Nhận dạng và điều khiển quỹ đạo chuyển động scara robot

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ NHẬN DẠNG VÀ ĐIỀU KHIỂN QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỌNG SCARA ROBOT GVHD: Th.S VÕ LÂM CHƯƠNG SVTH: QUẢNG ĐẠI MINH VƯỢNG NGUYỄN ĐÌNH THƠNG NGUYỄN QUOC ĐẠT SKL011 005 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “NHẬN DẠNG VÀ ĐIỀU KHIỂN QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG SCARA ROBOT” Sinh viên thực hiện: QUẢNG ĐẠI MINH VƯỢNG NGUYỄN ĐÌNH THƠNG NGUYỄN QUỐC ĐẠT Giảng viên hướng dẫn: Khóa: MSSV: 19146068 MSSV: 19146398 MSSV: 19146316 Th.S VÕ LÂM CHƯƠNG 2019 - 2023 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2023 Lớp: 191462C Lớp: 191462C Lớp: 191462C TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn Cơ điện tử NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Học kỳ II/ năm học 2022-2023 Giảng viên hướng dẫn: ThS Võ Lâm Chương Sinh viên thực hiện: Quảng Đại Minh Vượng MSSV: 19146068 Điện thoại: 0979087906 Nguyễn Đình Thơng MSSV: 19146398 Điện thoại: 0372372273 Nguyễn Quốc Đạt MSSV: 19146316 Điện thoại: 0333060185 Mã số đề tài: 22223DT182 Tên đề tài: Nhận dạng điều khiển quỹ đạo chuyển động Scara robot Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Mơ hình khí từ đồ án Cơ điện tử Nội dung đồ án: - Nhận dạng thông số cấu robot SCARA - Xây dựng phương pháp điều khiển chuyển động cho robot - Mơ Matlab thực thi mơ hình robot thực tế sử dụng PLC module điều khiển chuyển động Các sản phẩm dự kiến: - Mô hình Robot SCARA thực tế - Bộ điều khiển robot: Tủ điện PLC - Tập vẽ thiết kế - Báo cáo đồ án tốt nghiệp Ngày giao đồ án: 15/03/2023 Ngày nộp đồ án: 15/07/2023 Ngôn ngữ trình bày: TRƯỞNG KHOA (Ký, ghi rõ họ tên) Tiếng Anh  Tiếng Việt  Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh  Tiếng Việt  Bản báo cáo: TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên)  Được phép bảo vệ ……………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Nhận dạng điều khiển quỹ đạo chuyển động Scara Robot - GVHD: ThS Võ Lâm Chương Họ tên sinh viên: Quảng Đại Minh Vượng MSSV: 19146068 Lớp: 191462C Địa sinh viên: TP Thủ Đức, TP HCM Số điện thoại liên lạc: 0979087906 Email: 19146068@student.hcmute.edu.vn Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): /07/2023 - Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Tôi không chép từ viết công bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm.” Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2023 Ký tên ii LỜI CẢM ƠN Nhóm thực xin chân thành cảm ơn đến quý giảng viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật Khoa Cơ khí Chế tạo máy tạo điều kiện để nhóm có hội học tập nghiên cứu đề tài Đặc biệt xin cảm ơn thầy Võ Lâm Chương thầy cô Bộ môn Cơ điện tử anh chị sinh viên khoa Cơ khí Chế tạo máy tận tình hướng dẫn, giải đáp thắc mắc giúp đỡ nhóm q trình hồn thành đồ án Mặc dù cố gắng nhiều với kiến thức khả vận dụng vào tính tốn cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót báo cáo Nhóm thực mong nhận đánh giá, nhận xét lời góp ý q báu từ q thầy để hồn thiện đồ án cách tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN SCARA robot phổ biến công nghiệp, ứng dụng chủ đạo hệ thống dây chuyền tự động thực tác vụ lắp ráp linh kiện điện tử, đóng gói sản phẩm… Đặc tính robot có độ xác hoạt động mang tính ổn định cao Quỹ đạo mà SCARA thực thường quỹ đạo điểm - điểm tính đặc thù chun thực công việc liên quan đến việc di chuyển đến vị trí cố định thiết lập sẵn Tuy nhiên đề tài này, quỹ đạo SCARA robot phát triển để di chuyển theo chuyển động đa dạng Đề tài thực việc xây dựng hệ thống điều khiển quỹ đạo chuyển động robot SCARA theo quỹ đạo cho trước đồng thời đề xuất phương pháp nhận dạng thông số cho robot Robot SCARA gồm bậc tự nghiên cứu, xây dựng phương trình động học, động lực học theo phương pháp Lagrange-Euler, thiết kế quỹ đạo đường thẳng đường cung tròn ứng dụng điều khiển robot chạy theo quỹ đạo tạo thành từ hai quỹ đạo Đồng thời tiến hành tính toán quỹ đạo khớp tối ưu sử dụng chuỗi Fourier Optimization Toolbox Matlab sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu để nhận dạng thơng số robot Hệ thống điều khiển thiết kế thi công sử dụng điều khiển PLC dòng Q với module hỗ trợ tương ứng để điều khiển động AC servo kết hợp với driver Mitsubishi MR-J3 -10B Thiết kế giao diện người dùng PC, giao tiếp với PLC thơng qua phần mềm MX Component Đề tài hồn thiện phần khí cho robot thiết kế chế tạo đồ gá động cơ, đầu công tác bàn vẽ robot Hồn thiện hệ thống điều khiển vị trí đảm bảo độ xác, điều khiển robot chạy bám theo quỹ đạo đường thẳng, đường cung tròn đường tạo từ hai thành phần Đồng thời chứng minh phương pháp bình phương cực tiểu phù hợp để nhận dạng thơng số Nhóm sinh viên thực iv ABSTRACT PARAMETER IDENTIFICATION AND CONTROL OF SCARA ROBOT'S MOTION TRAJECTORY SCARA, which stands for Selective Compliance Assembly Robot Arm, is a popular type of robot widely used in the industry It is primarily applied in automated assembly lines to perform tasks such as assembling electronic components and packaging products The characteristic features of SCARA robots are their high precision and stable operation They typically follow point-to-point trajectories because they are specialized in tasks that involve moving to predefined fixed positions However, in this project, the trajectory of the SCARA robot will be developed to allow for more diverse movements The project aims to build a control system for the SCARA robot's motion trajectory along predefined paths and propose a method to identify parameters for the robot The SCARA robot being studied has four degrees of freedom The project involves deriving kinematic and dynamic equations using the Lagrange-Euler method, designing straight-line and circular trajectories, and controlling the robot to follow trajectories formed from these basic paths Additionally, trajectory optimization is performed using the Fourier series and Optimization Toolbox in Matlab, and a least squares method is used to identify the robot's parameters The control system is designed and implemented using a Q-series PLC (Programmable Logic Controller) with corresponding support modules to control AC servo motors in conjunction with the Mitsubishi MR-J3-10B driver The user interface is designed on a PC, communicating with the PLC through MX Component software The mechanical part of the project involves completing the design of the robot, including motor brackets, end effectors, and the drawing table The position control system is perfected to ensure accuracy, and the robot is controlled to precisely follow straight-line, circular, and other paths created from these two basic trajectories Additionally, the project demonstrates the suitability of the least squares method for parameter identification v MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CAM KẾT ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN iv MỤC LỤC vi DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiii CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 1.2 1.3 1.4 1.4.1 1.4.2 1.5 1.5.1 Tính cấp thiết đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cơ sở phương pháp luận 1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể 1.6 Kết cấu đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Giới thiệu 2.1.1 2.1.2 2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 Robot công nghiệp Robot SCARA ứng dụng Đặc tính hệ thống Kết cấu hệ thống Cơ cấu truyền động Thông số hệ dẫn động 2.3.3 Các thiết bị khác 10 2.4 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài 10 2.4.1 Các nghiên cứu nước 10 2.4.2 Các nghiên cứu nước 14 2.4.3 Các tồn hệ thống 14 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 15 3.1 Các kiến thức liên quan robot 15 3.1.1 Bậc tự robot 15 3.1.2 Hệ tọa độ 15 vi 3.1.3 Không gian công tác 15 3.2 Động học 16 3.3 3.3.1 Động lực học 17 Giới thiệu 17 3.3.2 Phương trình Lagrange -Euler 17 3.4 3.5 Chuỗi Fourier 20 Phương pháp Least Squares 21 CHƯƠNG BÀI TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 22 4.1 Động học robot 22 4.1.1 Động học thuận 22 4.1.2 Động học nghịch 24 4.2 4.2.1 4.2.2 Động lực học robot 26 Xác định thông số động học 26 Jacobian vận tốc đầu công tác 28 4.2.3 Phương trình Lagrange - Euler 30 CHƯƠNG NHẬN DẠNG VÀ QUY HOẠCH QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG ROBOT 33 5.1 Yêu cầu đề tài 33 5.2 Phương hướng giải pháp thực 33 5.2.1 Phương án 33 5.2.2 Phương án 33 5.3 5.4 Lựa chọn phương án 34 Trình tự cơng việc tiến hành 34 5.5 5.5.1 5.5.2 5.5.3 5.5.4 5.5.5 5.6 Nhận dạng thông số robot 35 Giới thiệu 35 Quỹ đạo khớp tối ưu 36 Mơ hình nhận dạng thông số 38 Bộ dự báo hồi quy tuyến tính 39 Phương pháp Least Squares 40 Quy hoạch quỹ đạo chuyển động robot 41 5.6.1 Quy hoạch quỹ đạo theo đường thẳng 41 5.6.2 Thiết kế quỹ đạo theo đường cung tròn 42 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ROBOT 46 6.1 Sơ đồ hệ thống điều khiển 46 6.2 Các thiết bị sử dụng hệ thống 48 6.2.1 Động AC Servo 48 6.2.2 Driver Servo hệ thống mạng SSCNET III 49 6.2.3 Bộ điều khiển lập trình PLC Mitsubishi Q series 50 vii 6.2.4 Các module hỗ trợ 50 6.3 Hệ thống trạm PLC 53 6.3.1 6.4 Các thiết bị liên quan 53 Cài đặt thông số cho module QD75MH4 54 6.4.1 Cài đặt tham số cho điều khiển Servo 54 6.4.2 6.4.3 Cài đặt tham số truyền động điện tử (Electronic gear) 54 Giới hạn tốc độ (Speed limit value) 57 6.4.4 6.5 Các tham số khác 58 Lưu đồ điều khiển 59 6.6 Thiết kế giao diện người dùng 59 6.6.1 Cấu hình giao thức kết nối PLC Visual Studio 59 6.6.2 6.6.3 6.6.4 Kết nối SQL Server với Visual Studio 61 Giao diện ứng dụng điều khiển robot SCARA 62 Màn hình 62 6.6.5 Màn hình chế độ JOG 63 6.6.6 Màn hình chế độ tự động 64 6.6.7 Màn hình quản lý người dùng 66 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM – ĐÁNH GIÁ 68 7.1 Chạy thực nghiệm quỹ đạo 68 7.1.1 Quỹ đạo đường thẳng 68 7.1.2 7.1.3 Quỹ đạo cung tròn 71 Quỹ đạo kết hợp 75 7.2 Nhận xét – đánh giá kết 78 7.2.1 Kết đạt 78 7.2.2 Nhận xét 78 KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHỤ LỤC I viii Hình Đồ thị góc quay khớp khớp thực tế mơ Hình Đồ thị vận tốc khớp khớp thực tế mơ Từ hình 7.2 ta thấy đồ thị góc quay khớp vào khớp tính tốn chạy thực nghiệm có sai lệch đảm bảo robot chạy xác với quỹ đạo mong muốn (hình 7.1) Tương tự đồ thị hình 7.3 cho thấy vận tốc đáp ứng robot q trình chạy thực tế tính tốn tương đồng, cịn có sai số nhiên robot đảm bảo hoạt động trơn tru (vận tốc đáp ứng giảm dần tượng dừng đột ngột) 69 Bảng Sai số vị trí quỹ đạo đường thẳng Thời gian 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Mô PX (m) PY (m) 0.4 -0.2 0.397754 -0.2 0.391406 -0.2 0.381543 -0.2 0.36875 -0.2 0.353613 -0.2 0.336719 -0.2 0.318652 -0.2 0.3 -0.2 0.281348 -0.2 0.263281 -0.2 0.246387 -0.2 0.23125 -0.2 0.218457 -0.2 0.208594 -0.2 0.202246 -0.2 0.2 -0.2 Thực nghiệm PX (m) PY (m) 0.399499 -0.1997542 0.396865 -0.1997465 0.389905 -0.1998513 0.380382 -0.1998472 0.366659 -0.1997719 0.350648 -0.1998612 0.331344 -0.200162 0.310512 -0.2002447 0.300722 -0.199883 0.287361 -0.2000979 0.263851 -0.2000713 0.243698 -0.2003281 0.233641 -0.2000103 0.215649 -0.2001447 0.208654 -0.2000711 0.202791 -0.2001267 0.199992 -0.2000105 Độ sai lệch trung bình Sai lệch PX (%) PY (%) 0.13% 0.12% 0.22% 0.13% 0.38% 0.07% 0.30% 0.08% 0.57% 0.11% 0.84% 0.07% 1.60% 0.08% 2.55% 0.12% 0.24% 0.06% 2.14% 0.05% 0.22% 0.04% 1.09% 0.16% 1.03% 0.01% 1.29% 0.07% 0.03% 0.04% 0.27% 0.06% 0.00% 0.01% 0.76% 0.08% Hình Đồ thị vận tốc dài khâu công tác robot quỹ đạo đường thẳng Hình 7.4 thể đáp ứng vận tốc dài tính tốn mơ tương đồng, thấy giá trị đầu giá trị cuối vận tốc theo trục x thực tế gần đảm bảo robot hoạt động trơn tru 70 7.1.2 Quỹ đạo cung tròn Quy hoạch quỹ đạo cung tròn từ điểm: A (0.2; -0.1), B (0.3, -0.1414), C (0.4; -0.1) khoảng thời gian từ đến 2(s) ❖ Xác định tâm I bán kính R Ta có hệ phương trình: 2 2  IA2 = IB  IA = IB ( xA − xI ) + ( y A − yI ) = ( xB − xI ) + ( yB − yI )    2 2  IA = IC  IA = IC ( xA − xI ) + ( y A − yI ) = ( xC − xI ) + ( yC − yI ) (0.2 − xI ) + (−0.1 − yI ) = (0.3 − xI ) + (−0.1414 − y1 )  2 2 (0.2 − xI ) + (−0.1 − yI ) = (0.4 − xI ) + (−0.1 − y1 ) 0.04 − 0.4 xI + xI + 0.01 + 0.2 yI + y12 = 0.09 − 0.6 xI + x + 0.02 + 0.4 yI + y12  2 2 0.04 − 0.4 xI + xI + 0.01 + 0.2 yI + y1 = 0.16 − 0.8 x1 + xI + 0.01 + 0.2 y1 + y1 0.2 xI − 0.2 yI = 0.06  x = 0.3   I 0.4 xI = 0.12  yI = (7.5) Với tâm I (0.3;0) ta tính bán kính R R = IA = ( x A − xI ) + ( y A − yI ) = (0.2 − 0.3) + (−0.1 − 0) = 10 (7.6) Tính tốn giá trị góc quay điểm A (  )và điểm C (  f ): Góc quay điểm A xIA = x A − xI = 0.2 − 0.3 = −0.1 (7.7) yIA = y A − y I = −0.1 − = −0.1 tan 0 = yIA xIA = y   −0.1 =  0 = arctan  IA  = + k ,(k  Z ) x  −0.1  IA  Với xIA  0, yIA   Điểm A thuộc góc phần tư thứ III 3  3 5    0     + k   k = , 0 = yIC xIC = (7.9) Góc quay điểm C xIC = xC − xI = 0.4 − 0.3 = 0.1 yIC = yC − yI = −0.1 − = −0.1 tan  f = (7.8) (7.10)  y  − −0.1 = −1   f = arctan  IA  = + k ,(k  Z ) x  0.1  IA  (7.11) Với xIC  0, yIC   Điểm C thuộc góc phần tư thứ IV  3 3 − 7   f  2   + k  2  k = 2, f = 2 4 Giả sử quy luật chuyển động robots hàm bậc với s = s(t ) , ta có: 71 (7.12) (7.13) s (t ) = as + as1t + as 2t + as 3t = R (t ) as as1 a a + t + s t + s t = a0 + a1t + a2t + a3t R R R R Với điều kiện biên:   (t ) = 5    (t0 ) =  =    (t0 ) = 0 =   (t f ) =  f = 7    (t ) =  = f f  (7.14) Giải hệ phương trình tính hệ số a0 , a1 , a2 , a3 : 5  a0 =  a =   0   a1 = a1 =      3( f −  )  a =   2 tf   a2 = 22 = 0.375   −2( f −  )  a3 =  −2 t  f  a3 = 23 = −0.125 5   (t ) = + 0.375 t − 0.125 t   5  sin  + 0.375 t − 0.125 t   x = xI + R sin( (t )) = 0.3 + 10      y = y + R cos( (t )) = cos  5 + 0.375 t − 0.125 t  I    10    Hình Quỹ đạo cung trịn thực tế mơ 72 (7.15) (7.16) Hình Đồ thị góc quay khớp khớp thực tế mô Hình 7 Đồ thị vận tốc khớp khớp thực tế mơ Từ hình 7.6 hình 7.7 ta nhận thấy đáp ứng góc quay vận tốc khớp khớp xác Thực nghiệm cho thấy robot khơng có tượng bị ngắt qng, hay dừng đột ngột cho quỹ đạo xác (hình 7.5) 73 Bảng Sai số vị trí quỹ đạo cung tròn Thời gian 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Mô PX (m) PY (m) 0.2 -0.1 0.2018 -0.1017 0.207 -0.1065 0.2155 -0.1134 0.2273 -0.1213 0.2422 -0.1291 0.2598 -0.1356 0.2794 -0.1399 0.3 -0.1414 0.3206 -0.1399 0.3402 -0.1356 0.3578 -0.1291 0.3727 -0.1213 0.3845 -0.1134 0.393 -0.1065 0.3982 -0.1017 0.4 -0.1 Thực nghiệm PX (m) PY (m) 0.2 -0.1 0.2 -0.1 0.2 -0.1 0.2 -0.0999 0.2009 -0.1007 0.2042 -0.1039 0.2094 -0.1082 0.2182 -0.1145 0.234 -0.1233 0.2478 -0.1288 0.2752 -0.1358 0.3073 -0.1371 0.3411 -0.1314 0.3697 -0.1192 0.3883 -0.1084 0.398 -0.1008 0.4 -0.1 Độ sai lệch trung bình Sai lệch PX (%) PY (%) 0.00% 0.00% 0.89% 1.67% 3.38% 6.10% 7.19% 11.90% 11.61% 16.98% 15.69% 19.52% 19.40% 20.21% 21.90% 18.16% 22.00% 12.80% 22.71% 7.93% 19.11% 0.15% 14.11% 6.20% 8.48% 8.33% 3.85% 5.11% 1.20% 1.78% 0.05% 0.88% 0.00% 0.00% 10.09% 8.10% Hình Đồ thị vận tốc dài khâu công tác robot quỹ đạo cung tròn Đồ thị 7.8 cho thấy vận tốc dài tính tốn mơ có độ sai lệch nhỏ, sai lệch xảy sai lệch giá trị góc quay gia tốc đáp ứng q trình chạy robot cịn sai số 74 7.1.3 Quỹ đạo kết hợp ❖ Vẽ quỹ đạo UTE Các bước chương trình thực - Chia quỹ đạo thành đoạn thẳng đường cung tròn nhỏ nhập vào giao diện điều khiển - Chương trình thực quy hoạch quỹ đạo Xuất liệu khớp vận tốc nạp vào PLC để điều khiển robot chạy Hình Tọa độ điểm biểu diễn quỹ đạo UTE Hình 10 Quỹ đạo UTE 75 Hình 11 Đồ thị góc quay vận tốc khớp khớp quỹ đạo UTE Quỹ đạo “UTE” xây dựng từ quỹ đạo đường thẳng kết hợp quỹ đạo cung tròn Để thực nhấc đặt bút quỹ đạo rời rạc, nhóm thiết kế checkbox Enpoint bảng nhập giá trị tọa độ điểm để người dùng tích chọn, tín hiệu gửi xuống PLC để thực thi điều khiển trục di chuyển lên xuống, tương tự để gửi tín hiệu kết thúc nội suy người dùng tích chọn vào checkbox Complete Từ đồ thị hình 7.11 vận tốc góc khớp 1,2 thấy vận tốc tăng dần giảm quỹ đạo giúp robot hoạt động mượt mà giao điểm quỹ đạo nối tiếp ❖ Vẽ quỹ đạo Bơng Hoa Hình 12 Tọa độ điểm biểu diễn quỹ đạo bơng hoa 76 Hình 13 Quỹ đạo bơng hoa Hình 14 Đồ thị góc quay vận tốc khớp khớp quỹ đạo bơng hoa Hình 15 Đồ thị vận tốc dài khâu công tác robot quỹ đạo hoa 77 Từ đồ thị 7.14 7.15 cho thấy giá trị góc khớp chạy quỹ đạo bơng hoa đề (hình 13), nhiên đáp ứng vận tốc khớp vận tốc dài khâu cơng tác chưa tối ưu cịn có tượng gây tượng ngắt quãng chạy thực nghiệm quỹ đạo cấu thành từ nhiều quỹ đạo cung tròn thành phần 7.2 Nhận xét – đánh giá kết 7.2.1 Kết đạt Sau trình chạy thực nghiệm robot theo quỹ đạo khác nhau, thấy: - Robot hoạt động với quỹ đạo quy hoạch Thuật toán quy hoạch quỹ đạo robot có tính linh hoạt cao - Tại điểm khớp đổi chiều quay vị trí hồn thành quỹ đạo vận tốc giảm gần giúp robot hoạt động trơn tru 7.2.2 Nhận xét Hầu hết quỹ đạo cấu thành từ hai đường đường thẳng đường cung tròn điều giúp robot linh hoạt việc di chuyển bám theo nhiều hình có biên dạng khác Dựa vào đồ thị ta thấy, robot hoạt động vận tốc cao mà đảm bảo độ xác 78 KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ Kết luận Sau q trình thực đồ án, nhóm hoàn thành nhiệm vụ sau: - Thiết kế thi công tủ điện điều khiển robot SCARA - Thiết kế, chế tạo đồ gá động cơ, đầu công tác bàn vẽ - Hoàn thành vẽ khí, sơ đồ đấu nối thiết bị điện Tính tốn động học động lực học robot - Thực mô kiểm chứng động học robot phần mềm Matlab Quy hoạch quỹ đạo chuyển động kiểm tra chạy robot thực tế - Thiết kế giao diện điều khiển cho robot phần mềm PC với chế độ Return Home, Jogging (chạy trục), chạy bám quỹ đạo Single Line MultiLine Đề nghị Hướng phát triển đề tài tương lai: - Lắp đặt camera để thực xác định vị trí phục vụ cho việc thiết lập thông số ban đầu - hiệu chỉnh robot xác Nghiên cứu, áp dụng thuật tốn điều khiển thơng minh, thuật tốn chỉnh định thông số động lực học robot 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Phạm Đình Bá, Nguyễn Đình Khiêm, Mai Hùng Tuấn, SỬ DỤNG THUẬT TỐN TỐI ƯU HÓA BẦY ĐÀN PSO ĐỂ TỐI ƯU HÓA CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN PID SỬ DỤNG CHO ROBOT DÂY SONG SONG, pp 36-40, Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng Hải, số 66, 2021 [2] Nguyễn Trường Thịnh, KỸ THUẬT ROBOT, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, TP.HCM 2014 Tiếng Anh [3] D Kostic, Bram de Jager, M Steinbuch, R Hensen, Modeling and identification for high-performance robot control: an RRR-robotic arm case study, pp 904 – 919, Volume: 12, Issue: 6, IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2004 [4] Jidong Jia, Minglu Zhang, et al, Dynamic Parameter Identification for a Manipulator with Joint Torque Sensors Based on an Improved Experimental Design, pp 2248 Volume 19, Issue: 10, Sensors and Robot Control, 2019 [5] John J Craig, Introduction to Robotics Mechanics and Control, Pearson Education, ,United States of America, 2005 [6] J Swevers, C Ganseman, J De Schutter, H Van Brussel, EXPERIMENTAL ROBOT IDENTIFICATION USING OPTIMISED PERIODIC TRAJECTORIES, pp 561577, Volume 10, Issue 5, Mechanical Systems and Signal Processing, September 1996 [7] Saeed Benjamin Niku, Introduction to Robotics: Analysis, Control, Applications, 2nd Edition, Pearson Education, United States of America, August 2010 [8] T Umeno; T Kaneko; Y Hori, Robust servosystem design with two degrees of freedom and its application to novel motion control of robot manipulators, pp 473485, Volume 40, Issue: 5, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 1993 [9] Xijie Guo, Lei Zhang and Kai Han, Dynamic parameter identification of robot manipulators based on the optimal excitation trajectory, pp pp 2145-2150, 2018 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA), 2018 Nguồn khác [10] Delta's Automated Inspection Solutions Ensure Notebook Cooling Fan Quality and Increase Reliability, link https://www.adeltaww.com/en-US/news/12947, 7/2023 [11] Mitsubishi Electric, MR-J3_B Servo Amplifier Instruction manual, link MR-J3-_B SERVO AMPLIFIER INSTRUCTION MANUAL (mitsubishielectric.com), 2014 [12] Mitsubishi Electric, MELSEC-Q QD75MH Positioning Module User's Manual (Details) Mitsubishi Electric Factory Automation, link https://dl.mitsubishielectric.com/dl/fa/document/manual/ssc/ib0300117/ib0300117b pdf, 7/2023 80 [13] Mitsubishi Electric, Catalogue HF-KP13 AC servo, link MELSERVO-J3 (mitsubishielectric.com), 7/2023 [14] Mitsubishi Electric, Q00UCPU - Mitsubishi Electric Factory Automation – EMEA, link Q00UCPU - Mitsubishi Electric Factory Automation - EMEA, 7/2023 [15] Mitsubishi Electric, QX42 - Mitsubishi Electric Factory Automation - EMEA, link QX42 - Mitsubishi Electric Factory Automation - EMEA, 7/2023 [16] Mitsubishi Electric, QY42P - Mitsubishi Electric Factory Automation – EMEA, link QY42P - Mitsubishi Electric Factory Automation - EMEA, 7/2023 [17] Mitsubishi Electric, QJ71E71-100 - Mitsubishi Electric Factory Automation, link QJ71E71-100 - Mitsubishi Electric Factory Automation - EMEA, 7/2023 [18] Mitsubishi Electric, I/O Module Type Building Block User's Manual, link I/O Module Type Building Block User's Manual (mitsubishielectric.com), 7/2023 [19] How to Know When A SCARA Robot is the Right Choice for Your Application, link How to Know When A SCARA Robot is the Right Choice for Your Application How to Know When A SCARA Robot is the Right Choice for Your Application (fanucamerica.com), 7/2023 [20] Khám phá Nhà máy ô tô VinFast đại hàng đầu Đông Nam Á, link Khám phá Nhà máy ô tô VinFast đại hàng đầu Đơng Nam Á - Cộng đồng VinFast Tồn cầu, 7/2023 [21] Robot definitions at ISO - International Federation of Robotics, link International Federation of Robotics (ifr.org), 7/2023 [22] Thegioiic, CW4L2-20A-R Bộ Lọc Nguồn Pha 20A 115/250V, link CW4L2-20AR Bộ Lọc Nguồn Pha 20A 115/250V, Nguồn lọc 115/250 VAC 50/60Hz, 20A (thegioiic.com), 7/2023 81 PHỤ LỤC I S K L 0