báo cáo robot công nghiệp

() BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN 2 ĐỀ TÀI CÁNH TAY ROBOT GVBM Ths SVTH 1 Lê Minh Chiến LỚP TD19 MSSV 1951050049 2 Trần Lê Quang Hưng LỚP TD19 MSSV 1951050064 3 Nguyễn Thanh Nhã LỚP TD19 MSSV 1951050024 4 Lê Nguyễn Hiền Nhân LỚP TD18 MSSV 1751050089 5 Trần Nguyễn Anh Duy LỚP TD18 MSSV 1851080157 6 Thái Quốc Trung LỚP TD18 MSSV 1751050104 Cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành khoa học.

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN ĐỀ TÀI: CÁNH TAY ROBOT GVBM Ths: SVTH: 1.Lê Minh Chiến 2.Trần Lê Quang Hưng 3.Nguyễn Thanh Nhã Lê Nguyễn Hiền Nhân Trần Nguyễn Anh Duy Thái Quốc Trung LỚP TD19 LỚP TD19 LỚP TD19 LỚP TD18 LỚP TD18 LỚP TD18 MSSV : 1951050049 MSSV : 1951050064 MSSV : 1951050024 MSSV : 1751050089 MSSV : 1851080157 MSSV : 1751050104 Cùng với phát triển không ngừng ngành khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp phát triển nhanh chóng Việc áp dụng máy móc đại vào sản xuất yêu cầu thiểu nhà máy nhằm tăng suat, tăng chất lượng giảm giá thành sản phẩm Song song với phát triển đó, cơng nghệ che tạo Robot phát triển nhanh chóng đặc biệt nước phát triển nhằm đáp nhu cầu sản xuất, sinh hoạt, quốc phịng Robot thực cơng việc mà người khó thực chí khơng thực như: làm cơng việc địi hỏi độ xác cao, làm việc mơi trường nguy hiểm (như lị phản ứng hạt nhân , dị phá mìn qn sự), thám hiểm không gian vũ trụ Trong họ Robot, khơng thể khơng nhắc đến ROBOT CƠNG NGHIỆP với đặc thù mà Robot khác khơng có Cánh tay robot phân loại sản phẩm theo màu với khả linh hoạt, độ xác cực cao, ứng dụng rộng rãi khắp nước thay the người làm công việc môi trường độc hại hay chế tạo Robot khác với độ xác mà người không the làm tay Sau thời gian làm việc, nghiên cứu, tham khảo chúng em hoàn thành đề tài cánh tay robot bậc, làm dựa nhiều lý thuyết, chúng em hồn thiện ứng dụng thực te Em xin chân thành cảm ơn thay ************* giúp em hoàn thành đồ án NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN - NỘI DUNG ĐỒ ÁN: - Ý KIẾN ĐÁNH GIÁ: Ngày tháng năm 2017 Giáo viên hướng dan Ký tên MỤC LỤC: NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN - NỘI DUNG ĐỒ ÁN: - Ý KIẾN ĐÁNH GIÁ: MỤC LỤC: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: .4 LÝ DO CHỌN BOARD ARDUINO ĐỂ ĐIỀU KHIỂNCÁNH TAY ROBOT : .5 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VE CÁNH TAY ROBOT 2.1 GIỚI THIỆU: .6 2.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN: .7 2.3 PHÂN LOẠI ARM ROBOT: .9 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN THIẾT BỊ VÀ PHẦN MỀM SỬ DỤNG 12 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG VE ARDUINO: 12 3.2 ĐỘNG CƠ SERVO: 19 3.3 KHUNG CÁNH TAY ROBOT: 21 3.4 GIỚI THIỆU PHẦM MEM IDE: .22 CHƯƠNG 4: KẾT NỐI LINH KIỆN, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ LẬP TRÌNH 25 4.1 KẾT NỐI LINH KIỆN: 25 4.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: 26 4.3 LẬP TRÌNH: 28 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 33 5.1 KẾT LUẬN: .33 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỂ TÀI: .34 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 35 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Hiện với cơng nghiệp hóa đại hóa, với phát triển kỹ thuật đại, công nghiệp 4.0 can sản xuất nhiều linh kiện hay chế tạo máy móc, hay nen cơng nghiệp sản xuất hàng hóa củng can đại hóa Việc sap xep phân loại công đoạn het sức thiết yeu, để giảm tiet kiệm thời gian, công sức tien bạc, việc che tạo tay máy để phục vụ nhu cầu công nghiệp phát triển rộng rãi nước ta Với ngành cơng nghiệp việt nam robot chưa xuất nhiều dây truyen sản xuất Vì sản phẩm cịn q đat đoi với thị trường việt nam Nhằm nội địa hóa sản phẩm, nghiên cứu chuyên sâu robot, em chọn để tài cánh tay robot ” Để tài hướng tới thay điều khiển cơng ty nước ngồi xây dựng thuật điều khiểntối ưu cho đối tượng sản xuất, mà đoi tượng thích hợp với điều kiện sản xuất nước ta Với phịng thí nghiệm, đày mơ hình để sinh viên thực nghiệm nghiên cứu, để hướng tới cho bạn sinh viên nhìn cụ the, thực tiễn robot Mục đích để tài nghiên cứu ve cau tạo phương pháp điều khiểnthích hợp sở ứng dụng arduino để hiểu điều khiểncánh tay robot Có the áp dụng vào phịng thí nghiệm trường cao đẳng, đại học ứng dụng sản xuất công nghiệp LÝ DO CHỌN BOARD ARDUINO ĐỂ ĐIỀU KHIỂNCÁNH TAY ROBOT :  Về phần cứng : Arduino thiết ke chuyên biệt dành cho người khơng chun ve điện tử van làm Bạn mat thời gian giai đoạn làm mạch”, thứ có sẵn bạn can tập trung cho phần điều khiểnmà Nếu có khơng ổn xảy ra, bạn đỡ thời gian cho việc rà soát lỗi phần mạch, lỗi nằm code bạn Arduino dể sử dụng, trực quan, mạch có ký hiệu rõ ràng, đầy đủ chân, thuận tiện trình sử dụng  Ve phần mềm : Mơi trường phát triển tích hợp (IDE) Arduino ứng dụng crossplatform (nền tảng) viết Java, từ IDE sử dụng cho Ngơn ngữ lập trình xử lý (Processing programming language) project Wiring Nó thiết kế để dành cho người tập làm quen với lĩnh vực phát triển phần mềm Nó bao gồm chương trình code editor với chức đánh dấu cú pháp, tự động brace matching, tự động canh lề, compile(biên dịch) upload chương trình lên board với cú nhấp chuột Một chương trình code viet cho Arduino gọi sketch Với ưu điểm vượt trội em chọn Board arduino để làm điều khiểncho để tài cánh tay robot CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VE CÁNH TAY ROBOT 2.1 GIỚI THIỆU: Đề tài cánh tay robot phân phân nhánh robot cơng nghiệp em xin giới thiệu tong quát ve lịch sử đời từ robot công nghiệp Thuật ngữ robot xuất lan vào năm 1922 tác phẩm rossum’s universal robot” karel capek Trong tác phẩm nhân vật rossum trai tạo máy giống người để phục vụ cho người Năm 40 nhà văn vien tưởng nga, issac asimov, mô tả robot chiec máy tự động, mang diện mạo người điều khiểnbằng hệ than kinh khả trình positron, người lập trình Asimov đặt tên cho ngành nghiên cứu ve robot robotics, có ngun tac bản:  Robot khơng xúc phạm người không gày ton hại cho người  Hoạt động robot phải tuàn thủ quy tac người đặt Các quy tac không vi phạm nguyên tac thứ nhat  Một robot can phải bảo vệ song mình, khơng vi Phạm hai ngun tac trước Robot tác nhân khí, nhân tạo, ảo, thường hệ thong khí- điện tử Với xuất chuyen động mình, robot gày cho người ta cảm giác giác quan giống người Từ "robot" thường hiểu với hai nghĩa: robot khí phần mem tự hoạt động Ve lĩnh vực robot, mỹ nhật nước đầu the giới ve lĩnh vực Tay robot thiết ke để thực bat kỳ công việc mong muon hơn, nam, quay, vv, tùy thuộc vào ứng dụng Ví dụ, cánh tay robot dây chuyen lắp ráp ô tô thực nhiều công việc khác xoay linh kiện lắp đặt trình lắp ráp Trong so trường hợp, mô chặt chẽ bàn tay người mong muon, robot thiết ke để tien hành giải trừ vũ khí thải bỏ bom 2.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN: Sau xuất vào năm 1922, 20 năm sau, sau chien tranh the giới thứ 2hình dạng robot xuất nước hoa kỳ, loại tay máy chép hình dung phịng thí nghiệm vật liệu phóng xạ Vào năm 50 kỷ trước, bên cạnh loại tay máy chép hình khí, loại tay máy chép hình thủy lực điện tử xuất Chiec robot công nghiệp đưa vào ứng dụng Năm 1961 Ở nhà máy ô tô general motors lại trenlon New jerscy hoa kỳ Năm 1967 nhât nhập chiec robot công nghiệp từ công ty amf hoa kỳ (american machine and foundry company) Nên năm 1990 có 40 cơng ty nhật bản, có cơng ty không lẽ công ty hitachi công ty mitsubishi, đưa thi trường quoc te nhiều lại robot noi tieng.từ năm 70 việc nghiên cứu nàng cao tính robot ý nhiều đến lắp đặt thêm cảm bien ngoại tín hiệu để nhận biet môi trường làm việc Tại trường đạỉ học tong hợp stanford người ta tạo loại robot lắp ráp lự động điều khiểnbằng máy vi tính sở xử lý thông tin từ cảm bien lực thị giác Vào thời gian công ty ibm che tạo loại robot có cảm bien xúc giác cảm bien lực Điều khiểnbằng máy tính để lắp ráp máy in gom 20 cụm chi tiet Theo viện kỹ thuật robot cảu hoa kỳ định nghĩa robot loại tay máy nhiều chức năng, với chương trình làm việc thay đổi được, dùng để thực so thao tác sản xuất Có nheu tài liệu định nghĩa robot lưu ý đến tiêu chí điều khiểnbằng máy tính phân loại robot công nghiệp theo tiêu chuẩn nhật (jisb 0134-1979) có nhóm tay máy điều khiểnbằng tay Theo ISO (International Standards Organization) thì: ắrobot cơng nghiỆp tay máy đa mục tiêu, có so bậc tự do, de dàng lập trình, điều khiểntrợ động, dùng để tháo lắp phôi, dụng cụ vật dụng khác Do chương trình thao tác thay đổi nên thực nhiều nhiệm vụ đa dạng” Tuy nhiên, robot cơng nghiệp định nghĩa the chưa hồn tồn thỏa đáng Robot cơng nghiệp hiểu thiết bị tự động linh hoạt, bat chước chức lao động công nghiệp người Nói đến thiết bị tự động linh hoạt nhan mạnh đến khả thao tác với nhiều bậc tự do, đieu khien trợ động lập trình thay đổi Cịn nói đến bat chước chức lao động công nghiệp người có ý nói đến khơng hạn che từ chức lao động chân tay đàn giản đến trí khơn nhân tạo, tùy theo loại hình cơng việc lao động can đến chức hay khơng Đồng thời nói đến mức độ cân thiết bat chước người hay không 2.3 PHÂN LOẠI ARM ROBOT: Robot Cartesian / Gantry Robot (tọa độ DECAC): (Hình 2.3.1) Được sử dụng để chọn đặt cơng việc, ứng dụng sealant, hoạt động lắp ráp, xử lý máy cơng cụ hàn hồ quang Đó robot có cánh tay có ba khớp lăng trụ, có trục khớp Hình 2.3.1 : Robot hoạt động theo tạo độ DECAC Robot trụ : (Hình 2.3.2) Được sử dụng cho hoạt động lắp ráp, xử lý máy công cụ, hàn điểm, xử lý máy đúc Đó robot có trục tạo thành hệ trục tọa độ Hình 2.3.2 : Robot hoạt động theo hệ tọa độ trụ Chương trình : Điều khiển tay máy gắp vật thể từ bàn (1) sang bàn (2) Hai bàn có độ cao Chú thích: PTP_AX θ (độ) d2 d3 -44.5736 0.06 0.06 θ4 (độ) 16.9782 Chương trình sau: PROGRAMFILE ! prgfln C:\Users\Admin\Downloads\chuong trinh\proj\prg FINAL.prg PTP_AX -269.4999 3.0000 -4.6881 0.0000 PTP_AX -269.4999 -5.0000 -32.6881 1.5000 PTP_AX -269.4999 -5.0000 -29.1881 1.5000 ERC LOAD TOOL AM_GRF_O ERC GRAB BODY vat PTP_AX -361.9996 -5.0000 -29.1881 1.5000 PTP_AX -361.9996 -5.0000 -35.6881 1.5000 ERC LOAD TOOL AM_GRF_O ERC RELEASE BODY vat PTP_AX -361.9996 0.5000 -2.1881 1.5000 PTP_AX -268.4998 0.5000 -2.1881 1.5000 PTP_AX -268.4998 0.5000 -2.1881 1.5000 ENDPROGRAMFILE 4.1 KẾT NỐI LINH KIỆN: 4.1.1 Kết nối Servo với Arduino: Hình 4.1.1: Kết nối Servo với arduino ARDUINO UNO PIN SERVO Dây cam -7, dây đen-GND Dây đỏ -VCC SERVO Dây cam -6, dây đen-GND Dây đỏ -VCC SERVO Dây cam -5, dây đen-GND Dây đỏ -VCC SERVO Dây cam -4, dây đen-GND Dây đỏ -VCC SERVO Dây cam -3, dây đen-GND Dây đỏ -VCC PIN GND 4.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: Hình 4.2.1: Vị trí servo cánh tay robot  Đầu tiên, khởi động cánh tay robot set vị trí ban đầu  Động Servo(sv) hoạt động, làm cánh tay xoay góc 90 độ đến (vị trí làm việc 1)  Khi đến vị trí làm việc 1, động sv2 sv3 hoạt động đưa cánh tay phía trước đồng thời sv4 sv5 hoạt động đưa kẹp gắp vị trí hình, kẹp gắp mở nhờ sv5      Khi arduino xử lý nhận tín hiệu từ máy tính sẻ đưa tín hiệu điều khiển đến động vị trí lập trình sẵn Khi nhận tín hiệu từ máy tính, sv5 sẻ hoạt động kẹp chặt vật lại Sv sv3 sẻ hoạt động đưa sản phẩm lên cao, sau sv hoạt động quay góc 180 độ đến vị trí làm việc Đến vị trí làm việc , sv5 mở thả vật xuống Tiếp theo vòng lặp từ vị trí làm việc cửa động đến hết sản phẩm, cánh tay ln vị trí làm việc chờ Đến arduino nhận liệu lại đưa cánh tay đến vị trí làm việc Trước tất máy nên nhan nút Reset, động vị trí ban đầu 4.3 LẬP TRÌNH: 4.3.1 Chế độ auto: #include // include library Servo Servo Servo Servo Servo0; Servo1; Servo2; Servo3; // // // // identity identity identity identity object object object object\ // Khai bao bien toan cuc int currentAngle[4] = {90, 90, 90, 0}; void setup() { // put your setup code here, to run once: Servo0.attach(8); Servo1.attach(9); Servo2.attach(10); Servo3.attach(11); Servo0.write(0); Servo1.write(0); Servo2.write(0); Servo3.write(0); } void goc(int index, int angle) { int i; if(currentAngle[index] < angle) { for(i = currentAngle[index]; i < angle; i+=2) { if(index == 0) Servo0.write(i); else if(index == 1) Servo1.write(i); else if(index == 2) Servo2.write(i); else if(index == 3) Servo3.write(i); delay(100); } currentAngle[index] = angle; } else if(currentAngle[index] > angle) { for(i = currentAngle[index]; i > angle; i-=2) { if(index == 0) Servo0.write(i); else if(index == 1) Servo1.write(i); else if(index == 2) Servo2.write(i); else if(index == 3) Servo3.write(i); delay(100); } currentAngle[index] = angle; } } void loop() { for(int j = 0; j < 3; j++) { goc(j, currentAngle[j]); } delay(1000); while(1) { goc(0, 90); goc(1, 40); goc(2, 40); goc(3, 30); delay(500); Servo3.write(0); delay(1000); goc(1, 0); goc(2, 0); goc(0, 180); goc(1, 30); goc(3, 20); delay(1000); Servo1.write(0); Servo3.write(0); } } 4.32 Điều khiển chiết áp: #include // include library Servo Servo Servo Servo Servo0; Servo1; Servo2; Servo3; // // // // identity identity identity identity object object object object // Khai bao bien toan cuc int Value=0; int goc1=0; int goc2=0; void setup() { // put your setup code here, to run once: Servo0.attach(8); Servo1.attach(9); Servo2.attach(10); Servo3.attach(11); Servo0.write(0); Servo1.write(0); Servo2.write(0); Servo3.write(0); for(int i=0;i