DIEU KHIEN HE THONG ROBOT

Chơng 1 Tổng quan về hệ thống Robot 1.1 Khái quát chung. 1.1.1 Lịch sử phát triển của Robot. Trong sự nghiệp Công nghiệp hoá Hiện đại hoá đất nớc, vấn đề tự động hoá sản xuất có vai trò đặc biệt quan trọng, mang lại hiệu quả kinh tế xã hội rõ rệt. Nhờ ứng dụng kỹ thuật điện tử, tin học, cơ khí chính xác,tự động hoá đợc áp dụng cho từng máy, tổ hợp máy đến cả dây chuyền công nghệ, cả nhà máy và tiến tới tự động hoá cả một ngành sản xuất. Với những ứng dụng sâu rộng trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân mà tự động hoá trở thành đặc trng của nền công nghiệp hiện đại. Trong quá trình tự động hoá sản xuất hiện đại, việc ứng dụng Robot nhằm nâng cao năng suất, chất lợng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm, đồng thời cải thiện môi trờng, điều kiện lao động. Một dây chuyền tự động hoá hiện đại, linh hoạt không thể thiếu các Robot công nghiệp. Theo định nghĩa, Ngời máy (Robot) là thiết bị có thể thực hiện các chức năng thông thờng của con ngời hoặc một máy dới hình dạng ngời. Từ giữa thập kỷ 18, J. de Vancauson đã xây dựng các búp bê cơ khí có thể chơi nhạc đợc. Đây đợc coi nh là sản phẩm đầu tiên của tự động hoá Robot. Ngời đầu tiên sử dụng thuật ngữ Robot là nhà viết kịch ngời Czech tên là Karel Capek. Năm 1922, trong tác phẩm Rossums Universal Robot , Capek đã sử dụng thuật ngữ Robot.Robot theo tiếng Czech có nghĩa là lao động bị bắt ép hay là nông nô. Trong tác phẩm này, nhân vật Rossum và con trai của ông đã tạo ra những chiếc máy gần giống nh con ngời để hầu hạ và phục dịch con ngời. Cho đến trớc những năm đại chiến thế giới thứ hai, việc ứng dụng các cơ cấu máy móc nh vậy đã trở thành nhu cầu thực sự nhằm đáp ứng các thao tác cần thiết trong môi trờng phóng xạ của các viện nghiên cứu nguyên tử. Ngay sau chiến tranh thế giới lần thứ hai, ở Mỹ đã xuất hiện những tay máy chép hình điều khiển từ xa trong các phòng thí nghiệm về vật liệu phóng xạ. Trên cơ sở đó những cơ cấu điều khiển từ xa đã ra đời và ngày càng phát triển. Đây thực chất là những cơ cấu máy móc mô phỏng sinh học bao gồm các khớp nối, dây gắn liền với hệ điều hành là tay của ngời thao tác thông qua các khâu khuyếch đại cơ khí. Tuy các thao tác của cơ cấu này khá tinh vi khéo 1 léo nhng vẫn có nhiều hạn chế ví dụ nh : Tốc độ hoạt động chậm, lực tác dụng còn hạn chế, hệ điều khiển thuần tuý là cơ khí Vào giữa những năm 1950, bên cạnh các tay máy chép hình cơ khí đó, đã xuất hiện các loại tay máy chép hình thủy lực và điện từ, nh tay máy Minotaur I hoặc tay máy Handyman của General Electric. Năm 1954, George C.Devol đã thiết kế một thiết bị có tên là Cơ cấu bản lề dùng để chuyển hàng theo chơng trình. Năm 1956, George C.Devol và J.Engelberger đã gặp nhau và thảo luận về tác phẩm của I.asimov. Cả hai đã nhất trí hợp tác chế tạo ngời máy và vào năm 1959 đã tạo ra loại Robot công nghiệp đầu tiên mang tên Unimate ở Công ty Unimation. Công ty Unimation do J.Engelberger sáng lập, đây là công ty đầu tiên chuyên chế tạo ngời máy và Devol nghiên cứu các phát minh, đăng ký bằng sáng chế cho công ty. Unimate đợc đa vào sử dụng trong một nhà máy ô tô của hãng General Motors tại Trenton, New Jersey vào năm 1961. Chỉ đến năm 1975, Unimation mới bắt đầu có lợi nhuận từ sản phẩm Robot đầu tiên. Từ năm 1980, ngời máy công nghiệp bắt đầu đợc sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhờ công nghệ tiên tiến và những bớc phát triển vợt bậc của trong các lĩnh vực máy tính điện tử và vi điện tử. Đặc biệt từ những năm 1990 trở lại đây, do sự phát triển vợt bậc về kỹ thuật vi xử lý và công nghệ thông tin, số lợng Robot tăng nhanh, giá thành giảm đi rõ rệt, tính năng ngày càng đợc hoàn thiện. Do đó, Robot đang chiếm một vị trí quan trọng trong các dây chuyền sản xuất tự động hiện đại. Ngày nay, ngời máy càng ngày càng đợc hoàn thiện, càng nhiều các tính năng và có hình dáng gần với con ngời hơn. Tuy vậy, trong công nghiệp, ngời máy thực sự chỉ là những cánh tay máy đợc điều khiển bằng máy tính. 1.1.2 Cấu trúc và phân loại Robot. 1.1.2.1Cấu trúc. Robot là một trong những sản phẩm của khoa học mà nó là sự kết hợp của nhiều ngành khoa học kỹ thuật nh: máy tính điện tử, máy điện, cơ khí, thiết kế cấu trúc cơ khí, vi điện tử, lập trình trí tuệ nhân tạo, nghệ thuật sản xuất Về bản chất, robot là một cỗ máy (tay máy) có những tính năng rất linh hoạt và đợc hiểu là tay máy đa năng có thể tái lập trình đợc. Robot đợc thiết kế để di chuyển dụng cụ, vật liệu, bộ phận thiết bị, thay cho các dịch vụ đặc biệt thông qua các chế độ lập trình sẵn để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau.Thông thờng, ta có thể chia robot ra hai thành phần cơ bản là phần cấu 2 trúc (constructor) và phần thực hiện nhiệm vụ (operator). Tuy nhiên một cách đơn giản ta có thể chia chúng ra các thành phần cơ bản sau: Tay máy: Tay máy bao gồm các thành phần cơ bản sau: + Chân đế : đợc đặt cố định hoặc đợc gắn lên một bộ phận di chuyển đợc. +Thân tay, cánh tay trên, cánh tay dới, bàn kẹp (tay gắp). Về mặt cơ khí, Robot đợc cấu tạo từ các thanh nối đợc nối với nhau bởi các khớp. Các chuyển động của tay máy bao gồm chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến. Bộ điều khiển: Nhận lệnh từ bộ nhớ hay từ các thiết bị ngoại vi để điều khiển các thiết bị truyền động thực hiện nhiệm vụ. Điều khiển sự chuyển động của thiết bị truyền động động cơ của bộ điều khiển cái mà di chuyển cánh tay Robot. Bộ vi xử lý của bộ điều khiển đồng thời thực hiện nhiều chức năng trong suốt quá trình chơng trình Robot thực hiện: - Bộ điều khiển tính toán sự chuyển động đã yêu cầu của mỗi khớp để thực hiện sự chuyển động cánh tay chính xác. - Bộ điều khiển giám sát sự chuyển động của các khớp và gửi các lệnh tới động cơ để điều khiển tốc độ và hiệu chỉnh sai số vị trí . - Bộ điều khiển đọc đầu vào dữ liệu từ cảm biến và đa ra tín hiệu để điều khiển bàn kẹp, dụng cụ và các thiết bị khác . - Bộ điều khiển nhận các lệnh từ các thiết bị đầu cuối của ngời điều khiển hoặc từ pendant điều khiển và phát thông báo trạng thái tới ngời điều khiển Bộ phận chấp hành: Thực hiện các truyền động cho phép robot hoạt động. Thiết bị cảm biến: Là các thiết bị ghép nối nhằm giúp robot giao tiếp với môi trờng làm việc và thực hiện nhiệm vụ một cách hiệu quả nhất. 1.1.2.2 Phân loại Robot công nghiệp Ngày nay, Robot công nghiệp đang phát triển rất đa dạng. Có thể phân loại Robot công nghiệp theo nhiều cách khác nhau: -Theo vị trí làm việc phân ra các loại: Robot cấp thoát phôi, Robot vận chuyển, Robot vạn năng, - Theo dạng công nghệ chuyên dụng : Robot sơn, Robot hàn, lắp ráp, -Theo cách thức và đặc trng điều khiển : Robot điều khiển tự động, Robot điều khiển bằng dạy học, 3 -Theo các hệ toạ độ đợc dùng khi thực hiện chuyển động cơ bản : Robot hoạt động theo toạ độ hình trụ, cầu, 1.1.1.3 Một số dạng của Robot điển hình +Dạng cực. Robot dạng này có không gian hoạt động dạng hình cầu (spherical coordinate). Cấu tạo của Robot dạng này bao gồm một khớp chuyển động tịnh tiến có thể nâng lên hạ xuống theo một trục quay nằm ngang. Cả khối trên này có thể quay theo trục thẳng đứng. H1.1:Robot dạng cực + Dạng trụ. Sử dụng thân chính là một trụ đỡ dựng đứng, trục ngang có thể trợt dọc theo trục đó và thay đổi khoảng cách cổ tay tới trụ, đồng thời tay máy còn có thể xoay quanh trụ đỡ tạo nên một khoảng không gian hoạt động của nó có dạng hình trụ. Toạ độ của cổ tay Robot đợc xác định bằng độ cao cánh tay, bán kính rời xa trục chính và góc quay. Robot dạng này bao gồm hai khớp tịnh tiến và một khớp quay. H1.2: Robot dạng trụ + Dạng toạ độ Decade. Vị trí cổ tay có thể thay đổi theo cả 3 trục X,Y,Z trong không gian. Robot dạng này thờng có ba trục tịnh tiến vuông góc với nhau. Bằng các chuyển động tịnh tiến đó, Robot dạng này tạo nên một không gian làm việc có dạng hình hộp. 4 H1.3: Robot dạng toạ độ Decade + Dạng khớp nối. H1.4: Robot dạng khớp nối Robot dạng này bao gồm hai khớp quay và mô phỏng hoạt động giống nh tay ngời. Các khớp nối quay quanh trục của nó nh chuyển động của tay ng- ời. Không gian hoạt động của Robot loại này có dạng hình cầu 1.1.3 Cơ cấu truyền lực của Robot Để có đợc chuyển động thân, cánh tay cuả Robot cần phải có một hệ thống các khớp nối. Trong chuyển động của Robot ngời ta chia ra làm hai loại chuyển động chính: +Chuyển động của thân và cánh tay. +Chuyển động các khớp cổ tay. Mỗi một khớp nối thực hiện một trong hai chuyển động trên đợc gọi là một bậc tự do. Số bậc tự do đặc trng cho độ linh hoạt của Robot. Tuy nhiên khi càng có nhiều bậc tự do thì việc điều khiển Robot càng phức tạp. Thông thờng các Robot công nghiệp có từ 4 6 bậc tự do. Liên kết các chuyển động của thân, cánh tay và cổ tay Robot đợc thực hiện bằng các kết nối. Có 4 loại kết nối chính: - Kết nối thẳng (L): là kết nối mà trục của hai khớp nối song song với nhau. Chuyển động tơng đốigiữa hai khớp nối là chuyển động tịnh tiến. Kết nối này thực hiện bằng chuyển động pittong hoặc chuyển động rãnh trợt (H.1.5 c) -Kết nối quay (R) là kết nối mà chuyển động của khớp nối cánh thứ hai là chuyển động quay xung quanh một trục vuông góc với trục khớp nối thứ nhất (H.1.5 a) -Kết nối xoắn (T): là kết nối mà trục quay của liên kết song song với trục quay của hai khớp nối (H.1.5 b) -Kết nối xoay (V) là kết nối mà trục quay trùng với trục của khớp nối thứ nhất và vuông góc với trục của khớp nối thứ hai (H.1.5 d) 5 Các liên kết trong Robot đều thuộc một trong bốn loại liên kết nên ta có thể mô tả hình dạng vật lý cơ bản của một Robot bằng chuỗi ký tự (L,R,T,V). Ví dụ một Robot trụ có thể biểu diễn bằng chuỗi ký tự: TLL,LTT,TVL. a b c d H.1.5: Các loại kết nối chính 1.1.4 Hệ thống truyền động của Robot Chuyển động của các khớp nối của Robot đợc cung cấp năng lợng bởi hệ thống các động cơ đợc trang bị bên trong nó, từ đó tạo ra sự di chuyển, vận động của thân, cánh tay và cổ tay Robot. Độ lớn hay công suất của các thiết bị này đợc bố trí sao cho phù hợp với tốc độ di chuyển của cánh tay, trọng lợng của Robot và đặc biệt là khối lợng động của vật nặng nó cần làm việc. Do vậy mà tuỳ theo công suất yêu cầu và độ linh hoạt của hệ thống mà ta chọn dùng một trong ba loại hệ truyền động sau: +Hệ truyền động thuỷ lực +Hệ truyền động điện +Hệ truyền động khí nén 1.1.4.1Hệ truyền động thuỷ lực. Trong hệ truyền động này năng lợng đợc truyền đi bằng chất lỏng. Th- ờng đợc sử dụng trong các Robot lớn, công suất làm việc lớn. Hệ truyền động thuỷ lực có nhiều u điểm: gọn nhẹ, chịu đợc tải trọng nặng, quán tính bé tính tác động nhanh, lực truyền động lớn. Để điều chỉnh tốc độ ngời ta điều chỉnh van để thay đổi áp lực và lu lợng. Tuy nhiên, hệ truyền động thuỷ lực cũng tồn tại khá nhiều nhợc điểm: hệ thuỷ lực luôn đòi hỏi bộ nguồn bao gồm: bơm thuỷ lực, thiết bị lọc, thiết bị điều chỉnh áp suất, thiết bị làm mát, bình tích dầu, Ngoài ra còn cần hệ thống kiểm tra đờng ống, các đờng hồi dầu, thùng dầu làm cho hệ thống phức tạp. Nhiệt độ trong môi trờng làm việc cũng ảnh h- ởng đến hoạt động của tay máy do nó làm thay đổi độ nhớt và áp suất của dầu ép. Hệ truyền động thuỷ lực rộng rãi trong trờng hợp tải nặng. 1.1.4.2 Hệ truyền động điện. 6 Đợc sử dụng rộng rãi trong thiết kế Robot do nó có nhiều u điểm hơn so với các hệ truyền động khác nh : điều khiển đơn giản, không phải dùng các bộ biến đổi phụ thêm, không gây bẩn môi trờng, các loại động cơ điện hiện đại có thể lắp trực tiếp lên các khớp, độ chính xác cao hơn Tuy nhiên, so với truyền động thuỷ khí thì truyền động điện có tỷ lệ thấp giữa công suất truyền trên một đơn vị khối lợng và thông thờng phải đòi hỏi thêm hộp giảm tốc vì tay máy yêu cầu tốc độ quay chậm, Trong thực tế, chỉ có 2 loại động cơ điện đợc sử dụng nhiều hơn cả là : động cơ điện một chiều và động cơ bớc. Hiện nay, do những thành công trong nghiên cứu điều khiển động cơ xoay chiều, nên cũng co xu hớng chuyển sang sử dụng động cơ xoay chiều, ngoài ra loại động cơ một chiều không chổi góp cũng bắt đầu đợc ứng dụng. 1.1.4.3 Hệ truyền động khí nén Thờng chỉ đợc sử dụng cho loại Robot cỡ nhỏ, có từ 2-3 bậc tự do. Ưu điểm của loại truyền động này là: tơng đối gọn nhẹ, dễ sử dụng, dễ đảo chiều, không quá nhạy với nhiệt độ môi trờng và do trong các phân xởng công nghiệp thờng có mạng lới khí nén chung nên đơn giản hóa đợc phần thiết bị nguồn động lực cho Robot và không cần đờng đa khí nén trở lại nh đối với hệ truyền động thuỷ lực. Nhợc điểm cơ bản của hệ truyền động khí nén là: Những loại Robot này thờng bị giới hạn về khả năng tải trọng cũng nh khoảng cách phạm vi hoạt động, chu kỳ hoạt động nhỏ, chuyển động do khí tạo ra th- ờng có kèm theo dao động, không chính xác lúc dừng nhất là tại các vị trí trung gian. Ngoài ra còn phải cần các các biện pháp : phun dầu bôi trơn, lọc bụi, lọc ẩm và giảm ồn. Môđun truyền dẫn khí nén cho một bậc tự do của tay máy thờng bao gồm các bộ phận chủ yếu: động cơ, bộ phân phối, bộ điều chỉnh vận tốc. 1.1.5 Thiết bị ngoại vi Các thiết bị ngoại vi của Robot là các thiết bị đợc ghép nối với Robot ở các vị trí cần thiết để góp phần thực hiện các nhiệm vụ khác nhau của Robot hoặc thực hiện việc nhận biết tín hiệu từ môi trờng đa vào hệ thống xử lý điều khiển của Robot. Các thiết bị ngoại vi đợc chia làm hai loại chính : + End _effector + Các Sensor End_effector là thuật ngữ chỉ thiết bị đợc ghép nối với cổ tay Robot. Thiết bị ghép nối này có thể là một bàn kẹp (Gripper) hoặc là một dụng cụ làm việc (mũi khoan, que hàn, đầu phun sơn). Do vậy có thể nói 7 End_effector là một thiết bị ngoại vi giúp cho Robot thực hiện các nhiệm vụ khác nhau. End_effector có thể chia làm hai loại cơ bản là: Mũi kẹp (Grippers) và dụng cụ (Tools). Mũi kẹp có tác dụng để nắm giữ một vật nào đó và giữ chúng trong quỹ đạo hoạt động (dùng di chuyển vật hoặc lắp ráp chi tiết). Dụng cụ là các thiết bị nh máy phun sơn, máy hàn, máy màiđợc dùng trong trờng hợp Robot đợc dùng để quét sơn hàn vật liệu Hệ thống cảm biến.: Thực hiện việc nhận biết và biến đổi các thông tin về hoạt động Robot và các thông tin về môi trờng làm việc, đối tợng mà Robot phục vụ. Các thông tin đặt trớc hoặc cảm biến đợc sẽ đợc đa vào hệ thống điều khiển sau khi xử lý bằng máy tính, rồi tác động vào hệ thống truyền dẫn động của tay máy. Các loại cảm biến dùng trong kỹ thuật robot có thể chia làm 2 loại: - Cảm biến nội tín hiệu đảm bảo thông tin về vị trí, về vận tốc, về lực tác động trong các bộ phận quan trọng của robot. Các thông tin này là những tín hiệu phản hồi phục vụ cho việc điều chỉnh tự động các hoạt động của robot. - Cảm biến ngoại tín hiệu cung cấp thông tin về đối tác và môi trờng làm việc, phục vụ cho việc nhận dạng các vật xung quanh, thực hiện di chuyển hoặc thao tác trong không gian làm việc. Để làm đợc các việc đó, cần có các loại cảm biến tín hiệu xa, cảm biến tín hiệu gần, cảm biến xúc giác và cảm biến thị giácCác loại cảm biến thông dụng: 1.1.5.1 Cảm biến vị trí, vận tốc và gia tốc. Cảm biến vị trí kiểu chiết áp. Đây là loại cảm biến vị trí kiểu điện trở thay đổi theo nguyên lý chiết áp. Kiểu cảm biến này hay đợc dùng để xác định độ dịch chuyển góc của các trục quay và xác định vận tốc góc bằng cách vi phân bậc nhất, xác định gia tốc bằng cách vi phân bậc 2 đại lợng dịch chuyển. Ưu điểm của cảm biến này là đợc dùng rất rộng rãi bởi giá thành thấp, độ bền sử dụng tơng đối cao. Tuy nhiên, tốc độ làm việc thấp, chất lợng chỗ tiếp xúc của các bộ phận trợt có thể gây nhiễu và giảm độ nhạy. Cảm biến vị trí kiểu biến áp. Cảm biến này hoạt động theo nguyên lý của một biến áp sai động. Kiểu cảm biến này làm việc tin cậy, chính xác và phù hợp với dải rộng vận tốc quay, có thể làm việc với vận tốc cao nhng đòi hỏi độ chính xác lớn về chế tạo và lắp ráp nên giá thành cao. Cảm biến điện quang. 8 Thiết bị cảm biến này gồm các đĩa (đối với trờng hợp quay) hoặc các thớc (đối với trờng hợp tịnh tiến) có vạch sáng tối đều nhau. Một bên bật nguồn sáng 1, một bên đặt quang trở 2. Do thay đổi vị trí tơng đối của các phần tử di động so với phần cố định nên tần số và lợng ánh sáng lọt vào quang trở cũng thay đổi. Tín hiệu qua bộ khuyếch đại 3 và tạo các xung, từ đó suy ra độ dịch chuyển hoặc vận tốc. Tín hiệu đầu ra của cảm biến loại này là tín hiệu số nên thuận tiện khi ghép nối với máy tính mà không cần thêm bộ chuyển đổi A/D nào. H.1.6:Sơ đồ cảm biến điện quang 1.1.5.2Cảm biến lực và cảm biến xúc giác. Cảm biến lực Kiểu cảm biến này dùng để nhận biết phản lực xuất hiện trong khi lắp ráp các chi tiết máy và đôi khi dùng để nhận tín hiệu lực trong các khớp động. Thông thờng, các cảm biến lực đợc lắp ở các khớp quay, khớp cổ tay hoặc trực tiếp trên bàn kẹp. Cảm biến xúc giác Dùng cảm biến này để nhận thông tin về sự tiếp xúc của bàn kẹp với đối tợng. Những thông tin đó bao gồm vị trí, hình thù của đối tợng hoặc lực cần kẹp 1.1.5.3Cảm biến tín hiệu gần và tín hiệu xa. 9 Cảm biến tín hiệu gần Loại này dùng để xác định sự có mặt của đối tợng trong phạm vi không gian ngay sát bên chỗ thao tác để kẹp vật hoặc di chuyển vòng qua chớng ngại Cảm biến tín hiệu xa Dùng để xác định khoảng cách từ chỗ lắp đặt cảm biến đến đối tợng. Khoảng cách có thể đo đợc theo thời gian phát đi và nhận lại tín hiệu xa dùng để dẫn đờng cho ngời máy, giúp nó xác định các vị trí, hình thể của đối tợng và tìm cách vòng qua chớng ngại. Ngoài ra, còn có các cảm biến hỗn hợp bao gồm các loại cảm biến nhiệt độ, áp lực và các loại cảm biến khác. Camera: Đây là thiết bị quan sát bị có nhiệm vụ chuyển đổi các hình ảnh quan sát đợc thành các tín hiệu đa về bộ điều khiển. Tóm lại, nếu định nghĩa Robot là một thiết bị phỏng sinh học theo con ngời thì End_effector đợc coi nh bàn tay của Robot còn các cảm biến đợc coi nh các giác quan của Robot. 1.2 Các ứng dụng của Robot công nghiệp 1.2.1 Ưu điểm của Robot công nghiệp. Robot công nghiệp ngày càng giữ vai trò quan trọng và đợc ứng dụng rộng rãi trong các dây chuyền sản xuất là do những u điểm nổi bật của chúng. Các u điểm của Robot công nghiệp là: -Robot có thể làm việc trong điều kiện môi trờng ảnh hởng xấu tới sức khoẻ ngời lao động nh : bụi, nhiệt độ cao, độ ồn quá mức,thậm chí trong cả môi trờng nguy hiểm đến tính mạng ngời lao động: hoá chất, phóng xạ, Robot công nghiệp còn có thể thay thế con ngời trong các công việc mà con ngời không thể thực hiện và đến đợc. Robot đã cải thiện đợc môi trờng lao động. -Robot có thể làm việc trong thời gian dài với độ ổn định và chính xác cao,tiết kiệm nguyên vật liệu trong suốt thời gian làm việc. Khi cần phải đẩy nhanh, tăng nhịp độ sản xuất của dây chuyền sản xuất, nếu không có Robot thì ngời công nhân không thể theo kịp tiến độ sản xuất và rất chóng bị mệt mỏi. Do đó Robot góp phần nâng cao chất lợng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm. Robot còn có thể nhanh chóng thay đổi công việc khi có sự biển đổi trong quá trình đa dạng hoá sản phẩm mà không cần phải đào tạo lại nh đối với con ngời. 10 [...]... dùng Robot có u điểm là nhanh, chính xác và cơ động hơn 1.2.4 Xu thế phát triển của Robot công nghiệp trong tơng lai +Robot ngày càng trở nên tinh khôn hơn + Robot ngày càng thay thế nhiều lao động + Robot ngày càng trở nên chuyên dụng + Robot ngày càng đảm trách đợc nhiều loại công việc lắp ráp + Robot di động ngày càng trở nên phổ biến 1.3 Hệ thống điều khiển Robot Từ đặc điểm làm việc của Robot. .. về Robot SCORBASE 2.1 Giới thiệu chung Thông thờng, giống nh Robot công nghiệp nói chung thì SCORBASE là một Robot có khả năng lập trình lại đợc, có nhiều chức năng thao tác nhằm mục đích di chuyển các bộ phận, phần tử, dụng cụ Sự chuyển động theo hình thức lập trình có thể thay đổi để thực hiện các nhiện vụ khác nhau Robot SCORBOT-ER9 đợc thiết kế theo phơng thẳng đứng với 5 khớp cộng 1 bàn kẹp Robot. .. cho giá thành lắp đặt, chế tạo Robot ngày càng giảm Đối với những nớc có giá lao động cao thì việc sử dụng các Robot trong các dây chuyền sản xuất sẽ giảm đáng kể giá thành sản phẩm do giảm đợc những chi phí cho ngời lao động mà Robot không cần đến nh : tiền lơng, phụ cấp, bảo hiểm xã hội 1.2.2 Nhợc điểm Từ những hiệu quả to lớn do Robot mang lại, đặc biệt là từ thực tế là Robot đã giải phóng đợc sức... n l ự c v à quỹ đạo) Pp trở kháng Pp hỗn hợp H 1.7: Sơ đồ tổng quan về hệ thống điều khiển Robot 1.3.1 Điều khiển quỹ đạo Với giả thiết tay Robot di chuyển không tải và không tiếp xúc với môi trờng làm việc thì bộ điều khiển quỹ đạo đợc thiết kế sao cho Robot có thể bám theo một quỹ đạo đặt trớc (di chuyển của Robot là tự do trong không gian) 1.3.1.1Phơng pháp điều khiển có phản hồi +Bộ điều khiển phản... pháp kết hợp điều khiển lực và quỹ đạo Tuy nhiên lực và vị trí đợc điều khiển độc lập theo hai hớng khác nhau Khi Robot làm việc tiếp xúc với môi trờng, lực sẽ đợc điều khiển theo một hớng, còn vị trí đợc điều khiển theo một hớng khác Các tín hiệu đầu ra của bộ điều chỉnh sẽ điều khiển cơ cấu chấp hành khớp bám theo quỹ đạo vị trí và sinh ra lực đặt 1.3.4 Nguyên lý điều khiển SCORBOT-ER9 1.3.4.1Điều... với Robot công nghiệp nói riêng, mức độ ứng dụng của nó diễn ra mạnh mẽ và sâu rộng hơn cả Hầu hết các dây chuyền tự động hoá sản xuất hiện đại đều có sự xuất hiện của Robot Các Robot công nghiệp đợc ứng dụng trong các lĩnh vực cụ thể sau: +Robot công nghiệp đợc ứng dụng khá rộng rãi trong công nghệ gia công và lắp ráp Độ chính xác định vị và thời gian là yếu tố quan trọng nhất khi thiết kế các Robot. .. ráp, Robot phải sinh ra lực phù hợp để đa chi tiết vào vị trí êm, đồng thời vừa phải thực hiện điều khiển quĩ đạo Do đó, bản chất của điều khiển lực là điều khiển quỹ đạo và điều khiển lực Điều khiển lực là trờng hợp tổng quát của điều khiển quỹ đạo vì đại đa số Robot trong quá trình làm việc sẽ tiếp xúc với môi trờng khi di chuyển theo một quỹ đạo đặt trớc Khi đó cần thiết điều khiển cả vị trí Robot. .. nhiều Robot sẽ dẫn đến tình trạng thất nghiệp Trên thực tế, điều này không phải là không có cơ sở nhng đồng thời với việc gây d sức lao động đơn giản, nó cũng tạo ra nhiều công việc phức tạp hơn nh : các kỹ thuật viên, các chuyên gia chuyên về ngời máy, các nhà lập trình 1.2.3.Các ứng dụng của Robot công nghiệp Các nhà chế tạo Robot nhận định rằng : trong những năm tới, tình trạng thị trờng Robot. .. trình thao tác Robot có thể làm các công việc nh: rót kim loại nóng chảy vào khuôn, lấy vật đúc ra khỏi khuôn,Ngày nay, ở nhiều nớc trên thế giới, Robot đợc sử dụng rộng rãi để tự động hoá công nghệ đúc nhng chủ yếu để phục vụ các máy đúc áp lực +Robot công nghiệp cũng đợc ứng dụng trong ngành gia công áp lực nơi mà điều kiện làm việc nặng nề, dễ gây mệt mỏi Ví dụ trong công nghệ rèn : Robot có thể thực... tải Trong hệ thống Robot SCOBASE trong phòng thí nghiệm đợc trang bị một băng tải nhỏ, để thực hiện một số ứng dụng đáp ứng sự di chuyển của các vật tới và từ Robot Nó bao gồm một động cơ một chiều, băng truyền, một cảm biến quang điện mà tín hiệu của nó chỉ tới bộ điều khiển Robot, bộ phận đó đã chỉ đến vị trí làm việc Nó đợc xác định nh trục 8 và đợc điều khiển bởi bộ điều khiển Robot 2.2.1.3.Cảm . nay, Robot công nghiệp đang phát triển rất đa dạng. Có thể phân loại Robot công nghiệp theo nhiều cách khác nhau: -Theo vị trí làm việc phân ra các loại: Robot cấp thoát phôi, Robot vận chuyển, Robot. vạn năng, - Theo dạng công nghệ chuyên dụng : Robot sơn, Robot hàn, lắp ráp, -Theo cách thức và đặc trng điều khiển : Robot điều khiển tự động, Robot điều khiển bằng dạy học, 3 -Theo các hệ toạ. hoá Robot. Ngời đầu tiên sử dụng thuật ngữ Robot là nhà viết kịch ngời Czech tên là Karel Capek. Năm 1922, trong tác phẩm Rossums Universal Robot , Capek đã sử dụng thuật ngữ Robot. Robot theo