Mô phỏng 3D tay máy robot ứng dụng phần mềm Matlab Simcape và Solidworks

Bài viết Mô phỏng 3D tay máy robot ứng dụng phần mềm Matlab Simcape và Solidworks nghiên cứu cách mô phỏng 3D tay máy robot để hỗ trợ cho việc học tập, trực quan hơn, dễ tiếp thu hơn. Nhóm thực hiện vẽ 3D trên phần mềm solidworks. Sau đó, mô hình 3d được xuất qua phần mềm Matlab. Cuối cùng, tạo giao diện để điều khiển robot.

MÔ PHỎNG 3D TAY MÁY ROBOT ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MATLAB SIMCAPE VÀ SOLIDWORKS Huỳnh Minh Triết, Trần Cao Minh, Mohamed Arifine Lê Bình, Phạm Công Danh* *Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Cơng nghệ TP Hồ Chí Minh GVHD: ThS Lê Tấn Sang TÓM TẮT Trong xu hướng cơng nghiệp hóa nay, nhà máy quan tâm đến vấn đề tự động hóa, vừa tăng suất lao động, vừa giảm chi phí vận hành Và cánh tay robot xuất phổ biến hệ thống tự động ngày nay, trở thành chủ đề nghiên cứu cho nhiều nhà khoa học kể sinh viên Ở môi trường đại học, việc tiếp cận cánh tay robot thực tế tương đối hạn chế Do đó, nhóm nghiên cứu cách mơ 3D tay máy robot để hỗ trợ cho việc học tập, trực quan hơn, dễ tiếp thu Nhóm thực vẽ 3D phần mềm solidworks Sau đó, mơ hình 3d xuất qua phần mềm Matlab Cuối cùng, tạo giao diện để điều khiển robot Từ khóa: robot, tay máy, solidworks, matlab GIỚI THIỆU Kể từ năm 1921, cụm từ ‘robota’ đời để loại máy tự động hoạt động giống tay người, robot phát triển mạnh mẽ ngày Tay máy robot ứng dụng để gắp vật, sơn, hàn, dán nhãn hàng loạt công việc khác Trong hầu hết ứng dụng đó, việc điều khiển xác phận cơng tác ln đóng vai trị quan trọng Và để thuận lợi cho trình lập trình điểu khiển đạt kết mong muốn, cần mô thử nghiệm giải thuật điều khiển máy tính Mơ hình giúp quan sát q trình vận hành robot, giúp kiểm tra xem có xảy lỗi giải thuật hay khơng Có thể thấy, mô hoạt động cho cánh tay robot hữu ích cần thiết Nhiều báo đưa phương pháp mô cho cánh tay robot “Modeling and Simulation of DOF educational robot arm” thực phần mềm mô cánh tay robot bậc ứng dụng trường đại học [1] "Software Development For the Kinematic Analysis Of A Lynx Robot Arm" đưa phần mềm phân tích động học mô [2] Tác giả báo “Modeling Motion Control System for Motorized Robot Arm using Matlab” dùng matlab để mô chuyển động cánh tay robot [3] Hay công bố mang tên “Development of Robot Simulation Software for Five Joints Mitsubishi RV-2AJ Robot using MATLAB/Simulink and V-Realm Builder”, tác giả dùng matlab simulink ứng dụng cho việc mơ robot [4] Từ đó, nhóm đặt mục tiêu nghiên cứu phương pháp mô 3d cho tay máy robot Việc vẽ 3d thực 249 phần mềm solidworks Cịn việc lập trình điều khiển thực phần mềm Matlab Bố cục trình bày gồm phần 1: giới thiệu; phần 2: thiết kế mơ hình 3d solidworks; phần 3: Liên kết solidworks matlab; phần 4: thiết kế giao diện điều khiển; cuối phần kết luận hướng phát triển THIẾT KẾ MƠ HÌNH 3D TRÊN SOLIDWORKS 4.3 Vẽ 3d Robot nhóm chọn để mơ robot scara hãng Mitshubishi có mã RH-3FRH (Hình 1) Hình 1: Robot SCARA RH-3FRH Robot gồm bậc tự do, để đơn giản cho trình mô phỏng, chuyển động quay khâu cuối bỏ qua Khi robot cịn bậc tự do, có sơ đồ nguyên lý Hình Hình 2: Sơ đồ ngun lý robot 250 Hình 3: Mơ hình 3d khâu Hình 4: Mơ hình 3d khâu Hình 5: Mơ hình 3d khâu Hình 6: Mơ hình 3d khâu Tiến hành vẽ khâu robot Ta có khâu khâu giá cố định (Hình 3), khâu quay quanh khâu (Hình 4), khâu quay quanh khâu (Hình 5), khâu có khả tịnh tiến so với khâu (Hình 6) 2.2 Đặt hệ tọa độ mơ hình 3d Để xuất mơ hình sang matlab theo tọa độ sơ đồ nguyên lý, ta cần đặt tọa độ lên mơ hình 3d (Hình 7) 251 Hình 7: Hệ tọa độ khâu LIÊN KẾT GIỮA SOLIDWORKS VÀ MATLAB Để xuất mơ hình 3d từ phần mềm solidworks sang matlab, ta dùng module simcape multibody link Cài đặt module solidworks có dịng lệnh Hình Hình 8: Simcape cài đặt Solidworks Các bước thực mơ tả Hình Hình 9: Các bước xuất mơ hình từ solidworks sang Matlab Kết quả, mơ hình 3d biến đổi thành khối Matlab Simulink (Hình 10) 252 Hình 10: Mơ hình robot Matlab THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN Dựa khối tạo matlab simulink, nhóm tiến hành đưa tham số biến khớp vào mô hình mơ phỏng, thơng qua giao diện người dùng trực quan (Hình 11) Từ đó, điểu khiển biến khớp, quan sát robot hoạt động phần mềm Matlab (Hình 12) Hình 11: Giao diện điều khiển 253 Hình 12: Robot mơ Matlab KẾT LUẬN Theo mục tiêu đề ra, nhóm thực việc mô 3d cho cánh tay robot dùng phần mềm Matlab solidworks Việc mô tạo thuận lợi cho việc kiểm tra giải thuật điều khiển áp dụng cho robot Hiện nhóm dừng lại mô động học Công việc tới, nhóm xem xét đến khối lượng khâu, từ xem xét tốn động lực học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Mohammed Abu Qassem; Iyad Abuhadrous; Hatem Elayd, “Modeling and Simulation of DOF educational robot arm”, 2010 2nd International Conference on Advanced Computer Control, 2010 [2] Baki koyuncu and Mehmet Güzel, “Software Development For the Kinematic Analysis Of A Lynx Robot Arm”, 2007 [3] Chun Htoo Aung, Khin Thandar Lwin and Yin Mon Myint, “Modeling Motion Control System for Motorized Robot Arm using Matlab”, Proceedings Of World Academy Of Science Engineering And Technology, 2008 [4] Muhammad Ikhwan Jambak, Habibollah Haron and Dewi Nasien, “Development of Robot Simulation Software for Five Joints Mitsubishi RV-2AJ Robot using MATLAB/Simulink and V-Realm Builder”, Fifth International Conference on Computer Graphics Imaging and Visualization, 2008 254 ...trên phần mềm solidworks Cịn việc lập trình điều khiển thực phần mềm Matlab Bố cục trình bày gồm phần 1: giới thiệu; phần 2: thiết kế mơ hình 3d solidworks; phần 3: Liên kết solidworks matlab; phần. .. 12: Robot mơ Matlab KẾT LUẬN Theo mục tiêu đề ra, nhóm thực việc mô 3d cho cánh tay robot dùng phần mềm Matlab solidworks Việc mô tạo thuận lợi cho việc kiểm tra giải thuật điều khiển áp dụng. .. hình 3d Để xuất mơ hình sang matlab theo tọa độ sơ đồ nguyên lý, ta cần đặt tọa độ lên mơ hình 3d (Hình 7) 251 Hình 7: Hệ tọa độ khâu LIÊN KẾT GIỮA SOLIDWORKS VÀ MATLAB Để xuất mơ hình 3d từ phần