CHƯƠNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌCCHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆPĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT Tên Modul: Rôbôt công nghiệpMã số: AI 072Số tín chỉ: 2Trình độ: Cho sinh viên năm thứ 4Biên soạn: Lê Thị Minh TâmPhiên bản: 20081207 1. Mục tiêu: Sau khi hoàn thành modul này, người học có khả năng: Đánh giá được quá trình phát triển và những ứng dụng của Rôbốt công nghiệp. Phân loại, nhận dạng dược một số loại Robot trên thực tế Hiểu được cấu tạo chung của Robot công nghiệp, các nguyên tắc dẫn động và các phương pháp điều khiển thường gặp trong Robot công nghiệp Phân tích được động học tay máy bằng các phương pháp toán học.Modul này giúp người học phát triển năng lực: Tích hợp được các kiến thức điều khiển, lập trình để thiết kế hệ điều khiển cho rôbôt. Có khả năng làm việc độc lập và làm việc theo nhóm. 2. Điều kiện tiên quyết:Đó học cỏc modul : Lý thuyết điều khiển tự dộng,Lập trình PLC, Vi điều khiển, Máy điện,Truyền động điện, Điện tử cơ bản.3. Mô tả modul:Học phần này cung cấp các kiến thức về:Học phần này giúp sinh viên có được kiến thức tổng quan về rôbôt công nghiệp ( lịch sử phát triển, các định nghĩa, phân loại và ứng dụng của rôbốt ). Hiểu cấu tạo, nguyên lý động học tay máy và giải quyết được các bài toán động học thuận và ngược vị trí vận tốc, gia tốc bằng các phương pháp tương ứng. Tổng hợp,thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o được các hệ thống điều khiển rôbốt; PLC, Vi điều khiển, PID và các nguồn dẫn động; điện, khí nén, thủy lực, nguồn hỗn hợp.
Trang 1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
CHƯƠNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP
ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT Tên Modul: Rôbôt công nghiệp
Mã số: AI 07-2
Số tín chỉ: 2
Trình độ: Cho sinh viên năm thứ 4
Biên soạn: Lê Thị Minh Tâm
Phiên bản: 20081207
Trang 2
1 Mục tiêu:
Sau khi hoàn thành modul này, người học có khả năng:
- Đánh giá được quá trình phát triển và những ứng dụng của Rôbốt công nghiệp
- Phân loại, nhận dạng dược một số loại Robot trên thực tế
- Hiểu được cấu tạo chung của Robot công nghiệp, các nguyên tắc dẫn động và các phương pháp điều khiển thường gặp trong Robot công nghiệp
- Phân tích được động học tay máy bằng các phương pháp toán học
Modul này giúp người học phát triển năng lực:
- Tích hợp được các kiến thức điều khiển, lập trình để thiết kế hệ điều khiển cho rôbôt
- Có khả năng làm việc độc lập và làm việc theo nhóm
2 Điều kiện tiên quyết:
Đó học cỏc modul : Lý thuyết điều khiển tự dộng,Lập trình PLC, Vi điều khiển, Máy điện,Truyền động điện, Điện tử cơ bản
3 Mô tả modul:
Học phần này cung cấp các kiến thức về:
Học phần này giúp sinh viên có được kiến thức tổng quan về rôbôt công nghiệp ( lịch sử phát triển, các định nghĩa, phân loại và ứng dụng của rôbốt ) Hiểu cấu tạo, nguyên lý động học tay máy và giải quyết được các bài toán động học thuận và ngược vị trí vận tốc, gia tốc bằng các phương pháp tương ứng Tổng hợp,thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o được các hệ thống điều khiển rôbốt; PLC, Vi điều khiển, PID và các nguồn dẫn động; điện, khí nén, thủy lực, nguồn hỗn hợp
Trang 3
4.N i dung modulội dung modul
Tín chỉ 1 Lý thuyÕt tæng quan vÒ cÊu t¹o r«b«t «ng nghiªp, §éng häc tay may vµ kü thuËt ®iÒu khiÓn r«b«t c«ng nghiÖp
1 Tổng quan
về Rôbôt
1.1 Sơ lược quá trình phát triển 1.2 Những ứng dung điển hình của Robot 1.3 Một số định nghĩa
1.4 Phân loại robot
- Lê Hoài Quốc, Chung Tấn Lâm - Nhập môn Robot công nghiệp - Nhà xuất bản KHKT-2002
Tự nghiên cứu theo hướng dẫn
Lê Thị Minh Tâm
Tự nghiên cứu: 3
2
Động học
tay máy
2.1 Các khái niệm ban đầu 2.1.1 Hệ toạ độ
2.1.2 Quỹ đạo 2.2.3 Bài toán động học thuận 2.2.4 Bài toán động học ngược 2.2 Cơ sở phép của biến đổi hệ toạ độ 2.3 Phân tích động học tay máy bằng phương pháp ma trận
2.4 Mô tả chuyển động bằng phương pháp toạ
độ thuần nhất 2.5 Thuật toán giải bài toán động học bằng phương pháp toạ độ thuần nhất
2.6 Bài toán động học trong chuyển động vi phân
- Robot công nghiệp : Nguyễn Thiện Phúc, nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2002 tái bản năm 2004
- Lê Hoài Quốc, Chung Tấn Lâm - Nhập môn Robot công nghiệp - Nhà xuất bản KHKT-2002
Đàm thoại tái hiện, trực quan
và giải thích, làm việc nhóm, Bài tập tình huống
Lê Thị Minh Tâm
Học lý thuyết và bài tập dẫn dắt: 6
Tự nghiên cứu: 6
3
Cấu tạo rô
3.1 Tay máy 3.2 Bộ điều khiển Robot
- Robot công nghiệp : Nguyễn Thiện Phúc, nhà xuất bản
Thuyết trình,
Tự nghiên cứu,
Lê Thị
Trang 4
bôt công
nghiệp
3.2.1 Bộ xử lý trung tâm 3.2.2 Bộ nhớ
3.2.3 Bộ xuất nhập 3.2.4 Các loại bộ điều khiển 3.3 Nguồn dẫn động
3.3.1 Truyền động thuỷ lực 3.3.2 Truyền động khí nén 3.3.3 Truyền động điện cơ 3.3.4 Truyền động hỗn hợp 3.4 Các dạng điều khiển tay máy 3.5 Tay gắp
khoa học và kỹ thuật 2002 tái bản năm 2004
- Lê Hoài Quốc, Chung Tấn Lâm - Nhập môn Robot công nghiệp - Nhà xuất bản KHKT-2002
Đàm thoại giải đáp
Tâm thuyết và
bài tập dẫn dắt: 2
Tự nghiên cứu: 4
4
Kỹ thuật
điều khiển
rôbôt
4.1 Cơ sở điều khiển rôbôt 4.1.1 Thiết kế quỹ đạo
4.1.2 Điều khiển chuyển động
4.2 Cơ sở thiết kế và lựa chọn rôbôt
4.2.1 Các thông số kỹ thuật của rôbôt công nghiệp
4.2.2 Thiết kế và tổ hợp rôbôt
4.3 Hệ thống điều khiển rôbôt
4.3.1 Hệ thống chấp hành
4.3.2 Điều khiển động cơ secvô
4.3.3 Hệ thống cảm biến
- Đào Văn Hiệp – Kỹ thuật
rôbôt - Nhà xuất bản KHKT-2003
Phillip Jonh Mc Kerrow Introduction to Robotics British Library, England
-1993
- Tạp chí Tự động hóa ngày nay
Thuyết trình,
Tự nghiên cứu, Đàm thoại giải đáp
Lê Thị Minh Tâm
Học lý thuyết và bài tập dẫn dắt: 3
Tự nghiên cứu: 6
Trang 5
4.3.4 Hệ thống điều khiển
4.4 Bài tập chương 3
Tín chỉ 2 Thiết kế ,chế tạo một số mô hình tay máy úng dụng trong công nghiệp.
5
Thiết
kế ,chế tạo
một số mô
hình tay
máy úng
dụng trong
công
nghiệp
- Phân nhóm sinh viên,giao đề tài cho từng nhóm.( Khuyến khích đề tài tự sáng tạo )
- Yêu cầu các nhóm : + Mô tả kết cấu cơ khí mô hình tay máy được ứng dụng trong công nghiệp
+ Thiết lập bài toán động lực học tay máy
+ Thiét kế hệ thống điều khiển tay máy
+ Tính chọn thiết bị: nguồn dẫn động, hệ thống điều khiển, lập chương trình điều khiển( nếu có)
+ Chế tạo mô hình tay máy
+ Chỉnh sửa, hoàn thiện và nghiệm thu
- Robot công nghiệp : Nguyễn Thiện Phúc, nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2002 tái bản năm 2004
- Đào Văn Hiệp – Kỹ thuật
rôbôt - Nhà xuất bản KHKT-2003
Phillip Jonh Mc Kerrow Introduction to Robotics British Library, England
-1993
- Tạp chớ Tự động húa ngày nay
- Giáo trình Rôbôt công nghiệp khoa Điện - Điện tử
- Các trang web liên quan.
Làm việc theo nhóm
Tự nghiên cứu,
PP David Kopp Seminar
Lê Thị Minh Tâm
Tự nghiên cứu và thực hiện chế tạo sản phẩm: 60 Semina: 6
Trang 6
5.Tài liệu học tập
Giáo trình:
- Robot công nghiệp : Nguyễn Thiện Phúc, nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật
2002 tái bản năm 2004
- Người máy công nghiệp Nguyễn Thiện Phúc ,1983
- Robot thế giới công nghệ cao của bạn Nguyễn Thiện Phúc nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2004
- Analytical Robotics and Mechatronics – Stadler W, Mc Graw- Hill,1995
6 Học liệu:
- Giáo trình chính, Sách tham khảo, máy tính, Projector, phấn bảng
- Các băng hình, các chương trình mô phỏng hoạt hình robot các robot có thương hiệu trên thế giới do giáo viên nghiên cứu sưu tầm và biên soạn
- Lê Hoài Quốc, Chung Tấn Lâm - Nhập môn Robot công nghiệp - Nhà xuất bản KHKT-2002
- Đào Văn Hiệp – Kỹ thuật rôbôt - Nhà xuất bản KHKT-2003
- Phillip Jonh Mc Kerrow - Introduction to Robotics - British Library, England - 1993
- Tạp chí Tự động hóa ngày nay
7 Đánh giá:
thường xuyên
- Thái độ học tập
- Kết quả thực hiện công việc được giao của cá nhân, nhóm
- Kiểm tra
10%
Giáo viên và sinh viên
2
Đánh giá bài
tập lớn
- Kết quả bài tập
- Tiến độ
Giáo viên
Giáo viên
3 Kiểm tra kết
thúc tín chỉ
Đánh giá mức độ tiếp thu
Trang 7
8.Kế hoạch học tập:
8.1 Tiến độ thực hiện: Lý thuyết: 6 tiết/tuần Thực hành: 6h/ca) * 10 ca
8.2 Th i gianời gian
8.3 K ho ch chi ti tế hoạch chi tiết ạch chi tiết ế hoạch chi tiết
(tiết)
Hoạt động sinh viên
TG (giờ)
Điều kiện thực hiện Tín chỉ 1 Lý thuyết tổng quan về cấu tạo rôbôt công nghiêp, Động học tay may và kỹ thuật điều khiển rôbôt công nghiệp
1
1.1 Sơ lược quá trình phát triển
1.2 Những ứng dung điển hình
của Robot
1.3 Một số định nghĩa
1.4 Phân loại robot
- Đánh giá được quá trình phát triển và những ứng dụng của Rôbốt công nghiệp
- Phân loại, nhận dạng dược một số loại Robot trên thực tế
- Hướng dẫn nghiên cứu
ở nhà
- Đánh giá kết quả làm
- Phản hồi kết quả
- Rút ra các nhận xét
Nghiên cứu học liệu do giáo viên cấp
Trang 8
(tiết)
Hoạt động sinh viên
TG (giờ)
Điều kiện thực hiện
2
2.1 Các khái niệm ban đầu
2.1.1 Hệ toạ độ
2.1.2 Quỹ đạo
2.2.3 Bài toán động học thuận
2.2.4 Bài toán động học ngược
2.2 Cơ sở phép của biến đổi hệ
toạ độ
2.3 Phân tích động học tay máy
bằng phương pháp ma trận
2.4 Mô tả chuyển động bằng
phương pháp toạ độ thuần nhất
2.5 Thuật toán giải bài toán động
học bằng phương pháp toạ độ
thuần nhất
2.6 Bài toán động học trong
chuyển động vi phân
2.7 Bài tập chương 1
- Phân tích được động học tay máy bằng các phương pháp toán học
- Giải quyết được các bài toán động học tay máy bằng các phương pháp toán học
- Trình bày (Giảng giải, phân tích)
- Hướng dẫn thảo luận nhóm (Tư vấn, thúc đẩy, trợ giúp )
- Đánh giá kết quả làm việc của cá nhân, nhóm
12
- Nghe giảng
- Làm việc trong
luận)
- Làm việc theo yêu cầu của giảng viên
- Phản hồi kết quả
- Tổng hợp thông tin báo cáo
Phòng học
lý thuyết, máy chiếu Projecter giấy A0 và bút dạ (3 màu)
3.1 Tay máy
3.2 Bộ điều khiển Robot
- Hiểu vµ m« t¶
được cấu tạo chung - Hướng dẫn, giải thích 9
- Đàm thoại, trao đổi thông tin
Trang 9
(tiết)
Hoạt động sinh viên
TG (giờ)
Điều kiện thực hiện
3
3.2.1 Bộ xử lý trung tâm
3.2.2 Bộ nhớ
3.2.3 Bộ xuất nhập
3.2.4 Các loại bộ điều khiển
3.3 Nguồn dẫn động
3.3.1 Truyền động thuỷ lực
3.3.2 Truyền động khí nén
3.3.3 Truyền động điện cơ
3.3.4 Truyền động hỗn hợp
3.4 Các dạng điều khiển tay máy
3.5 Tay gắp
của Robot công nghiệp, các nguyên tắc dẫn động và các phương pháp điều khiển thường gặp trong Robot công nghiệp
- Thúc đẩy, tư vấn, trợ giúp sinh viên
- Đánh gía kết quả làm việc của cá nhân, nhóm
- Kết luận
- Ghi chép, làm bài tập
- Phản hồi kết quả
- Nhận xét, đưa
ra các kết luận
Phòng học
lý thuyết, máy chiếu Projecter
4
4.1 Cơ sở điều khiển rôbôt
4.1.1 Thiết kế quỹ đạo
4.1.2 Điều khiển chuyển động
4.2 Cơ sở thiết kế và lựa chọn
rôbôt
4.2.1 Các thông số kỹ thuật của
rôbôt công nghiệp
4.2.2 Thiết kế và tổ hợp rôbôt
4.3 Hệ thống điều khiển rôbôt
4.3.1 Hệ thống chấp hành
4.3.2 Điều khiển động cơ secvô
- Hệ thống được các phương pháp và các
hệ thống điều khiển rôbôt
- Thiết kế được hệ thống điều khiển rôbôt
- Trình bày (Giảng giải, phân tích)
- Hướng dẫn thảo luận nhóm (Tư vấn, thúc đẩy, trợ giúp )
- Đánh giá kết quả làm việc của cá nhân, nhóm
6
- Nghiên cứu tài liệu
- Trao đổi thông tin giữa các nhóm
- Ho n th nh bµiàn thành bµi àn thành bµi tËp
Phòng học
lý thuyết, máy chiếu Projecter
Trang 10
(tiết)
Hoạt động sinh viên
TG (giờ)
Điều kiện thực hiện
4.3.3 Hệ thống cảm biến
4.3.4 Hệ thống điều khiển
4.4 Bài tập chương 3
5
Kiểm tra kết thúc tín chỉ
Đánh giá mức độ tiếp thu kiến thức lý thuyết
Tự luận, hoặc trắc nghiệm
1
Tín chỉ 2
6
- Phân nhóm sinh viên,giao đề tài
cho từng nhóm.( Khuyến khích
đề tài tự sáng tạo )
- Yêu cầu các nhóm :
+ Mô tả kết cấu cơ khí mô hình
tay máy được ứng dụng trong
công nghiệp
+ Thiết lập bài toán động lực học
tay máy
+ Thiét kế hệ thống điều khiển
tay máy
+ Tính chọn thiết bị: nguồn dẫn
động, hệ thống điều khiển, lập
chương trình điều khiển( nếu có)
+ Chế tạo mô hình tay máy
+ Chỉnh sửa, hoàn thiện và
nghiệm thu
- Tích hợp được các kiến thức điều khiển, lập trình để thiết kế hệ điều khiển cho rôbôt
- Chế tạo được mô hình tay máy theo yêu cầu
- Hướng dẫn thảo luận nhóm (Tư vấn, thúc đẩy, trợ giúp )
- Đánh giá kết quả làm việc của cá nhân, nhóm
5
- Làm việc trong
luận)
- Làm việc theo yêu cầu của giảng viên
- Phản hồi kết quả
- Tổng hợp thông tin báo cáo
60 Phòng học thực hành
Trang 11
(tiết)
Hoạt động sinh viên
TG (giờ)
Điều kiện thực hiện
7 Kiểm tra kết thúc tín chỉ
Trang 12
DANH MỤC CÁC THIẾT BỊ DỤNG CỤ PHỤC VỤ CHO QUÁ TRÌNH HỌC TẬP
TT Tên dụng cụ, thiết bị, phòng Số lượng Ghi chú
Thiết bị và phòng thực hành (cho các nhóm thực tập) (Nhà trường)
* Các dụng cụ cần thiết nhất sử dụng suốt quá trình học tập và nghiên cứu trong trường, nhằm mục đích tăng hiệu quả, chất lượng học tập và tinh thần chủ động trong công việc sau này