BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN NGUYỄN KIM HOÀNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CATIA ĐỂ THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT S K C 0 9 NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S KC 0 1 Tp Hồ Chí Minh, 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN NGUYỄN KIM HOÀNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CATIA ĐỂ THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN NGUYỄN KIM HOÀNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CATIA ĐỂ THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Hƣớng dẫn khoa học: TS NGUUYỄN TIỄN DŨNG TS : LÊ HIẾU GIANG Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2012 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Trần Nguyễn Kim Hoàng Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 10-03-1981 Nơi sinh: Long Thành Quê quán: Đồng Nai Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: Số 9, Dân Chủ, Bình Thọ, Thủ Đức Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng: 0905019081 Fax: Email:trannguyenkimhoang@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ : / 2000 đến / 2005 Nơi học (trƣờng, thành phố): Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật, Tp HCM Ngành học: Kỹ thuật công nghiệp Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Matlab, Vi xử lý, Kỹ thuật số III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian 2005-2008 2008-2010 2010-2012 Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Trung tâm dạy nghề khu vực Long Thành – Nhơn Trạch Trƣờng CĐ Lý Tự Trọng Trƣờng TC Nghề Thủ Đức Theo học Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp HCM i Nhân viên Phòng đào tạo Giáo viên Học viên LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng năm 2012 (Ký tên ghi rõ họ tên) Trần Nguyễn Kim Hoàng ii LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết xin kính thành cảm ơn đến gia đình, ngƣời sinh thành, vất vả nuôi dƣỡng, để vững bƣớc lên giảng đƣờng Đại học, lại trở thành học viên Cao học để mai sau tiếp tục xây dựng đất nƣớc Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật nhiệt tình giảng dạy suốt thời gian học trƣờng Nhất thầy cô khoa Cơ khí cung cấp cho em kiến thức kiến thức chuyên môn mà học thiết thực hình thành nên nhân cách ngƣời Xin chân thành đặc biệt cảm ơn đến TS Nguyễn Tiến Dũng TS Lê Hiếu Giang hƣớng dẫn tận tình suốt thời gian thực luận văn Thầy truyền đạt nhiều kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm quý báo thực đề tài trình tìm hiểu, nghiên cứu luận văn Xin cảm ơn đến KS Võ Ngọc Sanh giúp đỡ, bảo kiến thức, kinh nghiệm trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn đến Công ty TNHH Cơ khí AECADCAM cung cấp thông số tài liệu thực tế mô dây chuyền xe để thực luận văn đƣợc dễ dàng Xin chân thành cảm ơn đến bạn lớp có ý kiến đóng góp, hỗ trợ phƣơng tiện thực luận văn lời động viên suốt trình thực đề tài Một lần xin cảm ơn tất cả! Tp HCM, tháng 10 năm 2012 Ngƣời thực Trần Nguyễn Kim Hoàng iii ABSTRACT This paper presents the application of DELMIA technology allows to control robot processes, to provide greater accuracy in the trajectory motion and cycle time prediction The DELMIA was designed to simplify the programming and simulate robotic assembly lines in manufacturing This application enables companies to perfect their assembly lines reducing scrap that would be acquired from error in processes Robotics simulation allows us to look at many different layout options and to quickly analyze where new equipment can be placed in relation to the robots to make sure there are no collisions Robotic simulation plays a key role in automotive assembly line to ensure a working and an optimized process with reduced cost and time to manufacture, and in ensuring the inclusion of the production of a new vehicle or variant on the existing assembly line without disrupting the current production TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn đề cập đến việc ứng dụng công nghệ DELMIA cho phép điều khiển quy trình robot, thiết lập quỹ đạo chuyển động chu kỳ thời gian thật để thực quy trình cách xác DELMIA đƣợc thiết kế để đơn giản hóa việc lập trình robot mô dây chuyền lắp ráp sản xuất Ứng dụng giúp công ty hoàn thiện dây chuyền lắp ráp họ, giảm thiểu lãng phí, phát đƣợc từ lỗi kỹ thuật quy trình sản xuất Quá trình mô robot cho phép có nhiều phƣơng án khác phân tích cách nhanh chóng hƣớng bố trí thiết bị với robot để đảm bảo va chạm Ứng dụng mô robot đóng vai trò quan trọng dây chuyền lắp ráp ô tô để đảm bảo trình làm việc tối ƣu với việc giảm chi phí thời gian sản xuất, đảm bảo tổng thể công đoạn sản xuất thay đổi dây chuyền lắp mà không làm gián đoạn sản xuất iv MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Cảm tạ iii Tóm tắt iv Mục lục v Danh sách chữ viết tắt ix Danh sách hình x Danh sách bảng xviii Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu nƣớc công bố 1.1.1 Kỹ thuật mô Robot 1.1.2 Chức Delmia 1.1.3 Ƣu điểm sử dụng DELMIA 1.1.4 Ƣu điểm CATIA so với phần mềm khác 1.1.5 Các kết nghiên cứu nƣớc 1.2 Mục đích đề tài 14 1.3 Nhiệm vụ đề tài giới hạn đề tài 14 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 14 Chƣơng 16 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 16 2.1 Một số khái niệm robot công nghiệp 16 2.1.1 Bậc tự robot 16 2.1.2 Hệ tọa độ 16 2.1.3 Trƣờng công tác robot 17 2.2 Phân loại robot công nghiệp 17 2.2.1 Phân loại theo kết cấu 17 2.2.2 Phân loại theo hệ thống truyền động 18 2.2.3 Phân loại theo ứng dụng 19 2.2.4 Phân loại theo cách thức đặc trƣng phƣơng pháp điều khiển 19 v 2.2.5 Ứng dụng robot công nghiệp sản xuất 19 2.3 Ngôn ngữ lập trình điều khiển robot 19 2.3.1 Lập trình kiểu “dạy – học” 19 2.3.2 Dùng ngôn ngữ lập trình 20 2.3.3 Ngôn ngữ lập trình theo nhiệm vụ 21 2.4 Phƣơng pháp điều khiển robot 21 2.4.1 Điều khiển tỉ lệ sai lệch (PE - Propotional Errror) 21 2.4.2 Điều khiển tỉ lệ đạo hàm (PD - Propotional Derivative) 21 2.4.3 Điều khiển tỉ lệ - tích phân - đạo hàm 22 2.4.4 Điều khiển vị trí khớp 22 2.4.5 Hàm truyền chuyển động khớp động 22 Chƣơng 23 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIATHIẾT KẾ VÀ MÔ HÌNH HÓA HÌNH HỌC ROBOT 23 3.1 Thiết lập mô hình đế robot 24 3.2 Thiết lập mô hình 3D cho Link 35 3.3 Thiết lập mô hình 3D cho Link 38 3.4 Thiết lập mô hình 3D cho Link 42 3.5 Thiết lập mô hình 3D cho Link 46 3.6 Thiết lập mô hình 3D cho Link 49 3.7 Thiết lập mô hình 3D cho cấu kẹp 52 3.7.1 Thiết kế chi tiết cấu kẹp 52 3.7.2 Thiết kế chi tiết cấu kẹp 53 3.7.3 Thiết kế chi tiết cấu kẹp 55 3.7.4 Thiết kế chi tiết cấu kẹp 56 3.7.5 Thiết kế chi tiết cấu kẹp 58 3.8 Thiết lập mô hình 3D cho động Link 58 Chƣơng 63 MÔ PHỎNG ĐỘNG HỌC CHO ROBOT 63 4.1 Ứng dụng môi trƣờng Asembly lắp ráp robot 63 4.1.1 Lắp ráp động lên khâu 63 4.1.2 Lắp ráp chi tiết cấu kẹp 67 4.2 Mô động học môi trƣờng DMU Kinematics 71 4.2.1 Nhập thiết bị vào môi Trƣờng DMU Kinematics 71 4.2.2 Tạo khớp chuyển động cho khâu 72 vi 4.3 Thiết lập qui luật chuyển động cho khâu 75 4.3.1 Tạo qui luật chuyển động cho động 75 4.3.2 Mô Edubot theo qui luật định sẵn 77 4.3.3 Tạo mô động học cho Edubot 78 4.3.4 Tạo Video mô chuyển động 80 Chƣơng 81 PHƢƠNG PHÁP LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT 81 5.1 Tổng quan module DELMIA 81 5.1.1 Giới thiệu môi trƣờng Device Building 81 5.1.2 Giới thiệu môi trƣờng Device Building 82 5.1.3 Giới thiệu Device Task Definition 83 5.1.4 Giới thiệu môi trƣờng Device Task Definition 83 5.1.5 Môi trƣờng DPM Process Definition 85 5.1.6 DPM Process and Resource Definition 86 5.1.7 Môi trƣờng Robot Offline Programming 88 5.2 Phƣơng pháp điều khiển hệ robot DELMIA 93 5.2.1 Xây dựng thiết bị cho Robot 93 5.2.2 Định vị trí Home cho Robot (Home Positions) 94 5.2.3 Định vùng giới hạn hoạt động khớp robot 95 5.2.4 Định nghĩa Frames Of Interests cho Robot 96 5.2.5 Thiết lập Frames Of Interest cho cấu kẹp 97 5.2.6 Tạo điều khiển cho robot 99 5.3 Lập trình điều khiển robot môi trƣờng Device Task Definition 102 5.3.1 Nhập robot sản phẩm vào môi trƣờng mô 102 5.3.2 Gắn thiết bị tay kẹp lên Robot 103 5.3.3 Lập trình sử dụng phƣơng pháp “Teach” 105 5.4 Mô phỏng, điều khiển phối hợp hai robot 113 5.4.1 Tạo thƣ viện cho Robot 113 5.4.2 Quản lý tín hiệu IOs cho Robot 116 5.4.3 Tạo hoạt động chờ 117 5.4.4 Liên kết hoạt động robot 119 5.4.5 Điều chỉnh thời gian hoạt động robot 120 5.4.6 Mô nhiệm vụ robot robot 121 Chƣơng 122 vii THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT TRONG CÔNG NGHIỆP 122 6.1 Lập trình, mô Robot hàn 123 6.1.1 Chuẩn bị vật tƣ cần hàn: 123 6.1.2 Chọn robot công nghiệp thực trình hàn 124 6.1.3 Chọn giá đỡ gá đặt robot 125 6.1.4 Nhập sản phẩm hàn vào vùng không gian giá đỡ robot 126 6.1.5 Lắp ráp thiết bị súng hàn vào cấu cánh tay robot 126 6.1.6 Phƣơng pháp lập trình “Dạy học” cho robot hàn 128 6.1.7 Xuất chƣơng trình điều khiển robot 135 6.2 Điều khiển hai robot công nghiệp 136 6.2.1 Chọn loại robot công nghiệp 137 6.2.2 Chọn lắp thiết bị hàn lên robot 137 6.2.3 Nhập sản phẩm hàn vào vùng không gian robot hàn 138 6.2.4 Tạo liên kết thực trình tự điều khiển robot 139 6.2.5 Lập trình phƣơng pháp “Teach” cho robot 140 6.2.6 Kiểm tra tầm với robot 141 6.2.7 Kiểm tra vùng không gian hoạt động robot 142 6.2.8 Công cụ tìm vị trí đặt robot tối ƣu 143 6.2.9 Công cụ phân tích va chạm tự động 145 6.2.10 Xuất chƣơng trình điều khiển robot 149 6.2.11 Nhập chƣơng trình có sẵn để điều khiển robot 150 6.3 Điều khiển bốn robot công nghiệp dây chuyền hàn xe 151 6.3.1 Nhập sản phẩm vào môi trƣờng làm việc 152 6.3.2 Chọn robot công nghiệp 153 6.3.3 Gắn thiết bị hàn cho robot 154 6.3.4 Thiết lập quỹ đạo đƣờng hàn cho robot: 156 6.3.5 Liên kết hoạt động robot hàn 163 Chƣơng 170 KẾT LUẬN 170 TÀI LIỆU THAM KHẢO 172 PHỤ LỤC 173 viii DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT/KÝ HIỆU KHOA HỌC ix DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Các chức năng, ứng dụng phần mềm Catia Hình 1.2: Ứng dụng ROBOTIC thiết kế, lập trình tay máy công nghiệp Hình 1.3: Mô hệ thống robot Hình 1.4: Mô cấu gấp robot Microsoft RDS tích hợp SolidWorks Hình 1.5: Điều khiển robot hàn Catia Hình 1.6: Dây chuyền sản xuất mô DELMIA 12 Hình 1.7: Quản lý quy trình đóng tàu DELMIA 13 Hình 2.1: Hệ tọa độ suy rộng robot 16 Hình 2.2: Quy tắc bàn tay phải 16 Hình 2.3: Biểu diễn đường công tác robot 17 Hình 2.4:Robot kiểu tọa độ đề 17 Hình 2.5:Robot kiểu tọa độ trụ 18 Hình 2.6:Robot kiểu tọa độ cầu 18 Hình 2.7:Robot hoạt động theo hệ tọa độ góc 18 Hình 2.8:Robot kiểu SCARA 18 Hình 3.1: Hình Robot EduBot 100 23 Hình 3.2:Kích thước khâu robot EduBot 23 Hình 3.3: Hình chiếu robot EduBot 24 Hình 3.4: Kích thước đế robot 24 Hình 3.5: Vẽ biên dạng đế robot 24 Hình 3.6: Vẽ hình khối biên dạng đế robot 24 Hình 3.7: Vẽ biên dạng lỗ 25 Hình 3.8: Tạo lỗ sâu cho đế 25 Hình 3.9: Vẽ lỗ lại 25 Hình 3.10: Thực phép cộng đế lỗ 26 Hình 3.11: Vẽ hình khối bên đế robot 26 Hình 3.12: Cộng hai chi tiết với 27 Hình 3.13: Vẽ hình khối chi tiết 27 Hình 3.14: Cộng hai chi tiết với 28 Hình 3.15: Tạo lỗ 28 Hình 3.16: Vẽ mặt phẳng chuẩn 29 Hình 3.17: Vẽ khối mặt phẳng chuẩn 29 Hình 3.18: Vẽ khối mặt phẳng chuẩn 30 Hình 3.19: Vẽ Socket cho cổng COM 31 Hình 3.20: Vẽ đai ốc định vị cổng COM 32 Hình 3.21: Vẽ đai ốc định vị cổng COM lại 32 Hình 3.22: Vẽ Socket cho cổng RS232 32 Hình 3.23: Socket cung cấp nguồn cho Robot 33 Hình 3.24: Vẽ Socket chân 34 Hình 3.25: Vẽ lỗ ren 34 Hình 3.26: Vẽ lỗ ren 35 Hình 3.27: Trừ hai chi tiết 35 Hình 3.28: Bo góc số cạnh sắc 35 Hình 3.29: Vẽ biên dạng Link 35 Hình 3.30: Vẽ hình khối Link 36 Hình 3.31: Vẽ biên dạng 36 Hình 3.32: Vẽ hình khối 36 Hình 3.33: Vẽ khớp quay 37 Hình 3.34: Vẽ đường chuẩn 37 Hình 3.35: Vẽ biên dạng 37 x Hình 3.36: Vẽ hình biên dạng 37 Hình 3.37: Bo góc 38 Hình 3.38: Vẽ biên dạng Link 38 Hình 3.39: Vẽ hình khối biên dạng 38 Hình 3.40: Tạo độ nghiêng cho khối 39 Hình 3.41: Vẽ biên dạng 39 Hình 3.42: Vẽ hình khối biên dạng 39 Hình 3.43: Vẽ biên dạng 39 Hình 3.44: Vẽ hình khối biên dạng 40 Hình 3.45: Trừ khối với 40 Hình 3.46: Vẽ biên dạng 40 Hình 3.47: Vẽ hình khối biên dạng 41 Hình 3.48: Vẽ lỗ khớp quay 41 Hình 3.49: Bo tròn số cạnh sắc 42 Hình 3.50: Vẽ biên dạng Link 42 Hình 3.51: Vẽ hình khối biên dạng Link 42 Hình 3.52: Vẽ biên dạng khớp quay 43 Hình 3.53: Vẽ hình khối khớp quay 43 Hình 3.54: Vẽ biên dạng 43 Hình 3.55: Vẽ hình khối 44 Hình 3.56: Kết nối khối 44 Hình 3.57: Vẽ biên dạng 44 Hình 3.58: Vẽ hình khối 44 Hình 3.59: Vẽ biên dạng lỗ 45 Hình 3.60: Vẽ lỗ 45 Hình 3.61: Trừ hai chi tiết lỗ chi tiết 45 Hình 3.62: Kết nối Body với Partbody 45 Hình 3.63: Vẽ biên dạng Link 46 Hình 3.64: Vẽ hình khối Link 46 Hình 3.65: Vẽ biên dạng hình tròn 46 Hình 3.66: Vẽ hình khối hình tròn 46 Hình 3.67: Kết nối solid vừa tạo 47 Hình 3.68: Vẽ biên dạng 47 Hình 3.69: Vẽ hình khối 47 Hình 3.70: Kết nối chi tiết 47 Hình 3.71: Bo cạnh 48 Hình 3.72: Vẽ biên dạng 48 Hình 3.73: Vẽ hình khối 48 Hình 3.74: Vẽ lỗ 48 Hình 3.75: Vẽ bốn lỗ 49 Hình 3.76: Trừ chi tiết biên dạng lỗ 49 Hình 3.77: Chi tiết đạt 49 Hình 3.78: Vẽ biên dạng cho Link 49 Hình 3.79: Vẽ biên dạng cho Link 50 Hình 3.80: Vẽ mặt phẳng chuẩn 50 Hình 3.81: Vẽ lỗ mặt phẳng chuẩn 50 Hình 3.82: Vẽ lỗ đối xứng 50 Hình 3.83: Trừ chi tiết biên dạng lỗ 51 Hình 3.84: Vẽ biên dạng tròn 51 Hình 3.85: Vẽ hình khối biên dạng tròn 51 Hình 3.86: Cộng hai chi tiết 51 Hình 3.87: Vẽ biên dạng chữ nhật 51 xi Hình 3.88: Vẽ hình khối biên dạng chữ nhật 52 Hình 3.89: Trừ hai chi tiết 52 Hình 3.90: Chi tiết cuối 52 Hình 3.91: Biên dạng tay kẹp 52 Hình 3.92: Vẽ hình khối tay kẹp 53 Hình 3.93: Bo tròn chi tiết 53 Hình 3.94: Vẽ biên dạng chi tiết 53 Hình 3.95: Vẽ hình khối chi tiết 53 Hình 3.96: Vẽ biên dạng tròn 54 Hình 3.97: Vẽ hình khối dạng tròn 54 Hình 3.98: Cộng hai chi tiết 54 Hình 3.99: Bo tròn chi tiết 54 Hình 3.100: Vẽ biên dạng lỗ 55 Hình 3.101: Tạo lỗ 55 Hình 3.102: Vẽ biên dạng chi tiết 55 Hình 3.103: Vẽ hình khối chi tiết 55 Hình 3.104: Vẽ biên dạng lỗ 56 Hình 3.105: Tạo lỗ 56 Hình 3.106: Trừ hai chi tiết hai lỗ 56 Hình 3.107: Vẽ biên dạng chi tiết 56 Hình 3.108: Vẽ hình khối chi tiết 57 Hình 3.109: Vẽ biên dạng lỗ 57 Hình 3.110: Tạo lỗ 57 Hình 3.111: Trừ hai chi tiết hai lỗ 57 Hình 3.112: Vẽ biên dạng chi tiết 58 Hình 3.113: Vẽ hình khối chi tiết 58 Hình 3.114: Bo số cạnh 58 Hình 3.115: Vẽ biên dạng động 59 Hình 3.116: Vẽ hình khối động 59 Hình 3.117: Bo góc cạnh 59 Hình 3.118: Vẽ biên dạng lỗ 60 Hình 3.119: Tạo lỗ 60 Hình 3.120: Vẽ biên dạng động 60 Hình 3.121: Vẽ hình khối động 60 Hình 3.122: Bo góc cạnh 61 Hình 3.123: Vẽ biên dạng lỗ 61 Hình 3.124: Tạo lỗ 61 Hình 3.125: Tạo bốn lỗ đối xứng 61 Hình 3.126: Động 62 Hình 3.127: Động 62 Hình 3.128: Động 62 Hình 4.1: Môi trường Assembly để lắp ráp 63 Hình 4.2: Cây thư mục 64 Hình 4.3: Thư mục chi tiết cần lắp ráp 64 Hình 4.4: Load chi tiết vào mơi trường lắp ráp 64 Hình 4.5: Load chi tiết vào mơi trường lắp ráp 64 Hình 4.6: Cố định chi tiết 65 Hình 4.7: Chọn hai bề mặt lắp ráp 65 Hình 4.8: Chọn hai đường tâm lắp ráp 65 Hình 4.9: Lắp ráp động 65 Hình 4.10: Kết lắp ráp 66 Hình 4.11: Lắp bulông vào lỗ bulông 66 xii Hình 4.12: Motor lắp vào Link1 66 Hình 4.13: Lắp Motor3 Motor4 vào Link3 67 Hình 4.14: Lắp Motor5 vào Link4 67 Hình 4.15: Cây thư mục Load chi tiết cấu kẹp 67 Hình 4.16: Thư mục chi tiết cấu kẹp 68 Hình 4.17: Các chi tiết môi trường lắp ráp 68 Hình 4.18: Kết lắp ráp tay kẹp 68 Hình 4.19: Chọn biên dạng tay kẹp 69 Hình 4.20: Thư mục khớp quay thứ 69 Hình 4.21: Kết chọn khớp quay 69 Hình 4.22: Chọn hàm toán 70 Hình 4.23: Công thức tạo luật di chuyển cho khớp 70 Hình 4.24: Công thức tạo luật di chuyển cho khớp 70 Hình 4.25: Kết sau chọn 71 Hình 4.26: Hộp thoại mô 71 Hình 4.27: Load khâu vào môi Trường DMU Kinematics 71 Hình 4.28: Thư mục chi tiết cần Load vào rắp ráp 72 Hình 4.29: Di chuyển khâu 72 Hình 4.30: Tạo cấu máy 73 Hình 4.31: Cố định chi tiết làm chuẩn 73 Hình 4.32: Tạo khớp quay thứ 74 Hình 4.33: Chọn đường tâm hai mặt phẳng 74 Hình 4.34: Cây thư mục tạo khớp quay 74 Hình 4.35: Cây thư mục tạo khớp quay robot 75 Hình 4.36: Qui luật chuyển động động 75 Hình 4.37: Kết nối luật chuyển động vừa tạo với động 76 Hình 4.38: Cây thư mục tạo luật chuyển động động 76 Hình 4.39: Biểu đồ qui luật chuyển động 76 Hình 4.40: Thư mục luật chuyển động 77 Hình 4.41: Biểu đồ luật chuyển động 77 Hình 4.42: Hộp thoại giới hạn chuyển động 77 Hình 4.43: Mô động học 78 Hình 4.44: Tạo file mô 78 Hình 4.45: Chọn kiểu mô 79 Hình 4.46: Insert lại trình mô 79 Hình 4.47: Thư mục mô 79 Hình 4.48: Tạo Video mô 80 Hình 4.49: Hộp thoại Video mô 80 Hình 4.50: Đặt tên mô 80 Hình 4.51: Video tiến hành mô 80 Hình 5.1: Môi trường DELMIA 81 Hình 5.2: Cách vào môi trường Device Building 82 Hình 5.3: Thanh công cụ Device Building Toolbar 82 Hình 5.4: Thanh công cụ Device Attributes Toolbar 82 Hình 5.5: Thanh công cụ Device Analysis (Jog) Toolbar 82 Hình 5.6: Thanh công cụ Frame of Interest Toolbar 83 Hình 5.7: Thanh công cụ Measure Toolbar 83 Hình 5.8: Thanh công cụ Resource Device Toolbar 83 Hình 5.9: Cách vào môi trường Device Task Definition 84 Hình 5.10: Thanh công cụ Tag Toolbar 84 Hình 5.11: Thanh công cụ Sequence Toolbar 84 Hình 5.12: Thanh công cụ Robot Management Toolbar 84 xiii Hình 5.13: Thanh công cụ Action Library Toolbars 84 Hình 5.14: Thanh công cụ Activity Management Toolbars 84 Hình 5.15: Thanh công cụ Data Views Toolbar 85 Hình 5.16: Thanh công cụ PPR Tools Toolbar 85 Hình 5.17: Thanh công cụ Simulation Tools Toolbar 85 Hình 5.18: Thanh công cụ Action Composer Toolbar 85 Hình 5.19: Thanh công cụ Robot Controller Toolbar 85 Hình 5.20: Cách vào môi trường DPM Process Definition 86 Hình 5.21: Thanh công cụ Activity Management Toolbar 86 Hình 5.22: Thanh công cụ PPR Tools Toolbar 86 Hình 5.23: Thanh công cụ Data Views Toolbar 86 Hình 5.24: Cách vào môi trường DPM Process and Resource Definition 87 Hình 5.25: Thanh công cụ Link Management Sub-toolbar 87 Hình 5.26: Thanh công cụ Product Management Sub-toolbar 87 Hình 5.27: Thanh công cụ Logical Activities Creation Toolbar 88 Hình 5.28: Thanh công cụ Process Library Creation Toolbar 88 Hình 5.29: Cách vào môi trường Robot Offline Programming 88 Hình 5.30: Hộp thoại Downloading Option 89 Hình 5.31: Hộp thoại User Input Required 89 Hình 5.32: Hộp thoại Robot Program 90 Hình 5.33: Hộp thoại yêu cầu chọn ví trí ngôn ngữ robot 91 Hình 5.34: Thông tin lỗi Upload chương trình 91 Hình 5.35: Hộp thoại Select Translator Jar File 92 Hình 5.36: Hộp thoại Uploading Method 92 Hình 5.37: Hộp thoại Uploading Method chọn Part Coordinates 92 Hình 5.38: Chương trình Robot 93 Hình 5.39: Cách Insert Robot vào môi trường 93 Hình 5.40: Robot Insert vào môi trường 94 Hình 5.41: Hộp thoại Home Position Viewer 94 Hình 5.42: Hộp thoại Home Position Editor 94 Hình 5.43: Tên vị trí Home Home Position Viewer 95 Hình 5.44: Hộp thoại Modify Command Limits 95 Hình 5.45: Frames of Interests vào Link5_Chot 96 Hình 5.46: Hộp thoại Define Plane Frame Type 96 Hình 5.47: Điều chỉnh Vị trí Frame 97 Hình 5.48: Frame xác nhận 97 Hình 5.49: Design1 robot Link5_ Chot 97 Hình 5.50: Frame cho chi tiết kẹp 97 Hình 5.51: Hộp thoại Define Plane Frame Type 98 Hình 5.52: Tool1 gắn lên chi tiết kẹp 98 Hình 5.53: Hộp thoại Frame Type cho Base 98 Hình 5.54: Base xác nhận câu thư mục PPR 99 Hình 5.55: Thuộc tính Inverse Kinematic 99 Hình 5.56: Tab Configuration Inverse Kinematic 100 Hình 5.57: Actuator Space Inverse Kinematic 100 Hình 5.58: Tab Solver Attributes Inverse Kinematic 101 Hình 5.59: Bộ điều khiển cho Robot thư mục PPR 101 Hình 5.60: Hộp thoại Jog 102 Hình 5.61: Thanh Compass 102 Hình 5.62: Mô hình 3D xuất vùng Geometry 103 Hình 5.63: Robot Load vào vùng đồ họa 103 Hình 5.64: Hộp thoại robot Dressup 103 xiv Hình 5.65: Hộp thoại Robot Dressup có thông tin 105 Hình 5.66: Thiết bị Robot gắn với 105 Hình 5.67: Kết gắn thiết bị cho robot 105 Hình 5.68: Hộp thoại Teach 106 Hình 5.69: Thực dạy cho Robot 106 Hình 5.70: Hộp thoại Parameter for Compass Manipulation 106 Hình 5.71: Hộp thoại Teach Insert vị trí 107 Hình 5.72: Command.4 vượt giới hạn 108 Hình 5.73: Chọn Posture_2 hộp thoại Jog 108 Hình 5.74: Kết Teach cho robot 109 Hình 5.75: Hộp thoại Option 109 Hình 5.76: Chọn Retract sau hoạt động Operation.4 109 Hình 5.77: Khi mở cấu kẹp 110 Hình 5.78: Khi đóng cấu kẹp 110 Hình 5.79: Hộp thoại Option 110 Hình 5.80: Hộp thoại Actions Configuration 111 Hình 5.81: Xác định sản phẩm kẹp cho hoạt động Pick 111 Hình 5.82: Chương trình hoạt động 112 Hình 5.83: Chương trình cho Robot 113 Hình 5.84: Cách tạo Process Library 114 Hình 5.85: Hộp thoại New Type 114 Hình 5.86: Derivation Viewer xuất hoạt động Robot 114 Hình 5.87: Thư viện hoạt động Robot Robot 114 Hình 5.88: Hộp thoại Insert Activity 115 Hình 5.89: Thư viện thư mục PPR 115 Hình 5.90: Hiệu chỉnh hiển thị thƣ mục Process 116 Hình 5.91: Hộp thoại I0 Management 116 Hình 5.92: Trạng thái IO thư mục PPR 117 Hình 5.93: Thực robot 117 Hình 5.94: Hộp thoại Wait IO State 118 Hình 5.95: Hoạt động Wait IO State thư mục PPR 119 Hình 5.96: Hoạt động Robot song song 119 Hình 5.97: Hoạt động robot nối tiếp 119 Hình 5.98: Một số hoạt động robot 120 Hình 5.99: Thời gian hoạt động đến robot 120 Hình 5.100: Hộp thoại Process Simulation 121 Hình 6.1: Thanh thép hình chữ T Hình 6.2: Thép ngang 123 Hình 6.3: Sơ đồ bố trí thép lên phẳng chuẩn bị hàn 123 Hình 6.4: Các vị trí thực hàn 123 Hình 6.5: Cách vào môi trường Device Task Definition 124 Hình 6.6: Thư viện robot 124 Hình 6.7: Robot hàn hãng FANUC mã số 120iB10L 125 Hình 6.8: Giá đỡ robot hàn FANUC 120iB10L 125 Hình 6.9: Vị trí lắp robot hàn FANUC 120iB10L hệ thống giá đõ 126 Hình 6.10: Vị trí thép đặt vùng không gian giá đỡ robot hàn 126 Hình 6.11: Súng hàn Weldgun 127 Hình 6.12: Hộp thoại robot Dressup 127 Hình 6.13: Súng hàn sau gắn lên cánh tay robot 127 Hình 6.14: Hộp thoại Teach để thực Dạy học 128 Hình 6.15: Di chuyển cánh tay robot tới vị trí điểm cần hàn 129 Hình 6.16: Thực “dạy học” cho robot 129 Hình 6.17: Thực “dạy học” cho robot hàn cuối thép 130 xv Hình 6.18: Thực “dạy học” cho robot tránh va chạm 130 Hình 6.19: Các bước “dạy học” cho robot hàn tránh va chạm 131 Hình 6.20: Thực hiện“dạy học” cho robot hàn vàò vị trí hàn thép 132 Hình 6.21: Thực hiện“dạy học” cho robot bắt đầu thực hàn 132 Hình 6.22: Thực hiện“dạy học” cho robot thực hàn đường thẳng 132 Hình 6.23: Thực hiện“dạy học” cho robot dừng trước vật cản 133 Hình 6.24: Thực hiện“dạy học” cho robot tránh vật cản 133 Hình 6.25: Thực hiện“dạy học” cho robot vượt qua khỏi vật cản 133 Hình 6.26: Thực hiện“dạy học” cho robot tiếp tục hàn đường thẳng 134 Hình 6.27: Thực hiện“dạy học” cho robot hàn hoàn thành thép thứ hai 134 Hình 6.28: Kết “Teach”toàn công việc hàn cho robot 134 Hình 6.29: Nội dung hương trình RobotTask 135 Hình 6.30: Create Robot Program 135 Hình 6.31: Chương trình điều khiển robot hệ điều khiển FANUC 136 Hình 6.32: Sản phẩm cần hàn 136 Hình 6.33: Hộp thoại Catalog Browser 137 Hình 6.34: Robot MOTOMANSK16 FANUC A120 137 Hình 6.35: Hộp thoại Set Tool hoàn tất 138 Hình 6.36: Robot MOTOMAN gắn thiết bị 138 Hình 6.37: Robot FANUC A-120 gắn thiết bị 138 Hình 6.38: Chi tiết cần hàn lắp vào không gian hàn robot công nghiệp 139 Hình 6.39: Gắn nguồn sản phẩm vào xử lý 139 Hình 6.40: Quá trình Teach cho robot FANUC A-120 140 Hình 6.41: Quá trình Teach robot MOTOMAN 140 Hình 6.42: Hộp thoại lệnh Reach 141 Hình 6.43: Hộp thoại Reachability Status 141 Hình 6.44: Sau điều chỉnh vị trí robot sản phẩm 142 Hình 6.45: Hộp thoại Workspace Envelope 142 Hình 6.46: Vùng không gian làm việc cho robot MotoMAN 143 Hình 6.47: Vùng không gian làm việc robot FANUC 143 Hình 6.48: Hộp thoại Selected Groups 144 Hình 6.49: Hộp thoại Grid Definition 144 Hình 6.50: Hộp thoại Auto Place 145 Hình 6.51: Hộp thoại Task Collision 146 Hình 6.52: Tab Clash Object Definition 146 Hình 6.53: Tab Result and Analysic 147 Hình 6.54: Tab Interlock Map 148 Hình 6.55: Create Robot Program 149 Hình 6.56: Chương trình Daihen 149 Hình 6.57: Chương trình Fanuc 150 Hình 6.58: Tạo nhiệm vụ trống cho Robot 150 Hình 6.59: Mô hình xe thực tế để mô phỏng, lập trình robot hàn 151 Hình 6.60: Vị trí đƣờng hàn khung xe hơi: 152 Hình 6.61: Hộp thoại Catalog chọn Robot công nghiệp 153 Hình 6.62: Chọn Robot FANUC M16iB MOTOMAN SK6 153 Hình 6.63: Vị trí đặt Robot MOTOMAN SK6 FANUC M16iB 154 Hình 6.64: Thiết bị hàn 155 Hình 6.65: Hộp thoại Set Tool 155 Hình 6.66: Vị trí lắp thiết bị robot bi sai 156 Hình 6.67: Hộp thoại hiệu chỉnh hướng thiết bị hàn 156 Hình 6.68: Chọn robot thiết bị để kết hợp hướng với 156 Hình 6.69: Tạo NewTask cho Robot FANUC M-16iB 157 xvi Hình 6.70: Định nghĩa đường cong để hàn 157 Hình 6.71: Hướng vị trí khâu tác động cuối 158 Hình 6.72: Mô trình hàn bị va chạm vào khung xe 158 Hình 6.73: Lỗi vượt tầm kiểm soát cánh tay robot 159 Hình 6.74: Hộp thoại cảnh báo lỗi vượt phạm vi hàn 159 Hình 6.75: Lỗi tầm giới hạn va đập phải khung xe 159 Hình 6.76: Hộp thoại Teach 160 Hình 6.77: Hiệu chỉnh điểm hàn 160 Hình 6.78: Tại vị trí gây va chạm khâu với khung xe 161 Hình 6.79: Kết sau hiệu chỉnh 161 Hình 6.80: Hiệu chỉnh nhiều điểm 162 Hình 6.81: Kết hiệu chỉnh nhiều điểm 162 Hình 6.82: Gốc tọa độ khâu cuối sau hiệu chỉnh 163 Hình 6.83: Cách tạo Process Library 164 Hình 6.84: Hộp thoại New Type 164 Hình 6.85: Thư viện hoạt động bốn robot 164 Hình 6.86: Hộp thoại Insert Activity 165 Hình 6.87: Thƣ viện thƣ mục PPR 165 Hình 6.88: Thiết lập công việc vào cácProcess 166 Hình 6.89: Hoạt động robot song song robot nối tiếp 167 Hình 6.90: Hiệu chỉnh thời gian lập trình để thay đổi vận tốc hàn 167 Hình 6.91: Kết đường biên hàn bám bề mặt phẳng xác 168 Hình 6.92: Tay máy hàn không va chạm vào sản phẩm,xung đột robot với 168 Hình 6.93: Hộp thoại Task Collision 169 xvii [...]... của robot 1 và robot 2 121 Chƣơng 6 122 vii THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT TRONG CÔNG NGHIỆP 122 6.1 Lập trình, mô phỏng một Robot hàn 123 6.1.1 Chuẩn bị vật tƣ cần hàn: 123 6.1.2 Chọn robot công nghiệp thực hiện quá trình hàn 124 6.1.3 Chọn giá đỡ và gá đặt robot 125 6.1.4 Nhập sản phẩm hàn vào vùng không gian giá đỡ và robot. .. Các chức năng, ứng dụng phần mềm Catia 3 Hình 1.2: Ứng dụng ROBOTIC thiết kế, lập trình tay máy công nghiệp 3 Hình 1.3: Mô phỏng hệ thống robot 6 Hình 1.4: Mô phỏng cơ cấu gấp robot bằng Microsoft RDS tích hợp SolidWorks 7 Hình 1.5: Điều khiển robot hàn trên Catia 9 Hình 1.6: Dây chuyền sản xuất mô phỏng trên DELMIA 12 Hình 1.7: Quản lý quy trình đóng tàu bằng... trí Home cho Robot (Home Positions) 94 5.2.3 Định vùng giới hạn hoạt động của các khớp của robot 95 5.2.4 Định nghĩa Frames Of Interests cho Robot 96 5.2.5 Thiết lập Frames Of Interest cho cơ cấu kẹp 97 5.2.6 Tạo bộ điều khiển cho robot 99 5.3 Lập trình điều khiển robot trong môi trƣờng Device Task Definition 102 5.3.1 Nhập robot và sản phẩm vào môi trƣờng mô phỏng 102... hiện và trình tự điều khiển robot 139 6.2.5 Lập trình bằng phƣơng pháp “Teach” cho robot 140 6.2.6 Kiểm tra tầm với của robot 141 6.2.7 Kiểm tra vùng không gian hoạt động robot 142 6.2.8 Công cụ tìm vị trí đặt robot tối ƣu 143 6.2.9 Công cụ phân tích va chạm tự động 145 6.2.10 Xuất chƣơng trình điều khiển robot 149 6.2.11 Nhập một chƣơng trình có sẵn để điều khiển. .. robot 126 6.1.5 Lắp ráp thiết bị súng hàn vào cơ cấu cánh tay robot 126 6.1.6 Phƣơng pháp lập trình “Dạy học” cho robot hàn 128 6.1.7 Xuất chƣơng trình điều khiển robot 135 6.2 Điều khiển hai robot công nghiệp 136 6.2.1 Chọn các loại robot công nghiệp 137 6.2.2 Chọn và lắp thiết bị hàn lên robot 137 6.2.3 Nhập sản phẩm hàn vào vùng không gian robot hàn 138 6.2.4... Hình 4.43: Mô phỏng động học 78 Hình 4.44: Tạo file mô phỏng 78 Hình 4.45: Chọn kiểu mô phỏng 79 Hình 4.46: Insert lại quá trình mô phỏng 79 Hình 4.47: Thư mục mô phỏng 79 Hình 4.48: Tạo Video mô phỏng 80 Hình 4.49: Hộp thoại Video mô phỏng 80 Hình 4.50: Đặt tên mô phỏng 80 Hình 4.51: Video tiến hành mô phỏng ... 5.3.2 Gắn thiết bị tay kẹp lên Robot 103 5.3.3 Lập trình sử dụng phƣơng pháp “Teach” 105 5.4 Mô phỏng, điều khiển phối hợp hai robot 113 5.4.1 Tạo thƣ viện cho Robot 113 5.4.2 Quản lý tín hiệu IOs cho Robot 116 5.4.3 Tạo hoạt động chờ 117 5.4.4 Liên kết hoạt động của robot 119 5.4.5 Điều chỉnh thời gian hoạt động của các robot 120 5.4.6 Mô phỏng nhiệm...4.3 Thiết lập qui luật chuyển động cho các khâu 75 4.3.1 Tạo qui luật chuyển động cho các động cơ 1 75 4.3.2 Mô phỏng Edubot theo một qui luật định sẵn 77 4.3.3 Tạo mô phỏng động học cho Edubot 78 4.3.4 Tạo Video mô phỏng chuyển động 80 Chƣơng 5 81 PHƢƠNG PHÁP LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT 81 5.1 Tổng quan về module DELMIA 81 5.1.1 Giới thiệu môi... Nhập một chƣơng trình có sẵn để điều khiển robot 150 6.3 Điều khiển bốn robot công nghiệp trong dây chuyền hàn xe hơi 151 6.3.1 Nhập sản phẩm vào môi trƣờng làm việc 152 6.3.2 Chọn robot công nghiệp 153 6.3.3 Gắn thiết bị hàn cho robot 154 6.3.4 Thiết lập quỹ đạo đƣờng hàn cho các robot: 156 6.3.5 Liên kết hoạt động của 4 robot hàn 163 Chƣơng 7 170... Create Robot Program 149 Hình 6.56: Chương trình của Daihen 149 Hình 6.57: Chương trình của Fanuc 150 Hình 6.58: Tạo một nhiệm vụ trống cho Robot 1 150 Hình 6.59: Mô hình xe hơi thực tế để mô phỏng, lập trình robot hàn 151 Hình 6.60: Vị trí các đƣờng hàn trên khung xe hơi: 152 Hình 6.61: Hộp thoại Catalog chọn Robot công nghiệp 153 Hình 6.62: Chọn Robot ... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN NGUYỄN KIM HOÀNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CATIA ĐỂ THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT NGÀNH:... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN NGUYỄN KIM HOÀNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CATIA ĐỂ THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT NGÀNH:... 23 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIATHIẾT KẾ VÀ MÔ HÌNH HÓA HÌNH HỌC ROBOT 23 3.1 Thiết lập mô hình đế robot 24 3.2 Thiết lập mô hình 3D cho Link 35 3.3 Thiết lập mô hình