñieåm: -Nguoàn ñieän aùp DC 5  9 V. -Toác ñoä thay ñoåi voâ caáp 1200 4000 v/p. -Coùkhaû naêng mang taûi ngay khi caáp nguoàn ñieän. * Phöông phaùp ñieàu khieån ñoäng cô. - Duøng ñieän aùp DC 5 9V. - Caáp nguoàn ñuùng chieàu theo yeâu caàu. - Thay ñoåi chieàu quay baèng caùch hoaùn vò caùc cöïc . - + + - M M - + + - Hình 3.5 : Phöông phaùp ñaûo chieàu quay ñoäng cô Ñeå laøm ñöôïc coâng vieäc treân , ôû maïch ñieàu khieån ta trang bò caùc caàu dao ñaûo hoaëc rôle ñieän töø . Döïa theo nguyeân lyù treân khi öùng duïng laép raùp ROBOT thì nhöõng chuyeån ñoäng ñaûo chieàu ñoù seõ ñaûo chieàu ñöôïc haønh trình chuyeån ñoäng cuûa caùc khaâu. * Nguyeân lyù haõm ngöôïc + Ñoái vôùi ñoäng cô moät chieàu thì coâng vieäc haõm ngöôïc ñôn giaûn hôn, giaûû söû: khi ñoäng cô chaïy theo chieàu naøo ñoù, coù theå cuøng chieàu hoaëc ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà. + Khi ngöng caáp nguoàn ñoàng thôøi ñöa nguoàn ñieän khaùc ngöôïc chieàu vôùi nguoàn ñang hoaït ñoäng laäp töùc ñoäng cô seõ bò haõm cöôõng böùc, luùc aáy löïc töø seõ coù chieàu ngöôïc laïivaø ta ñieàu chænh thôøi gian sao cho ñoäng cô döøng haún thì thoâi caáp nguoàn Veà thôøi gian haõm ngöôïc thì phuï thuoäc vaøo ngöôøi thieát keá chöông trình ñieàu khieån * Toác ñoä ñoäng cô ñöôïc ñieàu chænh phuï thuoäc vaøo ñieän aùp nguoàn ñöa vaøo. Bieåu ñoà bieåu thò moái quan heä giöõa ñieän aùp vaø toác ñoä ñoäng cô:
  15. Ñoà aùn toát nghieäp n O u Hình 3.6 : Giaûn ñoà bieåu thò moái quan heä giöõa ñieän aùp vaø toác ñoä ñoäng cô Qua giaûn ñoà treân ta thaáy toác ñoä ñoäng cô tæ leä thuaän vôùi ñieän aùp nguoàn cung caáp . Ñeå ñaûm baûo ñoäng cô chaïy oån ñònh khi thieát keá neân choïn boä nguoàn coù ñieän aùp taûi 2 ñeán 3A. 3.5.3 CAÙC COÅNG NOÁI KEÁT VAØ CAÙC HEÄ THOÁNG HIEÅN THÒ CUÛA ROBOT L2001 * Coång keát noái: Ñeå ñaûm baûo tính ñoäc laäp cuûa caùc khôùp caùc ñoäng cô ñöôïc boá trí thaønh 10 coång noái keát rieâng bieät Do moãi caëp Jaéc noái ñöôïc laép vôùi moät ñoäng cô. Vì vaäy ta coù taát caû 5 caëp noái vaø ñöôïc ñaùnh soá tö ø1-10. Trình töï ñöôïc saép xeáp nhö sau : - 1,2 cho ñoäng cô haøm keïp - 3,4 cho ñoäng cô coå tay - 5,6 cho ñoäng cô khuyûu tay - 7,8 cho ñoäng cô caùnh tay - 9,10 cho ñoäng cô xoay chaân ñeá Do ñoù khi noái keát vôùi vôùi beân ngoaøi phaûi ñaûm baûo caùch ly rieâng bieät töøng caëp nhö ñaõ ñaùnh soá ôû treân * Cô caáu hieån thò. Tay maùy L2001 coù caùc heä thoáng hieån thò baùo tín hieäu ngoû vaøo vaø ngoõ ra ñöôïc laép treân vi xöû lyù. Caùc tín hieäu thuaän seõ baùo baèng ñeøn xanh, ngöôïc laïi seõ baùo baèng ñeøn ñoû. 3.6 GIÔÙI THIEÄU HEÄ THOÁNG BAÊNG TAÛI Do caùnh tay maùy chæ laøm nhieäm vuï gaép chi tieát ñeán vò trí coá ñònh, vì vaäy ñeå chuyeån saûn phaåm ñeán moät khaâu khaùc ñoøi hoûi phaûi coù heä thoáng baêng taûi. 3.6.1 CAÁU TAÏO Daây baêng ñöôïc laép treân giaù ñôõ baèng nhoâm phaúng naèm ngang, hai ñaàu laép vôùi 2 rôle muïïc ñích laø taïo söï chuyeån ñoäng. Chuyeån ñoäng quay nhôø ñoäng cô ñieän moät chieàu coù coâng suaát 5W. 3.6.2 TRANG BÒ ÑIEÄN CHO HEÄ THOÁNG BAÊNG TAÛI
  16. Ñoà aùn toát nghieäp - Baêng taûi ñöôïc laép vôùi ñoäng cô moät chieàu coù coâng suaát 5W - Ñoäng cô ñöôïc ñieàu khieån bôûi moät coâng taéc tô - Thoâng qua coâng taéc tô doäng cô taûi ñöôïc lieân keát vôùi ñoäng cô thöù hai; ñoäng cô naøy coù nhieäm vuï ñöa chi tieát caàn chuyeån taûi ñeán ñuùng vò trí quy ñònh - Ñaàu baêng taûi ñöôïc laép moät coâng taéc duøng ñeå xaùc ñònh chi tieát ñöôïc taûi, boä phaän naøy ñöôïc keát noái ñeán vi xöû lí ñeå ñeùm soá chi tieát ñöôïc vaän chuyeån. 3.6.3 NGUYEÂN LYÙ HOÏAT ÑOÄNG Khi moät chi tieát ñöôïc ñöa ñeán baêng taûi thì coâng taéc thöù nhaát (coâng taéc thöôøng hôû) ñöôïc ñoùng laäp töùc baêng taûi ñöôïc hoaït ñoäng, ñoàng thôøi moät chi tieát khaùc ñöôïc cô caáu ñònh vò xeáp ñuùng vò trí. Sau moãi laàn thöïc hieän moät haønh trình vi xöû lí seõ ñeám soá chi tieát. Khi cô caáu ñònh vò ñaõ xaùc ñònh xong thì coâng taéc thöù hai (coâng taéc thöôøng kín) ñöôïc taùc ñoäng baùo ngaét ñieän heä thoáng sau ñoù coâng taéc naøy ñöôïc ñoùng laïi caáp ñieän cho heä thoáng chuaån bò thöïc hieän haønh trình keá tieáp.
  17. Ñoà aùn toát nghieäp CHÖÔNG 4
  18. Ñoà aùn toát nghieäp 4.1 XAÙC CAÁU TRUÙC MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN Döïa vaøo yeâu caàu veà phaàn ñieàu khieån cuûa caùnh tay maùy laøm cô sôû cho vieäc xaùc ñònh caáu truùc maïch. Do ñoù vaán ñeà ñaàu tieân laø phaûi nghieân cöùu kyõ caáu taïo cuûa tay maùy,tieáp theo phaûi tìm hieåu roõ yeâu caàu ñeå ñieàu khieån caùnh tay maùy .Vieäc nghieân cöùu naøy seõ cho caùi nhìn veà caáu truùc maïch ñieàu khieån. Caân nhaéc giöõa caáu hình vaø yeâu caàu ñieàu khieån seõ choïn caáu truùc maïch hôïp lí. Sô ñoà khoái cuûa maïch ñieàu khieån ñöôïc trình baøy ôû hình 4.1
  19. Ñoà aùn toát nghieäp Sô ñoà khoái cuûa maïch ñieàu khieån
  20. Ñoà aùn toát nghieäp 4. 2 ÑÒNH NGHÓA CAÙC CHAÂN VI XÖÛ LÍ Vi xöû lí (microproccesser) laø moät thieát bò baùn daãn chöùa caùc maïch logic ñieän töû ñuoäc cheá taïo theo coâng ngheä LSI hoaëc VLSI. Vi xöû lí coù khaû naêng thöïc hieän caùc chöùc naêng tính toaùn vaø taïo ra caùc quyeát ñònh laøm thay ñoåi trình töï thi haønh chöông trình. vi xöû lí laø moät thieát bò logic laäp trính ñuôïc, ñöôïc thieát keá baèng caùc thanh ghi, caùc flip_flop vaø caùc phaàn töû ñònh thôøi. Vi xöû lí coù moät taäp leänh ñöôïc thieát keá beân trong,ñeã xöû lí döõ lieäu vaø truyeàn thoâng vôùi caùc thieát bò ngoaïi vi. Coù nhieàu loaïi vi xöû lí vaø cuõng coù nhieàu haõng cheá taïo vi xöû lí (Intel, Zilog, Motorola) 8085 laø moät boä vi xöû lí 8 bit do Intel saûn xuaát , ñaàu tieân vaøo naêm 1977. Noù coù khaû naêng ñònh ñòa chæ cho boä nhôù tôùi 64Kbyte. thieát bò naøy coù 40 chaân, daïng DIP, ñoøi hoûi nguoàn ñôn +5v. Hình trình baøy sô ñoà chaân cuûa boä vi xöû lí 8085. Toaøn boä caùc tín hieäu coù theå ñöôïc phaân thaønh 6 nhoùm: (1) Tuyeán ñòa chæ. (2) Tuyeán döõ lieäu . (3) Caùc tín hieäu traïng thaùi vaø ñieàu khieån (4) Nguoàn cung caàp vaø caùc tín hieäu taàn soá (5) Caùc ngaét vaø caùc tín hieäu khôûi taïo ngoaïi vi (6) Caùc coång I/O noái tieáp +5V GND 1 2 40 20 X1 X2 Vcc Vss Serial SID 5 A15 28 I/O SOD 4 High Outer Ports Address Bus TRAP 6 A8 21 RST 7.5 7 RST 6.5 8 RST 5.5 9 Interrupts 10 8085 INTR and AD7 19 Externally Multiplexed Initiated Address/Data Bus Signals READY 35 AD0 12 HOLD 39 RESET IN 36 30 ALE 29 S0 33 S1 Control 34 IO/M and 32 RD 31 WR Status Signals 11 INTA 18 HLDA 21 21 RESET CLK OUT OUT

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản