BÀI tập lớn ROBOT CÔNG NGHIỆP tìm HIỂU về cấu tạo của ROBOT MITSUBISHI RV 4f

TÌM HIỂU VỀ CẤU TẠO CỦA ROBOT mitsubishi rv-4f

Kết cấu cơ khí

* Robot mistubishi RV-4F có cấu tạo gồm: phần thân robot( trunk), phần vai(shoulder), cánh tay trên(upper arm), cẳng tay robot(forearm) và cổ tay robot (wrist).

Robot mistubishi RV-4F thuộc loại robot công nghiệp có tới 6 bậc tự do

3 bậc chuyển động cơ bản – định vị các vị trí cơ bản

3 bậc chuyển động bổ sung – đinh hướng chuyển động

SVTH: PHẠM NGUYỄN HOÀNG KỲ

LÊ CÔNG THẾ TÔN LONG TRÌNH

Phần thân của robot xoay quanh một trục cố định, với cấu tạo gồm hai bánh răng: một bánh gắn cố định tại tâm quay và một bánh gắn trên động cơ AC servo Động cơ servo được lắp chắc chắn trên thân robot; khi nhận tín hiệu điều khiển, động cơ quay sẽ làm cho toàn bộ thân robot xoay quanh trục cố định.

Phần vai của robot được kết nối với thân thông qua một khớp bản lề, cho phép robot thực hiện các chuyển động xoay lên xuống một cách linh hoạt, mặc dù có giới hạn ở một số góc độ nhất định.

 Cánh tay trên của robot:

Phần vai cánh tay trên của robot được kết nối với thân qua khớp bản lề, cho phép robot thực hiện chuyển động xoay lên xuống Tuy nhiên, chuyển động này bị giới hạn trong những góc độ nhất định.

Bộ phận tăng tầm với của robot kết nối cổ tay với cánh tay trên, cho phép điều chỉnh chiều dài của cẳng tay Một số loại robot sử dụng hệ thống xy lanh thủy lực để điều chỉnh cẳng tay một cách linh hoạt, giúp nâng cao khả năng hoạt động và hiệu suất của robot.

 Cuối cùng là cổ tay của robot:

Cổ tay robot là một bộ phận quan trọng trong robot công nghiệp, cho phép gắn các loại kẹp và thiết bị chuyên dụng cho từng công việc cụ thể Chẳng hạn, tay kẹp thủy lực được sử dụng để bóc xếp hàng hóa trong dây chuyền sản xuất, trong khi các đầu hàn giúp thực hiện mối hàn chất lượng tại những vị trí khó khăn Ngoài ra, đầu phun sơn trong nhà máy ô tô giúp giảm nguy cơ sức khỏe cho người lao động, và các đầu cắt có thể được gắn vào cổ tay để lập trình robot gia công các chi tiết như máy CNC đa trục.

Các khớp chuyển động của robot được trang bị động cơ servo và mạch điều khiển servo driver Mạch điều khiển này không chỉ đóng vai trò là bộ điều khiển mà còn hoạt động như một biến tần, tương tự như hộp số điện tử.

Robot Mitsubishi RV-4 là một trong những sản phẩm nổi bật trong lĩnh vực robot công nghiệp Để hiểu rõ cấu tạo của robot này, cần chú trọng vào các thành phần chính và cách chúng tương tác với nhau Việc giảm thiểu độ nhiễu là yếu tố quan trọng, giúp robot hoạt động ổn định và hiệu quả Sự kết hợp hoàn hảo giữa các bộ phận sẽ đảm bảo rằng robot có thể thực hiện các nhiệm vụ một cách chính xác và linh hoạt trong môi trường công nghiệp.

Hệ thống truyền động

Robot Mitsubishi RV-4F được trang bị hệ thống truyền động với các động cơ servo có mômen và công suất lớn tại các khớp nối Loại robot công nghiệp này sử dụng hệ thống truyền động AC servo, mang lại hiệu suất cao và độ chính xác trong quá trình hoạt động.

Nhiệm vụ chính của hệ thống là nhận thông tin từ bộ điều khiển trung tâm, chuyển đổi thành tín hiệu để điều chỉnh chính xác số vòng quay của động cơ, đồng thời thu thập tín hiệu từ các cảm biến trên động cơ và truyền tải đến bộ xử lý trung tâm.

Bài viết này cung cấp cái nhìn tổng quan về cấu tạo của robot Mitsubishi RV-4F, một thiết bị quan trọng trong ngành công nghiệp Robot này được trang bị động cơ servo, cho phép nó hoạt động với độ chính xác cao và hiệu suất tối ưu Cấu trúc của robot bao gồm nhiều bộ phận chính, mỗi bộ phận đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện các tác vụ tự động hóa Việc hiểu rõ về cấu tạo của robot Mitsubishi RV-4F sẽ giúp các kỹ sư và nhà quản lý sản xuất tối ưu hóa quy trình làm việc và nâng cao năng suất.

Động cơ servo là loại động cơ bước được cải tiến với công nghệ tiên tiến, mang lại độ ổn định cao, chính xác và mômen lớn, phù hợp với các yêu cầu thực tế Thường được trang bị hộp giảm tốc để tăng mômen xoắn và khả năng di chuyển của các cơ cấu, động cơ servo thường sử dụng hộp số giảm tốc bánh răng hành tinh, hộp giảm tốc Harmonic và hộp giảm tốc trục vít bánh vít Đối với robot Mitsubishi RV-4F, động cơ AC servo Mitsubishi MR-J2 với công suất từ 0,05-400W được tích hợp driver điều khiển, cho phép cài đặt tốc độ và số vòng quay Mỗi motor servo còn được trang bị phanh điện để dừng ở các vị trí đã thiết lập.

Bên trong hộp giảm tốc bánh răng hành tinh

Bài tập lớn về robot công nghiệp giúp hiểu rõ cấu tạo của robot Mitsubishi RV-4 Robot Mitsubishi RV-4 được thiết kế với tính năng linh hoạt, cho phép thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau trong sản xuất Cấu trúc của robot này bao gồm các khớp nối và động cơ, giúp tăng cường khả năng hoạt động và độ chính xác Việc nắm vững cấu tạo của robot không chỉ giúp cải thiện hiệu suất làm việc mà còn nâng cao khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau.

Cấu tạo hộp giảm tốc harmonic

Phanh điện hoạt động dựa trên nguyên lý nam châm điện, khi có dòng điện đi qua, nam châm sẽ hút thanh sắt, làm ép lò xo xuống Quá trình này tạo ra khoảng cách giữa đĩa phanh và trục, cho phép trục có thể quay tự do.

Bài tập lớn Robot Công Nghiệp giúp hiểu về cấu tạo của Robot Mitsubishi RV-4 Robot Mitsubishi RV-4 là một thiết bị tự động hóa tiên tiến, được thiết kế để thực hiện nhiều nhiệm vụ trong sản xuất Cấu tạo của Robot này bao gồm các bộ phận chính như khung, động cơ, và hệ thống điều khiển, cho phép nó hoạt động hiệu quả và chính xác Việc nắm vững cấu tạo của Robot Mitsubishi RV-4 không chỉ giúp nâng cao hiệu suất làm việc mà còn tối ưu hóa quy trình sản xuất trong công nghiệp.

Khi không có dòng điện đi qua thì lò xo sẽ đẩy thanh sắt gắn má phanh và kẹp chặt đĩa phanh vào 2 má phanh động cơ sẽ dùng.

Tín hiệu dòng điện điều khiển nam châm điện trong phanh điện được phát ra từ driver điều khiển của động cơ, do người dùng lập trình để điều khiển.

Hệ thống điều khiển

Để điều khiển chuyển động của robot, mỗi khâu được trang bị động cơ servo có driver, giúp nhận và truyền tín hiệu từ bộ điều khiển trung tâm đến động cơ Đồng thời, driver cũng nhận tín hiệu từ cảm biến của động cơ và gửi dữ liệu trở lại bộ xử lý trung tâm.

Bộ điều khiển trung tâm của robot, hay còn gọi là PLC, đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển chuyển động của robot đến các vị trí nhất định Người sử dụng lập trình PLC để thiết lập các chu trình chuyển động, cho phép robot hoạt động tuần tự hoặc theo chu kỳ PLC được xem như bộ não của robot công nghiệp, phát tín hiệu đến các driver, từ đó xử lý và truyền đạt đến động cơ để thực hiện các yêu cầu lập trình Trong quá trình này, người dùng có thể lập trình các bộ cảm biến để thu thập thông tin và gửi về PLC, giúp xác định các giá trị tọa độ khảo sát chính xác.

Bài tập lớn Robot Công Nghiệp giúp hiểu về cấu tạo của Robot Mitsubishi RV-4 Robot Mitsubishi RV-4 là một trong những sản phẩm tiên tiến trong lĩnh vực tự động hóa, được thiết kế để nâng cao hiệu suất sản xuất Cấu tạo của Robot này bao gồm các thành phần chính như khung, động cơ, cảm biến và hệ thống điều khiển, giúp thực hiện các nhiệm vụ phức tạp một cách chính xác và hiệu quả Việc nắm vững cấu tạo của Robot Mitsubishi RV-4 không chỉ hỗ trợ trong việc vận hành mà còn giúp tối ưu hóa quy trình làm việc trong các nhà máy hiện đại.

Mô hình điều khiển một số hệ thống:

Sơ đồ đấu nối động cơ Servo- Driver-PLC

Một PLC công nghiệp lớn có khả năng điều khiển nhiều động cơ servo cùng lúc thông qua nhiều ngõ ra Trong ngành công nghiệp hiện đại, việc kết nối nhiều PLC thành hệ thống mạng truyền thông công nghiệp giúp tự động hóa hoàn toàn quy trình sản xuất, nơi robot có thể thay thế con người trong các công việc liên tục và độc hại.

Bài viết này tìm hiểu về cấu tạo của robot Mitsubishi RV-4F, một trong những mẫu robot công nghiệp tiên tiến Robot Mitsubishi RV-4F được thiết kế với độ chính xác cao và khả năng linh hoạt, phù hợp cho nhiều ứng dụng trong sản xuất Cấu tạo của robot bao gồm các khớp động, cảm biến và bộ điều khiển, giúp nó thực hiện các nhiệm vụ phức tạp một cách hiệu quả Việc nắm rõ cấu tạo của robot này sẽ giúp các doanh nghiệp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu suất làm việc.

Hệ thống cảm biến

Robot Mitsubishi RV-4FRL và hầu hết các loại robot công nghiệp khác được trang bị nhiều loại cảm biến, đáp ứng nhu cầu sử dụng đa dạng và cụ thể của người dùng.

Các loại cảm biến thiết yếu trên robot công nghiệp bao gồm encoder, cảm biến tiệm cận và một số cảm biến chuyên dụng tùy theo nhu cầu sử dụng.

Encoder là thiết bị dùng để mã hóa số vòng quay và truyền dữ liệu đến driver Tại đây, driver sẽ xử lý và xác định vị trí tương đối của từng vòng quay.

Cảm biến tiệm cận là thiết bị quan trọng trong robot công nghiệp, giúp xác định khoảng cách giữa các vật Chúng thường được sử dụng để xác định các vị trí gốc cũng như các vị trí tối đa và tối thiểu, đảm bảo hoạt động chính xác và hiệu quả trong quá trình sản xuất.

Một số loại cảm biến khác thường gặp: Đầu dò độ nhám bề mặt cảm biến áp suất

Bài tập lớn về robot công nghiệp giúp hiểu rõ về cấu tạo của robot Mitsubishi RV-4 Robot này được thiết kế để thực hiện nhiều nhiệm vụ trong sản xuất, với khả năng hoạt động linh hoạt và chính xác Cấu trúc của robot bao gồm các khớp nối linh hoạt, bộ điều khiển thông minh và cảm biến tiên tiến, tạo điều kiện cho việc tự động hóa quy trình sản xuất hiệu quả Việc nắm vững cấu tạo và chức năng của robot Mitsubishi RV-4 là rất quan trọng để tối ưu hóa ứng dụng trong ngành công nghiệp.

XÁC ĐỊNH SỐ BẬC TỰ DO CỦA ROBOT

Robot mistubishi RV-4FRL thuộc loại robot công nghiệp có tới 6 bậc tự do

3 bậc chuyển động cơ bản – định vị các vị trí cơ bản

3 bậc chuyển động bổ sung – đinh hướng chuyển động

BÀI TOÁN ĐỘNG HỌC THUẬN ROBOT

Bộ thông số DH

Theo Denavit & Hartenberg, mối quan hệ động học giữa hai khâu liên tiếp trong cơ cấu không gian được mô tả bằng ma trận thuần nhất 4x4 Việc sử dụng bộ thông số DH giúp xây dựng và phân tích mối quan hệ này một cách hiệu quả.

Trước hết, xác định bộ thông số cơ bản giữa 2 trục quay của 2 khớp động i+1 và i:

- ai là độ dài đường vuông góc chung giữa 2 trục khớp động i+1 và i,

- i là góc chéo giữa 2 trục khớp động i+1 và i,

Khoảng cách đo dọc trục khớp động i được xác định từ đường vuông góc chung giữa trục khớp động i+1 và trục khớp động i, cho đến đường vuông góc chung giữa trục khớp động i và trục khớp động i-1.

- θi là góc giữa 2 đường vuông góc nói trên.

Bài tập lớn Robot Công Nghiệp giúp hiểu về cấu tạo của Robot Mitsubishi RV-4 Robot Mitsubishi RV-4 là một thiết bị tự động hóa tiên tiến, được thiết kế để thực hiện nhiều nhiệm vụ trong sản xuất Cấu trúc của robot này bao gồm các khớp xoay linh hoạt, cho phép di chuyển chính xác trong không gian ba chiều Ngoài ra, hệ thống điều khiển thông minh giúp tối ưu hóa hiệu suất làm việc Việc nắm vững cấu tạo của Robot Mitsubishi RV-4 không chỉ nâng cao kiến thức về công nghệ tự động hóa mà còn mở ra cơ hội ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Mô hình biến đổi

Dựa trên việc xây dựng các hệ tọa độ với hai khâu động liên tiếp, chúng ta có thể thiết lập mối quan hệ giữa hai hệ tọa độ này thông qua bốn bước cụ thể.

1 - Quay quanh trục zi-1 một góc θi

2 - Tịnh tiến dọc trục zi-1 một đoạn di

3 - Tịnh tiến dọc trục xi-1 (đã trùng với xi) một đoạn ai

4 - Quay quanh trục xi một góc αi.

Bốn bước này được biểu diễn bằng tích các ma trận thuần nhất sau:

Ai = R(z,θi).Tp(0,0,di).Tp(ai,0,0).R(x,αi) (2.1) Sau khi thực hiện các phép nhân các ma trận đơn giản (quay, tịnh tiến), ta có:

Thay các giá trị trong bảng DH vào công thức Ai ta tính được các ma trận Ai như sau

Ma trận Ti được xác định là tích của các ma trận Ai, thể hiện vị trí và hướng của hệ tọa độ gắn liền với khâu thứ i so với hệ tọa độ cố định Cụ thể, Ti = A1A2…Ai, với i chạy từ 1 đến n Khi i = n, tức là khi n là chỉ số của hệ tọa độ gắn liền với điểm tác động cuối (End-Effector), ta có thể áp dụng công thức này để mô tả chính xác vị trí và hướng của điểm tác động trong không gian.

Tn = A1A2…An cũng chính là ma trận trạng thái cuối TE: TE = Tn

Vị trí và hướng của khâu chấp hành cuối được cho bởi ma trận:

-Nhân 3 ma trận đầu với nhau ta được

Nhân 3 ma trận còn lại ta được

Bài tập lớn về robot công nghiệp giúp hiểu rõ cấu tạo của robot Mitsubishi RV-4 Robot Mitsubishi RV-4 là một trong những thiết bị hiện đại, được thiết kế với nhiều tính năng ưu việt Cấu tạo của robot này bao gồm các bộ phận chính như khung, động cơ, cảm biến và bộ điều khiển Việc nắm vững cấu tạo của robot không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất làm việc mà còn nâng cao khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau Thông qua bài tập này, người học sẽ có cái nhìn sâu sắc hơn về công nghệ robot và cách thức hoạt động của chúng.

Ta có phương trình cần bằng như sau

Bằng cách xác định giá trị của θ i, chúng ta có thể dễ dàng xác định hướng và vị trí của khâu chấp hành cuối bằng cách thay thế các giá trị này vào 12 phương trình đã đề cập.

Bài tập lớn Robot Công Nghiệp giúp hiểu về cấu tạo của Robot Mitsubishi RV-4 Robot Mitsubishi RV-4 là một thiết bị tự động hóa tiên tiến, được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ phức tạp trong sản xuất Cấu trúc của Robot này bao gồm các khớp xoay linh hoạt, cho phép di chuyển chính xác và hiệu quả trong không gian làm việc Sự kết hợp giữa công nghệ cảm biến và điều khiển giúp Robot Mitsubishi RV-4 hoạt động một cách thông minh và an toàn Việc nắm vững cấu tạo và chức năng của Robot Mitsubishi RV-4 sẽ hỗ trợ trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu suất làm việc.

PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC NGƯỢC

Trên hình vẽ là hình chiếu bằng của cánh tay robot trong 2 trường hợp của góc θ1.

Góc θ 1 được tính từ Py và Px: - θ 1 = arctan2(Py, Px);

Theo hình vẽ, góc θ 1 có hai nghiệm là θ 1 và (θ 1 + 180°), cả hai đều thỏa mãn phương trình (2.8) Khi Px = Py = 0, phương trình (2.8) sẽ có vô số nghiệm, dẫn đến hàm atan2 chọn nghiệm θ 1 = 0.

Góc θ 3 được tính dựa vào hình

Sử dụng định lí hàm số cos, ta có

Với Góc θ 2 tính dựa vào góc ѱ và γ như trên hình

2)Phương trình động học ngược-Hướng Hướng của khâu chấp hành cuối ( gắn dụng cụ) được giải khi đã biết được các góc vị trí

Bài tập lớn Robot Công nghiệp tìm hiểu về cấu tạo của Robot Mitsubishi RV-4 Robot Mitsubishi RV-4 là một trong những thiết bị tiên tiến trong ngành công nghiệp, với thiết kế tối ưu cho nhiều ứng dụng khác nhau Cấu trúc của Robot này bao gồm các khớp động, cảm biến và hệ thống điều khiển, giúp nó thực hiện các nhiệm vụ phức tạp một cách chính xác Việc nắm vững cấu tạo của Robot Mitsubishi RV-4 không chỉ giúp hiểu rõ hơn về công nghệ mà còn mở ra cơ hội ứng dụng trong sản xuất và tự động hóa.

Ta có bao gồm các thành phần ma trân quay của là các giá trị cần xác định

Sau khi nhân vế nhải ta tìm ra được các giá trị b ij rồi đồng nhất với các phần tử ta tim được các nghiệm của

ĐIỀU KHIỂN ROBOT

Sử dụng chương trình RT ToolBox2 để điều khiển robot

Sử dụng phần mền tạo trường trình hỗ trợ toàn diện “RT ToolBox2” để phát triển chương trình giàng cho robot cong nghiệp MELFA của MITSUBISHI.

RT ToolBox2 là phần mềm dành cho máy tính cá nhân, hỗ trợ các giai đoạn thiết lập, gỡ lỗi và vận hành hệ thống Phần mềm này cho phép người dùng tạo và chỉnh sửa chương trình, kiểm tra vùng vận hành trước khi sử dụng robot, ước tính nhịp thời gian, thực hiện vận hành và gỡ lỗi khi kích hoạt robot, cũng như giám sát tình trạng và lỗi trong quá trình vận hành.

Bài tập lớn Robot công nghiệp giúp hiểu về cấu tạo của robot Mitsubishi RV-4 Robot Mitsubishi RV-4 là một thiết bị tự động hóa hiện đại, được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ phức tạp trong sản xuất Cấu trúc của robot này bao gồm các khớp động, cảm biến và bộ điều khiển, cho phép nó hoạt động linh hoạt và chính xác Việc nắm vững cấu tạo của robot Mitsubishi RV-4 không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn thúc đẩy sự đổi mới trong lĩnh vực tự động hóa.

Bài viết này tìm hiểu về cấu tạo của robot Mitsubishi RV-4, một trong những dòng robot công nghiệp tiên tiến Robot Mitsubishi RV-4 được thiết kế với độ chính xác cao và khả năng hoạt động linh hoạt, phù hợp cho nhiều ứng dụng trong sản xuất Cấu trúc của robot bao gồm các bộ phận chính như khung, động cơ và cảm biến, giúp tối ưu hóa hiệu suất làm việc Việc hiểu rõ cấu tạo của robot này là cần thiết để khai thác tối đa tiềm năng của nó trong ngành công nghiệp.

Vận hành robot bằng điều khiển giảng dạy

Bài tập lớn Robot Công Nghiệp giúp hiểu về cấu tạo của Robot Mitsubishi RV-4 Robot Mitsubishi RV-4 là một thiết bị tiên tiến trong lĩnh vực tự động hóa, với thiết kế tối ưu cho các ứng dụng công nghiệp Cấu trúc của robot này bao gồm các khớp nối linh hoạt và cảm biến chính xác, cho phép thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau Việc nắm vững cấu tạo và chức năng của Robot Mitsubishi RV-4 sẽ hỗ trợ trong quá trình vận hành và bảo trì hiệu quả.

Bài tập lớn Robot Công Nghiệp giúp hiểu về cấu tạo của Robot Mitsubishi RV-4 Robot Mitsubishi RV-4 là một thiết bị tự động hóa tiên tiến, được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ phức tạp trong sản xuất Cấu tạo của Robot này bao gồm các bộ phận chính như khung, động cơ và cảm biến, cho phép nó hoạt động hiệu quả trong nhiều môi trường khác nhau Việc nắm vững cấu trúc và chức năng của Robot Mitsubishi RV-4 là cần thiết để tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao năng suất lao động.

Tiêu đề	Tìm Hiểu Về Cấu Tạo Của Robot Mitsubishi RV-4F
Tác giả	Phạm Nguyễn Hoàng Kỳ, Võ Văn Nam, Lê Công Thế, Tôn Long Trình
Người hướng dẫn	GVHD: Phạm Hồng Thanh
Trường học	Trường Đại Trần Đại Nghĩa
Chuyên ngành	Cơ Khí Chế Tạo Máy
Thể loại	bài tập lớn
Năm xuất bản	2019
Thành phố	TP. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	46
Dung lượng	3,41 MB