Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 120 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
120
Dung lượng
13,09 MB
Nội dung
Giáo viên: Nguyễn Hoàng Long Đơn vị: Bộ môn Robot đặc biệt & CĐT, Khoa Hàng không vũ trụ CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU Ø Giới thiệu. Ø Mục đích, yêu cầu, vị trí môn học - Mục đích: Trang bị cho Học viên, Sinh viên nắm bắt được những kiến thức cơ bản về Robot và kỹ thuật Robot qua đó xây dựng những nền tảng kỹ thuật cần thiết cho hoạt động công tác sau này của các bạn HV,SV. - Yêu cầu: HV,SV phải nắm bắt được các khái niệm cơ bản, các mảng kiến thức về cơ học, cơ khí qua đó vận dụng nghiên cứu các kết cấu cơ khí của tay máy, phương pháp nghiên cứu đông học và động lực học tay máy, các mảng kiến thức về điều khiển cũng như hiểu và nắm bắt được những hướng ứng dụng của Robot trong cuộc sống ngày nay. - Vị trí môn học: Là một trong những môn học cơ bản nhất trong học thuật và nghiên cứu chuyên ngành Cơ điện tử. (cốt lõi xương sống của nghành). CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU Ø Phương pháp học tập, nghiên cứu môn học - Học và nắm bắt bài giảng kết hợp nghiên cứu giáo trình, tài liệu. - Học lý thuyết kết hợp vận dụng làm bài tập, nghiên cứu thực hành cụ thể khi có điều kiện ØPhương pháp đánh giá môn học - Theo giờ lên lớp - Theo thời hạn hoàn thành bài tập được giao - Hình thức đánh giá khi thi: Thi vấn đáp. Tổng quan chương trình môn học Ø Lý thuyết: 36 tiết 1. Mở đầu 2. Cơ sở động học, động lực học vật rắn. 3. Động học thuận Robot công nghiệp 4. Động học ngược Robot công nghiệp 5. Động lực học Robot công nghiệp 6. Lập trình quỹ đạo 7. Điều khiển robot. 8. Hệ thống điều khiển Robot. 9. Cơ sở thiết kế robot. Ø Bài tập: 09 tiết. – Bài tập động học tay máy – Bài tập động lực học tay máy – Bài tập lập trình quỹ đạo Ø Tiểu luận, bài tập lớn. Ø Giáo trình, tài liệu tham khảo. 1. Cơ sở robot công nghiệp. Nguyễn Văn Khang, Chu Anh Mỳ. NXB GD năm 2011 2. Kỹ thuật Robot. Đào Văn Hiệp. NXB KH&KT 2003,2004. 3. Robot công nghiệp. Phạm Đăng Phước 4. Modeling and control of Robot manipulator. Lorenzo Sciavicco and Bruno Siciliano 1. Lịch sử Robotics. — Robot là một thuật ngữ chỉ người lao công trong hệ ngôn ngữ X-la-vơ. Chẳng hạn trong tiếng Nga, Robota có nghĩa là lao động, công việc. — – Năm 1921, nhà viết kịch người Séc Karl Capek đã viết vở kịch mang tên Rossum's Universal Robots, trong đó từ Robot là tên của một loại máy tự động đã tiêu diệt ông chủ và chiếm lĩnh thế giới. Loại máy này giống con người, có khả năng làm việc gấp đôi người, có suy nghĩ và có cảm giác. Þ1921 được coi là mốc ra đời của thuật nhữ Robot, mà về sau cho đến nay đã trở thành phổ biến trên khắp thế giới. — Năm 1926, thuật ngữ Robot lần đầu tiên lên phim ảnh tại Đức, bộ phim mang tên Metropolis. — – Năm 1939, Robot đi bộ Elutoo và chú chó Sporko đã được triển lãm tại một hội chợ tại New Yook. — – Năm 1948, trước nhu cầu tự động hóa ngày một lớn của các dây chuyền sản xuất và lắp ráp công nghiệp, một số loại tay máy đã được nghiên cứu và chế tạo thử nghiệm tại các phòng thí nghiệm ở Mỹ, châu Âu và một số nước khác. — Năm 1968, Mosher của công ty General Eletric (Mỹ) đã chế tạo Robot chân, sử dụng năng lượng động cơ xăng. Các chân được dẫn động nhờ các xi lanh thủy lực, điều khiển bằng tay. — – Năm 1952 chiếc máy CNC đầu tiên trên thế giới đã ra đời tại Viện công nghệ Massachusetts, Mỹ, theo nguyên tắc điều khiển số, hoạt động theo chương trình máy tính. 2. CÁC ĐỊNH NGHĨA VỀ ROBOT VÀ ROBOT HỌC (ROBOTICS) — Robotics: - Asimov đặt tên cho ngành khoa học nghiên cứu về robot là Robotics, trong đó có 3 nguyên tắc cơ bản: 1. Robot không được xúc phạm con người và không gây tổn hại cho con người. 2. Hoạt động của robot phải tuân theo các quy tắc do con người đặt ra. Các quy tắc này không được vi phạm nguyên tắc thứ nhất. 3. Một robot cần phải bảo vệ sự sống cuả mình, nhưng không được vi phạm 2 nguyên tắc trước. Từ đó có một số định nghĩa về Robot như sau: — Định nghĩa 1: (McKerrow 1986) Robot là một loại máy móc cơ khí có thể lập trình để thực hiện một số công việc nào đó, cũng tương tự như định nghĩa máy tính PC là một thiết bị điện tử có thể lập trình để thực thi các nhiệm vụ cụ thể. — Định nghĩa 2:(Schlussel 1985) Robot là một tay máy đa chức năng, khả trình (có thể lập trình và tái lập trình) được thiết kế để vận chuyển nguyên nhiên vật liệu, phôi, chi tiết gia công; hoặc Robot là thiết bị đặc thù được lập trình chuyển động đa dạng để thực hiện các nhiệm vụ nào đó. 2. CÁC ĐỊNH NGHĨA VỀ ROBOT VÀ ROBOT HỌC (ROBOTICS) — Định nghĩa 3:(Ben Zion 1999) Tay máy là một cơ cấu thường ở dạng chuỗi hở, các khâu được nối tiếp nhau và di chuyển tương đối với nhau nhằm mục đích gắp và di chuyển các đối tượng theo một số bậc tự do nhất định. ⇒ Robot là một đối tượng máy móc có thể lập trình điều khiển, có chức năng nhiệm vụ, có thể tái lập trình, có thể được điều khiển tự động hoặc điều khiển bằng tay, ⇒ Lĩnh vực khoa học, lấy đối tượng nghiên cứu là các hệ thống Robot (nghiên cứu thiết kế, chế tạo, điều khiển, ứng dụng robot ) được gọi là Robot học (Robotics). Ngắn gọn hơn, Brady (1985) đã định nghĩa Robot học là sự nối kết thông minh giữa tri giác và hành động (của máy móc). Hay nói ngắn gọn: Robotics là một ngành khoa học, có nhiệm vụ nghiên cứu về thiết kế, chế tạo các robot và ứng dụ ng chúng trong các lĩnh vực hoạt động khác nhau của xã hội loài người, như nghiên cứu khoa học - kỹ thuật, kinh tế, quốc phòng và dân sinh. Robot học là một khoa học liên ngành bao gồm: - Thiết kế, chế tạo, điều khiển và lập trình Robot - Sử dụng Robot - Nghiên cứu về công nghệ điều khiển, cảm biến, các thuật toán điều khiển - Ứng dụng các công nghệ điều khiển và các thuật toán để thiết kế Robot. 3. KẾT CẤU CƠ BẢN CỦA ROBOT. 3.1. Kết cấu cơ bản của robot. 3. KẾT CẤU CƠ BẢN CỦA ROBOT. 3.1. Một số kết cấu thường gặp của robot. 3.1.1. Kết cấu song song: 3. KẾT CẤU CƠ BẢN CỦA ROBOT. 3.1. Một số kết cấu thường gặp của robot. 3.1.1. Kết cấu nối tiếp.(Tay máy) • Tay máy kiểu tọa độ Đề các. Tay máy kiểu tọa độ đề các, còn gọi là kiểu chữ nhật, dùng 3 khớp trượt. Vùng làm việc của tay máy có dạng hình hộp chữ nhật. Tay máy kiểu này có độ cứng vững cao, độ chính xác được đảm bảo đồng đều trong toàn bộ vùng làm việc, nhưng ít khéo léo. Vì vậy, tay máy kiểu đề các hay được dùng trong vận chuyển và lắp ráp. [...]... khi n thông minh trong k thu t Robot đang trên đà phát tri n vô cùng m nh m và đư c nhi u ngư i quan tâm Bài gi ng Cơ s đ ng h c, đ ng l c h c v t r n Giáo viên: Nguy n Hoàng Long B môn: Robot đ c bi t và cơ đi n t 1 Đ ng h c thu n c a robot công nghi p 1.1 Đ nh nghĩa các t a đ thu n nh t Bài gi ng: Đ ng h c thu n Robot công nghi p Giáo viên: Nguy n Hoàng Long B môn: Robot đ c bi t và cơ đi n t 1... này đư c dùng trên các robot hàn đi m, v n chuy n, tán đinh, b n đinh, +Đi u khi n contour đ m b o cho ph n công tác d ch chuy n theo qu đ o b t kỳ, v i t c đ có th đi u khi n đư c Có th g p ki u đi u khi n này trên các robot hàn h quang, phun sơn 4.3 Phân lo i theo ng d ng - Robot công nghi p: - Robot thám hi m: - Robot quân s : 4 T NG QUAN V K THU T ROBOT CÔNG NGHI P – Lĩnh v c Robot là s liên k t,... ROBOT CÔNG NGHI P Þ Đ thi t k , ch t o và khai thác s d ng Robot các h Robot gi ng như trên ví d đang xem xét chúng ta c n quan tâm đ n: Ø Cơ h c và k thu t cơ khí (gi i quy t các v n đ v cơ khí c a h Robot v i tư cách là m t lo i máy móc, ch ng h n như máy gia công) Ø Toán h c cung c p các công c , thu t toán, phương pháp mô t toán h c k thu t tính toán xoay quanh v n đ thi t k Robot và ng d ng Robot. .. đ nh đi m E c a bàn k p b Xác đ nh v n t c góc c a các khâu Bài t p th c hành Bài 3 Cho cơ c u robot ph ng 3 khâu a Hãy thi t l p ma tr n Craig và phương trình xác đ nh đi m E c a bàn k p b Xác đ nh v n t c góc c a các khâu Bài gi ng: Đ ng h c thu n Robot công nghi p Giáo viên: Nguy n Hoàng Long B môn: Robot đ c bi t và cơ đi n t 1 Các t a đ thu n nh t và phép bi n đ i thu n nh t 1.1 Đ nh nghĩa các... các ng d ng Robot, … 5 XU HƯ NG PHÁT TRI N C A ROBOT CÔNG NGHI P Ø T i ưu c u trúc cơ khí, chú ý t i vi c s d ng v t li u nh , đ b n cao; l a ch n b truy n có t s truy n và hi u su t l n, tu i th , đ chính xác cao đ tăng đ chính xác đi u khi n, tăng n đ nh và tu i th c a Robot Ø Các bài toán cơ h c: đ ng h c, đ ng l c – đi u khi n, cân b ng, dư d n đ ng, rung, tránh va ch m, cho các c u trúc Robot công... song, c u trúc tích h p trên Robot di đ ng Các bài toán có k đ n y u t đàn h i (chuy n v , dao đ ng) và khe h (gi a các m i ghép, tương tác, ) là các v n đ cũng đang đư c đ c p r ng kh p, nh m nâng cao ch t lư ng đi u khi n theo yêu c u, tránh c ng hư ng, nâng cao tu i th , đ b n cơ c u, Ø Các cơ c u d n đ ng và c m bi n tín hi u: Đáp ng yêu c u v k t c u và đi u khi n Robot, các cơ c u d n đ ng đư... xoay quanh v n đ thi t k Robot và ng d ng Robot Ø Đi u khi n h c t p trung vào gi i quy t các phương pháp, k thu t đi u khi n đ Robot có th ho t đ ng đư c theo đúng yêu c u ch c năng công tác Ø K thu t đi n - đi n t t p trung vào đ i tư ng b đi u khi n và h th ng đi n trên Robot; T i ưu h th ng m ch tích h p x lý tín hi u, m ch công su t, các b đ m, m ch giao ti p v i tín hi u c m nh n, m ch thu phát... đi m O’i ti n t i đi m Oi) Bài t p th c hành Bài 1 Cho cơ c u robot ph ng hai khâu a Hãy thi t l p ma tr n Denavit-Hartenberg D2 và phương trình xác đ nh đi m E c a bàn k p Xác đ nh v n t c góc c a các khâu b Thi t l p ma tr n Craig xác đ nh phương trình v trí c a đi m E Xác đ nh v n t c góc c a các khâu Bài t p th c hành Bài 2 Cho cơ c u robot ph ng hai khâu a Hãy thi t l p ma tr n Denavit-Hartenberg... v ph thu c v trí c a ph n công tác trong vùng làm vi c Vùng làm vi c c a tay máy ki u này g n gi ng m t ph n kh i c u 4 PHÂN LO I ROBOT 4.1 Theo k t c u - Ki u Đ các, tr , c u, Scara, ki u tay ngư i.(như đã trình bày trên) 4.2 Theo h đi u khi n Có hai ki u đi u khi n robot: đi u khi n h và đi u khi n kín - Đi u khi n h Dùng truy n đ ng bư c (đ ng cơ đi n ho c đ ng cơ th y l c, khí nén, ) mà quãng... nhau Tay máy c ng v ng hơn theo phương th ng đ ng nhưng kém c ng v ng theo phương đư c ch n Dùng cho công vi c l p ráp v i t i tr ng nh , theo phương th ng đ ng SCARA - "Selective Compliance Assembly robot Arm" Vùng làm vi c là m t ph n c a hình tr r ng — Tay máy ki u tay ngư i: 3 kh p đ u là các kh p quay, trong đó tr c th nh t vuông góc v i 2 tr c kia V i k t c u này, không có s tương ng gi a kh . Vật lý, Toán học, kỹ thuật Điện tử, kỹ thuật Cơ khí và Khoa học máy tính. 4. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT ROBOT CÔNG NGHIỆP Þ Để thiết kế, chế tạo và khai thác sử dụng Robot các hệ Robot giống như. trên các robot hàn hồ quang, phun sơn. 4.3. Phân loại theo ứng dụng - Robot công nghiệp: - Robot thám hiểm: - Robot quân sự: 4. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT ROBOT CÔNG NGHIỆP – Lĩnh vực Robot là sự. robot công nghiệp. Nguyễn Văn Khang, Chu Anh Mỳ. NXB GD năm 2011 2. Kỹ thuật Robot. Đào Văn Hiệp. NXB KH&KT 2003,2004. 3. Robot công nghiệp. Phạm Đăng Phước 4. Modeling and control of Robot