Thiết kế chế tạo robot 5 bậc tự do phục vụ giảng dạy

4/23/2013 ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TY TNHH CHẾ TẠO MÁY A.K.B BÁO CÁO NGHIỆM THU DỰ ÁN Tên Dự án: THIẾT KẾ CHẾ TẠO ROBOT BẬC TỰ DO PHỤC VỤ GIẢNG DẠY Chủ nhiệm Dự án: LÊ ANH KIỆT CÁC NỘI DUNG ðĂNG KÝ HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ * Nghiên cứu tổng quan * Thiết kế khí Robot * Thiết kế hệ thống điều khiển robot * Lập trình phần mềm Robot PC * Thiết kế thiết bị phụ trợ ñồ gá lắp ráp robot * Thiết kế quy trình lắp ráp, quy trình bảo dưỡng, sửa chữa * Thực nghiệm xác ñịnh thông số kỹ thuật thiết bị * Biên soạn tài liệu hướng dẫn thực hành cho ñại học cao ñẳng dạy nghề CÁC NỘI DUNG THỰC HIỆN HOÀN THIỆN CƠNG NGHỆ ðã thực đầy đủ 4/23/2013 CÁC NỘI DUNG ðĂNG KÝ SẢN PHẨM DỰ ÁN * Thiết kế Chế tạo 04 Robot bậc tự với mức độ nội địa hóa cao nhất, bao gồm: Module 1: ðầu khí AKB-robot bậc tự do, thiết kế, chế tạo hoàn toàn Việt Nam Module 2: Thiết bị ñiều khiển + phần mềm ñiều khiển Module 3: Thiết bị phụ trợ (băng tải chứng minh, sensor định vị, webcam,…) Module 4: Máy tính phần mềm phục vụ đào tạo * Quy trình cơng nghệ chế tạo sản phẩm (bản vẽ thiết kế, chế tạo, lắp ráp) * Bộ tài liệu hướng dẫn bảo hành, sửa chữa sản phẩm * Bộ tài liệu hướng dẫn thực hành với 18 thực hành CÁC NỘI DUNG THỰC HIỆN SẢN PHẨM DỰ ÁN ðã thực ñầy ñủ SẢN PHẨM 4/23/2013 SẢN PHẨM SẢN PHẨM Các chi tiết khí thân Robot 4/23/2013 SẢN PHẨM Các mạch ñiện tử cho AKB-Robot SẢN PHẨM Một hình giao diện cho thực hành (Robot 3D vận hành tương ñồng với robot thực) 4/23/2013 SẢN PHẨM Kết kiểm tra tính kỹ thuật AKBOT-T1: Lần ño X SS Y SS Z SS Pitch SS 182,02 -0,411 1,47 0,311 401,24 0,097 10,96 182,20 -0,231 1,07 -0,089 401,20 0,057 10,95 0,517 182,28 -0,151 0,92 -0,239 401,52 0,377 10,02 -0,413 182,45 0,019 1,58 0,421 400,60 -0,543 10,63 0,197 182,63 0,199 0,92 -0,239 401,18 0,037 10,28 -0,153 182,49 0,059 0,86 -0,299 400,95 -0,193 9,84 -0,593 182,66 0,229 1,29 0,131 401,65 0,507 10,28 -0,153 182,47 0,039 0,86 -0,299 400,80 -0,343 10,63 0,197 182,42 -0,011 1,04 -0,119 400,73 -0,413 10,72 0,287 10 182,69 0,259 1,58 0,421 401,56 0,417 10,02 -0,413 Giá trị trung bình 182,431 1,159 401,143 0,527 10,433 SẢN PHẨM Cấu trúc khí Robot khớp xoay dạng đứng Số trục ( số bậc tự do) 05, có thêm tay gắp ServoMotor DC Bán kính làm việc 610 mm Thiết bị ñầu cuối Tay gắp truyền ñộng motor DC khí nén Tải trọng lớn 1kg, bao gồm tay gắp ðộ xác lặp lại + 0.8mm Tốc ñộ cực ñại 600 mm/s Hệ ñiều khiển Vi xử lý Pic32MX, Pic33F với Teach Pendant Software Giao diện RS232, RS485, USB (CAN, ETHERNET) Trọng lượng 15 kg ðã gửi công bố báo Thiết kế, chế tạo AKB Robot cho Hội nghị Cơ ðiện tử Toàn quốc VCM-2012, Hà Nội, Tháng 11-2012 4/23/2013 CÁC KẾT QUẢ VƯỢT MỨC ðĂNG KÝ NỘI DUNG :HOÀN THIỆN CƠNG NGHỆ Hệ thống ðiều khiển Robot khơng phục vụ cho ðào tạo mơn Robot mà cịn ứng dụng cho Robot cơng nghiệp đến 06 bậc tự ðã hoàn thiện Hệ thống Cơ sở ñiều khiển Cơ sở liệu ,làm tảng cho việc phát triển Robot công nghiệp sau này: *.Chương trình điều khiển lập trình cho Robot định dạng 02 loại file , loại thứ dành cho người có dạng file.txt, loại thứ hai dành cho nhà sản xuất có dạng file.arb ( viết tắt AKB Robot) *.Cả định dạng biên dịch, chuyển đổi qua lại tương đương hồn tồn ñược PC TeachPendant chấp nhận TeachPendant RobotController hoạt động độc lập mà khơng cần PC.TeachPendant ngồi chức điều khiển Robot , cịn Load, Save Edit file chương trình soạn từ PC lưu dĩa USB Trên RobotController có 02 cổng RS232, 02cổng RS485,01 cổng CAN (ẩn) , 01 cổng Ethernet (ẩn) , 03 cổng In/Out với 01 chuẩn Protocol giao tiếp cơng ty AKB cơng bố Nhờ đó, khả phát triển ứng dụng ñào tạo cơng nghiệp rộng mở.Các ứng dụng mở thử nghiệm với AKB Robot : *.Kết nối TeachPendant hình cảm ứng ARM-8 *.ðiều khiển AKB Robot qua Webside với iphone kit Ethernet Stellaris *.Kết hợp xử lý ảnh, xử lý âm Matlab với ñiều khiển AKB Robot *.Kết hợp AKB Robot vào dây chuyền sản xuất linh hoạt ñiều khiển PLC qua ngõ In/Out Robot (bản thân Robot controller ñiều khiển sâu vào Inverter PLC Công nghiệp qua cổng RS485 theo chuẩn MOSBUS PROFIBUS) 4/23/2013 ðã biên soạn ñược 22 thực hành ( so với ñăng ký 18 ) Do hệ thống có tính mở, cho phép học viên lập trình điều khiển mở rộng.Vì sau thời gian thử nghiệm giảng dạy Trường ðại học Quốc tế ( thuộc ðHQG TP.HCM) Trường ðH Tôn ðức Thắng , nhờ góp ý Thầy u thích sinh viên mà học trở nên ña dạng hấp dẫn ( ðã có 01 học viên cao học TS Nguyễn ðình Uyên nhận làm ðề tài cao học AKB Robot) 6.Phần mềm mô AKB Robot với Hình ảnh AKB Robot 3D chạy Online ( ñồng thời với Robot thật ) chạy Offline PC mà khơng cần Robot ðiều cho phép nhiều học viên học lập trình Robot mà khơng cần trang bị q nhiều Robot Sau lập trình mơ xong, học viên save file điều khiển vào dĩa USB gắn vào RobotController để điều khiển Robot thật lúc thích hợp Hiện cổng giao tiếp Ethernet hồn thiện Tương lai học viên điều khiển Robot AKB đặt 01 trạm Internet hay ðiện thoại di động 4/23/2013 CÁC KẾT QUẢ VƯỢT MỨC ðĂNG KÝ : NỘI DUNG :SẢN PHẨM 1.Hiện Cơng ty AKB sản xuất ñược 14 Robot , so với ñăng ký 04 Robot 2.Phần cứng ( mạch ñiện tử ) hệ thống trang bị để điều khiển Robot cơng nghiệp 06 bậc tự ( thay 05 bậc ñã ñăng ký ) 3.Hệ thống RobotController ñạt ñược ñộ ổn ñịnh cao , chống nhiễu tốt ( Robot khơng bị trơi tọa độ trục ) , ngồi mục đích ban đầu phục vụ giảng dạy, AKB robot hệ thứ đợt sản xuất dùng cơng nghiệp với chức gắp sản phẩm CÁC VẤN ðỀ CẦN QUAN TÂM A.VẤN ðỀ VỀ HỒN THIỆN SẢN PHẨM: • Việc chế tạo khí robot lựa chọn motor, encoder ñiều kiện Việt Nam, ñáp ứng yêu cầu giá thành khơng cao (45-50% giá thiết bị nhập) đặt u cầu khó khăn để vượt qua • Các bánh dùng cho khớp Robot AKB cơng ty AKB gia cơng chế tạo nhằm giảm giá thành thuận tiện cho việc bảo hành Tuy nhiên ,do chưa chọn phơi ngun liệu thích hợp có sẵn nước nên vận hành , khớp có momen lớn kêu.Việc cần phải tiến hành cải tiến nhanh chóng • Việc nhập hàng loạt loại motor thông dụng nhằm giảm giá thành thuận tiện cho việc bảo hành Công ty AKB ñã chọn nhập nhiều lần, nhiều loại motor khác tới chưa có loại hồn tồn ý • Việc nghiên cứu chun sâu Khoa học Robot cần thiết ñể giải tốn đa nghiệm động học thuận động học ngược nhằm loại trừ nghiệm khơng phù hợp 4/23/2013 • • Việc nghiên cứu chuyên sâu Sevo Driver dành riêng ñể ñiều khiển Robot cần thiết ñể giải vấn ñề ổn ñịnh chuyển ñộng trục quan trọng hết cố gắng dùng thuật tốn điều khiển điện tối ưu linh hoạt để khắc phục yếu khí (do khơng dùng chi tiết khí q đắc tiền) Việc nghiên cứu chuyên sâu Thiết kế khí ñiện Robot cần thiết ñể giải tốn trọng tâm, qn tính, momen ,giảm chấn… nhằm tìm thiết kế tối ưu kết cấu Robot cho ñảm bảo thông số kỹ thuật lại phù hợp với linh kiện khí điện thơng dụng mà Việt nam sẵn có nhập hàng loạt với giá thành hợp lý B.VẤN ðỀ KINH TẾ : • • • • • • • Giá thành hệ thống 200 triệu Nếu sản xuất tổng cộng 30 robot năm đầu, với chi phí : 2.950 (4 robot DA)+600(6 Robot)+2000 (20 Robot)= 5.550 triệu ñồng Doanh thu: 30 robot x 200 triệu = 6.000 triệu ñồng Hiện Cty AKB ñã sản xuất tới 14 robot ñang quảng bá mạnh mẽ sản phẩm Ở năm đầu sau dự án sản xuất thêm 16 robot Như nói, dự án hồn vốn sau năm kể từ kết thúc dự án Ngoài ra, với việc cung cấp 30 robot cho sở ñào tạo nước, tiết kiệm cho nhà nước tới 8-9 tỷ ñồng Nếu số lượng AKBOT ñược cung cấp nhiều hơn, hiệu kinh tế cao • Vốn ñầu tư cho dự án: 2.950 triệu ñồng 4/23/2013 C.VẤN ðỀ QUẢNG BÁ SẢN PHẨM • Do tính chất ñặc thù sản phẩm này, nên việc quảng bá thương mại hóa khơng thể tiến hành q nhanh ñược.cần có thêm khoảng thời gian ñể ñồng Chương trình đào tạo trường hệ thống thực hành Robot AKB Hiện ñang cho ñơn vị ñào tạo mượn sản phẩm ñể thử nghiệm ( có 05 trường Trường ðH yêu cầu, ñang thực 04 Trường) Giới thiệu sản phẩm trực tiếp tới sở ñào tạo TP.HCM ðã gữi 01 AKB Robot Phòng triển lãm Khu Công nghệ cao ðã gửi báo cho Hội nghị Cơ ðiện tử Toàn quốc VCM-2012 chuẩn bị triển lãm sản phẩm Hội nghị Chuẩn bị giới thiệu sản phẩm tới sở ñào tạo nước Gửi sản phẩm để trình diễn ðà Nẵng Cần Thơ • • • • • • Quảng bá sản phẩm mạng, báo, ñài Kết luận • Căn Hợp ñồng ký kết với Sở KH&CN Thuyết minh Dự án, theo kết ñã ñạt ñược trên, tự ñánh giá ñã hoàn thành nội dung sản phẩm ñăng ký, vượt mức thời gian tháng tuân thủ quy định tài • Mặt mạnh dự án tạo sản phẩm có chất lượng đáp ứng u cầu đào tạo,có khả dùng cơng nghiệp, có giá thành thấp (30:45% giá thiết bị nhập), có khả sản xuất hàng loạt • Mặt hạn chế dự án vấn ñề triển khai Hð kinh tế ,tuy nhiên ñây sản phẩm có tính đặc thù riêng nêu trên, cần có thêm khoảng thời gian để tiến hành hợp tác cơng ty sản xuất trường Trong thời gian qua, chúng tơi dành thời gian cho hồn thiện sản phẩm Trong thời gian tới Công ty AKB nỗ lực tiếp thị, quảng cáo, cho ñơn vị ñào tạo mượn thiết bị,… nhằm phát triển kết mà Dự án ñã thu ñược 10 4/23/2013 > 20 000 USD SCORBOT ER-5, INTELITEK 7500 USD AKB ROBOT –T1, AKB XIN TRÂN TRỌNG CẢM ƠN 11