Đồ án trình bày nội dung về động học, cảm biến; cách thiết kế và lắp đặt mô hình. Tài liệu hữu ích cho các bạn sinh viên ngành Cơ khí - Chế tạo máy dùng để tham khảo trong quá trình làm đồ án và nghiên cứu về Robot Marmo. Mời các bạn cùng tham khảo.
Đồ Án : Robot Harmo MỤC LỤC NHẬN XÉT VỀ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Trang CHƯƠNG I : ĐỘNG HỌC , CẢM BIẾN I.THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA ROBOT HARMO ThiÕt lËp hệ toạ độ Robot Xác định thông số ®éng häc Thiết lập mô hình biến đổi ma trận biến đổi Phơng trình động học Robot Phơng trình động học ngc Robot II TÍNH KHỐI LƯỢNG KẸP CỦA BÀN KẸP 11 III TÍNH TỐN VẬN TỐC VÀ GIA TỐC 13 Tính toán vận tốc gia tốc bậc tự tÞnh tiÕn theo trơc X 13 Tính toán vận tốc gia tốc bậc tự tÞnh tiÕn theo trơc Y 16 Tính toán vận tốc gia tốc bậc tự tÞnh tiÕn theo trơc Z 19 Tính toán vận tốc gia tốc bậc tự quay quanh trôc X 22 IV CẢM BIẾN 27 CHƯƠNG II : THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT MƠ HÌNH 33 I XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM VÀ LẬP TRÌNH ROBOT 33 Mục đích yêu cầu mô hình thí nghiệm 33 Xây dựng mô hình 34 II LẬP TRÌNH PLC CHO ROBOT HOẠT ĐỘNG THEO MƠ HÌNH 37 Cơ sở lý thuyết lập trình plc 37 1.1 LËp trình sơ đồ thang Ladder Diagram 37 1.2 Lập trình phần mềm SYSWIN máy tính 46 Lập trình PLC cho Robot hoạt động theo mô hình xây dựng 52 2.1 Mô hình gắp chi tiết dạng h×nh trơ 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 Đồ Án : Robot Harmo BẢN NHẬN XÉT THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giáo viên hướng dẫn : Sinh viên thực : Phạm Văn Nam (20118505) Lớp : NUT11 Nội dung thiết kế đồ án …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………… Nhận xét giáo viên hướng dẫn …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Hà Nội , ngày……….tháng………năm Giáo viên hướng dẫn ký tên Đồ Án : Robot Harmo CHƯƠNG II : ĐỘNG HỌC , CẢM BIẾN I THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH NG HC ROBOT HARMO Thiết lập hệ toạ độ Robot Để thiết lập đc phng trình động học Robot nói riêng nh vật khác nói chung trớc hết ta phải thiết lập đc hệ toạ độ cho vật phng trình động học tơng ứng với hệ toạ độ định Nếu hệ toạ độ bị thay đổi phng trình động học không Tng tự nh vậy, từ đầu hệ toạ độ mà thiết lập sai phng trình động học lập bị sai theo Vì nên thiết lập hệ toạ độ Robot bc quan trọng trình thiết lập phng trình động học Robot Theo quy tắc đặt hệ toạ độ gốc hệ toạ độ thứ i gắn liền với khâu thứ i đợc đặt giao điểm đờng vuông góc chung hai trục khớp động thứ i+1 khớp ®éng thø i víi chÝnh trơc khíp ®éng thø i+1 Trong trng hợp hai trục khớp động giao gốc toạ độ đợc lấy trùng với giao điểm Còn hai trục song song với gốc toạ độ đc chọn điểm trục khớp động i+1 Trục Zi hệ toạ độ thứ i nằm dọc theo trục khớp động i+1 Trục Xi hệ toạ độ thứ i nằm dọc theo đờng vuông góc chung hớng từ khớp động i đến khớp động i+1 Trng hợp hai trục giao nhau, hưíng trơc Xi sÏ trïng víi hưíng vÐct¬ ZixZi-1, tức vuông góc với mặt phẳng chứa Zi,Zi-1 p dụng nguyên tắc đặt hệ trục toạ độ vào Robot Harmo ta có hệ toạ độ Robot Harmo h×nh vÏ Đồ Án : Robot Harmo Hình 3.1: Hệ toạ độ Robot Harmo Xác định thông số DH Bộ thông số DH bao gồm thông số hai khâu liên tiÕp Cơ thĨ lµ: - ai:tọa độ gốc O(i+1) so gốc O(i) theo trục x - bi:tọa độ gốc O(i+1) so gốc O(i) theo trục y - ci:tọa độ gốc O(i+1) so gốc O(i) theo trục z Đồ Án : Robot Harmo - i: Gãc chÐo gi÷a hai trục khớp động i+1 i - i: Góc hợp đng vuông góc chung trục khớp động i+1 trục khớp động i đng vuông góc chung trục khớp động i trục khớp động i-1 Trong thông số có thông số đặc trng thông số thể chuyển động tơng đối hai khâu (thể chuyển động khớp) Thông số đợc gọi biến khớp Biến khớp i với khớp động khớp quay, di khớp động khớp tịnh tiến Để phân biệt biến khớp thông số khác, ta dùng thêm dấu * bên cạnh thông số để ký hiệu biến khớp Trong Robot Harmo thông số DH đợc xác định nh sau: Thụng s khõu bi ci a2 a3 b1 0 b4 c1 0 c4 a5 b5 i 90 αi Biến khớp -90 90 90 90 b1 a2 a3 90 Thiết lập mô hình biến đổi ma trận biến đổi Trên sở xây dựng đợc hệ toạ độ với hai khâu động liên tiếp thông sè DH, cã thĨ thiÕt lËp mèi quan hƯ gi÷a hai hệ toạ độ liên bớc sau: - Quay quanh trơc Zi-1mét gãc i - TÞnh tiến dọc trục Zi-1 khoảng di - Tịnh tiến dọc trục Xi-1 (đã trùng với Xi) khoảng Đồ Án : Robot Harmo - Quay quanh trục Xi-1 góc i Bốn bớc đợc thể tích ma trận sau: Ai = R(z, i) Tp(0,0,di).Tp(ai,0,0).R(x, i) C¸c ma trËn ë vÕ phải đợc tính theo công thức phép biến ®ỉi ma trËn: - Quay quanh trơc OX mét gãc : 1 0 cos R(x, )= 0 sin 0 sin cos 0 0 0 1 - Quay quanh OZ mét gãc cos sin R(z, )= sin cos 0 0 0 0 - Tịnh tiến theo vectơ p(px, py, pz)T: 0 T= 0 0 0 0 0 Px py pz áp dụng công thức ta có ma trận biến đổi sau: Thay thông số DH tơng ứng với khâu vào ta có: Hoàn toàn tơng tự A2, A3,A4 ta có: n : Robot Harmo Phng trình động học Robot - Phơng trình động học Robot đợc thành lập dựa sở ma trận biến đổi Ai tính đợc bớc Ma trận Ti tích ma trận Ai ma trận mô tả vị trí hớng toạ độ gắn liền với khâu thứ i so với hệ toạ độ cố định Trong trờng i= n, với n số hiệu hệ toạ độ gắn liền với điểm tác động cuối - điểm mút khâu cuối ta có: Tn= A1 A2An = TE (*) Trong TE ma trận mô tả trạng thái điểm tác động cuối đợc viết dạng tờng minh nh sau: u x u TE = y u z v v v x y z w w w x y z P x p y p z Đồ Án : Robot Harmo Các phần tử ma trận 3x1 toạ độ px, py, pz điểm tác động cuối E.Mỗi cột ma trận quay 3x3 véctơ đơn vị phơng trục hệ toạ độ động UVW (gắn liền với khâu cuối Robot có gốc điểm tác động cuối) biểu diễn hệ toạ độ cố định XYZ Từ phơng tr×nh (*) suy ra: u x u Tn = y u z v v v x y z w w x y w z P x p y p z Đây phơng trình động học Robot, mô tả trạng thái (toạ độ phơng, chiều của) điểm tác động cuối ng dụng vào thực tế Robot Harmo ta có phơng trình động học Robot Harmo là: u x u = y u z 0 vx wx vy wy vz wz Px py pz Vậy phơng trình động học Robot lµ: Ux =0 uy = uz = Vx = sin5 vy = - cos5 vz = Wx = cos5 w y = sin5 wz = Đồ Án : Robot Harmo Px = b4+a2 py= a5+ b1 pz = b5 - c4 - a3 + c1 II TÍNH KHỐI LƯỢNG CỦA BÀN KẸP Víi kết cấu bàn kẹp nh ta thấy để giải toán tính khối lợng lớn mà bàn kẹp kẹp đợc mà phải đảm bảo trình Robot làm việc không bị rơi, nói toán khó giải cách xác Vì ta chấp nhận số điều kiện biên tơng đối để giải toán Vì cấu kẹp dùng khí nén, trình Robot hoạt động lng khí bị tổn thất nên lợng khí thờng có áp suất P Pmax nhng để tính toán lý thuyết ta lấy giá trị Pmax để tính Theo thực tế Pmax đạt đợc 5MPa, đờng kính pistong 12 tức F=.62.10-6m2, má kẹp có gắn miếng đệm cao xu với hệ số ma sát lấy xấp xỉ f=0,4 n : Robot Harmo Nh toán tìm khối lợng chi tiết mà bàn kẹp kẹp đợc trình hoạt động Robot mà thoả mãn yêu cầu kỹ thuật Robot giải nh sau Để cho chi tiết không bị rơi xuống phải thoả mãn điều kiện sau P≤2Q Q=f.N N=p.F=5.105..36.10-6=56,55N P≤2.0,4.56,55=45,24N Như vËy khèi lợng lớn theo lý thuyết đạt đợc 4,5kg Đó kết ta tính điều kiện tĩnh Còn thực tiễn Robot làm việc trạng thái động nên ta phải tính trờng hợp động có lực quán tính tác dụng Để đảm bảo chắn ta tính cho trờng hợp gia tốc lín nhÊt cđa bËc tù lªn xng theo trơc Z Khi bậc tự lên với gia tốc a có lực quán tính tác dụng lên vật Fqt=m.a chiều với trọng lực, m khối lợng bậc tự lên xng theo trơc Z Như vËy ta cã thĨ gi¶i toán nh sau: Để cho vật khối lợng m không bị rơi phải thoả mãn điều kiện sau: P + Fqt ≤ 2Q => 10 P ≤ 2Q - Fqt Đồ Án : Robot Harmo + Thao tác 14: Sau tay máy đợc đa đến vị trí cần kẹp chi tiết theo phơng OX quay bàn kẹp tới vị trí nằm ngang (horizontal) + Thao tác 15: Sau quay bàn kẹp nằm ngang đa tay máy xuống theo phơng OZ tới vị trí kẹp chi tiết + Thao tác 16: Kẹp chặt chi tiết + Thao tác 17: Sau kẹp chặt chi tiết đa tay máy lên theo phơng OZ + Thao tác 18: Đa tay máy vào theo phơng OX + Thao tác 19: Sau tay máy đợc đa vị trí Home (vị trí thả chi tiết) nhả kẹp hoàn tất chu trình gắp chai vào Các tín hiệu điều khiển cần có để điều khiển hoạt đông (thao tác) Robot + Tín hiệu điều khiển dạng xung giữ (tác dụng xung xong giữ xung tác động không cần tín hiệu điều khiển hay đến cần tắt tín hiệu điều khiển dừng việc giữ lại) tới cuộn dây ®iƯn tõ bªn cđa van ®iƯn tõ V2 ®Ĩ ®iỊu khiĨn piston xy lanh X2 thùc hiƯn nhiƯm vơ đa tay máy theo phơng OY Tín hiệu đợc cấp đầu có địa CH010.03 + Tín hiệu điều khiển dạng xung giữ cấp tới cuộn dây điện từ bên d-ới van điện từ V4 ®Ĩ ®iỊu khiĨn piston xy lanh X4 thùc hiƯn nhiệm vụ đa tay máy xuống thấp theo phơng OZ Tín hiệu điều khiển đợc cấp đầu có địa CH010.04 + Tín hiệu điều khiển dạng xung không cần giữ cấp tới cuộn dây điện từ bên di van điện từ tuý V3 để ®iỊu khiĨn piston xy lanh X3 thùc hiƯn nhiƯm vơ quay bàn kẹp tới vị trí thẳng đứng (vị trí VERTICAL) Tín hiệu đợc cấp địa CH01005 + Tín hiệu điều khiển dạng xung không cần giữ cấp tới cuộn dây điện từ bên van ®iƯn tõ thn t V3 ®Ĩ ®iỊu khiĨn piston xy lanh X3 thùc hiƯn nhiƯm vơ quay bµn kĐp tíi vị trí nằm ngang (vị trí HORIZONTAL) Tín hiệu đợc cấp địa CH01006 48 n : Robot Harmo + Tín hiệu điều khiển dạng xung giữ cấp tới INVERTER để điều khiển động ba pha thực nhiệm vụ đa tay máy theo phơng OX Tín hiệu điều khiển đợc cấp đầu có địa CH01001 + Tín hiệu điều khiển dạng xung giữ cấp tới INVERTER để điều khiển động ba pha thực nhiệm vụ đa tay máy theo phơng OX Tín hiệu điều khiển đợc cấp đầu có địa CH01002 + Tín hiệu điều khiển dạng xung giữ cấp tới IVERTER để dặt tốc độ cho động ba pha chạy với tốc độ chậm Tín hiệu đợc cấp địa CH01000 + Tín hiệu điều khiển dạng xung giữ cấp tới van điện từ V ®iỊu khiĨn piston xy lanh X1 thùc hiƯn nhiƯm vơ kẹp chặt chi tiết Tín hiệu đợc cấp đầu có địa CH01007 Các tín hiệu phản hồi từ cảm biến Encorder - Tín hiệu phản hồi từ cảm biến điện từ số gắn bậc tự tịnh tiến theo phơng OX báo hiệu tay máy vị trí Home Tín hiệu đợc nạp vào PLC địa CH00001 - Tín hiệu phản hồi từ công tắc từ số gắn bậc tự tịnh tiến theo phơng OX báo hiệu tay máy dịch chuyển hết hành trình theo phơng OX, từ điều khiển trung tâm dừng lệnh di chuyển theo phơng OX Tín hiệu đợc nạp vào PLC đầu vào có địa CH00002 - Tín hiệu phản hồi từ công tắc từ số số gắn bậc tự tịnh tiến vào theo phơng OY Công tắc từ số báo hiệu tay máy vị trí Home theo phơng OY đợc nạp vào PLC đầu vào có địa CH00003 Còn công tắc từ số báo hiệu tay máy vị trí bên theo phơng OY, tín hiệu đợc nạp vào PLC đầu vào có địa CH00004 - Tín hiệu phản hồi từ cẩm biến điện từ số số gắn bậc tự chuyển động tịnh tiến lên xuống theo phơng OZ Cảm biến điện từ số báo hiệu tay máy vị trí cao Tín hiệu đợc nạp vào PLC đầu vào có địa CH00005 Cảm biến điện từ số có vai trò báo hiệu tay máy vị trí thấp nhất, tín hiệu đợc nạp vào PLC đầu vào có địa CH00006 - Tín hiệu phản hồi từ cảm biến số số gắn bậc tự quay quanh trục song song với trục OX Tín hiệu từ cảm biến điện từ số báo cho điều khiển trung tâm Robot biết bàn kẹp có vị trí nằm ngang (vị trí HORIZONTAL), tín hiệu đợc nạp vào PLC đầu vào có địa CH00007 Còn tín hiệu từ cảm biến số báo cho điều khiển trung tâm biết bàn kẹp 49 n : Robot Harmo vị trí thẳng đứng (vị trí VERTICAL) Tín hiệu đợc nạp vào PLC đầu vào có địa CH00008 - Tín hiệu phản hồi từ ENCORDER: Trong trình hoạt động (làm việc), chuyển động tay máy theo phơng OX đợc thực động điện nên ta điều khiển cho động dừng lúc Điều tơng đơng với tay máy có vị trí theo phơng OX Do vị trí tay máy theo phơng OX so với gốc toạ độ (gốc Home) đợc nhận biết thông qua cảm biến vị trí mà phải đợc xác định thông qua quãng đờng mà dịch chuyển đợc so với gốc Home Quãng đờng dịch chuyển lại đợc xác định cách gián tiếp thông qua số xung mà ENCORDER cung cấp (phát ra) (mỗi xung tơng đơng với quãng đờng 1cm theo phơng OX) Tín hiệu từ ENCORDER đợc nạp vào PLC thông qua đầu vào có địa CH00000 Một số yêu cầu khác Robot hoạt động: + Trước vµ sau kĐp chi tiÕt còng trưíc sau nhả kẹp Robot phải tạm dừng chuyển động để toàn hệ thống đạt tới trạng thái ổn định (không rung động) Có nh việc kẹp thả chi tiết đảm bảo đợc độ xác yêu cầu Nếu không Robot kẹp (thả) chi tiết trạng thái hệ thống ®ang rung ®éng dÉn tíi viƯc kĐp chi tiÕt sÏ không xác, chi tiết không đợc thả vị trí yêu cầu có thả vị trí chi tiết khó đứng vững đợc cần phải có đồng hồ định đảm nhiệm việc tạm dừng tất hoạt động Robot trớc sau kẹp, nhả kẹp + Để xác định vị trí Robot theo phơng OX cần phải xác định số xung mà ENCORDER phát cần phải có đếm xung phát từ ENCORDER Trong chơng trình hoạt động, Robot gắp tất chai nhựa thả vị trí khác theo phơng OX Vậy để xác định vị trí thả chi tiết theo phơng OX ta cần phải sử dụng đếm khác nhau, đếm đảm nhiệm việc xác định vị trí 50 n : Robot Harmo Bảng kê thao tác Robot trình hoạt động tín hiệu điều khiển cần thiết nh tín hiệu phản hồi từ cảm biến Tín Thứ tự Thao tác Tín hiệu điều khiển yêu cầu hiệu phản hồi từ cảm Các chức phụ khác biến Gắp chai Đa tay máy theo phơng OY lần Đa tay máy xuống theo phơng OZ lần1 Kẹp chi tiết 1003- giữ 04 1004-giữ 06 Tạm dừng Tạm 1007-giữ dừng Đa máy lên theo phơng OZ 1004 -thôi lần 05 giữ Đa tay máy vào theo phơng 1003 - OY giữ 03 -thôi giữ Đa tay máy theo phơng OX 1002- giữ Quay bàn kẹp nằm ngang 1006 08 1004- giữ 06 Đa bàn kẹp xuống theo phơng OZ lần Bộ đếm Tạm dừng Tạm Nhả kẹp 1007 51 dừng n : Robot Harmo 10 Đa tay máy lên theo phơng OZ lần2 1004 05 11 Quay bàn kẹp thẳng đứng 1005 07 12 Đa tay máy theo phơng OX 1001-giữ 01 Gắp chai vào 13 Đa tay máy theo phơng OX 1002-giữ 14 Quay bàn kẹp nằm ngang 1006 08 1004- giữ 06 15 Đa bàn kẹp xuống theo phơng OZ Bộ đếm Tạm dừng Tạm 16 Kẹp chi tiết 1007- giữ 17 Đa tay máy lên theo phơng OZ 1004 05 18 Đa tay máy theo phơng OX 1001- giữ 01 19 Nhả kẹp 1007 dừng Tạm dừng Tạm dừng * Từ bảng ta thấy chu trình hoạt động Robot có số vấn đề cần lu ý sau: + cuối hành trình có nhiều tín hiệu cảm biến đồng thời báo hiệu vị trí Robot Tuy nhiên tín hiệu lại có mối quan hƯ logic vỊ mỈt thêi gian (thø tù xt hiện), thao tác Robot đợc thực cách tuần tự, hết thao tác chuyển sang thao tác xảy đồng thời nhiều thao tác lúc Nếu ta đa tất tín hiệu vào câu lệnh làm điều kiện để thực câu lệnh để dừng câu lệnh hành câu lệnh trở nên cồng 52 Đồ Án : Robot Harmo kỊnh g©y nhiỊu khã khăn cho việc lập trình nh theo dõi, kiểm tra lỗi chơng trình Vì để thuận tiện cho việc theo dõi, kiểm tra lỗi chơng trình, ta nên giảm bớt tín hiệu phản hồi cuối hành trình Ví dụ xét đoạn chu trình hoạt động Robot Home theo phơng OX, theo phơng OY, xuống theo phơng OZ, vào theo phơng OY, kẹp chi tiết Thì cuối hành trình theo phơng OY Robot có tín hiệu phản hồi từ cảm biến số 01, 04, 05 nhng tín hiệu từ cảm biến số 01 báo Robot vị trí Home có từ cuối hành trình trớc số 05 báo hiệu tay máy vị trí cao trở nên không cần thiết cha có lệnh xuống điều hiển nhiên tay máy vị trí cao nên cần tín hiệu để xác định vị trí tay máy cuối hành trình theo phơng OY cần tín hiệu phản hồi từ cảm biến số đủ Tuy nhiên chu trình hoạt động Robot có số vị trí mà xét theo phơng trùng nhng thực chất lại không trùng ta lại phải cần đa thêm vào tín hiệu để phân biệt hai vị trí Ví dụ nh vị trí Home cuối hành trình theo phơng OX rõ ràng có độ cao khác so víi vÞ trÝ Home kĐp chi tiÕt chu trình gắp nên ta phải đa thêm vào tín hiệu từ cảm biến số để phân biệt hai vị trí Tóm lại việc giảm bớt tín hiệu phản hồi từ cảm biến cần thiết nhng phải đảm bảo đủ tín hiệu thể vị trí Robot phân biệt đợc vị trí với vị trí khác + Trớc sau thao tác kẹp, nhả kẹp cần sử dụng đồng hồ định để tạo hiệu ứng ngng trễ (tạm dừng hoạt động Robot tạm dừng huỷ bỏ thao tác nên cắt tín hiệu tác động đợc) Nhng xét mặt trình tự thời gian thời điểm cần ngng trễ (cần sử dụng đồng hồ) lại không trùng nên ta phối kết hợp đồng hồ riêng rẽ vào đồng hồ chung nhng có tín hiệu đầu vào để khởi động lại khác + Trong trình hoạt động Robot phải nhiều vị trí khác theo phơng OX để thả (gắp) chi tiết Điều đòi hỏi cần có số lợng đếm tơng ứng với số vị trí cần dịch chuyển đó, đếm đảm nhiệm việc xác định vị trí khác nhau, Robot di chuyển tới vị trí tín 53 n : Robot Harmo hiệu từ đếm Counter đợc sử dụng để dừng lệnh chạy theo phơng OX Nhng để có đợc vị trí khác đếm phải đợc phối kết hợp với cách hợp lý để sau đếm hoàn thành nhiệm vụ xác định vị trí xong (đếm xong lần) phải đợc vô hiệu hoá không hành trình tiếp sau đến vị trí đếm lại tác động dừng chuyển động chạy theo phơng OX trớc đếm xác định vị trí kịp tác động Và kết Robot không chạy vị trí khác mà chạy đi, chạy lại vị trí mà Để tránh tợng ta phải thiết kế mạch giữ; tín hiệu từ đếm đợc sử dụng làm tín hiệu vào mạch giữ này, dầu mạch giữ đợc sử dụng làm khoá, khoá không cho đếm đếm lại lần nh đếm đợc đếm lần Nhng sau gắp hết chai Robot lại phải tự động chạy chơng trình gắp vào vị trí lại cần phải đợc xác định lại lần Nghĩa đếm lại phải đợc đếm lại lần nhng sau gắp hết chai Vì mạch giữ nói cần có cặp tiếp điểm thờng đóng tín hiệu báo gắp hết chai ra, Robot gắp hết chai tín hiệu mở tất mạch giữ (ngắt mạch mạch giữ) nh đếm lại đợc đếm lại lần + Trong trình di chuyển theo phơng OX, cho Robot chạy tốc độ không ổn, chạy với tốc độ thấp thời gian di chun sÏ lín, chu kú lµm viƯc sÏ kéo dài, không đáp ứng đợc nhịp sản xuất chung máy ép nhựa Nếu cho Robot chạy với tốc độ cao chạy đến vị trí cần thiết, đếm dừng lệnh chạy nhng quán tính Robot nên Robot chạy đi, không vị trí mong muốn, điều chấp nhận đợc Cũng tơng tự nh vậy, Robot chạy đến Home lẽ Robot phải dừng lại nhng quán tính, lại chạy vợt nh vị trí Home không xác Để khắc phục tình trạng ta cho Robot chạy với hai tốc độ: tốc độ cao tốc độ thấp Khi băt đầu di chuyển, ta cho Robot chạy với tốc độ cao để giảm thời gian di chuyển cđa 54 Đồ Án : Robot Harmo Robot, vµ cho Robot chạy với tốc độ chậm tới gần vị trí cần dừng để giảm bớt quán tính Robot, đảm bảo việc dừng lại vị trí Vậy gần tới vị trí cần dừng lại ta phải có tín hiệu để đặt tốc độ thấp cho động Một giải pháp đặt ta đặt đoạn đờng mà Robot chạy với tốc độ thấp cố định 15cm tín hiệu dừng chuyển động chạy theo phơng OX đếm trình bày mà đếm khác thực Tín hiệu dừng hẳn chuyển động chạy theo phơng OX đợc phát Robot hết đoạn đờng chạy tốc độ thấp Để đạt đợc nh ta sử dụng thêm đếm để xác định quãng đờng mà Robot đợc kể từ bắt đầu có tín hiệu chạy tốc độ chậm đếm đếm hết 15 xung (tơng ứng với 15cm) dừng chuyển động chạy theo phơng OX Các đếm nh nêu trớc vai trò dừng chuyển động mà có vai trò làm tín hiệu vào cho lẹnh đặt tốc độ chạy chậm cho động mà Tơng ứng với vị trí khác có vị trí mà bắt đầu đặt tốc độ chạy chậm khác Từ lập luận ta lập đợc biểu đồ trạng thái biểu đồ thời gian cảm biến cấu chấp hành (các đầu vào đầu ra) hay lu đồ thuật toán trình điều khiển Robot nh sau Biểu đồ trạng thái điều kiện chuyển tiếp trạng thái gắp chai 55 Đồ Án : Robot Harmo Start 11 Home 01001 Up 01004 Release 01007 05 T2 01;05 Out Y 01003 T0 Rotate 0° Timer # 10 T3 Timer # 30 Timer #20 01005 06 08 Down 01004 Down 01004 Rotate 90° 01006 07 06 Timer #20 counter T1 keep Out X 01007 Timer # 10 T2 Up Counter T3 In Y 01004 01002 01003 Timer # 30 05 56 Đồ Án : Robot Harmo Biểu đồ thời gian gắp chai Đầu 57 07 06 05 04 03 02 01 11 08 07 06 05 01 Bu ? c 10 11 12 Đầu vào n : Robot Harmo Biểu đồ trạng thái điều kiện chuyển tiếp trạng thái gắp chai vào Start 11 Home 01001 01;05 Rotate 90° 01006 07 01007 Release 05 T0 Timer # 10 Out X 01002 Counter Counter Down 01004 06 Timer #20 T1 Keep 01007 Timer #10 T2 Up 01004 58 Đồ Án : Robot Harmo Biểu đồ thời gian gắp chai vào Đầu 59 07 06 04 02 01 11 08 06 05 01 Bu ?c Đầu vào n : Robot Harmo MỘT SỐ ĐỀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI TRONG TƯƠNG LAI - Qua nghiªn cøu kÕt cÊu mô đun dạy học Roboot, chúng em nhận thÊy: HiƯn viƯc d¹y häc cho Robot míi chØ đợc thực cách thủ công thông qua việc bấm giữ nút bảng điều khiển Điều làm cho việc dạy học cha xác nhiều thời gian Vấn đề hoàn toàn khắc phục đợc cấu đặt cữ ta đặt thêm ENCORDER nh trục OX tín hiệu từ ENCORDER đợc gửi tới mô đun điều khiển riêng Mô đun điều khiển đợc thiết kế dựa thông số bớc ren vít me cho dạy học ngời điều khiển cần nhập quãng đờng dịch chuyển cần thiết vào (thông qua nút bấm có mô đun điều khiển) điều khiển tự động tính toán số vòng quay trục vít me số xung tơng ứng nhận từ ENCORDER đa giá trị vào làm giá trị đặt cho đếm Trong trình dạy học, vít me quay đủ số vòng quay cần thiết điều khiển tự động cắt nguồn điện tới động đặt cữ tay máy dừng vị trí yêu cầu Với việc tự động hoá thao tác đặt cữ (thao tác dạy học) giúp cho việc dạy học trở nên đơn giản, xác tiết kiệm đợc nhiều thời gian Việc phát triển đợc chúng em tiếp tục nghiên cứu hy vọng thời gian gần thành công Ngoài ra, để tăng thêm khả linh hoạt cđa Robot Chóng ta cã thĨ më réng thªm hƯ thống khí nén phục vụ chức khác nh thiết kế thêm bàn kẹp lắp cánh tay cđa Robot ®Ĩ nã cã thĨ thùc hiƯn nhiỊu nhiƯm vụ khác mà không cần thay đổi đồ gá (bàn kẹp) tới Robot thực nhiều nhiệm vụ khác chu kỳ làm việc Ví dụ nh: Robot không gắp phôi cho máy ép mà gắp sản phẩm đóng chai từ thiết bị đóng chai cho vào hộp, sau hộp đầy (đã đủ chai) Robot lại sử dụng bàn kẹp khác để gắp hộp đặt lên băng tải vận chuyển tới kho Hc cã thĨ thiÕt kÕ mét hƯ thèng phanh h·m an toµn HƯ thèng phanh nµy sÏ h·m treo tay máy vị trí cao trờng hợp nguồn khí nén nhằm tránh tình trạng tay máy lao xuống gây nguy hiểm cho ngời vận hành máy móc 60 n : Robot Harmo Hệ thống phanh hãm hoạt động mÊt nguån khÝ nÐn cung cÊp cho Robot Mét hưíng phát triển mà chúng em muốn đề cập tới cải tạo lại má kẹp có Robot để Robot gắp đợc nhiều chi tiết có hình dạng kích thớc khác mà không cần phải điều chỉnh lại bàn kẹp Việc điều chỉnh kích thớc má kẹp đợc tự động thực má kẹp Giải pháp cụ thể mà chúng em đa lắp đạt thêm má kẹp má kẹp phụ chuyển động tịnh tiến vào dọc trục piston kẹp gắn hai nam châm điện Việc đấu dây nam châm điện đợc thiết kế cho trạng thái nhả kẹp nam châm điện hút lẫn khoảng cách má kẹp đợc lới rộng thêm Có thể kẹp đợc chi tiết có kích thớc lớn Còn trạng thái kẹp nam châm điện lại đẩy Khi dới tác dụng lực điện từ nam châm điện má kẹp đợc tự động đẩy xa (tăng thêm khoảng cách kẹp má kẹp) Có thể kẹp đợc chi tiết có kích thớc nhỏ Hiện Robot hoạt động với hai chơng trình độc lập: Gắp chai gắp hộp vuông Để thí nghiệm tăng thêm sinh động, chúng em tiến hành ghép hai chơng trình lại với thành chơng trình thống liên thông theo hớng: Robot vào gắp hết hộp vuông ra, sau gắp chai ra, tiếp tới gắp chai vào cuối gắp hộp vuông vào, kết thúc chu trình làm việc Robot 61 Đồ Án : Robot Harmo TÀI LIỆU THAM KHẢO GIÁO TRÌNH ROBOT CƠNG NGHIỆP GIÁO TRÌNH ROBOTICS GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC 62 ... hướng dẫn ký tên Đồ Án : Robot Harmo CHƯƠNG II : ĐỘNG HỌC , CẢM BIẾN I THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC ROBOT HARMO Thiết lập hệ toạ độ Robot Để thiết lập đc phng trình động học Robot nói riêng... với hoạt động Robot 25 n : Robot Harmo Trªn trơc Z1 cđa Robot sư dơng cảm biến Cb1 ,Cb2 nhận biết vị trí Home vị trí xa Robot v cm biến ENCODER để đo tốc độ động Trªn trơc Z2 cđa Robot sư dơng... chứa Zi,Zi-1 p dụng nguyên tắc đặt hệ trục toạ độ vào Robot Harmo ta có hệ toạ độ Robot Harmo nh hình vẽ n : Robot Harmo Hình 3.1: Hệ toạ độ Robot Harmo Xác định thông số DH Bộ thông số DH bao