Đang tải... (xem toàn văn)
Robot được thiết kế nhằm mục đích cấp phôi cho máy dập tấm chi tiết dạng nhỏ. Với mục đích sử dụng như trên robot sẽ thực hiện việc cấp phôi từ bộ phận tập trung phôi đến máy dập. Phôi dập là chi tiết dạng tấm. Hình dạng của chi tiết có thể chia thành 2 dạng: + dạng 1: hình dạng chi tiết ảnh hưởng đến hướng cấp phôi. + dạng 2: hình dạng chi tiết không ảnh hưởng đến hướng cấp phôi. Với dạng đối tượng thao tác như thế này ta sử dụng dạng thao tác của khâu cuối là dung hút chân không.
Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot LỜI MỞ ĐẦU Nội dung A Quy trình làm việc B Phân tích lựa chọn cấu trúc C Bài toán động học I Các hệ trục tọa độ bảng DH .6 II Lựa chọn kích thước .9 III Không gian làm việc .9 IV Xây dựng quy luật chuyển động 10 D Bài toán tĩnh học 18 Khâu 18 Khâu 19 Khâu 21 E Bài toán động lực học 22 Tính ma trận M .22 Tính ma trận C – Lực quán tính Coriolis quán tính li tâm 27 Tính ma trận G .29 Tính lực suy rộng Q 30 Kết 30 F Tính chọn động – Thiết kế truyền động 31 Chọn động .31 Tính chọn hộp giảm tốc 34 Thiết kế truyền 37 G THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID 40 Bộ điều khiển PID 40 Lựa chọn phương pháp điều khiển cho robot Nhóm 12 Trang 42 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Sử dụng Simechanics Liên kết matlab soliworks mô chuyển động robot 42 Nhóm 12 Trang Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, việc sử dụng robot khơng cịn điều Ở nước phát triển, robot phổ biến Robot nghiên cứu, chế tạo, phát triển để phục vụ người mặt sản xuất sống thường ngày với nhiều chủng loại kiểu dáng phong phú đa dạng Công nghệ robot giới phát triển người khơng dừng lại mà đẩy mạnh phát triển nữa, mục đích để ngày robot thay hoàn toàn sức lao động cho người Việt Nam nước phát triển, đường trở thành nước công nghiệp tiên tiến Tuy lĩnh vực robot đời muộn người Việt Nam ln cố gắng chăm tìm tịi, nghiên cứu, phát triển để bắt kịp với nước giới Nhóm 12 Trang Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Bảng phân cơng nhiệm vụ S T T Họ tên M Công việc SSV iệu suất Hoàng Trọng Khánh Nguyễn Duy Khánh 013 206 Nguyễn Đình Mạnh - Phân tích lựa chọn cấu trúc - Thiết kế dẫn động robot: Tính chọn động hộp giảm tốc - Xây dựng mơ hình 3D - Tính tốn tĩnh học - Thiết kế điều khiển - Tính tốn động học thuận, ngược - Tính tốn tĩnh học - Tính tốn động lực học CHƯƠNG1 Phân tích yêu cầu kĩ thuật chọn lựa mơ hình robot 1.1 Phân tích u cầu tốn Nhóm 12 Trang H 0% 0% 0% Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Robot thiết kế nhằm mục đích cấp phơi cho máy dập chi tiết dạng nhỏ Với mục đích sử dụng robot thực việc cấp phôi từ phận tập trung phôi đến máy dập Phơi dập chi tiết dạng Hình dạng chi tiết chia thành dạng: + dạng 1: hình dạng chi tiết ảnh hưởng đến hướng cấp phơi + dạng 2: hình dạng chi tiết khơng ảnh hưởng đến hướng cấp phôi Với dạng đối tượng thao tác ta sử dụng dạng thao tác khâu cuối dung hút chân không a Chọn đối tượng thao tác Tấm mỏng hình trịn, dày 1mm Đường kính 200mm Vật liệu chế tạo nhơm dạng cắt thành Khối lượng ≤100 g Hình 1.1 Phơi kích thước phơi b Vị trí tương quan máy dập, phơi, băng tải robot Vị trí cấp phôi: phôi xếp băng tải đưa tới vị trí gắp hình Nhóm 12 Trang Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Máy dập vị trí cấp phơi xếp đường thẳng kích thước hình: Nhóm 12 Trang Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Hình 1.2 Vị trí bố trí dây chuyền sản xuất Vị trí robot đặt trước vị trí cấp phơi Vị trí robot, vị trí cấp phơi, máy dập tạo thành tam giác vuông c.Yêu cầu hướng khâu thao tác Hướng khâu thao tác phụ thuộc vào yêu cầu hướng chi tiết cần dập : Trường hợp hình dạng chi tiết không yêu cầu hướng ( chi tiết dạng hình trịn) khâu cuối khơng cần u cầu hướng Trường hợp hình dạng chi tiết yêu cầu hướng ( hình vng hình chữ nhật) Khâu cuối cần yêu cầu hướng Nhóm 12 Trang Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Với u cầu nêu robot cần tối thiểu bậc tự Việc lựa chọn số bậc tự phụ thuộc vào việc yêu cầu hướng khâu thao tác 1.2 Mơ hình đề xuất a Số bậc tự Do đối tượng chọn không yêu cầu hướng thao tác nên số bậc tự cần thiết để robot hoàn thành nhiệm vụ b.Các yêu cầu để hoàn thành nhiệm vụ Tải trọng: Robot gắp phơi có khối lượng 100 g Độ xác vị trí: Robot cần đặt phơi vị trí khn cho phơi phải thẳng khơng bị lệch cập kênh c.Mơ hình đề xuất Do u cầu phơi có dang trịn nên khơng u câu hướng nên nhóm chọn cấu trúc robot bậc tự hình dưới: Nhóm 12 Trang Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Hình 1.3 Mơ hình robot đề xuất • Ưu điểm có tốc độ nhanh, kết cấu đơn giản, dễ tính tốn • Nhược điểm kết cấu cồng kềnh Nhóm 12 Trang Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot CHƯƠNG 2: BÀI TOÁN ĐỘNG HỌC 2.1 Các hệ trục tọa độ bảng DH Robot có bậc tự do, khả quay khả tịnh tiến Các tham số động học biểu diễn hệ tọa độ Denavit-Hartenberg hình sau: Hình 2.1 Gắn hệ tọa độ D-H Bảng thông số DH robot bậc tự trên: Khâu -90 0 -90 0 Nhóm 12 Trang 10 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Z2 d 950 151 .m 2 d3: quãng dịch chuyển lớn khâu 5.4 Kiểm nghiệm bền Sử dụng phần mềm Solidwork tìm ứng suất chuyển vị khâu, ta sau: Khâu Ứng suất: Nhóm 12 Trang 45 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Chuyển vị: Nhóm 12 Trang 46 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Khâu Ứng suất : Nhóm 12 Trang 47 Báo cáo Tính toán thiết kế Robot Chuyển vị : Khâu Ứng suất : Nhóm 12 Trang 48 Báo cáo Tính toán thiết kế Robot Chuyển vị : Khâu Ứng suất : Nhóm 12 Trang 49 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Chuyển vị Nhóm 12 Trang 50 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Nhóm 12 Trang 51 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot CHƯƠNG THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PD 7.1 Xây dựng mơ hình sử dụng Matlab Simulink Simechnic Hình 7.1 Mơ hình Simulink Mơ hình gồm: Quỹ đạo Hình 7.2 Khối quỹ đạo đặt Nhóm 12 Trang 52 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Khối động học ngược Hình 7.3 Khối động học ngược Khối PD Hình 7.4 Khối PD Khối bù phi tuyến (Controller_Nonlinear) Nhóm 12 Trang 53 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Hình 7.5 Khối bù phi tuyến Khối Robot dùng Simechanic Hình 7.6 Mơ hình Simechanic Robot So sánh lấy tín hiệu Nhóm 12 Trang 54 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Hình 7.7 So sánh lấy tín hiệu sai lệch 7.2 Kết mơ 7.2.1 Các thông số đầu vào Khối lượng khâu m1=30 kg, m2=10 kg, m3=1 kg Cho quỹ đạo chuyển động từ A(-0.450 , , 0.880) đến B(-0.451 , 0.650 , 0.880) Hệ số PD: K v =600, K p =14 Thời gian mô t=1 s 7.2.2 Kết mơ Quỹ đạo Nhóm 12 Trang 55 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Nhóm 12 Trang 56 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Hình 7.8 Quỹ đạo mơ Sai lệch khâu Nhóm 12 Trang 57 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Hình 7.9 Sai lệch khâu Nhóm 12 Trang 58 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot NHẬN XÉT: Kết mơ có sai lệch lý thuyết thực tế có sai khác, hệ số K d , Kp chưa tối ưu Nhóm 12 Trang 59 ... suất: Nhóm 12 Trang 45 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Chuyển vị: Nhóm 12 Trang 46 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Khâu Ứng suất : Nhóm 12 Trang 47 Báo cáo Tính toán thiết kế Robot Chuyển vị : ... Nhóm 12 Trang 48 Báo cáo Tính toán thiết kế Robot Chuyển vị : Khâu Ứng suất : Nhóm 12 Trang 49 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Chuyển vị Nhóm 12 Trang 50 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Nhóm 12... 14 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Nhóm 12 Trang 15 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot Vận tốc điểm tác động cuối: Gia tốc điểm tác động cuối: Nhóm 12 Trang 16 Báo cáo Tính tốn thiết kế Robot