ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN BÀI TẬP MÔN HỌC PHẦN KỸ THUẬT ROBOT NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ GVHD PGS TS LÊ TIẾN DŨNG SVTH NGUYỄN QUANG REN MSSV 105190259 LỚP SH 19T.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN BÀI TẬP MÔN HỌC PHẦN: KỸ THUẬT ROBOT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN QUANG REN MSSV: 105190259 LỚP SH: 19TDHCLC2 NHÓM : 19NH33 Đà Nẵng, tháng 5/2022 GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT MỤC LỤC PHẦN I TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC: 1.1 Thực yêu cầu đề bài: 1.2 Viết phương trình phân tích giải tốn động học ngược: 1.3 Thay số cụ thể để kiểm tra lại toán động học thuận động học ngược: PHẦN II MÔ PHỎNG: 11 2.1 Các bước thực hiện: 11 2.2 Kiểm nghiệm: 17 2.3 Kết mô phỏng: 19 2.4 Nhận xét: 22 SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Tay máy robot bậc tự Hình Xác định đánh số (link) khớp (joint) Hình Gắn trục zi dọc theo trục khớp thứ i Hình Kẻ đường vng góc chung trục tọa độ zi zi + .4 Hình Gắn trục xi dọc theo đường vng góc chung hai trục Hình Trục tọa độ yi xác định theo quy tắc bàn tay phải Hình Gắn hệ tọa độ {0} trùng với hệ tọa độ {1} biến khớp Hình Gắn chi tiết trục tọa độ Hình Sơ đồ tổng quát mô 11 Hình 2 Gọi cài đặt khối tọa độ gốc 11 Hình Cài đặt gia tốc trọng trường 11 Hình Gọi khối tạo hình gắn trục đất cho Base 12 Hình Gọi khối trục xoay (Joint 1) để liên kết Link Link 12 Hình Gọi khối tạo hình gắn trục cho link 12 Hình Gọi khối trục tịnh tiến Joint để liên kết Link Link 13 Hình Gọi khối tạo hình gắn trục cho Link .13 Hình Gọi khối trục xoay Joint để liên kết Link Link 13 Hình 10 Gọi khối tạo hình gắn trục cho Link .14 Hình 11 Gọi khối tạo hình gắn trục cho End effector .14 Hình 12 Lấy số liệu hiển thị 14 Hình 13 Thư viện Simulink ta vào mục User – Defined Function 15 Hình 14 Chương trình động học thuận 15 Hình 15 Chương trình động học ngược 16 Hình 16 Phương trình chuyển động đường tròn 16 Hình 17 Phương trình chuyển động đường thẳng 16 Hình 18 Liên kết khối với .16 Hình 19 Tọa độ X, Y, Z phần khí 17 Hình 20 Tọa độ X, Y, Z phần động học thuận 17 Hình 21 Giá trị Theta d2 phần khí .18 Hình 22 Giá trị Theta d2 phần động học ngược 18 Hình 23 Mơ hình 3D phần khí 19 Hình 24 Đồ thị XZ setpoint 19 Hình 25 Đồ thị XZ khí .20 Hình 26 Đồ thị XZ khối động học thuận .20 Hình 27 Đồ thị XZ setpoint 21 Hình 28 Đồ thị XZ khí .21 Hình 29 Đồ thị XZ khối động học thuận .22 SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT BÀI TẬP SỐ Cho tay máy robot bậc tự Hình 1.1: Hình 1 Tay máy robot bậc tự PHẦN I TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC: 1.1 Thực yêu cầu đề bài: ➢ Gắn hệ tọa độ lên khâu tay máy robot lập bảng tham số Denavit – Hartenberg (DH) theo phương pháp Denavit – Hartenberg sửa đổi: - Bước 0: Xác định đánh số (link) khớp (joint) Link Joint Link Link Link (base ) Hình Xác định đánh số (link) khớp (joint) - Bước 1: Gắn trục 𝑧̂𝑖 dọc theo trục khớp thứ i 𝑧̂1 𝑂1 𝑂2 𝑧̂2 𝑂3 𝑧̂3 𝑧̂0 𝑂0 Hình Gắn trục 𝑧̂𝑖 dọc theo trục khớp thứ i SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT - Bước 2: Kẻ đường vng góc chung trục tọa độ 𝑧̂𝑖 𝑧̂𝑖+1 Gốc Oi hệ tọa độ {i} đặt điểm giao đường vng góc chung với trục tọa độ 𝑧̂𝑖 𝑧̂1 𝑂1 𝑂2 𝑧̂3 𝑧̂2 𝑂3 𝑧̂0 𝐿1 𝐿2 𝑂0 Hình Kẻ đường vng góc chung trục tọa độ 𝑧̂𝑖 𝑧̂𝑖+1 - Bước 3: Gắn trục 𝑥̂𝑖 dọc theo đường vuông góc chung hai trục, hướng từ trục khớp i đến i + Nếu trường hợp khớp i i +1 cắt trục 𝑥̂𝑖 vng góc với mặt phẳng chứa hai trục khớp i i +1 𝑧̂1 𝑥̂1 𝑥̂3 𝑥̂2 𝑂3 𝑂1 𝑂2 𝑧̂0 𝑧̂3 𝑧̂2 𝐿2 𝐿1 𝑥̂0 𝑂0 Hình Gắn trục 𝑥̂𝑖 dọc theo đường vng góc chung hai trục - Bước 4: Trục tọa độ 𝑦̂𝑖 xác định theo quy tắc bàn tay phải 𝑦̂2 𝑧̂1 𝑦̂1 𝑥̂1 𝑦̂3 𝑥̂2 𝑥̂3 𝑂3 𝑂1 𝑧̂ 𝑧̂2 𝑂2 𝑧̂3 𝐿2 𝐿1 𝑦̂0 𝑥̂0 𝑂0 Hình Trục tọa độ 𝑦̂𝑖 xác định theo quy tắc bàn tay phải SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT - Bước 5: Gắn hệ tọa độ {0} trùng với hệ tọa độ {1} biến khớp 𝑑2 𝑧̂1 𝑦̂2 𝑥̂1 𝑦̂1 𝑂1 ≡ 𝑂0 𝑦̂3 𝑥̂2 𝑥̂3 𝑂2 𝑧̂2 𝑂3 𝐿2 𝜃3 𝑧̂3 𝜃1 Hình Gắn hệ tọa độ {0} trùng với hệ tọa độ {1} biến khớp ➢ Sau gắn hệ trục tọa độ lên khâu tay máy ta thành lập bảng tham số Denavit – Hartenberg (DH): Bảng 1 Tham số Denavit – Hartenberg (DH) i 𝛼𝑖−1 𝑎𝑖−1 𝑑𝑖 𝜃𝑖 0 𝜃1 90 𝑑2 0 𝐿2 𝜃3 ➢ Từ kết bảng tham số DH, xác định ma trận biến đổi 1𝑇, 2𝑇, 3𝑇, 3𝑇: - Ta có cơng thức tổng qt sau: 𝑐𝜃𝑖 −𝑠𝜃𝑖 𝑠𝜃𝑖 𝑐𝛼𝑖−1 𝑐𝜃𝑖 𝑐𝛼𝑖−1 𝑖−1 𝑖𝑇 = [ 𝑠𝜃𝑖 𝑠𝛼𝑖−1 𝑐𝜃𝑖 𝑠𝛼𝑖−1 0 - Từ công thức tổng quát ta tính: 𝑐𝜃1 −𝑠𝜃1 0 𝑠𝜃 𝑐𝜃1 0 ] + 01𝑇 = [ 0 0 0 1 0 0 −1 −𝑑2 ] + 12𝑇 = [ 0 0 𝑐𝜃3 −𝑠𝜃3 0 𝑠𝜃 𝑐𝜃3 0 ] + 23𝑇 = [ 0 𝐿2 0 SVTH: NGUYỄN QUANG REN −𝑠𝛼𝑖−1 𝑐𝛼𝑖−1 𝛼𝑖−1 −𝑠𝛼𝑖−1 − 𝑑𝑖 ] 𝑐𝛼𝑖−1 − 𝑑𝑖 TRANG GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT Từ kết ta tính được: 𝑐𝜃1 𝑐𝜃3 −𝑐𝜃1 𝑠𝜃3 𝑠𝜃1 (𝐿2 + 𝑑2 )𝑠𝜃1 𝑠𝜃1 𝑐𝜃3 −𝑠𝜃1 𝑠𝜃3 −𝑐𝜃1 −(𝐿2 + 𝑑2 )𝑐𝜃1 0 ] 3𝑇 = 1𝑇 2𝑇 3𝑇 = [ 𝑠𝜃3 𝑐𝜃3 0 0 𝑤 ➢ Xác định ma trận biến đổi: Ma trận 0𝑇 biến đổi hệ tọa độ {0} hệ tọa - độ {W}; ma trận 3𝑒𝑇 biến đổi hệ tọa độ {3} hệ tọa độ {e}: 𝑑2 𝑦̂2 𝑧̂1 𝑥̂1 𝑥̂2 𝑂1 ≡ 𝑂0 𝑥̂3 𝑧̂2 𝑂3 𝑧̂3 𝑂2 𝑦̂1 𝐿1 𝐿2 𝑦̂𝑤 𝑂𝑒 𝑥̂𝑒 𝜃3 𝑧̂𝑒 𝜃1 𝑂𝑤 𝑦̂𝑒 𝑦̂3 𝐿3 𝑥̂𝑤 𝑧̂𝑤 Hình Gắn chi tiết trục tọa độ - Ta có cộng thức tổng quát sau: 𝐴 𝐵𝑇 + 𝑊 0𝑇 =[ 𝑊 0𝑅 0 Tính 𝑊0𝑅? o 𝑊0𝑅 o o 𝑊 =[ 𝐴 𝐵𝑅 𝐴 0 𝑃𝐵𝑂𝑅𝐺 ] 𝑃0_𝑂𝑅𝐺 ] = [ 𝑊𝑋̂0 𝑊𝑌̂0 𝑊𝑍̂0 ] 𝑋̂0 𝑋̂𝑊 𝑌̂0 𝑋̂𝑊 𝑍̂0 𝑋̂𝑊 = [ 𝑋̂0 𝑌̂𝑊 𝑌̂0 𝑌̂𝑊 𝑍̂0 𝑌̂𝑊 ] 𝑋̂0 𝑍̂𝑊 𝑌̂0 𝑍̂𝑊 𝑍̂0 𝑍̂𝑊 cos(𝑋̂0 , 𝑋̂𝑊 ) = [ cos(𝑋̂0 , 𝑌̂𝑊 ) cos(𝑋̂0 , 𝑍̂𝑊 ) o cos(90) = [ cos(90) cos(180) o = [0 −1 −1 0 SVTH: NGUYỄN QUANG REN cos(𝑌̂0 , 𝑋̂𝑊 ) cos(𝑌̂0 , 𝑌̂𝑊 ) cos(𝑍̂0 , 𝑋̂𝑊 ) cos(𝑍̂0 , 𝑌̂𝑊 ) ] cos(𝑌̂0 , 𝑍̂𝑊 ) cos(𝑍̂0 , 𝑍̂𝑊 ) cos(180) cos(90) cos(90) cos(90) cos(0) ] cos(90) 1] TRANG GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT Tính 𝑊𝑃0_𝑂𝑅𝐺 ? o 𝑃0_𝑂𝑅𝐺 = [𝐿1 ] 𝑊 Vậy ta tính 0𝑇: −1 0 0 𝐿1 ] o 𝑊0𝑇 = [ −1 0 0 0 3 𝑅 𝑃𝑒_𝑂𝑅𝐺 ] + 3𝑒𝑇 = [ 𝑒 0 Tính 3𝑒𝑅? o 𝑊0𝑅 = [ 3𝑋̂𝑒 3𝑌̂𝑒 3𝑍̂𝑒 ] 𝑋̂𝑒 𝑋̂3 𝑌̂𝑒 𝑋̂3 𝑍̂𝑒 𝑋̂3 o = [ 𝑋̂𝑒 𝑌̂3 𝑌̂𝑒 𝑌̂3 𝑍̂𝑒 𝑌̂3 ] 𝑋̂𝑒 𝑍̂3 𝑌̂𝑒 𝑍̂3 𝑍̂𝑒 𝑍̂3 𝑊 cos(𝑋̂𝑒 , 𝑋̂3 ) = [ cos(𝑋̂𝑒 , 𝑌̂3 ) cos(𝑋̂𝑒 , 𝑍̂3 ) o cos(90) = [cos(90) cos(0) o = [0 Tính 𝑃𝑒_𝑂𝑅𝐺 ? o o 𝑃𝑒_𝑂𝑅𝐺 cos(𝑌̂𝑒 , 𝑋̂3 ) cos(𝑌̂𝑒 , 𝑌̂3 ) cos(𝑍̂𝑒 , 𝑋̂3 ) cos(𝑍̂𝑒 , 𝑌̂3 ) ] cos(𝑌̂𝑒 , 𝑍̂3 ) cos(𝑍̂𝑒 , 𝑍̂3 ) cos(90) cos(0) cos(90) cos(180) cos(90) ] cos(90) −1 0] 0 = [0] 𝐿3 Vậy ta tính 0 o 3𝑒𝑇 = [ 𝑒𝑇: 0 SVTH: NGUYỄN QUANG REN −1 0 0 ] 𝐿3 TRANG GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT ➢ Từ kết trên, xác định ma trận 𝑤𝑒𝑇 viết phương trình động học thuận tính tốn tọa độ 𝑋𝑒 , 𝑌𝑒 , 𝑍𝑒 khâu chấp hành cuối mô tả hệ tọa độ {W} theo biến khớp 𝑞1 , 𝑞2 , 𝑞3 : - Ta có: = 𝑤0𝑇 03𝑇 3𝑒𝑇 (𝐿2 + 𝑑2 )𝑠𝜃1 𝑐𝜃1 𝑐𝜃3 −𝑐𝜃1 𝑠𝜃3 𝑠𝜃1 −1 0 0 𝐿1 ( ) ] × [𝑠𝜃1 𝑐𝜃3 −𝑠𝜃1 𝑠𝜃3 −𝑐𝜃1 − 𝐿2 + 𝑑2 𝑐𝜃1 ] × 3𝑒𝑇 =[ −1 0 𝑠𝜃3 𝑐𝜃3 0 0 0 (𝐿2 + 𝑑2 )𝑐𝜃1 −𝑠𝜃1 𝑐𝜃3 𝑠𝜃1 𝑠𝜃3 𝑐𝜃1 0 −1 0 0 𝑠𝜃3 𝑐𝜃3 𝐿1 ]×[ ] =[ 0 𝐿3 −𝑐𝜃1 𝑐𝜃3 𝑐𝜃1 𝑠𝜃3 −𝑠𝜃1 −(𝐿2 + 𝑑2 )𝑠𝜃1 0 0 𝑐𝜃1 𝑠𝜃1 𝑠𝜃3 𝑠𝜃1 𝑐𝜃3 (𝐿2 + 𝐿3 + 𝑑2 )𝑐𝜃1 𝑐𝜃3 −𝑠𝜃3 𝐿1 ] =[ −𝑠𝜃1 𝑐𝜃1 𝑠𝜃3 𝑐𝜃1 𝑐𝜃3 −(𝐿2 + 𝐿3 + 𝑑2 )𝑠𝜃1 0 - phương trình động học thuận tính tốn tọa độ 𝑋𝑒 , 𝑌𝑒 , 𝑍𝑒 khâu chấp hành o 𝑤 𝑒𝑇 cuối mô tả hệ tọa độ {W} theo biến khớp 𝑞1 , 𝑞2 , 𝑞3 : 𝑋𝑒 = (𝐿2 + 𝐿3 + 𝑑2 )𝑐𝜃1 { 𝑌𝑒 = 𝐿1 𝑍𝑒 = −(𝐿2 + 𝐿3 + 𝑑2 )𝑠𝜃1 1.2 Viết phương trình phân tích giải tốn động học ngược: - - Chúng ta có phương trình để giải tìm 𝜃1 𝑑2 : 𝑋 = (𝐿2 + 𝐿3 + 𝑑2 )𝑐𝜃1 (1) { 𝑒 𝑍𝑒 = −(𝐿2 + 𝐿3 + 𝑑2 )𝑠𝜃1 (2) 𝑋𝑒 = (𝐿2 + 𝐿3 + 𝑑2 )2 𝑐𝜃1 (3) ⟺{ 𝑍𝑒 = (𝐿2 + 𝐿3 + 𝑑2 )2 𝑠𝜃1 (4) Cộng (3) (4) ta được: 𝑋𝑒 + 𝑍𝑒 = (𝐿2 + 𝐿3 + 𝑑2 )2 𝑐𝜃1 + (𝐿2 + 𝐿3 + 𝑑2 )2 𝑠𝜃1 ⟺ 𝑋𝑒 + 𝑍𝑒 = (𝐿2 + 𝐿3 + 𝑑2 )2 ⟺ ±√𝑋𝑒 + 𝑍𝑒 = 𝐿2 + 𝐿3 + 𝑑2 Mà 𝐿2 + 𝐿3 + 𝑑2 > nên t lấy giá trị dương ±√𝑋𝑒 + 𝑍𝑒 ⟺ 𝑑2 = √𝑋𝑒 + 𝑍𝑒 −𝐿2 − 𝐿3 SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT - Chia (2) cho (1) ta được: 𝑍𝑒 = −tan 𝜃1 𝑋𝑒 ⟺ 𝜃1 = tan−1 (− - 𝑍𝑒 ) 𝑋𝑒 Vậy từ tọa độ khâu chấp hành cuối ta xác định phương trình biến khớp 𝑑2 = √𝑋𝑒 + 𝑍𝑒 −𝐿2 − 𝐿3 { 𝜃1 = tan−1 (− 𝑍𝑒 ) 𝑋𝑒 1.3 Thay số cụ thể để kiểm tra lại toán động học thuận động học ngược: a) Trường hợp tham số robot biến khớp có giá trị cụ thể: L1 = 0.7m, L2 = 0.5m, L3 = 0.6m: 𝑋𝑒 = (𝐿2 + 𝐿3 + 𝑑2 )𝑐𝜃1 { 𝑌𝑒 = 𝐿1 𝑍𝑒 = −(𝐿2 + 𝐿3 + 𝑑2 )𝑠𝜃1 𝑋𝑒 = (0.5 + 0.6 + 𝑑2 )𝑐𝜃1 ⟺ { 𝑌𝑒 = 0.7 𝑍𝑒 = −(0.5 + 0.6 + 𝑑2 )𝑠𝜃1 𝑋𝑒 = (1.1 + 𝑑2 )𝑐𝜃1 ⟺ {𝑌𝑒 = 0.7 𝑍𝑒 = −(1.1 + 𝑑2 )𝑠𝜃1 b) Lấy giá trị số cụ thể 𝑋𝑒 , 𝑌𝑒 , 𝑍𝑒 khâu chấp hành cuối kết câu 3a) thay - vào phương trình tính tốn động học ngược câu 2) để có kết giá trị số cụ thể q1, q2 q3 Ta có phương trình động học ngược: 𝑑2 = √𝑋𝑒 + 𝑍𝑒 −𝐿2 − 𝐿3 { - 𝜃1 = tan−1 (− 𝑍𝑒 ) 𝑋𝑒 Chọn giá trị cụ thể 𝑋𝑒 , 𝑌𝑒 , 𝑍𝑒 1, 0.7, −11 + 10√2 { 𝑑2 = 10 𝜃1 = −450 SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT - Để kiểm nghiệm ta thay giá trị biến khớp vừa tính vào phương trình động học thuận 𝑋𝑒 = (1.1 + 𝑑2 )𝑐𝜃1 {𝑌𝑒 = 0.7 𝑍𝑒 = −(1.1 + 𝑑2 )𝑠𝜃1 −11 + 10√2 ) cos(−45) 10 𝑌𝑒 = 0.7 ⟺ −11 + 10√2 𝑍𝑒 = − (1.1 + ) cos(−45) 10 { 𝑋𝑒 = (1.1 + 𝑋𝑒 = ⟺ { 𝑌𝑒 = 0.7 𝑍𝑒 = c) Nhận xét: - Ta thấy kết biến khớp thay số cụ thể tọa độ điểm cuối 𝑋𝑒 , 𝑌𝑒 , 𝑍𝑒 vào phương trình động học ngược kết tọa độ 𝑋𝑒 , 𝑌𝑒 , 𝑍𝑒 thay giá trị biến khớp tính vào phương trình động học thuận hồn tồn giống - Vậy ta kết luận phương trình động học nghịch thành lập từ phương trình động học thuận SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG 10 BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG PHẦN II MÔ PHỎNG: 2.1 Các bước thực hiện: - Sơ đồ tổng qt mơ phỏng: Hình Sơ đồ tổng quát mô a) Xây dựng khối khí: ➢ Bước 1: Gọi cài đặt khối tọa độ gốc Hình 2 Gọi cài đặt khối tọa độ gốc - Vì hệ tọa độ w e cánh tay có trục Y hướng lên nên ta cần đặt lại gia tốc trọng trường trục Y có chiều ngược chiều dương Hình Cài đặt gia tốc trọng trường SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG 11 BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG ➢ Bước 2: Gọi khối tạo hình gắn trục đất cho Base (Link 0) Hình Gọi khối tạo hình gắn trục đất cho Base - Tại Base ta gắn hệ tọa độ {w} {𝑜0 } - Tiếp theo ta gắn hệ tọa độ {w} vào trục đất - Còn lại hệ tọa độ {𝑜0 } ta gắn vào khớp quay bước ➢ Bước 3: Gọi khối trục xoay (Joint 1) để liên kết Link Link Hình Gọi khối trục xoay (Joint 1) để liên kết Link Link - Ở bước ta thực liên kết link bước link bước - Ta gắn hệ tọa độ {𝑜0 } link vào cổng B khối trục xoay ➢ Bước 3: Gọi khối tạo hình gắn trục cho link 1: Hình Gọi khối tạo hình gắn trục cho link - Ở ta thấy có hai khối tạo hình liên kết tạo thành Link SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG 12 BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG - Ta gắn hệ tọa độ {𝑜0 } link vào cổng F khối trục xoay Joint - Ta gắn hệ tọa độ {𝑜1 ’} link vào trục quay Joint bước ➢ Bước 4: Gọi khối trục tịnh tiến Joint để liên kết Link Link Hình Gọi khối trục tịnh tiến Joint để liên kết Link Link - Ta gắn hệ tọa độ {𝑜1 ’} link 1’ vào cổng B khối trục tịnh tiến Joint ➢ Bước 5: Gọi khối tạo hình gắn trục cho Link Hình Gọi khối tạo hình gắn trục cho Link - Ở ta thấy có hai khối tạo hình liên kết tạo thành Link - Ta gắn hệ tọa độ {𝑜1 ’} link vào cổng F khối trục xoay Joint - Ta gắn hệ tọa độ {𝑜3 ’} link vào trục quay Joint bước ➢ Bước 6: Gọi khối trục xoay Joint để liên kết Link Link Hình Gọi khối trục xoay Joint để liên kết Link Link - Ta gắn hệ tọa độ {𝑜3 ’} link vào cổng B khối trục xoay Joint SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG 13 BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG ➢ Bước 7: Gọi khối tạo hình gắn trục cho Link Hình 10 Gọi khối tạo hình gắn trục cho Link - Ta gắn hệ tọa độ {𝑜3 } link vào cổng F khối trục xoay Joint - Ta gắn hệ tọa độ {e} link vào khối tạo hình end effector bước ➢ Bước 8: Gọi khối tạo hình gắn trục cho End effector Hình 11 Gọi khối tạo hình gắn trục cho End effector - Ta gắn hệ tọa độ {e} link vào {e} khối tạo hình End effector ➢ Bước 9: Lấy số liệu hiển thị - Thêm khối thị Thêm khối lấy giá trị khớp quay tọa độ điểm cuối tay gắp Xuất đồ thị X Z để phục vụ kiểm nghiệm Hình 12 Lấy số liệu hiển thị SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG 14 BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG b) Xây dựng khối động học thuận Forwarknematics: - Từ thư viện Simulink ta vào mục User – Defined Function lấy khối MATLAB Function Hình 13 Thư viện Simulink ta vào mục User – Defined Function - Sau ta viết chương trình động học thuận khối Hình 14 Chương trình động học thuận Trong đó, biến đầu vào Theta 1, d2, Theta đầu giá trị X, Y, Z kết tọa độ điểm cuối cách tay robot c) Xây dựng khối động học ngược Inverseknematics: - Cũng khối Forwarknematics, ta vào thư viện lấy khối MATLAB Function - SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG 15 BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT - GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG Sau ta viết chương trình động học ngược khối Hình 15 Chương trình động học ngược - Trong đó, biến đầu vào tọa độ X, Y biến đầu Theta1 d2 d) Xây dựnh khối truyền động đầu vào: - Chuyển động theo đường trịn: Hình 16 Phương trình chuyển động đường trịn - Chuyển động theo đường thẳng: Hình 17 Phương trình chuyển động đường thẳng Ta thêm khối Graph để xuất đồ thị mong muốn X, Z phục vụ kiểm nghiệm e) Liên kết khối với nhau: - Hình 18 Liên kết khối với SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG 16 BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT - GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG Tại khối khí ta chọn Theta số có giá trị không phụ thuộc vào setpoint Xuất đồ thị theo X Z để kiểm nghiệm so với đồ thị X, Z khí setpoint 2.2 Kiểm nghiệm: ➢ Kiểm nghiệm phần động học thuận: - Để kiểm nghiệm động học thuận ta so sánh giá trị X, Y, Z tọa độ điểm cuối chu trình chuyển động tay Robot phần khí phần động học thuận o Tọa độ X, Y, Z phần khí: Hình 19 Tọa độ X, Y, Z phần khí o Tọa độ X, Y, Z phần động học thuận: Hình 20 Tọa độ X, Y, Z phần động học thuận - Nhận xét: o Ta thấy giá trị tọa độ điểm cuối cách tay Robot phần khí phần tính tốn động học thuận hồn tồn o Vậy ta kết luận phần động học thuận xác so với khí SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG 17 BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG ➢ Kiểm nghiệm phần động học ngược: - Để kiểm nghiệm phần động học ngược ta so sánh giá trị hai biến khớp Theta d2 hai phần khí động học ngược o Giá trị Theta d2 phần khí: Hình 21 Giá trị Theta d2 phần khí o Giá trị Theta d2 phần động học ngược: Hình 22 Giá trị Theta d2 phần động học ngược - Nhận xét: o Ta thấy giá trị Theta d2 phần khí phần tính tốn động học ngược hồn tồn o Vậy ta kết luận phần động học ngược xác so với khí SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG 18 GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT 2.3 Kết mơ phỏng: ➢ Mơ hình 3D phần khí: Hình 23 Mơ hình 3D phần khí ➢ Mơ cho Robot chuyển động theo đường trịn: - Đồ thị XZ setpoint: Hình 24 Đồ thị XZ setpoint SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG 19 GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT - Đồ thị XZ khí: Hình 25 Đồ thị XZ khí - Đồ thị XZ khối động học thuận: Hình 26 Đồ thị XZ khối động học thuận SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG 20 GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT ➢ Mô cho Robot chuyển động theo đường thẳng: - Đồ thị XZ setpoint: \ Hình 27 Đồ thị XZ setpoint - Đồ thị XZ khí: Hình 28 Đồ thị XZ khí SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG 21 BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT - GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG Đồ thị XZ khối động học thuận: Hình 29 Đồ thị XZ khối động học thuận 2.4 Nhận xét: ➢ ➢ ➢ - Phần khí: Thiết kế xác giúp đơn giản hóa kiểm nghiệm Tổng thể trực quang, thể đầy đủ khớp nối, dẫn Kích thước khí phù hợp với mục tiêu đề Phần động học thuận: Tính tốn động học thuận xác so với khí Phần động học nghịch: Tính tốn động học ngược xác so với khí SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG 22 ... DŨNG BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT BÀI TẬP SỐ Cho tay máy robot bậc tự Hình 1.1: Hình 1 Tay máy robot bậc tự PHẦN I TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC: 1.1 Thực yêu cầu đề bài: ➢ Gắn hệ tọa độ lên khâu tay máy robot. .. BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT ➢ Mô cho Robot chuyển động theo đường thẳng: - Đồ thị XZ setpoint: Hình 27 Đồ thị XZ setpoint - Đồ thị XZ khí: Hình 28 Đồ thị XZ khí SVTH: NGUYỄN QUANG REN TRANG 21 BÀI...GVHD: PGS.TS LÊ TIẾN DŨNG BÀI TẬP KỸ THUẬT ROBOT MỤC LỤC PHẦN I TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC: 1.1 Thực yêu cầu đề bài: 1.2 Viết phương trình phân tích giải tốn