Tài liệu " Điều khiển robot công nghiệp " có nội dung phân tích, tính toán cơ cấu cơ khí robot, thiết lập mô hình toán học, phân tích các cấu trúc và phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển robot.
01/09/20091ROBOT CÔNG NGHIỆP ROBOT CÔNG NGHIỆP GV: TS. NGUYỄN ĐỨC KHOÁTMỤC ĐÍCH MÔN HỌC•Cung cấpnhững kiếnthứctổng quan về kỹ thuật robot•Cung cấp những kiến thức tổng quan về kỹ thuật robot và robot công nghiệp•Hiểu và vận dụng các phương pháp nghiên cứu thích hợp để khảo sát về cấu tạo, động học và động lực học robot. •Tiếp cận và khai thác robot công nghiệp, khả năng nghiên cứu và thiết kế các dạng robot áp dụng trong tự ấ ểđộng hóa một quá trình sản xuất cụ thể. 01/09/20092NỘI DUNG MÔN HỌC•Tổng quan về robot và ứng dụngTổng quan về robot và ứng dụng•Quá trình phát triển•Định nghĩa–PhânloạiCấu tạo hình học và các kiểu chuyển động của robot công•Cấu tạo hình học và các kiểu chuyển động của robot côngnghiệp•Các phương pháp điều khiểnvàphương tiệnlậptrìnhĐỘNG HỌC ROBOT – TAY MÁY•Các phương pháp nghiên cứu động học robot – tay máy•Phương pháp tọa độ thuầnnhất và các ma trận Denavitz –artenbergg•Các bài toán động họcvàphương pháp giảiĐỘNG LỰC HỌC ROBOT – TAY MÁY•Mục đích của bài toán ĐLHThiết lập phương trình chuyển động của cơ hệ nhiều bậc tự•Thiết lập phương trình chuyển động của cơ hệ nhiều bậc tựdo - Phương trình Lagrange loạiIIÁP DỤNG MATLAB TRONG VIỆC GIẢI BÀI TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC TAY MÁY 01/09/20093ĐIỀU KHIỂN ROBOT – TAY MÁYCác nguồndẫn động cơ bản•Các nguồn dẫn động cơ bản•Cơ chế điều khiển servo vị trí•Ý nghĩa của các bài toán động học trong việc điều khiển robot•Các kiểu điều khiển robot công nghiệp•Điều khiển robot tự hành (mobile robot)TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ ROBOTCác giai đoạnthiếtkế và tích hợphệ thống•Các giai đoạn thiết kế và tích hợp hệ thống•Thiết kế động học robot •Thiết kế phần kết cấu truyền động robot•Thiết kế phần điều khiển robot•Thử nghiệm – hiệu chỉnh•Kiểmtravàđánh giá chấtlượng hoạt động của robot•Kiểm tra và đánh giá chất lượng hoạt động của robot 01/09/20094PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU•Thảo luận trên lớp•Tham khảo tài liệu được cung cấp làm cơ sở ban đầu để thuyết trình theo nhóm về những chủ đề được phân cơngPHƯƠNG THỨC ĐÁNH GIÁ•Kết quả thuyết trình trên lớp•Kết quả kiểm tra giữa kỳ•Kết quả thi cuối khóaTÀI LIỆU THAM KHẢOTÀI LIỆU THAM KHẢO[1] Phillip John McKerrow, Introduction to Robotics, British Library, England, 1993[2] Andrew C. Staugaard, Jr., Robotics and AI, An Introduction to Applied Machine Intelligence, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, 1987[3] Lê Hoài Quốc, Kỹ Thuật Người Máy, Phần I: Robot Công Nghiệp, NXB ĐHQG TP. HCM, 2003, 2005 (tb) 01/09/20095GiGiỚỚIITHITHIỆỆUUCác thao tác đơn Các thao tác đồng thờiGiGiỚỚIITHITHIỆỆUUCác thao tác đơn Các thao tác đồng thời 01/09/20096GiGiỚỚIITHITHIỆỆUUROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT CÔNG NGHIỆP 01/09/20097ROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT CÔNG NGHIỆP-- ĐỊNH NGHĨAĐỊNH NGHĨA 01/09/20098ROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT CÔNG NGHIỆP-- ĐỊNH NGHĨAĐỊNH NGHĨAROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT CÔNG NGHIỆP--BẬC TỰ DO BẬC TỰ DO (DOF (DOF –– DEGREES OF FREEDOM)DEGREES OF FREEDOM)•Số khả năng chuyền động của một cơ cấu (chuyển động quay, tịnh tiến) •Đề dịch chuyển một vật trong không gian, cơ cấu chấp hành của Robot cần đạt được một số bậc tự do:••n: số khâu động, p: số khớp loại i51w6inip==−∑•Các cơ cấu có các khâu được nối với nhau bằng khớp quay, tịnh tiến thì số bậc tự do bằng số khâu động••Cơ cấu hở: số bậc tự do bằng tổng số bậc tự do của các khớp động 01/09/20099ROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT CÔNG NGHIỆP--HỆHỆ TỌATỌA ĐỘĐỘ(COORDINATE FRAMES)(COORDINATE FRAMES) Robot gồm nhiều khâu liên kết (links) với nhau Khâu liên kết đầu (base): không chuyển độngế Các liên kết được thực hiện qua các khớp động (Joints) Hệ tọa độ gắn với khâu liên kết đầu: hệ tọa độ chuẩn Hệ tọa độ gắn với các khâu liên kết động khác: hệ tọa độ suy rộng ROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT CÔNG NGHIỆP--HỆHỆ TỌATỌA ĐỘĐỘ(COORDINATE FRAMES)(COORDINATE FRAMES) Hệ tọa độ trên Robot tuân theo quy tắc bàn tay phải: Sử dụng Onđể chỉ hệ tọa độ gắn trên khâu thứ n Không gian làm việc (Workspace – Ranger of Motion ):ố Toàn bộ vung không gian được quét bởi khâu động học cuối của Robot khi Robot thực hiện tất cả các chuyển động có thể Sử dụng hình chiếu để mô tả trường công tác của một Robot 01/09/200910ROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT CÔNG NGHIỆP--CẤUCẤU TRÚCTRÚCROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT CÔNG NGHIỆP--CẤUCẤU TRÚCTRÚC [...]... (Homogeneous Transformation) ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) 23 01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) 24 01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN...01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP KẾT CẤU TAY MÁY Tay máy: thành phần quan trọng quyết định khả năng làm việc của Robot Được thiết kế đa dạng: cơ cấu tay con người, loài vật… Các thông số cần quan tâm đối với tay máy: Tầm với (trường công tác) Số bậc tự do Độ cứng, vững ộ ứ Tải trọng vật nâng, lực kẹp ROBOT CÔNG NGHIỆP KẾT CẤU TAY MÁY 11 01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP KẾT CẤU TAY MÁY ROBOT CÔNG NGHIỆP KẾT... or PTP: point to point) 13 01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP PHÂN LOẠI Phân loại theo ứng dụng: Robot son hàn son, hàn… Phân loại theo cách thức và đặc trưng của phương pháp điều khiển ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) 14 01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT... 01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) Hệ tọa độ thuần nhất: Các phép biến đổi: Phép quay tổng quát: quay một vector k một góc θ bất kỳ k trùng với gốc của một hệ tọa độ xác định trước Khảo sát một hệ tọa độ C, gắn trên điểm kẹp của Robot: ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) 22 01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC... H=Trans(a,b,c)= ⎡1 ⎢0 ⎢ ⎢0 ⎢ ⎣0 0 1 0 0 0 0 1 0 a b c 1 ⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ u vector biểu diễn điểm cần tịnh tiến 18 01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) 19 01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) Hệ tọa độ thuần nhất: Các phép biến đổi:... xung quanh một trục tọa độ với góc quay θ 0 ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) Hệ tọa độ thuần nhất: Các phép biến đổi: Phép quay(Rotation): Cần quay một điểm (vật) xung quanh một trục tọa độ với góc quay θ 0 20 01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous... 01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) Bài toán ngược: Tìm góc và trục quay tương đương Xác định trục quay k và góc θ tương ứng Kết quả của phép biến đổi thuần nhất R=Rot(k, θ) Dựa vào ma trận thuần nhất: Bình phương hai vế ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) Bình phương hai vế 27 01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP... ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) Bình phương hai vế ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) Sử dụng: 28 01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) Xác định k nào lớn nhất: ị Từ đó xác định các giá trị k Sử dụng: còn lại ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation)... định k nào lớn nhất: Từ đó xác định các giá trị k còn lại, giả sử kx lớn nhất Sử dụng: 29 01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) Ví dụ: ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) Ví dụ: 30 01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) Phép quay Euler: Quay một góc Φ... h = 4i − 3 j + 7k ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) Hệ tọa độ: các phép biến đổi và các mối quan hệ Tịnh tiến hệ tọa độ: O (0, 0, 0) h = 4i − 3 j + 7k 32 01/09/2009 ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỔI THUẦN NHẤT (Homogeneous Transformation) Hệ tọa độ: các phép biến đổi và các mối quan hệ Tịnh tiến hệ tọa độ: O (0, 0, 0) ROBOT CÔNG NGHIỆP CÁC PHÉP BIẾN . thời 01/09/20096GiGiỚỚIITHITHIỆỆUUROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT CÔNG NGHIỆP 01/09/2009 7ROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT CÔNG NGHIỆP-- ĐỊNH NGHĨAĐỊNH NGHĨA 01/09/2009 8ROBOT. kẹpROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT CÔNG NGHIỆPKẾTKẾTCẤUCẤUTAYTAY MÁYMÁY 01/09/20091 2ROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT CÔNG NGHIỆPKẾTKẾTCẤUCẤUTAYTAY MÁYMÁYROBOT CÔNG NGHIỆPROBOT