đồ án thiết kế hệ thống trong cơ điện tử

đồ án thiết kế hệ thống trong cơ điện tử

Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] LỜI NÓI ĐẦU Trong nghiệp công nghiệp hóa đại hóa đất nước vấn đề tự động hóa có vai trò đặc biệt quan trọng. Nhằm nâng cao suất dây chuyền công nghệ , nâng cao chất lượng khả cạnh tranh , cải thiện điều kiện lao động , nâng cao suât lao động, vấn đề đặt cần có hệ thống sản xuất phải cquanó tính linh hoạt cao. Robot công nghiệp , dặc biệt tay máy robot phận quan trọng tạo hệ thống đó. Tay máy Robot có mặt trình sản xuất từ nhiều năm trước , ngày tay máy robot dùng nhiều lĩnh vực sản xuất , suất phát từ ưu điểm mà tay máy robot đúc kết lại trình sản xuất làm việc ,tay máy có tính mà người có , khả làm việc ổn định , làm việc môi trường độc hại ……Do việc đầu tư nghiên cứu , chế tạo loại tay máy robot phục vụ cho công tự động hóa sản xuất cầncho tương lai. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ giúp chúng em bước đầu làm quen vấn đề cốt lõi robot , giúp cho sinh viên hệ thống hóa lại môn học học . Đồng thời giúp sinh viên làm quen công việc thiết kế làm đồ án tốt nghiệp sau này. Trong trình học tập dù cố gắng hoàn thành đồ án với tập trung , nỗ lực cách tốt với hướng dẫn cụ thể thầy môn CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY .Nhưng hiểu biết hạn chế với chưa có nhiều kinh nghiệm thực tiễn nên đồ án không tránh khỏi khả thiếu xót . Vậy em mong sửa chữa góp ý thầy cô để em rút kinh nghiệm bổ xung thêm kiến thức cho mình. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện: Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] CHƯƠNG1:TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP I.SƠ LƯỢC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP. Hình 1.1: hình ảnh robot cong nghiệp Thuật ngữ “Robot” xuất phát từ tiếng Sec (Czech) “Robota” có nghĩa công việc tạp dịch kịch Rossum’s Universal Robots Karel Capek, vào năm 1921. Trong kịch này, Rossum trai ông ta chế tạo máy gần giống với người để phục vụ người. Có lẽ gợi ý ban đầu cho nhà sáng chế kỹ thuật cấu, máy móc bắt chước hoạt động bắp người. Đầu thập kỷ 60, công ty Mỹ AMF (American Machine and Foundry Company) quảng cáo loại máy tự động vạn gọi “Người máy công nghiệp” (Industrial Robot). Ngày người ta đặt tên người máy công nghiệp (hay robot công nghiệp) cho loại thiết bị có dáng dấp vài chức tay người điều khiển tự động để thực số thao tác sản xuất. Theo viện nghiên cứu Robot Mỹ đề xuất định nghĩa: “Robot công nghiệp tay máy vạn hoạt động theo chương trình lập trình lại để hoàn thành nâng cao hiệu hoàn thành nhiệm vụ khác công nghiệp, vận chuyển nguyên vật liệu, chi tiết, sản phẩm, dụng cụ thiết bị chuyên dung khác”. Về mặt kỹ thuật, robot công nghiệp ngày nay, có nguồn gốc từ hai lĩnh vực kỹ thuật đời sớm cấu điều khiển từ xa (Teleoperators) máy công cụ điều khiển số (NC - Numerically Controlled machine tool). Các cấu điều khiển từ xa (hay thiết bị kiểu chủtớ) phát triển mạnh chiến tranh giới lần thứ hai nhằm nghiên cứu vật liệu phóng xạ. Người thao tác tách biệt khỏi khu vực phóng xạ tường có vài cửa quan sát để nhìn thấy công việc bên trong. Các cấu điều khiển từ xa thay cho cánh tay người thao tác. Nó gồm có kẹp bên (tớ) hai tay cầm bên (chủ). Cả hai, tay cầm kẹp, nối với cấu sáu bậc tự để tạo vị trí hướng tuỳ ý tay cầm kẹp. Cơ cấu dùng để điều khiển kẹp theo chuyển động Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] tay cầm. Vào khoảng năm 1949, máy công cụ điều khiển số đời, nhằm đáp ứng yêu cầu gia công chi tiết ngành chế tạo máy bay. Những robot thực chất nối kết khâu khí cấu điều khiển từ xa với khả lập trình máy công cụ điều khiển số. Dưới điểm qua số thời điểm lịch sử phát triển người máy công nghiệp. Một robot công nghiệp chế tạo robot Versatran công ty AMF, Mỹ. Cũng vào khoảng thời gian Mỹ xuất loại robot Unimate -1900 dùng kỹ nghệ ôtô. Tiếp theo Mỹ, nước khác bắt đầu sản xuất robot công nghiệp : Anh -1967, Thuỵ Điển Nhật -1968 theo quyền Mỹ; CHLB Đức -1971; Pháp - 1972; ý - 1973. . . Tính làm việc robot ngày nâng cao, khả nhận biết xử lý. Năm 1967 trường Đại học tổng hợp Stanford (Mỹ) chế tạo mẫu robot hoạt động theo mô hình “mắt-tay”, có khả nhận biết định hướng bàn kẹp theo vị trí vật kẹp nhờ cảm biến. Năm 1974 Công ty Mỹ Cincinnati đưa loại robot điều khiển máy vi tính, gọi robot T3 (The Tomorrow Tool : Công cụ tương lai). Robot nâng vật có khối lượng đến 40 KG. Ngày nay, khoa học Robot “Robotics” phát triển mạnh mẽ, ngày đại ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhau: Công nghiệp, thám hiểm vũ trụ, giáo dục, y tế…. II.CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP Robot công nghiệp định nghĩa theo số tiêu chuẩn sau: Theo tiêu chuẩn AFNOR Pháp: Robot công nghiệp cấu chuyển động tự động lập trình, lặp lại chương trình, tổng hợp chương trình đặt trục tọa độ, có khả định vị, định hướng, di chuyển đối tượng vật chất chi tiết, đạo cụ, gá lắp theo hành trình thay đổi chương trình hóa nhằm thực nhiệm vụ công nghệ khác nhau. Theo tiêu chuẩn RIA Mỹ (Robot institute of America): Robot tay máy vạn lặp lại chương trình, thiết kế để di chuyển vật liệu, chi tiết, dụng cụ, thiết bị chuyên dùng thông qua chương trình chuyển động thay đổi để hoàn thành nhiệm vụ khác nhau. Theo tiêu chuẩn TOCT 25686-85 Nga: Robot công nghiệp máy tự động, đặt cố định di động được, liên kết tay máy hệ thống điều khiển theo chương trình, lặp lặp lại để hoàn thành chức vận động điều khiển trình sản xuất. Do đó, robot công nghiệp hiểu thiết bị tự động linh hoạt, thực chức lao động công nghiệp người hệ thống điều khiển theo chương trình lập trình sẵn. Với đặc điểm lập trình lại được, robot công nghiệp thiết bị tự động hóa ngày trở thành phận thiếu hệ thống sản xuất linh hoạt. Vì vậy, robot công nghiệp trở thành phương tiện hữu hiệu để tự động hóa, nâng cao suất lao động giảm nhẹ cho người công việc nặng nhọc, độc hại giám sát người. III.CẤU TRÚC VÀ PHÂN LOẠI ROBOT CÔNG NGHIỆP Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] 3.1.Cấu trúc chung robot công nghiệp: Một Robot công nghiệp cấu thành hệ thống sau: +Cơ cấu chấp hành(Actuator) tạo chuyển động cho khâu tay máy.Nguồn động lực cấu chấp hành động loại: điện,thủy lực,khí nén +Hệ thống cảm biến(Sensor) gồm sensor thiết bị chuyển đổi tín hiệu.Các Robot cần hệ thống sensor bên để nhận biết trạng thái thân cấu Robot sensor để nhận biết trạng thái môi trường tác động . +Hệ thống điều khiển(Controller) thường máy tính để giám sát điều khiển hoạt động Robot. +Tay máy(Manipulator) cấu khí gồm khâu,các khớp.Chúng hình thành cánh tay để tạo chuyển động bản,cổ tay tạo nên khéo léo linh hoạt bàn tay (End Effector) để trực tiếp hoàn thành thao tác đối tượng. 3.2. Bậc tự robot : Bậc tự Robot đại lượng đặc trưng cho khả linh hoạt chuyển động Robot. Robot có số bậc tự lớn khả linh hoạt cao cấu trúc Robot trở nên phức tạp. Cơ cấu tay robot phải cấu tạo cho khâu cuối phải có vị trí theo hướng định dễ dàng di chuyển dễ dàng vùng làm việc. Muốn cấu tay robot phải đạt số bậc tự chuyển động. Để tính số bậc tự robot có nhiều công thức đề xuất, ta đưa cách tính dựa vào định lý Gruebler. Định lý sử dụng phổ biến nhiều tài liệu nay. Theo Gruebler bậc tự f tính theo công thức: Trong : : Là số bậc tự cấu. : Bậc tự vật rắn không chụi liên kết không gian làm việc robot (λ = ứng với không gian làm việc mặt phẳng, λ = ứng với không gian làm việc không gian). : Số khâu ( kể giá cố định). : Số bậc tự khớp thứ i. Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] : Tổng số khớp cấu. : Số bậc tự thừa Hình 1.2. Robot Puma 560 có bậc tự 3.3. Phân loại Robot: 3.3.1Phân loại theo phương pháp điều khiển: Có kiểu điều khiển robot: Điều khiển hở Điều khiển kín. Điều khiển hở: dùng truyền động bước (động điện động thủy lực, khí nén) mà quãng đường góc dịch chuyển tỷ lệ với xung điều khiển. Kiểu đơn giản cho độ xác thấp. Điều khiển kín: (điều khiển kiểu servo) sử dụng tín hiệu phản hồi vị trí để tăng độ xác điều khiển. Có hai kiểu điều khiển servo: Điều khiển điểm-điểm điều khiển theo đường (contour). Kiểu điều khiển điểm-điểm: phần công tác dịch chuyển từ điểm đến điểm theo đường thẳng với tốc độ không cao. Kiểu điều khiển thường dùng Robot hàn điểm, vận chuyển, tán đinh bắn đinh. Điều khiển contour: đảm bảo cho phần công tác dịch chuyển theo quỹ đạo bất kì, với tốc điều khiển được. Có thể gặp kiểu điều khiển Robot hàn hồ quang phun sơn. 3.3.2. Phân loại theo ứng dụng: Dựa vào ứng dụng robot sản xuất ta có loại robot sau: robot sơn, robot hàn, robot lắp ráp, robot dùng ngành dịch vụ, robot chuyển phôi. Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Hình : Robot hàn công nghiệp Hình 4: Robot nghành dịch vụ IV. ỨNG DỤNG CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP TRONG SẢN XUẤT Trên giới: Hiện giới, nhu cầu sử dụng robot ngày nhiều trình sản xuất phức tạp với mục đích góp phần nâng cao suất dây chuyền công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lượng, nâng cao khả cạnh tranh sản phẩm đồng thời cải thiện điều kiện lao động, nên robot công nghiệp cần có khả thích ứng tốt thông minh với cấu trúc đơn giản linh hoạt. Có thể kể đến số ứng dụng điển hình robot giới như: Robot song song dùng phân loại đóng gói sản phẩm: IRB 660 Flex Palletizer, IRB 340 FlexPicker, IRB 260 FlexPicker. Các robot gắp hộp vắc xin bại liệt từ băng tải đặt vào thùng gồm 20 hộp cách xác. Robot dùng công nghệ ép phun nhựa: IRB 6650 hãng ABB thao tác nhanh, dễ dàng lấy sản phẩm khỏi khuôn vị trí tách khuôn, giám sát, làm sạch, điều khiển chất lượng dựa camera…… Tại Việt Nam: Nước ta ứng dụng robot công nghiệp đa đạng, tùy vào nghành, công việc khác mà ta áp dụng robot công nghiệp riêng biệt. Dưới số nghành hệ thống sản xuất mà áp dụng robot công nghiệp. Công nghiệp đúc: robot làm nhiệm vụ rót kim loại nóng chảy vào khuôn, cắt mép thừa, làm vật đúc làm tăng bền vật đúc cách phun cát. Ngành gia công áp lực: trình hàn nhiệt luyện thường bao gồm nhiều công việc độc hại nhiệt độ cao, điều kiện làm việc nặng nề, dễ gây mệt mỏi phân xưởng rèn dập. CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CƠ CẤU ROBOT CÔNG NGHIỆP THIẾT KẾ MÔ HÌNH 3D BẰNG PHẦN MỀM SOLIDWORKS Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Mô hình tổng thể robot PUMA 1.Thiết kế chi tiết khâu đế khâu thứ nhất: Mô hình hệ thống dẫn động khâu thứ nhất. Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Hình chiếu hình chiếu trục đo chi tiết đế robot. Hình chiếu hình chiếu trục đo chi tiết nắp ổ bi , động servo khớp nối Hình chiếu hình chiếu trục đo chi tiết ổ đũa côn , ổ bi ,bulong Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Hình chiếu hình chiếu trục đo chi tiết trục khâu 1, trục giảm tốc cấp ,trục nối BR chủ động Hệ thống bánh giảm tốc Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Hệ thống bánh giảm tốc 10 Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] 20020\* MERGEFORMAT (.) 3. Biến đổi phương trình vi phân chuyển động robot Để nhận phương trình vi phân chuyển động robot dạng quen thuộc sách robot nước, từ phương trình (1.20) ta thực số biến đổi sau: Ta đua vào kí hiệu: 21021\* MERGEFORMAT (.) Từ suy ra: 22022\* MERGEFORMAT (.) Thay (1.22) vào (1.21) ta được: 23023\* MERGEFORMAT (.) Hệ phương trình vi phân chuyển động tay máy (1.23) viết dạng ma trận sau: 24024\* MERGEFORMAT (.) Trong đó: ma trận khối lượng suy rộng ma trận li tâm – Coriolis. Thành phần Xét biểu thức: đại diện cho lực quán tính ly tâm quán tính Coriolis tác dụng lên robot. 41 Đồ án thiết kế hệ thống điện tử [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] D Khi tương đương với hiệu ứng ly tâm Khi tương đương với hiệu ứng Coriolis. 4. Áp dụng vào mô hình robot PUMAta có: Các tham số động lực học sau xét hệ gắn với khâu (coi khâu mảnh đồng chất biểu thức I khối tâm hệ song song với hệ tọa độ khâu). Khâu Chọn tọa độ suy rộng tương đối Từ ma trận denavit-Hartenberg ta suy ma trận cosin hướng khâu. Đó ma trận cấp góc bên trái ma trận T: Từ ma trận cosin hướng , ta xác định toán tử sóng vec tơ vận tốc góc khâu: 42 Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Suy vận tốc góc khâu: Tọa độ vị trí khối tâm ứng với khâu ( tọa độ tương đối): Ma trận vị trí hệ tọa độ gắn với khâu so với hệ tọa độ cố định ( ma trận 3x1 góc bên phải ma trận T) VT Vị trí trọng tâm khâu so với hệ tọa độ cố định là: Ma trận ten xơ quán tính vật rắn khối tâm hệ tọa độ cố định: • Tính động năng: 43 Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D • [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Tính : Phương trình động lực học Lagrange loại II: i= Nghiệm lực/ momen điều khiển ứng với tọa độ suy rộng qi. Biến đổi phương trình vi phân chuyển động robot : 44 Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Hệ n phương trình vi phân chuyển động robot viết dạng sau: Trong đó: ma trận khối lượng suy rộng ma trận ly tâm-Coriolis. Thành phần dụng lên robot. đại diện cho lực quán tính li tâm quán tính Coriolis tác Kết toán có kích thước lớn nên thể đây, kết toán động lực học áp dụng toán điều khiển CHƯƠNG V: THIẾT KẾ QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CHO ROBOT PUMA 1. Qũy đạo không gian khớp Ta chọn điểm không gian làm việc, từ phương trình động học ngược ta tính phần ta xác định góc khớp hai điểm A, B 45 Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Từ hai góc khớp tìm ta thiết kế quỹ đạp q i (i=1:6) biến thiên từ qia đến qib theo quỹ đạo bậc (đáp ứng mặt tốc độ góc khớp) vòng tc(s). Như . Với điều kiện sau: (Thông thường ta yêu cầu vận tốc góc khớp điểm đầu điểm cuối ). Từ điều kiện ta thay vào (3.1) giải ta hệ số. Ví dụ : Robot di chuyển A(300,400,120) đến B(500,300,220) 5(s) từ phương trình động học ngược với hướng khâu thao tác coi khô đổi : Ta có: + ví trí biến khớp thời điểm đầu : + ví trí biến khớp thời điểm cuối : 46 Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Phường trình quỹ đạo chuyển động biến khớp tính : + khâu thứ : + khâu thứ hai : + khâu thứ ba : + khâu thứ tư : + khâu thứ năm : + khâu thứ sáu : Hình 3.1 Đồ thị qũy đạo biến khớp CHƯƠNG V: THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN ROBOT PUMA Hệ thống điều khiển nêu thiết kế theo luật điều khiển PD. Khi thiết kế hệ thống điều khiển ta bỏ qua động học cấu chấp hành, quán tính 47 Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] động cơ. Như chức điều khiển tạo moomen cần thiết để truyền động khớp robot đảm bảo khớp robot bám theo vị trí đặt. 1. Hệ thống điều khiển momen tính toán a.Luật điều khiển . Hình 5.1: Sơ đồ điều khiển Phương pháp luật điều khiển lựa chọn luật điều khiển cho khử thành phần phi tuyến phương trình động lực học làm suy giảm mô hình hệ trở thành hệ tuyến tính điều khiển kín đơn giản (tuyến tính) với luật điều khiển phát triển từ hệ khói lượng đơn vị. Kết nhận hệ thống tuyến tính đảm bảo độ xác chuyển động yêu cầu. Dựa phương trình động lực học : (5.1) Trong đó: H(q) ma trận khối lượng suy rộng vuông cấp n :là véc-tơ n chiều thành phần Coriolis ly tâm G(q): véc-tơ n chiều thành phần lực suy rộng lực có thế. Mỗi phần tử H, G, V hàm q đạo hàm q. 48 Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Với cách tiếp cận điều khiển chia tách trường hợp ta có: với véc-tơ n thành phần mô men dẫn động khớp. Chúng ta chọn:  Phương trình mô tả Luật điều khiển có dạng sau : (5.2) Cân hai phương trình đựa tính chất H(q) ma trận thực dương nên lấy nghịch đảo, ta nhận phương trình vi phân tuyến tính cấp hai sau: phương trình vi phân tuyến tính cấp độc lập khớp. Do thiết kế điều khiển độc lập có cấu chúc PD cho khớp sau : (5.3) Từ (5.1),(5.2) (5.3) ta rút phương trình vi phân sai số vị trí hệ thống kín có dạng sau : Phương trình đặc tính dạng toán tử Laplace : Viết cho khớp riêng lẻ (đó khâu quán tính bậc hai): 49 Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Để đảm bảo hệ đạt trạng thái ổn định tới han, b.kết mô điều khiển simulink quỹ đạo qd1 q1 đồ thị quỹ đạo qd2 q2 đồ thị 50 Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] quỹ đạo qd3 q3 đồ thị quỹ đạo qd4 q4 đồ thị quỹ đạo qd5 q5 đồ thị 51 Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] quỹ đạo qd6 q6 đồ thị 52 Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Sai lệch tịnh góc quay biến khớp: 53 Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] 54 Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Động lực học hệ nhiều vật - GS. TSKH. Nguyễn Văn Khang. [2] Điều khiển Robot công nghiệp – TS. Nguyễn Mạnh Tiến . [3] MATLAB & SIMULINK dành cho kĩ sư điều khiển tự động – Nguyễn Phùng Quang . [4] Cơ sở Robot công nghiệp -GS.TSKH Nguyễn Văn Khang . [5] Robot công nghiệp – GS. TSKH. Nguyễn Thiện Phúc . [6] Mô hình hóa hệ thống mô – GS. TS Nguyễn Công Hiền TS. Nguyễn Phạm Thục Anh . 55 Đồ án thiết kế hệ thống điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………… Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Giáo viên hướng dẫn Th.S: Đặng Bảo Lâm 56 [...].. .Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Bánh răng, nắp đếp chứa ổ bi ,lắp đếp Mô hình phần đầu khâu thứ nhất 2.Mô hình khâu thứ 2 3.Mô hình khâu thứ 3 11 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] 4.Mô hình khâu thứ 4 12 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] 5.Mô hình khâu thứ 5 6.Mô hình khâu thứ 6 13 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG... đạo hoa 4 cánh : Kết quả bài toán : 31 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Đồ thị góc theta 1 của khâu thứ nhất Đồ thị góc theta 2 của khâu thứ hai 32 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Đồ thị góc theta 3 của khâu thứ ba Đồ thị góc theta 4 của khâu thứ tư 33 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Đồ thị góc theta 5 của khâu thứ năm Đồ thị góc... điểm thao tác cuối: 24 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Vận tốc điểm thao tác cuối Gia tốc điểm thao tác cuối Đồ thị thu được của điểm khâu thao tác cuối sử dụng phần mềm MAPLE: 25 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Đồ thị Xe,Ye,zE theo t Qũy đạo chuyển động của điểm tác động cuối E trong không gian 26 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM]... Denavit-Hartenbergcủa khâu 6: = - (6) Thiết lập ma trận khâu thao tác : = (7) 21 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Với: 22 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] - Ma trận cho ta biết hướng và vị trí của khâu thao tác trong hệ tọa độ cố định hay nói cách khác là vị trí của điểm tác động cuối và hướng của hệ tọa độ động gắn vào khâu tại điểm tác động cuối trong hệ tọa độ cố định... độ từ hệ trục cố điịnh tới hệ trục tọa độ gắn với EF : 16 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Phuong trình động học robot dạng ma trận Các phần tử của ma trận là hàm của tọa độ khớp và tọa độ thao tác : 17 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Phương trình (3.12 ) được gọi là phương trìnhđộng học dạng ma trận của robot Nó bao gồm 6 phường trình vô hướng, trong. .. nữa là hệ tọa độ khâu Hệ tọa độ khâu là hệ quy chiếu gắn với vật rắn, thường có gốc trùng với khối tâm C i của vật rắn, các trục hướng theo các trục quán tính chính của vật rắn Trong hình (4.1) hệ là hệ tọa độ khớp, là hệ tọa độ khâu 35 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Hình 4.1 Hệ tọa độ khâu Giả sử robot là hệ holonom có p vật rắn và r liên kết Khi đó số bậc tự do của hệ là... phương pháp Newton RS Hướng góc beta của khâu thao tác giải theo phương pháp Newton RS 27 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Hướng góc eta của khâu thao tác giải theo phương pháp Newton RS Đồ thị vận tốc của điểm tác dộng cuối vE 28 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Đồ thị gia tốc của điểm tác dộng cuối aE Vận tốc góc của các khâu: Tính vận tốc góc của khâu... thứ sáu Kết quả tính toán thay ngược vào phương trình xe,ye 34 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Quỹ đạo mong muốn CHƯƠNG IV: KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT PUMA 1 Biểu thức động năng và thế năng của robot Trong tính toán động học robot, để xác định vị trí của các khâu ta chỉ cần sử dụng hệ tọa độ cố định và hệ tọa độ khớp Trong bài toán động lực học robot ta cần thêm một hệ tọa... việc trong không gian) - n: Số khâu động của Robot - : Số bậc tự do của khớp thứ i k: Số khớp của cơ cấu - : Số ràng buộc trùng - : Số bậc tự do thừa Với robot trong đồ án này em nghiên cứu số bậc tự do là: = 6(5- 5) + 6 + 0 + 0 = 6 b.Phương pháp Denavit – Hartenberg Theo DH, tại mỗi khớp ta gắn một hệ trục toạ độ, quy ước về cách đặt hệ toạ độ này như sau: 14 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D -... 18 Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử D [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] e Hình 2.1 Hệ trục tọa độ của robot trong mô hình 3D Bảng thông số D-H của Robot: Khâu Khâu 1 Khâu 2 Khâu 3 Khâu 4 Khâu 5 Khâu 6 di 0 d2 0 d4 0 d6 ai 0 a2 a3 0 0 0 90 0 90 90 90 0 3 Bài toán động học thuận robot: Mục tiêu của bài toán động học thuận là tính toán vị trí và hướng của khâu thao tác dưới dạng hàm của các biến khớp Trong đó: 19 Đồ . chủ động Hệ thống bánh răng giảm tốc 9 D Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Hệ thống bánh răng giảm tốc 10 D Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] Bánh răng,. 3 11 D Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] 4.Mô hình khâu thứ 4 12 D Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử [TH.S:ĐẶNG BẢO LÂM] 5.Mô hình khâu thứ 5 6.Mô hình khâu thứ 6 13 D Đồ án thiết. mệt mỏi nhất là ở trong các phân xưởng rèn dập. CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CƠ CẤU ROBOT CÔNG NGHIỆP THIẾT KẾ MÔ HÌNH 3D BẰNG PHẦN MỀM SOLIDWORKS 6 D Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử [TH.S:ĐẶNG BẢO