BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THỊ QUYÊN THIẾT KẾ QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CHO ROBOT TÁC HỢP MRM TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Hà Nội – Năm 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THỊ QUYÊN THIẾT KẾ QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CHO ROBOT TÁC HỢP MRM TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ Chuyên ngành: Cơ Điện Tử LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS PHAN BÙI KHÔI Hà Nội – Năm 2015 HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận văn thực dƣới hƣớng dẫn thầy giáo: PGS TS Phan Bùi Khôi Để hoàn thành luận văn này, có sử dụng tài liệu tham khảo đƣợc ghi mục tài liệu tham khảo, không sử dụng tài liệu không đƣợc ghi Nếu sai phạm, xin chịu hình thức kỷ luật theo quy định Học viên thực Nguyễn Thị Quyên HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ Mục lục LỜI CAM ĐOAN LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ROBOT TÁC HỢP 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 Robot tác hợp 1.1.1 Cấu trúc robot tác hợp 1.1.2 Chuyển động thao tác robot tác hợp 12 1.1.3 Mô hình robot tác hợp ứng dụng gia công khí 13 Robot tác hợp gia công khí 15 1.2.1 Mô hình robot tác hợp A 15 1.2.2 Mô hình robot tác hợp B 17 Cơ sở lý thuyết khảo sát robot tác hợp 18 1.3.1 Phương pháp ma trận truyền biến đổi 19 1.3.3 Phương pháp Denavit- Hartenberg, phương pháp Jonh Craig 24 1.3.3 Phương pháp tọa độ suy rộng 31 Các ma trận truyền biến đổi tọa độ 33 2.1.1 Khảo sát cấu trúc động học robot tác hợp 33 2.1.2 Thiết lập hệ tọa độ, ma trận robot tác hợp 35 2.1.3 Các dây chuyền động học 42 Phƣơng pháp tam diện trùng theo 50 2.2.1 Đặc trưng hình học đối tượng gia công 50 2.2.2 Đặc trưng hình học dụng cụ 52 2.2.3 Đặc trưng trạng thái dụng cụ gia công 54 HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ 2.3 Khảo sát động học robot tác hợp 56 2.3.1 Phương trình động học robot tác hợp 56 2.3.2 Bài toán động học thuận 60 2.3.3 Bài toán động học ngược 62 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CHO ROBOT TÁC HỢP 66 3.1 3.2 3.3 Thiết kế quỹ đạo hình học 66 3.1.1 Mô hình hóa đối tượng 67 3.1.2 Mô hình hóa đường dịch chuyển 69 3.1.3 Nội suy đường dịch chuyển 72 3.1.4 Trạng thái khâu thao tác 74 3.1.5 Thiết kế quỹ đạo hình học 75 Thiết kế quỹ đạo động học 78 3.2.1 Yêu cầu kĩ thuật vận tốc dụng cụ trình gia công 79 3.2.2 Yêu cầu kĩ thuật gia tốc dụng cụ trình gia công 81 Mô chuyển động robot tác hợp 82 3.3.1 Mô số động học robot 83 3.3.2 Kết mô số 84 3.3.3 Mô hoạt động robot 87 KẾT LUẬN 91 Tài liệu tham khảo 93 HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ LỜI MỞ ĐẦU Trong phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, ngƣời ngày thực hóa ƣớc mơ làm chủ giới Với mong muốn tự động hóa, sử dụng máy móc thay cho lao động chân tay ,việc nghiên cứu robot hƣớng phát triển kỹ thuật nhiều quốc gia giới Robot ngày có nhiều ứng dụng đời sống thực tế, với ứng dụng đa dạng nhiều mặt, đặc biệt ngày đƣợc tối ƣu hóa mục đích sử dụng Trong lĩnh vực gia công khí, việc tối ƣu hóa robot thể việc đơn giản hóa mặt cấu trúc, tăng tính linh hoạt khả gia công có khả điều khiển số dễ dàng Robot tác hợp - Mechanism of Relative Manipulation Robot (MRM) hƣớng phát triển giúp tối ƣu hóa khả robot Đƣợc cấu trúc hai robot phối hợp chuyển động thực thao tác, robot tác hợp có ƣu điểm linh hoạt định vị định hƣớng khâu thao tác đối tƣợng đƣợc thao tác Với robot cấu trúc nối tiếp chuỗi hở, để đạt đƣợc vị trí hƣớng tùy ý khâu thao tác đối tƣợng cần có cấu trúc khâu, bậc tự Với robot tác hợp yêu cầu đƣợc thỏa mãn với cấu trúc hai robot chuỗi khâu, bậc tự Nhƣ cấu trúc robot thành phần robot tác hợp đơn giản nhờ độ cứng vững dễ đạt đƣợc cao Khi khảo sát, tính toán động học, động lực học, biểu thức biểu diễn chuyển động, vận tốc, gia tốc, lực tác dụng,…với hai robot khâu bậc tự gọn, cồng kềnh đồ sộ so với biểu thức biểu diễn robot bậc tự Điều dẫn đến thuận lợi điều khiển robot tốc độ tính toán, xử lý thông tin nhanh, dễ thực điều khiển theo thời gian thực HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ Chính ƣu điểm lợi đó, robot tác hợp đƣợc nghiên cứu, ứng dụng nhà khoa học quốc tế [1-5], nhƣ quan tâm nghiên cứu nƣớc [6-12] Trong giới hạn luận văn thạc sĩ kỹ thuật, luận văn trình bày toán động học toán thiết kế quỹ đạo robot tác hợp gia công khí dựa mô hình robot tác hợp cụ thể Luận văn trình bày phƣơng pháp khảo sát động học, thiết lập phƣơng trình động học robot giải thuật tính toán, đồng thời trình bày phƣơng pháp thiết kế quỹ đạo theo yêu cầu thao tác công nghệ, tính toán động học vị trí mô hoạt động robot Chƣơng 1: Giới thiệu tổng quan robot tác hợp sở tính toán động học Trình bày sở lí thuyết cho việc khảo sát động học robot tác hợp Đƣa mô hình robot tác hợp cụ thể để nghiên cứu Chƣơng 2: Khảo sát động học mô hình robot tác hợp đƣa Việc khảo sát động học mô hình robot tác hợp đƣợc thực dựa vào sở lí thuyết trình bày chƣơng 1, với cấu trúc yêu cầu cụ thể mô hình robot nghiên cứu Chƣơng 3: Thiết kế quỹ đạo mô Trình bày phƣơng pháp thiết kế quỹ đạo hình học, quỹ đạo động học theo yêu cầu thao tác công nghệ, tính toán động học vị trí, mô hoạt động robot Để minh họa khả ứng dụng mô hình đề xuất, chƣơng trinh tổng quát đƣợc phát triển để mô chuyển động robot dựa ngôn ngữ Visual C Luận văn vào nghiên cứu mô hình robot tác hợp với hai tay máy robot có dạng chuỗi động hở liên tiếp với Tuy nhiên thực gia công tạo hình chi tiết tổng thể cấu trúc cấu trở thành cấu trúc vòng kín, nên khó khăn cho việc khảo sát HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ động học Giải toán khảo sát động học rút phƣơng trình động học robot kết hợp với yêu cầu công nghệ vị trí, vận tốc, gia tốc để thiết kế quỹ đạo hình học nhƣ động học cho robot Sử dụng phần mềm tính toán mô động học cho mô hình robot Để hoàn thành luận văn em nhận đƣợc giúp đỡ bảo tận tình kiến thức nhƣ phƣơng pháp nghiên cứu thầy cô viện Cơ khí nhƣ môn ứng dụng Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất quý thầy cô, đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành biết ơn sâu sắc đến PGS TS Phan Bùi Khôi trực tiếp hƣớng dẫn định hƣớng cho em thực luận văn Trong trình thực luận văn, hạn chế mặt thời gian thực mô hình đề cập mẻ nên tránh khỏi thiếu sót, em kính mong nhận đƣợc góp ý, sửa chữa định hƣớng phát triển hƣớng nghiên cứu cho luận văn quý thầy cô Em xin chân thành cảm ơn Học viên Nguyễn Thị Quyên HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ROBOT TÁC HỢP Ngày nay, xu phát triển xã hội yêu cầu tự động hóa, đại hóa lĩnh vực sản xuất đƣợc quan tâm nghiên cứu Đặc biệt lĩnh vực kỹ thuật khí ngày có nhiều máy móc thiết bị thao tác chƣơng trình số đƣợc phát triển Việc sử dụng máy móc để thay cho hoạt động ngƣời đƣợc thực hóa với đời robot công nghiệp Trong nửa kỷ phát triển gần đây, với đầu tƣ nghiên cứu nhiều quốc gia giới robot có nhiều bƣớc tiến nhảy vọt, đóng góp phần quan trọng thiếu lĩnh vực, đặc biệt sản xuất công nghiệp Với khả làm việc cách tự động với thao tác xác thời gian dài, ƣu thay ngƣời làm việc môi trƣờng độc hại, nguy hiểm, không gian nhỏ robot đƣợc sâu vào nghiên cứu để phát triển Môi trƣờng ứng dụng robot ngày đƣợc mở rộng không công nghiệp mà lĩnh vực đời sống Xu phát triển robot công nghiệp ngày tập trung vào robot có tính ƣu việt nhƣ: Làm việc với tốc độ nhanh hơn, xác hơn, kinh tế hơn, hệ thống ngày gọn nhẹ, nhiều module hơn, hệ thống giao tiếp thông minh, điều khiển số Mô hình robot tác hợp dƣới hƣớng phát triển robot thể ƣu vƣợt trội robot tham gia trình sản xuất, đặc biệt lĩnh vực khí đòi hỏi tính xác cao 1.1 Robot tác hợp Robot công nghiệp hoạt động tự động theo chƣơng trình đƣợc thiết lập sẵn nhằm thay đổi vị trí nhƣ hƣớng khâu thao tác phù hợp với yêu cầu điều kiện trình gia công Khi kết hợp hai hay nhiều robot phối hợp chuyển động thực thao tác trình công nghệ không phát huy hết khả làm việc robot mà giúp đơn giản hóa cấu trúc tổng thể cỗ máy đảm HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ nhiệm hết vai trò trình gia công Hệ thống đƣợc gọi robot tác hợp 1.1.1 Cấu trúc robot tác hợp ` Một robot công nghiệp thông thƣờng đƣợc cấu tạo từ ba phần chính: Bộ phận cảm biến, phận điều khiển cấu chấp hành Trong kết cấu phần cấu chấp hành (tay máy) phần sở định khả làm việc robot Đó phần khí đảm đảm cho robot có khả chuyển động không gian nhƣ thực trình công nghệ Tùy vào yêu cầu, điều kiện làm việc robot để đƣa kết cấu tay máy phù hợp Các thông số tay máy là: - Sức nâng, độ cứng vững, lực kẹp tay máy - Số bậc tự do, trƣờng thao tác tay máy Là khả di chuyển, quay theo phƣơng, trục khâu thao tác, phần thể tích đƣợc quét khâu chấp hành robot thực chuyển động Số bậc tự trƣờng thao tác tay máy phụ thuộc vào kích thƣớc hình học khâu nhƣ cấu tạo khớp - Độ linh hoạt: Là khả định vị, thay đổi vị trí hƣớng khâu thao tác để thực yêu cầu công nghệ Hƣớng ứng dụng robot gia công khí đƣợc phát triển nhiều năm gần chủ yếu hƣớng vào hoàn thiện cấu trúc robot, để robot tăng tính linh hoạt thao tác đảm bảo tính xác phức tạp sản phẩm đƣợc công, mà đảm bảo độ cứng vững trình hoạt động Robot tác hợp hƣớng ứng dụng nhƣ Robot tác hợp hệ gồm hai hay nhiều cánh tay robot đƣợc kết hợp với để tham gia thực gia công chi tiết Mỗi robot hệ thống robot tác hợp giữ nhiệm vụ trình gia công, robot phải đảm bảo đƣợc khả chuyển động phối hợp nhịp nhàng thao tác trình gia công Các robot tác hợp đƣợc nghiên cứu hay thông thƣờng có cấu trúc gồm robot chính: Robot có nhiệm vụ giữ chi tiết gia công robot có nhiệm vụ giữ dụng cụ HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ vi= C (3.27) Giả sử thời điểm ban đầu chọn φ0=0, ta có: i  C t r (3.28) Phƣơng trình động học:  b x E  b x f  r cos  i b b  y E  y f  r sin  i b b  zE  z f  h b b b b b  c13 ( p E ) cos  i cos   c23 ( p E )sin  i sin  - c E 33sin  =0  b c ( b p ) sin   b c ( b p )cos  =0 E i 23 E i  13 pE =[bxE, byE, bzE, bE, bβE, bθE]T , qE= [q11, q12, q13,q21, q22]T b (3.29) (3.30) Có:   f1  b x E   f  b J P   xE     f   b x E  f1  b yE f  b yE f  f1  q  11  f  J q   q11     f  q11 f1 q12 f q12 f  b yE q12 80  f1   b E   f   b E     f   b E   f1  q22   f  q22     f  q22  (3.31) (3.32) HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ vận tốc dụng cụ hệ tọa độ vật đƣợc xác định: b Với giá trị b p E   b xE ,b y E ,b z E , b  E ,b  E ,b  E  T (3.33) pE dễ dàng xác định quy luật vận tốc biến khớp: q   q11, q12, q13 , q21, q22  T (3.34) 3.2.2 Yêu cầu kĩ thuật gia tốc dụng cụ trình gia công Đạo hàm hai vế biểu thức(3.23) theo thời gian có: J P p  J P p  Jqq  Jqq  q  J q 1  J P p  J P p  J q q  (3.35) (3.36) Biểu thức (3.36) xác định quy luật biến đổi gia tốc khâu đƣợc dẫn động cho trƣớc quy luật dịch chuyển dụng cụ hệ tọa độ vật Với ví dụ mô hình robot tác hợp A thực gia công đƣợc mô tả luận văn có:   f1  b   xE  2 f  J P    b xE     f5  b x  E   f1   q11  2 f  J q    q112     f5  q  11  f1  b yE  f2  b yE  f5  b yE  f1 q12  f2 q12  f5 q12 81  f1    b E   f2    b E     f5   b E  (3.37)  f1   q 22   f2   q 22     f5  q 22  (3.38) HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ Từ điều kiện yêu cầu gia tốc, gia tốc dụng cụ hệ tọa độ vật đƣợc xác định : b p E   b xE ,b y E ,b z E , b  E ,b  E ,b  E  T (3.39) Các giá trị: b T p E   b xE ,b y E ,b z E , b  E ,b  E ,b  E  q   q11, q12, q13 , q21, q22  , T đƣợc xác định từ biểu thức toán vận tốc: Thế biểu thức (3.33), (3.34),(3.37), (3.38), (3.39) phƣơng trình (3.36) xác định quy luật gia tốc khớp đƣợc dẫn động q   q11, q12, q13 , q21, q22  T (3.40) Thông thƣờng, robot thực gia công chuyển động với vận tốc gia tốc dụng cụ hệ tọa độ vật là: a=0 Phƣơng trình (3.36) trở thành: q  J q 1  J P p  J q q  3.3 (3.41) Mô chuyển động robot tác hợp Mô chuyển động robot khâu quan trọng trình chế tạo robot Sau trình thiết kế, mô chuyển động robot bƣớc kiểm tra hoạt động robot máy tính có đảm bảo yêu câu trình thiết kế hay không, việc thay đổi thông số hình học đƣa lời giải cho toán tối ƣu hóa cấu Trƣờng hợp mô robot thực gia công đối tƣợng lỗ côn (hình 13) với thông số hình học: Bán kính đáy lớn r = 0.02m , góc côn 2β = 60ο, chiều dài trục côn h=0.04m Đƣa vào giả thiết phôi đƣợc gắn bàn gá cho hệ tọa độ bàn máy Odxdydzd có gốc tọa độ trùng tâm đáy nhỏ lỗ côn, trục z lỗ côn trùng với trục zb Tam diện đặc trƣng hình học đối tƣợng Ofxfyfzf đƣợc biểu diễn hình 13 Trạng thái dụng cụ điểm i đƣợc biểu diễn tam diện Ofixfiyfizfi 82 HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ 3.3.1 Mô số động học robot Mô hình robot tác hợp gia công cắt laze có cấu trúc nêu gồm hai tay máy robot phối hợp thao tác công nghệ Gắn vào khâu thao tác robot mang dụng cụ đầu gia công laze, giả thiết trục tia laze trùng với phƣơng khâu thao tác robot mang dụng cụ: 13 Từ bảng 1,2 biểu diễn tham số động học tay máy robot, để mô hoạt động robot, ta lựa chọn đƣa vào tham số số cấu trúc hình học tay máy: - Thông số hình học robot mang dụng cụ R1: Đƣa vào thông số hình học robot với d11 = 0.6m, a11=0.4m, a12=0.3m , mô hình 3D biểu diễn khâu thao tác robot R1 hình ( 15-16-17-18) - Thông số hình học robot mang chi tiết gia công R2: a20=0.4m, d20=0.5m, d22= 0.04m mô hình 3D biểu diễn khâu thao tác robot R2 hình( 15- 19-20) Các thông số cấu trúc robot tác hợp đƣợc biểu diễn bảng sau Bảng 8: Các thông số cấu trúc robot tác hợp d11 a11 a12 a20 d20 d22 0.6 0.4 0.3 0.4 0.5 0.04 Các đơn vị đo độ dài tính m, đơn vị góc tính độ : ο Mô hình robot tác hợp bàn máy song song cầu: Từ bảng 3, 4, biểu diễn tham số động học robot thành phần, để minh họa, tham số số cấu trúc robot đƣợc cho tổng hợp biểu diễn bảng Bảng 9: Các tham số cấu trúc động học robot tác hợp 83 HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ a1 a2 0,25 0,25 xb yb zb 10 β10 η11 20 β20 η21 η22 0,5 0,5 -0,4 45 120 45 135 120 45 45 Đơn vị dài m, đơn vị góc (0) 3.3.2 Kết mô số Do số biểu thức biểu diễn kết tính toán hệ phƣơng trình động học hai mô hình robot tác hợp nêu thực chƣơng trình cồng kềnh nên không dẫn Từ thông số cấu trúc, hệ tọa độ đƣợc thiết lập tham số động học nhƣ bảng 1, 2, 3, 4, 5, 8, cho phép ta thiết lập hệ phƣơng trình động học robot tác hợp Sử dụng hệ phƣơng trình động học, kết hợp với phƣơng trình biểu diễn yêu cầu công nghệ chƣơng trình tính toán tìm giá trị biểu diễn quy luật chuyển động robot đảm bảo vị trí hƣớng dụng cụ thao tác lên đối tƣợng Dẫn số đồ thị biểu diễn quy luật chuyển động robot: Với khâu chuyển có chuyển động quay, vị trí, vận tốc, gia tốc đƣợc biểu diễn theo góc quay, vận tốc góc, gia tốc góc Với khâu có chuyển động tịnh tiến vị trí, vận tốc gia tốc đƣợc biểu diễn theo dịch chuyển tịnh tiến, vận tốc tịnh tiến, gia tốc tịnh tiến a) Mô hình robot tác hợp A 84 HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ Hình 18 : Đồ thị vị trí, vận tốc, gia tốc khâu 11 theo thời gian 85 Hình 19 : Đồ thị vị trí, vận tốc, gia tốc khâu 11 theo bán kính góc quay điểm đường biên dạng HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ Hình 20 : Đồ thị vị trí, vận tốc, gia tốc khâu 21 theo thời gian 86 Hình 21: Đồ thị vị trí, vận tốc, gia tốc khâu 21 theo bán kính góc quay điểm đường biên dạng HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ b) Mô hình robot tác hợp B Hình 22: Đồ thị vị trí khâu theo thời gian Hình 23: Đồ thị vị trí khâu theo thời gian Hình 25: Đồ thị vị trí khâu 21 theo thời gian Hình 24: Đồ thị vị trí khâu 11 theo thời gian 3.3.3 Mô hoạt động robot Để xây dựng chƣơng trình mô hoạt động robot cần đƣa yêu cầu thông số mô hình học, đối tƣợng mô chuyển động thao tác 87 HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ khâu, khớp trình robot thực thao tác công nghệ Kết mô số, đƣa thông số vào chƣơng trình mô hoạt động robot dẫn đƣợc kết quả: Trên hình 26 giao diện chƣơng trình mô hoạt động robot tác hợp A B cho robot chuyển động theo quy luật tính toán Hình 26-a: Giao diện chương trình mô mô hình robot tác hợp A 88 HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ Hình 26-b: Giao diện chương trình mô mô hình robot tác hợp B Giao diện chƣơng trình gồm hai phần: Điều khiển hiển thị: - Phần điều khiển gồm ba nút ấn kéo Nút ấn: “Du lieu cau truc robot “ cho phép nhập cấu trúc mô hình robot Nút ấn: “Du lieu mo phong robot” cho phép load với thông số hoạt động robot Nút ấn : “run” cho phép chƣơng mô hoạt động tạm dừng Thanh kéo: cho phép phóng to thu nhỏ mô hình - Phần hiển thị Hiển thị mô hình robot hoạt động robot chƣơng trình mô 89 HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ Trên hình 27 biểu diễn hình ảnh vị trí hƣớng thao tác dụng cụ lên đối tƣợng trình gia công Lƣới hình côn C hình biểu diễn tập hợp đƣờng thẳng xác định hƣớng trục dụng cụ thao tác (a) (b) (c) Hình 27: Mô hoạt động robot 90 HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ KẾT LUẬN Cấu trúc động học robot tác hợp phức tạp nhƣng tạo khả đạt vị trí hƣớng tƣơng đối khâu thao tác mang dụng cụ thao tác đối tƣợng thao tác linh hoạt so với robot số bậc tự Mô hình robot tác hợp đƣợc nêu đơn giản nhƣng khả đạt đƣợc hƣớng robot bàn máy vị trí robot dụng cụ linh hoạt, dẫn đến robot có khả tác hợp cao thực thao tác, đặc biệt thao tác gia công khí Qua trình thực luận văn dƣới bảo tận tình thầy giáo, với nỗ lực tìm tòi, trau dồi kiến thức thân, em hoàn thiện luận văn: Thiết kế quỹ đạo chuyển động cho robot tác hợp MRM gia công khí Với kết đạt đƣợc : - Xây dựng mô hình tính toán cho robot tác hợp gia công khí - Khảo sát động học mô hình robot tác hợp cụ thể - Giải toán thiết kế quỹ đạo hình học, quỹ đạo động học cho mô hình robot đƣa - Tính toán, mô hoạt động robot Phƣơng pháp khảo sát động học robot đƣợc trình bày phù hợp đặc thù cấu trúc động học thuận lợi cho việc nhận đƣợc hệ phƣơng trình động học robot Áp dụng phƣơng pháp tam diện trùng theo để thiết lập điều kiện chuyển động robot tạo thuận lợi cho việc thiết kế quỹ đạo chuyển động robot Mô hoạt động robot từ kết tính toán cho hình ảnh trực quan khẳng định độ tin cậy phƣơng pháp khảo sát kết nhận đƣợc 91 HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ Vì giới hạn luận văn thạc sỹ kỹ thuật nên trình bày toán thiết kế quỹ đạo dựa khảo sát toán động học robot Từ kết đạt đƣợc mở rộng hƣớng nghiên cứu vào toán thiết kế quỹ đạo robot dựa khảo sát động lực học tối ƣu hóa cấu trúc, nhƣ nghiên cứu phần cứng vấn đề thiết kế robot thực, ứng dụng thực tế gia công khí Trong trình hoàn thiện luận văn nhiều thiếu sót, em mong nhận đƣợc góp ý quý thầy cô quan tâm tới vấn đề luận văn đề cập tới Em xin chân thành cảm ơn Học viên Nguyễn Thị Quyên 92 HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ Tài liệu tham khảo [1] Afonin V L (1995), Control of technological machinery, constructed on mechanisms of relative manipulation, Journal of Problems of mechanical engineering and machine reliability № 5, pp 97-104 [2] Afonin V L., Krainev A F., Kovalev V E., Liakhov D M., Sleptsov V V (2001) The new generation processing equipments, Moscow, Mechanical Engineering, 251 pgs [3] Krainev A F., Glazunov V A (1994), New mechanisms of relative manipulation Journal of Problems of mechanical engineering and machine reliability, № 5, pp 106-117 [4] Zivanovic M D., Vukobratovic M K (), Multi-Arm cooperating robots, Springer, 288 pgs [5] Jorge Gudino-Lau, Marco A Arteaga, Edited by Jonas Buchli (2006), “Dynamic model, control and simulation of cooperative robots: A case study Mobile robot, moving intelligence”, Pro Literatur Verlag, Germany / AUS Austria, Pp 241-270 [6] Phan Bùi Khôi (2009), “Bài toán động học điều khiển chuyển động chƣơng trình robot tác hợp”, Tuyển tập công trình Hội nghị học toàn quốc kỷ niệm 30 năm Viện Cơ học Tạp chí học, tập 2, tr 317-323 [7] Phan Bui Khoi (2009) “Calculation and simulation of the program motion of mechanisms of relative manipulation”, Journal of Science and Technology, Vietnam Aacademy of Science and Technology № 3, vol, 47, pp 19-28 [8] Phan Bùi Khôi, Trần Minh Thúy, Bùi Văn Hạnh (2007), “Tính toán động học robot hàn có di động”, Tuyển tập công trình hội nghị học toàn quốc lần thứ VIII, tập 1, tr, 280-293 93 HVTH: Nguyễn Thị Quyên GVHG: PGS TS Phan Bùi Khôi Luận văn thạc sĩ [9] Phan Bùi Khôi TG, (2012) “Khảo sát động học robot tác hợp ứng dụng hàn tự động”, Tuyển tập công trình Hội nghị học toàn quốc lần thư 9, tập 4, tr, 7-18 [10] Phan Bùi Khôi, Đỗ Anh Tuấn, Nguyễn Quang Hƣng (2013), “Nâng cao khả công nghệ cho robot hàn đồ gá di động”, u ển tập Hội nghị khoa học to n quốc v hí, Tr, 382-392 [11] Phan Bùi Khôi, Đỗ Anh Tuấn, Hà Huy Hƣng (2009) – “Điều khiển robot hàn điểm chuyển động thao tác công nghệ theo chƣơng trình”, Tuyển tập công trình Hội nghị học toàn quốc kỷ niệm 30 năm Viện Cơ học Tạp chí họ, Tập 2, tr, 331-338 [12] Phan Bui Khoi (2004), “Dynamical investigation of relation manipulation mechanisms in mechanical processing”, Proceedings of National Conference on Mechanics, Vol, 1, Pp, 181-190 94 ... tác robot tác hợp Chuyển động thao tác robot tác hợp trình kết hợp chuyển động tay máy robot thành phần để thực trình công nghệ Khác với robot thông thƣờng, thực trình gia công chi tiết gia công. .. yên, dụng cụ gia công di chuyển chi tiết thực trình gia công Với robot tác hợp trình gia công có kết hợp hai di chuyển dụng cụ gia công đối tƣợng gia công Để thực trình gia công, robot mang dụng... là: robot tác hợp dạng 1: Robot tác hợp có robot robot dạng chuỗi liên tiếp (hình 2)- Mô hình robot tác hợp A, robot tác hợp dạng 2: robot tác hợp có robot mang dụng cụ robot chuỗi liên tục, robot