Tính toán, thiết kế và mô phỏng robot hàn trên dây chuyền hàn thân xe ô tô tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG ROBOT HÀN TRÊN DÂY CHUYỀN HÀN THÂN XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG NGÀNH: CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ MÃ SỐ: ĐỖ ANH TUẤN Người hướng dẫn khoa học: TS PHAN BÙI KHÔI HÀ NỘI - 2008 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN Error! Bookmark not defined MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Error! Bookmark not defined LỜI CẢM ƠN Error! Bookmark not defined MỞ ĐẦU Error! Bookmark not defined Chương Error! Bookmark not defined TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined 1.1 TỰ ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT Error! Bookmark not defined 1.2 HÀN VÀ CÔNG NGHỆ HÀN Error! Bookmark not defined 1.2.1 Khái niệm hàn Error! Bookmark not defined 1.2.2 Phân loại hàn Error! Bookmark not defined 1.2.3 Ứng dụng công nghệ hàn nhà máy sản xuất ô tô.Error! Bookmark not defined 1.3 ROBOT CÔNG NGHIỆP Error! Bookmark not defined 1.3.1 Cấu trúc phân loại robot công nghiệp Error! Bookmark not defined 1.3.2 Bậc tự robot Error! Bookmark not defined 1.3.3 Ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng .Error! Bookmark not defined 1.3.4 Một số hình ảnh robot ứng dụng nó:Error! Bookmark not defined 1.4 THIẾT KẾ SƠ BỘ ROBOT HÀN Error! Bookmark not defined 1.4.1 Đối tượng hàn trình hàn Error! Bookmark not defined 1.4.2 Lựa chọn cấu trúc robot hàn điểm Error! Bookmark not defined 1.4.3 Giới thiệu phần mềm thiết kế CATIA .Error! Bookmark not defined 1.4.4 Thiết kế sơ robot hàn điểm dây chuyền hàn phần mềm CATIA Error! Bookmark not defined Chương Error! Bookmark not defined ĐỘNG HỌC ROBOT HÀN ĐIỂM Error! Bookmark not defined 2.1 THAO TÁC CÔNG NGHỆ VÀ MÔ HÌNH HÓA ĐIỂM HÀNError! Bookmark not defined 2.2 XÂY DỰNG CÁC HỆ TOẠ ĐỘ CỦA CÁC KHÂU CHO ROBOT Error! Bookmark not defined 2.3 TOẠ ĐỘ THUẦN NHẤT VÀ MA TRẬN BIẾN ĐỔI THUẦN NHẤT Error! Bookmark not defined 2.4 ĐỘNG HỌC ROBOT HÀN Error! Bookmark not defined 2.4.1 Bài toán động học thuận robot Error! Bookmark not defined 2.4.2 Bài toán động học ngược robot Error! Bookmark not defined 2.5 GIẢI BÀI TOÁN ĐỘNG HỌC BẰNG PHẦN MỀM MAPLE 9.5 Error! Bookmark not defined 2.5.1 Giới thiệu phần mềm Maple Error! Bookmark not defined 2.5.2 Lập trình kết giải toán động học vị trí Error! Bookmark not defined Chương Error! Bookmark not defined ĐỘNG LỰC HỌC VÀ MÔ PHỎNG ROBOT HÀN ĐIỂMError! Bookmark not defined 3.1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MSC.DYNAMIC DESIGNER MOTION Error! Bookmark not defined 3.2 TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT HÀN BẰNG PHẦN MỀM DDM Error! Bookmark not defined Chương Error! Bookmark not defined TÍNH CHỌN BỘ TRUYỀN VÀ THIẾT KẾ ROBOT Error! Bookmark not defined 4.1 THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP Error! Bookmark not defined 4.1.1 Bộ truyền bánh sóng (The Harmonic Drive) .Error! Bookmark not defined 4.1.2 Bộ truyền bánh lăn - Cycloid hành tinh .Error! Bookmark not defined 4.1.3 Truyền động vít đai ốc bi Error! Bookmark not defined 4.1.4 Truyền động thuỷ khí Error! Bookmark not defined 4.1.5 Động dẫn động Error! Bookmark not defined 4.2 THIẾT KẾ KẾT CẤU ROBOT HÀN Error! Bookmark not defined 4.2.1 Tính chọn truyền Error! Bookmark not defined 4.2.2 Tính chọn ổ đỡ, ổ chặn Error! Bookmark not defined 4.2.3 Thiết kế kết cấu Error! Bookmark not defined 4.2.4 Tính bền Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO Error! Bookmark not defined LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn hoàn thành Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác TÁC GIẢ LUẬN VĂN Đỗ Anh Tuấn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 TỰ ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 1.2 HÀN VÀ CÔNG NGHỆ HÀN 10 1.2.1 Khái niệm hàn 10 1.2.2 Phân loại hàn 11 1.2.3 Ứng dụng công nghệ hàn nhà máy sản xuất ô tô 13 1.3 ROBOT CÔNG NGHIỆP 15 1.3.1 Cấu trúc phân loại robot công nghiệp 16 1.3.2 Bậc tự robot 19 1.3.3 Ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng 20 1.3.4 Một số hình ảnh robot ứng dụng nó: 22 1.4 THIẾT KẾ SƠ BỘ ROBOT HÀN 23 1.4.1 Đối tượng hàn trình hàn 23 1.4.2 Lựa chọn cấu trúc robot hàn điểm 24 1.4.3 Giới thiệu phần mềm thiết kế CATIA 26 1.4.4 Thiết kế sơ robot hàn điểm dây chuyền hàn phần mềm CATIA 35 Chương 42 ĐỘNG HỌC ROBOT HÀN ĐIỂM 42 2.1 THAO TÁC CÔNG NGHỆ VÀ MÔ HÌNH HÓA ĐIỂM HÀN 42 2.2 XÂY DỰNG CÁC HỆ TOẠ ĐỘ CỦA CÁC KHÂU CHO ROBOT 44 2.3 TOẠ ĐỘ THUẦN NHẤT VÀ MA TRẬN BIẾN ĐỔI THUẦN NHẤT 48 2.4 ĐỘNG HỌC ROBOT HÀN 53 2.4.1 Bài toán động học thuận robot 55 2.4.2 Bài toán động học ngược robot 58 2.5 GIẢI BÀI TOÁN ĐỘNG HỌC BẰNG PHẦN MỀM MAPLE 9.5 60 2.5.1 Giới thiệu phần mềm Maple 60 2.5.2 Lập trình kết giải toán động học vị trí 60 Chương 66 ĐỘNG LỰC HỌC VÀ MÔ PHỎNG ROBOT HÀN ĐIỂM 66 3.1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MSC.DYNAMIC DESIGNER MOTION 67 3.2 TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT HÀN BẰNG PHẦN MỀM DDM 70 Chương 74 TÍNH CHỌN BỘ TRUYỀN VÀ THIẾT KẾ ROBOT 74 4.1 THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP 74 4.1.1 Bộ truyền bánh sóng (The Harmonic Drive) 75 4.1.2 Bộ truyền bánh lăn - Cycloid hành tinh 83 4.1.3 Truyền động vít đai ốc bi 86 4.1.4 Truyền động thuỷ khí 87 4.1.5 Động dẫn động 89 4.2 THIẾT KẾ KẾT CẤU ROBOT HÀN 93 4.2.1 Tính chọn truyền 94 4.2.2 Tính chọn ổ đỡ, ổ chặn 98 4.2.3 Thiết kế kết cấu 102 4.2.4 Tính bền 103 KẾT LUẬN 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Hệ thống robot hàn thân xe ô tô tự động 10 Hình 1.2: Nguyên lý hàn điểm 13 Hình 1.3: Các thành phần hệ thống robot 17 Hình 1.4: Cánh tay robot bậc tự Hình 1.5: Robot hàn điểm 22 Hình 1.6: Robot phay sản phẩm Hình 1.7: Robot cắt laze 22 Hình 1.8: Robot dây chuyền hàn thân xe ô tô 23 Hình 1.9: Robot cấp dỡ phôi Hình 1.10: Robot gắp chi tiết cho máy dập cho máy ép nhựa 23 Hình 1.11: Kích thước thân xe ô tô 24 Hình 1.12: Cấu trúc robot hàn 25 Hình 1.13: Các modul phần mềm CATIA 28 Hình 1.14: Giao diện người dùng CATIA 29 Hình 1.15: Modul Mechanical Design 30 Hình 1.16: Giao diện nhánh Sketcher 31 Hình 1.17: Cách đăng nhập vào nhánh Part Design 32 Hình 1.18: Giao diện nhánh Part Design 32 Hình 1.19: Giao diện nhánh Assembly Design 33 Hình 1.20: Mối liên kết nhánh thiết kế sản phẩm CATIA 34 Hình 1.21: Giao diện Toolbars nhánh Generative Drafting 35 Hình 1.22: Mô hình khâu “0” 36 Hình 1.23: Mô hình khâu 36 Hình 1.24: Mô hình khâu 37 Hình 1.25: Mô hình khâu 37 Hình 1.26: Mô hình khâu 38 Hình 1.27: Mô hình khâu 38 Hình 1.28: Mô hình khâu 39 Hình 1.29: Mô hình robot hàn 39 Hình 1.30: Kích thước robot hàn 40 Hình 1.31: Bố trí robot hàn dây chuyền hàn thân xe ô tô 41 Hình 2.1: Toạ độ điểm hàn 42 Hình 2.2: Súng hàn kiểu chữ X 43 Hình 2.3: Toạ độ điểm hàn đầu hàn 43 Hình 2.4: Chiều dài góc xoắn khâu 45 Hình 2.5: Các thông số khâu: q, d, a α 45 Hình 2.6: Hệ toạ độ gắn khâu robot 47 Hình 2.7: Cơ hệ robot hàn thân xe ô tô 48 Hình 2.8: Giao diện chương trình tính toán động học 62 Hình 2.9: Quỹ đạo khâu 62 Hình 2.10 Quỹ đạo khâu 63 Hình 2.11: Quỹ đạo khâu 63 Hình 2.12: Quỹ đạo khâu 64 Hình 2.13: Quỹ đạo khâu 64 Hình 2.14: Quỹ đạo khâu 65 Hình 2.15: Quỹ đạo chuyển động đầu mỏ hàn 65 Hình 3.1: Giao diện làm việc trình duyệt DDM Inventor 67 Hình 3.2: Quy trình sử dụng DDM 69 Hình 3.3: Giá trị mô mem khớp 71 Hình 3.4: Giá trị mô mem khớp 72 Hình 3.5: Giá trị mô mem khớp 72 Hình 3.6: Giá trị mô mem khớp 72 Hình 3.7: Giá trị mô mem khớp 73 Hình 3.8: Giá trị mô mem khớp 73 Hình 4.1 Cấu tạo truyền bánh sóng 75 Hình 4.2: Cấu hình dẫn động tỉ số truyền tương ứng truyền bánh sóng 82 Hình 4.3: Bố trí truyền bánh sóng cánh tay robot SCARA 83 Hình 4.4: Sơ đồ hộp giảm tốc bánh cycloid hành tinh 83 Hình 4.5: Sơ đồ tạo hình ăn khớp bánh cycloid 84 Hình 4.6: Bộ truyền bánh lăn-epicycloid 85 Hình 4.7: Bộ truyền bánh lăn hypocycloid 85 Hình 4.8: Sơ đồ kết cấu truyền vít bi đai ốc 87 Hình 4.9: Động bước 91 Hình 4.10: Động servo driver điều khiển 93 Hình 4.11: Đồ thị tải trọng 94 Hình 4.12: Sơ đồ tính lực 98 Hình 4.13: Giao diện tính chọn kết tính chọn ổ đỡ 100 Hình 4.14: Giao diện tính chọn kết tính chọn ổ chặn 101 Hình 4.15 Kết cấu khớp 102 Hình 4.16 Giao diện nhánh Generative Structural Analysis 104 Hình 4.17 Khai báo tải trọng liên kết cho khâu 104 Hình 4.18 Giá trị ứng suất 105 Hình 4.19 Giá trị chuyển vị 105 LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập hoàn thành luận văn tốt nghiệp, em nhận giúp đỡ, động viên gia đình, người thân dạy bảo thầy cô giáo Trường Đại học Bách khoa Hà nội Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Khoa Cơ khí - Trường Đại học Bách khoa Hà nội tận tình dạy bảo em suốt khoá học Em muốn đặc biệt cảm ơn thầy giáo TS Phan Bùi Khôi hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Cuối cùng, em xin cảm ơn người thân gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, hỗ trợ giúp đỡ em suốt khoá học MỞ ĐẦU Tự động hoá trình sản xuất nhằm giải phóng sức lao động người, nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu suất, làm giảm giá thành sản phẩm tăng tính cạnh tranh cho sản phẩm Chất lượng sản phẩm tính cạnh tranh yếu tố quan trọng để làm nên thành công doanh nghiệp nói riêng kinh tế quốc gia nói chung Ngày nay, nhờ có phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ, đặc biệt lĩnh vực khoa học kỹ thuật công nghệ cao tin học, công nghệ thông tin, điều khiển tự động, robot công nghiệp… làm cho việc tự động hoá trình sản xuất ngày phát triển, công nghệ sản xuất chuyển sang thời kỳ mới: thời kỳ “công nghệ sản xuất tiên tiến” (Advanced Manufacturing Technology) mà robot công nghiệp đóng vai trò quan trọng trình tự động hoá sản xuất Do vậy, việc nghiên cứu ứng dụng robot vào sản xuất tự động quan tâm nghiên cứu rộng rãi Trong thực tế sản xuất có nhiều sản phẩm hàn đòi hỏi sản lượng nhiều, độ xác cao, chất lượng mối hàn đồng tốt mà hàn tay đáp ứng Ví dụ lĩnh vực hàn ngành công nghiệp ô tô, xe máy, đóng tàu, … Qua tìm hiểu thực tế nước ta có nhiều nhà máy sản xuất ô tô Công ty TOYOTA Việt Nam, Công ty HONDA Việt Nam, Công ty Ford Việt Nam, Công ty Daewoo Bus Việt Nam, Vinaxuki, … đa số nhà máy đóng tàu hầu hết mối hàn thực phương pháp hàn thủ công, người công nhân điều khiển thiết bị hàn thực hàn tay Do vậy, chất lượng mối hàn, độ đồng kém, thời gian hàn lâu, nữa, thao tác hàn lặp lặp lại nên dễ gây tượng mệt mỏi nhàm chán người công nhân Với phát triển khoa học kỹ thuật cho phép ta triển khai ứng dụng robot công nghiệp 97 Với : Lh: thời gian làm việc mong muốn Ln: giá trị tuổi thọ làm việc ước lượng L10 L50 Tra theo loại truyền cụ thể ta có Ln = 7000, 10000, 35000 50000 Tr: giá trị mô men số vòng quay trục vào 2000 vòng/phút Tra bảng theo loại truyền cụ thể nr: giá trị vận tốc góc trục vào (vòng/phút) Phải đảm bảo tuổi thọ tính toán phù hợp với ứng dụng Nếu điều kiện đươc thỏa mãn truyền ta lựa chọn đảm bảo yêu cầu Nếu không ta quay trở lại bước b Tính chọn truyền Việc tính chọn truyền cần tuân thủ theo bước nêu phần để lựa chọn truyền tối ưu Nhưng khối lượng công việc lớn, đòi hỏi phải xác định nhiều thông số động học, động lực học robot điều kiện làm việc khác với tải trọng lớn theo thiết kế nên luận văn tính chọn truyền dựa giá trị mô mem xoắn tức thời lớn cho phép Từ kết giải toán động lực học phần mềm MSC.Dynamic Designer Motion vài điều kiện làm việc khác (hình 3.3), giá trị mô mem yêu cầu M1 để dẫn động cho khâu 1: M1 = 871.75 Nm Như vậy, để đảm bảo truyền bánh sóng làm việc ta chọn truyền có thông số sau [14]: - Ký hiệu: SHF - 58 - 50 - 2UH - SP - Tỉ số truyền: 50 98 - Mô men xoắn vòng quay 2000 vòng/phút : 353 Nm - Mô men xoắn lặp lặp lại giới hạn : 1020 Nm - Mô men xoắn trung bình giới hạn : 520 Nm - Mô men xoắn tức thời giới hạn : 1960 Nm - Số vòng quay lớn trục vào : + Bôi trơn dầu: 4000 vòng/phút + Bôi trơn mỡ: 3000 vòng/phút Các kích thước truyền cho tài liệu [14] 4.2.2 Tính chọn ổ đỡ, ổ chặn Khâu “0” liên kết với khâu “1” qua khớp Tại khớp ta bố trí 01 ổ chặn 01 ổ đỡ Để tính chọn ổ ta phải xác định tải trọng mà ổ phải chịu Muốn ta phải xác định phản lực khớp Xét trường hợp cánh tay robot vị trí nằm ngang (trường hợp ứng với phản lực lớn nhất), ta có sơ đồ tính lực sau: Y P6 P5 P4 P3 H P2 h P7 O g f e d c b Hình 4.12: Sơ đồ tính lực a P1 V X 99 Với: P1 = 4074N, P2 = 3832N, P3 = 2417N, P4 = 410N, P5 = 522,5N, P6 = 50N, P7 = 1600N a = 310,5mm, b = 353,7mm, c = 379,95mm, d = 2073mm, e = 2309,35mm, f = 2452,5mm, g = 2470mm, h = 250mm Ta lấy cân mô mem điểm O quay trục Oz, ta có: ∑M OZ ⇒H = = − H h − P1.a + P2 b + P 3.c + P4 d + P5 e + P6 f + P7 g = − P1.a + P2 b + P c + P4 d + P5 e + P6 f + P7 g h (4.11) Thay số vào ta có: H = 28559,7N Chiếu lực theo phương Oy ta có: V = P1 + P2 + P + P4 + P5 + P6 + P7 (4.11) Thay số vào ta có: V = 12905,5N Tính chọn ổ đỡ Robot công nghiệp nói chung robot hàn nói riêng thường làm việc ca liên tục thời gian dài, thời gian sửa chữa, bảo dưỡng định kỳ thường lớn, robot phải đảm bảo tính ổn định, độ xác hệ số phục vụ cao để đảm bảo tính liên tục dây chuyền sản xuất Do tính chọn ổ cho khớp quay robot ta phải chọn ổ cho có tuổi thọ làm việc lớn Ở khớp ta chọn ổ đỡ có ký hiệu là: AFBMA 20.1 - 48-600 - 40 có thông số kỹ thuật sau: - Đường kính : d = 600mm 100 - Đường kính : D = 730mm - Chiều rộng ổ : B = 128mm - Đường kính lăn : dr = 33,15mm - Số lăn : 40 Sử dụng phần mềm Solidworks để tính toán ổ Ta có kết sau: Hình 4.13: Giao diện tính chọn kết tính chọn ổ đỡ Như vậy, ổ chọn làm việc với tuổi thọ tính theo số vòng quay 876,496686.106 vòng quay hay 859310,48 làm việc Kết với cách tính công thức (17.15) (17.16) [8] Tính chọn ổ chặn 101 Chọn ổ chặn có ký hiệu là: ISO 104 - 71480580 – R có thông số kỹ thuật sau: - Đường kính : d = 480mm - Đường kính : D = 580mm - Chiều rộng ổ : B = 45mm - Đường kính lăn : dr = 17mm - Số lăn : 55 Sử dụng phần mềm Solidworks để tính toán ổ Ta có kết sau: Hình 4.14: Giao diện tính chọn kết tính chọn ổ chặn 102 Như vậy, ổ chọn làm việc với tuổi thọ tính theo số vòng quay 879,731597.106 vòng quay hay 862481,957795 làm việc Kết với cách tính công thức (17.15) (17.16) [8] 4.2.3 Thiết kế kết cấu Sau tính chọn truyền ổ đỡ cho khớp ta tiến hành thiết kế kết cấu cho khâu Kết sau: Hình 4.15 Kết cấu khớp 1 - Khâu “0” - Bộ truyền bánh sóng - Ổ chặn - Khâu - Ổ đỡ - Động servo 103 4.2.4 Tính bền Tính bền cho kết cấu cánh tay robot nhiệm vụ thiếu thiết kế chúng Các kết cấu cần phải tính bền mặt để kiểm tra xem độ bền, độ tin cậy kết cấu mặt khác để tối ưu hóa kết cấu Có nhiều phương pháp khác để tính bền kết cấu phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Element Method - FEM) nhờ trợ giúp máy tính hữu hiệu cả, với chi tiết phức tạp chịu tổ hợp lực phức tạp Các phần mềm có khả tính kiểm nghiệm bền mạnh giới như: Cosmos, Ansys, MSC, Catia, UG-NX, ProEngineer, I-Deal, Mechanical Desktop v.v… Đây phần mềm CAD/CAE/CAM mạnh, trực quan, dễ sử dụng, kết hiển thị dạng hình ảnh 3D, giúp ta đánh giá tốt độ bền, độ tin cậy tối ưu hóa trình thiết kế kết cấu ĐSử dụng nhánh làm việc Generative Structural Analysis phần mềm CATIA để tính bền cho kết cấu khâu “0” Để thực tính bền ta phải khai báo kiểu vị trí liên kết, giá trị, kiểu vị trí tải trọng tác động, kích thước phần tử chia lưới tiến hành phân tích Kết phân tích cho dạng giá trị biểu đồ màu, ta lấy kết điểm cụ thể cách đưa chuột tới vị trí Kết tính toán xuất file dạng HTML dạng file video Các bước kết tính bền sau: 104 Hình 4.16 Giao diện nhánh Generative Structural Analysis Sau ta ta đăng nhập vào nhánh Generative Structural Analysis ta tiến hành khai báo tải trọng liên kết Giá trị tải trọng tính phần Hình 4.17 Khai báo tải trọng liên kết cho khâu 105 Hình 4.18 Giá trị ứng suất Hình 4.19 Giá trị chuyển vị 106 Ta thấy giá trị ứng suất lớn 4,04.106 N/m2 < 248.106 N/m2 (giá trị ứng suất cho phép) giá trị chuyển vị lớn 0,00988 mm Như kết cấu khâu đảm bảo điều kiện bền điều kiện cứng vững 107 KẾT LUẬN Sau thời gian học tập nghiêm túc tác giả hoàn thành nội dung luận văn với kết đạt sau: + Đã khảo sát trình công nghệ hàn sử dụng robot hàn dây chuyền sản xuất thân xe ô tô Xây dựng mô hình học hệ thống dây chuyền hàn bao gồm: Mô hình học robot hàn, mô hình hóa điểm hàn để từ làm sở cho việc lập trình điều khiển, khảo sát động học động lực học cho robot hàn + Nắm phương pháp khảo sát động học robot hàn, thiết lập hệ phương trình động học cho robot hàn Tìm hiểu sử dụng phần mềm Maple để lập trình giải toán động học robot hàn Kết lời giải sở để lập trình điều khiển giải toán động lực học ngược + Nắm sở lý thuyết khảo sát động lực học, thiết lập hệ phương trình động lực học ngược cho robot Giải toán động lực học ngược phần mềm Maple Kết lời giải dùng để tính toán, thiết kế hệ dẫn động, ổ đỡ kết cấu khí cho robot + Tìm hiểu sử dụng thành thạo phần mềm ứng dụng nhiều lĩnh vực khí như: Catia, Solidworks, Inventor, MSC.Dynamic Designer Motion, Mechanical Desktop.v.v… Trong luận văn tính toán, thiết kế kết cấu cho khớp robot hàn Các kết tính toán kiểm nghiệm bền đạt độ tin cậy 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Thiện Phúc Robot công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà nội, 2003 Phạm Đăng Phước Giáo trình Robot công nghiệp, Đại học Bách khoa Đà Nẵng, 2003 Phan Bùi Khôi, Trần Minh Thúy, Bùi Văn Hạnh Tính toán động học robot hàn có di động Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ VIII, Hà Nội ngày 6-7/12/2007 Phan Bùi Khôi Tập giảng robot công nghiệp, Đại học Bách khoa Hà nội Đỗ Thành Trung Mô hình hóa mô số động lực học robot công nghiệp Luận văn thạc sỹ, Đại học Bách khoa Hà nội, 2003 Nguyễn Hữu Lộc Thiết kế khí với AutoCAD Mechanical 2000 (Mechanical Desktop 4.0) NXB Thành phố Hồ Chí Minh, 2000 Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí - tập 1, NXB Giáo dục, Hà nội, 2003 Nguyễn Trọng Hiệp Chi tiết máy - tập 1, NXB Đại học Giáo dục Chuyên nghiệp, Hà nội, 1992 Phạm Huy Điển, Đinh Thế Lục, Tạ Duy Phượng Hướng dẫn thực hành Maple NXB Giáo dục, Hà nội, 1998 Tiếng Anh 10 Thomas R Kurfess Robotics and Automation Handbook CRC PRESS, USA, 2005 109 11 Ben-Zion Sandler Robotics - Designing The Mechanisms For Automated Machinery, 2Nd Ed, Academic Press, 1999 12 Neil Sclater & Nicholas P Chironis Mechanisms And Mechanical Devices Sourcebook, third edition, Mc Graw – Hill Companies, Inc, USA, 2001 13 CATIA Documention V5R17 Dassault Systemes, 2006 14 SHF and SHG Component Sets Housed Units cataloge Harmonic Drive LLC Website 15 http://www.robotics.utexas.edu/rrg/learn_more/history/ 16 http://www.robot-welding.com/ 17 http://www.21welding.com/v_products.asp?idcategory=arobot 18 htttp://www.rolanrobotics.nl/createsite/download/createdownload.asp? b_id=1043&page=2&download_id=10586 19 www.hagerman.com/PDF_documents/msc%20software/MSC%20 Dynamic%20Designer%20For%20Inventor-Br TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG ROBOT HÀN TRÊN DÂY CHUYỀN HÀN THÂN XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG Đỗ Anh Tuấn TÓM TẮT LUẬN VĂN Hiện nay, Việt Nam có nhiều nhà máy sản xuất ô tô trình hàn thân xe ô tô chủ yếu thực người nên độ xác, suất chất lượng không cao Tự động hóa trình hàn việc ứng dụng robot công nghiệp để thay người thợ hàn có ý nghĩa to lớn kinh tế kỹ thuật Yêu cầu thao tác công nghệ robot hàn thân xe ô tô đầu mỏ hàn phải chuyển động theo quy luật xác định cho hàn mối hàn để ghép chi tiết rời lại với thành thân xe ô tô Thông thường, điều ta biết trước vị trí (tọa độ hướng) điểm hàn Robot hàn cần phải đảm bảo điểm hàn hướng vị trí đầu hàn phải trùng với hướng vị trí điểm hàn mỏ hàn di chuyển từ điểm hàn sang điểm hàn cách liên tục Việc tính toán động học, động lực học, thiết kế, lựa chọn truyền, ổ đỡ kết cấu khí cho khâu robot hàn nhiệm vụ khó khăn mẻ nước ta Luận văn trình bày việc tính toán, thiết kế robot hàn điểm ứng dụng dây chuyền hàn thân xe ô tô tự động, đưa chương trình kết tính toán động học, động lực học, tính chọn truyền, ổ đỡ, tính toán thiết kế, phân tích kết cấu khí mô robot hàn điểm Từ khóa: robot hàn điểm, thiết kế robot hàn, dây chuyền hàn tự động, tự động hóa trình hàn, hàn thân xe ô tô CALCULATE, DESIGN AND SIMULATION WELDING ROBOT ON AUTOMATION AUTOMOBILE BODY WELDING LINE Do Anh Tuan ABSTRACT Nowadays, there are many automobile factories in Vietnam but automobile’s body welding process is performed primarily by man so that the accuracy, capacity and quality is not high To automation the welding process by applying industrial robot to replaced man will have huge meaning both economy and technology The request for technology operation of automobile’s body welding robot is welding gun need to move according to defining law so that welding welds to join separate parts becoming automobile’s body complete Normally, the first thing which we knew is position (co-ordinate and direct) of welds Spot welding robot need to make sure in each weld the direct and position of welding gun tip must be the same direct and position of welds and welding gun is moving from this weld to the next weld continuously The calculate of kinetics, dynamic, design, transmission select, bearing and mechanical structure for links of spot welding robot is difficult task and rather brand new in our country nowaday This thesis presents the calculation, design spot welding robot wich applies in automation automobile’s body welding line, to bring out the programme and the result of calculate of kinetics, dynamic, transmission, bearing, calculate to design, mechanical structures analyse and spot welding robot simulation Keywords: Spot welding robot, spot welding robot design, automatic welding line, welding process automation, automobile body welding ... công nhân Ở nước có công nghiệp sản xuất ô tô phát triển, thân xe ô tô chế tạo dây chuyền hàn hoàn toàn tự động Robot nhấc định vị xác chi tiết thân ô tô vào đồ gá kẹp chặt cấu tự động Sau robot. .. BỘ ROBOT HÀN 1.4.1 Đối tượng hàn trình hàn Đối tượng hàn đề cập luận văn thân xe ô tô Robot thực mối hàn điểm để ghép chi tiết thân xe ô tô thành kết cấu thân xe hoàn chỉnh Kích thước thân xe. .. thước thân xe ô tô Quá trình hàn thân xe ô tô loạt thao tác phức tạp, ta mô tả trình hàn sau: Thân xe ô tô gá đồ gá hàn di chuyển đường ray Khi đồ gá di chuyển tới vị trí thực công nghệ hàn (đã