Thiết kế chế tạo máy thông minh

Chia sẻ: Do Xuan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

446
lượt xem 111
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Như chúng ra đều biết thuật ngữ " mechatronics" được các kỹ sư của hãng chuyên sản xuất robot công nghiệp Yaskawa của Nhật Bản đưa ra vào năm 1967. Đây là từ ghép giữa 2 từ cơ khí - mechanics và điện tử - electronics. Và vào đầu những năm 1970 người ta hiểu cô... là sự tổ hợp của cơ khí và điện tử. Có rất nhiều các sản phẩm cơ điện tử đã ra đời như cửa tự động, máy bán hàng tự động, camera tự động chỉnh tiêu cự......

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế chế tạo máy thông minh

THIÕT KÕ CHÕ T¹O M¸Y TH¤NG MINH Lµ MéT §ÞNH H¦íng ph¸t triÓn c¬ ®IÖn tö cña khoa c¬ khÝ tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa tp.hcm PGS. TS.§Æng V¨n Ngh×n Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc B¸ch Khoa TP.HCM Tãm T¾t: C¸c t¸c gi¶ nghiªn cøu tæng quan vÒ t×nh h×nh ®µo t¹o vµ nghiªn cøu trªn thÕ giíi trong lÜnh vùc c¬ ®iÖn tö. Xu thÕ ph¸t triÓn cña c¬ ®iÖn tö lµ c¬ khÝ hãa, tù ®éng hãa vµ c¬ ®iÖn tö hãa lµm cho thiÕt bÞ, m¸y mãc ngµy cµng th«ng minh h¬n. Abstracts: This article deals with overview training and researching happening in the Mechatronics field. The trend of developing of Mechatronics is Mechanization, automatilazion and mechatronization, to cause machine and equipment more with intelligent. I. Sù RA §êi cña c¬ ®IÖn tö: Nh− chóng ta ®Òu biÕt thuËt ng÷ “Mechatronics” ®−îc c¸c kü s− cña h·ng chuyªn s¶n xuÊt robot c«ng nghiÖp Yaskawa cña NhËt B¶n ®−a ra vµo n¨m 1967. Ñaây lµ tõ ghÐp gi÷a hai töø c¬ khÝ – mechanics vµ ®IÖn tö – electronics. Vµ vµo ®Çu nh÷ng n¨m 1970 ng−êi ta hiÓu cô ñieän töû lµ sù tæ hîp cña c¬ khÝ vµ ®iÖn tö. Cã rÊt nhiÒu c¸c s¶n phÈm c¬ ®iÖn tö ®· ra ®êi nh− cöa tù ®éng, m¸y b¸n haøng tù ®éng, camera tù ®éng chØnh tiªu cù, xe tù ®éng. Trong giai ®o¹n nµy c¬ ®iÖn tö liªn quan chñ yÕu ®Õn c«ng nghÖ servo, tuy ®¬n gi¶n nh−ng lµ nÒn t¶ng cho c¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn hiÖn ®¹i. Vµo nh÷ng n¨m 1980 c«ng nghÖ th«ng tin ®· b¾t ®Çu ph¸t triÓn víi nh÷ng kh¶ n¨ng to lín cña c¸c vi xö lý lµm cho s¶n phÈm c¬ ®iÖn tö ngµy cµng hoµn thiÖn h¬n. C¸c m¸y ®iÒu khiÓn sè NC, robot c«ng nghiÖp lµ nh÷ng s¶n phÈm c¬ ®iÖn tö tiªu biÓu ®−îc ph¸t triÓn rÊt nhanh. C¸c hÖ thèng c¬ ®iÖn tö ®−îc ¸p dông réng r·i vµ thµnh c«ng ë nhiÒu lÜnh vùc ®iÒu khiÓn kh¸c nhau. Vµ còng chÝnh ë giai ®o¹n nµy ®· xuÊt hiÖn kh¸i niÖm vÒ ®iÒu khiÓn th«ng minh. C¬ ®iÖn tö lÇn ®Çu tiªn ®−îc gi¶ng d¹y vµo n¨m 1980 ë tr−êng §¹i häc Tokyo NhËt B¶n, sau ®ã ®−îc triÓn khai ë c¸c n−íc kh¸c nh− Thôy §iÓn, Thôy SÜ, Hµ Lan, PhÇn Lan, CHLB §øc còng nh− c¸c ®¹i häc kh¸c ë Mü vµ Canada. Tõ n¨m 1985 ®Õn 1990 t¹i ®¹i häc Oulu PhÇn Lan ®· triÓn khai dù ¸n nghiªn cøu c¸c s¶n phÈm c¬ ®iÖn tö víi kinh phÝ 6,5 triÖu USD do nhµ n−íc hç trî. Vµo nh÷ng n¨m 1990 ngoµi sù ph¸t triÓn kh«ng ngõng cña c«ng nghÖ th«ng tin, sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ viÔn th«ng ®· ®Èy c¬ ®iÖn tö lªn mét tÇm cao míi. C¸c s¶n phÈm c¬ ®iÖn tö ngµy cµng hoµn thiÖn h¬n vµ th«ng minh h¬n. Trong nh÷ng n¨m nµy, mét lo¹t c¸c tr−êng ®¹i häc kh¸c AÙo, Hungari, Anh, Hångk«ng, Singapore, UÙc, Trung Quèc, Thæ NhÜ Kú, Hµn quèc, Th¸i lan ®· b¾t ®Çu ®µo t¹o vÒ c¬ ®iÖn tö. Vµ ®Ó cã diÔn ®µn trao ®æi c«ng tr×nh cho c¸c nhµ khoa häc, t¹p chÝ Mechatronics ®Çu tiªn ®· ra ®êi vµo n¨m 1990 vµ ngay trªn trang b×a cña t¹p chÝ nµy ®· ghi râ MECHATRONICS lµ ngµnh khoa häc veà m¸y vµ hÖ thèng th«ng minh. Ngoµi t¹p chÝ nµy ra cßn cã tuyÓn tËp c¸c bµi b¸o vÒ c¬ ®iÖn tö (IEEE/ASME TRANSACTION ON MECHATRONICS do HiÖp héi quèc tÕ vÒ kü thuËt ®iÖn tö, Robot, tù ®éng hãa vµ c¬ khÝ tæ chøc ph¸t hµnh.
Cïng trong giai ®o¹n nµy lÇn l−ît ®−îc tæ chøc c¸c héi th¶o quèc tÕ liªn quan trùc tiÕp ®Õn Cô ñieän töû : Robotics, Mechatronics and Manufacturing Systems Mechatronics anh Machine Vision in Pratice Mechatronics §Æc biÖt lµ ®· cã héi th¶o quèc tÕ vÒ ®µo t¹o c¬ ®iÖn tö ®−îc tæ chøc vµo n¨m 1994 t¹i Stanford Mü, C¬ ®iÖn tö ®· b−íc sang thÕ kû 21 vµ ®ang chuÈn bÞ cuéc c¸ch m¹ng Mechatronics. II. XU THÕ PH¸T TRIÓN C¥ §IÖN Tö 1. Trªn thÕ giíi Tr−íc tiªn chóng ta t×m hiÓu kh¸i niÖm vÒ c¬ ®iÖn tö. Cã thÓ chóng ta sÏ th¶o luËn nhiÒu nh−ng rÊt khã ®i ®Õn mét ý kiÕn thèng nhÊt v× cho ®Õn nay ®· cã vµi chôc ®Þnh nghÜa vµ kh¸i niÖm kh¸c nhau vÒ c¬ ®iÖn tö. Mçi ®Þnh nghÜa ®−îc ph¸t biÓu trong nh÷ng giai ®o¹n kh¸c nhau cña qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cô ñieän töû. Cho nªn trong giai ®o¹n hiÖn nay chóng t«i rÊt t©m ®¾c víi ý kiÕn cña Giaùo sö ERDEN cña tr−êng §¹i häc Kü thuËt Thæ NhÜ Kú nh− sau: Lµ sù tÝch hîp hoµn thiÖn gi÷a kü thuËt c¬ khÝ, ®iÖn - ®iÖn tö, m¸y tÝnh víi ®iÒu khiÓn th«ng minh trong thiÕt kÕ, chÕ t¹o c¸c s¶n phÈm c«ng nghiÖp. ThiÕt kÕ m¸y th«ng minh. §Ó cã thÓ ®¸nh gi¸ ®−îc xu thÕ ph¸t triÓn cña c¬ ®iÖn tö chóng ta cã thÓ tham kh¶o nh÷ng s¸ch chuyªn ngµnh, kû yÕu c¸c héi th¶o quèc tÕ vµ ®Æc biÖt lµ néi dung ®µo t¹o vµ nghiªn cøu cña c¸c tr−êng vµ viÖn nghiªn cøu trªn thÕ giíi: Cã lÏ c¬ ®iÖn tö lµ mét ngµnh khoa häc cã rÊt nhiÒu øng dông trong nh÷ng lÜnh vùc kh¸c nhau thÓ hiÖn qua c¸c s¶n phÈm cña nã. Tr−íc hÕt lµ nh÷ng s¶n phÈm c«ng nghiÖp nh− c¸c lo¹i m¸y CNC, robot c«ng nghiÖp, tµu ®iÖn cao tèc TGV, xe tù hµnh, m¸y dÖt, m¸y may vµ thªu tù ®éng, m¸y t¹o mÉu nhanh. Tuy nhiªn nh÷ng s¶n phÈm tiªu dïng l¹i lµ nh÷ng s¶n phÈm c¬ ®iÖn tö gÇn gòi víi chóng ta nhÊt nh− m¸y giÆt tù ®éng, m¸y quay video, robot ®å ch¬i. Cßn c¸c m¶ng øng dông kh¸c n÷a kh¸ xa l¹ víi c¸c nhµ khoa häc kü thuËt lµ c¬ ®iÖn tö trong y häc, c¬ ®iÖn tö trong thÓ thao. Khã mµ cã thÓ lieät kª ®−îc toµn bé nh÷ng s¶n phÈm c¬ ®iÖn tö tuy nhiªn cã thÓ thoáng kª mét sè s¶n phÈm mµ hÇu nh− c¸c bé m«n, phßng thÝ nghiÖm vÒ c¬ ®iÖn tö quan t©m nghiªn cøu lµ : robot c«ng nghiÖp, robot di ®éng (Mobile), robot cã ch©n (Walking), Robot song song, Hexapod ... XuÊt ph¸t tõ yªu cÇu thùc tÕ ®oøi hoûi nh÷ng hÖ thèng c¬ ®iÖn tö ngµy caøng phaûi nhoû hôn, chÝnh x¸c h¬n, th«ng minh hôn cuøng vôùi nhöõng víi thµnh tùu cña vi hÖ thèng vµ hÖ thèng vi c¬ ®iÖn ñaõ taïo ra ñöôïc Micro robot, Micro CMM, Nano robot, Nano CMM. Trong cuèn s¸ch “HÖ thèng s¶n xuÊt tù ®éng” c¸c gi¸o s− Asai vµ Edward ®· ph¸c häa t−¬ng lai cña tù ®éng hãa lµ c¸c m¸y th«ng minh ®−îc dùa trªn nÒn t¶ng cña c¬ ®iÖn tö. §Æc biÖt cuèn s¸ch c¬ ®iÖn tö do Bradley biªn so¹n n¨m 1995 lµ mét trong nh÷ng giaùo trình (Texbook) chñ yÕu cña c¸c tr−êng ®¹i häc ®· ®−îc thay thÕ bëi cuèn s¸ch cña chính t¸c gi¶ míi biªn so¹n n¨m 2001 vÒ thiÕt kÕ m¸y th«ng minh.
Qua kh¶o s¸t gÇn 20 ®Ò c−¬ng m«n häc vÒ c¬ ®iÖn tö th× kiÕn thøc vÒ m¸y th«ng minh ®· ®−îc cËp nhËt vµ ®Æc biÖt lµ ®· t¸ch ra nh÷ng m«n häc míi vÒ thiÕt kÕ m¸y th«ng minh. ChÝnh nh÷ng yÕu tè th«ng minh ®· n©ng cao tÝnh c¹nh tranh s¶n phÈm cña c¸c s¶n phÈm c¬ ®iÖn tö. 2. ÔÛ ViÖt Nam Trªn thÕ giíi, tïy theo ®Æc ®iÓm vÒ ®Þa lý, kinh tÕ x· héi cña tõng n−íc mµ ng−êi ta ph¸t triÓn theo c¸c h−íng riªng cho m×nh. Qua kh¶o s¸t nghiªn cøu kinh nghiÖm ph¸t triÓn cña n−íc ngoµi, xuÊt ph¸t tõ ®Æc thï cña TP.HCM chóng t«i chän h−íng ®i cho c¬ ®iÖn tö phôc vô cho c¸c ngµnh c«ng nghiÖp nhùa khu«n mÉu, c«ng nghiÖp dÖt may ôû Thaønh phoá Hoà Chí Minh. §· h×nh thµnh nh÷ng nhoùm nghieân cöùu veà s¶n phÈm cô ñieän töû nh− Robot, Hexapod, m¸y c«ng cô CNC, CMM, m¸y dÖt CNC, m¸y thªu CNC. ..v.v... Trong lÜnh vùc Robot ®· cã nh÷ng ®Ò tµi nghiªn cøu sau ®©y: Robot g¾p s¶n phÈm cho khu«n phun Ðp (®Ò tµi cÊp Bé do PGS.TS. §Æng V¨n Ngh×n chñ tr×). Robot g¾p s¶n phÈm nhùa cho khu«n thæi (®Ò tµi cÊp Thaønh Phoá do TS. Lª Hoµi Quèc chñ tr×). Robot di ®éng (®Ò tµi cÊp Thaønh Phoá do TS. Lª Hoµi Quèc chñ tr×). Robot tr¸nh vËt c¶n (®Ò tµi cÊp Tr−êng do TS. NguyÔn V¨n Gi¸p chñ tr×). Robot lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn m«i tr−êng ®éc h¹i vµ kh¾c nghiÖt (®Ò tµi cÊp Nhµ n−íc do TS.Lª Hoµi Quèc chñ tr×). Trong lÜnh vùc Hexapod ®· cã ®Ò tµi cÊp Bé do PGS. TS. §Æng V¨n Ngh×n chñ tr×. Trong lÜnh vùc m¸y CNC ®· cã nh÷ng ®Ò tµi sau ®©y: Döï aùn CNC hãa m¸y c«ng cô (döï aùn caáp Thaønh Phoá do TS. Lª Hoµi Quèc chñ tr×). Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¸y dÖt CNC (®Ò tµi cÊp Thaønh Phoá do TS. Ph¹m Ngäc TuÊn chñ tr×). Maùy may töï ñoäng ( ñeà taøi cÊp Thaønh Phoá do TS. Huyønh Vaên Trí chñ tr×). Bé ®iÒu khiÓn CNC th«ng minh ( ñeà taøi caáp Nhaø nöôùc do TS. Th¸i ThÞ Thu Hµ chñ tr×). Trong lÜnh vùc m¸y ®o täa ®é CMM ®· cã 1 ®Ò tµi cÊp Së vÒ ¸p dông thiÕt kÕ ng−îc ®Ó lÊy mÉu nhanh s¶n phÈm do TS. Th¸i ThÞ Thu Hµ chñ tr× vµ cuèi cïng lµ trong lÜnh lùc m¸y t¹o mÉu nhanh ®· cã 1 ®Ò tµi cÊp Nhµ n−íc do PGS.TS.§Æng V¨n Ngh×n chñ tr×. Trong ñeà taøi naøy, ngoµi viÖc t¹o ra c¸c s¶n phÈm cÊy ghÐp y häc, chóng t«i ®ang triÓn khai ®Ó t¹o c¸c s¶n phÈm c¬ ®iÖn tö chÝnh x¸c nh− Nano Robot, Nano CMM. Ngoµi nh÷ng ®Ò tµi ®· ®−îc ®¨ng ký ë trªn, Khoa C¬ khÝ chóng t«i ®ang triÓn khai c¸c ®Ò tµi khaùc Robocrane, robot song song cao tèc, m¸y ®o täa ®é song song, xe l¨n cho ng−êi mï, robot ng«i sao.v.v... III. KÕT LUËN
Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y song song víi viÖc më ngµnh ®µo t¹o C¬ ®iÖn tö, Khoa C¬ khÝ ®¹i häc B¸ch Khoa TP.HCM ®· vµ ®ang triÓn khai nh÷ng ®Ò tµi vµ dù ¸n nghiªn cøu lieân quan ñeán c¬ ®iÖn tö. Ph−¬ng ch©m cña chóng t«i lµ võa triÓn khai thùc hiÖn nh÷ng s¶n phÈm c¬ ®iÖn tö th«ng th−êng cã ®Þnh h−íng ®Ó c¸c s¶n phÈm ngµy cµng chÝnh x¸c h¬n vµ th«ng minh h¬n. Trªn c¬ së nh÷ng ®Ò tµi nµy chóng t«i ®· vµ ®ang ¸p dông nh÷ng thµnh tùu cña c«ng nghÖ th«ng tin, ®iÒu khiÓn th«ng minh trong c¸c s¶n phÈm cña m×nh. TµI LIÖU THAM KH¶O 1. D.BRADLEY. [2000] Mechatronics and the Design of Intelligent Machine and Systems. Stanley Thornes Ltd. 2. G.RZESSKI [1995] Mechatronics Designing Intelligent Machines Volume 1 3. RYOJI OHBA [1995] Intelligent Sensor Technology. 4. G.SARIDIS [2001] Herarchically Intelligent Machinces. World Scientifiec. 5. D.BRADLEY [1995] Mechatronics Electronics in Products and Processes Chapman and Hall 6. Popovic (1998) Mechatronics in Engineering Design and Product Development. 7. AMAR [1994] Mechatronics. The basis for New Industrial Development. 8. Kû yÕu héi th¶o: - Mechatronics 1998. - Mechatronics and Machine Visit on Practice 1997,1994. - Robotics, Mechatronics and Manufacturing 1992. 9. T¹p chÝ Mechatronics.