intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu xây dựng giải thuật điều khiển và mô phỏng hoạt động hệ thống robot – đồ gá – thiết bị di trượt

Chia sẻ: Sơ Dương | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:97

Thêm vào BST
Báo xấu
25
lượt xem 6
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài "Nghiên cứu xây dựng giải thuật điều khiển và mô phỏng hoạt động hệ thống robot – đồ gá – thiết bị di trượt" đi vào xây dựng giải quyết bài toán động học ngược Robot 6 bậc tự do chuỗi động hở được đặt trên thiết bị di trượt để nâng cao tầm vực hoạt động cho Robot, phối hợp cùng với đồ gá để nâng cao khả năng công nghệ hay vươn tới các vị trí tương đối mà bình thường Robot không thể với tới,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu xây dựng giải thuật điều khiển và mô phỏng hoạt động hệ thống robot – đồ gá – thiết bị di trượt

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ****************** Nguyễn Tuấn Hưng NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG ROBOT – ĐỒ GÁ – THIẾT BỊ DI TRƯỢT Chuyên ngành : Chế tạo máy LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS. BÙI VĂN HẠNH Hà Nội – Năm 2016
  2. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên tác giả luận văn : Nguyễn Tuấn Hưng Đề tài luận văn:Nghiên cứu xây dựng giải thuật điều khiển và mô phỏng hoạt động hệ thống robot – đồ gá – thiết bị di trượt Chuyên ngành: Chế tạo máy – Máy dụng cụ Mã số SV : CB130326 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 28/07/2016 với các nội dung sau: - Chỉnh sửa kết cấu các ch ương phù hợp theo góp ý của Hội đồng chấm luận văn. - Bổ sung phần kết luận ở cuối mỗi chương. Ngày 08 tháng 08 năm 2016 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG SĐH.QT9.BM11 Ban hành lần 1 ngày 11/11/2014
  3. LỜI CAM ĐOAN Tôi là: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 Khoá 2013B – Viện Đào tạo Sau đại học – Đại học Bách khoa Hà Nội. Chuyên ngành: Chế tạo máy. Tên đề tài: Nghiên cứu xây dựng giải thuật điều khiển và mô phỏng hoạt động hệ thống robot – đồ gá – thiết bị di trượt. Tôi xin cam đoan, đây là luận văn của riêng tôi. Các số liệu tính toán và kết quả trình bày trong luận văn là do tôi phát triển, và chưa từng được công bố trong bất kỳ một tài liệu của cá nhân nào khác. Hà Nội, ngày 25 tháng 09 năm 2015 Tác giả Nguyễn Tuấn Hưng
  4. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ MỤC LỤC MỞ ĐẦU..................................................................................................................... 5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ROBOT ................................................................... 7 1.1. Lịch sử phát triển của robot ............................................................................ 7 1.2. Khái niệm robot công nghiệp.......................................................................... 8 1.3. Phân loại robot công nghi ệp ........................................................................... 9 1.4. Ứng dụng của robot công nghiệp .................................................................. 10 1.5. Tổng quan Robot hàn ................................................................................... 11 1.6. Robot hàn ABB-IRB1520 ............................................................................ 12 1.7. Tổng quan về dạy học ngoại tuyến (teaching offline) ................................... 15 CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CÁC KHÂU ........................... 16 2.1. Cơ sở khảo sát động học Robot .................................................................... 16 2.1.1. Các phép biến đổi tọa độ cơ bản ................................................................ 16 2.1.2. Hệ tọa độ Denavit – Hartenberg ................................................................ 18 2.1.3. Quy trình gắn hệ tọa độ lên Robot ............................................................. 19 2.2. Thiết kế mô hình Robot ................................................................................ 22 2.3. Thiết kế mô hình đ ồ gá và thiết bị di trượt .................................................... 25 2.4. Tính toán thiết kế động học .......................................................................... 27 2.4.1. Xây dựng cấu hình và hệ tọa độ khâu ........................................................ 27 2.4.2. Bài toán động học ngược Robot sử dụng phương pháp Pieper. .................. 34 CHƯƠNG 3. KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC HỆ ROBOT VÀ THUẬT TOÁN NỘI SUY .................................................................................................................................. 40 3.1. Khảo sát động học hệ thống Robot – Đồ gá – Thiết bị di trượt ..................... 40 3.2. Các thuật toán nội suy .................................................................................. 42 3.2.1. Nội suy đường thẳng ................................................................................. 43 3.2.2. Nội suy đường cong bất kỳ ........................................................................ 45 CHƯƠNG 4. CHƯƠNG TRÌNH TÍNH Đ ỘNG HỌC VÀ MÔ PHỎNG.................... 51 KẾT LUẬN ............................................................................................................... 56 HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 2
  5. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 58 Phụ lục 1: Mã nguồn thuật giải động học ngược Robot .............................................. 59 Phụ lục 2: Mã nguồn chương trình n ạp mô hình và biến đổi thuần nhất hệ toạ độ Robot – Đồ gá và thiết bị di trượt ......................................................................................... 63 HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 3
  6. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 4
  7. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ MỞ ĐẦU Robot là một khái niệm không còn xa lạ trong sản xuất hiện đại, tuy nhiên tại Việt Nam, nghiên cứu Robot là một lĩnh vực khá mới mẻ và có nhiều tiềm năng. Từ các loại Robot nhỏ phục vụ trong cuộc sống hàng ngày thuộc các lĩnh vực giải trí, y tế, quân sự . …cho đến các loại Robot phục vụ trong công nghiệp, hay còn gọi là tay máy – Manipulator. Đặc biệt, trong lĩnh vực khai thác dầu mỏ, robot hàn hồ quang đóng vai trò vô cùng to lớn trong việc hàn các kết cấu phức tạp như ống dẫn nhiên liệu, hệ thống khung giàn khoan, hệ thống bể chứa dung tích lớn,... Phổ biến hơn nữa là công nghiệp sản xuất linh – phụ kiện cho ô tô, xe máy, các kết cấu khung gầm ô tô, kết cấu hàn giữa khung xương và nắp lưng ô tô,... những kết cấu này đều có đặc điểm yêu cầu là năng suất lớn, độ chính xác cao hay có thể là có vị trí nhân trắc học không thuận lợi cho con người . Trong môi trường độc hại như hệ thống sơn vỏ ô tô, xe máy thì việc ứng dụng Robot lại càng thiết thực. Từ những tiềm năng ứng dụng Robot công nghiệp tại Việt Nam và những yêu cầu thiết thực đặt ra như vậy, tác giả đã xây dựng luận văn này nhằm giải quyết việc tính toán động học cho Robot tiến tới xây dựng mô hình trong thực tế . Nhìn nhận trong k ỹ thuật điều khiển Robot hiện nay, đặc biệt l à Robot hàn, việc xác định chính xác vị trí đầu mỏ hàn và hướng của dụng cụ đối với vị trí hàn và mở rộng không gian thao tác của Robot rất quan trọng đảm bảo tính công nghệ, chất lượng của mối hàn và năng suất sản xuất. Vì vậy, tác giả đã nghiên cứu và xây dựng thuật toán để giải bài toán động học Robot sáu bậc tự do chuỗi động hở kết hợp đồ gá quay và thiết bị di trượt , bao gồm bài toán động học th uận và bài toán động học ngược nhằm xác định các biến khớp là các góc quay của động cơ dẫn động tại từng khớp của Robot cũng như trục quay động cơ dẫn động cho đồ gá và thiết bị di trượt nhằm phục vụ thiết lập quỹ đạo chuyển động của khâu tác HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 5
  8. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ động cuối Robot được chính xác, cung cấp đầu vào cho bài toán điều khiển Robot và phụ kiện. Đề t ài đi vào xây dựng giải quyết bài toán động học ngược Robot 6 bậc tự do chuỗi động hở được đặt trên thiết bị di trượt để nâng cao tầm vực hoạt đ ộng cho Robot, phối hợp cùng với đồ gá để nâng cao khả năng công nghệ hay vươn tới các vị trí tương đối mà bình thường Robot không thể với tới , toàn bộ các phần lập trình thuật giải động học được tác giả viết bằng ngôn ngữ C# trong bộ Visual Studio 2010 trên nền kiến trúc dotNET 4.5, các kết qủa mô phỏng được viết bằng ngôn ngữ C# tích hợp với thư viện đồ hoạ tiên tiến XNA Framework 4.0 Studio mang lại kết quả mô phỏng trực quan và chính xác . Nội dung luận văn được trình bày trong 4 chương: Chương 1: Tổng quan về robot Chương 2: Tính toán thiết kế động học các khâu Chương 3: Khảo sát động học hệ robot và các thuật toán nội suy Chương 4: Chương trình tính toán động học và mô phỏng hoạt động robot Tác giả Nguyễn Tuấn Hưng HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 6
  9. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ROBOT 1.1. Lịch sử phát triển của robot Robot là một yếu tố cơ khí, nhân tạo, ảo, thường là một hệ thống cơ khí- điện tử. Với sự xuất hiện và chuyển động của mình, robot gây cho ngư ời ta cảm giác rằng nó có giác quan giống như con người. Trong lĩnh vực Robot, Mỹ và Nhật Bản là những nước đi đầu thế giới về lĩnh v ực này Với những đặc trưng về sinh học - cơ học, robot có thể thay thế con người trong một số công việc lặp đi lặp lại, nhàm chán, nặng nhọc, vận chuyển lắp ráp trong môi trường khắc nghiệt như ngoài khoảng không vũ trụ, trong lòng đất, lò phản ứng hạt nhân. Sản phẩm Robot công nghiệp đầu tiên có tên là Verstran của công ty Mỹ, cũng v ào kho ảng thời gian này Mỹ xuất hiện một loại Robot Unimate 1900 được sử dụng lần đầu tiên trong kỹ nghệ ô tô, tiếp theo Mỹ và các nước khác cũng bắt đầu sản xuất ra Robot công nghiệp như Anh, Thụy Điển, Nhật Bản,… Cũng theo bản quyền của Mỹ , các nước trê n thế giới đã chạy đua sản xuất robot công nghiệp. Năm 1967 trường đại học tổng hợp Stanford của Mỹ đã hoàn thành Robot hoạt động theo mắt v à tay, có khả năng định hướng và nhận biết bàn kẹp. Năm 1974 công ty Cineinnati của Mỹ đã đưa Robot điều khiển bằng máy tính gọi là Robot T3. Robot này có thể nâng được vật có khối lượng 40 kg và vật nặng chuyển trên băng tải. Vào những năm 80 do áp dụng rộng rãi các tiến bộ kỹ thuật như vi xử lý và tin học, Robot gia tăng số lượng và giá thành cũng giảm. Tại Việt Nam, nghiên cứu phát triển robot đã có những bước phát tiến đáng kể trong v ài thập niên qua. Nhiều đơn vị trên toàn quốc nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng robot như : Trung tâm tự động hóa – Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Điện tử - Tin học, Viện khoa học và Công nghệ quân sự, Học viện kỹ thuật Quân sự, Viện Cơ học,… HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 7
  10. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ Bên cạnh đó, còn phải kể đến công ty Cổ phần robot TOSY , doanh nghiệp thiết kế và chế tạo robot việt Nam có nhiều sản phẩm ấn tượng trên trường quốc tế. Các nghiên cứu về động học và động lực học robot được các khoa cơ khí, chế tạo máy ở các trường đại học và các viện nghiên cứu quan tâm. Ngoài việc tìm các phương pháp giải các bài toán liên quan đến cơ học của các loại robot nối tiếp, song song, di động , thì các chương trình mô phỏng kết cấu và chuyển động 3D được áp dụng và phát triển để minh họa cũng như phục vụ cho phân tích, thiết kế robot. 1.2. Khái niệm robot công nghiệp Robot công nghiệp là một lĩnh v ực riêng của robot, nó có các đặc trưng riêng biệt như sau:  Là thiết bị vạn năng được tự động hóa theo chương trình và có thể lập trình lại để đáp ứng một cách linh hoạt khéo léo các nhiệm vụ khác nhau.  Được ứng dụng trong những trường hợp mang tính công nghiệp đặc trưng như vận chuyển và xếp đỡ nguyên vật liệu, lắp ráp, đo lường. Do có 2 đặc trưng trên nên robot công nghiệp có thể được định nghĩa như sau: Theo viện nghiên cứu robot của Mỹ đề xuất : Robot công nghiệp là tay máy vạn năng , hoạt động theo chương trình và có thể lặp đi lặp 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 35686-8: Robot công nghiệp là tay máy được đặt cố định hay di động, bao gồm thiết bị thừa hình dạng tay máy, có một số bậc tự do hoạt động và thiết bị điều khiển HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 8
  11. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ chương trình, có thể tái lập trình để hoàn thành các chức năng vận động và điều khiển trong quá trình sản xuất. 1.3. Phân loại robot công nghiệp a) Phân loại theo kết cấu Phân loại theo kết cấu gồm có robot chuỗi và robot song song. Robot chuỗi: là một chuỗi động học hở với một khâu cố định gọi là đế và các khâu động, trong đó các khâu động được bố trí nối tiếp với nhau. Mỗi khâu động được liên kết hay nối động với một khâu khác nhờ các khớp liên kết. Robot song song: là một chuỗi động học kín, ở đó mỗi khâu luôn luôn được liên kết với ít nhất hai khâu khác. b) Phân loại theo phương pháp điều khiển Có 2 kiểu điều khiển robot: Điều khiển hở và Điều khiển kín. Điều khiển hở: dùng truyền động bước (động cơ điện hoặc động cơ thủy lực, khí nén) mà quãng đường hoặc góc dịch chuyển tỷ lệ với xung điều khiển. Kiểu này đơn giản nhưng cho độ chính xác thấp. Điều khiển kín: (điều khiển kiểu servo) sử dụng tín hiệu phản hồi vị trí để tăng độ chính xác điều khiển. Có hai kiểu điều khiển servo: Điều khiển điểm-điểm và điều khiển theo đường (contour). Kiểu điều khiển điểm-điểm: phần công tác dịch chuyển từ điểm này đến điểm kia theo đường thẳng với tốc độ không cao. Kiểu điều khiển này thường được dùng trên các Robot hàn điểm, vận chuyển, tán đinh và bắn đinh. Điều khiển contour: đảm bảo cho phần công tác dịch chuyển theo qu ỹ đạo bất kì, với tốc độ có thể điều khiển được. Có thể gặp kiểu điều khiển này trên các Robot hàn hồ quang và phun sơn. c) Phân loại theo ứng dụng Dựa vào những ứng dụng của robot trong sản xuất ta có những loại robot sau: robot sơn, robot hàn, robot lắp ráp, robot dùng trong ngành dịch vụ, robot chuyển phôi. HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 9
  12. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ 1.4. Ứng dụng của robot công nghiệp Nhằm góp phần nâng cao năng suất dây chuyền công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm đồng thời cải thiện khả năng lao động. Điều đó xuất phát từ những ưu điểm cơ bản của robot và đã được đúc kết qua nhiều năm được ứng dụng ở nhiều nước. Những ưu điểm đó là:  Robot có khả năng thực hiện một quy trình thao tác hợp lý bằng hoặc hơn một người thợ lành nghề một cách ổn định trong suốt một thời gian dài làm việc. Vì thế robot có thể nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm. Hơn thế nữa robot còn có thể nhanh chóng thay đổi công việc, thích nghi nhanh với việc thay đổi mẫu mã, kích cỡ của sản phẩm theo yêu cầu của thị trường cạnh tranh.  Có khả năng giảm giá thành sản phẩm do ứng dụng robot giảm được chi phí cho người lao động nhất là ở các nước yêu cầu cao về tiền lương của người lao động, cộng các khoản phụ cấp và bảo hiểm xã hội. Theo số liệu của Nhật Bản thì robot làm việc thay cho một người thợ thì tiền mua cho robot chỉ bằng tiền chi phí cho người thợ trong vòng 3-5 năm, tùy theo robot có thể làm việc ngày mấy ca. Còn ở Mỹ, trung bình trong mỗi giờ làm việc robot có thể đem lại số lãi 13 USD. Ở Việt Nam trong những năm gần đây có nhiều doanh nghiệp, khoản chi phí về lương cũng chiếm tỷ lệ cao trong giá thành sản phẩm.  Ứng dụng robot làm tăng năng suất của dây chuyền công nghệ.  Cải thiện điều kiện lao động. Đó là ưu điểm nổi bật nhất mà ta quan tâm bởi trong thực tế có rất nhiều nơi người lao động phải làm việc trong những môi trường nguy hiểm, bụi bặm, nóng nực, ẩm ướt hoặc ồn ào quá mức cho phép nhiều lần. Từ những ưu điểm đó các ứng dụng điển hình của robot trong công nghiệp như sau : HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 10
  13. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ  Một trong các ĩnh l v ực đó là kỹ nghệ đúc. Thường trong các phân xưởng đúc công việc rất đa dạng, điều kiện làm việc nóng bức, bụi bặm, mặt hành luôn luôn thay đổi...  Trong nghành gia công áp lực điều kiện làm việc cũng khá n ặng nề, dễ gây mệt mỏi nhất là ở trong các phân xưởng rèn dập nên đòi hỏi sớm áp dụng robot công nghiệp. Trong ngành hàn và nhiệt luyện bao gồm nhiều công nghiệp nặng nhọc, độc hại và ở nhiệt độ cao. Do vậy nghành này cũng nhanh chóng ứng dụng robot công nghiệp . Ngành gia công và l ắp ráp thường sử dụng robot vào các việc tháo lắp phôi và sản phẩm trong các máy gia công bánh răng, máy khoan, máy bán tự động. 1.5. Tổng quan Robot hàn Robot hàn là một thiết tự động linh hoạt có thể thay thế từng phần hoặc toàn bộ các hoạt động cơ bắp và hoạt động trí tuệ của con người. Đó là sản phẩm của sự kết hợp hài hoà giữa kỹ thuật cơ khí, điện tử và tin học. Việc ứng dụng Robot hàn vào sản xuất có các ưu điểm nổi bật sau: + Khả năng tự động hoá cao. + Tăng năng suất và hiệu quả kinh tế. + Hình dáng kích thước và chất lượng mối hàn ổn định. + Ứng suất và biến dạng sau khi hàn nhỏ. + Thực hiện các đường hàn có độ phức tạp với độ chính xác cao. + Làm việc trong môi trường không thuận lợi thay thế con người. HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 11
  14. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ Hình 1-1: Một số Robot hàn trong công nghiệp Trong phạm vi luận văn, tác giả đã s ử dụng Robot hàn ABB-IRB1520 là một loại robot công nghiệp tiên tiến, được ứng dụng nhiều trong sản xuất, để làm nguyên mẫu tính toán và thiết kế. 1.6. Robot hàn ABB-IRB1520 Robot hàn ABB-IRB1520 là một loại robot công nghiệp của hãng ABB Corporation , được trang bị những tính năng vượt trội. Trong đó đặc biệt phải kể đến như tính linh hoạt cao khi vận hành, khả năng ứng dụng rộng rãi vào quá trình dạy học và sản xuất công nghiệp, có độ ổn định và chính xác cao trong quá trình làm việc, kết nối được với nhiều thiết bị ngoại vi khác, thiết kế các cơ cấu khoa học và có tính thẩm mỹ cao. Dưới đây là các thông số của robot hàn ABB- IRB1520 : + Số bậc tự do: 06 + Số trục quay độc lập: 06 + Sai số lặp vị trí: ± 0,08mm. + Bộ điều khiển AX21, sử dụng cho các ứng dụng hàn TIG, MIG, MAG và cắt Plasma. + Hồi tiếp vị trí sử dụng Encoder tuyệt đối. + Dẫn động điều khiển: Động ACServo. HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 12
  15. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ + Vùng hoạt động: 1500x2601 + Khối lượng của robot: 170 kg. + Trục 1 có góc quay giới hạn θ 1 = ±1700 , tốc độ quay 130 o /s. + Trục 2 có góc quay giới hạn θ 2 = (-900; +1500), tốc độ quay 140o/s. + Trục 3 có góc quay giới hạn θ 3 = (-1000 ; +800 ), tốc độ quay 140o/s. + Trục 4 có góc quay giới hạn θ 4 = ±1550 , tốc độ quay 320 o/s. + Trục 5 có góc quay giới hạn θ 5 = ±1350 tốc độ quay 380 o/s. + Trục 6 có góc quay giới hạn θ 6 = ±2000 , tốc độ quay 460o/s. HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 13
  16. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ Hình 1-2: Sơ đồ động học và vùng hoạt động của robot hàn ABB IRB1520 Vùng hoạt động của robot là vùng không gian giới hạn của robot khi vận hành. Vùng hoạt động của robot thể hiện được tính khoa học trong quá trình thiết kế,cũng như tính linh ho ạt của robot trong quá trình vận hành.Vùng hoạt động cực đại ứng với các thông số hình đ ộng học và số bậc tự do của robot được giới hạn bằng đường bao nét đậm ở hình trên. HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 14
  17. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ 1.7. Tổng quan về dạy học ngoại tuyến (teaching offline) Phương pháp teaching offline hay phương pháp dạy học ngoại tuyến là phương pháp lập trình sử dụng robot ảo và chi tiết ảo bằng phần mềm sử dụng trên máy tính. Các thành phần ảo sử dụng trong phần mềm là mô phỏng lại quá trình hoạt động của hệ thống thực tế, do đó qua phần mềm người học có thể nắm được các nguyên tắc hoạt động tương đồng với việc dạy bằng phương pháp dạy học trực tiếp. Robot tương thích trong thực tế có thể sử dụng các chương trình đã được lập trình trong thông qua việc kết nối với phần mềm. Phần mềm có thể được thiết kế từ một số phần mềm thiết kế khác nên chương trình rất đa dạng, phong phú. Hiện nay để giảng dạy và nghiên cứu các hệ thống bao gồm robot và phôi hàn người ta cần thực hiện trên hệ thống thực tế. Do đó chi phi đầu tư cho hệ thống trên là rất lớn đặc biệt là khi cần nghiên cứu, phát triển sản phẩm mới hoặc thay đổi kiểu dáng sản phẩm, khi lập trình trực tiếp trên robot bị hạn chế vì không lưu lại được quỹ đạo thực của robot. Ngoài ra khi lập trình trên hệ thống robot thực tế có thể dẫn tới sự cố do thao tác sai làm hỏng robot vì sai quy trình sử dụng. Hơn thế nữa phương pháp dạy học trực tiếp chỉ được áp dụng cho một phạm vi nhỏ nên không thể đáp ứng được với số lượng lớn học viên, cũng như khó đánh giá năng l ực của học viên. Từ những hạn chế đó phần mềm dạy học ngoại tuyến là một trong những dự án có tính thực tiễn cao, phần mềm robot hiện tại được áp dụng cho robot hàn 6 bậc tự do với chi tiết hàn đa dạng. Kết luận: Trong phạm vi chương này, tác giả đã giới thiệu khái quát lịch sử của lĩnh vực nghiên cứu, sản xuất Robot công nghiệp; đồng thời nêu rõ định ngh ĩa của Robot công nghiệp và các yếu tố đặc trưng của Robot công nghiệp, cũng như giới thiệu các phương pháp vận hành Robot trong thực tiễn sản xuất; để từ đó người đọc có những nhận thức sơ bộ trước khi chuyển sang chương tiếp theo. HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 15
  18. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CÁC KHÂU 2.1. Cơ sở khảo sát động học Robot 2.1.1. Các phép biến đổi tọa độ cơ bản a) Phép quay: + Quay quanh trục X: Hình 2-1: Phép quay quanh trục X Ma trận biến đổi tọa 1 0 0 + Quay quanh trục Y: HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 16
  19. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ Hình 2-2: Phép quay quanh trục Y Ma trận biến đổi tọa − 0 + Quay quanh trục Z: Hình 2-3: Phép quay quanh trục Z HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 17
  20. LUẬN VĂN THẠC S Ĩ b) Phép tịnh tiến: C A B 2.1.2. Hệ tọa độ Denavit – Hartenberg Hình 2 - 4: Nguyên lý gắn hệ toạ độ Denavit - Hartenberg HV: Nguyễn Tuấn Hưng - Mã HV: CB130326 HDKH: PGS.TS Bùi Văn Hạnh 18
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
4=>1