Tớnh c ph ng ỏc ươtrỡnh động học và kh sỏt ng h robot tỏảo độ ọc c hợpChương III : Tớnh toỏn, mụ phỏng động học Robot tỏc hợp Trang 10 7 --- CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ROBOT1.1 Giới thiệu c
bộ giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hµ néi - luận văn thạc sĩ khoa học ngành : học kỹ thuật KHảO SáT Động học robot tác hợp NGUYễN THị THANH VÂN23.04.38 Hà Nội 2008 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057204984871000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC ROBOT TÁC HỢP NGÀNH: CƠ HỌC KỸ THUẬT MÃ SỐ: NGUYỄN THỊ THANH VÂN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHAN BÙI KHÔI HÀ NỘI 2008 -Nguyễn Thị Thanh Vân - Luận văn Thạc sỹ Cơ học kỹ thuật MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CAM KẾT LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG .7 TỔNG QUAN VỀ ROBOT .7 1.1 Giới thiệu chung Robot .7 1.1.1 Sơ lược lịch sử đời Robot 1.1.2 Cấu trúc động học Robot 11 1.1.3 Bậc tự chuyển động Robot 13 1.1.4 Hệ thống dẫn động 14 1.1.5 Hệ thống điều khiển Robot .15 1.2 Phân loại Robot .16 1.3 Các ứng dụng đời sống Robot 18 1.4 Giới thiệu Robot tác hợp 23 1.4.1 Giới thiệu Robot tác hợp 23 1.4.2 Các cấu trúc Robot tác hợp MRM 24 1.5 Cơ sở lý thuyết khảo sát động học robot 26 1.5.1 Bài toán động học, ma trận biến đổi tọa độ 26 1.5.2 Thiết lập hệ phương trình động học robot cấu trúc liên tục .27 CHƯƠNG .35 KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC ROBOT TÁC HỢP 35 2.1 Cơ sở lý thuyết 35 2.1.1 Mơ hình hóa thao tác cơng nghệ tương hỗ dụng cụ đối tượng công nghệ 35 2.1.2 Xác định điều kiện công nghệ 38 2.2 Thiết lập phương trình động học robot tác hợp 38 2.2.1 Các hệ tọa độ 38 2.2.2 Thiết lập hệ phương trình động học robot MRM 44 2.3 Các toán động học robot tác hợp 47 2.3.1 Bài toán thuận động học robot MRM .48 2.3.2 Bài toán ngược động học robot MRM 51 CHƯƠNG .56 TÍNH TỐN VÀ MƠ PHỎNG ĐỘNG HỌC ROBOT TÁC HỢP 56 3.1 Phần mềm MAPLE ứng dụng 56 3.1 Sơ lược Maple 56 3.1.2 Một số cú pháp lệnh .56 3.2 Áp dụng tính tốn 62 3.2.1 Mơ hình tính tốn .62 3.2.2 Các liệu, bảng thông số Denavit-Hartenberg 64 3.2.3 Các kết tính tốn .65 -Nguyễn Thị Thanh Vân - Luận văn Thạc sỹ Cơ học kỹ thuật 3.3 Mô chuyển động MRM 68 3.3.1 Ngơn ngữ lập trình VisuaL C++ ứng dụng MFC .68 3.3.2 Thư viện đồ họa OpenGL 68 3.3.3 Công cụ Object ARX 69 3.3.4 Chương trình mơ 69 3.3.5 Thao tác với chương trình mơ .70 KẾT LUẬN .73 TÀI LIỆU THAM KHẢO .74 -Nguyễn Thị Thanh Vân - Luận văn Thạc sỹ Cơ học kỹ thuật LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn “Khảo sát động học Robot tác hợp” kết nghiên cứu Các kết nghiên cứu tính tốn hồn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác trước Tất thông tin mà tham khảo để hoàn thành luận văn liệt kê chi tiết phần tài liệu tham khảo Học viên Nguyễn Thị Thanh Vân -Nguyễn Thị Thanh Vân - Luận văn Thạc sỹ Cơ học kỹ thuật LỜI NĨI ĐẦU Trên giới, nước cơng nghiệp phát triển, robot áp dụng ngày rộng rãi, phổ biến nhiều lĩnh vực đời sống sản xuất cơng nghiệp Robot có nhiều loại với tính khác tuỳ thuộc lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng Trong robot tác hợp gồm có hai tay máy tác hợp chuyển động với Một tay máy để giữ mang chi tiết gia công, tay máy để mang dụng cụ gia công Với robot c ó nhiều ưu điểm bật thao tác cơng nghệ, thích ứng nhanh kinh tế cần thay đổi q trình cơng nghệ ứng với sản phẩm gia công đa dạng Với chuyên nghành đào tạo Cơ học kỹ thuật, tác giả dần nắm bắt kiến thức sở nghiên cứu, khảo sát robot: Lựa chọn cấu trúc động học Robot, sở tính tốn động học lập trình mơ hoạt động… Ở Việt Nam, robot nói chung Robot tác hợp nói riêng nghiên cứu triển khai, ứng dụng đời sống chưa rộng rãi Với niềm say mê nghiên cứu tác giả chọn đề tài “Khảo sát động học Robot tác hợp” Trên sở cơng việc cần thực hiện, luận văn gồm ba chương sau: Chương I Tổng quan Robot Trình bày kiến thức chung robot, cấu trúc, khả hoạt động ứng dụng đặt biệt mơ hình Robot tác hợp, trình bày sở lý thuyết khảo sát động học Robot tác hợp Chương II : Khảo sát động học Robot tác hợp Trình bày sở khảo sát điều khiển robot tác hợp Tính phương trình động học khảo sát động học robot tác hợp Chương III : Tính tốn, mơ động học Robot tác hợp Trong chương trình bày chương trình lập trình phần mềm Maple đưa việc tính tốn, xây dựng chương trình mơ theo quỹ đạo cụ thể Xây dựng chương trình mơ cho Robot tác hợp -Nguyễn Thị Thanh Vân - Luận văn Thạc sỹ Cơ học kỹ thuật Trong thời gian nghiêm túc làm việc hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo TS Phan Bùi Khôi, tác giả đạt số kết đáng khích lệ Tuy nhiên lĩnh vực lớn, đề tài cần có thời gian để hồn thiện vào năm kế tiếp…Vì vậy, tác giả mong nhận bảo, giúp đỡ thầy ý kiến đóng góp bạn Một lần tác giả xin chân thành cảm ơn Bộ môn Cơ học ứng dụng thầy tạo điều kiện giúp tác giả hoàn thành luận văn Học viên Nguyễn Thị Thanh Vân -Nguyễn Thị Thanh Vân - Luận văn Thạc sỹ Cơ học kỹ thuật SUMMARIZATION “Study kinematic of integrated Robot” Chapter 1: General about Robot Describe infomations of robot, structure and ability in active, application Specially give the integrated robot model Present base theory to study a integrated robot Chapter 2: Study the integrated robot’s kinematic Describe base to study the integrated robot’s control Compute the kenematic equations and study the integrated robot’s kinematic Chapter 3: Compute and simulink the integrated robot In this chapter describe the program on the Maple software, giving caculation and building program to simulink with a real trajectory -Nguyễn Thị Thanh Vân - Luận văn Thạc sỹ Cơ học kỹ thuật TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài “Khảo sát động học Robot tác hợp” Chương I: Tổng quan Robot Trình bày kiến thức chung robot, cấu trúc, khả hoạt động ứng dụng đặt biệt mơ hình Robot tác hợp, trình bày sở lý thuyết khảo sát động học Robot tác hợp Chương II : Khảo sát động học Robot tác hợp Trình bày sở khảo sát điều khiển robot tác hợp Tính phương trình động học khảo sát động học robot tác hợp Chương III : Tính tốn, mô động học Robot tác hợp Trong chương trình bày chương trình lập trình phần mềm Maple đưa việc tính tốn, xây dựng chương trình mơ theo quỹ đạo cụ thể Xây dựng chương trình mơ cho Robot tác hợp -Nguyễn Thị Thanh Vân - Luận văn Thạc sỹ Cơ học kỹ thuật CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ROBOT 1.1 Giới thiệu chung Robot 1.1.1 Sơ lược lịch sử đời Robot Robot: • Là thiết bị khí giống người thực nhiều nhiệm vụ phức tạp người lệnh chương trình điều khiển • Là máy thiết bị hoạt động tự động điều khiển từ xa • Có thể ví giống người làm việc cách học ý thức Tức trả lời cách tự động lệnh điều khiển Thuật ngữ “Robot” xuất phát từ tiếng Séc (Czech) “Robota” có nghĩa cơng việc tạp dịch kịch Rossum’s Universal Robots Karel Capek vào năm 1921 Trong kịch này, Rossum trai ông ta chế tạo máy gần giống với người để phục vụ người Có lẽ gợi ý ban đầu cho nhà sáng chế kỹ thuật cấu, máy móc bắt chước hoạt động bắp người Và đến trải qua q trình cải tiến hồn thiện nhanh chóng Bắt đầu cấu tay máy chép hình khí, thuỷ lực điện từ điều khiển từ xa phịng thí nghiệm vật liệu phóng xạ Hoa Kỳ tay máy Minotaur I tay máy Handyman Dưới ta điểm qua số thời điểm lịch sử phát triển Robot 1938 Harolh Roselund Willard người Mỹ thiết kế cấu phun sơn lập trình cho công ty De Vibiss 1942 Isaac Asimov xuất “Runaround” ơng đưa ngun tắc Robot -Nguyễn Thị Thanh Vân - Luận văn Thạc sỹ Cơ học kỹ thuật