Đồ án môn học kỹ thuật robot đề tài fanuc robot 01 (khớp 1 2 3

LỜI NÓI ĐẦUĐể hoàn thành tiểu luận này, nhóm xin gư뀉i lời c#m ơn chân thành đến:Ban giám hiệu trường Đại Học Sư phạm kỹ thuật Thành ph Ā Hồ Chí Minh v8 đã tạo điều kiện về cơ sơꄉ vật chấ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINHKHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN1 Nhận xét của giáo viên

Bằng chữ:

Giáo viên hướng dẫn

(Ký & ghi rõ họ tên)

LỜI NÓI ĐẦU

Để hoàn thành tiểu luận này, nhóm xin gư뀉i lời c#m ơn chân thành đến:

Ban giám hiệu trường Đại Học Sư phạm kỹ thuật Thành ph Ā Hồ Chí Minh v8 đã tạo điều kiện về cơ sơꄉ vật chất c>ng như hệ th Āng giáo dục, giúp cho chúng em tiếp thu t Āt những kiến thức nền t#ng và cCn thiết để vận dụng vào đồ án, đồng thời làm hành trang cho chă Eng đường sau này.

Xin c#m ơn giáo viên hướng dẫn - ThCy Đă Eng Xuân Ba đã chH dạy tận t8nh, chi tiết và động viên tinh thCn giúp chúng em có đủ kh# năng hoàn thành đồ án này Xin c#m ơn các anh trợ gi#ng đã nhiệt t8nh hỗ trợ và giúp nhóm có thể thêm những kiến thức cCn thiết trong quá tr8nh thực hiện đề tài.

Một lCn nữa, chúng em xin kính chúc qu礃Ā thCy cô dồi dào sức khỏe và thành công.

Kết n Āi giao diện điều khiển, điều khiển hoạt động robot Chạy thực nghiệm robot thực tế.

TuCn 16 Hoàn thiện thực nghiệm mô h8nh Viết báo cáo (word và

(13/12 – 19/12) powerpoint).

1.6 Phương pháp nghiên cứu 6

1.7 Tóm tắt nội dung đề tài 7

CHƯƠNG 02 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 8

3.1 Thiết kế mô hình 3D dùng Solidworks 30

4.2 Xây dựng giao diện điều khiển 48

4.2.1.Xây dựng giao diện kết nối Arduino 49

4.2.2.Xây dựng giao diện điều khiển chế độ Manual 51

4.2.3.Xây dựng giao diện điều khiển chế độ Auto 52

CHƯƠNG 05 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 53

MỤC LỤC HÌNH ẢNHChương 01 Tổng quan

Hình 1.1 Cánh tay robot gấp s#n phẩm 2

Hình 1.2 Robot di động-máy bay không người lái UAV 2

Hình 1.3 Robot mô phỏng hành vi con người 3

Hình 1.4 Ứng dụng robot trong lắp ráp ô tô 3

Hình 1.5 Ứng dụng robot trong gia công cơ khí 4

Hình 1.6 Ứng dụng robot trong b Āc xếp háng hóa 4

Hình 1.7 Robot hàn Fanuc Robot Arcmate 100i M6i RJ3 5

Hình 1.8 Robot Gắp Fanuc R-2000iD 5

Hình 1.9 Robot Fanuc Collaborative Robot CR-4iA 6

Chương 02 Cơ sở lý thuyếtHình 2.1 Mô h8nh robot và đặt trục t Āi ưu 9

Hình 2.2 Sơ đồ kh Āi bộ điều khiển PID 17

Hình 2.3 Bộ điều khiển PID cho 3 khớp của robot 18

Hình 2.4 Kh Āi DYNAMIC VECTOR 18

Hình 2.5 Bộ điều khiển Fuzzy cho 3 khớp robot 20

Hình 2.6 Kh Āi Fuzzy logic 2 ngõ vào 21

Hình 2.7 Hai ngõ vào e và e_dot 22

Hình 2.8 Ngõ ra kh Āi Fuzzy logic 22

Hình 2.9 Các luật mờ trong kh Āi Fuzzy logic 23

Hình 2.10 Giao diện phCn mềm Matlab 24

Hình 2.11 Giao diện và thư viện công cụ Simulink 25

Hình 2.12 Giao diện phCn mềm Solidworks 26

Hình 2.13 Giao diện phCn mềm Arduino IDE 27

Hình 2.14 Giao diện phCn mềm Visual Studio Code 28

Hình 2.15 Giao diện phCn mềm QT Designer 29

Hình 2.16 Driver điều khiển động cơ bước Microstep 3.5A 40VDC 40

Chương 03 Thiết kế mô hình robot

Hình 3.6 Thiết kế khâu hai robot 35

Hình 3.7 Khâu hai được tạo thêm ngôi sao để tăng tính thẩm mỹ 36

Hình 3.8 Khâu ba của robot 36

Hình 3.9 Arduino Mega 2560 R3 37

Hình 3.10 Động cơ bước gi#m t Āc Nema 17 tH s Ā 3969/289 38

Hình 3.11 Động cơ bước gi#m t Āc Nema 17 tH s Ā 57/11 39

Hình 3.12 Driver điều khiển động cơ bước Microstep 3.5A 40VDC 40

Hình 3.13 Động Cơ DC Servo GM25-370 DC Geared Motor 41

Hình 3.14 Mạch cCu H 42

Hình 3.15 Mạch cCu H dùng BJT 42

Hình 3.16 Mạch điều khiển động cơ DC L298N 43

Chương 04 Thi công mô hình robotHình 4.1 PhCn đế robot sau khi in 3d và sơn màu 46

Hình 4.2 Khâu 1 robot sau khi in 3D và sơn màu 47

Hình 4.3 Khâu 2 robot sau khi in 3D và sơn màu 47

Hình 4.4 Khâu 3 robot sau khi in 3D và sơn màu 48

Hình 4.5 Mô h8nh robot sau khi lắp ráp hoàn thiện 48

Hình 4.6 Màn h8nh bắt đCu giao diện điều khiển 49

Hình 4.7 Màn h8nh Setting Connection khi chưa kết n Āi Arduino 50

Hình 4.8 Màn h8nh Setting Connection khi đã kết n Āi với Arduino 50

Hình 5.3 Kiểm chứng động học robot theo phương y (không điều khiển) 55

Hình 5.4 Kiểm chứng động học robot theo phương z (không điều khiển) 55

Hình 5.15 Giao diện điều khiển Manual - vị trí 01 62

Hình 5.16 Robot làm việc ơꄉ vị trí 01 62

Hình 5.17 Giao diện điều khiển Manual - vị trí 02 63

Hình 5.18 Robot làm việc ơꄉ vị trí 02 63

Hình 5.23 Robot di chuyển đến vị trí P2 66Hình 5.24 Giao diện điều khiển Auto - vị trí P3 66Hình 5.25 Robot di chuyển đến vị trí P3 67

Hình 5.23 Robot di chuyển đến vị trí P2

Hình 5.24 Giao diện điều khiển Auto - vị trí P3

69

Hình 5.25 Robot di chuyển đến vị trí P3

70

CHƯƠNG 06 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN6.1.Kết luận

Nh8n chung nhóm đã gi#i quyết được các yêu cCu và mục tiêu đặt ra khi thực hiện đề tài Nhóm tính toán và mô phỏng kiểm chứng được động học thuận và nghịch của robot Thiết kế, tính toán và lựa chọn các thiết bị phù hợp cho robot Tiến hành thi công và lắp ráp mô h8nh robot thực tế

Nhóm c>ng xây dựng được giao diện điều khiển và giám sát hoạt động robot dựa trên ngôn ngữ lập tr8nh Python Nghiên cứu và sư뀉 dụng board mạch Arduino c>ng như phCn mềm Arduino IDE để điều khiển robot làm việc Bên cạnh đó nhóm c>ng nghiên cứu và sư뀉 dụng driver điều khiển động cơ bước điều khiển hai khớp 1,2 của robot

Tiến hành kết n Āi và chạy mô phỏng thực tế được trên mô h8nh thật Điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu tr# về trên màn h8nh giao diện điều khiển đã thiết kế Có thể đánh giá các bộ điều khiển và hành vi robot, từ đó rút ra các hạn chế cCn c#i thiện trong quá tr8nh thực hiện đề tài.

6.2.Hướng phát triển

Trong tương lai, nhóm mu Ān phát triển thêm các phCn điều khiển nâng cao cho robot Có thể lưu 礃Ā đến một s Ā hướng phát triển như ứng dụng xư뀉 l礃Ā #nh và nhận diện giọng nói Nhóm sẽ nghiên cứu phát triển thêm ứng dụng xư뀉 l礃Ā #nh điều khiển robot nhận diện và đi chuyển đến các vị trí h8nh #nh theo mong mu Ān Bên cạnh đó nhóm c>ng sẽ phát triển thêm phCn nhận diện giọng nói để điều khiển trực tiếp robot bằng giọng nói mà không cCn thông qua các nút nhấn điều khiển

Song song đó, nhóm c>ng nghiên cứu và c#i thiện một s Ā chi tiết robot CCn c#i thiện kết cấu cơ khí để tăng tính thẩm mỹ và độ bền vững Cùng với đó là điều chHnh PID cho động cơ khớp 3 để tăng độ chính xác cho robot trong lúc làm việc.

71

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Đinh Mạnh Hùng, Đào Tùng Linh, “Đồ án t Āt nghiệp-Thiết kế và điều khiển linh hoạt robot 7 bậc tự do”, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP HCM, năm 2021.

[2] Huỳnh Thái Hoàng, Nguy…n Thị Phương Hà, “L礃Ā thuyết điều khiển tự động”, NXB Đại học Qu Āc gia TP HCM, năm 2005.

[3] Huỳnh Thái Hoàng, “L礃Ā thuyết điều khiển nâng cao”, NXB Đại học Qu Āc gia TP HCM, năm 2014.

[4] John J.Craig, “Introduction to Robotics”, Pearson Education International, 2005.

72

AccelStepper stepper1(1, pulse1, dir1); AccelStepper stepper2(1, pulse2, dir2);

#define IN1 4 #define IN2 5 double T, xung; double vitri, vitridat; double E, E1, E2;

double alpha, beta, gamma, Kp, Kd, Ki; double Output, LastOutput;

for (int i=0; i<lenData;i++)