Chương 1 Bài giảng Robot công nghiệp trình bày các khái niệm cơ bản và phân loại robot công nghiệp như giới thiệu các khái niệm robot, robot công nghiệp, khoa học robot; đặc điểm cấu tạo, phân loại robot công nghiệp.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Robot công nghiệp: Chương 1 - Nhữ Quý Thơ (ĐH Công nghiệp Hà Nội)
- Robot công nghiệp
Handout for mechatronics class 2011
©
Giảng viên: Nhữ Quý Thơ
Trường đại học Công Nghiệp Hà Nội
Khoa cơ khí – Bộ môn Cơ điện tử
Phone: 04.37655121(Ext 324) Mobile: 0947593636
Email: nhuquytho@haui.edu.vn
Homepage: www.haui.edu.vn
Copyright NhuQuyTho 2011 1
- Quy định chung
Thời lượng: 3 tín chỉ: 30 tiết LT + 30h TH, 4 tiết/tuần
Hình thức đánh giá: 1 bài ktLT+ 1 BTL+ 1 bài kt TH+ 1Chuyên cần + Thi cuối
kỳ
Tài liệu giảng dạy: 1. Bài giảng robot CN ĐHCN
2. Kỹ thuật robot – Đào Văn Hiệp NXB KHKT 2006
Tài liệu tham khảo: 1. Robot công nghiệp Phạm Đăng Phước Ebook
2. Robot manipulator control Frank. Lewis,... Ebook
Hình thức thi: Tự luận (Không sử dụng tài liệu)
Sử dụng ngân hàng câu hỏi.
Copyright NhuQuyTho 2011 2
- Mục tiêu của học phần
Giới thiệu khái niệm robot công nghiệp, các đặc điểm cấu
tạo, phân loại và lựa chọn robot công nghiệp.
Giải quyết các bài toán cơ học tay máy: bài toán động học
thuận, bài toán động học ngược, bài toán động lực học.
Phân tích cơ sở lý thuyết điều khiển robot công nghiệp, giải
quyết bài toán thiết kế quỹ đạo chuyển động cho robot công
nghiệp.
Phân tích đặc điểm, chức năng và mối quan hệ giữa các hệ
thống điển hình của robot công nghiệp.
Phân tích phương pháp thiết kế và tính toán hiệu quả kinh
tế của việc sử dụng robot công nghiệp.
Thiết kế không gian làm việc cho robot công nghiệp bằng
phần mềm.
Lập trình và vận hành cho robot công nghiệp.
Copyright NhuQuyTho 2011 3
- Nội dung giảng dạy
Phần I: Lý thuyết
1 Chương 1: Các khái niệm cơ bản và phân loại robot công nghiệp
2 Chương 2: Động học tay máy
3 Chương 3: Động lực học tay máy
4 Chương 4: Cơ sở điều khiển robot
5 Chương 5: Các hệ thống điển hình của robot công nghiệp
6 Chương 6: Cơ sở thiết kế robot công nghiệp
7 Chương 7: Sử dụng robot trong công nghiệp
Phần II: Thực hành
1 Bài 1: An toàn lao động và vận hành robot công nghiệp
2 Bài 2: Thiết kế không gian làm việc của tay máy bằng phần
mềm AX – On Desk
3 Bài 3: Lập trình offline cho robot công nghiệp
4 Bài 4: Vận hành robot công nghiệp theo chương trình tự động
5 Bài 5: Vận hành theo phương pháp dạy học cho robot công
nghiệp
Copyright NhuQuyTho 2011 4
- Chương I
Các khái niệm cơ bản và phân loại
robot công nghiệp
Giới thiệu các khái niệm robot, robot công nghiệp, khoa học
robot; đặc điểm cấu tạo, phân loại robot công nghiệp
Copyright NhuQuyTho 2011 5
- 1.1. Các khái niệm cơ bản và phân loại robot
1.1.1. Robot và robotic:
ThuËt ng÷“Robot” xuÊt ph¸t tõ tiÕng
Sec (Czech) “Robota” cã nghÜa lµ
c«ng viÖc t¹p dÞch trong vë kÞch
Rossum’s Universal Robots cña
Karel Capek, vµo n¨m 1921.
Vào những năm1940 nhà văn Issac
Asimov mô tả robot là chiếc máy tự
động có các nguyên tắc cơ bản:
Robot không xúc phạm và gây tổn
thương cho con người
Hoạt động của robot do con người
đặt ra và ko vi phạm nguyên tắc 1
Robot phải bảo vệ được sự sống
của mình và ko vi phạm 2 nguyên tắc
trên
Copyright NhuQuyTho 2011 6
- 1.1. Các khái niệm cơ bản và phân loại robot
1.1.1. Robot và robotic:
Theo tiêu chuẩn AFNOR của pháp:
Robot là một cơ cấu chuyển đổi tự động có thể chương trình hoá,
lập lại các chương trình, tổng hợp các chương trình đặt ra trên các
trục toạ độ; có khả năng định vị, di chuyển các đối tượng vật chất;
chi tiết, dao cụ, gá lắp … theo những hành trình thay đổi đã chương
trình hoá nhằm thực hiện các nhiệm vụ công nghệ khác nhau.
Theo tiêu chuẩn VDI 2860/BRD:
Robot là một thiết bị có nhiều trục, thực hiện các chuyển động có
thể chương trình hóa và nối ghép các chuyển động của chúng trong
những khoảng cách tuyến tính hay phi tuyến của động trình. Chúng
được điều khiển bởi các bộ phận hợp nhất ghép kết nối với nhau, có
khả năng học và nhớ các chương trình; chúng được trang bị dụng cụ
hoặc các phương tiện công nghệ khác để thực hiện các nhiệm vụ
sản xuất trực tiếp hay gián tiếp.
Copyright NhuQuyTho 2011 7
- 1.1. Các khái niệm cơ bản và phân loại robot
1.1.1. Robot và robotic:
Theo tiêu chuẩn GHOST 1980:
Robot là máy tự động liên kết giữa một tay máy và một cụm điều
khiển chương trình hoá, thực hiện một chu trình công nghệ một cách
chủ động với sự điều khiển có thể thay thế những chức năng tương
tự của con người.
Bên cạnh khái niệm robot còn có khái niệm robotics, khái niệm này
có thể hiểu như sau:
Robotics là một nghành khoa học có nhiệm vụ nghiên cứu về thiết
kế, chế tạo các robot và ứng dụng chúng trong các lĩnh vực hoạt
động khác nhau của xã hội loài người như nghiên cứu khoa học kỹ
thuật, kinh tế, quốc phòng và dân sinh.
Robotics là một khoa học liên nghành gồm cơ khí, điện tử, kỹ
thuật điều khiển và công nghệ thông tin. Nó là sản phẩm đặc thù
của nghành cơ điện tử (mechatronics).
Copyright NhuQuyTho 2011 8
- 1.1. Các khái niệm cơ bản và phân loại robot
Copyright NhuQuyTho 2011 9
- 1.1. Các khái niệm cơ bản và phân loại robot
1.1.2. Robot công nghiệp
Theo định nghĩa của tổ chức ISO:
Robot công nghiệp là một tay máy đa mục đích có thể điều khiển
tự động, lập trình lại nhiều hơn hoặc bằng 3 trục.
Theo Viện nghiên cứu robot của Mĩ đề xuất:
RBCN là tay máy vạn năng, hoạt động theo chương trình và có
thể lập trình lại để hoàn thành và nâng cao hiệu quả hoàn thành
các nhiệm vụ khác nhau trong công nghiệp, như vận chuyển
nguyên vật liệu, chi tiết, dụng cụ hoặc các thiết bị chuyên dùng
khác.
Hay theo định nghĩa GHOST 25686 – 85 như sau:
RBCN là tay máy được đặt cố định hay di động, bao gồm thiết
bị thừa hành dạng tay máy có một số bậc tự do hoạt động và
thiết bị điều khiển theo chương trình, có thể tái lập trình để hoàn
thành các chức năng vận động và điều khiển trong quá trình sản
Copyright NhuQuyTho 2011 10
- 1.1. Các khái niệm cơ bản và phân loại robot
1.1.2. Robot công nghiệp
Ứng dụng của robot công nghiệp
Lĩnh vực 1985 1990
Hàn 35% 5%
Phục vụ máy NC và hệ thống TĐLH 20% 25%
Đúc 10% 5%
Lắp ráp 10% 35%
Phun phủ 10% 5%
Sơn 5% 15%
Các ứng dụng khác 10% 10%
Copyright NhuQuyTho 2011 11
- 1.1. Các khái niệm cơ bản và phân loại robot
Xem tài liệu bổ sung
Xem videos ứng dụng robot công nghiệp
Copyright NhuQuyTho 2011 12
- 1.2. Các cấu trúc cơ bản của robot công nghiệp
1.2.1. Cấu trúc chung
Một RBCN bao gồm các phần cơ bản sau:
Tay Máy: (Manipulator) là cơ cấu cơ khí gồm các khâu, khớp. Chúng hình
thành cánh tay(arm) để tạo các chuyển động cơ bản, Cổ tay (Wrist) tạo nên
sự khéo léo, linh hoạt và bàn tay (Hand) hoặc phần công tác (End Effector)
để trực tiếp hoàn thành các thao tác trên đối tượng .
Copyright NhuQuyTho 2011 13
- 1.2. Các cấu trúc cơ bản của robot công nghiệp
Hệ thống cảm biến: gồm các sensor và thiết bị chuyển đổi tín hiệu khác. Các
robot cần hệ thống sensor trong để nhận biết trạng thái của bản thân các cơ
cấu của robot và các sensor ngoài để nhận biết trạng thái của môi trường.
Cơ cấu chấp hành: tạo chuyển động cho các khâu của tay máy. Nguồn động
lực của các cơ cấu chấp hành là động cơ các loại: Điện, thuỷ lực, khí nén hoặc
kết hợp giữa chúng.
Hệ thống điều khiển: (controller) hiện nay thường là hệ thống điều khiển số
có máy tính để giám sát và điều khiển hoạt động của robot
Copyright NhuQuyTho 2011 14
- 1.2. Các cấu trúc cơ bản của robot công nghiệp
Hệ thống cảm biến: gồm các sensor và thiết bị chuyển đổi tín hiệu khác. Các
robot cần hệ thống sensor trong để nhận biết trạng thái của bản thân các cơ
cấu của robot và các sensor ngoài để nhận biết trạng thái của môi trường.
Cơ cấu chấp hành: tạo chuyển động cho các khâu của tay máy. Nguồn động
lực của các cơ cấu chấp hành là động cơ các loại: Điện, thuỷ lực, khí nén hoặc
kết hợp giữa chúng.
Hệ thống điều khiển: (controller) hiện nay thường là hệ thống điều khiển số
có máy tính để giám sát và điều khiển hoạt động của robot
Copyright NhuQuyTho 2011 15
- 1.2.2. Kết cấu tay máy
Tay máy là phần cơ sở quyết định khả năng làm việc của robot. Đó
là phần cơ khí đảm bảo cho robot khả năng chuyển động trong
không gian và khả năng làm việc như nâng, hạ vật, lắp ráp...Tay
máy hiện nay rất đa dạng và nhiều loại khác xa với tay người. Tuy
nhiên, trong kỹ thuật robot vẫn dùng các thuật ngữ quen thuộc để
chỉ các bộ phận của tay máy như vai (shoulder), Cánh tay (Arm), cổ
tay (Wrist), bàn tay (Hand) và các khớp (Articulations),...
Trong thiết kế quan tâm đến các thông số có ảnh hưởng lớn đến
khả năng làm việc của robot như:
Sức nâng, độ cứng vững, lực kẹp của tay...
Tầm với hay vùng làm việc: Kích thước và hình dáng vùng mà
phần làm việc có thể với tới.
Sự khéo léo, là khả năng định vị và định hướng phần công tác
trong vùng làm việc.
Copyright NhuQuyTho 2011
- 1.2.2. Kết cấu tay máy
Các tay máy có đặc điểm chung về kết cấu là gồm có các khâu,
đựơc nối với nhau bằng các khớp để hình thành một chuỗi động học
hở tính từ thân đến phần công tác.
Các khớp được dùng phổ biến là khớp trượt và khớp quay. tuỳ
theo số lượng và cách bố trí các khớp mà có thể tạo ra các tay máy
kiểu toạ độ Decac (Cartesian), toạ độ trụ (Cylindrical), toạ độ cầu
(Revolute), SCARA, POLAR, kiểu tay người (Anthropomorphic).
Copyright NhuQuyTho 2011
- 1.2.2. Kết cấu tay máy
Copyright NhuQuyTho 2011
- 1.2.2. Kết cấu tay máy
Copyright NhuQuyTho 2011
- 1.2.2. Kết cấu tay máy
Copyright NhuQuyTho 2011
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
