UBND TỈNH NINH THUẬN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN
GIÁO TRÌNH
MÔ ĐUN: ROBOT CÔNG NGHIỆP
NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số: ngày tháng năm 2019
của Trường cao đẳng nghề Ninh Thuận
Năm 2019
1
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
2
LỜI GIỚI THIỆU
Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Cơ điện tử ở trình độ Cao
Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề, giáo trình Rô bốt công nghiệp là một trong
những giáo trình mô đun đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung
chương trình khung được Bộ Lao động Thương binh Xã hội và Tổng cục Dạy
Nghề phê duyệt. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và
kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc.
Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới
có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào
tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế
trong sản xuất đồng thời có tính thực tiễn cao.
Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 90
giờ gồm có:
Bài 1: Giới thiệu chung về Robot công nghiệp
Bài 2: Các phép biến đổi thuần nhất
Bài 3: Phương trình động học của Robot
Bài 4. Ngôn ngữ lập trình Robot
Bài 5. Truyền động và điều khiển Robot
Bài 6. Mô Phỏng Robot trên máy tính
Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và
công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiên thức
mới cho phù hợp. Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của
từng bài để người học củng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng.
Ninh Thuận, ngày tháng năm 2019
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên:
2.
3
MỤC LỤC
TRANG
LỜI GIỚI THIỆU ............................................................................................................................. 2
MỤC LỤC .......................................................................................................................................... 3
BÀI 1 ................................................................................................................................................... 6
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ RÔ BỐT CÔNG NGHIỆP ................................................................. 6
1. Sơ lược quá trình phát triển của robot công nghiệp (IR: Industrial Robot): ...........................6
2. Ứng dụng của robot công nghiệp trong sản xuất:....................................................................8
3. Các khái niệm và định nghĩa về robot công nghiệp: ...............................................................8
3.1. Định nghĩa robot công nghiệp: ........................................................................................8
3.2. Bậc tự do của robot (DOF:Degreees of Freedom): .........................................................9
3.3. Hệ toạ độ (Coordinate frames): .......................................................................................9
3.4. Trường công tác của robot (Workspace or range of motion): ...................................... 10
BÀI 2 ................................................................................................................................................. 12
CẤU TRÚC VÀ PHÂN LOẠI RÔ BỐT CÔNG NGHIỆP.......................................................... 12
1. Cấu trúc cơ bản của robot công nghiệp: ............................................................................... 12
1.1 Các thành phần chính của robot công nghiệp: .............................................................. 12
1.2 Kết cấu của tay máy: .................................................................................................... 13
2. Phân loại: .......................................................................................................................... 15
2.1 Phân loại theo kết cấu:.................................................................................................. 15
2.2 Phân loại theo hệ thống truyền động: ........................................................................... 15
2.3 Phân loại theo ứng dụng: .............................................................................................. 16
BÀI 3 ................................................................................................................................................. 17
TRUYỀN DẪN ĐỘNG ĐIỆN CƠ ................................................................................................. 17
1. Truyền động điện trong Robot: ............................................................................................ 17
1.1. Động cơ điện một chiều: .............................................................................................. 17
1.2. Động cơ bước: .............................................................................................................. 19
2. Truyền động khí nén và thuỷ lực: ........................................................................................ 21
2.1. Truyền dẫn động khí nén: ............................................................................................. 21
2.2. Truyền dẫn động thuỷ lực: ........................................................................................... 21
3. Các phương pháp điều khiển Robot: .................................................................................... 21
4
Điều khiển tỉ lệ - đạo hàm (PD: Propotional Derivative): ........................................................ 22
Điều khiển tỉ lệ - tích phân – đạo hàm (PID: Propotional Intergral Derivative): ..................... 22
Hàm truyền chuyển động của mỗi khớp động: ........................................................................ 23
Điều khiển vị trí mỗi khớp động: ............................................................................................. 26
2. Phương trình động học của robot: ............................................................................................ 28
Dẫn nhập: ................................................................................................................................. 28
1.1. Bộ thông số Debavit – Hartnberg (DH) và bài toán ứng dụng: .................................... 29
Đặc trưng của các ma trận A và bài toán ứng dụng: ................................................................ 32
1.2. Xác định T6 theo các ma trận An và bài toán ứng dụng: .............................................. 33
BÀI 4 ................................................................................................................................................. 35
THIẾT BỊ CẢM BIẾN .................................................................................................................... 35
Cảm biến vị trí, vận tốc và gia tốc
Cảm biến lực và cảm biến tiếp xúc
Cảm biến tín hiệu gần và xa
Thực hành các thiết bị cảm biến
BÀI 5 ................................................................................................................................................. 78
LẬP TRÌNH VÀ MÔ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG CỦA RÔ BỐT ............................................. 78
1. Giới thiệu chung về lập trình điều khiển robot:.................................................................... 78
2. Các mức lập trình điều khiển robot: ..................................................................................... 79
2.1. Lập trình kiểu “dạy – học”: .......................................................................................... 79
2.2. Dùng các ngôn ngữ lập trình: ....................................................................................... 79
2.3. Ngôn ngữ lập trình theo nhiệm vụ:............................................................................... 80
3. Phần mềm Procomm Plus For Windown: ............................................................................ 80
3.1. Giới thiệu: ..................................................................................................................... 80
3.2. Ngôn ngữ lập trình Aspect trong Procomm: ................................................................ 83
3.3. Lập trình điều khiển robot TERGAN – 45 bằng Procomm:......................................... 93
4. Bài tập: ................................................................................................................................. 96
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................................. 98