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.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN 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 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. Khoa Điện - Điện tử.(IA07-2) Hưng Yên, 05/2008 1 4.Nội dung modul TT Chủ đề Nội dung Tài liệu Phương pháp Giáo viên Thời gian 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 1.1. Sơ lược quá trình phát triển - Lê Hoài Quốc, Chung Tấn Tự nghiên Thị cứu: 3 1.2. Những ứng dung điển hình của Robot Lâm - Nhập môn Robot công Tự nghiên cứu Lê Tổng quan 1 1.3. Một số định nghĩa nghiệp - Nhà xuất bản theo hướng dẫn. Minh về Rôbôt Tâm 1.4. Phân loại robot KHKT-2002 2 3 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 3.1. Tay máy Cấu tạo rô 3.2. Bộ điều khiển Robot - 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 Học lý Đàm thoại tái Lê Thị thuyết và hiện, trực quan Minh bài tập dẫn và giải thích, Tâm dắt: 6 làm việc nhóm, Tự nghiên Bài tập tình cứu: 6 huống. bản KHKT-2002 - Robot công nghiệp : Nguyễn Thuyết trình, Thiện Phúc, nhà xuất bản Tự nghiên cứu, Lê Thị Minh Học lý TT Chủ đề Nội dung 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 bôt công 3.3.1. Truyền động thuỷ lực nghiệp 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 4 Tài liệu Phương pháp Giáo viên Thời gian khoa học và kỹ thuật 2002 tái Đàm thoại giải Tâm thuyết và bài tập dẫn đáp. bản năm 2004. dắt: 2 - Lê Hoài Quốc, Chung Tấn Tự nghiên Lâm - Nhập môn Robot công cứu: 4 nghiệp - Nhà xuất bản KHKT-2002 Kỹ thuật - Đào Văn Hiệp – Kỹ thuật điều khiển 4.1 Cơ sở điều khiển rôbôt rôbôt - Nhà xuất bản KHKTrôbôt 4.1.1 Thiết kế quỹ đạo. 2003 4.1.2 Điều khiển chuyển động. - Phillip Jonh Mc Kerrow 4.2 Cơ sở thiết kế và lựa chọn rôbôt. Introduction to Robotics 4.2.1 Các thông số kỹ thuật của rôbôt công British Library, England nghiệp. 1993. 4.2.2 Thiết kế và tổ hợp rôbôt. - Tạp chí Tự động hóa ngày 4.3 Hệ thống điều khiển rôbôt. nay. 4.3.1 Hệ thống chấp hành. 4.3.2 Điều khiển động cơ secvô. 4.3.3 Hệ thống cảm biến. Thuyết trình, Thị Học lý Tự nghiên cứu, Lê Minh thuyết và Đàm thoại giải Tâm bài tập dẫn đáp. dắt: 3 Tự nghiên cứu: 6 TT Chủ đề Nội dung 4.3.4 Hệ thống điều khiển. 4.4 Bài tập chương 3. Tài liệu Tín chỉ 2. Thiết kế ,chế tạo một số mô hình tay máy úng dụng trong công nghiệp. - Phân nhóm sinh viên,giao đề tài cho từng - Robot công nghiệp : Nguyễn nhóm.( Khuyến khích đề tài tự sáng tạo ). Thiện Phúc, nhà xuất bản - Yêu cầu các nhóm : khoa học và kỹ thuật 2002 tái + Mô tả kết cấu cơ khí mô hình tay máy được bản năm 2004. ứng dụng trong công nghiệp. + Thiết lập bài toán động lực học tay máy. - Đào Văn Hiệp – Kỹ thuật Thiết kế + Thiét kế hệ thống điều khiển tay máy. rôbôt - Nhà xuất bản KHKT,chế tạo một + Tính chọn thiết bị: nguồn dẫn động, hệ thống 2003 số mô hình điều khiển, lập chương trình điều khiển( nếu - Phillip Jonh Mc Kerrow 5 tay máy úng có). Introduction to Robotics dụng trong + Chế tạo mô hình tay máy. British Library, England công + Chỉnh sửa, hoàn thiện và nghiệm thu. 1993. nghiệp. - Tạp chớ Tự động húa ngày nay. - Giáo trình Rôbôt công nghiệp khoa Điện - Điện tử. - Các trang web liên quan. Phương pháp Giáo viên Thời gian Làm việc theo Lê Thị Tự nghiên Minh cứu và nhóm. thực hiện Tự nghiên cứu, Tâm chế tạo sản PP David Kopp phẩm: 60 Seminar Semina: 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: STT 1 2 Phương pháp Tiêu chí - Thái độ học tập - Kết quả thực hiện công Đánh giá việc được giao của cá nhân, thường xuyên nhóm. - Kiểm tra Đánh giá bài - Kết quả bài tập tập lớn - Tiến độ - Trình bày Trọng số Người đánh giá 10% Giáo viên và sinh viên Giáo viên 20% Giáo viên 3 Kiểm tra kết Đánh giá mức độ tiếp thu thúc tín chỉ kiến thức 70% Giáo viên 8.Kế hoạch học tập: 8.1 Tiến độ thực hiện: Lý thuyết: 6 tiết/tuần. Thực hành: 6h/ca) * 10 ca 8.2 Thời gian Lý thuyết Trên lớp (tiết) 15 ( Học: 14 tiết+ Kiểm tra: 1tiết) Thực hành Tự học (tiết) 30 Tổng cộng Trên lớp (tiết) 30 Tự học (giờ). 30 Trên lớp: 15+30 tiết; Tự học: 60 tiết 8.3 Kế hoạch chi tiết TG Hoạt động sinh TG Điều kiện (tiết) viên (giờ) 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. Sơ lược quá trình phát triển - Đánh giá được quá 1.2. Những ứng dung điển hình trình phát triển và - Hướng dẫn nghiên cứu - Phản hồi kết của Robot những ứng dụng của ở nhà. quả Nghiên cứu 1.3. Một số định nghĩa Rôbốt công nghiệp - Đánh giá kết quả làm - Rút ra các nhận học liệu do 1 1.4. Phân loại robot - Phân loại, nhận việc của cá nhân. 3 xét giáo viên dạng dược một số loại cấp. Robot trên thực tế Bài Nội dung Mục tiêu Hoạt động giáo viên Bài 2 Nội dung 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. 3.1. Tay máy 3.2. Bộ điều khiển Robot 3.2.1. Bộ xử lý trung tâm Mục tiêu Hoạt động giáo viên TG (tiết) - 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 - Hiểu vµ m« t¶ được cấu tạo chung - Hướng dẫn, giải thích của Robot công - Thúc đẩy, tư vấn, trợ 9 Hoạt động sinh TG Điều kiện viên (giờ) thực hiện - Nghe giảng - Làm việc trong nhóm (thảo Phòng học luận). lý thuyết, - Làm việc theo máy chiếu yêu cầu của Projecter. giảng viên giấy A0 và - Phản hồi kết bút dạ (3 quả màu) - Tổng hợp thông tin báo cáo... - Đàm thoại, trao đổi thông tin - Ghi chép, làm Phòng học Bài 3 4 Nội dung 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 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. 4.3.4 Hệ thống điều khiển. Mục tiêu nghiệp, các nguyên tắc dẫn động và các phương pháp điều khiển thường gặp trong Robot công nghiệp - Hệ thống được các phương pháp và các hệ thống điều khiển rôbôt. - Thiết kế được hệ thống điều khiển rôbôt. Hoạt động giáo viên TG (tiết) giúp sinh viên - Đánh gía kết quả làm việc của cá nhân, nhóm. - Kết luận - 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 Hoạt động sinh TG Điều kiện viên (giờ) thực hiện bài tập lý thuyết, - Phản hồi kết máy chiếu quả Projecter - Nhận xét, đưa ra các kết luận - Nghiên cứu tài liệu - Trao đổi thông tin giữa các nhóm - Hoàn thành bµi tËp. Phòng học lý thuyết, máy chiếu Projecter Bài Nội dung Mục tiêu Hoạt động giáo viên TG (tiết) Hoạt động sinh viên TG (giờ) Điều kiện thực hiện 4.4 Bài tập chương 3. 5 Kiểm tra kết thúc tín chỉ Đánh giá mức độ tiếp Tự luận, thu kiến thức lý nghiệm thuyết Tín chỉ 2. - Phân nhóm sinh viên,giao đề tài cho từng nhóm.( Khuyến khích - Tích hợp được các đề tài tự sáng tạo ). kiến thức điều - Yêu cầu các nhóm : khiển, lập trình để + Mô tả kết cấu cơ khí mô hình thiết kế hệ điều tay máy được ứng dụng trong khiển cho rôbôt. 6 công nghiệp. - Chế tạo được mô + Thiết lập bài toán động lực học hình tay máy theo yêu tay máy. cầu. + 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. Kiểm tra kết thúc tín chỉ trắc 1 - Hướng dẫn thảo luận nhóm (Tư vấn, thúc đẩy, trợ giúp...) - Đánh giá kết quả làm việc của cá nhân, nhóm 5 Tự luận. 7 hoặc 1 - Làm việc trong nhóm (thảo luận). - Làm việc theo yêu cầu của giảng viên - Phản hồi kết quả - Tổng hợp thông tin báo cáo... Phòng học thực hành. 60 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) 1 Máy khoan 1 2 Máy cắt. 1 3 Phòng làm mạch in. 1 4 Phòng PLC. 1 5 Nguồn một chiều 1 * 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. [...]... hành (cho các nhóm thực tập) (Nhà trường) 1 Máy khoan 1 2 Máy cắt 1 3 Phòng làm mạch in 1 4 Phòng PLC 1 5 Nguồn một chi u 1 * 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