Thiết kế hệ thống điều khiển cho robot

Với sự phát triển mạnh mẽ như vậy của nền khoa học kỹ thuật đòi hỏi con người phải hiểu biết nhiều hơn để làm chủ những công cụ hiện đại. Vì vậy, với những kiến thức em được thầy cô truyền đạt là cơ sở ban đầu để em nghiên cứu và chiếm lĩnh những kiến thức cao hơn nữa. Đồ án mà em được giao là “Thiết kế hệ thống điều khiển cho robot”. Trong quá trình thực hiện đồ án với sự hướng dẫn tận tình của thầy cô và sự cố gắng của bản thân và đến bây giờ thì em đã hoàn thành đồ án. Dù đã rất cẩn thận và cố gắng nhưng đây là lần đầu tiên em làm đồ án nên không thể tránh khỏi những sai sót, em mong được các thầy cô góp ý để đồ án của em được hoàn thiện hơn nữa. Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của cô Mạc Thị Thoa cùng các thầy cô trong viện cơ khí trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.

Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển Nội dung LỜI NÓI ĐẦU BẢNG PHỤ LỤC DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH BẢNG Chương Phân tích ngun lý thơng số kỹ thuật 11 1.1 Tổng quan: 11 1.2 Nguyên lý hoạt động: 13 1.3 Các thành phần hệ thống điều khiển: 14 1.4 Thông số kỹ thuật cần thiết kế robot: 15 1.5 Bài toán điều khiển Robot: 18 Chương Thiết kế hệ thống khí 21 Mơ hình nghiên cứu 21 2.1 Động học robot SCARA 22 2.1.1 Động học thuận robot 22 2.1.2 Động học ngược robot: 25 2.1.3 Ý nghĩa tốn đợng học robot: 29 2.2 Động lực học robot SCARA: 30 2.2.1 Động lực học thuận: 31 2.2.2 Động lực học ngược: 40 2.3 Vật liệu, khối lượng, momen quán tính khâu: 41 2.3.1 Khâu (Khâu cố định): 41 2.3.2 Khâu khâu 2: 43 GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển 2.3.3 Khâu 3: 47 Chương Không gian làm việc thiết kế quỹ đạo Robot .49 3.1 Không gian làm việc: 49 3.2 Thiết lập quy luật chuyển động khâu: 51 Chương Mơ hình hóa khâu Robot 56 Tổng quan: 56 4.1 Động điện một chiều: 57 4.2 Trục vít me đai ốc bi: 59 4.3 Mơ hình hóa khâu vít me đai ốc bi (Khâu 3): 61 4.4 Mơ hình hóa khâu 2: 63 4.5 Xác định thông số động cơ: 64 4.6 Tính tốn kiểm tra tính ổn định hàm truyền G(s): 65 4.7 Mơ đánh giá tính ổn định tiêu chất lượng: 80 4.7.1 Xây dựng mơ hình Simulink mơ tả cho một khớp Robot: 80 4.7.2 Sử dụng Matlab – Simulink để mô cho mợt trục chuyển đợng cho tồn bợ Robot: 81 4.7.3 Xác định sai lệch tĩnh đánh giá chất lượng đáp ứng: 85 Chương Thiết kế hệ thống điều khiển 89 5.1 Các phương pháp điều khiển: 89 5.1.1 Phương pháp điều khiển momen: 89 5.1.2 Phương pháp điều khiển PID: 100 5.2 Thiết kế bộ điều khiển bám quỹ đạo: 108 5.2.1 Bộ điều khiển bám quỹ đạo: 108 GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển 5.2.2 Chọn hệ số cho bộ điều khiển bám quỹ đạo: 110 Chương Mô nguyên lý hoạt động (SIMMECHANICS) 111 Chương Lựa chọn thiết bị thiết kế mạch điều khiển 112 7.1.Chọn phần tử hệ thống điều khiển: 112 7.2 Xác định hàm điều khiển: 115 7.2.1 Điều khiển vị trí (Position): 116 7.2.2 Điều khiển tốc độ (Speed): 122 7.2.3 Điều khiển lực, momen (Torque): 125 7.3 Xây dựng vẽ: 130 Tài liệu tham khảo: 139 GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển LỜI NÓI ĐẦU Thế kỷ 21 kỷ khoa học kỹ thuật tiên tiến đại Những sản phẩm xuất thường xuyên sống người tồn giới Từ cơng việc nhẹ nhàng cơng việc khó khăn nguy hiểm có máy móc làm thay người Và ngành khoa học kỹ thuật mà ngày phát triển, có ngành Cơ Điện Tử Với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật đòi hỏi người phải hiểu biết nhiều để làm chủ cơng cụ đại Vì vậy, với kiến thức em thầy cô truyền đạt sở ban đầu để em nghiên cứu chiếm lĩnh kiến thức cao Đồ án mà em giao “Thiết kế hệ thống điều khiển cho robot” Trong trình thực đồ án với hướng dẫn tận tình thầy cố gắng thân đến em hoàn thành đồ án Dù cẩn thận cố gắng lần em làm đồ án nên khơng thể tránh khỏi sai sót, em mong thầy góp ý để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình cô Mạc Thị Thoa thầy cô viện khí trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hà nội, ngày 13 tháng năm 2021 Sv: Nguyễn Tiến Phát GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển BẢNG PHỤ LỤC DANH SÁCH HÌNH VẼ STT Hình Tên hình Trang 1.1 Denso HM-G Series 12 1.2 Các thành phần robot 13 1.3 Sơ đồ động học robot 14 1.4 Các thông số kĩ thuật Robot 15 1.5 Giới hạn miền làm việc 16 1.6 Phân loại phương pháp điều khiển robot 19 1.7 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển quỹ đạo robot 19 2.1 Mơ hình robot scara 21 2.2 Sơ đồ động học Robot SCARA bậc tự 22 10 2.3 Mô matlab Robot Scara 30 11 2.4 Khâu 42 12 2.5 Khối lượng, momen quán tính khâu 42 13 2.6 Khâu 44 14 2.7 Khối lượng, momen quán tính khâu 44 15 2.8 Khâu 45 16 2.9 Khối lượng, momen quán tính khâu 46 17 2.10 Khâu 48 18 2.11 Khối lượng, momen quán tính khâu 48 19 3.1 Không gian làm việc robot tốn thuận (góc 50 nhìn từ xuống) GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển 20 3.2 Không gian làm việc robot tốn thuận (góc 50 nhìn chéo) 21 3.3 Biểu đồ vị trí tương ứng theo thời gian khâu 54 22 3.4 Biểu đồ vị trí tương ứng theo thời gian khâu 54 23 3.5 Biểu đồ vị trí tương ứng theo thời gian khâu 55 24 4.1 Các thành phần hệ thống điều khiển 56 25 4.2 Tổng quan hệ thống điều khiển 57 26 4.3 Mơ hình hóa động điện chiều 57 27 4.4 Bộ truyền vít me đai ốc bi 59 28 4.5 Mơ hình hóa chuyển động khâu 61 29 4.6 Mơ hình hóa chuyển động khâu 1, khâu 63 30 4.7 Mơ hình tính momen qn tính cho khớp 66 31 4.8 Kết tính cho khớp 66 32 4.9 Tính tốn hàm truyền khâu 68 33 4.10 Đồ thị Nyquist hàm truyền G1 (s) 69 34 4.11 Đồ thị Bode hàm truyền G1 (s) 70 35 4.12 Mơ hình tính momen qn tính cho khớp 71 36 4.13 Kết tính cho khớp 71 37 4.14 Tính tốn hàm truyền khâu 73 38 4.15 Đồ thị Nyquist hàm truyền G2 (s) 74 39 4.16 Đồ thị Bode hàm truyền G2 (s) 75 40 4.17 Mơ hình tính momen quán tính cho khớp 76 41 4.18 Kết tính cho khớp 76 GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển 42 4.19 Tính tốn hàm truyền khâu 78 43 4.20 Đồ thị Nyquist hàm truyền G3 (s) 79 44 4.21 Đồ thị Bode hàm truyền G3 (s) 80 45 4.22 Sơ đồ simulink cho động servo DC 81 46 4.23 Sơ đồ simulink khớp với hồi tiếp âm 82 47 4.24 Sơ đồ simulink khớp với hồi tiếp âm 82 48 4.25 Sơ đồ simulink khớp với hồi tiếp âm 83 51 4.26 Sơ đồ simulink mô cho toàn robot 84 52 4.27 Khối Robot Simulink 85 53 4.28 Đồ thị đáp ứng khớp 86 54 4.29 Đồ thị đáp ứng khớp 87 55 4.30 Đồ thị đáp ứng khớp 88 56 5.1 Sơ đồ hệ thống điều khiển robot Scara (Phương pháp 92 điều khiển momen) 57 5.2 Sơ đồ hệ thống theo phương pháp điều khiển momen 92 Matlab/simulink 58 5.3 Thông số quỹ đạo 93 59 5.4 Các khối chức 93 60 5.5 Khối PD 94 61 5.6 Khối tính lực dẫn động 94 62 5.7 Khối động lực học ngược 95 63 5.8 Sơ đồ mô 3D Robot 96 64 5.9 Đồ thị biến khớp mong muốn đáp ứng 97 GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển 65 5.10 Sai số biến khớp 97 66 5.11 Đồ thị biến khớp mong muốn đáp ứng 98 67 5.12 Sai số biến khớp 98 68 5.13 Đồ thị biến khớp mong muốn đáp ứng 99 69 5.14 Sai số biến khớp 99 70 5.15 Mô Robot Scara 100 71 5.16 Sơ đồ khối điều khiển PID 100 72 5.17 Sơ đồ simulink trục khớp 102 73 5.18 Sơ đồ Simulink khối Controller 102 74 5.19 Block PID controller Matlab 102 75 5.20 Cửa sổ PID Tuning 103 76 5.21 Mục Tuning Tools Results 103 77 5.22 Đồ thị đáp ứng biến khớp trục khớp sau 104 chỉnh hệ số PID 78 5.23 Đồ thị biến khớp mong muốn đáp ứng 105 79 5.24 Sai số biến khớp 105 80 5.25 Đồ thị biến khớp mong muốn đáp ứng 106 81 5.26 Sai số biến khớp 106 82 5.27 Đồ thị biến khớp mong muốn đáp ứng 107 83 5.28 Sai số biến khớp 107 84 5.29 Sơ đồ simulink khối controller 109 85 5.30 Sơ đồ simulink điều khiển bám quỹ đạo 110 86 6.1 Robot Scara Matlab Simulink 111 GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển 87 7.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 112 88 7.2 Họ driver điều khiển lớp B 114 89 7.3 PLC MITSUBISHI FX3G-40MR/DS 115 90 7.4 Kết nối điều khiển vị trí 116 91 7.5 Kết nối điều khiển lực, momen 126 92 7.6 Sơ đồ điện hệ thống 130 93 7.7 Mơ hình quỹ đạo chuyển động 131 DANH SÁCH BẢNG Tên bảng STT Bảng Trang 1.1 Thông số kĩ thuât HM-4A604G 17 2.1 Bảng tham số động học Denavit – Hartenberg 23 2.2 Các tham số động học 31 4.1 Thông số động servo DC sử dụng Khâu 64 - Scara Robot 4.2 Thông số động servo DC sử dụng Khâu 65 2,3 - Scara Robot 7.1 Bảng lựa chọn động driver Panasonic 113 7.2 Các thông số liên quan đầu vào xung (Điều khiển vị trí) 117 7.3 Các thơng số liên quan đến điều khiển xung (Điều 117 khiển vị trí) 7.4 Các thông số liên quan đến lọc lệnh vị trí 118 10 7.5 Các thơng số liên quan đến cải tạo xung 118 GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển 11 7.6 Các thông số liên quan đến xóa đếm độ lệch 120 12 7.7 Các thơng số liên quan đến vị trí đầu 120 13 7.8 Các thông số liên quan đến ức chế xung lệnh 121 14 7.9 Các thông số liên quan đến điều khiển tốc độ 122 15 7.10 Các thông số liên quan đến kiểm soát vận tốc lệnh 123 tốc độ nội suy 16 7.11 Các thông số liên quan đến chức kẹp không tốc độ 124 17 7.12 Các thông số liên quan đến đầu tốc độ 124 18 7.13 Thông số liên quan đến phạm vi trùng hợp tốc độ 125 19 7.14 Các tham số liên quan đến việc tăng, giảm tốc độ 125 20 7.15 Bảng lựa chọn lệnh momen 126 21 7.16 Các thông số liên quan đến đầu vào (Lựa chọn lệnh mô- 127 men xoắn 1, 3) 22 7.17 Các thông số liên quan đến đầu vào (Lựa chọn lệnh mô- 128 men xoắn 2) 23 7.18 Các thông số liên quan đến giới hạn tốc độ (Lựa chọn 129 lệnh mô-men xoắn 1, 3) 24 7.19 Các thông số liên quan đến giới hạn tốc độ (Lựa chọn 129 lệnh mơ-men xoắn 2) 25 7.20 Vị trí điểm quỹ đạo chuyển động 131 26 7.21 Bảng quy đổi điều khiển vị trí 131 27 7.22 Ký hiệu vẽ 138 GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát 10 Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển Bảng 7.13 Thông số liên quan đến phạm vi trùng hợp tốc độ Tham số Pr4.35 Ý nghĩa Phạm vi trùng hợp tốc độ Phạm vi 10 đến 20000 Đơn vị r/min Chức Đặt thời gian phát đầu trùng hợp tốc độ (V-COIN) f Chức cài đặt lệnh tăng/ giảm tốc độ: Chức kiểm soát tốc độ cách thêm lệnh tăng giảm tốc trình điều khiển vào lệnh tốc độ đầu vào Sử dụng chức này, bạn sử dụng khởi động mềm nhập lệnh tốc độ bước sử dụng thiết lập tốc độ nội Bạn sử dụng chức tăng / giảm tốc hình chữ S để giảm thiểu sốc thay đổi tốc độ Bảng 7.14 Các tham số liên quan đến việc tăng, giảm tốc độ Tham số Ý nghĩa Phạm vi Đơn vị Chức Pr3.12 Thiết lập đến ms/ Thiết lập thời gian xử lý gia thời gian 10000 (1000r/min) tốc để đáp ứng với đầu vào tăng tốc lệnh tốc độ Pr3.13 Thiết lập đến ms/ Thiết lập thời gian xử lý thời gian 10000 (1000r/min) giảm tốc theo đầu vào lệnh giảm tốc tốc độ Pr3.14 Thiết lập đến ms Đặt thời gian đường cong S thời gian 10000 cho trình tăng / giảm tốc tăng / giảm áp dụng lệnh tốc độ tốc Sigmoid 7.2.3 Điều khiển lực, momen (Torque): Các mơ-men xoắn kiểm sốt thực theo để mô-men xoắn lệnh quy định hình thức điện áp analog Để điều khiển mô-men GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát 125 Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển xoắn, đầu vào giới hạn tốc độ yêu cầu ngồi lệnh mơ-men xoắn để trì tốc độ động giới hạn tốc độ Với dòng A5, chế độ điều khiển mơ-men xoắn có sẵn, chế độ yêu cầu lệnh mô-men xoắn giới hạn tốc độ khác thể bảng đây: Bảng 7.15 Bảng lựa chọn lệnh momen Giá trị cài đặt Lựa chọn lệnh mô-men xoắn 1 Lựa chọn lệnh mô-men xoắn 2 Lựa chọn lệnh mô-men xoắn Lệnh mô-men xoắn đầu vào Đầu vào tương tự (AI1, độ phân giải 16-bit) Đầu vào tương tự (AI2, độ phân giải 12-bit) Đầu vào tương tự (AI1, độ phân giải 16-bit) Đầu vào giới hạn vận tốc Giá trị tham số (Pr3.21) Đầu vào tương tự (AI1, độ phân giải 16-bit) Giá trị tham số (Pr3.21, Pr3.22) Hình 7.5 Kết nối điều khiển lực, momen GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát 126 Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển a Quy trình lệnh đầu vào mơ-men xoắn tương tự: Q trình chuyển đổi đầu vào lệnh mơ-men xoắn tương tự (điện áp) thành lệnh mô-men xoắn kỹ thuật số tương đương có tác dụng Bạn đặt lọc điều chỉnh cài đặt tắt để loại bỏ tiếng ồn Bảng 7.16 Các thông số liên quan đến đầu vào (Lựa chọn lệnh mô-men xoắn 1, 3) Tham số Ý nghĩa Pr3.18 Chọn hướng lệnh mô-men xoắn Pr3.19 Độ khuếch đại đầu vào lệnh mô-men xoắn Pr3.20 Pr4.22 Pr4.23 Đảo ngược đầu vào lệnh mô-men xoắn Thiết lập bù đầu vào tương tự (AI1) Bộ lọc đầu vào tương tự (AI1) GVHD: TS Mạc Thị Thoa Phạm vi Đơn vị Chức đến Chọn hướng dương/ hướng âm lệnh mômen 10 đến 100 0.1V/ 100% đến - -5578 đến 5578 đến 6400 Dựa điện áp (V) áp dụng cho lệnh mô-men xoắn tương tự (TRQ R), thiết lập độ lợi chuyển đổi thành lệnh mơmen xoắn (%) Thiết lập cực tính điện áp đặt vào lệnh mô-men xoắn tương tự (TRQR) 0.359m Thiết lập giá trị hiệu chỉnh độ V lệch áp dụng cho điện áp cấp cho đầu vào tương tự 0.01ms Thiết lập số thời gian lọc trễ thứ để xác định thời gian trễ sau điện áp đặt vào đầu vào tương tự SVTH: Nguyễn Tiến Phát 127 Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển Bảng 7.17 Các thông số liên quan đến đầu vào (Lựa chọn lệnh mô-men xoắn 2) Tham số Pr3.18 Pr3.19 Pr3.20 Pr4.25 Pr4.26 Ý nghĩa Chọn hướng lệnh mômen xoắn Độ khuếch đại đầu vào lệnh mô-men xoắn Đảo ngược đầu vào lệnh mômen xoắn Thiết lập bù đầu vào tương tự (AI2) Bộ lọc đầu vào tương tự (AI2) Phạm vi đến Đơn vị - Chức Chọn hướng dương / hướng âm lệnh mômen 10 đến 100 0.1V/ 100% đến - Dựa điện áp (V) áp dụng cho lệnh mô-men xoắn tương tự (TRQ R), thiết lập độ lợi chuyển đổi thành lệnh mơmen xoắn (%) Thiết lập cực tính điện áp đặt vào lệnh mô-men xoắn tương tự (TRQR) -342 đến 5.86mV Thiết lập giá trị hiệu chỉnh độ 342 lệch áp dụng cho điện áp cấp cho đầu vào tương tự đến 6400 0.01ms Thiết lập số thời gian lọc trễ thứ xác định thời gian trễ sau điện áp đặt vào đầu vào tương tự b Chế giới hạn tốc độ: Giới hạn tốc độ chức bảo vệ sử dụng trình điều khiển mô-men xoắn Đây chức điều chỉnh động tốc độ q mà khơng khơng vượt q tốc độ giới hạn mô-men xoắn kiểm soát Trong giới hạn tốc độ sử dụng để điều khiển động cơ, lệnh mômen xoắn áp dụng cho động không tỷ lệ thuận với lệnh mô-men xoắn tương GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát 128 Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển tự Lệnh mơ-men xoắn có kết sau: tốc độ động tốc độ giới hạn Bảng 7.18 Các thông số liên quan đến giới hạn tốc độ (Lựa chọn lệnh mô-men xoắn 1, 3) Tham số Ý nghĩa Phạm vi Pr3.21 Giá trị giới đến hạn tốc độ 20000 Pr3.22 Giá trị giới đến hạn tốc độ 2000 Pr3.15 Lựa chọn đến chức kẹp tốc độ Đơn vị r/min r/min - Chức Thiết lập giới hạn tốc độ sử dụng để kiểm sốt mơ-men xoắn Bạn thiết lập chức đầu vào kẹp tốc độ Bảng 7.19 Các thông số liên quan đến giới hạn tốc độ (Lựa chọn lệnh mô-men xoắn 2) Tham số Ý nghĩa Phạm vi Pr3.02 Độ khuếch 10 đến đại đầu vào 2000 lệnh tốc độ Pr4.22 Pr3.23 Pr3.15 Chức Dựa điện áp áp dụng cho lệnh tốc độ tương tự (SPR), thiết lập độ lợi chuyển đổi thành tốc độ lệnh động Thiết lập bù -5578 0.359mV Thiết lập giá trị hiệu chỉnh độ đầu vào đến 5578 lệch áp dụng cho điện áp tương tự cấp cho đầu vào tương tự (AI1) Bộ lọc đầu đến 0.01ms Thiết lập số thời gian vào tương tự 6400 lọc trễ thứ để xác định (AI1) thời gian trễ sau điện áp đặt vào đầu vào tương tự Lựa chọn đến Bạn thiết lập chức chức đầu vào kẹp tốc độ kẹp tốc độ GVHD: TS Mạc Thị Thoa Đơn vị (r/min) /N SVTH: Nguyễn Tiến Phát 129 Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển 7.3 Xây dựng vẽ: a Sơ đồ điện: Hình 7.6 Sơ đồ điện hệ thống GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát 130 Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển b Sơ đồ điều khiển: Hình 7.7 Mơ hình quỹ đạo chuyển động Bảng 7.20 Vị trí điểm quỹ đạo chuyển động STT Vị trí Home A’ A A’ B’ B B’ Ox 0 0 500 500 500 Oy 500 500 500 0 Oz 400 200 400 400 200 400 Q1 49.4642 49.4642 49.4642 -40.5358 -40.5358 -40.5358 Q2 68.1983 68.1983 68.1983 68.1963 68.1963 68.1963 Q3 100 300 100 100 300 100 Bảng 7.21 Bảng quy đổi điều khiển vị trí (với Encoder 10 bit) STT Q1 49.4642 49.4642 49.4642 -40.5358 -40.5358 -40.5358 Q2 68.1983 68.1983 68.1983 68.1963 68.1963 68.1963 GVHD: TS Mạc Thị Thoa Q3 100 300 100 100 300 100 Pulse1 11397 11397 11397 -9939 -9939 -9939 Pulse2 15713 15713 15713 15712 15712 15712 Pulse3 5120 15360 5120 5120 15360 5120 SVTH: Nguyễn Tiến Phát 131 Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển Bước 1: Khởi tạo việc bật/ tắt hệ thống đặt servo chế độ làm việc GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát 132 Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển Bước 2: Đưa toàn trục vị trí khởi tạo (Home) GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát 133 Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển Bước 3: Đưa khâu thao tác từ vị trí ban đầu đến vị trí A’ GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát 134 Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển Bước 4: Đưa khâu thao tác từ vị trí A’ đến vị trí A Bước 5: Đưa khâu thao tác từ vị trí A đến vị trí A’ GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát 135 Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển Bước 6: Đưa khâu thao tác từ vị trí A’ đến vị trí B’ Bước 7: Đưa khâu thao tác từ vị trí B’ đến vị trí B GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát 136 Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển Bước 8: Đưa khâu thao tác đến vị trí B’ Chú giải: D Toán hạng S1 S2 D1 D2 Ý nghĩa Số lượng xung đầu (địa tuyệt đối) Phạm vi: -999 999 đến 999 999 Tần số xung đầu Phạm vi: 10 đến 100 000 (Hz) Số hiệu cổng phát xung Số hiệu cổng đầu tín hiệu hướng quay Khi sử dụng tạo xung tốc độ cao đặc biệt tín hiệu hướng quay phải sử dụng đầu tương ứng theo bảng đây: Bộ chuyển đầu tốc độ cao Đơn vị thứ Đơn vị thứ GVHD: TS Mạc Thị Thoa Đầu xung D1 = Y000 D1 = Y001 D1 = Y002 D1 = Y003 Đầu hướng quay D2 = Y004 D2 = Y005 D2 = Y006 D2 = Y007 SVTH: Nguyễn Tiến Phát 137 Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển Bảng 7.22 Ký hiệu vẽ STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Ký hiệu CD1 CC1 ON OFF START HOME ENDSTOP1 ENDSTOP2 ENDSTOP3 X1~7 Y0, Y1, Y2 Y4, Y5, Y6 Ý nghĩa Cầu dao mạch động lực Cầu chì Cấp điện cho động Ngắt điện động Bắt đầu hệ thống Đưa khâu vị trí gốc Cơng tắc hành trình khâu Cơng tắc hành trình khâu Cơng tắc hành trình khâu Chân tín hiệu đầu vào PLC Chân phát xung tương ứng với động 3,2,1 Chân tín hiệu hướng quay tương ứng với động 3,2,1 Y10, Y11, Y12 Chân khởi động Servo tương ứng với động 3,2,1 COM0, COM1, Chân đối chiếu giá trị PLC (24V) COM2, COM3, COM4 L1, L2, L3, Chân cấp nguồn cho động Servo L1C, L2C PULS1 Chân nhận xung điều khiển chân đối chiếu giá trị PULS2 SIGN1 Chân nhận tín hiệu hướng quay chân đối chiếu giá SIGN2 trị SRV-ON Chân nhận tín hiệu bật động COM+ 24V COM0V DC24V Nguồn cấp điện 24V U, V, W, E Nguồn điện từ driver cấp cho động X6 (driver) Chân nhận tín hiệu Encoder driver GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát 138 Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển Tài liệu tham khảo: Trịnh Chất: “Cơ sở thiết kế máy chi tiết máy”, nhà xuất khoa học kĩ thuật,2001 Trịnh Chất – Lê Văn Uyển: “Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập I tập II”, nhà xuất giáo dục, 1998 PGS.TS Ninh Đức Tốn: “Dung sai lắp ghép kỹ thuật đo lường”, nhà xuất giáo dục, 2006 PGS.TS Phan Bùi Khôi: Bài giảng Robotics GVHD: TS Mạc Thị Thoa SVTH: Nguyễn Tiến Phát 139