Đang tải... (xem toàn văn)
Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot Lý thuyết chế tạo robot v
1 Mục Lục Lời mở đầu I Cơ sở lý thuyết Rô bốt .4 1.Mở đầu Rôbốt tác hợp MRM 2.C¬ sở lý thuyết tính toán rôbốt tác hợp MRM 2.1 Phần động häc .4 2.2 Phần động lực học 2.2.1 C¸c chuyển động ch-ơng trình MRM 2.2.2 Hệ ph-ơng trình chuyển động t-ơng thích MRM II Tính Toán Rô bốt 12 1.Động học thuận Rôbốt MRM .12 2.§éng häc ng-ợc Rôbốt MRM 14 3.Một số biên dạng gia công 15 3.1 Biên dạng gia công hình Parabol .15 3.2 Biên dạng gia công hình trßn 15 3.3 Biên dạng gia công hình ellip 16 III ThiÕt kÕ vµ chÕ tạo Rô bốt 16 1.Lùa chän bé truyÒn, dÉn ®éng cho R« bèt 16 1.1 Bé trun trơc vÝt 1.2 Hép vi sai 2.KÕt cÊu R« bèt IV M« pháng R« bèt 18 1.Giíi thiƯu vỊ DirectX 18 2.So s¸nh DirectX víi OpenGL 3.Một số khái niệm, kĩ thuật n©ng cao cđa DirectX 4.øng dơng DirectX vào mô Rô bốt MRM V TÝnh to¸n thiÕt kÕ hƯ thèng ®iỊu khiĨn R« bèt 20 Hệ thống dẫn động cho Rôbot 20 2.Yªu cầu điều khiển 20 3.ThiÕt kÕ bé ®iỊu khiÓn .20 4.M¹ch sau thiÕt kÕ 21 5.Ch-¬ng tr×nh cho Vi diỊu khiĨn 24 6.Lập trình điều khiển Ro bot MRM 29 KÕt luËn 32 Tài liệu tham khảo 33 Lêi mở đầu T rong trình phát triển đất n-ớc ta nói chung, nghiệp công nghiệp hóa đại hóa quan trọng N-ớc ta thuộc n-ớc phát triển có công nghiệp sản xuất lạc hậu, ph-ơng châm tắt đón đầu, ứng dụng thành tựu khoa học công nghệ đại giới để đẩy nhanh giai đoạn phát triển Điều đòi hỏi phải nỗ lực đóng góp công sức cuả Việc học tập, nghiên cứu lý thuyết phải gắn liền với thực tiễn sống phát triển khoa học Trên giới gần nửa thê kỉ trở lại Robot đà đ-ợc øng dơng réng r·i nhiỊu lÜnh vùc s¶n xt, đặc biệt tự động hoá sản xuất Với -u đặc biệt tính công nghệ, suất, hiệu sản xuất Vào năm cuối kỷ 20, giáo s- viện máy thuộc viện hàn lâm khoa học Nga đà đệ trình kiểu rô bốt tác hợp Mechanism of Relative Manipulation(MRM), có cấu trúc dạng , nối với khớp quay MRM cã tÝnh thÝch øng nhanh, kinh tÕ, linh hoạt cần thiết phải thay đổi trình công nghệ ứng với sản phẩm gia công vốn đa dạng Tác giả I Cơ sở lý thuyết Rô bốt 1.Mở đầu Rôbốt tác hợp MRM Rô bốt tác hợp - Mechanims of Relative Manipulation - MRM cã cÊu tróc d¹ng thanh, nèi víi b»ng hai tay máy, để giữ mang chi tiết gia công, tay máy thứ hai mang dụng cụ gia công Các tay máy có cấu trúc liên tục, song song, phẳng Với cấu trúc liên tục việc giải toán lựa chọn cấu trúc cấu, toán động học động lực học thuận lợi Các cấu trúc song song phẳng việc giải toán nói khó khăn nh-ng có nhiều -u điểm: Độ cứng vững, độ xác vị trí cao, thuận lợi việc điều khiển đảm bảo quy luật chuyển động dụng cụ chi tiết gia công Chuyển động cắt t-ơng hỗ dụng cụ phôi cho phép tạo chi tiết có cấu hình phức tạp đáp ứng đ-ợc tính thích ứng nhanh kinh tế cần thiết phải thay đổi trình công nghệ ứng với sản phẩm gia công vỗn đà đa dạng Quá trình dịch chuyển t-ơng hỗ cho phép rôbốt MRM làm việc với nhiều đối t-ợng công nghệ nh-: Gia công khí, hàn, gia công bẳng tia lader, sơn phủ, Trong đồ án tác giả trình bày sơ l-ợc vỊ r«bèt MRM cã cÊu tróc kh«ng gian, chđ u tập trung vào việc tính toán rôbốt MRM có cấu trúc phẳng song để thuận tiện cho việc nghiên cứu tính toán tác giả trình bày trình tính toán cho rôbốt MRM có cấu trúc không gian sau vận dụng tr-ờng hợp tính toán cho rôbốt MRM có cấu trúc phẳng 2.Cơ sở lý thuyết tính toán rôbốt tác hợp MRM 2.1 Phần động học Để biểu diễn hình dạng bề mặt chi tiết gia công đặc tr-ng hình học t-ơng tác l-ỡi cắt lên phôi chuyển động cắt gọt, đồng thời để xây dựng quy luật chuyển động cđa c¸c tay m¸y, chóng ta sÏ dÉn c¸c hệ toạ độ Để mô tả vị trí h-ớng hệ toạ độ ta dùng ma trận Denavit-Hartenberg: X0 U a2 qd U a1 Y0 0 qd1 U b5 qd3 qe Xd U a3 Yd Too l Ub4 Zd k i U b k qe4 f i f Ze f i k y1e Xe Ye qe6 Z0 Hình 2.1 Hệ toạ độ mô tả rôbốt MRM - Hệ X oYo Z o - hệ toạ độ sở gắn với giá cố định rô bốt - Hệ X d Yd Z d X d Yd Z d - hệ toạ độ gắn với bàn kẹp chi tiết, ma trận chuyển đổi từ hệ hệ toạ độ sở ký hiƯu lµ Ad - HƯ X eYe Z e - hệ toạ độ gắn với bàn kẹp dụng cụ, ma trËn chu ®ỉi tõ hƯ X eYe Z e hệ toạ độ sở ký hiệu Be Chóng ta quy -íc ma trËn biÕn ®ỉi tõ hệ toạ độ đến hệ toạ độ khác thuộc tay máy mang chi tiết đ-ợc ký hiệu chữ A với số kèm theo; t-ơng tự nh- với tay máy mang dụng cụ ký hiệu B số Ngoài cần phần tử ma trận biến đổi toạ độ c¸c tay m¸y, ta sư dơng c¸c chØ sè (a), (d), (f) chi tiết (b), (e), (k) tay máy dụng cụ, Để mô tả trình cắt gọt tạo hình chi tiết ta sử dụng ph-ơng pháp tam diện trùng theo Tam diện trùng theo hệ trục toạ độ vuông góc, ký hiệu Bề mặt l-ỡi cắt chi tiết đ-ợc đặc tr-ng tam diện trùng theo điểm bề mặt nh- sau: Trục h-ớng theo pháp tuyến mặt cong, trục - tiÕp tun víi mỈt cong, trơc - tạo với hệ trục toạ độ thuận L-ỡi cắt th-ờng có dạng mặt trụ mặt cầu mà đặc tr-ng tam diện vuông ký hiƯu k k k BỊ mỈt chi tiết đ-ợc đặc tr-ng tam diện vuông f i f i f i điểm cđa nã ChØ sè (i) chØ vÞ trÝ cđa tam diện f f f bề mặt cong chi tiết Để thực trình cắt gọt tạo thành bề mặt i i i l-ỡi cắt mà đặc tr-ng hệ toạ độ k k k chun ®éng theo mét quy lt xác định hệ toạ độ chi tiết X d Yd Z d cho thời điểm k k k = f i f i f i Chính điều mà gọi tam diện trùng theo Vị trí vµ h-íng cđa k k k hƯ toạ độ dụng cụ đ-ợc mô tả ma trận e Bk Nh- vị trí h-ớng hệ toạ độ cở sở đ-ợc xác định bëi ma trËn : o Bk = o Be e Bk (1) Vị trí h-ớng f i f i f i hệ toạ độ chi tiết d Af i , hệ toạ độ sở o Af i = o Ad d Af i (2) Hình dạng bề mặt gia công đà đ-ợc xác định, điểm bề mặt ta xác định đ-ợc vị trí h-íng cđa f i f i f i , tức xác định đ-ợc ma trận d Af i Mặt khác với dạng bề mặt gia công xác định quy luật dịch chuyển l-ỡi cắt, tức hệ toạ độ k k k bề mặt gia công Nh- vị trí vµ h-íng cđa tam diƯn trïng theo k k k vµ f f f sÏ đ-ợc xác định ma trận d Af Ta có ph-ơng trình động học: i o Ad d i i i Af i = o Be e Bk (3) gọi ma trận xác định vị trí k k k hệ toạ độ chi tiết d Bk ta cã: d Af i = d Bk = o Ad1 o Be e Bk (4) vÕ ph¶i (4) đ-ợc tính từ sơ đồ dộng học MRM, việc x©y dùng ma trËn d Af i cã thĨ tham kh¶o [1] Ta biĨu diƠn: d C (t ) r (t ) Af i = T , o d o 1 o d Bk = A Be e C (q ) r (q ) Bk = T (5) o C¸c phÈn tư cđa C(t), r (t ) hàm thời gian t, phần tư cđa C( q ), r (q ) lµ hµm toạ độ suy rộng q = [ q1 , q2 , , qn ]T Do phần tử ma trận cosin h-ớng C( q ), C(t) có thành phần độc lập nên ta chọn phần tử tuỳ ý cho không nằm hàng hay cét Tõ ®iỊu kiƯn trïng cđa tam diƯn gia công theo (4), (5), ta có: r (q ) r (t ) (6) C (q ) C (t ) đây: C (q ) [c11 (q ), c22 (q), c33 (q)]T , C (t ) [c11 (t ), c22 (t ), c33 (t )]T Hệ ph-ơng trình (6) gọi ph-ơng trình động học MRM cho phép giải toán động học thuận ng-ợc 2.2 Phần ®éng lùc häc Khi nghiªn cøu ®éng häc cđa MRM ta ý hệ ph-ơng trình động học (6) ràng buộc chuyển động hệ, mà từ xây dựng liên kết ch-ơng trình hay gọi chuyển động ch-ơng trình MRM Khi khảo sát động lực học hệ chịu liên kết, nh- đà biết, ph-ơng trình Newton Euler, ph-ơng trình Lagrange th-ờng đ-ợc sử dụng Việc sử dụng ph-ơng pháp nói thuận lợi hệ chịu liên kết học, ta gọi liên kết “cøng” hay “®ãng kÝn” Khi ®ã quy lt chun ®éng hệ xác định từ điều kiện liên kết học nói ch-ơng trình cứng Với hệ chịu liên kết ch-ơng trình nh- MRM quy luật chuyển động xác định từ liên kết ch-ơng trình bị cứng hoá nhiễu sai lệch động học, động lực học nguyên nhân phá vỡ qy luật chuyển động thời Khi cần xác định lực điều khiển t-ơng ứng cách thích hợp cho thời điểm chuyển động hệ, liên kết ch-ơng trình đ-ợc bảo đảm Việc sử dụng nguyên lý phù hợp thuận lợi khảo sát toán động lục học MRM 2.2.1 Các chuyển động ch-ơng trình MRM Nh- đà trình bày, chuyển động ch-ơng trình đ-ợc xác định từ sơ đồ động học tay máy MRM, hình dạng bề mặt gia công nguyên lý tạo hình bề mặt chi tiết Hình dạng bề mặt gia công nguyên lý tạo hình bề mặt chi tiết Hình dạng bề mặt gia công nguyên lý cắt, mà ta gọi chung điều kiện công nghệ, xác định tuỳ theo thực tế, để làm ví dụ có thÓ dÉn ra: S j ( rd ) , j=1,2 , (7) x2 y2 z2 = v(t) (8) rd [ xd , yd , zd ]T véc tơ định vị mũi dao hệ toạ độ chi tiết Các hệ thức (7) mô tả quỹ đạo mà dọc theo l-ỡi cắt thực trình cắt gọt, (8) mô tả điều kiện chuyển động t-ơng đối l-ỡi cắt bề mặt chi tiết, ví dụ: vận tốc cắt và(t) hàm theo t, số Quy luật chuyển động cắt cho dạng (7), (8) thực tế ứng với dạng bề mặt gia công có dạng dụng cụ cắt t-ơng ứng chuyển động cắt cảu dao chi tiết th-ờng đ-ợc xác định theo đ-ờng cong biên dạng bề mặt chi tiết Ngoài ra, vận tốc cắt gọt yếu tố ảnh h-ởng lớn đến chất l-ợng bề mặt gia công Khi xác định đ-ợc thành phần ph-ơng trình động học (6) theo sơ đồ động học MRM điều kiện công nghệ (7), (8) ta nhận đ-ợc chuyển động ch-ơng trình MRM, việc đà đ-ợc bàn đến [8] Khi chọn điều kiện công nghệ (7), (8) với vận tốc cắt không đổi trình cắt gọt, chuyển động ch-ơng trình (6) hàm q , q Đạo hàm (6) theo t, ta nhận đ-ợc : Gq h (9) G [ gij (q , q)] , h [h1 (q, q), h2 (q, q), , hs (q, q)]T , i = 1, s , j = 1, n s Số chuyển động (số liên kết) ch-ơng trình n Số toạ độ suy rộng khảo sát Với ý cần phải chọn điều kiện đầu cho (9) (6) t-ơng đ-ơng Mặt khác det[G ] , , = 1, s, cần phải hiển nhiên đ-ợc thảo mÃn 2.2.2 Hệ ph-ơng trình chuyển động t-ơng thích MRM Khảo sát động lực học MRM dẫn tạo ®é suy réng: q [ qdT , qeT ]T [ qd , qd , , qdm , qem1 , qem , qen ]T véc tơ vận tốc, gia tốc suy rộng q, q Theo nguyên lý phù hợp, ph-ơng trình chuyển động MRM có d¹ng: Aq Q U , (10) mà thành phÇn cđa vector U [U1 ,U , ,U n ]T lực điều khiển cho chuyển động ch-ơng trình (9) đ-ợc thực hiện; A ma trận quán tính đ-ợc xác định từ biểu thức động hệ; - đ-ợc xác định từ ma trận A hàm ; tahnhf phÇn cđa cđa vector Q [Q1 , Q2 , , Qn ]T lµ lùc suy réng cđa lực không bảo toàn rô bốt MRM, lực cắt gia công cơ, lực ma sát, Kết hợp (10) (9) ta có hệ ph-ơng trình động lực học t-ơng thích cña MRM: Aq Q U (11) Gq h Hệ (11) gồm ph-ơng trình động lực học chuyển động ch-ơng trình cho phép đồng thời để xác định lực điều khiển buộc hệ thực chuyển động theo ch-ơng trình vach thao tác công nghệ 10 Thờm mt s kiểm tra cắt chống rãng cýa cho ðýờng hỗ trợ cho texture hình cấu kiều chung hỗ trợ ðồ dịch chuyển hỗ trợ tốt hõn thiết bị liệt kê 2.So s¸nh DirectX víi OpenGL 3.Một số khái niệm, kĩ thuật nâng cao DirectX 4.ứng dụng DirectX vào mô Rô bèt MRM 20 V TÝnh to¸n thiÕt kÕ hƯ thèng ®iỊu khiĨn R« bèt HƯ thèng dÉn ®éng cho Rôbot Robot đ-ợc đẫn động nhiều dạng khác nh- thủy lục , động servo , động b-ớc Trong giới hạn đề tài tài Robot MRM đ-ợc dẫn động động b-ớc với kiểu điều khiển vòng hở Điều khiển vòng hở tức ta điều khiển cho động quay số b-ớc nh-ng không kiểm tra xem động có chạy số b-ớc nh- không Trong điều kiện bình th-ờng không bị tải động b-ớc quay xác b-ớc đ-ợc điều khiển , nh-ng gặp tr-ờng hợp tải động bị bỏ b-ớc gây sai lệch vị trí di chuyển Robot Việc điều khiển Robot MRM thực chất điều khiển động b-ớc truyền động cho khâu Sự dịch chuyển khâu đ-ợc quy số b-ớc động b-ớc cần điều khiển Việc thiết kế hệ thống điều khiển cho Robot việc thiết kế điều khiển động b-ớc , điều khiển có khả điều khiển nhiều động đồng thời có khả giao tiếp nhận liệu điều khiển từ máy tính 2.Yêu cầu điều khiển + Có khả điều khiển đ-ợc từ đến động b-ớc + Điều khiển động theo số liệu nhận từ máy tính Dữ liệu để điều khiển động bao gồm : số b-ớc cần dịch chuyển , tốc dộ quay động cơ, chiều quay động , động chạy chế độ Full step hay Haft step + Thêi gian thùc thi nhanh : thời gian từ lúc nhận liệu điều khiển đến lúc bắt đầu cho động quay nhanh, thời gian điều khiển b-ớc nhau, đảm bào động chạy êm + Giao tiếp với mày tính để nhận liệu có thông báo lại với máy tính thực xong dũ liệu điều khiển tr-ớc + Đảm bảo cung cấp đủ công suất cho động , đảm bảo đủ dòng ,áp cho động , đảm bảo động chạy tốt thời gian lâu , không nóng động 3.Thiết kế điều khiển Bộ điều khiển bao gồm phận : + Mạch Main: mạch có nhiệm vụ giao tiếp với máy tính nhận liệu tạo vector điều khiển cho động Mạch bao gồm hai phần Vi điều khển Master có nhiệm vụ nhận liệu từ máy tính , nhận xử lý tín hiệu , nút điều khiển , điều 21 khiển Vi diều khiển Slaver Các Vi điều khiển Slaver có nhiệm vụ nhận liệu điều khiển tù Master tạo hai vecter b-ớc cho hai dộng b-ớc khoảng thời gian xác cách nhờ sủ dụng định thời bên chíp + Mạch board điều khiển hiển thị : Có chức hiển thị trạng thái hoạt động vi điều khiển chế độ hoạt động động Đồng thời bảng giao tiếp với ng-ời sử dụng với chức bật tắt điều khiển , reset điều khiển có khả ngăng cho động chạy theo nút điều khiển + Mạch công suất : nhận tín hiệu vecter b-ớc từ mạch Main , cách ly phần điều khiển với phần công suất , cung cấp dủ dòng cho động Mạch sử dụng Tranzitor làm khóa đóng mở dùng trở kéo để tắng vận tốc tối đa động 4.Mạch sau thiết kế + Mạch main: Sơ đồ nguyên lý : + Mạch công suất : Sơ đồ nguyên lý : Sơ đồ mạch in: Sơ đồ nguyên lý mạch Main : 22 Sơ đồ nguyên lý mạch công suất : 23 Sơ đồ mạch in mạch công suất : 24 5.Ch-ơng trình cho Vi diều khiển + Vi diều khiển Master : ch-ơng trình có nhiệm vụ nhận liệu từ máy tính , sử lý truyền 8byte liệu cho vi điều khiển Slaver Chuơng trình : có nhiệm vụ khởi tạo thông số ban dầu cho vi điều khiển , thực kiểm tra xem có liệu không , gọi ch-ơng trình truyền reset hay tuyền liệu cho vi điều khiển Slaver MAIN: ; khoi tao cac Port MOV A,#0FFH MOV P0,A MOV P1,A MOV P2,A MOV P3,A ; dua cac cong cua 74HC573 len MOV R1,#6 MOV A,#0F0H L_1: MOV P2,A INC A DJNZ R1,L_1 ; doc vao so luong VDK_SL cho phep lam viec MOV A,P3 ANL A,#30H SWAP A MOV MT_STATUS,A ; hien thi LED CLR LED_1 ; - khoi tao cac ngat -MOV IE,#85H ; cho phep cac ngat E0,E1 hoat dong SETB IT1 ; dat E1 hoat dong theo suon SETB IT0 ; - khoi tao cac thong so giao tiep voi PC & Slaver 25 CLR RESET_ON ; RESET_ON tich cuc duong CLR DATA_ON ; DATA_ON tich cuc duong CLR CLK_REC ; cho phep nhan du lieu CLR E_REC ; cho phep ngat nhan ; LOOP: CLR LED_1 KT_RESETON: JNB RESET_ON,KT_DATAON LCALL RESET KT_DATAON: JNB DATA_ON,LOOP ; - co du lieu SETB LED_1 CLR LED_3 ORL P2,#0FH MOV P0,#0FFH ANL P2,#0F6H MOV A,P0 ORL A,#11111010B CJNE A,#11111010B,KT_RESETON SETB LED_3 SETB IE0 ; - bao san sang nhan du lieu - JMP CLR CLK_REC CLR DATA_ON CLR E_REC LOOP Đoạn ch-ơng trình nhận liệu từ máy tính : đ-ợc thực ch-ơng trình ngắt tạo máy tính , thực việc nhận liệu thông báo lại với ch-ơng trình ( 26 main ) khối liệu dĨ Reset robot hay khèi d÷ liƯu thùc hiƯn diỊu khiển di chuyển động Đoạn ch-ơng trình truyền liệu cho vi diều khiển Slaver : đ-ợc ch-ơng trình gọi để truyền byte dũ liệu cho vi diều khiển Slaver Ch-ơng trình tạo ngắt cho VĐK Slaver để truyền dũ liệu Kết thúc ch-ơng trình thông báo lại với ch-ơng trình truyền có thành công hay không Ch-ơng trình cho Vi diều khiển Slaver : ( vi điều khiển Slaver có chung ch-ơng trình ) Đoạn ch-ơng trình : có nhiệm vụ khởi tạo thông số hoạt động ch-ơng trình , vòng lặp vô tận kiểm tra xem có liệu không, khởi tạo ch-ơng trình định thời thực việc quay động MAIN: ; CHUONG TRINH CHINH ; - Khoi tao cac tham so ban dau MOV P1,#0FFH MOV P3,#0FFH MOV P0,#0FFH MOV P2,#0FFH ; - khoi tao cac gia tri ngat MOV IE,#8BH ; Cho phep E0,T0,T1 SETB IT0 ; E0 ngat theo suon MOV TMOD,#011H ; T0,T1 Dinh thoi che = 16 Bit MOV BUF_STEP,#0FFH CLR TR0 CLR TR1 ; dung dinh thoi MOV PMW1_TIME,#10 CLR F_PMW1 CLR LED_1 CLR RESET_ON CLR RESETA_ON CLR RESETB_ON CLR DATA_ON CLR CLK_REC ; trang thai ban dau 27 CLR E_REC ; cho phep nhan du lieu LOOP: ; - Chuong trinh nen ; kiem tra dat co nhan du lieu MOV P2,#11111110B LCALL JNB ; LED_1 SANG PMW_PRO1 DATA_ON,LOOP ; co du lieu ? MOV 70H,78H MOV 71H,79H MOV 72H,7AH MOV 73H,7BH MOV 74H,7CH MOV 75H,7DH MOV 76H,7EH MOV 77H,7FH ; nap du lieu cho nut dieu khien tiep theo MOV A_STATUS,TT_A ORL A_STATUS,#3FH ; lay gia tri status cua A MOV B_STATUS,TT_B ORL B_STATUS,#3FH ; lay gia tri status cua B ANL TT_A,#3FH ; ANL TT_B,#3FH MOV A,SB_A CJNE A,#00H,KHOITAO_A CLR RESETA_ON JMP TEST_B KHOITAO_A: ; khoi tao dinh thoi cho dong co A MOV BUF_A,TT_A ; BUF_a = R6 MOV TL0,#250 28 MOV TH0,TH_A ; dong co A bat dau quay SETB TR0 TEST_B: MOV A,SB_B CJNE A,#00H,KHOITAO_B CLR RESETB_ON JMP MOTOR_RUN KHOITAO_B: ; khoi tao dinh thoi cho dong co B MOV BUF_B,TT_B ; BUF_B = R7 MOV TL1,#250 MOV TH1,TH_B ; dong co B bat dau quay SETB TR1 MOTOR_RUN: CLR DATA_ON CLR CLK_REC JB RESETA_ON,WAIT JB RESETB_ON,WAIT CLR E_REC WAIT: JB TR0,PMW2 JB TR1,PMW2 JNB RESET_ON,LOOP CLR RESET_ON CLR RESETA_ON CLR RESETB_ON CLR E_REC JMP LOOP ; Ket thuc vong lap chinh LCALL PMW_PRO2 PMW2: 29 JMP WAIT Các ch-ơng trình định thời : có nhiệm vụ tạo khoảng thời gian xác gọi đến ch-ơng trình thực quay động t-ơng ứng Khi quay hết số b-ớc tự động tắt định thời thông báo cho ch-ơng trình thực xong 6.Lập trình điều khiển Ro bot MRM Yêu cầu điều khiển Robot : + Robot MRM đ-ợc thiết kế để thực gia công bề mặt phức tạp nh- gia công biên dạng cánh máy bay , biên dạng khí động học + Trong điều giới hạn đề tài Robot thực gia công biên dạng 2D nh- biên dạng Elip , Parabol , bề mặt 3D nh- trụ Elip, trụ Parabol , biên dạng khí động học + Các biên dạng gia công đ-ợc vễ AutoCAD nhập vào ph-ơng trình biên dạng + Ch-ơng trình ®iỊu khiĨn sÏ qua mét sè tÝnh to¸n trung gian điều khiển Robot chạy quỹ đạo đ-ợc vẽ AutoCAD ( hay đ-ợc nhập vào ph-ơng trình ), Khi láp vật gia công cho dao chạy ta gia công đ-ợc bề mặt mong muốn Quy trình thực : Việc thực gia công chuyển biên dạng cần gia công biên dạng số hóa , việc nội suy thô biên dạng nhiều điểm trung gian gần Sau sử dụng ph-ơng trình động học ng-ợc robot MRM để tính toán tọa độ suy rộng robot , góc cánh tay robot Dựa vào thông số truyền động ta tính đ-ợc số b-ớc cần điều khiển t-ơng ứng + Biên dạng gia công đ-ợc vẽ ch-ơng trình AutoCAD ,( biên dạng phải nằm miềm gia công máy ) + Sử dụng ch-ơng trình viết ObjectARX để chia nhỏ biên dạng điểm liên tiếp với khoảng cách cần chia , kết đ-ợc ghi file liệu File liệu biên dạng số hóa biên dạng cần gia công + Dùng ch-ơng trình viết Maple để tính toán tọa độ suy rộng robot Ch-ơng trình đọc liệu từ file biên dạng số hóa lấy tọa độ nút cần qua giải ph-ơng trình động học ng-ợc tạo kết tọa độ suy rộng Các giá trị tọa độ suy rộng đ-ợc ghi vào file tọa độ số hóa 30 + Để có đ-ợc số b-ớc điều khiển , việc tính toán số b-ớc điều khiển t-ơng ứng đ-ợc thực thi ch-ơng trình điều khiển, nh-ng để giảm bớt khối l-ợng thực thi tăng tốc độ diều khiển cho ch-ơng trình điều khiển ta sử dụng ch-ơng trình riêng Ch-ơng trình đọc file tọa độ số hóa ròi tính số b-ớc điều khiển t-ơng ứng dựa vào thông số truyền động Kết đ-ợc ghi file số b-ớc số hóa + Để thực gia công biên dạng ta reset robot vị trí không máy , mở file số b-ớc số hóa ứng với biên dạng cần gia công , cho thực thi ch-ơng trình cắt theo biên dạng Ch-ơng trình đọc file số b-ớc điều khiển robot lần l-ợt theo trình tự nút điều khiển , việc điều khiển thực chất truyền liệu số b-ớc , vận tốc động mạch để thực thi Đợi mạch thực thi xong gửi tiếp liệu điều khiển nút Ch-ơng trình thực hết file liệu kết thúc biên dạng cần gia công Ch-ơng trình điều khiển : Ch-ơng trình điều khiển đ-ợc viết Visual C++ 6.0 Microsoft Ch-ơng trình có nhiệm vụ điều khiển Robot theo biên dạng xác định đông thời mô hoạt động robot chạy theo biên dạng Việc mô hoạt động robot mô thời gian thực , có nghĩa robot chạy nh- thi hình mô chạy t-ơng ứng Modul điều khiển có chức : + Reset robot vị trí không máy : thực ch-ơng trình truyền liệu cho mạch thông báo reset động nào, sau thực thi xong mạch thông báo lại với ch-ơng trình đà hoàn thành ta thực thi công việc Chức reset có khả reset động vị trí max + Điều khiển robot tay : cho khâu robot chuyển động, ta đảo chiều động , cho phép động chạy dừng, tăng giảm tốc độ chạy dộng Ch-ơng trình đ-ợc kiểm tra liên tục hàm định thời , kiểm tra xem mạch có sẵn sàng nhận liệu không Nếu ch-a sẵng sàng kết thúc đợi đến hàm đinh thời gọi đến lần sau Nếu mạch sẵn sàng , ch-ơng trình giao tiếp truyền liệu điều khiển Việc giao tiếp đ-ợc thùc hiƯn b»ng hµm Tran() hµm nµy giao tiÕp víi mạch qua cổng song song sử dụng th- viện InpOut32.dll đ-ợc cung cấp miễn phí địa http://www.logix4u.net/parallelport1.htm Th- viện giúp ch-ơng trình chạy điều khiẻn đ-ợc mạch Win98/2000/XP 31 Điều khiển robot theo biên dạng số hóa : ta mở file biên dạng số hóa cần gia công cho thực thi ch-ơng trình Chuơng trình tự động đọc file lấy liệu nút điều khiển truyền mạch hàm truyền Tran() Ch-ong trình chạy liên tục, kiểm tra xem mạch thực xong ch-a truyền tiếp hết file liệu dừng 32 Kết Luận Rôbốt tác hợp loại rôbốt có chuyển động linh hoạt, gia công đ-ợc bề mặt biên dạng phức tạp Về loại rôbốt mở triển vọng viƯc øng dơng vµo thùc tÕ víi viƯ gia công biện dạng phức tạp mà rôbốt thông th-ờng khác khó thực đ-ợc, với chuyển động linh hoạt loại rôbốt ứng dụng việc thực chuyển động chu trình phức tạp mà ng-ời khó thực đ-ợc Đó vấn đề sớm chiều thực đ-ợc Tuy nhiên hy vọng t-ơng lai lĩnh vực có áp dụng rôbốt loại rôbốt có Rôbốt tác hợp MRM (Menchanic of Relative Manipulation) 33 Tài liệu tham khảo Sách : Renate Kempf, Chris Frazier Ed : OpenGL Reference Manual, Addison Wesley Developers Press 1996 Mason Woo, Jackie Neider, Tom Davis: OpenGL Programming Guide 2nd Ed., Addison Wesley Developers Press, 1997 Tom McReynolds : Programming with OpenGL: Advanced Rendering, SIGGRAPH `96 Course Frank Luna : Introduction to 3D Game Programming with DirectX 9.0, Wordware Publishing @ 2003 Kris Gray : Microsoft DirectX Programmable Graphics Pipeline, MS Press Peter Walsh : Advanced 3D Game Programming with DirectX 9.0,Wordware Publishing @ 2003 Francis S Hill : Computer Graphics, Macmillan Publishing, 1990 Marshall Brain, Lance Lovette : Developing Professional Application In Window98 and NT Using MFC, Publish 1999 by Prentice Hall P T R George Omura : Mastering AutoCAD 2000, Printer in the United States of America 10 Phạm Công Ngô, Phạm Ngọc Nam, Phạm Tuấn L-ợng : Tự học lập trình Visual C++6.0 từ đến nâng cao, NXBTK 2002 11 Nguyễn Thiện Phúc : Robot Công Nghiệp, NXBKHKT 2002 Phần mềm: AutoCAD 2002, 2004 ObjectARX 2000, 2002 3DSMax v6.0 MatLab v6.5 Maple v9.0 DirectX SDK v9.0c Visual C++ v6.0 & net 34 ... MRM, hình dạng bề mặt gia công nguyên lý tạo hình bề mặt chi tiết Hình dạng bề mặt gia công nguyên lý tạo hình bề mặt chi tiết Hình dạng bề mặt gia công nguyên lý cắt, mà ta gọi chung điều kiện công...Mục Lục Lời mở đầu I Cơ sở lý thuyết Rô bốt .4 1.Mở đầu Rôbốt tác hợp MRM 2.C¬ së lý thuyết tính toán rôbốt tác hợp MRM 2.1 Phần động học... 4.Mạch sau thiết kế + Mạch main: Sơ đồ nguyên lý : + Mạch công suất : Sơ đồ nguyên lý : Sơ đồ mạch in: Sơ đồ nguyên lý mạch Main : 22 Sơ đồ nguyên lý mạch công suất : 23 Sơ đồ mạch in mạch công