TIỂU LUẬN MƠN HỌC MƠ HÌNH HĨA ROBOT VÀ HỆ CƠ ĐIỆN TỬ (Đề số 15) Câu 1: Robot Fanuc M-710i Robot Specifications hình vẽ Fanuc M-710i Robot Specifications • Axes: Payload: 45 kg • H-Reach: 1706 mm • Repeatability: ±0.15 mm • Robot Mass: 600 kg • Structure: Articulated • Mounting: floor, invert, wall, shelf, angle • Software: All Fanuc robots sold by RobotWorx include legal software and manufacturer software support • Robot Motion Range J1 ±160° J2 ±130° J3 +295°, -125° J4 ±270° J5 ±125° J6 ±360° Robot Motion Speed J1 160 °/s (2.79 rad/s) J2 120 °/s (2.09 rad/s) J3 150 °/s (2.62 rad/s) J4 240 °/s (4.19 rad/s) J5 240 °/s (4.19 rad/s) J6 340 °/s (5.93 rad/s) 1) Phân tích xác định thành phần q trình mơ hình hóa: ♣ Đối tượng: Robot Fanuc M-710i hệ phức tạp cấu trúc tính hoạt động thông số trạng thái ♣ Mục tiêu: + Làm thực tế hóa ý tưởng thiết kế robot Fanuc M-710i + Đưa sở chung cho việc trao đổi thông tin robot Fanuc M-710i + Mô tả robot Fanuc M-710i dễ dàng, đơn giản + Hỗ trợ tạo điều kiện nắm bắt vấn đề robot Fanuc M-710i + So sánh phương án giải nhanh chóng, dễ dàng, thuận lợi + Dự đốn đặc tính liên quan đến robot Fanuc M-710i, khả ứng xử, tính đặc trưng, ưu điểm, nhược điểm, khả khắc phục + Cho phép thực nghiên cứu không thực đối tượng thực ♣ Điều khiển q trình: mơ hình hóa robot Fanuc M-710i xây dựng mơ hình cần sở mơ hình cấu trúc hệ thống tích hợp với phần mềm điều khiển lập sẵn cho quy luật thao tác hoạt động robot Fanuc M-710i Điều khiển trình gồm: Phương pháp – Cơng cụ Phản hồi ♣ Tích hợp: phức tạp bao gồm nhiều thiết bị phần cứng (thiết bị điểu khiển, thiết bị điện, thiết bị an toàn, bàn làm việc hệ thống gá đặt, …) phần mềm điểu khiển… ♣ Kết mơ hình hóa mơ hình hệ thống 2) Phân tích khó khăn nghiên cứu hệ thực (để thiết kế, chế tạo, phát triển khả công nghệ thiết bị); cần thiết phải sử dụng phương pháp mơ hình hóa ưu điểm, thuận lợi: ♣ Những khó khăn nghiên cứu hệ thực: + Giá thành đắt: Khi nghiên cứu mơ hình hóa người thiết kế phác thảo phương án thiết kế mô hình tìm lời giải tốt nhất, chi phí khơng đáng kể Ngược lại nghiên cứu hệ thực: ta phải có tất thiết bị tất phương án, nên chí phí lớn mà không hiệu + Thời gian dài: Nghiên cứu hệ thực ta phải làm tất thiết bị phương án so sánh phương án tốt nhất, nên thời gian bỏ lớn so với nghiên cứu mơ hình hóa + Nguy hiểm, không đủ điều kiện triển khai: Trong số phương án có phương pháp phi thực tế, gây nguy hiểm cho người thiết bị, ta dùng mơ hình hóa loại chúng tự đầu, tránh nguy hiểm Mặc khác nghiên cứu hệ thực tế ta phải triển khai tất thiết bị phương án, không đủ điều kiện triển khai ♣ Sự cần thiết phải sử dụng phương pháp mơ hình hóa ưu điểm, thuận lợi: + Khi nghiên cứu hệ thống thực gặp nhiều khó khăn + Cần linh hoạt việc điều chỉnh hệ thống: • Thay đổi cấu trúc, cho kết kiểm tra nhanh • Thay đổi tham số • Thay đổi chương trình + Khi chưa có đối tượng, hệ thống thực: • Từ ý tượng xây dựng mơ hình → kiểm tra mơ hình → thiết kế → điều chỉnh thiết kế…→ hệ thực • Mơ hệ thống phức tạp, cồng kềnh… • Mơ hình hóa có độ xác cao •Tính tương thích mơ hình lớn 3) Nêu ví dụ phương pháp mơ hình hóa sử dụng để xây dựng mơ hình cho hệ thống: với mơ hình robot Fanuc M-710i ta có sơ đồ động học sau: d θ θ θ Câu 2: Cho Robot bậc tự hình q1 = q10 + 0.06sin ωt q2 = q20 + 0.05sin ωt q3 = q30 + 0.04sin ωt → xp , y p , z p ? x p = x p (t ) y p = y p (t ) z p = z p (t ) → q1 , q2 , q3 ? 1) Phân tích xác định cấu trúc mơ hình xây dựng phương pháp mơ hình hóa: + Thuộc tính: • Số bậc tự do: • Kích thước: RxH, r ( r bán kính khơng làm việc) 2) Hình dáng: Robot tọa độ trụ • Khối lượng: • Cấu trúc động học: cấu hình RRT • Tính cơng nghệ: nghiên cứu thết kế chế tạo robot hàn, robot lắp ráp, robot vận chuyển… ⇒ Tìm đặc tính quan trọng, loại bỏ đặc điểm không ảnh hưởng đến mục tiêu nghiên cứu + Mục tiêu: + Đặc điểm: • Độ xác, độ tin cậy • Sự tương thích, kết hợp • Vẻ ngồi • Tính linh hoat • Khả phát triển mơ hình + Tính tương thích: phụ hợp tính mơ tả mơ hình tính đối tượng mơ hình hóa + Tính điều khiển được: khả điều chỉnh mơ hình nhanh chóng, tiện lợi, mục đích + Khả phát triển: mơ hình phải có thiết kế mở để có khả mở rộng phát triển Đặc biệt tích hợp hệ thống lớn + Sự tổ chức mơ hình: ta dựa sở phân tích cấu trúc phần tử tạo thành hệ thống Ta xuất phát từ phân tích chức phần tử, phận tạo thành hệ thống để tổ chức mơ hình Thực q trình mơ hình hóa để xây dựng mơ hình nghiên cứu: - Xây dựng sơ đồ động học cho tham số động học giá trị số - Thiết lập hệ tọa độ động học - Thiết kế mô hinh 3D - Tính ma trận truyền Denavit-Hartenberg - Thiết lập phương trình động học robot - Hãy cho quy luật thay đổi vị trí điểm tác động cuối robot giá trị số : x = x(t) = y = y(t) = z = z(t) = Giải toán động học ngược robot để xác định biến khớp mô số ... kế…→ hệ thực • Mơ hệ thống phức tạp, cồng kềnh… • Mơ hình hóa có độ xác cao •Tính tương thích mơ hình lớn 3) Nêu ví dụ phương pháp mơ hình hóa sử dụng để xây dựng mơ hình cho hệ thống: với mơ hình. .. mơ hình xây dựng phương pháp mơ hình hóa: + Thuộc tính: • Số bậc tự do: • Kích thước: RxH, r ( r bán kính khơng làm việc) 2) Hình dáng: Robot tọa độ trụ • Khối lượng: • Cấu trúc động học: cấu hình. .. hệ thống lớn + Sự tổ chức mơ hình: ta dựa sở phân tích cấu trúc phần tử tạo thành hệ thống Ta xuất phát từ phân tích chức phần tử, phận tạo thành hệ thống để tổ chức mơ hình Thực q trình mơ hình