Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG I :Tổng quan về đề tài

CHƯƠNG I :Tổng quan về đề tài

Tải bản đầy đủ - 0trang

quyền của Mỹ; CHLB Đức -1971; Pháp - 1972; ở Ý - 1973. . . Tính năng làm việc của

robot ngày càng được nâng cao, nhất là khả năng nhận biết và xử lý.



Năm 1967 ở trường Đại học tổng hợp Stanford (Mỹ) đã chế tạo ra mẫu robot hoạt

động theo mơ hình “mắt-tay”, có khả năng nhận biết và định hướng bàn kẹp theo vị trí vật

kẹp nhờ các cảm biến. Năm 1974 Công ty Mỹ Cincinnati đưa ra loại robot được điều

khiển bằng máy vi tính, gọi là robot T3 (The Tomorrow Tool: Công cụ của tương lai).

Robot này có thể nâng được vật có khối lượng đến 40 KG.

Có thể nói, Robot là sự tổ hợp khả năng hoạt động linh hoạt của các cơ cấu điều khiển

từ xa với mức độ “tri thức” ngày càng phong phú của hệ thống điều khiển theo chương

trình số cũng như kỹ thuật chế tạo các bộ cảm biến, công nghệ lập trình và các phát triển

của trí khơn nhân tạo, hệ chuyên gia…

Trong những năm sau này, việc nâng cao tính năng hoạt động của robot khơng ngừng

phát triển. Các robot được trang bị thêm các loại cảm biến khác nhau để nhận biết môi

trường chung quanh, cùng với những thành tựu to lớn trong lĩnh vực Tin học - Điện tử đã

tạo ra các thế hệ robot với nhiều tính năng đăc biệt, Số lượng robot ngày càng gia tăng,

giá thành ngày càng giảm. Nhờ vậy, robot công nghiệp đã có vị trí quan trọng trong các

dây chuyền sản xuất hiện đại.

Từ khi mới ra đời robot công nghiệp được áp dụng trong nhiều lĩnh vực

dưới góc độ thay thế sức người. Nhờ vậy các dây chuyền sản xuất được tổ

chức lại, năng suất và hiệu quả sản xuất tăng lên rõ rệt.

Ngày nay đã xuất hiện nhiều dây chuyền sản xuất tự động gồm các máy

CNC với Robot cơng nghiệp, các dây chuyền đó đạt mức tự động hoá cao,

mức độ linh hoạt cao,các máy và robot được điều khiển bằng cùng một hệ thống cương

trình. Ngồi các phân xưởng, nhà máy, kỹ thuật robot cũng được sử dụng trong

việc khai thác thềm lục địa và đại dương, trong y học, sử dụng trong quốc

phòng, trong chinh phục vũ trụ, trong công nghiệp nguyên tử, trong các lĩnh

vực xã hội . . .



hình 1 Các thành phần của Robot công nghiệp



Mỹ là nước đầu tiên phát minh ra Robot nhưng nước phát triển cao nhất trong lĩnh

vực nghiên cứu chế tạo sử dụng lại là Nhật Bản.

Một vài số liệu về số lượng robot được sản xuất ở một vài nước cơng nghiệp phát

triển như sau:



hình 2 Bảng thống kê số lượng Robot được sản xuât ở các nước phát triển



I.2.



Tổng quan đề tài



I.2.1. Lịch sử phát triển

Chữ viết tắt của SCARA là viết tắt của Robot tương thích Selective Assembly Robot Arm

hoặc Cánh tay Robot khớp nối có chọn lọc.

Năm 1981, Sankyo Seiki, Pentel và NEC trình bày một khái niệm hồn tồn mới cho

các robot lắp ráp. Robot được phát triển dưới sự hướng dẫn của Hiroshi Makino, một giáo

sư tại Đại học Yamanashi. Các robot được gọi là Selective Compliance hội Robot Arm,

SCARA. Cánh tay của nó cứng nhắc trong trục Z và dễ uốn trong các trục XY, cho phép

nó thích ứng với các lỗ trong các trục XY.

Nhờ bố trí khớp trục song song của SCARA, cánh tay hơi tuân theo hướng X-Y

nhưng cứng nhắc theo hướng 'Z', do đó thuật ngữ: Tuân thủ chọn lọc. Điều này thuận lợi

cho nhiều loại hoạt động lắp ráp, tức là, chèn một chốt tròn vào lỗ tròn mà khơng cần ràng

buộc.

Thuộc tính thứ hai của SCARA là bố trí cánh tay hai liên kết nối giống với cánh tay

người, do đó thuật ngữ thường được sử dụng, khớp nối. Tính năng này cho phép cánh tay

mở rộng vào các khu vực hạn chế và sau đó rút lại hoặc "gấp" ra khỏi đường đi. Điều này

thuận lợi cho việc chuyển các bộ phận từ tế bào này sang tế bào khác hoặc cho các trạm

xử lý tải / dỡ hàng được kèm theo.

SCARA thường nhanh hơn và sạch hơn so với các hệ thống robot Descartes so sánh.

Gắn kết bệ đơn của họ đòi hỏi một dấu chân nhỏ và cung cấp một hình thức lắp đặt dễ

dàng, không bị cản trở. Mặt khác, các SCARA có thể đắt hơn các hệ thống Descartes so

sánh và phần mềm điều khiển đòi hỏi động học nghịch đảo đối với các chuyển động nội

suy tuyến tính. Phần mềm này thường đi kèm với SCARA và thường là minh bạch cho

người dùng cuối.

Hầu hết các robot SCARA đều dựa trên kiến trúc nối tiếp, có nghĩa là động cơ đầu

tiên phải mang theo tất cả các động cơ khác. Ngồi ra còn tồn tại một kiến trúc robot

SCARA hai cánh tay, trong đó hai động cơ được cố định ở chân đế. Robot đầu tiên được

thương mại hóa bởi Mitsubishi Electric. Một ví dụ khác về robot SCARA hai cánh tay là

robot giáo dục DexTAR của Mecademic.

Dạng này phổ biến nhất trong ứng dụng công nghiệp bởi vì chúng cho phép các nhà

sản xuất robot sử dụng một cách trực tiếp và dễ dàng nhờ các khâu và khớp hợp lại có

nhiều ưu điểm:

- Mặc dù chiếm diện tích làm việc ít song tầm vươn khá lớn .

- Tỉ lệ kích thước/tầm vươn được đánh giá cao .



hình 3 Hình vẽ Robot Scara 3 bậc tự do



I.2.2. Phiên bản.



hình 4 Scara AR3215



hình 5 Scara DS406



hình 6 Scara AR8520



I.2.3. Khảo sát thiết bị Robot RRT.

Hệ Thống chấp hành

 Truyền dẫn cơ khí:

 Cơ cấu trục vít bánh vít

 Cơ cấu vít me đai ốc

 Truyền động xích

 Truyền động đai răng

 Động cơ

 Động cơ khí nén

 Động cơ điện một chiều

 Động cơ servo

 Động bước

 Động cơ khí nén

 Động cơ thủy lực

Hệ thống điều khiển

 Bộ điều khiển PID

Hệ thống cảm biến

 Cảm biến vị trí

 Encoder



I.3.

Lí do chọn đề tài.

Sự phát triển khoa học kĩ thuật ngày càng góp phần nâng cao năng suất lao động.

Đặc biệt sự ra đời và phát triển của công nghệ chế tạo robot nhằm tạo ra sự tự động hóa

trong q trình sản suất giảm đi sức lao dộng bằng chân tay của người lao động. Một

trong những thành tựu đó phải kể đến sự ra đời và phát triển của robot công nghiệp,

những robot này làm việc thay thế con người một cách hiệu quả trong nhiều lĩnh vực

như: vận chuyển, đóng gói sản phẩm, hàn, phun sơn, lắp ráp… Để nâng cao năng suất

cũng như giảm thiểu sức lao động con người, robot công nghiệp được kết hợp với hệ

thông FMS..v.v... giúp cho việc sản xuất trở nên linh hoạt với tính tự động hóa cao trong

q trình sản xuất.

Chính vì vậy việc thiết kế ra các cánh tay robot để thay thế sức người và tăng năng

xuất lao động là việc cần thiết. Với niềm đam mê công nghệ và tinh thần ham học hỏi ,

tiếp thu kiến thức mới lạ đã thơi thúc nhóm chúng em chọn đề tài: Nghiên cứu thiết kế

cánh tay Robot 3 bậc tự do SCARA RRT.

I.4.

Mục tiêu

Mục tiêu của đề tài này là nghiên cứu về cấu tạo và các phương pháp điều khiển

thích hợp trên cơ sở ứng dụng các kỹ thuật tiên tiến và xây dựng những giải pháp phần

cứng cũng như phần mềm để chế tạo bộ điều khiển cánh tay robot ba bậc tự do. Giúp sinh

viên nắm rõ được nguyên lí và cấu tạo, chức năng của tay máy robot công nghiệp. Trang

bị thêm kiến thức về Robot làm hành trang sau khi sinh viên tốt nghiệp.

Thiết kế được rôbot scara 3 bậc tự do gồm 2 khớp xoay và 1 khớp tinh tiến. Tay A có

chiều dài 110mm, tay B là 115mm. Vẽ và thiết kế được trên phần mềm solidwork.

I.5.

Nội dung của đề tài.

Với đề tài “Nghiên cứu thiết kế tay máy Robot công nghiệp 3 bậc tự do dạng RRT”

yêu cầu:

- Thiết kế và chế tạo hệ thống cơ khí chính xác, đảm bảo hệ thống hoạt động chắc

chắn, chạy êm, cơ cấu di chuyển tới vị trí mong muốn.

- Giải quyết bài toán động học và động lực học làm cơ sở để điều khiển robot.

- Sử dụng phần mềm matlab để tính tốn, mơ phỏng robot

- Thiết kế hệ thống điều khiển cho robot: mạch điều khiển, mạch công suất



I.6.

Phương pháp nghiên cứu.

- Tìm hiểu tài liệu: Robot có liên quan đến nhiều mảng kiến thức nên nhóm tìm hiểu

tài liệu ở các lĩnh vực cơ khí, điện tử, tin học.

- Tự nghiên cứu: thông qua các tài liệu và các phương tiện thơng tin, nhóm tự xây

dựng giải thuật, cách xây dựng chương trình.

- Phương pháp thực nghiệm, thử và sửa sai: qua những lần thực nghiệm trong điều

khiển các khớp của tay máy, từ đó rút ra được kinh nghiệm riêng.

I.7.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

- Trong ngành cơ khí, robot được sử dụng nhiều trong công nghệ đúc, công nghệ hàn,

cắt kim loại, sơn, phun phủ kim loại, tháo lắp vận chuyển phôi, lắp ráp sản phẩm,…

- Ngày nay đã xuất hiện nhiều dây chuyền sản xuất tự động gồm các máy CNC với

Robot công nghiệp, các dây chuyền đó đạt mức tự động hóa cao, mức độ linh hoatjcao,…

ở đây các máy và robot được điều khiển bằng cùng một hệ thống chương trình.

- Ngoài các phân xưởng, nhà máy, kỹ thuật robot cũng được sử dụng trong việc khai

thác thêm lục địa và đại dương, trong y học, sử dụng trong quốc phòng, trong chĩnh phục

vũ trụ, trong công nghiệp nguyên tử, trong các lĩnh vực xã hội,…

- Rõ ràng là khả năng làm việc của robot trong một số điều kiện vượt hơn khả năng

của con người,; do đó nó là phương tiện hữu hiêu để tự động hóa, nâng cao năng suất lao

động, giảm nhẹ cho con người những công việc nặng nhọc và độc hại.

- Nhược điểm lớn nhất của robot là chưa linh hoạt như con người, trong dây chuyền

tự động, nếu có một robot bị hỏn có thể làm ngừng hoạt động của cả dây chuyền, cho nên

robot vẫn luôn hoạt động dưới sự giám sát của con người.



CHƯƠNG II : Mơ hình hóa Và Mơ phỏng Robot scara

II.1.



Mơ hình hóa và mơ phỏng hệ thống cơ khí



II.1.1. Phương trình Động học thuận

Hệ trục tọa độ theo bẳng D-H



Bảng thông số D-H

Khâu



di



i



ai



i



1



a1



q1



a2



0o



2



0



q2



a3



180o



3



q3



0o



0



0o



H01 =



H12=



H23=



D03



= H01* H12*H23



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG I :Tổng quan về đề tài

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×