thiết kế và chế tạo mô hình ROBOT hàn 3 bậc tự do điều khiển bằng PLC

LOGO TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ o0o - 08-2009 Tên đề tài GVHD: 1 T.S Bùi Trung Thành 2 Th.S Lê Thị Minh Tâm SVTH: 1 Phạm Việt Dũng 2 Trần Thị Thanh Loan Cấu trúc đồ án Chương 1: Giới thiệu chung Chương 2: Tổng quan về robot hàn Chương 3: Xây dựng mô hình robot hàn 3 bậc tự do Chương 4: Thiết kế bộ điều khiển và lựa chọn động cơ Chương 5: Lập trình điều khiển robot Chương 6: Kết quả và thảo luận Chương 7: Kết luận và kiến nghị Chương 1: Giới thiệu chung 1.1 Mục tiêu nghiên cứu 1.2 Phạm vi nghiên cứu 1.3 Phương pháp và phương tiện nghiên cứu Chương 1: Giới thiệu chung 1.1 Mục tiêu nghiên cứu  Nghiên cứu robot hàn và các ứng dụng  Thiết kế, chế tạo mô hình cơ khí robot 3 bậc tự do  Thiết kế mạch điều khiển cho robot  Lập trình điều khiển cho robot Chương 1: Giới thiệu chung 1.2 Phạm vi nghiên cứu  Chế tạo và điều khiển 3 khớp của cánh tay robot hàn, không có cơ cấu mỏ hàn 1.3 Phương pháp và phương tiện nghiên cứu  Phương pháp: Tham khảo tài liệu, thực nghiệm Phương tiện: Sách tham khảo, tài liệu mạng, modul PLC, phần mềm… Chương 2: Tổng quan về robot hàn 2.1 Hệ thống điều khiển robot 2.2 Công nghệ hàn điểm, hàn đường 2.3 Các nghiên cứu về robot hàn Chương 2: Tổng quan về robot hàn 2.1 Hệ thống điều khiển robot Chương 2: Tổng quan về robot hàn 2.2 Công nghệ hàn điểm, hàn đường Hình 2.1: Robot hàn điểm trong nhà máy sản xuất xe hơi Hình 2.2: Hệ thống robot hàn đường của hãng FANUC Chương 2: Tổng quan về robot hàn 2.3 Các nghiên cứu về robot hàn Hình 2.3: Robot hàn VR006AL của hãng Panasonic (Nhật) Hình 2.4: Robot hàn của Việt Nam Chương 4: Thiết kế bộ điều khiển và lựa chọn động cơ 4.1 Lý do sử dụng PLC cho đề tài  Hệ thống điều khiển dùng PLC có nhiều ưu điểm  Công suất tiêu thụ thấp  Độ tin cậy cao  Giảm bớt sự cồng kềnh  Tăng tốc độ sản xuất …v.v  Ham thích học tập và nghiên cứu môn PLC Chương 4: Thiết kế bộ điều khiển và lựa chọn động cơ 4.2 Động 4.2 cơ bước 4.2.1 Cấu tạo:  Gồm có 2 phần chính: rôto (động) bao gồm nhiều răng cách đều tạo thành các cặp N – P xen kẽ nhau, Stato (tĩnh) bao gồm các cuộn dây pha có vai trò như nhau  Là tổng hợp của 2 loại động cơ: động cơ 1 chiều không tiếp xúc và động cơ đồng bộ giảm tốc công suất nhỏ Chương 4: Thiết kế bộ điều khiển và lựa chọn động cơ 4.2.2 Nguyên lý hoạt động:  Hoạt động trên nguyên tắc dịch bước khi cấp xung điều khiển vào các cuộn dây stato theo một thứ tự và một tần số nhất định  Vị trí của rôto phụ thuộc vào phương pháp cấp điện cho các cuộn dây  Tốc độ của động cơ phụ thuộc vào tần số cấp xung  Chiều quay của động cơ phụ thuộc vào thứ tự cấp xung Chương 4: Thiết kế bộ điều khiển và lựa chọn động cơ 4.2.3 Ưu điểm và nhược điểm:  Ưu điểm:  Không cần mạch phản hồi  Thích hợp với các thiết bị điều khiển số  Nhược điểm:  Hiệu suất thấp Công suất nhỏ Chương 4: Thiết kế bộ điều khiển và lựa chọn động cơ 4.3 Thiết kế và thi công mạch Hình 4.1 Mạch tạo xung Chương 4: Thiết kế bộ điều khiển và lựa chọn động cơ 4.3 Thiết kế và thi công mạch Hình 4.2 Mạch driver Chương 4: Thiết kế bộ điều khiển và lựa chọn động cơ 4.4 Sơ đồ ghép nối hệ thống điều khiển CB vật hàn Start +24V Stop CB khớp 1 Reset I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 CB khớp 2 CB khớp 3 I0.4 I0.5 I0.6 PLC S7 - 300 GND Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q4.0 Q4.1 Q4.2 D-Start D-Stop D-Reset DC1QT DC1QN DC2QT DC2QN DC3QT DC3QN Chương 5: Lập trình điều khiển robot 5.1 Lưu đồ thuật toán 5.2 Tính toán góc quay các khớp và thời gian cấp xung cho động cơ Chương 5: Lập trình điều khiển robot 5.1 Lưu đồ thuật toán Chương 5: Lập trình điều khiển robot 5.2 Tính toán góc quay các khớp và thời gian cấp xung Kết quả và hướng phát triển 6.1 Kết quả đạt được 6.2 Hướng phát triển của đề tài Kết quả và hướng phát triển 6.1 Kết quả đạt được Thiết kế và hoàn thành mô hình cánh tay robot hàn 3 bậc tự do  Hoàn thiện các phần cứng điều khiển robot  Robot hoạt động hàn mô phỏng được các điểm A, B, C, E, F  Độ chính xác chưa cao  Kết cấu cơ khí chưa chắc chắn Kết quả và hướng phát triển Kết quả và hướng phát triển 6.2 Hướng phát triển của đề tài  Nghiên cứu điều khiển theo phản hồi kín (có cảm biến đo góc)  Mô phỏng và giám sát hoạt động của robot  Tự động nhập tọa độ để hàn ở điểm bất kỳ ... tay robot  3. 2 Thiết lập hệ tọa độ bảng D – H  3. 3 Phương trình động học Chương 3: Xây dựng mơ hình cánh tay robot hàn bậc tự 3. 1 Xây dựng mô hình cánh tay robot Hình 3. 1 Mơ hình thiết kế Hình. .. robot hàn 2 .3 Các nghiên cứu robot hàn Hình 2 .3: Robot hàn VR006AL hãng Panasonic (Nhật) Hình 2.4: Robot hàn Việt Nam Chương 3: Xây dựng mơ hình cánh tay robot hàn bậc tự  3. 1 Xây dựng mô hình cánh... kế Hình 3. 2: Mơ hình sản phẩm thực tế Chương 3: Xây dựng mơ hình cánh tay robot hàn bậc tự 3. 2 Thiết lập hệ tọa độ bảng D - H Hình 3. 3a Đặt hệ tọa độ Hình 3. 3b Bảng thông số D - H Chương 3: Xây