Nghiên cứu tính toán thiết kế đồ gá di động cho robot hàn hồ quang Almega AII

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ DI ĐỘNG CHO ROBOT HÀN HỒ QUANG ALMEGA AII NGUYỄN THỊ BÍCH NGẦN THÁI NGUYÊN, 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - NGUYỄN THỊ BÍCH NGẦN NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ DI ĐỘNG CHO ROBOT HÀN HỒ QUANG ALMEGA AII CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HƯỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN PGS.TS Phan Bùi Khôi Nguyễn Thị Bích Ngần KHOA ĐÀO TẠO SĐH Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN BGH TRƯỜNG ĐHKTCN http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tự làm nghiên cứu, hướng dẫn PGS.TS Phan Bùi Khôi viện trưởng viện khí ĐHBK Hà Nội Trong luận văn có sử dụng số tài liệu tham khảo nêu phần tài liệu tham khảo Tôi xin chịu trách nhiệm lời cam đoan Người cam đoan Tác giả Nguyễn Thị Bích Ngần Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC CÁC KÝ HIỆU CHÍNH DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ ROBOT Error! Bookmark not defined 1.1 Giới thiệu tổng quan Robot Error! Bookmark not defined 1.2 Robot công nghiệp ứng dụng Error! Bookmark not defined 1.3 Robot hàn hồ quang Error! Bookmark not defined CHƢƠNG 11 TÍNH TOÁN MÔ HÌNH Error! Bookmark not defined 2.1 Cơ sở tính toán khảo sát Robot Error! Bookmark not defined 2.1.1 Biểu diễn điểm không gian Error! Bookmark not defined 2.1.2 Ma trận cosin hướng, ma trận quay Error! Bookmark not defined 2.1.3 Vị trí, hướng vật rắn Error! Bookmark not defined 2.1.4 Phép biến đổi tọa độ Error! Bookmark not defined 2.1.5 Phương pháp Denavit- Hartenberg (D-H) Error! Bookmark not defined 2.2 Thiết lập phƣơng trình động học robot Error! Bookmark not defined 2.2.1 Thiết lập ma trận trạng thái khâu thao tác theo cấu trúc động học Error! Bookmark not defined Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.2.2 Thiết lập ma trận trạng thái khâu thao tác theo tọa độ thao tác Error! Bookmark not defined 2.2.3 Phương trình động học robot Error! Bookmark not defined 2.2.4 Bài toán động học thuận vị trí robot Error! Bookmark not defined 2.2.5 Bài toán động học ngược vị trí robot Error! Bookmark not defined 2.3 Bài toán động học robot hàn Almega AII vật hàn cố định Error! Bookmark not defined 2.4 Động học robot hàn Almega AII vật hàn gắn đồ gá di động Error! Bookmark not defined CHƢƠNG 48 THIẾT KẾ ĐỒ GÁ DI ĐỘNG VÀ MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG ROBOT HÀN ALMEGA AII Error! Bookmark not defined 3.1 Thiết kế đồ gá di động Error! Bookmark not defined 3.1.1 Công dụng đồ gá Error! Bookmark not defined 3.1.2 Phân tích lựa chọn cấu trúc động học cho đồ gá Error! Bookmark not defined 3.1.3 Mẫu mô hình đồ gá Error! Bookmark not defined 3.2 Tính toán thiết kế truyền động Error! Bookmark not defined 3.2.1 Lựa chọn động Error! Bookmark not defined 3.2.2 Tính toán truyền cho đồ gá Error! Bookmark not defined 3.2.3 Tính chọn ổ Error! Bookmark not defined 3.2.4 Phân tích lựa chọn phôi Error! Bookmark not defined 3.2.5 Phân tích công nghệ kết cấu chi tiết Error! Bookmark not defined Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.2.6 Mô hình vẽ lắp 3D bảng kê chi tiết đồ gá Error! Bookmark not defined 3.2.7 Kiểm nghiệm độ bền đồ gá phần mềm COSMOSWorks Error! Bookmark not defined 3.3 Mô hoạt động robot hàn Almega AII Error! Bookmark not defined 3.3.1 Phần mềm ứng dụng Error! Bookmark not defined 3.3.2 Chương trình mô Error! Bookmark not defined 3.3.3 Giao diện chương trình ứng dụng Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO Error! Bookmark not defined Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHÍNH Stt Ký hiệu Mô tả D-H Denavit and Hartenberg Lượng tịnh tiến dọc theo trục ox αi Góc quay quanh trục ox di Lượng tịnh tiến dọc theo trục oz θi Góc quay quanh trục oz qi Biến khớp thứ (i) Ai Ma trận truyền khâu (i-1) khâu (i) rot Góc quay Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TT Hình số Nội dung Hình 1.1 Robot hàn Allmega AII Hình 1.2 VD Robot hàn chi tiết có chiều dài lớn Hình 1.3 VD Robot hàn chi tiết có biên dạng phức tạp 10 Hình 2.1 Robot hàn Allmega AII 11 Hình 2.2 Hệ quy chiếu cố định 12 Hình 2.3 Hai hệ quy chiếu chung gốc 12 Hình 2.4 Hai hệ quy chiếu liên hệ với góc α 14 Hình 2.5 Vị trí vật không gian chiều 15 Hình 2.6 Phương pháp góc Euler 16 10 Hình 2.7 Phương pháp góc Cardan 17 11 Hình 2.8 12 Hình 2.9 13 Hình 2.10 Quỹ đạo hàn 33 14 Hình 2.11 Gắn hệ tọa độ cho robot 36 15 Hình 2.12 VD1 Robot có giá cố định, đồ gá di chuyển tịnh tiến 39 16 Hình 2.13 VD2 Robot có giá cố định, đồ gá chuyển động quay 44 17 Hình 3.1 Mô hình đồ gá 49 18 Hình 3.2 Robot song song 49 19 Hình 3.3 Mô hình động học 50 20 Hình 3.4 Các hình chiếu mô hình đồ gá 51 21 Hình 3.5 Tính chọn động 52 22 Hình 3.6 Bánh đai lớn 54 23 Hình 3.7 Bánh đai nhỏ 54 24 Hình 3.8 Ổ đỡ 55 Trang Vector định vị điểm P thuộc vật rắn không gian chiều Phương pháp Denavit- Hartenberg Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 18 22 Trục dài 25 Hình 3.9 56 26 Hình 3.10 Trục ngắn 56 27 Hình 3.11 Chi tiết mâm đỡ (bàn động 1) 57 28 Hình 3.12 Chi tiết dạng bạc 57 29 Hình 3.13 Bản vẽ lắp 3D 58 30 Hình 3.14 Giao diện phần mềm COSMOSWorks 59 31 Hình 3.15 Chuyển vị bàn động 61 32 Hình 3.16 Ứng suất bàn động 61 33 Hình 3.17 Sức căng bàn động 62 34 Hình 3.18 Ứng suất trục 62 35 Hình 3.19 Sức căng trục 63 36 Hình 3.20 Chuyển vị trục 63 37 Hình 3.21 Ứng suất bàn động (mâm quay) 64 38 Hình 3.22 Sức căng bàn động (mâm quay) 64 39 Hình 3.23 Chuyển vị bàn động (mâm quay) 65 40 Hình 3.24 Mô hình đồ gá môi trường SolidWorks 67 41 Hình 3.25 42 Hình 3.26 43 Hình 3.27 44 Hình 3.28 Giao diện chọn file “du lieu mo phong robot 72 45 Hình 3.29 Giao diện chọn file “du lieu cau truc robot” 72 Tùy chọn hiệu chỉnh file định dạng *.STL Giao diện mô robot hàn chi tiết với chiều dài đường hàn lớn Giao diện mô robot chi tiết với quỹ đạo hàn đường cong không gian Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 68 70 71 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Stt Bảng số Nội dung Trang Bảng 3.1 So sánh robot chuỗi robot song song 49 Bảng 3.2 Bảng phân phối tỷ số truyền 53 Bảng 3.3 Bảng kê chi tiết 58 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 10 http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... defined 2.4 Động học robot hàn Almega AII vật hàn gắn đồ gá di động Error! Bookmark not defined CHƢƠNG 48 THIẾT KẾ ĐỒ GÁ DI ĐỘNG VÀ MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG ROBOT HÀN ALMEGA AII ... THUẬT CÔNG NGHIỆP - NGUYỄN THỊ BÍCH NGẦN NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ DI ĐỘNG CHO ROBOT HÀN HỒ QUANG ALMEGA AII CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ... hình đồ gá Error! Bookmark not defined 3.2 Tính toán thiết kế truyền động Error! Bookmark not defined 3.2.1 Lựa chọn động Error! Bookmark not defined 3.2.2 Tính toán truyền cho đồ gá