Nghiên cứu thiết kế chế tạo các robot thông minh phục vụ cho các ứng dụng quan trọng 1

Nghiên cứu thiết kế chế tạo các robot thông minh phục vụ cho các ứng dụng quan trọng

! BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CHƯƠNG TRÌNH KC.03

§Ò tµi kc.03.08

YZ YZ YZ YZ YZ YZY YZ YZ YZY YZ YZ YZY

“NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CÁC ROBOT THÔNG MINH PHỤC VỤ CHO CÁC ỨNG DỤNG QUAN TRỌNG”

MụC LụC

Giới thiệu kc.03.08

A Thuyết minh và hợp đồng triển khai Đề

tài KC.03.08

B Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài

Báo cáo tóm tắt các kết quả nghiên cứu theo nhiệm vụ 1 - nghiên cứu thiết kế chế tạo nhóm

sản phẩm robot rp

II Nghiên cứu tạo dựng các mô-đun chấp hành linh hoạt cho Robot 41 III Nghiên cứu tạo dựng mô-đun xe di động và cơ cấu lái Robocar 48 IV Nghiên cứu thiết lập phần cứng và phần mềm điều khiển Robocar 54

II Robocar TN trong phòng thí nghiệm 58

3.2 Các kết quả nghiên cứu thiết kế chế tạo Robocar “Chữ thập đỏ” 59 3.3 Các kết quả bước đầu ứng dụng Robocar “Chữ thập đỏ” 63

Báo cáo tóm tắt các kết quả nghiên cứu theo nhiệm vụ 2 - nghiên cứu thiết kế chế tạo

nhóm sản phẩm robot sca

II Tóm tắt các kết quả nghiên cứu xây dựng các mô hình động học và động lực học của Robot SCATM

90

2.1 Thiết lập phương trình động học Robot SCATM khí nén 90 2.2 Thiết lập bài toán động học ngược Robot SCATM 93 2.3 Xây dựng mô hình động lực học Robot SCATM 97 III Tóm tắt về kết quả nghiên cứu tihết kế cải tiến và chế tạo Robot

SCATM

Phần II Mô đun quay dùng bánh răng con lăn 118

II Nghiên cứu xây dựng lý thuyết ăn khớp bánh răng con lăn 120III Một số sản phẩm BRCL đã được thiết kế, chế tạo 127

IV Kết luận 135Phần III Môđun dây chuyền sản xuất tự động dùng

Robot SCATM để phân loại sản phẩm theo màu sắc

Báo cáo tóm tắt các kết quả nghiên cứu theo nhiệm vụ 3 - nhóm sản phẩm robot RE

2.1 Tính toán về độ chính xác tái hiện của Robot RE 1512.2 Nghiên cứu, thiết kế, lắp ráp Robot RE-03 hoạt động theo

tọa độ trụ

154

Báo cáo tóm tắt các kết quả nghiên cứu theo nhiệm vụ 4 - nhóm sản phẩm đồ gá cnc

3.2 Thiết kế kết cấu và lập trình điều khiển chuyển động của Robot 178

A Thuyết minh và hợp đồng

triển khai đề tài kc.03.08

I Thuyết minh đề tài KC.03.08

II Hợp đồng triển khai thực hiện Đề tài KC.03.08

4 Chủ nhiệm đề tài: GS.TSKH Nguyễn Thiện Phúc

5 Cơ quan chủ trì: Trung tâm NCKT tự động hoá, ĐHBK - Hà Nội 6 Thời gian thực hiện: Từ 11/2001 đến 6/2005

7 Tổng kinh phí thực hiện đề tài: 2.100 triệu đồng

8 Mục tiêu của đề tài: Mục tiêu đề ra là tự thiết kế được và nắm vững quy

trình công nghệ chế tạo các robot thông minh Khả năng của robot có thể

nhận biết và xử lý tình huống trong quá trình làm việc thể hiện như những dấu hiệu bước đầu về sự thông minh Khả năng đó cũng chỉ có thể hiện thực được nếu robot được cấu thành từ các môđun thiết bị chấp hành tiên tiến, điều khiển linh hoạt được và chính xác, đồng thời được trang bị thêm các môđun cảm biến và các môđun chương trình điều khiển thông minh Tạo dựng robot công nghiệp theo hướng "môđun hoá" là xu thế hiện đại và có nhiều ưu điểm: Với các môđun được chuyên môn hoá sản xuất, có chất lượng đảm bảo, nên có thể tạo dựng các robot nhiều loại hình và với mức độ thông minh khác nhau, phù hợp với các yêu cầu ở trong nước, hiện nay còn đòi hỏi số lượng ít nhưng đa dạng về chủng loại Trong số các robot tiên tiến hiện nay thì loại robot song song đang được thu hút sự chú ý của công trình nghiên cứu vì chúng có nhiều ứng dụng quan trọng

Vì vậy cụ thể hoá mục tiêu đề ra của Đề tài là tự thiết kế và chế tạo các môđun cấu thành các robot thông minh, trong đó có các môđun robot song song, phục vụ cho các ứng dụng quan trọng rất đa dạng trong sản xuất Đó cũng là những nội dung đã được Hội đồng Tư vấn xác định đối với đề tài này

9 Nội dung chủ yếu: Đề tài triển khai 4 nhiệm vụ theo hợp đồng ký với Ban chủ nhiệm Chương trình KC.03

Nhiệm vụ 1: Nghiên cứu tạo ra nhóm sản phẩm Robot RP được nâng cấp và thông minh hóa

Nhiệm vụ 2: Nghiên cứu tạo ra nhóm sản phẩm Robot SCA được nâng cấp và thông minh hóa

Nhiệm vụ 3: Nghiên cứu tạo ra Robot RE thông minh phục vụ kỹ thuật tái hiện các bề mặt cong

Nhiệm vụ 4: Nghiên cứu tạo ra đồ gá gia công CNC

Thuyết minh đề tài nghiên cứu khoa học và

phát triển công nghệ

I Thông tin chung về đề tài

1 Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo các robot

thông minh phục vụ cho các ứng dụng quan trọng

Điện thoại: 8692207 Fax: 8681099 E-mail: nguyentphuc @ hn.vnn.vn

Địa chỉ: C10B, Đại học Bách khoa, Đại Cồ Việt, Hà Nội

II.Nội dung KH&CN của đề tài

9 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu đề ra là tự thiết kế được và nắm vững quy trình công nghệ chế tạo các robot thông minh Khả năng của robot có thể nhận biết và xử lý tình huống trong quá trình làm việc thể hiện

như những dấu hiệu bước đầu về sự thông minh Khả năng đó cũng chỉ có thể hiện thực được nếu robot được cấu thành từ các môđun thiết bị chấp hành tiên tiến, điều khiển linh hoạt được và chính xác, đồng thời được trang bị thêm các môđun cảm biến và các môđun chương trình điều khiển thông minh Tạo dựng robot công nghiệp theo hướng "môđun hoá" là xu thế hiện đại và có nhiều ưu điểm: Với các môđun được chuyên môn hoá sản xuất, có chất lượng đảm bảo, nên có thể tạo dựng các robot nhiều loại hình và với mức độ thông minh khác nhau, phù hợp với các yêu cầu ở trong nước, hiện nay còn đòi hỏi số lượng ít nhưng đa dạng về chủng loại Trong số các robot tiên tiến hiện nay thì loại robot song song đang được thu hút sự chú ý của công trình nghiên cứu vì chúng có nhiều ứng dụng quan trọng

Vì vậy cụ thể hoá mục tiêu đề ra của Đề tài là tự thiết kế và chế tạo các môđun cấu thành các robot thông minh, trong đó có các môđun robot song song, phục vụ cho các ứng dụng quan trọng rất đa dạng trong sản xuất Đó cũng là những nội dung đã được Hội đồng Tư vấn xác định đối với đề tài này

10 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

• Tình trạng đề tài Mới Kế tiếp đề tài đã kết thúc giai đoạn trước

• Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài (thể hiện sự hiểu biết cần thiết của

tổ chức, cá nhân đăng ký chủ trì đề tài về lĩnh vực nghiên cứu - nắm được những công trình nghiên cứu đã có liên quan đến đề tài, những kết quả nghiên cứu mới nhất trong lĩnh vực nghiên cứu đề tài, nêu rõ quan điểm của tác giả về tính bức xúc của đề tài, )

Ngoài nước: Qua mấy chục năm phát triển đến ngày nay đã có hàng ngàn loại robot công

nghiệp ở thời kỳ "bung ra" công ty nào cũng đưa ra thị trường loại robot của mình, nhưng nay đã đến giai đoạn nghiên cứu chuẩn hoá chúng Quá trình chọn lọc tự nhiên gần như cũng đã xác định các loại robot nào là loại được dùng rộng rãi hơn

Trước tình hình phát triển đa dạng đó xu thế "môđun hoá" kết cấu robot công nghiệp là xu thế hiện đại Nhiều công trình đã nghiên cứu chuẩn hoá các môđun cấu thành robot thông minh, bao gồm các môđun chấp hành linh hoạt, các môđun điều khiển , các môđun cảm biến v.v Nhiều môđun cơ khí linh hoạt được các hãng giới thiệu là các môđun thông minh (intelligent modular)

Ngoài các loại robot thường thấy, tức là các loại robot có cơ cấu tay máy theo sơ đồ hở nối liên tiếp các khâu, thì những năm gần đây một loại đang được đầu tư nghiên cứu ứng dụng, rất sôi nổi, đó là robot song song Robot song song có sơ đồ cơ cấu kín, các khâu được nối song song và cùng hoạt động song song với nhau Các robot song song cũng được xây dựng nên từ các môđun cấu thành

Ngày nay, nhờ hệ thống Internet và nhờ tham gia các tổ chức khoa học quốc tế liên quan đến robot, chúng ta đã có khá đầy đủ các thông tin về robot công nghiệp Bản thân chúng tôi là thành viên của IFToMM và tham gia hoạt động trong tiểu ban về Robotics nên đã sưu tầm được khá nhiều tài liệu kỹ thuật về robot thông minh nói chung và robot song song nói riêng

Vấn đề robot song song trở thành hấp dẫn nhiều người nghiên cứu từ giữa thập 90 khi nó được ứng dụng dưới dạng thiết bị có tên là Hexapod để tạo ra máy công cụ 5 trục CNC, có trục ảo Trong đó nên kể đến các kết quả của các dự án Hexaglide của Viện robot Thuỵ Sĩ và dự án của Institute of Standards and Technology (Hoa Kỳ)

Vấn đề thiết bị cảm biến được nhiều ngành kỹ thuật quan tâm và cũng đạt được nhiều thành tựu mới trong thời kỳ phát triển sôi động của kỹ thuật vi xử lý Do vậy cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc áp dụng chúng trong kỹ thuật robot để tăng cường khả năng thông minh của thiết bị Kỹ thuật robot cũng từng bước áp dụng các kết quả nghiên cứu về trí khôn nhân tạo, về mạng nơ ron, về nhận dạng tiếng nói v.v Tuy nhiên cho đến nay vẫn còn trong phạm vi phòng thí nghiệm, mà chưa được sử dụng nhiều trong thực tế công nghiệp Khái niệm robot thông minh cũng không còn được hiểu một cách kinh viện (academic) nữa mà trở nên thực tế hơn nhiều Những loại hình được quan tâm nhiều trong công nghiệp là các robot thông minh có các môđun cảm biến nhận biết được khoảng cách để tránh vật cản khi thao tác, cảm biến nhận biết được màu sắc khi phân loại, cảm biến được lực khi lắp ráp v.v Khi được lắp thêm các mô đun cảm biến này robot được gọi nhiều tên mới, ví dụ robot "nhìn được" (vision robot), robot lắp ráp (assembly robot), robot cảnh báo (alarm robot) v.v

Để thông minh hoá robot bên cạnh việc cài đặt bổ xung các môđun cảm biến "nội tín hiệu" và các môđun cảm biến "ngoại tín hiệu" thì đồng thời thông minh hoá robot bằng các chương trình phần mềm có khả năng tự thích nghi và xử lý các tình huống v.v

Như vậy bằng cách bổ xung các môđun cảm biến và các môđun phần mềm có thể nâng cấp cải tiến thông minh hoá nhiều loại robot Tuy nhiên bản thân robot phải có các cơ cấu chấp hành linh hoạt và chính xác Ngày nay có nhiều loại robot thông minh không những làm việc trong các phân xưởng công nghiệp mà còn thao tác ở bên ngoài trên các địa hình phức tạp như các loại robot vũ trụ (space robot), robot tự hành (walking robot), robot cần cẩu (robot crane), tạo dựng

từ các môđun robot song song v.v

Trong nước: Khác với trước đây, ở trong nước hiện nay cũng có tương đối đầy đủ các thông tin

kỹ thuật về robot công nghiệp Trong nhiều báo cáo khoa học, luận án tiến sĩ, luận án cao học, đồ án sinh viên tốt nghiệp gần đây đã đề cập đến các công trình nghiên cứu mới về robot công nghiệp, kể cả các vấn đề chuẩn hoá các môđun cấu thành robot thông minh và các vấn đề ứng dụng robot song song

Trong một số cơ sở công nghiệp nhất là ở các liên doanh với nước ngoài đã nhập ngoại nhiều dây chuyền thiết bị mới, trong đó có robot để phục vụ các việc như tháo lắp các dụng cụ cho các trung tâm gia công CNC, lắp ráp các linh kiện điện tử, tháo sản phẩm ở các máy ép nhựa, hàn vỏ xe, phun phủ bề mặt v.v Đặc biệt đã có nhà máy Robotech sản xuất robot cho Nhật ở khu công

nghiệp Nomura Hải Phòng Cùng với các dây chuyền nhập ngoại đó, ở nhiều dây chuyền sản xuất trong nước, ở những khâu quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng và năng suất, đã xuất hiện các nhu cầu rất đa dạng về ứng dụng robot Có nhiều công ty đang chuẩn bị đầu tư, kể cả robot song song

Trong những năm gần đây ở Trung tâm NCKT Tự động hoá, ĐHBK-HN, đã tiếp tục nghiên

cứu robot theo hướng môđun hoá và đã đề xuất môđun chuẩn hoá cơ cấu tay máy phỏng sinh

(bắt chước tay người) dùng cơ cấu Pantograph với 2 con trượt dẫn động Trên cơ sở đó đã thiết kế chế tạo ra 2 kiểu robot RPS - 406 có 5 bậc tự do và RPB - 4102 có 6 bậc tự do, về nguyên lý có thể đạt được các yêu cầu kỹ thuật cao hơn và giá thành thấp hơn nhiều so với một số kiểu robot phỏng sinh tương tự Trên cơ sở môđun hoá, chúng tôi đã nhanh chóng thiết kế chế tạo một kiểu robot khác, có tên là robot SCA-mini để phục vụ nhu cầu đào tạo ở một số trường Đến nay đã hoàn thành 6 bộ SCA-mini Các kiểu robot tự tạo này đều đã được ký hợp đồng ứng dụng và dự kiến sẽ được nâng cấp theo hướng thông minh hoá bằng cách bổ xung các môđun cảm biến và các môđun chương trình điều khiển thích hợp

Kết hợp với công tác đào tạo, ở Trung tâm chúng tôi cũng đã tiếp cận được các thông tin kỹ thuật cần thiết và tiến hành hướng dẫn 1 nghiên cứu sinh, 1 học viên cao học và 1 sinh viên tốt nghiệp làm luận án về robot song song Đồng thời triển khai nghiên cứu các vấn đề lý thuyết liên quan và đã thu được một số kết quả bước đầu Trong đó có chương trình phần mềm giải các bài toán thuận / nghịch trong robot song song Ngoài ra trong Tạp chí Cơ học số 4/95 đã có bài báo của chúng tôi trình bày phương án tạo ra loại robot n bậc tự do bằng cách nối tiếp các "khớp cơ sinh" Bản thân các "khớp cơ sinh" này là những robot song song Loại robot nhiều bậc tự do này linh hoạt như "con rắn thông minh" và có thể tìm được nhiều ứng dụng quan trọng như thao tác dưới đường hầm, đào xuyên các tuynen mà không cần dẫn hướng của hệ thống định vị vô tuyến v.v

• Liệt kê danh mục các công trình nghiên cứu có liên quan

Dưới đây là danh mục các bài báo và các báo cáo khoa học của chúng tôi liên quan đến robot công nghiệp Về đào tạo có 23 sinh viên và 3 nghiên cứu sinh đã bảo vệ thành công luận án tốt nghiệp về đề tài robot công nghiệp, do chúng tôi hướng dẫn

Danh mục các bài báo và báo cáo khoa học:

1 Người máy công nghiệp và sản xuất tự động linh hoạt - NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1991

2 Tay máy công nghiệp - Giáo trình bổ túc kĩ sư, 1994

3 Tay máy công nghiệp TM 3B - Thông báo khoa học của các trường đại học, 1995 (đồng tác giả)

4 Người máy phỏng sinh và mô hình động học dạng tổng quát - Tạp chí cơ học, số 4, 1995

5 Về một phương pháp giải bài toán ngược động học khi tổng hợp quỹ đạo của người máy

Tuyển tập các báo cáo khoa học Hội nghị Tự độnghoá toàn quốc lần thứ 2, 1996

6 Điều khiển robot hàn theo quỹ đạo định trước - Tuyển tập công trình Hội nghị cơ học toàn quốc lần thư VI, Hà Nội - 12/1997

7 On the problem of controlling robot motions along a presribed trajectory - Preprints of the RESCCE '98

8 Mô đun cơ cấu chuẩn hoá của tay máy - người máy phỏng sinh Báo cáo tại Hội nghị Tự động hoá toàn quốc lần thứ 3, Hà nội, 1998

9 Phương pháp điều khiển chuyển động robot dùng tam diện động trên quỹ đạo Báo cáo tại Hội nghị Tự động hoá toàn quốc lần thứ 3, Hà nội, 1998

10 A method for Robot Motions Control Using Travelling Trihedrom on the

Curve-Trajectory - Tenth World Congress on the TMM - 1999

11 Báo cáo tổng hợp đề tài KHCN- 04 -06 - 04 "Thiết bị chấp hành cơ khi điều khiển linh

hoạt" - (Đồng tác giả), 1999

12 Phát triển phương pháp "các nhóm 3" để giải bài toán ngược động học khi tổng hợp quỹ

đạo chuyển động của tay máy - người máy Tuyển tập các báo cáo khoa học Hội nghị Cơ học máy Việt Nam - 1999

13 Thiết lập hệ phương trình động học của Robot với sự trợ giúp của máy vi tính Tuyển tập các báo cáo khoa học Hội nghị Cơ học máy Việt Nam, 1999

14 Automatic Establishment of Kinematic Modelling and Simulation of Robot Proccedings of VJ'SAEM, 2000

15 Nghiên cứu thiết kế, chế tạo robot sơn phủ Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị Tự động hoá toàn quốc lần thứ 4, 2000

16 Robot công nghiệp - NXB Giáo dục - Hà Nội 2001

17 Báo cáo tổng hợp đề tài KHCN - 04 - 10 - 02 "Nghiên cứu thiết kế chế tạo robot dùng trong công nghệ bảo vệ bề mặt" - 2001

11 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sẽ sử dụng (luận cứ rõ cách tiếp cận

-thiết kế nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sẽ sử dụng - so sánh với các phương thức giải quyết tương tự khác, nêu được tính mới, tính độc đáo, tính sáng tạo của đề tài)

- Cách tiếp cận của đề tài là phân tích các công trình nghiên cứu và kinh nghiệm áp dụng robot

ở nhiều nước tiên tiến để chọn lựa các cấu hình robot hợp lý nhất, đồng thời cải tiến chúng trên cơ sở áp dụng những kết quả hiện đại của Cơ-tin-điện tử (mechatronics), đặc biệt theo hướng thông minh hoá

- Nghiên cứu robot theo phương pháp môđun hoá cho phép chuyên môn hoá sản xuất, đi sâu

cải tiến nâng cao chất lượng các môđun cấu thành robot Đồng thời từ các môđun chuẩn hoá này có thể tạo dựng ra nhiều loại robot khác nhau phục vụ các nhu cầu rất đa dạng về robot công nghiệp, mà số lượng từng loại lại rất ít, kinh phí đầu tư lại rất hạn chế Cũng theo con đường này có thể từng bước hiện đại hoá robot bằng cách nâng cấp một vài môđun hoặc lắp đặt thêm môđun cảm biến thông minh v.v

- Trong số các kỹ thuật sẽ ứng dụng, thì kỹ thuật đồ hoạ vi tính 3D sẽ được sử dụng để mô

phỏng hoạt hình các robot Đó là một công cụ mạnh rất có lợi cho giai đoạn thiết kế và điều khiển robot, giúp rút ngắn thời gian nghiên cứu và nâng cao chất lượng của sản phẩm

Nội dung nghiên cứu trình bày ở mục 12, có nhiều vấn đề mới, kể cả đối với nước ngoài và phương pháp nghiên cứu có nét riêng và sáng tạo phù hợp vói thực tế ở ta

12 Nội dung nghiên cứu (liệt kê và mô tả những nội dung cần nghiên cứu, nêu bật được

những nội dung mới và phù hợp để giải quyết vấn đề đặt ra, kể cả những dự kiến hoạt động phối hợp để chuyển giao kết quả nghiên cứu đến người sử dụng)

1) Nghiên cứu thông minh hoá các robot đã có, theo cách bổ xung các môđun cảm biến và xây

dựng các chương trình phần mềm xử lý tương ứng Giai đoạn đầu sẽ tiến hành trang bị cho các robot phỏng sinh kiểu RP và kiểu SCA đã nghiên cứu thiết kế, chế thử loạt nhỏ Cơ cấu tay máy của các robot này là môđun chuẩn hoá của tay máy phỏng sinh, chấp hành linh hoạt, nên có thể tương thích với quá trình xử lý thông minh Sau đó tuỳ nhu cầu ứng dụng cụ thể mà tạo dựng các robot thích hợp với công việc và yêu cầu về mức độ thông minh Các loại môđun cảm biến hay dùng là để nhận biết khoảng cách, tránh được vật cản, cảm được lực, chọn lựa được màu sắc v.v.

2) Nghiên cứu thiết kế chế tạo Robot RE thông minh, dùng cho kỹ thuật RE (Reverse

Engineering - tạm dịch là kỹ thuật tái hiện) Kỹ thuật RE cần dùng cho công nghệ cắt gọt trên máy CNC, cho công nghệ lấy mẫu và công nghệ tạo mẫu nhanh v.v Vì thế robot RE có địa chỉ ứng dụng rất rộng rãi ở các cơ sở chế tạo cơ khí ở nước ta hiện nay, chỉ có một vài cơ sở chế tạo máy mới có đủ sức trang bị máy đo 3 chiều rất đắt tiền Việc đưa vào ứng dụng loại robot RE kèm các phần mềm xử lý thông minh có thể thay thế trong nhiều trường hợp và phạm vi hoạt động còn mở rộng hơn, trong lúc giá thành thấp hơn nhiều lần

Một số kiểu thiết bị Spin Arm của hãng Mitutoyo (Nhật) và MicroScriber của Mỹ hoạt động tương tự như nguyên lý của robot RE Trên cơ sở các áp dụng thành tựu của kỹ thuật robot hiện nay, các kiểu robot RE ngày càng trở nên hiện đại hơn, thông minh hơn nhờ áp dụng các cấu hình linh hoạt, các sensor tiên tiến và các phần mềm xử lý thông minh Ví dụ, với số điểm đo ít nhất có thể tự suy ra đường, với số đường cần đo ít nhất tự suy ra cả bề mặt và tự chọn hướng tiếp cận điểm đo hợp lý nhất trong các lời giải đa phương v.v

3) Nghiên cứu thiết kế chế tạo các loại " đồ gá thông minh" Đồ gá này được xây dựng từ các

môđun robot song song kèm các phần mềm xử lý linh hoạt và thông minh Ví dụ nhờ đồ gá này có thể dễ dàng thay đổi được một số thông số chế độ cắt gọt theo đặc điểm hình học của vật gia công Đây là đề xuất mới, rất khả thi và có thể ứng dụng ở rất nhiều cơ sở chế tạo thiết bị Trong giai đoạn trước mắt đề tài sẽ triển khai loại đồ gá thông minh sau đây:

- Đồ gá chế tạo CNC: Với các đồ gá này có thể thực hiện các chức năng của máy CNC nhiều

trục trên các máy vạn năng thông thường Nội dung này là đề tài nghiên cứu sinh của chúng tôi làm việc tại Viện máy và dụng cụ công nghiêp (IMI) Đây cũng là nội dung hợp tác nghiên cứu với Viện IMI Dự kiến khi hoàn thành công trình nghiên cứu này sẽ hợp tác với IMI để triển khai sản xuất loại đồ gá này

- Phòng thí nghiệm Robotics của Trường tổng hợp kỹ thuật Saint - Peterburg (Nga) - Viện điều khiển và robotics (Bulgari)

- Trung tâm Robotics và CIM (Thuỵ Điển)

Trao đổi tài liệu, thực tập, tham quan

Dự kiến hợp tác

- Các phòng thí nghiệm Robotics của các nước thành viên trong Ban Robotics của IFToMM

- Phòng thí nghiệm Robotics của Đại học Nayang

(Singapore)

- Phòng thí nghiệm CIM của AIT

- Trung tâm Tin học công nghiệp của Đại học TU Berlin - Trường đại học RMIT Australia

Trao đổi tài liệu, tham dự hội thảo thực tập, tham quan

Thời gian (BĐ-KT)

Người, cơ quan thực hiện

1 Nghiên cứu thông minh hoá các robot đã có:

- Nâng cấp một vài bộ phận thiết

bị và bổ xung môđun cảm biến 02 robot đã nâng cấp đến 12/02

Trung tâm NCKT tự động hoá, ĐHBK HN - Xây dựng chương trình phần

mềm và vận hành thử nghiệm

Bộ chương trình đến 12/02 Trung tâm NCKT tự động hoá, ĐHBK HN - Theo yêu cầu của cơ sở ứng

dụng, hiệu chỉnh thiết bị và chương trình phần mềm cho phù

Thiết bị và chương trình cải tiến

Từ 1/03 đến 6/04

Trung tâm NCKT tự động hoá, ĐHBK HN

hợp với công việc và kinh phí đầu tư

- Nghiên cứu vận hành thử nghiệm

Thiết bị kèm báo cáo khoa học

Từ 5/04 đến 10/04

Trung tâm NCKT tự động hoá, ĐHBK HN 2 Nghiên cứu thiết kế chế tạo robot

RE thông minh

- Thiết kế robot RE Bộ hồ sơ thiết kế đến 6/02 Trung tâm NCKT tự động hoá, ĐHBK HNvà Khoa Cơ khí, ĐHBK - Tp HCM

- Chế tạo robot RE 02 robot RE đến 6/03 Trung tâm NCKT tự động hoá, ĐHBK HN và Khoa Cơ khí, ĐHBK - Tp HCM - Xây dựng chương trình phần

mềm và vận hành thử nghiệm

Bộ chương trình đến 12/03 Trung tâm NCKT tự động hoá, ĐHBK HN và Khoa Cơ khí, ĐHBK - Tp HCM - Giới thiệu sản phẩm (phần cứng

và phần mềm) và xây dựng các hợp đồng ứng dụng

Robot RE kèm phần mềm

Từ 1/04 đến 6/04

Trung tâm NCKT tự động hoá, ĐHBK HN và Khoa Cơ khí, ĐHBK - Tp HCM - Thiết kế, chế tạo các sản phẩm

và triển khai ứng dụng

Dự kiến ứng dụng ỏ 2 cơ sở

Từ 1/04 đến 10/04

Trung tâm NCKT tự động hoá, ĐHBK HNvà Khoa Cơ khí, ĐHBK - Tp HCM

3 Nghiên cứu thiết kế chế tạo các loại "đồ gá thông minh"

-Thiết kế, chế tạo và xây dựng chương trình phần mềm cho "đồ gá chế tạo CNC"

01 bộ đồ gá kèm phần mềm

đến 12/02 Viện IMI và Trung tâm NCKT tự động hoá, ĐHBK HN - Hoàn chỉnh sản phẩm "đồ gá chế

tạo CNC", tổ chức nhân bản và triển khai áp dụng

Dự kiến ứng dụng ở > 2 cơ sở

Từ 1/03 đến 9/04

Viện IMI và Trung tâm NCKT tự động hoá, ĐHBK HN

III Kết quả của đề tài

15 Dạng kết quả dự kiến của đề tài

I II III

♦ Mẫu (model, maket) ♦ Quy trình công nghệ ♦ Sơ đồ ♦ Sản phẩm ♦ Phương pháp ♦ Bảng số liệu ♦ Vật liệu ♦ Tiêu chuẩn ♦ Báo cáo phân tích

♦ Thiết bị, máy móc * ♦ Quy phạm ♦ Tài liệu dự báo

♦ Dây chuyền công nghệ ♦ Đề án, qui hoạch triển khai ♦ Giống cây trồng ♦ Luận chứng kinh tế-kỹ thuật,

nghiên cứu khả thi

♦ Khác (các bài báo, đào tạo NCS, SV, )

16 Yêu cầu khoa học đối với sản phẩm tạo ra (dạng kết quả III)

2 Chương trình điều khiển robot SCA thông minh hoá

Cho phép điều khiển theo vị trí và xử lý tình huống theo thông tin từ các senso ngoại tín hiệu

3 Chương trình điều khiển robot RE thông minh phục vụ kỹ thuật tái hiện

Cho phép điều khiển theo vị trí và xử lý tình huống theo thông tin từ các senso ngoại tín hiệu

4 Chương trình điều khiển "đồ gá thông minh"

Cho phép điều khiển theo vị trí và xử lý tình huống theo thông tin từ các senso ngoại tín hiệu

17 Yêu cầu kỹ thuật, chỉ tiêu chất lượng đối với sản phẩm tạo ra (dạng kết quả I, II)

Mức chất lượng

Mẫu tương tự

TT

Tên sản phẩm và chỉ tiêu chất lượng

chủ yếu

Đơn vị đo

Cần đạt

Trong nước

Thế giới Dự kiến Số lượng

sản phẩm tạo ra

1 Robot RP được nâng cấp và thông minh hoá

Chiếc + 6 bậc tự do

+ Giới hạn hoạt động: Tầm xa - 600mm, Tầm gần - 270mm, Tầm cao - 900mm, Tầm thấp - 100mm

+ Độ chính xác: ± 1mm + Tải trọng nâng: 1kg

+ Mức độ thông minh hoá: tự tránh được vật cản

2 Robot SCA được nâng cấp và thông minh hoá

Chiếc + 4 bậc tự do

+ Giới hạn hoạt động: Khớp vai: ± 900, khớp khuỷu tay: ± 1200, khớp cổ tay: ± 1800, khớp tịnh tiến trên cổ tay: 130mm

+ Độ chính xác: ± 0,5mm + Tải trọng nâng: 0,5kg + Mức độ thông minh hoá: tự chọn lựa theo màu sắc

3 Robot RE thông minh phục vụ kỹ thuật tái hiện

Chiếc + 5 bậc tự do

+ Giới hạn hoạt động: xa nhất - 855mm, cao nhất: 885mm + Độ chính xác: ± 0,3mm + Mức độ thông minh hoá: chọn số lần đo ít nhất

4 Đồ gá chế tạo thông minh điều khiển số

Chiếc + 6 bậc tự do + Vùng hoạt động:

300x400x400(mmxmmxmm) + Độ chính xác: ± 0,3mm + Mức độ thông minh hoá: thay đổi công nghệ theo đặc điểm hình học

18 Phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu

(Nêu tính ổn định của các thông số công nghệ, ghi địa chỉ khách hàng và mô tả cách thức chuyển giao kết quả, )

Tính ổn định về thông số kỹ thuật của các sản phẩm được nâng cao do áp dụng phương pháp nghiên

cứu thích hợp: Trong giai đoạn thiết kế dùng phương pháp xây dựng mô hình hoạt hoạ để khảo sát

các thông số thiết kế kết cấu của bộ phận chấp hành và thử nghiệm các thông số của hệ thống điều khiển Do vậy có thể dễ dàng thực hiện đối thoại giữa người thiết kế và người đặt hàng, để hiệu chỉnh thiết kế theo yêu cầu; Còn sau khi đã hoàn thành mẫu sản phẩm thì có thời gian dài vận hành thử nghiệm ở phòng thí nghiệm trước khi chế tạo sản phẩm tương tự để giao cho khách hàng Chính mẫu sản phẩm ở phòng thí nghiệm này là cơ sở nghiên cứu tiếp tục để cùng khách hàng theo đuổi việc nâng cấp không ngừng chất lượng sản phẩm

Địa chỉ khách hàng đối với các sản phẩm của đề tài là các xí nghiệp cơ khí thường xuyên phải tiến

hành công việc lấy mẫu, nhất là phải chế tạo các bề mặt phức tạp như khuôn mẫu, chân vịt tầu thuyền, cánh tuốc bin v.v Nhưng trước mắt là các địa chỉ ứng dụng quen thuộc trong các chương trình hợp tác truyền thống, kể cả của các cơ quan phối hợp Cụ thể là:

- Các nhà máy thuộc Tổng công ty cơ khí Xây dựng, Tổng công ty cơ khí Giao thông, Tổng công ty máy động lực và Tổng công ty máy công nghiệp

- Các công ty ngành nhựa, giày da, cao su

Cách thức chuyển giao kết quả thực hiện theo cả 2: hoặc cung cấp trọn gói thiết bị kèm cả phần

cứng và phần mềm điều khiển, hoặc phối hợp với cơ sở sản xuất để chế tạo lắp ráp thiết bị theo thiết kế và chương trình tính toán của đề tài

19 Các tác động của kết quả nghiên cứu (ngoài tác động đã nêu tại mục 18 trên đây)

• Bồi dưỡng, đào tạo cán bộ KH&CN Đây là hướng mới trong nghiên cứu và đào tạo cán bộ khoa

học chuyên ngành Cơ-tin-điện tử (mechatronics) Nhiều nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên làm luận văn tốt nghiệp sẽ trực tiếp tham gia triển khai các nội dung đề tài này Dự kiến sẽ có 3 nghiên cứu sinh, 4 học viên cao học và 15 sinh viên đại học sẽ bảo vệ luận án liên quan

đến nội dung này trong thời gian triển khai đề tài

• Đối với lĩnh vực khoa học có liên quan như cơ khí, điện tử thì đây là khoảng nối để phát huy thế

mạnh của từng ngành theo xu thế linh hoạt hoá thiết bị và mở rộng ứng dụng đIều khiển số ứng dụng robot song song sẽ tạo ra một hướng mới trong việc cải tiến, tạo dựng các máy CNC nhiều trục và các đồ gá điều khiển chương trình trong công nghệ chế tạo thiết bị, tự động đo lường kỹ thuật, tự động lắp ráp các sản phẩm phức tạp v.v

• Đối với kinh tế - xã hội:

Nghiên cứu phát triển và ứng dụng robot công nghiệp theo hướng môđun hoá có thể hình thành từng bước ngành chế tạo, lắp ráp và làm phần mềm điều khiển robot, phục vụ nhu cầu rất đa dạng loại hình, nhưng còn rất hạn chế về số lượng từng loại Việc áp dụng các môđun cảm biến và các môđun phần mềm tương ứng cho phép nâng cấp robot theo hướng thông minh hoá khi có nhu cầu sử dụng

• ứng dụng các môđun robot song song thông minh còn đặc biệt quan trọng trong một số ngành

như thiên văn, trắc địa, phòng không, máy bay, xe hơi và cả trong kỹ thuật nội soi của y tế v.v

IV Các tổ chức/cá nhân tham gia thực hiện đề tài

20 Hoạt động của các tổ chức phối hợp tham gia thực hiện đề tài(Ghi tất cả các tổ chức phối hợp thực hiện đề tài và phần nội dung công việc tham gia trong đề tài)

TT Tên tổ chức Địa chỉ Hoạt động/đóng góp cho đề tài 1 ĐH Bách khoa TP

Hồ Chí Minh

268 Lý Thường Kiệt Q 10 TP HCM

- Hợp tác triển khai sản phẩm robot RE thông minh (phần 2 mục 12)

- Tìm địa chỉ ứng dụng ở phía nam cho đề tài 2 Viện máy và dụng

cụ công nghiệp (IMI)

46 Láng Hạ, Hà Nội

- Triển khai sản phẩm “Đồ gá chế tạo thông minh” (trong phần 3 mục 12)

- Nhận chế tạo các sản phẩm chế thử của đề tài - Tìm địa chỉ ứng dụng ở phía bắc cho đề tài - Hợp tác tổ chức sản xuất các sản phẩm có nơi tiêu thụ

21 Liên kết với sản xuất và đời sống

(Ghi rõ đơn vị sản xuất hoặc những người sử dụng kết quả nghiên cứu tham gia vào quá trình thực hiện và nêu rõ nội dung công việc thực hiện trong đề tài)

- Viện IMI: Hợp tác nghiên cứu và tổ chức sản xuất các sản phẩm có nơi tiêu thụ - Các xí nghiệp cơ khí chế tạo khuôn mẫu: ứng dụng các sản phẩm “đồ gá thông minh”

- Sở Công nghiệp Hà Nội: ứng dụng các đồ gá CNC để gia công bề mặt phức tạp, robot SCA để

phân loại sản phẩm và robot RE thông minh để lấy mẫu có trợ giúp của máy tính

- Ngoài ra, trong Chương trình “ứng dụng tự động hoá và tin học công nghiệp”của Tp Hà Hội, đã có kế hoạch áp dụng các kết quả nghiên cứu của đề tài này và một số đề tài khác thuộc

chương trình tự động hoá

Ngoài ra, như đã trình bày ở mục 11, ở đây áp dụng phương pháp môđun hoá, kể cả các môđun hoá thiết bị chấp hành, mô đun hoá thiết bị điều khiển, môđun hoá thiết bị cảm biến và môđun hoá chương trình phần mềm, theo nguyên tắc hệ thống mở Vì thế có thể dễ dàng cài đặt thêm các môđun cảm biến và chương trình phần mềm để đa dạng hoá mức độ thông minh cho robot, phụ thuộc vào khả năng “kích cầu” trong công nghiệp Trên cơ sở đó chúng tôi cũng đã trao đổi hợp tác với một số đơn vị về việc lắp đặt thêm cho robot một số môđun cảm biến thông minh khác nữa

22 Đội ngũ cán bộ thực hiện đề tài

(Ghi những người có đóng góp chính thuộc tất cả các tổ chức chủ trì và tham gia đề tài, không quá 10 người)

TT Họ và tên Cơ quan công tác Số tháng làm việc cho đề tài A Chủ nhiệm đề tài

Nguyễn Thiện Phúc Trung tâm NCKT Tự động hoá, ĐHBK HN 12 tháng/năm

B Cán bộ tham gia

nghiên cứu

1 KS Nguyễn Văn Minh Trung tâm NCKT Tự động hoá, ĐHBK-HN 12 tháng/năm

2 KS Trần Ngọc Toản Trung tâm NCKT Tự động hoá, ĐHBK HN 12 tháng/năm

3 KS Nguyễn Tiến Đức Trung tâm NCKT Tự động hoá, ĐHBK HN 12 tháng/năm

4 KS Lê Hoàng Giang Trung tâm NCKT Tự động hoá, ĐHBK HN 12 tháng/năm

5 PGS Đinh Văn Nhã Trung tâm NCKT Tự động hoá, ĐHBK HN 8 tháng/năm

6 TS Nguyễn Tử Dũng Trung tâm NCKT Tự động hoá, ĐHBK HN 8 tháng/năm

7 Th.S Nguyễn Mạnh Hà Nghiên cứu sinh, cán bộ của Viên Máy và Dụng cụ CN

V Kinh phí thực hiện đề tài và nguồn kinh phí (giải trình chi tiết xin xem phụ lục kèm theo)

đồng

23 Kinh phí thực hiện đề tài phân theo các khoản chi

Trong đó TT Nguồn kinh phí Tổng số

Thuê khoán chuyên môn

Nguyên,vật liệu, năng lượng

Thiết bị, máy móc

Xây dựng, sửa chữa nhỏ

Chi khác

1 Ngân sách SNKH 2100 609 630 630 42 189 2 Các nguồn vốn khác

- Tự có

- Khác (vốn huy động, )

., ngày tháng năm 20…

Thủ trưởng Cơ quan chủ trì đề tài

(Họ, tên, chữ ký và đóng dấu)

Chủ nhiệm đề tài

(Họ, tên và chữ ký)

Ban chủ nhiệm Chương trình KC.03

Bộ Khoa học và Công nghệ

Phụ lụcDự toán kinh phí đề tài

Đơn vị : triệu đồng

Tæng sè Nguån vèn TT Néi dung c¸c kho¶n chi

Kinh phÝTû lÖ (%)NSNN Tù cã Kh¸c

2 Nguyªn, vËt liÖu, n¨ng l−îng 630 30 630 3 ThiÕt bÞ, m¸y mãc chuyªn dïng 630 30 630

1 C¶i tiÕn n©ng cÊp vµ th«ng minh ho¸ robot RP

- Xây dựng phần mềm 25 25 3 Thiết kế, chế tạo, vận hành robot RE thông

Đơn giá

Nguyên liệu phụ nh−: ổ bi, ống dẫn, v.v

Đai răng 25’’đến 45’’chiếc30 0,5 15 15

2.2 Dụng cụ, phụ tùng

Biến tần 0,3 đến 2 KVA chiếc9 3 27 27 Thiết bị, linh kiện điện

tử

Thiết bị cơ khí bán sẵn nh− hộp số, khớp cầu v.v

Vítme bi các cỡ kèm phụ kiện

m 12 8 96 96 Động cơ AC servo từ

0,2 đến 2 kw

Động cơ bước từ 0,3 đến 0,5kw

Động cơ DC servo từ 0,3 đến 1,5kw

2.5 Mua sách, tài liệu, số liệu và chương trình máy tính

Đơn giá

Encorders vị trí tương đối

Cảm biến hành trình bộ 20 1 20 20

3.3 Khấu hao thiết bị

0 4.2 Chi phí sửa chữa 100 m2 nhà xưởng,

PTN

4.3 Chi phí lắp đặt hệ thống điện, hệ thống nước

Quốc hoặc Nhật Bản: 15 x 2 người

4.2 Quản lý cơ sở 10/năm x 4năm 40 40

4.3 Chi phí đánh giá, kiểm tra, nghiệm thu

- Chi phí kiểm tra, nghiệm thu trung gian 3,5 3,5 - Chi phí nghiệm thu nội bộ 3,5 3,5 - Chi phí nghiệm thu chính thức 4,5 4,5

4.4 Chi khác

- Hội thảo: 3 lần (1 chủ trì x 0,1 + 6 báo cáo x 0,15 + 60 người dự x 50)

12 12 - Hội nghị: 3 lần (1 chủ trì x 0,1 + 6 báo

cáo x 0,15 + 60 người dự x 50)

12 12 - ấn loát tài liệu, văn phòng phẩm 19 19

Nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ

(dùng cho Đề tài KH&CN thuộc các Chương trình KHCN trọng điểm cấp Nhà nước giai đoạn 5 năm 2001 - 2005)

- Căn cứ Luật Khoa học và Công nghệ ngày 9 tháng 6 năm 2000;

- Căn cứ Quyết định số 82/2001/QĐ-TTg ngày 24/5/2001 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt phương hướng, mục tiêu, nhiệm vụ khoa học và công nghệ chủ yếu và danh mục các Chương trình khoa học và công nghệ trọng điểm cấp Nhà nước giai đoạn 5 năm 2001 - 2005;

- Căn cứ Quyết định số 41/2001/QĐ-BKHCNMT ngày 18/7/2001 của Bộ trưởng Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường về việc ban hành Quy định tạm thời về việc quản lý

Chương trình khoa học và công nghệ trọng điểm cấp Nhà nước giai đoạn 5 năm 2005;

2001 Căn cứ Quyết định số 2190/QĐ2001 BKHCNMT ngày 15/10/2001 của Bộ trưởng Bộ KHCNMT về việc phê duyệt kinh phí các đề tài đã trúng tuyển đợt 1 thuộc Chương trình khoa học và công nghệ trọng điểm cấp Nhà nước giai đoạn 5 năm 2001 - 2005, mã số KC.03;

Chúng tôi gồm: 1 Bên giao (Bên A) là:

a/ Ban Chủ nhiệm Chương trình KC.03

Đại diện là Ông/Bà : GS.TSKH Nguyễn Xuân Quỳnh Chức danh trong BCN Chương trình: Chủ nhiệm

b/ Văn phòng Chương trình KC.03 đặt tại: 156A Quán Thánh, Ba Đình, Hà Nội

Đại diện là Ông/Bà: Trần Kim Oanh

Số tài khoản: 301.01.042.1

Tại ngân hàng: Kho bạc Nhà nước Quận Hoàn Kiếm

2 Bên nhận (Bên B) là:

a/ Cơ quan chủ trì đề tài: Trung tâm NCKT tự động hoá

Đại diện là ông: GS.TSKH Nguyễn Thiện Phúc Chức vụ: Giám đốc

Địa chỉ: Nhà C, Đại học Bách Khoa Hà Nội ; Tel: 8692207 Số tài khoản: 931 01 137

Tại ngân hàng: Kho bạc Nhà nước Hai Bà Trưng

b/ Chủ nhiệm đề tài

Ông: Nguyễn Thiện Phúc

Địa chỉ: 19, Tạ Quang Bửu Hà Nội ; Tel: 8692828

Hai bên thoả thuận ký kết hợp đồng nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ (sau

đây gọi tắt là Hợp đồng) với các điều khoản sau:

Điều 1: Bên B cam kết thực hiện đề tài KC.03

Nghiên cứu thiết kế chế tạo các robot thông minh phục vụ cho các ứng dụng quan trọng

thuộc Chương trình KC.03 theo các nội dung trong Thuyết minh Đề tài Thuyết minh Đề tài KC.03.08, Phụ lục 1 và 2 kèm theo là bộ phận của Hợp đồng

Điều 2: Thời gian thực hiện đề tài là 36 tháng,

từ tháng 11/2001 đến tháng 11/2004

Điều 3: Bên A phối hợp với Bộ KHCNMT đánh giá và nghiệm thu kết quả thực hiện đề tài theo các yêu cầu, chỉ tiêu nêu trong Thuyết minh Đề tài, Phụ lục 1 và 2 kèm theo

trong Hợp đồng

II Tài chính của hợp đồng

Điều 4: Kinh phí để thực hiện đề tài là: 2100 triệu đồng

(Bằng chữ: Hai tỷ một trăm triệu đồng),

Điều 5: Bên A có trách nhiệm cấp cho Bên B số kinh phí ghi ở Điều 4 để thực hiện đề tài

theo tiến độ sau:

Điều 6: Bên B có trách nhiệm báo cáo định kỳ cho Bên A và Bộ KHCNMT về tình hình

thực hiện đề tài (theo HD1 Biểu mẫu C-BC-01-THTH), báo cáo quyết toán hoặc báo cáo

tình hình sử dụng số kinh phí đã nhận được theo chế độ hiện hành trước khi nhận kinh phí của đợt tiếp theo

Điều 7: Hàng năm Bên A sẽ phối hợp với Bộ KHCNMT tiến hành kiểm tra tình hình thực hiện đề tài theo các nội dung ghi trong Phụ lục 2 kèm theo trong Hợp đồng

III Trình tự giao nhận sản phẩm

Điều 8: Khi kết thúc đề tài, Bên B phải chuyển cho Bên A những tài liệu và chuẩn bị đầy đủ các mẫu sản phẩm nêu trong Thuyết minh Đề tài, Phụ lục 1 kèm theo trong Hợp

đồng, báo cáo quyết toán tài chính của đề tài để đánh giá và nghiệm thu

Điều 9: Trong thời gian 15 ngày sau khi Bên B đã thực hiện xong nội dung nêu ở Điều 8

và quyết toán kinh phí, Bên A phối hợp với Bộ KHCNMT tiến hành đánh giá và nghiệm thu đề tài, nghiệm thu và thanh lý Hợp đồng

Điều 10: Bên B được hưởng quyền tác giả và các quyền lợi khác theo chế độ hiện hành

liên quan tới quyền tác giả

IV Trách nhiệm của các bên

Điều 11: Trong quá trình thực hiện đề tài:

- Nếu Bên nào nhận thấy cần đình chỉ thực hiện Hợp đồng với những lý do chính đáng thì cần thông báo bằng văn bản cho Bên kia biết trước 15 ngày để tiến hành xác định trách nhiệm của các Bên và lập biên bản xử lý

- Nếu có các yêu cầu thay đổi hoặc bổ sung Hợp đồng, hai Bên phải kịp thời thỏa thuận bằng văn bản Các thay đổi hoặc bổ sung nêu trên là bộ phận của Hợp đồng làm căn cứ khi nghiệm thu

Điều 12: Hai Bên cam kết thực hiện đúng các điều khoản ghi trong Hợp đồng Bên nào

không hoàn thành hoặc hoàn thành không đầy đủ các điều khoản ghi trong Hợp đồng sẽ phải chịu trách nhiệm theo luật pháp hiện hành

Điều 13: Hai Bên có trách nhiệm bảo mật các sản phẩm khoa học theo quy định hiện

hành

Điều 14: Hợp đồng này có hiệu lực từ ngày ký Hợp đồng đ−ợc làm thành 8 bản có giá trị

nh− nhau, mỗi Bên giữ 4 bản

Danh mục tài liệu

1 Báo cáo định kỳ tình hình thực hiện

Đề tài (ghi thời gian nộp báo cáo)

05 Theo HD1 Biểu mẫu 01-THTH

C-BC-2 Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài

15 Theo HD2 Biểu mẫu 02-TKKHKT

C-BC-3 Báo cáo tóm tắt tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài

15 Theo HD3 Biểu mẫu 03-BTTT

C-BC-4 Báo cáo thống kê Đề tài 15 Theo HD4 Biểu mẫu

01 + 6 bậc tự do

+ Giới hạn hoạt động: Tầm xa - 600mm, Tầm gần - 270mm, Tầm cao - 900mm, Tầm thấp - 100mm

+ Độ chính xác: ± 1mm + Tải trọng nâng: 1kg

+ Mức độ thông minh hoá: tự tránh đ−ợc vật cản

2 Robot SCA đ−ợc nâng cấp và thông minh hoá

01 + 4 bậc tự do

+ Giới hạn hoạt động: Khớp vai: ± 900, khớp khuỷu tay: ± 1200, khớp cổ tay: ± 1800, khớp tịnh tiến trên cổ tay: 130mm

+ Độ chính xác: ± 0,5mm + Tải trọng nâng: 0,5kg

+ Mức độ thông minh hoá: tự chọn lựa theo màu sắc

3 Robot RE thông minh phục vụ kỹ thuật tái hiện

02 + 5 bậc tự do

+ Giới hạn hoạt động: xa nhất - 855mm, cao nhất: 885mm + Độ chính xác: ± 0,3mm

+ Mức độ thông minh hoá: chọn số

lần đo ít nhất

4 Đồ gá chế tạo thông minh điều khiển số

01 + 6 bậc tự do + Vùng hoạt động: 300x400x400(mm)

Nội dung và kết quả năm 2001

TT Các nội dung, công việc cụ thể Sản phẩm phải đạt Ghi chú 1 - Thiết kế cải tiến robot phỏng

sinh trục đứng (SCA)

- Bộ hồ sơ thiết kế

2 - Chế tạo mới, lắp ráp, vận hành robot SCA thông minh

- 01 robot SCA chế tạo mới kèm theo hệ thống sensor

3 - Xây dựng phần mềm điều khiển robot SCA thông minh

- 01 chương trình phần mềm điều khiển

Bảng 4

Nội dung và kết quả năm 2002

TT Các nội dung, công việc cụ thể Sản phẩm phải đạt Ghi chú 1 - Nghiên cứu nâng cấp robot RP

theo hướng thông minh hoá

- 01 robot RP nâng cấp kèm hệ thống sensor 2 - Xây dựng chương trình phần - 01 chương trình phần

mềm điều khiển robot RP thông minh

mềm điều khiển

3 - Nghiên cứu thiết kế, chế tạo robot RE thông minh phục vụ kỹ thuật tái hiện

- 02 robot RE

4 Xây dựng chương trình phần mềm điều khiển robot RE thông minh

- 01 chương trình phần mềm điều khiển

Bảng 5

Nội dung và kết quả năm 2003 - 2004

TT Các nội dung, công việc cụ thể Sản phẩm phải đạt Ghi chú 1 - Xây dựng đồ gá thông minh

điều khiển số theo kiểu robot song song

- 01 đồ gá điều khiển số

2 - Xây dựng chương trình phần mềm điều khiển đồ gá thông minh

- 01 chương trình phần mềm điều khiển

3 Nghiên cứu ứng dụng các kết quả của đề tài cho cơ sở sản xuất

- Các hợp đồng ứng dụng

B báo cáo tỔNG HỢP

Các kết quả nghiên cứu đề tài kc.03.08

Giới thiệu chung

Đề tài KC.03.08: “Nghiên cứu thiết kế chế tạo các robot thông minh phục vụ cho các ứng dụng quan trọng” triển khai 4 nhiệm vụ sau đây:

Nhiệm vụ 1: Nghiên cứu tạo ra nhóm sản phẩm Robot RP được nâng cấp và thông minh hóa

Nhiệm vụ 2: Nghiên cứu tạo ra nhóm sản phẩm Robot SCA được nâng cấp và thông minh hóa

Nhiệm vụ 3: Nghiên cứu tạo ra Robot RE thông minh phục vụ kỹ thuật tái hiện các bề mặt cong

Nhiệm vụ 4: Nghiên cứu tạo ra đồ gá gia công CNC

Báo cáo tổng hợp của Đề tài KC.03.08 được trình bày trong 500 trang, chưa kể các trang phụ lục bao gồm các bản vẽ thiết kế, các chương trình máy tính v.v Báo cáo này được đóng thành 4 tập Mỗi tập là một phần báo cáo tương ứng với một trong 4 Nhiệm vụ nói trên Mở đầu mỗi tập là phần tóm tắt những vấn đề được đặt ra trong nhiệm vụ nghiên cứu và cuối tập là phần kết luận Còn kết luận chung của toàn bộ Đề tài đã ghép ở cuối tập 4

báo cáo tóm tắt Các kết quả nghiên cứu

nhiệm vụ 1 đề tài kc.03.08

Nghiên cứu thiết kế chế tạo nhóm sản phẩm robot rp

Phần Mở đầu

Nhiệm vụ 1 của Đề tài KC.03.08 được đăng ký là nghiên cứu tạo ra nhóm sản phẩm Robot RP được nâng cấp và thông minh hóa Phiên bản đầu tiên của Robot RP cũng do Trung tâm NCKT Tự động hóa, ĐHBK - HN Đây là loại robot phỏng sinh (bắt chước cơ cấu tay người) Sự khác biệt của robot này với các kiểu robot phỏng sinh khác là ở đây dùng cơ cấu pantograph với 2 con trượt dẫn động làm môđun chủ yếu của cơ cấu robot Cũng vì thế robot này được ký hiệu vắn tắt là RP Nếu so sánh với các loại cơ cấu dùng làm robot phỏng sinh khác thì cơ cấu robot RP có nhiều ưu điểm như nhỏ gọn về kích thước, linh hoạt và cấu trúc, dễ giữ cân bằng ở các vị trí khác nhau mà không cần đến đối trọng Tuy nhiên để hệ thống chấp hành có thể đáp ứng linh hoạt các yêu cầu về thông minh hóa, cần phải nghiên cứu cải tiến nâng cấp hệ thống chấp hành này Với định hướng đó cần tạo thêm khả năng di động cho robot RP và thích hợp nhất là di động bằng xe

Robocar RP là phương án cải tiến để robot RP di động bằng xe Hệ thống gồm cơ cấu robot RP và cơ cấu xe di chuyển được điều khiển thống nhất Trong hệ thống đó được trang bị thêm các bộ phận cảm biến, thiết bị xử lý và chương trình phần mềm điều khiển Với các nội dung chủ yếu đó Đề tài

đã hòan thành nghiên cứu thiết kế, chế tạo và vận hành điều khiển Robocar RP, định hướng ứng dụng trong phân xưởng công nghiệp

Chương trình điều khiển Robocar RP phiên bản 01 (Hình 1) viết cho PLC - S7200 để làm phụ việc trong phân xưởng chế tạo cơ khí cũng tương đối đơn giản và chỉ lặp lại một vài thao tác định trước Thực ra, nếu chỉ đặt ra phạm vi phục vụ cho Robocar là phụ việc trong phân xưởng công nghiệp thông thường thì trong thực tế hầu như không có nhu cầu phải “thông minh hóa”

Vì thế Đề tài phải bắt đầu nghiên cứu giai đoạn 2 tạo ra Robocar RP - 02 (hình 2) với nhiều cải tiến về môđun di chuyển và sử dụng bộ vi điều khiển onchip 89C52 Đồng thời mở rộng định hướng ứng dụng

Hình 1 Robocar RP phiên bản 01

Hình 2 Robocar RP phiên bản 02

Xu thế chuyển từ “Robocar công nghiệp” sang “Robocar dịch vụ” cũng là theo xu thế chung hiện nay trên thế giới: tỷ lệ đầu tư cho “Robot công nghiệp” (Industrial Robots) giảm đi nhiều so với “Robot dịch vụ” (Service Robots) Theo số liệu của Hiệp hội quốc tế về robot thì năm 2000 đầu tư cho robot công nghiệp giảm đi 32% tính chung cho các nước, còn riêng Nhật Bản giảm tới 60% Trong lúc các loại robot dịch vụ lại phát triển Cuối năm 2001 có khoảng 13.000 robot dịch vụ Từ năm 2002 đến 2005 có thêm gần 30.000 robot dịch vụ Số lượng robot gia dụng và robot đồ chơi tăng gấp đôi trong vòng 4 năm

Xu thế chuyển dịch đó có thể giải thích như sau:

Một là, robot được dùng trong công nghiệp thường là để thay thế những công việc đơn giản, đơn điệu và chủ yếu là chuyên dụng Bởi thế việc đầu tư cho công nghiệp những loại robot phức tạp, đa năng và thông minh là không phải lúc nào cũng cần thiết Trái lại robot dịch vụ và giải trí lại rất đa dạng, tinh tế và đòi hỏi mức thông minh cao hơn

Hai là, chỉ đến những năm gần đây khi mà các thành tựu của các ngành công nghệ liên quan đủ để hiện thực hóa, ý tưởng của những nhà thiết kế, luôn luôn bám sát các nhu cầu thực tế của cuộc sống phát triển đa dạng để tạo ra các kiểu robot dịch vụ và giải trí rất linh hoạt và thông minh

Các ngành công nghệ liên quan nói trên bao gồm công nghệ thông tin, công nghệ không dây (wireless), công nghệ sensor trên cơ sở MEMS và NEMS, công nghệ VSS và thị giác máy (computer vision), công nghệ xử lý tiếng nói v.v

Đề tài KC.03.08 định hướng nghiên cứu tiếp cận những vấn đề về robot thông minh, phải cập nhật được những thông tin về xu thế nói trên và vì thế đã mở rộng được phạm vi ứng dụng kết quả nghiên cứu về robocar Qua những lần Đề tài đi “tiếp thị” nhận thấy trong nhiều ngành công nghiệp Việt Nam đang còn có nhiều thói quen trì trệ bao cấp chưa sẵn sàng tiếp thu những vấn đề khoa học kỹ thuật mới Trong lúc “robocar” dịch vụ và giải trí” có thể mở rộng phạm vi ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau và đòi hỏi về mức độ “thông minh hóa” cao hơn

Với cách tiếp cận theo xu thế hiện nay trên thế giới, Đề tài đã phát triển với các nhóm sản phẩm sau đây:

1 Robocar phục vụ phòng chống dịch bệnh 2 Robocar phục vụ người tàng tật, ốm đau

Ngoài ra còn bước đầu nghiên cứu về Robocar địa hình, Robocar cảnh vệ, Robocar hướng dẫn viên v.v Trên các hình 3 ữ 5 là ảnh chụp các phiên bản đầu tiên về các Robocar này do Trung tâm NCKT Tự động hóa, ĐHBK HN nghiên cứu thiết kế, chế tạo

Các nội dung phát triển nói trên là phần nghiên cứu thiết kế chế tạo các sản phẩm ứng dụng của Đề tài Một vài sản phẩm nói trên đã được ứng

dụng thử nghiệm, còn số khác cũng được nhiều cơ sở quan tâm đến, nhưng để thành sản phẩm thương mại thì còn cần có nhiều đầu tư thích đáng Tuy nhiên nếu có được những phiên bản đầu tiên ở PTN thì mới thu hút được sự quan tâm của cơ sở ứng dụng Đó chính là mục tiêu Đề tài đặt ra

Hình 3 Phiên bản chế thử Robocar địa hình đang leo thang

Hình 4 Phiên bản chế thử Robocar cảnh vệ với sensor hồng ngoại “nhìn” được trong đêm