BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SAO ĐỎ ***** ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN RÔ BỐT CÔNG NGHIỆP Số tín chỉ: 02 Trình độ đào tạo: Đại học Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật khí Năm 2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SAO ĐỎ KHOA: CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN Trình độ đào tạo: Đại học Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật khí Tên học phần: Rơ bốt cơng nghiệp Mã học phần: COKHI 348 Số tín chỉ: 2(2,0) Trình độ cho sinh viên: Năm thứ tư Phân bổ thời gian: - Lên lớp: 30 tiết lý thuyết, tiết thực hành - Tự học: 60 Điều kiện tiên quyết: Sau sinh viên học xong học phần Toán ứng dụng A1, Vật lý Đại cương I, Kỹ thuật điện tử, Nguyên lý máy Giảng viên: STT Học hàm, học vị, họ tên Số điện thoại Email ThS Mạc Thị Nguyên 0169.481.166 nguyenmacthi@gmail.com ThS Bùi Văn Huy 0983.184.713 huybui@gmail.com Mô tả nội dung học phần: Rô bốt công nghiệp học phần nghiên cứu cấu trúc động học, động lực học rô bốt; Phương pháp truyền động điều khiển rô bốt làm sở nghiên cứu tính tốn, thiết kế kết cấu khí cho Rơ bốt Mục tiêu chuẩn đầu học phần: 9.1 Mục tiêu Mục tiêu học phần thỏa mãn mục tiêu chương trình đào tạo: Mơ tả Mức độ theo Phân bổ mục tiêu Mục thang đo học phần tiêu Bloom CTĐT MT1 Kiến thức Có kiến thức cấu trúc, MT1.1 vùng làm việc, phân loại rô bốt lựa chọn phương pháp điều khiển Hiểu trình tự bước phân MT1.2 tích động học động lực học rơ bốt 1 [1.2.1.2a] [1.2.1.2a] Mô tả Mục tiêu MT2 MT2.1 MT2.2 MT3 MT3.1 MT3.2 Kỹ Có khả phân tích động học động lực học cho rơ bốt Có thể tính tốn, phân tích kết cấu khí mơ quỹ đạo chuyển động rơ bốt Năng lực tự chủ trách nhiệm Có lực làm việc độc lập theo nhóm Có lực đánh giá, lựa chọn phương án thiết kế kết cấu khí điều khiển cho rơ bốt Mức độ theo thang đo Bloom Phân bổ mục tiêu học phần CTĐT [1.2.2.1] [1.2.2.2] [2.3.1] [2.3.2] 9.2 Chuẩn đầu Sự phù hợp chuẩn đầu học phần với chuẩn đầu chương trình đào tạo: Phân bổ CĐR Thang CĐR học học Mô tả đo phần phần Bloom CTĐT CĐR1 Kiến thức Trình bày ứng dụng, phương pháp truyền CĐR1.1 động, thông số kỹ thuật phương pháp điều [2.1.3] khiển rơ bốt cơng nghiệp Giải thích vùng làm việc, số bậc tự rô bốt CĐR1.2 [2.1.3] thông qua phép biến đổi hệ tọa độ CĐR2 Kỹ [2.2.1] CĐR2.1 Phân tích kết cấu khí cho rơ bốt [2.2.1] Giải toán động học, động lực học lựa chọn CĐR2.2 phương pháp điều khiển cho rơ bốt Xây dựng phương trình mơ quỹ đạo CĐR2.3 [2.2.2] chuyển động rô bốt CĐR3 Năng lực tự chủ trách nhiệm CĐR3.1 Có lực làm việc độc lập theo nhóm [2.3.2] CĐR3.2 Có lực đánh giá, lựa chọn phương án thiết kế kết [2.3.3] CĐR học phần Thang đo Bloom Mô tả Phân bổ CĐR học phần CTĐT cấu khí điều khiển cho rô bốt 10 Ma trận liên kết nội dung với chuẩn đầu học phần: Chuẩn đầu học phần Chương CĐR1 Nội dung học phần Chương Giới thiệu chung Rô bốt công nghiệp 1.1 Sự đời Rô bốt công nghiệp 1.2 Ứng dụng Rô bốt công nghiệp 1.3 Bậc tự toạ độ suy rộng 1.4 Trường công tác Rô bốt 1.5 Cấu trúc Rô bốt công nghiệp 1.6 Phân loại Rô bốt công nghiệp Chương Các phép biến đổi 2.1 Hệ toạ độ 2.2 Các phép tính ma trận 2.3 Các phép biến đổi 2.4 Bài tập áp dụng Chương Hệ phương trình động học Rô bốt 3.1 Đặt vấn đề 3.2 Bộ thông số HD (Denavit – Hartenberg) 3.3 Đặc trưng Ma trận An 3.4 Xác định T6 theo ma trận An 3.5 Trình tự thiết lập hệ CĐR 1.1 CĐR 1.2 x x x CĐR2 CĐR 1.3 CĐR 2.1 CĐR 2.2 x CĐR3 CĐR 2.3 CĐR 3.1 CĐR 3.2 x x x x x x x x phương trình động học Rô bốt 3.6 Bài tập áp dụng x Chương Động lực học Robot công nghiệp 4.1 Phương pháp Lagrange 4.2 Phương pháp Newton – Euler 4.3 Bài tập áp dụng Chương Cơ sở điều khiển robot 5.1 Thiết kế quỹ đạo không gian khớp 5.2 Thiết kế quỹ đạo không gian công tác 5.3 Điều khiển chuyển động x Chương Cơ sở thiết kế lựa chọn robot 6.1 Các thông số kỹ thuật RBCN 6.2 Thiết kế tổ hợp robot 6.2.1 Các nguyên tắc chung 6.2.2 Các công việc phải tiến hành thiết kế robot 6.2.3 Thiết kế robot theo phương pháp tổ hợp module x Chương Hệ thống điều khiển robot 7.1 Hệ thống chấp hành 7.2 Điều khiển động servo 7.2.1 Điều khiển động điện 7.2.2 Điều khiển động thuỷ lực 7.3 Hệ thống cảm biến 7.3.1 Khái niệm phân loại cảm biến 7.3.2 Nguyên lý làm việc số loại cảm biến x x x x x x x x x x x x 11 Đánh giá học phần 11.1 Kiểm tra đánh giá trình độ Chuẩn đầu Mức độ thành thạo đánh giá Kiểm tra thường xuyên, kiểm tra học phần, thi kết thúc học phần Bài tập, kiểm tra học phần thi kết CĐR2 thúc học phần CĐR3 Bài tập chủ đề tự học theo nhóm 11.2 Cách tính điểm học phần: Tính theo thang điểm 10 sau chuyển thành thang điểm chữ thang điểm CĐR1 STT Điểm thành phần Quy định Trọng số Ghi Điểm thường xuyên, đánh giá nhận thức, thái độ thảo luận, 02 điểm đánh giá trở lên 20% chuyên cần sinh viên chủ đề tự học theo nhóm Kiểm tra học phần 01 tự luận 30% Thi kết thúc học phần 01 tự luận 50% 11.3 Phương pháp đánh giá - Điểm kiểm tra thường xuyên; điểm đánh giá nhận thức; điểm thái độ tham gia thảo luận; điểm chuyên cần đánh giá theo phương pháp quan sát Điểm tập theo chủ đề tự học đánh giá theo hình thức thuyết trình vấn đáp - Kiểm tra học phần thực sau học xong tuần thứ 4, đánh giá theo hình thức tự luận: + Thời gian làm bài: 90 phút + Sinh viên không sử dụng tài liệu - Thi kết thúc học phần theo hình thức tự luận: + Thời gian làm bài: 90 phút + Sinh viên không sử dụng tài liệu 12 Phương pháp dạy học Giảng viên giới thiệu học phần, tài liệu học tập, tài liệu tham khảo, địa website để tìm tư liệu liên quan đến mơn học Nêu nội dung cốt lõi chương tổng kết chương, sử dụng giảng điện tử giáo cụ trực quan giảng dạy Tập trung hướng dẫn học, phản hồi kết thảo luận, kết kiểm tra nội dung lý thuyết chương Giảng viên mô tả hoạt động thực tế trình sản xuất liên hệ đến việc tính tốn thiết kế chi tiết máy máy ứng dụng thực tế Các phương pháp giảng dạy áp dụng: Phương pháp thuyết trình; Phương pháp thảo luận nhóm; Phương pháp minh họa; Phương pháp miêu tả, làm mẫu Sinh viên chuẩn bị chương, làm tập đầy đủ, trau dồi kỹ làm việc nhóm để chuẩn bị thảo luận Sinh viên tích cực, chủ động nắm bắt kiến thức lý thuyết để vận dụng phát triển kỹ năng, tư việc thực nhiệm vụ giảng viên yêu cầu Trong q trình học tập, sinh viên khuyến khích đặt câu hỏi phản biện, trình bày quan điểm, ý tưởng sáng tạo nhiều hình thức khác 13 Yêu cầu học phần - Yêu cầu nghiên cứu tài liệu: Đọc tài liệu động học, động lực học quỹ đạo chuyển động ro bốt - Yêu cầu làm tập: Làm đầy đủ tập lớn chủ đề tự học theo nhóm - Yêu cầu thái độ học tập: Chuẩn bị đầy đủ tài liệu dụng cụ trước đến lớp Ghi chép tích cực làm tập lớn chủ đề tự học, tự nghiên cứu - Yêu cầu chuyên cần: Sinh viên tham dự 80% thời lượng học phần theo quy chế - Yêu cầu kiểm tra học phần thi kết thúc học phần: Sinh viên thực theo quy chế 14 Tài liệu phục vụ học phần - Tài liệu bắt buộc: [1] Giáo trình Rô bốt công nghiệp, Đại học Sao Đỏ, năm 2014 - Tài liệu tham khảo: [2] Nguyễn Thiện Phúc (2006); Ro bot giới công nghệ cao bạn; Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2004 [3] Đào Văn Hiệp: Kỹ thuật robot ; Nhà xuất khoa học kỹ thuật, năm 2006 15 Nội dung chi tiết học phần: TT Nội dung giảng dạy Chương Giới thiệu chung Rô bốt công nghiệp Mục tiêu chương: - Trình bày ứng dụng, phân loại, cấu trúc vùng làm việc rô bốt Nội dung cụ thể: 1.1 Sự đời Rô bốt công nghiệp 1.2 Ứng dụng Rô bốt công nghiệp Lý thuyết Thực hành 03 Tài liệu đọc trước Nhiệm vụ sinh viên [1] [2] [3] - Chuẩn bị giáo trình, ghi chép, tài liệu tham khảo - Đọc tài liệu [1] Chương từ mục 1.1 đến 1.6; - Nghiên cứu tài liệu [2] - Nghiên cứu tài liệu [3] Chương - Trình bày ứng dụng cấu trúc rô bốt - Xây dựng công thức tính số bậc tự cho ro bốt TT Nội dung giảng dạy 1.3 Bậc tự toạ độ suy rộng 1.4 Trường công tác Rô bốt 1.5 Cấu trúc Rô bốt công nghiệp 1.6 Phân loại Rô bốt công nghiệp Chương Các phép biến đổi Mục tiêu chương: - Trình bày phép biến đổi hệ tọa độ - Xác định điêm sau thực phép biến đổi Nội dung cụ thể: 2.1 Hệ toạ độ 2.2 Các phép tính ma trận 2.3 Các phép biến đổi 2.4 Bài tập áp dụng Chương Hệ phương trình động học Rô bốt Mục tiêu chương: - Thiết lập hệ phương trình động học cho rơ bốt - Xác định tọa độ hướng điểm tác động cuối rô bốt Nội dung cụ thể: 3.1 Đặt vấn đề 3.2 Bộ thông số HD (Denavit – Hartenberg) 3.3 Đặc trưng Ma trận An 3.4 Xác định T6 theo ma trận An 3.5 Trình tự thiết lập hệ Lý thuyết Thực hành Tài liệu đọc trước Nhiệm vụ sinh viên - Xác định vùng làm việc rô bốt [1] [2] [3] 03 [1] [2] 07 - Chuẩn bị giáo trình, ghi chép, tài liệu tham khảo - Đọc tài liệu [1] Chương từ mục 2.1 đến 2.4; - Nghiên cứu tài liệu [3] Chương - Thực phép nhân véctơ ma trận - Trình bày phép biến đổi - Xác định tọa độ điểm sau biến đổi quay tịnh tiến - Đọc tài liệu [1] Chương từ mục 3.1 đến 3.5 - Nghiên cứu tài liệu [3] Chương từ trang 46÷65 - Trình bày quy tắc gắn hệ tọa độ lên khâu rô bốt Xác định thông số đặc trưng ma trận An - Trình bày bước thiết lập hệ phương trình động học rô bốt TT Nội dung giảng dạy phương trình động học Rơ bốt Chương Động lực học Robot công nghiệp Mục tiêu chương: - Giải tốn động lực học cho rơ bốt Nội dung cụ thể: 4.1 Phương pháp Lagrange 4.2 Phương pháp Newton – Euler 4.3 Bài tập áp dụng Kiểm tra học phần Chương Cơ sở điều khiển robot Mục tiêu chương: - Xây dựng phương trình quỹ đạo chuyển động rô bốt - Mô quỹ đạo chuyển động rô bốt Nội dung cụ thể: 5.1 Thiết kế quỹ đạo không gian khớp 5.2 Thiết kế quỹ đạo không gian công tác 5.3 Điều khiển chuyển động Chương Cơ sở thiết kế lựa chọn robot Mục tiêu chương: - Trình bày thông số kỹ thuật nguyên tắc thiết kế rô bốt Nội dung cụ thể: 6.1 Các thông số kỹ thuật RBCN 6.2 Thiết kế tổ hợp robot Lý thuyết Thực hành Tài liệu đọc trước [1] [2] 05 [1] [2] [3] 03 [1] [2] 03 Nhiệm vụ sinh viên - Đọc tài liệu [1] Chương từ mục 4.1 đến 4.3 - Nghiên cứu tài liệu [2] Chương từ trang 46÷65 - Trình bày phương pháp giải toán động lực học - Giải toán động lực học cho số robot điển hình - Đọc tài liệu [1] Chương từ mục 5.1 đến 5.3 - Nghiên cứu tài liệu [3] Chương -Trình bày sở thiết kế quỹ đạo điều khiển chuyển động - Đọc tài liệu [1] Chương từ mục 6.1 đến 6.2 - Đọc tài liệu [2] Chương - Trình bày nguyên tắc chung thiết kế tổ hợp robot - Thiết kế robot theo phương pháp tổ hợp module TT Nội dung giảng dạy 6.2.1 Các nguyên tắc chung 6.2.2 Các công việc phải tiến hành thiết kế robot 6.2.3 Thiết kế robot theo phương pháp tổ hợp module Chương Hệ thống điều khiển robot Mục tiêu chương: - Trình bày phương pháp điều khiển rô bốt - Hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động số loại cảm biến Nội dung cụ thể: 7.1 Hệ thống chấp hành 7.2 Điều khiển động servo 7.2.1 Điều khiển động điện 7.2.2 Điều khiển động thuỷ lực 7.3 Hệ thống cảm biến 7.3.1 Khái niệm phân loại cảm biến 7.3.2 Nguyên lý làm việc số loại cảm biến Lý thuyết Thực hành Tài liệu đọc trước [1] [2] [3] 06 Nhiệm vụ sinh viên - Đọc tài liệu [1] Chương từ mục 7.1 đến 7.2 - Đọc tài liệu [2] - Nghiên cứu tài liệu [3] Chương - Trình bày phương pháp điều khiển - Trình bày khái niệm; phân loại cảm biến nguyên lý làm việc số loại cảm biến - Sinh viên làm đề cương ôn tập theo ngân hàng câu hỏi thi kết thúc học phần nộp tập lớn - Chuẩn bị điều kiện để thi kết thúc học phần Hải Dương, ngày 19 tháng năm 2016 TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG BỘ MÔN Tạ Hồng Phong Mạc Thị Nguyên