Thông tin tài liệu
lOMoARcPSD|9242611 Trường khí THIẾT KẾ ROBOT Đề tài: Đề xuất dự án thực tính tốn thiết kế mơ hình robot ứng dụng hàn hồ quang GVHD: PGS.TS Phan Bùi Khơi Nhóm 2: Phùng Hữu Hoành 20184463 Hứa Ký Ngân 20184563 Vũ Việt Hồng 20170759 lOMoARcPSD|9242611 LỜI NĨI ĐẦU Thiết kế robot – ME5610 học phần bắt buộc chương trình đào tạo kỹ sư Cơ điện tử trường Đại học Bách khoa Hà Nội Với môn học này, sinh viên hệ thống hóa lại kiến thức thân, bao gồm nhiều môn học: Robotics, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật, Lý thuyết điều khiển tự động,… Từ biết cách vận dụng kiến thức biết để thực đề tài thực tế, tính tốn thiết kế cấu hình robot đáp ứng yêu cầu cụ Thông qua việc học mơn học này, sinh viên cịn học sử dụng phần mềm thiết kế 3D, kiểm nghiệm sức bền, điều khiển như: SolidWorks, Matlab,… Ở tiểu luận này, với đề tài Đề xuất dự án thực tính tốn thiết kế mơ hình robot ứng dụng hàn hồ quang Robot hàn hồ quang ứng dụng điển hình robot cơng nghiệp, với mục đích nâng cao suất lao động, đồng thời robot làm việc mơi trường khó khăn-độc hại… Nhận thấy vai trị quan trọng robot hàn hồ quang, chúng em tiến hành tìm hiểu, phân tích lựa chọn kết cấu, từ tiến hành tính tốn, thiết kế 3D, xây dựng hệ thống điều khiển cho robot Tuy làm việc với suất cao, tiểu luận không tránh khỏi sai sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp, phê bình từ phía thầy bạn để chúng em sửa chữa, khắc phục tiểu luận hoàn thiện Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn bảo tận tình thầy cô Bộ môn Cơ học ứng dụng, đặc biệt hướng dẫn thầy Phan Bùi Khôi giúp chúng em nhiều việc thực đề tài lOMoARcPSD|9242611 NỘI DUNG THỰC HIỆN Đề xuất dự án thực tính tốn thiết kế mơ hình robot ứng dụng hàn hồ quang Phân tích lựa chọn cấu trúc 1.1 Phân tích mục đích ứng dụng robot 1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật thao tác a Đối tượng thao tác, dạng thao tác b Phân tích yêu cầu vị trí c Yêu cầu hướng khâu thao tác d Yêu cầu vận tốc, gia tốc thao tác e Yêu cầu không gian thao tác 1.3 Xác định đặc trưng kỹ thuật a Số bậc tự cần thiết b Vùng làm việc với tới robot c Yêu cầu tải trọng 1.4 Các phương án thiết kế cấu trúc robot, cấu trúc khâu khớp, phân tích lựa chọn phương án thực 1.5 Thông số kỹ thuật: robot thiết kế, đối tượng hệ thống thao tác Thiết kế 3D mơ hình robot 2.1 Thiết kế 3D 2.2 Lập vẽ 2D 2.3 Lập hồ sơ kỹ thuật 2.4 Xác định thông số đặc trưng hình học-khối lượng Thiết kế quỹ đạo chuyển động 3.1 Khảo sát động học thuận, khảo sát động học ngược 3.2 Thiết kế quỹ đạo chuyển động robot theo mục đích ứng dụng Phân tích trạng thái (tĩnh) yêu cầu lực/momen động lớn Tính toán động lực học lOMoARcPSD|9242611 5.1 Thiết lập phương trình vi phân chuyển động robot phương pháp học 5.2 Tính động lực học ngược theo quy luật chuyển động khảo sát câu 3.c Thiết kế hệ dẫn động robot 6.1 Thiết kế hệ dẫn động (cho khớp) 6.2 Chọn động phù hợp 6.3 Tính chọn hộp giảm tốc 6.4 Thiết kế 3D kiểm nghiệm bền khâu robot Thiết kế hệ thống điều khiển 7.1 Chọn luật điều khiển phù hợp, thiết kế mơ hình điều khiển 7.2 Mô Matlab Hiệu chỉnh thiết kế lOMoARcPSD|9242611 PHÂN CHIA CÔNG VIỆC STT Phùng Hữu Hoành Hứa Kỳ Ngân Vũ Việt Hoàng 2018456 20170759 2018446 Nhiệm vụ Thiết kế mơ hình 3D Thiết kế hệ dẫn động Thiết kế hệ thống điều khiển Phân tích lựa chọn kết cấu Thiết kế quỹ đạo chuyển động Tính tốn động lực học Thiết kế mơ hình 3D Phân tích trạng thái tĩnh Kiểm nhiệm bền Đánh giá 100% 100% 100% lOMoARcPSD|9242611 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU NỘI DUNG THỰC HIỆN .2 PHÂN CHIA CÔNG VIỆC Chương 1: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN KẾT CẤU 1.1 Phân tích mục đích ứng dụng robot .7 1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật thao tác .8 1.3 Xác định đặc trưng kỹ thuật 16 1.4 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế .17 1.5 Thông số kỹ thuật 18 Chương 2: THIẾT KẾ MƠ HÌNH 3D 20 2.1 Mơ hình 3D robot .20 2.2 Không gian làm việc robot 21 2.3 Bản vẽ 2D robot 22 Chương 3: THIẾT KẾ QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG 24 2.1 Khảo sát động học thuận 24 2.2 Khảo sát động học ngược 26 2.3 Thiết kế quỹ đạo chuyển động 28 Chương 4: PHÂN TÍCH TRẠNG THÁI TĨNH 32 Chương 5: TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC .37 Chương 6: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG .41 6.1 Thiết kế hệ dẫn động 41 6.2 Chọn động phù hợp 47 6.3 Tính chọn hộp giảm tốc .48 6.4 Thiết kế 3D kiểm nghiệm bền .50 Chương 7: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .60 7.1 Chọn luật điều khiển 60 7.2 Thiết kế mơ hình điều khiển 63 7.3 Mô chuyển động hàn Robot .67 lOMoARcPSD|9242611 PHỤ LỤC 68 KẾT LUẬN 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 lOMoARcPSD|9242611 Chương 1: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CẤU TRÚC 1.1 Phân tích mục đích ứng dụng robot Robot hàn hồ quang có nhiều ứng dụng lĩnh vực đời sống, ngành cơng nghiệp Việc hàn robot đạt độ xác suất cao Khi lập trình hợp lý, robot hàn tạo mối hàn giống vật hàn kích thước quy cách Hơn nữa, chuyển động mỏ hàn tự động hóa giảm nguy mắc lỗi thao tác, giảm phế phẩm khối lượng cơng việc phải làm lại Q trình hàn tự động hóa cịn giúp người tránh khỏi tác hại hàn tiếp xúc với xạ hồ quang, vẩy hàn nóng chảy khí độc Ống chi tiết thông dụng công nghiệp, mối ghép ống chủ yếu dùng phương pháp hàn Ở tiểu luận này, nhóm tiến hành tính toán thiết kế robot với nhiệm vụ hàn hai ống thẳng kích thước với Có thể kể đến vài ứng dụng robot hàn ống hàn ống dẫn nước, ống dẫn khí, ống dẫn dầu; hàn hệ thống khung đỡ, lan can… Dưới hình ảnh minh họa kết làm việc robot: Hình 1.1 Minh họa kết làm việc robot lOMoARcPSD|9242611 1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật thao tác Với kỹ thuật hàn hồ quang tay: a, Kỹ thuật hàn ống Hàn ống kỹ thuật hàn khó, yêu cầu chất lượng mối hàn khắt khe so với kỹ thuật hàn khác Mối hàn phải đạt độ ngấu cao, khơng có khuyết tật hồ quang không chảy rỉ vào bên ống Thường sử dụng loại que hàn có lớp thuốc bọc kiểu cellulose, đường kính nhỏ 4mm Đường hàn đáy nên hàn theo hướng từ xuống Đường hàn lót cần sử dụng dịng điện lớn để nung chảy khuyết tật đường hàn đáy Dao động ngang nên dùng kiểu đường thẳng, cưa, bán nguyệt Hình 1.2 Góc độ que hàn đáy có lớp lót Hàn ống có yêu cầu hướng thao tác, mỏ hàn phải tạo với đường cong góc o xác định, khoảng 60 lOMoARcPSD|9242611 Trong trình hàn, đầu mỏ hàn thực chuyển động đồng thời, theo dạng đây: Hình 1.3 Chuyển động đầu mỏ hàn Như vậy, hàn ống đẩu mỏ hàn vừa thực chuyển động theo biên dạng đường hàn, vừa thực chuyển động lắc lư (kiểu chữ C Hình 1.4) để mối hàn chắn Hình 1.4 Mơ tả dao động ngang đầu mỏ hàn b, Vật liệu thiết bị Chuẩn bị mẫu ống để hàn, cắt tạo hình theo kích thước cho trước lOMoARcPSD|9242611 Trong α, β hàm chọn lựa cho τ với tư cách đầu vào hệ, hệ trở thành hệ khối lượng đơn vị Với cấu trúc luật điều khiển, phương trình hệ trở thành: C (q, q )q G (q) M (q )q Với mục tiêu biến hệ thành hệ khối lượng đơn vị với τ thành phần đầu vào α, β chọn: M (q) C (q, q )q G (q ) Sau chọn α, β phương trình cịn lại là: q Chúng ta lại tham số cuối cần chọn để thu hệ khối lượng đơn vị qd Kv(q d q ) Kp(qd q) Trong giá trị đầu vào quy luật vị trí, quy luật vận tốc, quy luật gia tốc mong muốn tính tốn phần thiết kế quỹ đạo: qd (t ) q d (t ) q (t ) d Và hệ số Kv, Kp ma trận đường chéo vuông cấp n (n số tham số động học mơ hình robot), phần sau xem xét chi tiết việc chọn hệ số Kv, Kp theo điều kiện ràng buộc mục tiêu tốn Ta tìm biểu thức đặc trưng cho hệ điều khiển vòng kín robot: KvE KpE 0 E Với: E qd q E q d q E qd q Hệ phương trình bao gồm phương trình độc lập, ma trận K v, Kp ma trận đường chéo, phương trình viết riêng cho khớp: ei +k v ei k p ei 0 i i 61 Downloaded by tran quang (quangsuphamhoak35@gmail.com) lOMoARcPSD|9242611 Theo lí thuyết dao động kĩ thuật, nhìn vào phương trình ta nhận xét phương trình dao động tự có cản, ứng xử hệ thống phụ thuộc vào hệ số kvi kpi Trong mục tiêu đưa đáp ứng hệ sát với giá trị mong muốn tốt, khoảng thời gian đạt đáp ứng nhanh tốt Do đó, giá trị nghiệm hướng tới trường hợp nghiệm kép, giá trị thực, trường hợp gọi trường hợp tới hạn khi: kd 2 kP Từ nội dung ta xây dựng sơ đồ khối mơ hình hệ thống sau: Hình 7.1 Sơ đồ khối mơ hình hệ thống 62 Downloaded by tran quang (quangsuphamhoak35@gmail.com) lOMoARcPSD|9242611 7.2 Thiết kế mơ hình điều khiển 7.2.1 Sơ đồ hệ thống điều khiển Sơ đồ hệ thống điều khiển thiết kế phần mềm Matlab & Simulink sau: Hình 7.2 Mơ hình hệ thống điều khiển Trong gồm: A Hệ thống (System) a) Robot: Là hàm Matlab với code [Phụ lục 3] 63 Downloaded by tran quang (quangsuphamhoak35@gmail.com) lOMoARcPSD|9242611 b) Hai khối tích phân: B Khối điều khiển Controller: Là hàm Matlab với code [Phụ lục 4] C Khối quỹ đạo: a) Khối hàm Matlab quỹ đạo với code [Phụ Lục 5] b) Tách quỹ đao: 7.2.2 Kết mô phỏng: 64 Downloaded by tran quang (quangsuphamhoak35@gmail.com) lOMoARcPSD|9242611 a Đồ thị đặt đáp ứng q1 với hàm đặt bậc nhất: b Đồ thị đặt đáp ứng q2 với hàm đặt hàm bậc hai: c Đồ thị đặt đáp ứng q3 với hàm đặt hàm bậc ba: 65 Downloaded by tran quang (quangsuphamhoak35@gmail.com) lOMoARcPSD|9242611 66 Downloaded by tran quang (quangsuphamhoak35@gmail.com) lOMoARcPSD|9242611 7.3 Mô chuyển động hàn Robot 7.3.1 Lập trình giao diện: Gồm điều khiển tay - Lựa chọn quỹ đạo điều khiển tự động Nhóm sử dụng phương pháp thiết kế quỹ đạo tốn ngược để lập trình mơ chuyển động hàn cho Robot: Giao diện gồm nút vẽ đường thằng, tròn, parabol, nửa tròn, với code [Phụ Lục 8] 67 Downloaded by tran quang (quangsuphamhoak35@gmail.com) lOMoARcPSD|9242611 Kết mô phỏng: PHỤ LỤC [Phụ lục 1]: Code vẽ không gian làm việc m=pi/180; a1=650; a2=600; a3=150; dq1 = 10; dq2 = 10; dq3 =10; syms q1 q2 q3 for q1 = 0:5:120 for q2 = -135:dq2:135 for q3 = -135:dq3:135 x=a3*cos(m*(q1+q2+q3)) + a2*cos(m*(q1 + q2)) + a1*cos(m*q1); y=a3*sin(m*(q1+q2+q3)) + a2*sin(m*(q1 + q2)) + a1*sin(m*q1); plot(x,y,'bo'); hold on; end end end xlabel('X(mm)'); ylabel('Y(mm)'); title('Mien hoat dong robot không gian'); grid on; 68 Downloaded by tran quang (quangsuphamhoak35@gmail.com) lOMoARcPSD|9242611 [Phụ lục 2]: Code thiết kế quỹ đạo theo không gian biến khớp %q2 t = pi/4:0.001:5*pi/4; cq2 = ((0.80+0.20.*cos(t)-0.15.*cos(t-pi/18)).^2+(0.20.*sin(t) +0.15.*sin(t-pi/18)).^2-0.7825)/0.78; sq21 = sqrt(1-cq2.^2); %sq22 = -sqrt(1-cq2.^2); q21 = atan2(sq21,cq2); %q22 = atan2(sq22,cq2); %figure %plot(t,q21) %hold on %plot(t,q22) %xlabel('gama'), ylabel('q2'),grid on; %q1 sal = 0.20*sin(t)+0.15*sin(t-pi/18); cal = 0.80+0.20*cos(t)-0.15*cos(t-pi/18); alpha = atan2(sal,cal); sbe = 0.60*sq21; cbe = 0.65+0.60*cq2; beta = atan2(sbe,cbe); q1 = alpha-beta; %figure %plot(t,q1) %xlabel('gama'), ylabel('q1'),grid on; %q3 q3 = q1-q21-(t-pi/18) plot(t,q3) xlabel('gama'), ylabel('q3'),grid on; [Phụ lục 3]: Code hệ thống system function giatoc = system(in) %#codegen: % Dau vao: UV= in(1:3); QV = in(7:9); VV = in(10:12); MV = in(4:6); q1 =QV(1); q2 = QV(2); q3 = QV(3) ; dq1 = VV(1); dq2 = VV(2); dq3 = VV(3); u1 = UV(1); u2 = UV(2) ; u3 = UV(3); % Khai bao cac dai luong 69 Downloaded by tran quang (quangsuphamhoak35@gmail.com) lOMoARcPSD|9242611 a1 = 0.65; a2 = 0.6; a3 = 0.15; l1 = a1/2; l2 = a2/2; l3 = a3/2; % DV : m m1 = MV(1); m2 = MV(2); m3 = MV(3); % DV kg I1z = 0.3063; I2z = 0.075; I3z = 0.0009;g = 9.81; % Khai bao cac ma tran %Ma tran khoi luong m11 = m1*(a1-l1)^2+m2*((a2-l2)^2+2*a1*a2*cos(q2)2*a1*l2*cos(q2)+a1^2)+m3*(2*a1*a2*cos(q2)+a1^2+a2^2+a3^2+l3^22*a3*l3+2*(a3-l3)*(a1*cos(q2+q3)+a2*cos(q3)))+I1z+I2z+I3z; m12 = m2*((a2-l2)^2+a1*cos(q2)*(a2-l2))+m3*(a2^2+a3^2+l3^2+(a3l3)*(a1*cos(q2+q3)-2*a2*cos(q3))+a1*a2*cos(q2)-2*a3*l3)+I2z+I3z; m13 = m3*(a3^2+l3^2+(a3-l3)*(a1*cos(q2+q3)+a2*cos(q3))2*a3*l3)+I3z; m21 = m12; m22 = m2*(a2-l2)^2+m3*(a2^2+2*a2*(a3-l3)*cos(q3)+(a3l3)^2)+I2z+I3z; m23 = m3*(a2*(a3-l3)*cos(q3)+(a3-l3)^2)+I3z; m31 = m13; m32 = m23; m33 = m3*(a3-l3)^2+I3z; M = [m11 m12 m13; m21 m22 m23; m31 m32 m33]; %Ma tran collioris: c11 = ((-2*a1*m2*sin(q2)*(a2-l2))+(2*a1*(a3-l3)*sin(q2+q3)2*a1*a2*sin(q2)*m3))*dq2+((-2*a1*sin(q2+q3)*(a3-l3))2*sin(q3)*a2*(a3-l3))*m3*dq3; c12 = (-a1*sin(q2)*(a2-l2)*m2+(-a1*sin(q2+q3)*(a3-l3)a1*a2*sin(q2))*m3)*dq2+(-a1*sin(q2+q3)*(a3-l3)-2*sin(q3)*a2*(a3l3))*m3*dq3; c13 = -m3*a1*sin(q2+q3)*(a3-l3)*dq2-(a3l3)*m3*(a1*sin(q2+q3)+a2*sin(q3))*dq3; c21 = (a1*sin(q2)*m2*(a2-l2)+(-a1*sin(q2+q3)*(l2a3)+a1*a2*sin(q2))*m3)*dq1+(-0.5*a1*sin(q2)*m2*(a2l2)+(0.5*a1*sin(q2+q3)*(l3-a3)0.5*a1*a2*sin(q2))*m3)*dq2+(0.5*a1*sin(q2+q3)*(l3a3)+2*sin(q3)*a2*(l3-a3))*m3*dq3; c22 = (0.5*a1*sin(q2)*(a2-l2)*m2-(0.5*a1*sin(q2+q3)*(a3l3)+0.5*a1*a2*sin(q2))*m3)*dq1-2*m3*sin(q3)*a2*(a3-l3)*dq3; c23 = 0.5*m3*a1*sin(q2+q3)*(a3-l3)*dq1-m3*sin(q3)*a2*(a3-l3)*dq3; c31 = (a1*sin(q2+q3)+sin(q3)*a2)*m3*(a3l3)*dq1+(0.5*a1*sin(q2+q3)+a2*sin(q3))*(a3l3)*m3*dq2+(0.5*a1*sin(q2+q3)-0.5*sin(q3)*a2)*(a3-l3)*m3*dq3; c32 = (0.5*a1*sin(q2+q3)+a2*sin(q3))*(a3-l3)*m3*dq1+a2*sin(q3)*(a3l3)*m3*dq2-0.5*a2*sin(q3)*(a3-l3)*m3*dq3; c33 = 0.5*(a1*sin(q2+q3)+a2*sin(q3))*(a3l3)*m3*dq1+0.5*a2*sin(q3)*(a3-l3)*m3*dq2; C = [c11 c12 c13; c21 c22 c23; c31 c32 c33]; %Ma tran G: 70 Downloaded by tran quang (quangsuphamhoak35@gmail.com) lOMoARcPSD|9242611 g1 = g*m1*a1*cos(q1)/2+g*(2*a1*cos(q1)+a2*cos(q1+q2))*m2/2+g*(2*a1*cos(q 1)+a3*cos(q1+q2+q3)+2*a2*cos(q1+q2))*m3/2; g2 = g*a2*m2*cos(q1+q2)/2+g*m3*(a3*cos(q1+q2+q3)+2*a2*cos(q1+q2))*m3/2; g3 = g*a3*cos(q1+q2+q3)*m3/2; G = [g1;g2;g3]; % Dau U = [u1;u2;u3]; Qdot = [dq1;dq2;dq2]; Vdot = inv(M)*(U-G-C*Qdot); giatoc = [Vdot]; end [Phụ lục 4]: Code khối điều khiển controller function y = dieukhien(in) %#codegen: % Dau vao: QD = in(1:3); VD = in(4:6);AD = in(7:9); Q = in(10:12); V = in(13:15); qd1 =QD(1); qd2 = QD(2); qd3 = QD(3) ; vd1 = VD(1); vd2 = VD(2); vd3 = VD(3); ad1 = AD(1); ad2 = AD(2); ad3 = AD(3);MV = in(16:18); q1 = Q(1); q2 = Q(2); q3 = Q(3); dq1 = V(1); dq2 = V(2); dq3 = V(3); qd = [qd1;qd2;qd3]; vd = [vd1;vd2;vd3]; ad = [ad1;ad2;ad3]; q = [q1;q2;q3]; v = [dq1;dq2;dq3]; % Khai bao cac dai luong a1 = 0.65; a2 = 0.6; a3 = 0.15; l1 = a1/2; l2 = a2/2; l3 = a3/2; % DV : m m1 = MV(1) ; m2 = MV(2); m3 = MV(3); % DV kg I1z = 0.3063; I2z = 0.075; I3z = 0.0009;g = 9.81; kp = diag([400 400 400]); kd = diag([40 40 40]); e = kp*(qd-q)+kd*(vd-v); Avao = ad+e; % Khai bao cac ma tran %Ma tran khoi luong m11 = m1*(a1-l1)^2+m2*((a2-l2)^2+2*a1*a2*cos(q2)2*a1*l2*cos(q2)+a1^2)+m3*(2*a1*a2*cos(q2)+a1^2+a2^2+a3^2+l3^22*a3*l3+2*(a3-l3)*(a1*cos(q2+q3)+a2*cos(q3)))+I1z+I2z+I3z; m12 = m2*((a2-l2)^2+a1*cos(q2)*(a2-l2))+m3*(a2^2+a3^2+l3^2+(a3l3)*(a1*cos(q2+q3)-2*a2*cos(q3))+a1*a2*cos(q2)-2*a3*l3)+I2z+I3z; m13 = m3*(a3^2+l3^2+(a3-l3)*(a1*cos(q2+q3)+a2*cos(q3))2*a3*l3)+I3z; m21 = m12; 71 Downloaded by tran quang (quangsuphamhoak35@gmail.com) lOMoARcPSD|9242611 m22 = m2*(a2-l2)^2+m3*(a2^2+2*a2*(a3-l3)*cos(q3)+(a3l3)^2)+I2z+I3z; m23 = m3*(a2*(a3-l3)*cos(q3)+(a3-l3)^2)+I3z; m31 = m13; m32 = m23; m33 = m3*(a3-l3)^2+I3z; M = [m11 m12 m13; m21 m22 m23; m31 m32 m33]; %Ma tran collioris: c11 = ((-2*a1*m2*sin(q2)*(a2-l2))+(2*a1*(a3-l3)*sin(q2+q3)2*a1*a2*sin(q2)*m3))*dq2+((-2*a1*sin(q2+q3)*(a3-l3))2*sin(q3)*a2*(a3-l3))*m3*dq3; c12 = (-a1*sin(q2)*(a2-l2)*m2+(-a1*sin(q2+q3)*(a3-l3)a1*a2*sin(q2))*m3)*dq2+(-a1*sin(q2+q3)*(a3-l3)-2*sin(q3)*a2*(a3l3))*m3*dq3; c13 = -m3*a1*sin(q2+q3)*(a3-l3)*dq2-(a3l3)*m3*(a1*sin(q2+q3)+a2*sin(q3))*dq3; c21 = (a1*sin(q2)*m2*(a2-l2)+(-a1*sin(q2+q3)*(l2a3)+a1*a2*sin(q2))*m3)*dq1+(-0.5*a1*sin(q2)*m2*(a2l2)+(0.5*a1*sin(q2+q3)*(l3-a3)0.5*a1*a2*sin(q2))*m3)*dq2+(0.5*a1*sin(q2+q3)*(l3a3)+2*sin(q3)*a2*(l3-a3))*m3*dq3; c22 = (0.5*a1*sin(q2)*(a2-l2)*m2-(0.5*a1*sin(q2+q3)*(a3l3)+0.5*a1*a2*sin(q2))*m3)*dq1-2*m3*sin(q3)*a2*(a3-l3)*dq3; c23 = 0.5*m3*a1*sin(q2+q3)*(a3-l3)*dq1-m3*sin(q3)*a2*(a3-l3)*dq3; c31 = (a1*sin(q2+q3)+sin(q3)*a2)*m3*(a3l3)*dq1+(0.5*a1*sin(q2+q3)+a2*sin(q3))*(a3l3)*m3*dq2+(0.5*a1*sin(q2+q3)-0.5*sin(q3)*a2)*(a3-l3)*m3*dq3; c32 = (0.5*a1*sin(q2+q3)+a2*sin(q3))*(a3-l3)*m3*qd1+a2*sin(q3)*(a3l3)*m3*dq2-0.5*a2*sin(q3)*(a3-l3)*m3*dq3; c33 = 0.5*(a1*sin(q2+q3)+a2*sin(q3))*(a3l3)*m3*dq1+0.5*a2*sin(q3)*(a3-l3)*m3*dq2; C = [c11 c12 c13; c21 c22 c23; c31 c32 c33]; %Ma tran G: g1 = g*m1*a1*cos(q1)/2+g*(2*a1*cos(q1)+a2*cos(q1+q2))*m2/2+g*(2*a1*cos(q 1)+a3*cos(q1+q2+q3)+2*a2*cos(q1+q2))*m3/2; g2 = g*a2*m2*cos(q1+q2)/2+g*m3*(a3*cos(q1+q2+q3)+2*a2*cos(q1+q2))*m3/2; g3 = g*a3*cos(q1+q2+q3)*m3/2; G = [g1;g2;g3]; % Dau Uvao = M*Avao +C*v+G; y = [Uvao]; end [Phụ lục 5]: Code quỹ đạo đặt 72 Downloaded by tran quang (quangsuphamhoak35@gmail.com) lOMoARcPSD|9242611 function y = quy_dao(t) %#codegen m = pi/180; qd1 = (30+t)*m; qd2 = m*(20+30*t^2); qd3 = (30+10*t^2+30*t^3)*m; vd1 = 2*m; vd2 = 60*m*t; vd3 = (90*t^2+20*t)*m; ad1 = 0; ad2 = 60*m; ad3 = (20+180*t)*m; daura = [qd1;qd2;qd3;vd1;vd2;vd3;ad1;ad2;ad3]; y = daura; end [Phụ lục 6]: Code vẽ đường tròn giao diện clc ModelName = 'Assem1'; global var; xI = get(handles.slider12,'value'); set(handles.edit11,'string',num2str(xI)); yI = get(handles.slider15,'value'); set(handles.edit13,'string',num2str(yI)); R = get(handles.slider16,'value'); set(handles.edit14,'string',num2str(R)); s0 = 15; s1 =0; s2 = -30; s3 = 10; a1 = 650; a2 = 600; a3 = 150; pause on; for t = 0:0.02:1 deta = s0 + s1*t+s2*t^2 + s3*t^3; phi = 45+10*t; px = xI + R*sin(deta); py = yI + R*cos(deta); A = px - a3*cosd(phi); B = py - a3*sind(phi); Ctheta2 = (A^2+B^2-a1^2-a2^2)/(2*a1*a2); Stheta2 = sqrt(1-(Ctheta2)^2); theta2 = atan2d(Stheta2,Ctheta2); C = a1+a2*cosd(theta2);D = a2*sind(theta2); Stheta1 = (-A*D+B*C)/(C^2+D^2); Ctheta1 = (A*C+B*D)/(C^2+D^2); theta1 = atan2d(Stheta1,Ctheta1); theta3 = phi - theta2-theta1; theta11 = 67.5-theta1; theta22 = theta2 + 67.5; 73 Downloaded by tran quang (quangsuphamhoak35@gmail.com) lOMoARcPSD|9242611 theta33 = -67.5 - theta3; pause(0.5); set_param(var,'SimulationCommand','Continue'); guidata(hObject,handles); set(handles.teta1,'string',theta1); set(handles.edit4,'string',num2str(px)); set_param([ModelName '/Slider Gain'],'Gain',num2str(theta11)) set(handles.teta2,'string',theta2); set(handles.edit5,'string',num2str(py)); set_param([ModelName '/Slider Gain1'],'Gain',num2str(theta22)) set(handles.teta3,'string',theta3); set_param([ModelName '/Slider Gain2'],'Gain',num2str(theta33)) ri = t:0.01:(t+0.02); detai = s0 + s1*ri+s2*ri.^2 + s3*ri.^3; pxi = xI + R.*sin(detai); pyi = yI + R.*cos(detai); plot(pxi,pyi,'linewidth',2); hold on; grid on; xlabel('x[mm]');ylabel('y[mm]'); axis([-1250 1250 -1250 1250]); set_param(var,'SimulationCommand','Pause'); end set_param(var,'SimulationCommand','Continue'); 74 Downloaded by tran quang (quangsuphamhoak35@gmail.com) lOMoARcPSD|9242611 KẾT LUẬN Những kết đạt qua tiểu luận này: Phân tích lựa chọn cấu trúc robot Thiết kế mơ hình 3D, lập vẽ 2D cho robot Thiết kế quỹ đạo chuyển động, giải toán động học thuận-ngược Phân tích trạng thái tĩnh, tính lực/momen khâu khớp Tính tốn động lực học, viết PTVPCĐ cho robot Thiết kế hệ dẫn động, chọn động cơ, kiểm nghiệm bền Thiết kế sơ đồ hệ thống điều khiển, mô kết làm việc TÀI LIỆU THAM KHẢO Bài giảng Robotics – PGs Phan Bùi Khơi Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Và nguồn internet khác… 75 Downloaded by tran quang (quangsuphamhoak35@gmail.com) ... Bộ môn Cơ học ứng dụng, đặc biệt hướng dẫn thầy Phan Bùi Khôi giúp chúng em nhiều việc thực đề tài lOMoARcPSD|9242611 NỘI DUNG THỰC HIỆN Đề xuất dự án thực tính tốn thiết kế mơ hình robot ứng dụng. .. học môn học này, sinh viên học sử dụng phần mềm thiết kế 3D, kiểm nghiệm sức bền, điều khiển như: SolidWorks, Matlab,… Ở tiểu luận này, với đề tài Đề xuất dự án thực tính tốn thiết kế mơ hình robot. .. mục đích ứng dụng robot Robot hàn hồ quang có nhiều ứng dụng lĩnh vực đời sống, ngành cơng nghiệp Việc hàn robot đạt độ xác suất cao Khi lập trình hợp lý, robot hàn tạo mối hàn giống vật hàn kích
Ngày đăng: 29/08/2022, 20:19
Xem thêm:
