Bài giảng robot công nghiệpRobot lần đầu tiên xuất hiện năm 1920 trong một tác phẩm văn học viễn tưởngNăm 1921 xuất hiện 1 con rối Robota do các nghệ sỹ trình diễnXuất hiện ý tưởng sáng chế kỹ thuật những cơ cấu máy móc bắt chước sự hoạt động của con người
PHẦN III – ROBOT CÔNG NGHIỆP (IR – Industrial Robotion) CHƯƠNG I – Lịch sử phát triển Robot công nghiệp Sự đời Robot CN - Robot lần xuất năm 1920 tác phẩm văn học viễn tưởng - Năm 1921 xuất rối Robota nghệ sỹ trình diễn - Xuất ý tưởng sáng chế kỹ thuật cấu máy móc bắt chước hoạt động người - Trong cơng nghiệp khơng cần mo toàn chức người nghe, nhìn, cảm giác,… khơng có tính thực tiễn mà thực dụng Robot công nghiệp thay chức bắp người • Quá trình hình thành phát triển - Trước đại chiến giới lần thứ viƯc triĨn khai vµ ứng dụng cấu nói trở thành nhu cầu thự - Xuất cấu TeleOperator cấu điều khiển từ xa đời, cấu sinh học tuý bao gồm khâu, khớp, dây chằng gắn liền với điều khiển đợc thao tác cánh tay ngời Nó cầm nắm, nâng hạ, đảo lật, buông thả đối tợng không gian xác định, thao tác linh hoạt, khéo léo, nhng tốc độ hoạt động chậm lực hạn chế hệ điều khiển tuý học hạn chế lực quãng đờng di chuyển - Thời kỳ sơ khai Robot công nghiệp từ năm 1946 trở tr ớc, giai đoạn chủ yếu khí hoá (lợi lực, thiệt đờng đi) - - 1946-1960: Robot phục vụ cho công nghiệp nguyên tử, giai đoạn này: 1946 máy tính điện tử đời: ENIAC 1949: Khái niệm điều khiển theo chơng trình số NC đời Sự kết hợp điều khiển NC với cấu điều khiển từ xa đa hệ máy tự cao cấp mà thời gọi ngời máy 1960 kỷ nguyên Robot với mốc: 1961 Hãng Robot General đa Robot thơng mại Unimate, đợc sử dụng phân xởng đúc, thời kỳ Robot hệ 1, lập trình điều khiển để Robot lạp lại thao tác định trớc Có hai đặc điểm: Có khả làm việc liên tục 24 giờ/ ngày nắm vững công việc thời gian ngắn Làm việc điều kiện nóng khó chịu, nguy hiểm độc hại, - -Trên sở quyền phát minh s¸ng chÕ cđa Mü, c¸c n íc: Anh (1967) Scare, Thuỵ Điển, Nhật (1968) Fanuc, Đức (1971), Pháp (1972), Italy (1973) + Nhật: năm 1961 mua quyền sáng chế Robot + Đến có 40 chế tạo Robot 1960 - 1970 đời công nghƯ tÝch hỵp IC (Integrate Circuit), bé vi xư lý máy tính PC - 1968 1972: Phát triển mạnh mẽ Robot CN ôtô, đặc biệt Nhật với công ty Yaslawa nơi đầu t nghiêm cứu, ứng dụng Robot hàng đầu giới Thuật ngữ Cơ-Điện tử xuất hiện, gắn liền với CNC, Robot - Năm 1976, máy công cụ CNC ®êi cho ®êi mét thêi kú míi cđa Robot thÝch nghi, th«ng minh,… - - - 1980 90: với phát triển mạnh mẽ tin học, , Robot xác, mạnh, linh hoạt, thích nghi điều khiển thân thiện Hiện nay, kỷ 21, Robot phát triển hệ nh sau: Robot đk theo chơng trình đờng dẫn (Online programming) điều khiển theo thao tác, điều khiển dẫn - dạy (Teach by lead though) Robot ĐK thích nghi thông minh (Off line) Robot có trí tuệ nhân tạo Trên giới có 500 công ty sản xuất hàng nghìn mẫu khác 1990: 300.000 IR 10.000 – 250.000 USD 1995: 650.000 IR 200: > 1.000.000 IR – 5000USD (min) Robot Units Shipped 25000 20000 R o b o t U n its 15000 10000 5000 1994 1995 1996 Other USA Year Japan* 1997 1998 1999 Western Europe Biểu đồ số lợng sản phẩm rôbốt sản xuất giới - Tóm lại: trình phát triển Robot kết hợp páht triển khoa học kỹ thuật, công nghệ, sản xuất, khí xác, máy tính công gnhệ thông tin động lực chủ yếu Ph¹m vi øng dơng cđa Robot - Trong môi trờng khắc nghiệt: Bẩn (Dirty), nguy hiểm (Dangerous): mt phóng xạ, t0, áp suất cao, thấp: Rèn, dập,, độc hại (sơn, bụi), P lớn, V lớn, Nhàm chán - buồn tẻ công nhân (Dull) - Trong công nghiệp: Sản xuất, lắp ráp, hàn, phun sơn, gia công Vận chuyển phôi, Lắp ráp, Gia công cắt gọt, Hàn MIG/MAG, Hàn dầm Laser YAG Phun sơn Các ứng dụng công nghệ bám dính, làm kín, bảo quản CHNG II Định nghĩa phân loại Robot Định nghĩa Robot CN (IR) - Là máy tự động linh hoạt có khả thay phận toàn phần chức bắp trí tuệ ngời với khả mức độ thích nghi khác - Robot phải liên hệ chặt chẽ với máy móc, công cụ hệ thống tự động tổng hợp cho phép thích ứng nhanh đơn giản nhiệm vụ sản xuất thay đổi với đặc điểm sau: o Thủ pháp cầm nắm di chuyển tối u o Trình độ hành nghề khôn khéo linh hoạt (Robot hàn) o o Kết cấu phải tuân theo nguyên tắc môđun hoá Lập trình dễ dàng độ tin cậy cao Phân loại Robot CN - Phân loại theo công dụng: Robot hàn Robot cấp phôi, lắp ráp, phun phủ, vũ trụ, sinh hoạt, Phân loại theo bậc tự do: Mỗi chuyển động độc lập đợc coi bậc tự do, dựa cđ bản: - Chuyển động thẳng: bậc tự thẳng: Translation T - Chun ®éng quay: bËc tù quay: Rotation R Tổ hợp bậc tự để hình thành không gian làm việc Robot CIRC motion with exact positioning Dich chuyển phi tuyến (cung tròn) CIRC P3 Khơng xấp xỉ điểm xác P2 (MP) P2 điểm (MP), P3 điểm cuối (EP) P1 P3 (EP) CIRC motion with approximate positioning Dich chuyển phi tuyến (cung tròn) CIRC P3 có xấp xỉ điểm xấp xỉ P4 P2 (HP) P2 điểm (EP), P3 điểm cuối (EP) P1 P3 (ZP) Lập trình điều khiển Cấu trúc chơng trình điều khiển Robot Kuka DEF NAME ( ) ; -Phần khai báo -; -Phần khởi tạo ; -Phần câu lÖnh -END KUKA Roboter GmbH, Blücherstr 144, D-86165 Augsburg, Tel.: +49 (0) 21/7 97-40 00, Fax: +49 (0) 21/7 97-16 16, http://www.kuka-roboter.de I 26.09.00 I College I ML I 41 Endless loop Syntax: LOOP Instruction Instruction n ENDLOOP Example: DEF EXAMPLE ( ) PTP HOME LOOP LIN P1 CIRC P2, P3 LIN P4 ENDLOOP PTP HOME END Instruction Instruction n KUKA Roboter GmbH, Blücherstr 144, D-86165 Augsburg, Tel.: +49 (0) 21/7 97-40 00, Fax: +49 (0) 21/7 97-16 16, http://www.kuka-roboter.de I 26.09.00 I College I ML I 42 Conditional Branch Syntax: IF execution condition Instruction ELSE Instruction ENDIF THEN Example: IF $IN[22]==TRUE THEN PTP P1 ELSE PTP P2 $OUT[18]=TRUE PTP P3 ENDIF no Condition TRUE? yes Instruction KUKA Roboter GmbH, Blücherstr 144, D-86165 Augsburg, Tel.: +49 (0) 21/7 97-40 00, Fax: +49 (0) 21/7 97-16 16, http://www.kuka-roboter.de Instruction I 26.09.00 I College I ML I 43 Counting loop Syntax: FOR Counter = Start Instructions ENDFOR TO End STEP Increment Example: E6POS POSITION[4,4] INT X, Y FOR X=1 TO STEP FOR Y=4 TO STEP -1 POSITION[X,Y]=P1 POSITION[X,Y].X=P1.X+50 POSITION[X,Y].Y=P1.Y+50 ENDFOR ENDFOR Instruction end value reached? KUKA Roboter GmbH, Blücherstr 144, D-86165 Augsburg, Tel.: +49 (0) 21/7 97-40 00, Fax: +49 (0) 21/7 97-16 16, http://www.kuka-roboter.de no yes I 26.09.00 I College I ML I 44 Lokal subprograms MAINPR.SRC DEF MAINPR ( ) LOKAL1 ( ) LOKAL2 ( ) END DEF LOKAL1 ( ) LOKAL2 ( ) END DEF LOKAL2 ( ) END KUKA Roboter GmbH, Blücherstr 144, D-86165 Augsburg, Tel.: +49 (0) 21/7 97-40 00, Fax: +49 (0) 21/7 97-16 16, http://www.kuka-roboter.de I 26.09.00 I College I ML I 45 Global subprograms MAINPR.SRC DEF MAINPR ( ) EXT GLOBAL1 ( ) EXT GLOBAL2 ( ) GLOBAL1 ( ) GLOBAL2 ( ) END GLOBAL1.SRC DEF GLOBAL1 ( ) GLOBAL2 ( ) END GLOBAL1.SRC DEF GLOBAL2 ( ) END KUKA Roboter GmbH, Blücherstr 144, D-86165 Augsburg, Tel.: +49 (0) 21/7 97-40 00, Fax: +49 (0) 21/7 97-16 16, http://www.kuka-roboter.de I 26.09.00 I College I ML I 46 Programming a PTP motion velocity motion parameters type of motion exact positioning approximation name of point KUKA Roboter GmbH, Blücherstr 144, D-86165 Augsburg, Tel.: +49 (0) 21/7 97-40 00, Fax: +49 (0) 21/7 97-16 16, http://www.kuka-roboter.de I 17.08.00 I College I ML I 47 Programming a LIN motion velocity motion parameters type of motion exact approximation name of point KUKA Roboter GmbH, Blücherstr 144, D-86165 Augsburg, Tel.: +49 (0) 21/7 97-40 00, Fax: +49 (0) 21/7 97-16 16, http://www.kuka-roboter.de I 17.08.00 I College I ML I 48 Programming a CIRC motion velocity motion parameters type of motion exact approximation name of end point name of middle point KUKA Roboter GmbH, Blücherstr 144, D-86165 Augsburg, Tel.: +49 (0) 21/7 97-40 00, Fax: +49 (0) 21/7 97-16 16, http://www.kuka-roboter.de I 17.08.00 I College I ML I 49 Bµi tËp θ3 θ2 h4 l2 l1 θ1 z0 Z1 θ3 z2 θ1 y1 θ2 a1 a2 y3 x3 01 03 Y0 y1 y2 x1 z4 02 y4 l1 x0 01 04 Y1 x2 y2 x2 h4 02 01 x1 yt 0T y0 xt x0 x4 zt l2 x1 θ2 d1 θ3 θ4 θ1 Z1 θ2 01 z0 Z2 y1 θ3 02 d1 z0 θ4 03 θ1 y2 x2 x0 y0 x0 y0 0t xt y zt ... đờng di chuyển - Thời kỳ sơ khai Robot công nghiệp từ năm 1946 trở tr ớc, giai đoạn chủ yếu khí hoá (lợi lực, thiệt đờng đi) - - 1946-1960: Robot phục vụ cho công nghiệp nguyên tử, giai đoạn này:... buồn tẻ công nhân (Dull) - Trong công nghiệp: Sản xuất, lắp ráp, hàn, phun sơn, gia công Vận chuyển phôi, Lắp ráp, Gia công cắt gọt, Hàn MIG/MAG, Hàn dầm Laser YAG Phun sơn Các ứng dụng công nghệ... sáng chế Robot + Đến có 40 chế tạo Robot 1960 - 1970 đời công nghệ tích hợp IC (Integrate Circuit), vi xử lý máy tính PC - 1968 1972: Phát triển mạnh mẽ Robot CN ôtô, đặc biệt Nhật với công ty