Thiết kế, chế tạo mô hình tay máy gắp sản phẩm

MỤC LỤC Nội dung Trang CHƯƠNG I : DẪN NHẬP 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Tầm quan trọng của đề tài 1 1.3. Điểm mới của đề tài 2 1.4. Giới hạn đề tài 2 1.5. Mục đích nghiên cứu 2 1.6. Phương pháp nghiên cứu 3 1.7. Thời gian nghiên cứu 3 chương 2 : Cơ sở lý luận 2.1. Sự xuất hiện của thuật ngữ robot và tình hình nghiên cứu sử dụng robot của các nước trên thế giới 4 2.2. Tình hình phát triển của robot ở Việt Nam 5 2.3. Nhu cầu thực tế về vấn đề sử dụng robot trong sự nghiệp CNH-HĐH ở nước ta 7 2.4. Những công việc đòi hỏi nên đưa vào sử dụng các cơ cấu robot 8 2.5. Các loại robot trong công nghiệp và phạm vi ứng dụng của từng loại 9 2.5.1. Robot Scara 4 bậc tự do 9 2.5.2. Robot Puma 10 2.5.3. Robot Stanford 10 2.5.4. Một số khó khăn khi tính toán và chế tạo robot ở nước ta trong giai đoạn hiện nay 11 2.6. Cơ sở lý thuyết về ma trận chuyển, phương trình cơ bản của robot 12 2.6.1. Ma trận chuyển đổi tònh tiến giữa hai toạ độ 12 2.6.2. Ma trận biến đổi xoay giữa hai toạ độ. 13 2.7. Ma trận biến đổi xoay quay các trục đặc biệt 15 2.7.1. Ma trận biến đổi khi xoay hệ trục toạ độ OX 1 Y 1 Z 1 quanh trục X một góc α so với hệ trục toạ độ OXYZ 15 2.7.2. Ma trận biến đổi khi xoay hệ trục toạ độ OX 1 Y 1 Z 1 quanh trục Y một góc β so với hệ trục toạ độ OXYZ 16 2.7.3. Ma trận biến đổi khi xoay hệ trục toạ độ OX 1 Y 1 Z 1 quanh trục Z một góc θ so với hệ trục toạ độ OXYZ 16 2.7.4. Bộ thông số DH(Denavit. J & Hartenberg R.S) 17 2.7.5. Thiết lập hệ trục toạ độ 18 2.7.6. Mô hình biến đổi 19 2.7.7. Phương trình động học 19 2.8. Cơ sở lý thuyết về ma trận Jacobi 20 2.9. Phương trình Lagarange bậc II ứng dụng trong phân tích động lực học cho robot 23 2.10. Cơ sở lý thuyết về họ vi xử lý 8051 24 2.10.1. Giới thiệu chung 24 2.10.2. Cấu Trúc AT89S52 25 2.10.3. Sơ đồ khối 26 2.10.4. Sơ đồ chân 27 2.10.5. Cấu trúc của vùng Ram 28 2.10.6. Ngôn ngữ điều khiển 28 2.10.7. Kết nối với máy tính 29 2.10.8. Cấu trúc cổng xuất nhập và mô tả chức năng các chân trên vi điều khiển 33 2.11. Giới thiệu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ bước 36 2.11.1. Nguyên tắc hoạt động chung của động cơ bước 36 2.11.2. Nguyên tắc họat động của động cơ bước dạng từ dẫn thay đổi 37 2.11.3. Điều khiển động cơ bước 41 2.12. Cơ sở lý thuyết về giao tiếp máy tính 42 2.12.1.Các phương pháp giao tiếp 42 2.12.2.Các hình thức giao tiếp trên máy tính 43 2.12.3. Tiêu chuẩn giao tiếp cổng nối tiếp 43 2.12.4. Chức năng của các chân trên các cổng giao tiếp 43 2.12.5. Phương pháp kết nối 44 2.12.6. Nguyên lý truyền dữ liệu. 46 2.13. Khái quát về giao tiếp nối tiếp trong matlab 46 2.14. Trình tự thực hiện giao tiếp giữa thiết bò với cổng nối tiếp. 47 Chương III: Chọn sơ đồ cơ cấu, tính toán động học và động lực học cho robot 6 bậc tự do 49 3.1. Chọn sơ đồ kết cấu cho robot 6 bậc tự do 49 3.2. Các kích thước ban đầu. 50 3.3. Tính toán động học thuận cho robot 6 bậc tự do 50 3.3.1. Nhiệm vụ 50 3.3.2 Sơ đồ của robot gắp sản phẩm, bộ thông số DH 51 3.3.3. Phân tích động học thuận cho robot 51 3.4. Phân tích động học ngược cho robot. 55 3.5. Ứng dụng ma trận Jacobi quay vít để tính toán vận tốc cho các khớp và bộ tác động cuối 60 3.6. Tính toán động lực học cho robot 6 bậc tự do 65 3.6.1. Tính bền cho toàn bộ cơ cấu dựa trên cơ sở tónh học 65 3.6.2. Kiểm tra động lực học cho tay máy khi đang thực hiện nhiệm vụ 72 Chương IV: Thiết kế bộ điều khiển và chương trình giao tiếp máy tính 78 4.1. Phân tích bộ điều khiển tay máy. 78 4.2 Thiết kế mạch điện cho các bộ giải mã. 80 4.2.1: Nhiệm vụ 80 4.2.2. Sơ đồ mạch điện điều khiển vi bước 80 4.3. Thiết kế mạch điều khiển chính 81 4.3.1.Nhiệm vụ 81 4.3.2. Thiết kế mạch điều khiển chính. 81 4.4. Thiết kế mạch xử lý tín hiệu từ cảm biến. 82 4.4.1. Nhiệm vụ 82 4.4.2. Sơ đồ mạch điện xử lý tín hiệu cảm biến 82 4.5. Thiết kế giao diện điều khiển 83 4.5.1. Nhiệm vụ 83 4.5.2. Xử lý số liệu nhập 84 4.5.3. Giao diện điều khiển 84 4.6. Trình tự lập trình hoạt động cho tay máy. 85 4.7. Mô phỏng hoạt động 85 4.7.1. Giới thiệu về phần mềm Solid edge 85 4.7.2. Giới thiệu về phần mềm Visual Natran 86 4.8. Thuật toán điều khiển cho robot gắp sản phẩm 87 Chương V: Thực Nghiệm 88 5.1. Chế tạo các bộ giải mã. 88 5.1.1. Sơ đồ mạch in 88 5.1.2. Sơ đồ thực tế. 88 5.2. Chế tạo bộ điều khiển trung tâm, Bộ điều khiển trung gian và card giao tiếp. 89 5.2.1. Sơ đồ mạch in 89 5.2.2. Sơ đồ thực tế. 89 5.3. Chế tạo mạch cảm biến 90 5.3.1. Sơ đồ mạch in 90 5.3.1. Sơ đồ thực tế 90 5.4. Cấu tạo bộ điều khiển và mô hình thực tế 90 5.5. Giải quyết một bài toán thực tế 92 Chương VI: Kết luận và hướng phát triển 96 6.1. Kết luận 96 6.2. Hướng phát triển của đề tài 96 Phụ lục 1. Chương trình viết cho bộ điều khiển trung tâm và bộ điều khiển trung gian 97 1. Chương trình viết cho bộ điều khiển trung tâm 97 2 Chương trình viết cho bộ điều khiển trung gian 1 102 3 Chương trình viết cho bộ điều khiển trung gian 2 113 Phụ lục 2: Thuật toán điều khiển động cơ vi bước, chương trình viết cho vi bước bằng hợp ngữ và chương trình matlab tính toán các dữ liệu vào 117 1. Thuật toán điều khiển vi bước 117 2. Chương trình điều khiển vi bước 117 3. Chương trình tạo giao diện và tính toán dữ liệu vào 123 Phụ lục 3: Các hệ số trong phương trình động lực học cho robot 6 bậc tự do 134 Tài liệu tham khảo 141 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ SƯ : NGUYỄN VĂN ĐOÀN TRANG 1 CHƯƠNG I DẪN NHẬP 1.1. Đặt vấn đề Hiện nay tình hình robot trên thế giới đang ở đỉnh cao của sự phát triển, việc ứng dụng robot trong nhiều lónh vực khác nhau của đời sống được thể hiện rõ rệt. Nhu cầu thay thế dần các công việc của con người bằng các tay máy có chức năng tương tự đã và đang tiếp tục được thực hiện, Trong khi đó, sự tiếp cận về lónh vực này ở Việt Nam tính đến nay vẫn còn rất nhiều hạn chế, chúng ta thiếu cả về số lượng cũng như chất lượng các sản phẩm robot thực tế, thiếu về các tài liệu tính toán, về thiết bò điều khiển cũng như công nghệ chế tạo sản phẩm robot hoàn chỉnh. Vì vậy, để tăng tốc độ tiếp cận và áp dụng rộng rãi công nghệ mới này chúng ta cần phải đẩy mạnh tốc độ phát triển cả về vấn đề tính toán cũng như công nghệ chế tạo các thiết bò hiện đại này, mà trước hết là phải triển khai và phát triển các đề tài trong nước làm tiền đề cho sự phát triển các sản phẩm thực tế sau này. Đứng trước tình hình đó nhiệm vụ của các trung tâm nghiên cứu, các trường Đại học, cao đẳng trong nước đối với vấn đề này, phải được đặt lên tầm quan trọng hàng đầu, các trường phải có nhiều đề tài nghiên cứu cả về lónh vực thiết kế cũng như chế tạo, làm cơ sở đào tạo ra các cán bộ kỹ thuật có năng lực, đáp ứng được nhu cầu phát triển ngành của robot trong tương lai gần. Trên cơ sở đó, đề tài “Thiết kế, chế tạo tay máy gắp sản phẩm”, với sự trình bày một cách khá tổng quát về trình tự thiết kế, chế tạo một robot hoàn chỉnh 6 bậc tự do, sẽ là một đề tài rất có ý nghóa cho quá trình đào tạo về lónh vực robot ở Việt Nam, đồng thời nó còn là tiền đề cho các nhà máy, các xí nghiệp khi thực hiện quá trình sản xuất tay máy ứng dụng vào thực tế đời sống. 1.2 Tầm quan trọng của đề tài Sự thay thế dần sức người bằng sức máy là một vấn đề cực kỳ quan trọng trong quá trình đất nước chuẩn bò hoàn thành giai đoạn CNH-HĐH và tiến lên chủ nghóa xã hội, với đề tài “Thiết kế, chế tạo tay máy gắp sản phẩm” không những sẽ làm sáng tỏ các vấn đề về mối liên quan giữa các lónh vực Công nghệ thông tin – Điện tử – Cơ khí mà nó còn thể hiện mức độ rút ngắn khoảng cách sự tiếp cận các công nghệ mới ở Việt Nam so với các nước trên thế giới, cũng như tạo ra một đòn bẩy thúc đẩy sự phát triển nhanh lónh vực robot ở nước ta. Với kết cấu 6 bậc tự do, cơ cấu tay máy sẽ rất linh hoạt, điểm tác động cuối có thể chuyển động theo bất cứ một quỹ đạo nào và quay theo bất cứ một trục nào nằm trong vùng không gian hoạt động của nó. Điều này rất có ý nghóa khi kiểm tra và thể LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ SƯ : NGUYỄN VĂN ĐOÀN TRANG 2 hiện một giải thuật điều khiển từ máy tính. Đồng thời nó cũng không kém phần quan trọng để sinh viên có thể thử nghiệm khi viết chương trình điều khiển quỹ đạo của robot theo ý muốn. Nếu trong dây truyền sản xuất tự động, có sự trang bò của loại robot linh hoạt này, khi có yêu cầu về thay đổi chu trình làm việc, thay vì phải thay thế bằng một cơ cấu robot khác, cơ cấu robot này chỉ cần nạp vào một chương trình điều khiển mới là có thể đáp ứng được. Điều này sẽ giúp các nhà máy giảm chi phí về thời gian, tiền của cũng như nắm bắt được các thời cơ trong chu kỳ phát triển của sản phẩm. 1.3. Điểm mới của đề tài Phần tính toán lý thuyết về động học, động lực học được thể hiện trong đề tài, không có gì mới so với các đề tài trước đây, chủ yếu vẫn dựa trên cơ sở lý thuyết tính toán của các tài liệu đã có, các lý thuyết về vi xử lý nói riêng và kỹ thuật điện tử nói chung cũng chủ yếu mang tính ứng dụng vào thực tế. Tuy nhiên, với phần lập trình điều khiển, người nghiên cứu đã sử dụng trực tiếp công cụ tính toán là phần mềm Matlab để truyền tải dữ liệu cho các khối vi xử lý, các khối vi xử lý này sẽ trực tiếp điều khiển cơ cấu chấp hành. Có thể nhấn mạnh rằng, điểm mới của đề tài là : người nghiên cứu đã tổng hợp và nối kết được các mảng kiến thức của 3 lónh vực : Công nghệ thông tin – Điện tử – Cơ khí, để tạo nên một sản phẩm robot khá hoàn chỉnh. Ngoài ra, với sự ứng dụng của các phần mềm : Autocad, Inventer, Solid egle, Visual nastran vào việc vẽ và mô phỏng sẽ làm cho vấn đề lý thuyết được sáng tỏ hơn, thêm vào đó các công cụ tạo giao diện sẽ đơn giản hoá quá trình thiết lập quy luật điều khiển cho tay máy, điều này sẽ giảm thiểu thời gian cho người sử dụng cũng như độc giả có quan tâm. 1.4. Giới hạn đề tài Do thời gian nghiên cứu và điều kiện vật chất có hạn nên trong đề tài này người nghiên cứu mới chỉ tính toán, thiết kế và chế tạo thử nghiệm một mô hình robot 6 bậc tự do. Mô hình này có thể nâng vật nặng tối đa là 1kg, và vận tốc tối đa là 0.05m/s, bộ tác động cuối là bộ phận chỉ gắp các chi tiết dạng hộp có kích thước tối đa là 60 x 60 x 60 và tối thiểu là 30 x 30 x 30 và ứng dụng chủ yếu trong công tác đào tạo ở các trường Đại Học, Cao Đẳng và Trung Học Trong nước. 1.5. Mục đích nghiên cứu. Với đề tài ““Thiết kế, chế tạo tay máy gắp sản phẩm” người nghiên cứu thể hiện với các mục đích sau: LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ SƯ : NGUYỄN VĂN ĐOÀN TRANG 3 - Hoàn thiện một lượng kiến thức khá lớn về tin học và điện tử nói chung, công nghệ tự động hoá nói riêng. - Giới thiệu cho học sinh các trường kỹ thuật một sản phẩm khá hoàn chỉnh về một tay máy với 6 bậc tự do bao gồm phần tính toán cơ học, thiết kế mạch điều khiển, các chương trình điều khiển. - Góp phần phát triển nghành công nghệ tự động của nước nhà. 1.6. Phương pháp nghiên cứu. - Phương pháp tham khảo tài liệu : Tài liệu về robot công nghiệp, tài liệu về thiết kế mô phỏng, tài liệu về lập trình bằng ngôn ngữ matlab, tài liệu về động cơ bước, động cơ Servo, tài liệu về vi xử lý và các linh kiện bán dẫn, linh kiện điện tử công suất. - Phương pháp thực nghiệm : Lắp ráp và thí nghiệm các mạch điều khiển động cơ bước, Bộ điều khiển chính, cổng truyền thông nối tiếp với phần mềm matlab, gia công toàn bộ các chi tiết và lắp ráp hoàn chỉnh mô hình robot 6 bậc tự do. 1.7. Thời gian nghiên cứu. - Từ tháng 2/2006 đến tháng 3/2006, tham khảo các tài liệu và tính toán các thông số cơ bản để thiết kế và chế tạo mô hình robot. - Từ tháng 3/2006 đến tháng 6/2006, thiết kế và chế tạo mô hình robot 6 bâc tự do. - Từ tháng 6/2006 đến tháng 8/2006, thử nghiệm và chế tạo bộ điều khiển, Card giao tiếp với phần mềm matlab. - Từ tháng 8/2006 đến 15/9/2006,Tổng kết và hoàn thành thuyết minh. LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ SƯ : NGUYỄN VĂN ĐOÀN TRANG 4 CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ LUẬN 2.1. Sự xuất hiện của thuật ngữ robot và tình hình nghiên cứu sử dụng robot của các nước trên thế giới Thuật ngữ “robot” bắt đầu xuất hiện vào khoảng năm 1922 trong tác phẩm “Rossum’s Universal Robot” của Karel Capek. Theo tiếng séc có nghóa là người tạp dòch. Trong tác phẩm này nhân vật Rossum và con trai ông ta đã tạo ra những chiếc máy gần giống như con người để hầu hạ con người. Hơn 20 năm sau, ước mơ viễn tưởng của Karel Capek đã bắt đầu trở thành hiện thực. Ngay sau chiến tranh thế giới lần thứ 2, ở Hoa Kỳ đã xuất hiện những tay máy chép hình điểu khiển từ xa trong các phòng thí nghiệm về vật liệu phóng xạ. Vào giữa những năm 50 thì hàng loạt các tay máy dạng chép hình đã xuất hiện nhưng mãi đến năm 1975 công ty Unimation mới bắt đầu có lợi nhuận từ những sản phẩm robot đầu tiên. Khái niệm robot công nghiệp được ra đời và đưa vào ứng dụng đầu tiên vào năm 1961 ở hoa kỳ. Năm 1967 nhật bản mới nhập chiếc robot công nghiệp đầu tiên từ công ty AMF tại hoa kỳ, và đến năm 1990 có hơn 40 công ty nhật bản, trong đó có những công ty khổng lồ như công ty Hitachi và công ty Mitsubishi, đã đưa ra thò trường quốc tế nhiều loại robot nổi tiếng. Từ ngay sau đó việc đưa vào ứng dụng những loại robot được phát triển rất mạch ở nhật, trong khi mỹ thì nghiêng về phần tính toán cơ sở lý thuyết. Từ những năm 70 việc nghiên cứu nâng cao tính năng của robot đã chú ý nhiều đến sự lắp đặt thêm các cảm biến ngoại tín hiệu để nhận biết môi trường làm việc, các robot này có thể có một vài chức năng nhận biết giống như con người. Tại trường đại học tổng hợp Stanford người ta đã tạo ra loại robot lắp ráp tự động điều khiển bằng máy vi tính trên cơ sở xử lý thông tin từ các cảm biến lực và thò giác. Cũng vào thời gian này công ty IBM đã chế tạo loại robot có các cảm biến xúc giác và cảm biến lực, điều khiển bằng máy vi tính để lắp ráp các máy in gồm 20 cụm chi tiết. Từ những năm 80 nhất là vào khoảng những năm 90 do áp dụng rộng rãi các tiến bộ về vi xử lý và công nghệ thông tin, số lượng robot công nghiệp đã gia tăng, giá thành giảm rõ rệt so với trước đó nhưng các tính năng được phát triển vượt bậc, hầu như có thể thay thế toàn bộ các công việc nặng nhọc và độc hại cho con người. LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ SƯ : NGUYỄN VĂN ĐOÀN TRANG 5 Chính từ những ứng dụng này lên chuyên ngành khoa học về robot “Robotics” đã trở thành một lónh vực rộng rãi trong khoa học, bao gồm các vấn đề về động học, động lực học, tính toán điều khiển theo quỹ đạo, cảm biến tín hiệu điều khiển chuyển động v.v… Việc ứng dụng robot trên thế giới đã được nghiên cứu và phát triển mạnh ở các nước : Pháp, Đức, Italia, Nhật, Anh, Mỹ và đến nay thì đã lan rộng sang các nước châu Á như : Hàn Quốc, Singapo, Đài Loan. Tuy nhiên, trong những năm 1991 thì việc ứng dụng công nghệ robot ở các nước ở Châu Á còn thấp nhưng đến năm 2000 thì mức độ sử dụng và phát triển gần ngang bằng với các nước phát triển. Robot được ứng dụng nhiều nhất ở các nước trên thế giới là trong công nghệ chế tạo lắp ráp xe hơi và lắp ráp một số sản phẩm khác. Cho đến nay công nghệ sử dụng robot ở các nước phát triển đã ở giai đoạn phát triển cao nhất, từ các công việc như giúp việc nhà, trang trí, khuôn dỡ hàng hoá, lắp ráp kiểm tra sản phẩm, an ninh quốc phòng, thám hiểm v.v.v đều có sự tham gia của robot. Đặc biệt là các công việc nặng nhọc và mang tính độc hại thì sử dụng robot là một trong các phương pháp nâng cao hiệu quả nhất. Các công ty nhật cho đến hiện nay nhờ sự phát triển với tốc độ rất nhanh của nghành điện tử và công nghệ thông tin họ đã giới thiệu các sản phẩm robot với hình dạng và các tính năng giống hệt như con người, ví dụ như robot leo cầu thang, vỗ tay, cúi chào khán giả v.vv Robot có thể ứng dụng trong nhiều công việc khác nhau, như đã đề cập, những khái niệm robot công nghiệp vẫn luôn là điểm mấu chốt trong công nghệ chế tạo robot, thuật ngữ robot công nghiệp được rất nhiều các tác giả đònh nghóa khác nhau nhưng theo ISO thì robot công nghiệp là một tay máy đa mục tiêu, có một số bậc tự do, dễ dàng lập trình, điều khiển trợ động, dùng để tháo lắp phôi, dụng cụ hoặc các vật dụng khá. Do chương trình thao tác có thể thay đổi nên thực hiện nhiều nhiệm vụ đa dạng. Nói một cách đầy đủ hơn, Robot công nghiệp là những thiết bò tự động linh hoạt, bắt chước được các chức năng lao động công nghiệp của con người. 2.2. Tình hình phát triển của robot ở Việt Nam Đối với nước ta, việc đưa vào sử dụng robot có thể nói là một trong những nước chậm nhất tuy vậy với mục tiêu tiếp cận kỹ thuật mới về lónh vực này, trong nước đã triển khai các đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước : đề tài 58.01.03 trong giai đoạn 81-85 và đề tài 52B.03.01 trong giai đoạn 86-89. Kết quả nghiên cứu của các đề tài này khong những đáp ứng được nhu cầu tiếp cận mà còn có những ứng dụng ban đầu trong kỹ thuật bảo hộ lao động và phục vụ công tác đào tạo cán bộ kỹ thuật ở nước ta. LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ SƯ : NGUYỄN VĂN ĐOÀN TRANG 6 Trong giai đoạn tiếp theo từ năm 1990 các nghành công nghiệp trong nước bắt đầu được đổi mới. Nhiều cơ sở cần phải trang bò một số các hệ thống thiết bò mới nhưng chủ yếu là nhập dây truyền từ các nước phát triển để phục vụ cho một số các công việc sau đây: - Tháo lắp các dụng cụ cho các trung tâm gia công và các máy CNC. - Lắp ráp các linh kiện điện tử. - Tháo các sản phẩm ở máy ép nhựa tự động, trong đó có loại thao tác phối hợp với hệ thống giám sát, điều khiển bằng camera. - Hàn vỏ xe hơi. - Phun sơn, phủ các bề mặt. Từ tháng 4/98 nhà máy Rorze/Robotech đã bước vào hoạt động ở khu công nghiệp Nonura Hải Phòng. Đây là nhà máy đầu tiên ở Việt Nam chế tạo và lắp ráp robot. Đó là loại robot có cấu trúc đơn giản nhưng rất chính xác trong sản xuất chất bán dẫn. Nhà máy Rorze Robotech có vốn đầu tư là 46 triệu đôla mỹ do Nhật Bản đầu tư. Trong những năm gần đây Trung Tâm Nghiên Cứu Kỹ Thuật (NCKT) tự động hoá, trường Đại Học Bách Khoa (ĐHBK) – Hà Nội đã nghiên cứu tính toán thiết kế một kiểu robot mới ký hiệu là robot RP. Robot RP thuộc loại robot phỏng sinh (Bắt trứơc cơ cấu tay người). Sự khác biệt của robot này với các kiểu robot phỏng sinh khác là ở đây dùng cơ cấu pantograph với 2 con trượt dẫn động làm mô đun chủ yếu của cơ cấu tay máy. Trung tâm nghiên cứu đã chế tạo thử nghiệm các robot với tên RPS-406 dùng để phun men, Robot RPS – 4102 dùng trong công nghệ bề mặt có 6 bậc tự do, Robot SCA mini dùng để phục vụ cho các trường tham khảo và nghiên cứu, ngoài ra trung tâm còn xây dựng một thư viện tính toán mô phỏng một số loại robot hiện có trên thế giới. Một số các trường đại học cao đẳng ở phía nam và miền trung trong thời gian này thì mới chỉ trong giai đoạn nghiên cứu lại những thành quả robot đã có sẵn của trung tâm nghiên cứu và của các trường đại học nổi tiếng trên thế giới. Từ sau năm 2003 thì tình hình phát triển và ứng dụng robot ở phía nam đã phát triển những bước vượt bậc, các trường chủ chốt như Đại học Bách Khoa TP.HCM và Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật đã mở ra một lónh vực hoàn toàn mới đó là lónh vực về điều khiển tự động rất thích hợp cho sự phát triển về robot. Trong những năm gần đây để lónh vực robot của nước nhà hàng năm chính phủ phát động cuộc thi robocon, cuộc thi này được các sinh viên hưởng ứng và tham gia tích cực. Tuy nhiên, đây chỉ là sự phát triển về ý tưởng sáng tạo về robot chưa đi sâu vào chế tạo và tính toán kết cấu thực tế của robot, trong khi đó ở các nước phát triển trong thời gian này họ chủ yếu nghiên cứu về công nghệ ứng dụng các [...]... toàn bộ quá trình thiết kế và sản xuất robot là còn rất thấp, chủ yếu vẫn còn dừng ở phần thiết kế tính toán và mô phỏng trên máy tính, còn hạn chế nhiều ở khâu chế tạo hoàn chỉnh một robot cụ thể, ở các trưỡng đại học, cao đẳng thì với các mô hình robot mang tính mô phỏng thử nghiệm các lý thuyết đã tính toán tức mô hình chỉ mang tính kiểm nghiệm là chủ yếu, sở dó như vậy là do tình hình phát triển... ai,0,0) x R(x,αI) (*) - Biểu thức I là quan hệ giữa hệ toạ độ i so với hệ toạ độ i-1, và được gọi là mô hình DH, cách thiết lập mô hình động học theo kiểu mô hình DH tỏ ra khá thuận tiện trong việc giải quyết các vấn đề về robot - Các ma trận ở vế phải của phương trình (*) tính theo các công thức đã thiết lập ở trên và sau khi thực hiện phép nhân ta có: ⎡Cθi ⎢S Ai = ⎢ θi ⎢0 ⎢ ⎣0 − Sθi Cαi Cθi Cαi S... nghệ chế tạo các chi tiết của nước ta còn quá lạc hậu, cụ thể là với các công nghệ này chúng ta không thể chế tạo được các chi tiết trang bò trên robot điển hình với các chi tiết đòi hỏi phải có trọng lượng nhẹ có độ cứng vững cao, chòu mài TRANG 11 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ SƯ : NGUYỄN VĂN ĐOÀN mòn và phải làm việc tốt trong môi trường có điều kiện khắc nghiệt mà vẫn phải giữ được độ chính xác về hình dạng... nhiều các khó khăn mà điển hình nhất là các khó khăn sau đây: - Sản phẩm robot là sản phẩm của nghành cơ điện tử, tức là phải có sự phối hợp hài hoà cả về nghành công nghệ thông tin, công nghệ truyền tải dữ liệu từ máy tính, cả về lónh vực về điện tử, công nghệ vi xử lý đồng thời cả một lý thyết tính toán rộng lớn của cơ học và sức bền vật liệu Chính vì vậy với các nghành đạo tạo hiện có ở các trường... ráp những chi tiết bulông đai ốc, chuyển sản phẩm từ vò trí này đến một vò trí khác - Những công việc mang tính nguy hiểm như : thám hiểm núi nửa, đại dương, thăm dò những hành tinh mới, mài cơ với tốc độ cao TRANG 8 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ SƯ : NGUYỄN VĂN ĐOÀN - Những công việc mang tính độc hại và môi trường làm việc nóng bức như: vận chuyển hoá chất, gắp sản phẩm trong các lò nung, tôi, đúc vv - Những... theo một phương, di chuyển sản phẩm giữa các dây truyền, đóng gói, phân chia sản phẩm, máy cắt bằng tia nước 2.5.2 Robot Puma Ưu điểm: Với kết cấu 6 bậc tự do toàn khớp quay, sự linh hoạt của tay máy này rất cao, nó có thể chuyển động theo mọi quỹ đạo trong vùng làm việc, đáp ứng được nhu cầu thay đổi của hệ thống công nghệ Hình 2: Robot Puma 6 bậc tự do Nhược điểm: Kết cấu phức tạp, giá thành cao,... bậc tự do Hình 1: Robot Scara 4 bậc tự do TRANG 9 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ SƯ : NGUYỄN VĂN ĐOÀN Ưu điểm: Kết cấu khá đơn giản, dễ chế tạo, vùng không gian hoạt động tương đối rộng Nhược điểm: độ linh hoạt không cao, hướng của cơ cấu tác động cuối chỉ có thể xoay quanh trục thẳng đứng Phạm vi ứng dụng: ứng dụng trong các dây truyền lắp ráp các chi tiết có đònh hướng theo một phương, di chuyển sản phẩm giữa... nhà máy xí nghiệp Gần đây nhất là sự ra đời của robot song song với độ cứng vững rất cao do viện nghiên cứu cơ học Hà Nội chế tạo sử dụng trong việc gia công chính xác các chi tiết Nói chung sự phát triển của lónh vực robot đối với Việt Nam hiện nay là một bước phát triển vượt bặc so với trước đây, nhưng so với các nước trên thế giới thì vẫn còn thua kém rất nhiều đặc biệt là trong công nghệ chế tạo. .. MCS-51™ là một họ IC vi điều khiển do Intel phát triển và sản xuất Một số nhà sản xuất được phép cung cấp các IC tương thích với các sản phẩm MCS-51™ của Intel là Siemens, Advanced Micro Devices, Fujitsu, Philips, Atmel… AT89S52 là một Microcomputer 8 bit, loại CMOS, có tốc độ cao và công suất thấp với bộ nhớ Flash có thể lập trình được Nó được sản xuất với công nghệ bộ nhớ không bay hơi mật độ cao của... bởi các lệnh mà máy tính có thể thực thi Ngôn ngữ assembly thay thế các mã nhò phân của ngôn ngữ máy để sử dụng các “thuật nhớ“ dễ dàng trong quá trình lập trình Ví du,ï lệnh cộng trong ngôn ngữ máy được đặc trưng bởi mã nhò phân “10110011” trong khi ngôn ngữ assembly là“ADD“ Một chương trình ngôn ngữ assembly không thể thực thi bởi máy tính mà nó phải được dòch sang mã nhò phân ngôn ngữ máy Một bước . chế tạo tay máy gắp sản phẩm , với sự trình bày một cách khá tổng quát về trình tự thiết kế, chế tạo một robot hoàn chỉnh 6 bậc tự do, sẽ là một đề tài rất có ý nghóa cho quá trình đào tạo về. chủ yếu trong công tác đào tạo ở các trường Đại Học, Cao Đẳng và Trung Học Trong nước. 1.5. Mục đích nghiên cứu. Với đề tài “ Thiết kế, chế tạo tay máy gắp sản phẩm người nghiên cứu thể. chuẩn bò hoàn thành giai đoạn CNH-HĐH và tiến lên chủ nghóa xã hội, với đề tài Thiết kế, chế tạo tay máy gắp sản phẩm không những sẽ làm sáng tỏ các vấn đề về mối liên quan giữa các lónh vực