Robot Vertical Articulated TV800

Robot được chọn của báo cáo này là robot TV800 của hãng Toshiba Robot TV800 là Robot tác động nhanh, linh hoạt, nhỏ gọn và đáng tin cậy. Đây là một loại Robot hoạt động với nhiều cài đặt. Nó cũng cung cấp rất nhiều ứng dụng, với hiệu suất sử dụng cao, đảm bảo những yêu cầu về chất lượng, thời gian hoàn vốn ngắn. TV800 là một robot tác động tốc độ cao với 6 trục sử dụng hệ thống phát hiện vị trí tuyệt đối, với động cơ AC mạnh mẽ ở trung tâm, mang lại hiệu suất cao và độ tin cậy cho việc xử lý thực phẩm, chọn, đóng gói và các ứng dụng xử lý vật liệu tốc độ cao khác. TV800 có tổng chiều dài cánh tay là 800mm, tầm với là và tốc độ tối đa tổng hợp là 8,06 mét giây.

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC Kỹ thuật Robot Robot Vertical Articulated TV800 Ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Chun ngành Tự động hóa cơng nghiệp Giảng viên hướng dẫn: TS Bộ mơn : Tự động hóa cơng nghiệp Khoa : Tự động hóa Nhóm sinh viên : Nhóm HÀ NỘI, 7/2023 Danh sách sinh viên nhóm MỤC LỤC CHƯƠNG YÊU CẦU BÀI TOÁN VÀ ROBOT TV800 1.1 Yêu cầu toán 1.2 Robot Vertical Articulated TV800 1.3 Ứng dụng công nghiệp 1.4 Thông số kĩ thuật CHƯƠNG ĐỘNG HỌC THUẬN VỊ TRÍ .7 2.1 Bộ thông số D-H 2.2 Thiết lập hệ tọa độ CHƯƠNG TÍNH TỒN MA TRẬN JACOBY VÀ VIẾT CHƯƠNG 11 3.1 Các bước tính tốn ma trận Jacoby theo 𝑱𝑯 11 3.2 Tính tốn ma trận robot TV800 12 CHƯƠNG ĐỘNG HỌC NGƯỢC VỊ TRÍ .21 4.1 Tổng quan động học ngược vị trí .21 4.2 Tính tốn động học ngược vị trí cho robot TV800 21 CHƯƠNG THIẾT KẾ QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA CÁC KHỚP THEO QUỸ ĐẠO DẠNG BẬC 26 5.1 Thiết kế quỹ đạo PTP (Point to Point) qua điểm đơn 26 5.2 Thiết kế quỹ đạo PTP qua điểm trung gian 28 5.3 Vẽ đồ thị minh họa 29 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CHO ĐỐI TƯỢNG TRÊN TOOLBOX SIMSCAPE MULTIBODY/MATLAB 34 6.1 Thiết kế mơ hình 3D cho cánh tay robot 34 6.2 Liên kết với Matlab Truy cập đường dẫn: 34 6.3 Mô chuyển động 35 CHƯƠNG YÊU CẦU BÀI TOÁN VÀ ROBOT TV800 1.1 Yêu cầu toán 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 JH) viêt 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 1.2 Robot Vertical Articulated TV800 Robot chọn báo cáo robot TV800 hãng Toshiba Robot TV800 Robot tác động nhanh, linh hoạt, nhỏ gọn đáng tin cậy Đây loại Robot hoạt động với nhiều cài đặt Nó cung cấp nhiều ứng dụng, với hiệu suất sử dụng cao, đảm bảo yêu cầu chất lượng, thời gian hoàn vốn ngắn TV800 robot tác động tốc độ cao với trục sử dụng hệ thống phát vị trí tuyệt đối, với động AC mạnh mẽ trung tâm, mang lại hiệu suất cao độ tin cậy cho việc xử lý thực phẩm, chọn, đóng gói ứng dụng xử lý vật liệu tốc độ cao khác TV800 có tổng chiều dài cánh tay 800mm, tầm với tốc độ tối đa tổng hợp 8,06 mét / giây Robot có thời gian chu kỳ tối đa từ 0,4 đến 0,5 giây, độ lặp lại ± 0,02mm trọng tải tối đa kg Hình Robot TV800 thực tế TV800 thiết kế cứng thẳng, điều dẫn đến tiếng ồn làm việc thấp, thời gian bảo trì lâu Ngồi cịn thiết kế nhỏ gọn, cổ tay mỏng, hiệu suất hoạt động cao vị trí khó 1.3 Ứng dụng công nghiệp Robot TV800 ứng dụng cho dây chuyền sản xuất tự động, lĩnh vực phổ biến là: • Xếp/dỡ máy lắp ráp • Cơng nghệ gia cơng lắp ráp • Phun sơn 1.4 Thông số kĩ thuật + Số bậc tự do: + Kiểu khớp: khớp quay + Vùng khơng gian làm việc: Hình Khơng gian làm việc robot TV800 Ta có bảng thơng số kĩ thuật robot: Bảng thông số kĩ thuật robot TV800 SPECIFICATIONS Trục Vùng hoạt Tốc động độ max (o/sec) Momen quán tính cho phép J1 ±170 237 - J2 +150/−100 240 - J3 +167/−127 288 - J4 ±190 350.5 0.3kg · m J5 ±120 484 0.3kg · m J6 ±360 576 0.05kg · m Số Tải tối trục đa[kg] Sai số Tầm Khối với lượng[kg] [mm] ±0.02 892 45 CHƯƠNG ĐỘNG HỌC THUẬN VỊ TRÍ Đây bước sở cho việc thiết kế sơ robot, từ giải toán điều khiển robot theo quỹ đạo Từ ta có đủ thơng số để điều khiển robot theo quỹ đạo cho trước với lực cho trước ta thu quỹ đạo chuyển động định Dưới phần tính tốn động học cho Robot TV800 Bài toán động học thuận: Trục Giới hạn chuyển động Tốc độ ± 170° 237°/𝑠 −100°~ +150° 240°/𝑠 −127°~ +167° 288°/𝑠 ± 190° 350,5° /𝑠 ± 120° 484°/𝑠 ± 360° 576°/𝑠 2.1 Bộ thông số D-H Ta xây dựng mối quan hệ động học thông qua thông số D-H: Theo Denavit & Hartenberg, hai ông đề xuất dùng ma trận 4x4 để mô tả quan hệ khâu liên tiếp cấu không gian Trước hết, xác định thông số trục quay khớp động i+1 i : - 𝑎𝑖 độ dài đường vng góc chung trục khớp động i+1 i - α𝑖 góc chéo trục khớp động i+1 i - 𝑑𝑖 khoảng cách đo dọc trục khớp động i kể từ đường vng góc chung trục khớp động i+1 trục khớp động i tới đường vng góc chung trục khớp động i trục khớp động i-1 - θ𝑖 góc đường vng góc nói Biến khớp: - Nếu khớp động i khớp quay θ𝑖 biến khớp - Nếu khớp động i tịnh tiến 𝑑𝑖 biếnkhớp 2.2 Thiết lập hệ tọa độ Hình 3: Thiết lập hệ tọa độ cho robot Thiết lập hệ tọa độ hình Khâu 𝜽𝒊(°) � �𝒊 (𝒎 𝒎) 𝑎1 = 𝜶𝒊(°) Khớp 𝜃1 � �𝒊 (𝒎 𝒎) 𝑑1 = 116 -90 R -90 + 𝜃2 𝑑2 = 𝑎2 = 380 R θ3 𝑑3 = 𝑎3 = 100 -90 R 𝜃4 𝑑4 = 420 𝑎4 = 90 R 𝜃5 𝑑5 = 𝑎5 = -90 R 𝜃6 𝑑6 = 80 𝑎6 = 0 R Các ma trận A xác định ma trận biến đổi tọa độ tổng quát : 𝑐θi −𝑠θi𝑐αi 𝐴𝑖 = [𝑠θi 0 𝑐1 𝐴1 = [𝑠1 0 𝑐θi𝑐αi 𝑠α i 0 −𝑠1 0 𝑐1 ] −1 𝑑1 [ 0 𝑠θi𝑠αi αi𝑐θi −𝑐θi𝑠αi αi𝑠θi 𝑐 αi 𝑑i ] 𝑠2 𝐴2 = −𝑐2 0 𝑐3 −𝑠3 α3𝑐3 𝑠 𝑐3 α3𝑠 𝐴3 = [ 3 −1 0 ] 0 𝑐2 α2𝑠2 𝑠2 −α2𝑐2] 0 𝑠4 0 −𝑐4 𝑑4 ] 0 𝑐6 −𝑠6 0 0 ] 𝐴1 = [𝑠6 𝑐6 ] 0 𝑑6 0 𝑐5 −𝑠5 𝑐5 𝐴1 = [𝑠5 −1 0 0 𝑐4 𝑠 𝐴4 = [04 Từ ma trận biến đổi trục, ta xác định hàm truyền RT H robot ( ma trận chuyển đổi trục trục robot) nx ox ax n o a y y y T6   n o a z Trong đó:  0 z z 0 px  py    A A A A A A p  z  1 s1  sin 1  ; c1  cos1  s2  sin 2  ; c2  cos2 s3  sin 3  ; c3  cos3  s4  sin 4  ; c4  cos4 s5  sin 5  ; c5  cos5  s6  sin 6  ; c6  cos6  s23  sin 2  3 ; c23  cos2  3 ; c45  cos4  5  c45  cos4 5  10