T RƯỜNG Đ ẠI H ỌC B ÁCH K HOA H À N ỘI VIỆN ĐIỆN ===o0o=== BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN KỸ THUẬT ROBOT NHÓM 8 TÌM HIỂU ROBOT MH3BM Giảng viên hướng dẫn PGS TS Nguyễn Phạm Thục Anh Sinh viên thực hiện 1 Ngu[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN ===o0o=== BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MƠN KỸ THUẬT ROBOT NHĨM 8: TÌM HIỂU ROBOT MH3BM Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGS TS Nguyễn Phạm Thục Anh Nguyễn Đức Thuận Nguyễn Việt Hoàng Nguyễn Đức Minh Lê Văn Dương Phạm Tiến Đạt Nguyễn Văn Dương Cao Thanh Tùng Trần Minh Thân Nguyễn Trọng Hoàng 2017424 2017389 2018165 2018143 2018138 2018144 2018181 2018175 2017391 10 Hoàng Ngọc Dũng 2018142 Hà Nội, tháng 1/2022 MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU ROBOT MH3BM 1.1 Lịch sử hình thành Robot 1.2 Robot MH3BM .1 1.3 Ứng dụng công nghiệp 1.4 Thông số kĩ thuật .2 1.5 Hình ảnh video làm việc thực tế CHƯƠNG ĐỘNG HỌC THUẬN VỊ TRÍ 2.1 Xác định bảng D-H 2.2 Xác định ma trận .9 2.3 Xây dựng giao diện tính tốn 11 CHƯƠNG MA TRẬN JACOBY .13 3.1 Ma trận Jacoby 13 3.2 Xây dựng giao diện tính tốn 16 CHƯƠNG ĐỘNG HỌC ĐẢO VỊ TRÍ 18 4.1 Động học đảo robot MH3BM 18 CHƯƠNG THIẾT KẾ QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG 21 5.1 Lý thuyết .21 5.2 Thiết kế quỹ đạo 21 CHƯƠNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CHO ĐỐI TƯỢNG TRÊN TOOLBOX SIMSCAPE/MATLAB 29 6.1 Thiết kế Solid Work .29 6.2 Kết nối Solid Work Matlab 32 6.3 Thiết kế điều khiển PID 33 CHƯƠNG PHỤ LỤC .40 7.1 Giao diện động học thuận 40 7.2 Giao diện tính ma trận Jacoby .43 7.3 Thiết kế quỹ đạo 47 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Robot MH3BM ngồi thực tế Hình 1.2 Góc nhìn từ phía trước .3 Hình 1.3 Góc nhìn từ phía Hình 1.4 Góc nhìn từ cạnh ngang .4 Hình 1.5 Thơng số kỹ thuật Robot MH3BM .5 Hình 1.6 Bộ điều khiển FS100 cho robot MH3BM Hình 1.7 Thông số kỹ thuật điều khiển FS100 Hình 2.1 Gán hệ trục tọa độ cho robot MH3BM Hình 2.2 Giao diện ban đầu 11 Hình 2.3 Giao diện sau tính tốn 11 Hình 3.1 Giao diện ban đầu 16 Hình 3.2 Giao diện sau tính tốn ma trận Jacoby .17 Hình 5.1 Đồ thị quỹ đạo, vận tốc gia tốc khớp .23 Hình 5.2 Đồ thị quỹ đạo, vận tốc gia tốc khớp .24 Hình 5.3 Đồ thị quỹ đạo, vận tốc gia tốc khớp .25 Hình 5.4 Đồ thị quỹ đạo, vận tốc gia tốc khớp .26 Hình 5.5 Đồ thị quỹ đạo, vận tốc gia tốc khớp .27 Hình 5.6 Đồ thị quỹ đạo, vận tốc gia tốc khớp .28 Hình 6.1 Phần đế robot 29 Hình 6.2 Thanh nối 29 Hình 6.3 Thanh nối 30 Hình 6.4 Thanh nối 30 Hình 6.5 Thanh nối 31 Hình 6.6 Thanh nối 31 Hình 6.7 Khâu tác động cuối 32 Hình 6.8 Robot MH3BM hồn chỉnh .32 Hình 6.9 Thêm Toolbox vào solid work 33 Hình 6.10 Mơ hình simulink 33 Hình 6.11 Mơ hình điều khiển khơng gian khớp thuật tốn PID 34 Hình 6.12 Bộ PID cho khớp 34 Hình 6.13 Bộ PID cho khớp 35 Hình 6.14 Bộ PID cho khớp 35 Hình 6.15 Bộ PID cho khớp 36 Hình 6.16 Bộ PID cho khớp 36 Hình 6.17 Bộ PID cho khớp 36 Hình 6.18 Kết nối điều khiển vào mơ hình động lực học 37 Hình 6.19 Đáp ứng vị trí khớp .37 Hình 6.20 Đáp ứng vị trí khớp .38 Hình 6.21 Đáp ứng vị trí khớp .38 Hình 6.22 Đáp ứng vị trí khớp .38 Hình 6.23 Đáp ứng vị trí khớp .39 Hình 6.24 Đáp ứng vị trí khớp .39 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2-1 Bảng D-H Robot MH3BM Bảng 2-2 Các thông số từ Datasheet Bảng 6-1 Thông số PID 34 ĐỀ TÀI Tìm hiểu tính tốn Robot MH3BM với u cầu: Giới thiệu Robot nhóm nghiên cứu, ứng dụng cơng nghiệp, kết cấu khí, thơng số kỹ thuật u cầu có hình ảnh clip hoạt động Tính tốn động học thuận vị trí Robot Xây dựng chương trình phần mềm MatLab để nhập liệu, hiển thị kết Tính tốn ma trận Jacoby (thơng qua J H) viết chương trình MatLab Tính tốn động học đảo vị trí Robot Thiết kế quỹ đạo chuyển động cho khớp Robot theo quỹ đạo dạng bậc Xây dựng mơ hình động lực học cho đối tượng ToolBox Simscape/MatLab CHƯƠNG GIỚI THIỆU ROBOT MH3BM 1.1 Lịch sử hình thành Robot Thuật ngữ “robot” lần xuất năm 1922 tác phẩm “Rossum’s Universal Robots” Karel Capek Theo tiếng Séc robot người làm tạp dịch Trong tác phẩm nhân vật Rossum trai ông tạo máy gần giống người để hầu hạ người Hơn 20 năm sau, ước mơ viễn tưởng Karel Capek bắt đầu thực Ngay sau chiến tranh giới thứ 2, Hoa Kỳ xuất tay máy chép hình điều khiển từ xa phịng thí nghiệm vật liệu phóng xạ Vào năm 1950 bên cạnh tay máy chép hình khí đó, xuất loại tay máy chép hình thủy lực điện từ, tay máy Minotaur I, tay máy Handyman General Electric Năm 1954 George C.Devol thiết kế thiết bị có tên “cơ cấu lề dùng để chuyển hàng hóa theo chương trình” Đến năm 1956 Devol với Joseph F.Engelber, kĩ sư trẻ công nghiệp hàng không, tạo loại robot công nghiệp năm 1959 công ty Unimation Chỉ đến năm 1975 công ty Unimation bắt đầu có lợi nhuận từ sản phẩm robot Chiếc robot công nghiệp đưa vào ứng dụng đầu tiên, năm 1961 nhà máy ô tô General Motors Trenton, New Jersey Năm 1967 Nhật Bản nhập robot từ công ty AMF Hoa Kỳ (American Machine and Foundry Company) Đến năm 1990 có 40 cơng ty Nhật Bản, có cơng ty khổng lồ Hitachi Mitsibishi, đưa thị trường quốc tế nhiều loại robot tiếng Từ năm 1980, vào năm 1990, áp dụng rộng rãi tiến kỹ thuật vi xử lý công nghệ thông tin, số lượng robot công nghiệp gia tăng, giá thành giảm rõ rệt, tính có nhiều bước tiến vượt bậc Nhờ robot công nghiệp có vị trí quan trọng dây truyền tự động sản xuất đại 1.2 Robot MH3BM Robot báo cáo robot MH3BM hãng Yaskawa tập đoàn hàng đầu giới sản xuất cung cấp sản phẩm lĩnh vực robot công nghiệp, biến tần, truyền động điện…Trong lĩnh vực robot công nghiệp, hãng sản xuất tất cảcác loại robot như: robot gắp (Handling), robot nâng bốc, đóng gói (Picking/packing, palletizing) Robot hàn, hàn điểm (Arc handling, spot welding), Robot sơn (Painting), Robot lắp ráp (Assembly/distributing)… Robot MH3BM mô hình robot tốc độ cao ứng dụng xử lý ngành dược phẩm, hóa chất y tế cho ứng dụng khác điều kiện môi trường khắc nghiệt Cánh tay robot cơng nghiệp MH3BM có khả tải trọng (3 kg), tốc độ chuyển động phạm vi làm việc tốt (cho phép lượt đầy đủ trục S chính) tốt lớp Cáp nguồn dẫn hướng qua đế thông qua ổ cắm Robot, cáp ứng dụng dẫn qua cánh tay robot, vừa giúp cài đặt dễ dàng vừa dễ lau chùi Lớp phủ bề mặt đặc biệt cho phép làm hydro peroxide Cấu trúc kèm theo niêm phong để cung cấp bảo vệ xâm nhập phù hợp với IP67 cho cổ tay chuẩn cho trục Nó tn thủ tiêu chuẩn phịng ISO loại 5, khơng cho phép tạo bụi bám dính Hình 1.1 Robot MH3BM ngồi thực tế 1.3 Ứng dụng cơng nghiệp Robot MH3BM ứng dụng cho dây chuyền sản xuất tự động, hoạt động môi trường khắc nghiệt như: • Các q trình sản xuất dược phẩm (pha chế), sản xuất thuốc, thử nghiệm lâm sàng • Mơi trường hóa chất • Mơi trường lắp rấp phịng 1.4 Thơng số kĩ thuật - Số bậc tự do: - Kiểu khớp: khớp quay - Vùng không gian làm việc kết cấu khí: Hình 1.2 Góc nhìn từ phía trước Hình 1.3 Góc nhìn từ phía