Robot hàn TA 1400 panasonic (kèm file .m tính động học thuận)

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT. 3 DANH MỤC HÌNH VẼ. 3 I. GIỚI THIỆU VỀ HÃNG PANASONIC 4 II. CẤU TẠO THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ROBOT HÀN TA1400. 5 2.1. Robot hàn công nghiệp. 5 2.2. Tính năng. 5 2.3. Cấu tạo của robot hàn TA 1400. 6 2.4. Đặc tính kĩ thuật chính của TA 1400. 7 2.5. Ứng dụng trong công nghiệp. 9 III. Động học robot TA 1400 và thiết kế quỹ đạo chuyển động. 9 3.1. Động học thuận. 9 3.2. Thiết kế quỹ đạo chuyển động cho các khớp. 13 IV. Giới thiệu phần mềm lập trình. 19 4.1. Giới thiệu về phần mềm EASY ROB 19 4.2. Giao diện phần mềm. 20 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO. 24

144Equation Chapter 4 Section 4

MỤC LỤC

- DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 3

- DANH MỤC HÌNH VẼ 3

I GIỚI THIỆU VỀ HÃNG PANASONIC 4

II CẤU TẠO THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ROBOT HÀN TA1400 5

2.1 Robot hàn công nghiệp 5

2.2 Tính năng 5

2.3 Cấu tạo của robot hàn TA 1400 6

2.4 Đặc tính kĩ thuật chính của TA 1400 7

2.5 Ứng dụng trong công nghiệp 9

III Động học robot TA 1400 và thiết kế quỹ đạo chuyển động 9

3.1 Động học thuận 9

3.2 Thiết kế quỹ đạo chuyển động cho các khớp 13

IV Giới thiệu phần mềm lập trình 19

4.1 Giới thiệu về phần mềm EASY -ROB 19

4.2 Giao diện phần mềm 20

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 24

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc đổi mới công nghệp hóa hiện đại hóa đất nước, vấn đề

áp dụng khoa học kĩ thuật vào các quy trình sản xuất là vấn đề cấp bách hàngđầu Cùng với sự phát triển của một số ngành như điện tử, công nghệ thôngtin…… ngành tự động hóa công nghiệp cũng đã phát triển vượt bậc Tự độnghóa các quy trình đang rất phổ biến, có thể thay thế sức lao động con người,đem lại năng suất cao, chất lượng sản phẩm tốt

Trong số đó có quy trình hàn cũng là một trong những khâu quan trọngtrong các dây chuyền sản xuất công nghiệp như: sản xuất ô tô, xe máy, … Nhờ

có lợi ích mà robot hàn đem lại cho ngành công nghiệp, nên robot hàn ngàycàng phát triển trong giai đoạn này

Cũng do sự phát triển của nền công nghiệp, nên nhiều hãng đã có robot hàncho riêng mình ví dụ như: Kawasaki (Nhật Bản), ABB (Thụy Sĩ), Yaskawa(Nhật Bản), Panasonic (Nhật Bản),… Để có thêm kiến thức về Robot hàn chúng

em đã chọn ra một loại đại diện là robot TA 1400 của hãng Panasonic, tìm hiểu

về cấu tạo và cách hoạt động, phục vụ cho nền công nghiệp hiện đại

- DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.

TNHH : trách nhiệm hữu hạn

GMAW :Gas Metal Arc Welding

MAG: Metal Acitive Gas

MIG : Metal Inert Gas

I GIỚI THIỆU VỀ HÃNG PANASONIC

- Năm 1918, Thương hiệu Panasonic được bắt đầu từ một

công ty TNHH Matsushita bán phích cắm điện và bóng đèn haiđui (duplex lamp sockets)

Hình 1.1: Bóng đèn hai đui mang dấu ấn của Matsushita

- Năm 1927 công ty Matsushita đã dùng cái tên Nationaldùng làm thương hiệu của công ty để tung ra thị trường loạibóng đèn vuông cho xe đạp

- Năm 1955 công ty lại đổi tên thương hiệu và lấy cái tênPanasonic dùng để xuất khẩu các sản phẩm loa âm thanh và

- Sau nhiều lần cân nhắc về tên thương hiệu của công ty,đến tháng 5/ 2003 công ty chính thức sử dụng Panasonic đểquảng báo trên toàn cầu trong lĩnh vực điện tử Với phươngchâm mang đến sự tiện ích cho cuộc sống người dùng nênthương hiệu Panasonic luôn đặt ra khẩu hiệu “Panasonic ýtưởng cho cuộc sống”

- Panasonic bắt đầu hoạt động kinh doanh tại Việt Nam từnhững năm 1950, mục tiêu đóng góp cho xã hội Việt Nam

thông qua các hoạt động từ nghiên cứu và phát triển, sản xuất,phân phối và bán hàng cũng như các hoạt động trách nhiệm xãhội Tập đoàn

II.1 Robot hàn công nghiệp

Robot hàn công nghiệp thực chất là robot công nghiệpđược gắn thêm mỏ hàn, dùng để thay thế cho con người Lợiích lớn nhất của việc hàn tự động là có độ chính xác, giảmnguy cơ mắc lỗi, ngoài ra có năng suất cao hơn so với thiết

bị hàn tay thông thường, giảm tác hại khi hàn do tiếp xúc với

hồ quang

Một số đặc trưng của robot công nghiệp:

Hình 3.1: Robot hàn TA 1400.

Một số tính năng của Robot hàn TA 1400 là:

+ Robot hàn dùng GMAW – MIG/MAG, điều khiển hoàn toànbằng kĩ thuật số, có khả năng điều khiển chính xác nguồn nhiệt,giảm tối đa độ bắn tóe

+ Tốc độ hàn nhanh, chất lượng mối hàn cao được cải tiến rõrệt khi bắt đầu và kết thúc hàn

+ Có chế độ kiểm soát hồ quang giúp cho quá trình theo dõichính xác hơn hoặc trạng thái lỗi đầu ra

+ Có chức năng kiểm soát thông số hàn như dòng ddiienj điện

+ Nguồn hàn.

+ Bình chứa khí (thường là CO2)

+ Súng hàn

Hình 3.2: Cấu tạo robot hàn TA 1400

II.4 Đặc tính kĩ thuật chính của TA 1400

+ Kết cấu: Dạng khớp độc lập; Bậc tự do: 06

+ Tải cho phép lớn nhất: 06 kg; Độ chính xác lặp lại vị trí:

±0.1mm

+ Khối lượng: 161 kg

Hình 3.3: Thông số và phạm vi hoạt động của TA 1400.[4]

II.5 Ứng dụng trong công nghiệp.

Đối với chuyên ngành hàn, việc đưa robot vào quá trình sản suất có một số ưu điểm sau:

+ Khả năng tự động hóa cao

+ Tăng năng suất và hiệu quả kinh tế

+ Hình dáng kích thước và chất lượng mối hàn ổn định + Ứng suất và biến dạng sau khi hàn nhỏ

+ Thực hiện các đường hàn có độ phức tạp với độ chính xác cao

+ Làm việc trong môi trường không thuận lợi thay thế con người

III.1 Động học thuận

Ở bài toán động học thuận này, vị trí và hướng tay được xác định từ các biến khớp (góc quay ở khớp quay hoặc độ dịch chuyển ở khớp tịnh tiến) đã biết

Cấu hình và các khung tọa độ của thanh nối Robot:

Hình 4.1 : Khung tọa độ thanh nối robot TA1400.

Dựa vào cấu trúc động học ở trên ta lập nên bảng D-H (Danavit _ Hartenberg ) như sau:

Từ bảng D-H ta xác định được các ma trận thành phầnbiểu diễn giữa 2 khung tọa độ i và i -1

= cos(theta2 theta3);S23 = sin(theta2 +theta3); a1 = 168

(mm); d6 = 200(mm)

Dùng matlab GUI để nhập dữ liệu từ các biến khớp để suy ra

ma trận biểu diễn hướng và vị trí

Hình 4.2: Dùng matlab GUI tính động học thuận

Màn hình hiển thị kết quả sau khi nhập

Hình 4.3: Kết quả tính động học thuận trên Matlab GUI

III.2 Thiết kế quỹ đạo chuyển động cho các khớp.

Ta thiết kế quỹ đạo chuyển động các khớp, với quỹ đạo là

đa thức bậc 3 Quỹ đạo có dạng i( )t a i0 a t a t i1  i2 2 a t i3 3.

Ta giả sử robot đi từ điểm A có

qA = [1A2 A3A 4 A5 A6 A] = [200 300 400 450 900 600]

đến điểm B có qB = = [1B2B3 A 4B5 A6B] = [300 450 -100 -150 -100 900]trong thời gian 3(s) với điều kiện vận tốc tại hai điểm đầu cuối bằng 0

Hệ phương trình tổng quát cho khớp:

Hình 4.4: Quỹ đạo, vị trí, gia tốc khớp 1

Hình 4.5 : Quỹ đạo, vị trí, gia tốc khớp 2

Hình 4.6: Quỹ đạo, vị trí, gia tốc khớp 3

Hình 4.7: Quỹ đạo, vị trí, gia tốc khớp 4.

Mô phỏng quỹ đạo trên matlab:

Hình 4.8: Quỹ đạo, vị trí, gia tốc khớp 5

Mô phỏng quỹ đạo trên matlab:

Hình 4.9: Quỹ đạo, vị trí, gia tốc khớp 6

Ta cũng có thể dùng matlab để mô phỏng quỹ đạo vị trí,vận tốc, gia tốc của robot khi thay đổi giá trị ban đầu

Cụ thể như sau: ta vẽ quỹ đạo của khớp thứ 6, nhập vàothời gian mô phỏng, giá trị của điểm đầu và điểm cuối Kếtquả ta được như hình dưới đây

Hình 4.10: Mô phỏng quỹ đạo dạng bậc 3 của các khớp trên

GUI

IV Giới thiệu phần mềm lập trình.

IV.1 Giới thiệu về phần mềm EASY -ROB

TA1400 nói riêng ta sử dụng phần mềm EASY-ROB 2.0

+ Là công cụ sử dụng đồ họa không gian 3 chiều (3D)

+ Các hình ảnh có thể hoạt động được

+Tạo ra các khối hình học để vẽ kết cấu của robot

+ Dùng chuột để quay hoặc tịnh tiến đến tọa độ tùy ý

Hình 5.1: Giao diện làm việc của phần mềm EASY-ROB

Menu file: Dùng để lưu, load , xóa các file của robot

Hình 5.2: Menu file.

Menu robotics: Nhập thông số của bảng DH để tính toán vịtrí của robot, và 1 số thông số khác

Hình 5.3: Menu roboticsMenu simulate: Dùng để mô phỏng

Hình 5.4: Menu simulateMenu 3D-CAD: dùng các khối hình học để vẽ kết cấu củarobot trong không gian 3 chiều.

Hình 5.5:Menu 3D-CAD Menu View: xem kết cấu robot ở các dạng khác nhau

Hình 5.6: Menu View

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.

[1]

https://www.panasonic.com/global/corporate/history/chronicle.html#section01