BÀI TẬP LỚN KT Robot: TÌM HIỂU ROBOT EPX2050

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ KHOA TỰ ĐỘNG HOÁ ====o0o==== HỌC PHẦN KĨ THUẬT ROBOT BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN ĐỀ TÀI TÌM HIỂU ROBOT EPX2050 Giảng viên hướng dẫn PGS TS Nguyễn Phạm Thục Anh Thành viên nhóm Đào Mạnh Dương 20173796 Nguyễn Văn Lộc 20174025 Nguyễn Tuấn Hoàng 20173919 Nguyễn Văn Nghĩa 20174095 Nguyễn Quốc Huy 20181532 Lê Hoàng Hưng 20173943 Đinh Quang Minh 20174069 Nguyễn Hoàng Nam 20174082 Nguyễn Trọng Đức 20164798 Nguyễn Quàng Linh 20174022 Hà Nội, 1 2022 1 MỤC LỤC CHƯƠNG.

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ KHOA TỰ ĐỘNG HOÁ ====o0o==== HỌC PHẦN: KĨ THUẬT ROBOT BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU ROBOT EPX2050 Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Phạm Thục Anh Thành viên nhóm: Đào Mạnh Dương Nguyễn Văn Lộc Nguyễn Tuấn Hoàng Nguyễn Văn Nghĩa Nguyễn Quốc Huy 20173796 20174025 20173919 20174095 20181532 Lê Hoàng Hưng Đinh Quang Minh Nguyễn Hoàng Nam Nguyễn Trọng Đức Nguyễn Quàng Linh 20173943 20174069 20174082 20164798 20174022 Hà Nội, 1-2022 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ROBOT EPX2050 1.1 Tổng quan Robot công nghiệp Yaskawa Motoman 1.2 Giới thiệu Robot EPX2050 1.3 Kết cấu khí 1.4 Thông số kĩ thuật CHƯƠNG 2: ĐỘNG HỌC THUẬN VỊ TRÍ ROBOT 10 2.1 Cơ sở lý thuyết 10 2.2 Tính tốn động học thuận robot: 15 2.3 Giao diện tính tốn động học thuận GUI Matlab 20 CHƯƠNG 3: MA TRẬN JACOBY 22 3.1 Tính tốn ma trận Jacoby 22 3.2 Chương trình Matlab 24 3.3 Xây dựng giao diện GUI_JACOBI MATLAB 30 CHƯƠNG 4: ĐỘNG HỌC ĐẢO VỊ TRÍ ROBOT 32 4.1 Tính tốn góc 𝜭𝒊 32 4.1.1 Tính góc 𝜭𝟏, 𝜭𝟓, 𝜭𝟔 32 4.1.2 Tính góc 𝜭𝟐 , 𝜭𝟑 33 4.1.3 Tính góc 𝜭𝟒 34 4.2 Chương trình m.file Matlab 34 4.2.1 Chương trình Matlab 34 4.2.2 Kết 36 4.2.3 Code Matlab tính góc: 40 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CÁC KHỚP CỦA ROBOT THEO QUỸ ĐẠO DẠNG BẬC 42 CHƯƠNG 6: XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CHO ĐỐI TƯỢNG TRÊN TOOLBOX SIMSCAPE/MATLAB 45 6.1 Cài đặt sử dụng Toolbox 45 6.2 Thiết kế hệ thống điều khiển 49 6.3 Kết mô 50 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Các dịng robot hãng Yaskawa Hình 1.2: Robot EPX2050 Hình 1.3: Bản vẽ khí kiểu Lemma wrist Hình 1.4: Bản vẽ khí kiểu Hollow slim arm Hình 1.5: Thơng số kĩ thuật Robot EPX2050 Hình 1.6: Thơng số điều khiển NX100-FM Hình 2.1: Số khớp nối Robot 10 Hình 2.2: Trường hợp chéo 11 Hình 2.3: Trường hợp song song 11 Hình 2.5: Cách đặt vị trí tâm 𝑂0 11 Hình 2.4: Trường hợp cắt 12 Hình 2.6: Trường hợp khớp i khớp tịnh tiến 12 Hình 2.7: Trường hợp i khớp quay 13 Hình 2.8: Trường hợp i khớp tịnh tiến 13 Hình 2.9: Xác định thơng số động học nối 14 Hình 2.10: Tên phần trục làm việc robot 15 Hình 2.11: Đồ thị vecto trục toạ độ 16 Hình 2.12: Giao diện tính tốn động học thuận 21 Hình 2.13: Kết tính toán với số liệu nhập trước 21 Hình 3.1: Giao diện tính tốn ma trận Jacoby 30 Hình 3.2: Kết tính tốn với số liệu nhập trước 31 Hình 5.1: Đồ thị quỹ đạo, vận tốc, gia tốc khớp quay 44 Hình 6.1: Thư mục cần tải 45 Hình 6.2: Giao diện Matlab 46 Hình 6.3: Mơ hình robot 3D Solidworks 46 Hình 6.4: Thao tác khởi tạo mô 47 Hình 6.5: Thao tác xuất file mô 48 Hình 6.6: Mơ hình mơ robot 49 Hình 6.7: Mơ điều khiển robot EPX2050 điều khiển PI Simulink 49 Hình 6.8: Bộ điều khiển PI 49 Hình 6.9: Khối tạo tín hiệu đặt cho góc quay 𝜽𝒊 khớp 50 Hình 6.10: Vị trí ban đầu biến khớp có giá trị 50 Hình 6.11: Kết mô với điều khiển PI tham số đầu vào hình 6.7 51 Hình 6.12: Tín hiệu đặt giá trị đầu khớp 51 Hình 6.13: Tín hiệu đặt giá trị đầu khớp 52 Hình 6.14: Tín hiệu đặt giá trị đầu khớp 52 Hình 6.15: Tín hiệu đặt giá trị đầu khớp 53 Hình 6.16: Tín hiệu đặt giá trị đầu khớp 53 Hình 6.17: Tín hiệu đặt giá trị đầu khớp 54 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ROBOT EPX2050 1.1 Tổng quan Robot công nghiệp Yaskawa Motoman Yaskawa Motoman cung cấp cho nhà sản xuất loạt sản phẩm công nghệ Robot bao gồm Robot cánh tay kép có trọng tải cao, tốc độ cao, phạm vi tiếp cận mở rộng, siêu động cấu tạo lên đến 15 trục cánh tay kép độc đáo Với điều khiển tiên tiến, hệ thống thị giác, thiết bị ngoại vi thành phần tốt khác, Robot hãng Yaskawa định cấu hình giải pháp phù hợp với nhu cầu sản xuất hầu hết cơng việc cơng nghiệp Hình 1.1: Các dòng robot hãng Yaskawa Cánh tay Robot Yaskawa có đa dạng dịng sản phẩm phù hợp cho nhiều ứng dụng cơng nghiệp Có thể lựa chọn Robot dựa theo thông số kỹ thuật tải trọng phạm vi tiếp cận yêu cầu công việc Mỗi mơ hình tương thích với nhiều mơ hình điều khiển rơ bốt, cho phép người lập trình điều khiển tác vụ Robot phối hợp nhiều Robot 1.2 Giới thiệu Robot EPX2050 Đây dòng Robot dùng phổ biến cơng nghiệp sơn, ứng dụng vào nhiều cơng đoạn khác sơn lót, sơn lớp sở, sơn phủ lớp cuối với khả sử dụng nhiều loại sơn khác sơn bột, sơn nước, Robot linh hoạt với hỗ trợ trục, kèm theo chế độ kiểm soát độ dày lớp sơn, khả làm việc liên tục ổn định giúp chất lượng, công suất sơn dây chuyền tăng đáng kể Hình 1.2: Robot EPX2050 1.3 Kết cấu khí Hình 1.3: Bản vẽ khí kiểu Lemma wrist Hình 1.4: Bản vẽ khí kiểu Hollow slim arm Robot sơn EPX2050 có trục tốc độ cao, linh hoạt lý tưởng cho ứng dụng sơn phủ oto nhiều ứng dụng khác công nghiệp Thiết kế cổ tay lõm lý tưởng cho việc sơn phần có đường viền bề mặt bên trong/bên ngoài; phù hợp để lắp đặt thiết bị phun sơn Đường kính ống bên 50mm tránh can thiệp ống phận/thiết bị, đảm bảo thời gian chu kỳ tối ưu Robot tiếp cận/truy cập Trọng tải 10 kg với kiểu Lemma wrist, 15 kg với kiểu Hollow slim arm Robot có thiết kế nhỏ gọn, linh hoạt chứng nhận dùng mơi trường nguy hiểm Robot có điều khiển nâng cao NX100-FM: • • Bao gồm phần mềm ứng dụng cụ thể cho ứng dụng sơn Phối hợp hoạt động Robot thiết bị sơn, kể súng phun • • Hỗ trợ hướng dẫn kiểm soát súng khởi động / dừng phun điều kiện sơn Tất thơng số vị trí vẽ nộp lưu • Hỗ trợ mạng chuẩn (như DeviceNet, ControlNet, Profibus-DP InterbusS), cho phép kết nối với điều khiển thiết bị sơn điều khiển dây chuyền sản xuất 1.4 Thông số kĩ thuật Hình 1.5: Thơng số kĩ thuật Robot EPX2050 Hình 1.6: Thơng số điều khiển NX100-FM 0, 1] VP2_T = [ cos(B)*cos(R), -sin(R), -sin(B)*cos(R), [ cos(B)*sin(R), d5*sin(R)] cos(R), -sin(B)*sin(R), -d5*cos(R)] [ sin(B), 0, cos(B), d4] [ 0, 0, 0, 1] 4.2.3 Code Matlab tính góc: Sau nhập thơng số L1, L2, L3, d4, d5, d5 góc S, L, U, R, B, T ta kiểm chứng lại sau: %Tinh S S_1 = atan2(px - ax*d6, ay*d6-py)+atan2(sqrt((py-ay*d6)^2+(px - ax*d6)^2-d4^2), d4) S_2 = atan2(px ax*d6, ay*d6-py)+atan2(-sqrt((pyay*d6)^2+(px - ax*d6)^2-d4^2), d4) if(S>=-pi/4)&&(S=0)&&(B=-pi/4)&&(D=0)&&(R