Đang tải... (xem toàn văn)
Việc lựa chọn và thiết kế robot đóng nắp thùng giấy và dán băng keo hiện nay có thể được thực hiện theo nhiều phương án khác nhau như : Phương án thiết kế chủ động: Các thao tác của cơ cấu đóng nắp thùng giấy được robot chủ động tiến hành, được điều khiển tự động theo các chương trình được thiết kế trước mà không phải dựa theo nguyên lý tự hình thành khi thiết kế theo phương án bị động . Phương án thiết kế bị động : Quy trình hình thành và đóng nắp thùng giấy được thực hiện một cách bị động tức là trên cơ cấu được thiết kế sẵn các cơ cấu con ,dựa trên sự chuyển động tương tác giữa robot với cơ cấu con mà các nắp thùng giấy được tự hình thành . Phương án kết hợp giữa chủ động và bị động : Kết hợp giữa cả 2 phương án chủ động và bị động, một số nắp thùng giấy sẽ được đóng lại nhờ vào thao tác của robot đã được lập trình sẵn và một số nắp của robot sẽ được đóng lại nhờ vào cơ chế tự hình thành khi thùng giấy đi qua các cơ cấu con của cả hệ thống đóng nắp thùng giấy. Đồ án thiết kế robot công nghiệp Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Page 10 Nguyễn Hồng Thái Qua quá trình nghiên cứu và tìm hiểu về hệ thống đóng nắp thùng giấy và dán băng keo theo 3 phương án nêu trên, dựa vào kiến thức bản thân và thông qua mạng internet nhóm chúng em đã thống nhất lựa chọn phương án : Kết hợp giữa chủ động và bị động với đề tài “ Thiết kế robot đóng nắp thùng giấy và dán băng keo” vì các lý do sau: Kết hợp cả 2 phương án chủ động và bị động để phân tích và nghiên cứu về từng ưu nhược điểm của từng phương án. Dựa trên các video trên mạng internet về hệ thống đóng nắp và dán băng keo được thiết kế theo phương án kết hợp cả chủ động và bị động, nên thuận tiện cho quá trình thực hiện đề tài cho nhóm.
KHOA ĐIỆN TỬ BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ ROBOT ĐÓNG NẮP THÙNG GIẤY DÁN BĂNG KEO Chuyên ngành : Cơ điện tử ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ROBOT CÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN: NGUYỄN ĐĂNG HÀO THÁI NGUYÊN - 2017 KHOA ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc o0o ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ROBOT CÔNG NGHIỆP Sinh viên thực : Nguyễn Hồng Thái Tạ Văn Hợi Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Đăng Hào K135520114043 K135520114021 Tên đề tài : - Thiết kế robot đóng nắp thùng giấy ,dán băng keo - Kích thước thùng giấy : 450x600x450 - Tốc độ băng chuyền : 0.2 m/s Kết cần đạt được: - Tính toán, thiết kế - Thuyết minh: Ngày giao đề tài Ngày hoàn thành 01 Bản :12/10/2016 : Trưởng môn Giáo viên hướng dẫn PGS.TS Phạm Thành Long Nguyễn Đăng Hào Lời cam đoan Nhóm chúng em bao gồm Nguyễn Hồng Thái, Tạ Văn Hợi xin cam đoan Kết đồ án nhóm tìm hiểu tham khảo qua tài liệu để hoàn thành Mọi tham khảo dùng đồ án ghi rõ nguồn tham khảo, trích dẫn rõ tên tác giả Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo gian trá, nhóm xin hoàn toàn tự chịu trách nhiệm Mục lục LỜI NÓI ĐẦU DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP 1.1 Lịch sử phát triển robot 1.2 Ứng dụng Robot công nghiệp sản xuất 1.3 Cấu trúc Robot công nghiệp 1.3.1 Các thành phần robot công nghiệp 1.3.2 Kết cấu tay máy 1.4 Lựa chọn phương án thiết kế 1.5 Một số ứng dụng robot công nghiệp 10 CHƯƠNG : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 12 2.1 Yêu cầu kỹ thuật 12 2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 13 2.3 Phân tích cấu vai trò nguyên lý hoạt động hệ thống 14 2.3.1 Sơ đồ động cấu robot gắp thùng giấy 14 c Tính toán giải toán ngược 15 2.3.2 Hệ thống đóng nắp hộp dán băng keo 18 CHƯƠNG BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN DẪN ĐỘNG 26 3.1 Bài toán điều khiển robot 26 3.1.1 Điều khiển dẫn động robot 26 3.1.2 Lựa chọn sử dụng hệ thống khí nén hút thả vật 28 3.2 Kết luận 28 CHƯƠNG KẾT LUẬN 30 4.1 Ưu nhược, điểm 30 4.2 Hướng phát triển đề tài 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 Đồ án thiết kế robot công nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Đã gần kỷ, kể từ xuất giới mẫu hình robot có hàng vạn robot đời làm việc nhiều lĩnh vực sản xuất đời sống – xã hội hầu khắp quốc gia giới ngày robot trở thành tên gọi phổ biến nhân dân Robot trở thành nguồn lực lao động với suất chất lượng cao nhiều lĩnh vực như: công nghiệp, nông nghiệp, y học, an ninh quốc phòng v.v Trong số robot công nghiệp đóng vai trò quan trọng Robot nói chung robot công nghiệp nói riêng tích hợp tinh vi lĩnh vực học – điện – điện tử kỹ thuật điều khiển Có thể nói robot số loại hình sản xuất trí tuệ cao cấp thời đại ngày nay, người tạo để phục vụ người Ở nước ta, robot công nghiệp xuất sau năm 1990 lĩnh vực khí, tự động hóa Để đáp ứng nhu cầu xã hội tiếp cận khoa học kỹ thuật tương lai, tảng ngành điện tử mà chúng em thầy cô truyền đạt nghiên cứu sở ban đầu để chúng em tiếp thu trang bị kiến thức cao , để làm chủ máy móc công cụ đại Trên sở ứng dụng rộng rãi robot, nhóm chúng em nghiên cứu chọn đề tài”Thiết kế robot đóng nắp thùng giấy dán băng keo” Trong trình thực đề tài,do kiến thức chúng em nhiều hạn chế nên nhiều thiếu sót hạn chế Nhóm chúng em nhận góp ý thầy cô Một lần nữa, chúng em xin chân thành cám ơn thầy Nguyễn Đăng Hào thầy cô môn điện tử giúp chúng em thiết kế hoàn thành đề tài Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page Đồ án thiết kế robot công nghiệp DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.3.1 Các thành phần hệ thống robot Hình 1.3.2 Robot hoạt động hệ tạo độ Đề Hình 1.3.3 Robot hoạt động theo hệ tọa độ trụ Hình 1.3.4 Robot kiểu tọa độ góc Hình 1.3.5 Robot SCARA Hình 1.3.6 Robot hoạt động tọa độ cầu Hình 1.5.1 Robot hàn vật 10 Hình 1.5.2 Hình Robot gắp vật 11 Hình 1.5.3 Robot nâng hạ tải 11 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống đóng nắp thùng giấy dán băng keo 13 Hình 2.2 Sơ đồ động robot 14 Hình 2.3 Giá trị l1 đến l2 sau khai báo 16 Hình 2.4 Kết toán ngược 17 Hình 2.5 Hình chiếu đứng hình chiếu cấu dán băng keo mặt đáy thùng giấy 18 Hình 2.6 Hình chiếu cạnh sơ đồ hệ thống dán băng keo mặt đáy thùng giấy 19 Hình 2.7 Thùng giấy chưa đóng nắp đáy 19 Hình 2.8 Quá trình dán băng keo mặt đáy thùng giấy kết thúc thùng giấy khỏi lăn (13) thứ hai 21 Hình 2.9 Hình chiếu đứng hình chiếu hệ thống đóng nắp dán băng keo mặt trêm thùng giấy 22 Hình 2.10 Hình chiếu cạnh hệ thống đóng nắp dán băng keo mặt thùng giấy 23 Hình 2.11 Thùng giấy chưa đóng nắp dán băng keo mặt 24 Hình 2.12 Thùng giấy sau qua lăn số (3) trình dán băng keo kết thúc 25 Hình 3.1 Hệ thống điều khiển robot 26 Hình 3.2 Bộ truyền động khí nén 27 Hình 3.3 Động servo 27 Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống 28 Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page Đồ án thiết kế robot công nghiệp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP 1.1 Lịch sử phát triển robot Thuật ngữ Robot lần xuất vào năm 1920 tác phẩm văn học nhà văn Tiệp Khắc có tên Karel Capek Thuật ngữ Inducstrial Robot (IR)- xuất lần Mỹ công ty AMF (American Manchine Foundry company) quảng cáo mô tả thiết bị mang dáng dấp có số chức cánh tay điều khiển tự động để thực sản xuất số thiết bị gọi versatran Chiếc Robot công nghiệp đưa vào ứng dụng vào năm 1961 Hoa Kỳ Quá trình phát triển IR tóm tắt sau: - Từ năm 50 kỷ trước Mỹ có viện nghiên cứu robot; -Đầu năm 60 xuất sản phẩm mang tên versatran cảu công ty AMF -Ở anh bắt đầu nghiên cứu chế tạo IR theo quyền công ty AMF Mỹ từ năm 1967 -Các nước tây âu khác bắt đầu nghiên cứu từ năm 70 -Châu có Nhật nghiên cứu từ năm 1968 Đến có 200 công ty sản xuất IR, có 80 công ty Nhật,90 công ty nước tây âu,30 công ty Mỹ số nước khác 1.2 Ứng dụng Robot công nghiệp sản xuất Từ đời robot công nghiệp ứng dụng nhiều lĩnh vực góc độ thay sức người Nhờ dây chuyền sản xuất đươc tổ chức lại làm tăng suất lao động, hiệu sản xuất tăng lên rõ rệt Mục tiêu ứng dụng robot công nghiệp nhằm nâng cao suất day chuyền công nghệ, giảm giá thành sản phẩm, nâng cao chất lượng khả cạnh tranh Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page Đồ án thiết kế robot công nghiệp sản phẩm đồng thời cải thiện điều kiện sản xuất Đạt mục tiêu nhờ vào khả to lớn robot công nghiệp như: làm việc mệt mỏi, có khả thay đổi nghề cách thành thạo, chịu phóng xạ, làm việc môi trường độc hại, nhiệt độ cao, “cảm nhận” từ trường, sóng siêu âm mà người làm Robot thay người trường hợp làm công việc không nặng nhọc đơn điệu dễ gây nhàm chán mệ mỏi, dễ nhầm lẫn Trong ngành khí robot sử dụng nhiều lĩnh vực công nghệ đúc, công nghệ hàn, cắt gọt kim loại, sơn, phun phủ kim loại, tháo lắp vận chuyển phôi, lắp ráp sản phẩm Ngày xuất nhiều dây chuyền sản xuất tự động gồm máy CNC robot công nghiệp, dây chuyền đạt mức tự động hóa cao, linh hoạt cao máy móc robot điều khiển chương trình Ngoài phân xưởng, nhà máy, robot áp dụng lĩnh vực thăm dò thêm lục địa, đại dương, y học, quốc phòng lĩnh vực chinh phục vũ trụ, công nghiệp nguyên tử, lĩnh vực xã hội Rõ ràng khả làm việc robot số điều kiện vượt trội hẳn so với khả người Do phương tiện hữu hiệu để tự động hóa, nâng cao suất lao động, giảm nhẹ cho người việc nặng nhọc, độc hại Nhược điểm lớn robot chưa linh hoạt người Trong dây chuyền sản xuất có robot bị hỏng ảnh hưởng tới toàn dây chuyền Cho nên robot phải làm việc giám sát người - Cánh tay: Là kết cấu khí gồm khâu liên kết khớp động, nguồn động lực động điện, hệ thống xi lanh khí nén thủy lực - Dụng cụ thao tác dạy bàn tay, mỏ hàn, đá mài - Thiết bị dạy học thiết bị dạy dỗ thao tác cần thiết - Các phần mềm lập trình Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page Đồ án thiết kế robot công nghiệp 1.3 Cấu trúc Robot công nghiệp 1.3.1 Các thành phần robot công nghiệp Một robot công nghiệp thường bao gồm thành phần sau: cánh tay robot, nguồn động lực,dụng gắn lên khâu chấp hành cuối,các cảm biến điều khiển,thiết bị dạy học máy tính…….các phần mềm lập trình coi thành phần hệ thống robot Mối quan hệ thành phần robot hình (1.3) Các cảm biến Thiết bị dạy học Bộ điều khiển máy tính Nguồn động lực Các chương trình Cánh tay robot Dụng cụ thao tác Hình 1.3.1 Các thành phần hệ thống robot -Cánh tay robot (tay máy) kết cấu khí gồm khâu liên kết với khớp động để tạo nên chuyển động robot -Nguồn động lực động điện (động điện chiều động bước),các hệ thống xilanh khí nén,thủy lực để tạo động lực cho tay máy hoạt động -Dụng cụ thao tác gắn khâu cuối robot,dụng cụ robot có nhiều kiều khác :dạng bàn tay để nắm bắt đối tượng công cụ làm việc mỏ hàn đá mài, dầu phun sơn Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page Đồ án thiết kế robot công nghiệp -Thiết bị dạy học (Teach pendant) dùng để dạy cho robot thao tác cần thiết theo yêu cầu trình làm việc ,sau robot tự lặp lại động tác dạy để việc -Các phần mềm để lập trình chương trình điều khiển robot cài đặt máy tính ,dùng điều khiển robot thông qua điiều khiển (Controller) Bộ điều khiển gọi Modun điều khiển (hay unit,driver), thường dùng để kết nối với máy tính Một modun điều khiển có cổng vào –ra để làm việc với nhiều thiết bị khác cảm biến giúp robot nhận biết trạng thái thân,xác định vị trí đối tượng làm việc dò tìm khác ,điều khiển băng tải cấu cấp phôi hoạt động phối hợp với robot 1.3.2 Kết cấu tay máy Tay máy thành phần quan trọng ,nó định khả làm việc robot.Cấc kết cấu nhiều tay máy theo cấu tạo tay người ,tuy nhiên ngày tay máy thiết kế đa dạng,nhiều robot có hình dáng khác so với tay người Trong thiết kế sử dụng tay máy,chúng ta cần phải quan tâm đến thông số hình động học , thông số liên quan đến khả làm việc robot tầm với , số bậc tự do, độ cứng vững, tải trọng vật nặng, lực kẹp Các khâu robot thường thực chuyển động : Chuyển động tịnh tiến theo hướng x,y,z không gian Descarde ,thông thường tạo nên hình khối chuyển ddoognj thường ký hiệu P(Prismatic) T(Translation) Chuyển động quanh trục x,y,z kí hiệu R(Rotation) Tùy thuộc vào số khâu tổ hợp chuyển động (R T) mà tay máy có kết cấu khác với vùng làm việc khác nhau.Các kết cấu thường gặp robot robot kiểu tọa độ Đề các,tọa độ trụ,,tạo độ cầu ,robot kiểu scara,hệ tọa độ góc Robot kiểu tọa độ Đề : Là tay máy có chuyển động tịnh tiến theo phương trục hệ tọa độ gốc Trường công tác có dạng khối chữ nhật Do kết cấu đơn giản, loại tay máy có độ cứng vững cao, xác khí dễ đảm bảo Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page Đồ án thiết kế robot công nghiệp 2.3.2 Hệ thống đóng nắp hộp dán băng keo + Sơ đồ hệ thống thực đóng nắp dán băng keo mặt đáy thùng giấy: 13 14 15 n 12 10 11 Hình 2.5 Hình chiếu đứng hình chiếu cấu dán băng keo mặt đáy thùng giấy Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page 18 Đồ án thiết kế robot công nghiệp n n Hình 2.6 Hình chiếu cạnh sơ đồ hệ thống dán băng keo mặt đáy thùng giấy 1.Dao cắt băng keo 7.Con lăn 13.Con lăn dán băng keo 2.Cơ cấu lò xo kéo 8.Khâu số 14.Băng tải 3.Khâu số 9.Khâu số 15 Con lăn dán băng keo 4.Con lăn 10.Lò xo kéo 5.Băng keo 11.Khâu số 11 6.Cuộn băng keo 12.Cơ cấu chạc Hình 2.7 Thùng giấy chưa đóng nắp đáy Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page 19 Đồ án thiết kế robot công nghiệp -Nguyên lý làm việc hệ thống: Thùng giấy sau cánh tay robot gắp vào hệ thống mặt trước (1) thùng giấy gập lên theo nguyên lý hình thành chủ động nhờ vào cần gạt gắn cánh tay robot Sau mặt trước (1) thùng giấy gạt lên ,nhờ vào chuyển động động đưa cánh tay robot gắp thùng giấy di chuyển đoạn đường dài 1200mm tiến vào vào cấu chạc ba Thùng giấy đưa bắt đầu vào cấu chạc ba chiều dài chạc thứ cấu chạc ba dài nên mặt sau (2) thùng giấy gập lên.Tiếp đến sau mặt sau (2) gập lên hai mặt bên (3) (4) tự gập lên nhờ vào hai chạc (1) (2) cấu chạc ba.Từ theo băng chuyền thùng giấy đưa đến cấu dán băng keo tự động mặt đáy Dây băng keo (5) kéo từ cuộn băng keo vòng qua lăn (4),(7) có tác dụng làm căng băng keo đến vị trí lăn dán băng keo (13) Thùng giấy băng tải (14) đưa vào cụm dán băng keo để tiến hành dán Khi thùng giấy di chuyển đến vị trí lăn dán băng keo (13),tác động làm cho lăn dán băng keo (13) đẩy lên, đồng thời khâu số (3) nâng lên tác động qua khâu số(9) số (11) làm cho lăn dán băng keo (13) thứ hai nâng lên Dây băng keo bắt đầu dán thùng giấy chạm vào lăn (13) thứ Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page 20 Đồ án thiết kế robot công nghiệp Thùng giấy di chuyển gần đến vị trí dao cắt (1) tác động vào khâu số (8) làm cho dao cắt (1) hạ xuống Khi thùng di chuyển khỏi khâu (8) không tác động vào khâu nên khâu (8) nâng lên nhờ lò xo kéo (2) Do dao cắt (1) gắn khâu số (8) nên thùng giấy khỏi khâu số (8) dao cắt (1) nâng lên đồng thời, lúc dao cắt (1) cắt đứt dây băng keo Sau băng keo cắt đứt, thùng giấy sau dán băng keo mặt đáy di chuyển đến lăn số (13) thứ hai,con lăn có nhiệm vụ ép chặt lại dây băng keo dán thùng giấy Quá trình dán băng keo mặt đáy thùng giấy kết thúc thùng giấy khỏi lăn (13) thứ hai 13 14 15 n 12 10 11 Hình 2.8 Quá trình dán băng keo mặt đáy thùng giấy kết thúc thùng giấy khỏi lăn (13) thứ hai Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page 21 Đồ án thiết kế robot công nghiệp + Sơ đồ hệ thống thực đóng nắp dán băng keo mặt thùng giấy: 16 15 12 11 10 15 13 16 A B n 17 14 18 n n Hình 2.9 Hình chiếu đứng hình chiếu hệ thống đóng nắp dán băng keo mặt trêm thùng giấy Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page 22 Đồ án thiết kế robot công nghiệp 16 15 n n Hình 2.10 Hình chiếu cạnh hệ thống đóng nắp dán băng keo mặt thùng giấy 1.Dao cắt băng keo 6.Khâu số 11.Cơ cấu lò xo kéo 2.Khâu số 7.Con lăn 12.Con lăn dán băng keo 3.Con lăn dán băng keo 8.Cuộn băng keo 13.Khâu số 13 4.Cơ cấu lò xo kéo 9.Băng keo 14 Con lăn 5.Con lăn 10.Khâu số 10 15 Cần gạt 16 Cơ cấu chạc 17 Động 18 Công tắc hành trình Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page 23 Đồ án thiết kế robot công nghiệp -Thùng giấy sau đặt sản phẩm vào bên tiếp tục đưa vào băng tải để tiến hành đóng nắp dán băng keo mặt trên: Thùng giấy băng tải đưa vào hệ thống đóng nắp dán băng keo, thùng giấy sau đặt sản phẩm phào bên trong, theo băng tải di chuyển, chạm vào công tắc hành trình (18) thiết kế vị trí lăn, công tắc hành trình có nhiệm vụ điều khiển cần gạt (15) gập mặt trước (5) xuống Hình 2.11 Thùng giấy chưa đóng nắp dán băng keo mặt Mặt trước (5) gập xuống đồng thời thùng giấy băng tải đưa tới cấu chạc để gập mặt sau (6) hai mặt bên (7) (8) theo nguyên lý bị động Tương tự hệ thống dán băng keo mặt đáy ,hệ thống dán băng keo bề mặt thùng giấy hoạt động theo nguyên lý sau: Dây băng keo (9) kéo từ cuộn băng keo vòng qua lăn (5), (7) có tác tác dụng làm căng dụng làm băng keo đến vị trí lăn dán băng keo (12) Thùng giấy băng tải đưa vào cụm dán băng keo để tiến hành dán Khi Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page 24 Đồ án thiết kế robot công nghiệp thùng giấy di chuyển đến vị trí lăn dán băng keo (12),tác động làm cho lăn dán băng keo (12)được đẩy lên, đồng thời khâu số(3) nâng lên tác động qua khâu số(6) số (13) làm cho lăn dán băng keo(3) nâng lên Dây băng keo bắt đầu dán thùng giấy chạm vào lăn (12) Thùng giấy di chuyển gần đến vị trí dao cắt (1) tác động vào khâu số (2) làm cho dao cắt (1) nâng lên Khi thùng di chuyển khỏi khâu (2) không tác động vào khâu nên khâu (2) hạ xuống nhờ lò xo kéo (11) Do dao cắt (1) gắn khâu số (2) nên thùng giấy khỏi khâu số(2) dao cắt (1) hạ xuống đồng thời, lúc dao cắt (1) cắt đứt dây băng keo Sau băng keo cắt đứt, thùng giấy sau dán băng keo mặt đáy di chuyển đến lăn số (3),con lăn có nhiệm vụ ép chặt lại dây băng keo dán thùng giấy Quá trình dán băng keo mặt đáy thùng giấy kết thúc thùng giấy khỏi lăn (3) 15 16 12 11 10 13 A B n 17 18 Hình 2.12 Thùng giấy sau qua lăn số (3) trình dán băng keo kết thúc Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page 25 Đồ án thiết kế robot công nghiệp CHƯƠNG BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN DẪN ĐỘNG 3.1 Bài toán điều khiển robot Lựa chọn hệ thống điều khiển : Để thực điều khiển robot hệ thống gồm có: -Hệ thống liệu -Hệ thống điều khiển -Hệ thống dấn động -Hệ thống cảm biến -Hệ thống chấp hành -Cơ cấu kiểm tra Hình 3.1 Hệ thống điều khiển robot 3.1.1 Điều khiển dẫn động robot Việc điều khiển dẫn động cho robot sử dụng động nguồn tạo động lực chuyển động cho khớp robot, đặc điểm sử dụng robot phải bám sát quỹ đạo thiết kế định vị xác… Hiện thường sử dụng ba loại dẫn động hệ thống điều khiển tay máy là: Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page 26 Đồ án thiết kế robot công nghiệp -Dẫn động khí nén -Dẫn động điện -Dẫn động thủy lực Dựa hiểu biết thân qua quan sát hệ thống đóng nắp dán băng keo thực tế chúng em định sử dụng hệ điều khiển dẫn động robot phương pháp “ Dẫn động khí nén’’ Hình 3.2 Bộ truyền động khí nén - Động dẫn động cho robot : Dựa nghiên cứu từ thực tế qua video robot đóng nắp thùng giấy ,nhận thấy phạm vi góc quay robot phạm vi từ 00 => 900 nên chúng em chọn sử dụng động điều khiển robot động servo góc quay điều chỉnh xác Hình 3.3 Động servo Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page 27 Đồ án thiết kế robot công nghiệp 3.1.2 Lựa chọn sử dụng hệ thống khí nén hút thả vật Hệ thống khí nén lắp vào cánh tay robot gắp thùng giấy để điều khiển hoạt động di chuyển thao tác gắp thùng giấy robot Đế robot thiết kế động có tác dụng đưa robot di chuyển ray trượt số (1) 20 2000 4xR50 A 450 B 450 600 10 Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống Động servo lắp đặt thiết kế trục khớp quay robot có nhiệm vụ điều khiển thao tác quay từ vị trí A sang vị trí B ngược lại để tiến hành gắp thùng giấy đưa vào cấu 3.2 Kết luận Để thiết kế robot đóng nắp thùng giấy dán băng keo cấu sử dụng hệ thống để thực công việc điều khiển dẫn động cho robot bao gồm: - Động servo: Có vai trò điều khiển chuyển động quay robot Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page 28 Đồ án thiết kế robot công nghiệp - Hệ thống khí nén: Có vai trò tạo chuyển động tịnh tiến trình hút thả vật giác hút cao su - Công tắc hành trình: Điều khiển cấu cần gạt việc thực đóng năp thùng giấy theo nguyên lý chủ động Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page 29 Đồ án thiết kế robot công nghiệp CHƯƠNG KẾT LUẬN 4.1 Ưu nhược, điểm Sau trình nhận đề đài thực đồ án robot “ Thiết kế robot đóng nắp thùng giấy dán băng keo’’ nhóm chúng em hoàn thành yêu cầu đề tài cụ thể : - Thể cấu sơ đồ hoạt động robot toàn hệ thống đóng nắp thùng giấy dán băng keo - Hiểu nguyên lý làm việc toàn hệ thống, vai trò cấu hệ thống Tuy nhiên kiến thức hạn chế nên việc thực đề tài gặp phải nhiều hạn chế : - Mới tập trung thể số vấn đề yêu cầu đề tài cấu, sơ đồ nguyên lí mà chưa thể yếu tố kết cấu khí hay vật liệu chế tạo cánh tay robot - Cơ cấu robot hệ thống dừng lại mức tổng quát mà chưa sâu vào nghiên cứu phân tích lựa chọn việc sử dụng động cho khớp cụ thể robot hay động sử dụng hệ thống băng tải - Do hạn chế thời gian kiến thức nên đồ án nhóm em hạn chế thiếu sót Rất mong góp ý thầy cô giáo để đồ án nhóm em hoàn thiện 4.2 Hướng phát triển đề tài Thiết kế robot đóng nắp thùng giấy dán băng keo,nhóm chúng em thực thiết kế hệ thống từ kết hợp cấu bị động cấu chủ động nên nhiều điểm hạn chế mặt đồng bộ, nên từ mặt hạn chế tiến hành thiết kế hệ thống sản xuất tiến hành thiết kế dựa việc sử dụng cấu chủ động để tạo nên tính đồng nhât cho sản phẩm Việc thiết kế robot đóng nắp thùng giấy dán băng keo có vai trò quan trọng với nghành công nghiệp đặc biệt sản xuất ,nó giúp Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page 30 Đồ án thiết kế robot công nghiệp tiết kiệm nhân lực thời gian ,nâng cao suất sản xuất, thay người với công việc nhàm chán Chính việc thiết kế robot đóng nắp thùng giấy dán băng keo phát triển theo hướng vĩ mô góp phần phục vụ cho nghành công nghiệp đóng gói sản phẩm mang tính sản xuất hàng loạt Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page 31 Đồ án thiết kế robot công nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Phạm Thành Long, “Bài giảng Robot công nghiệp”, Thái Nguyên, 2014 [2] Lê Hoài Quốc, “Kỹ thuật người máy Phần 1: Robot công nghiệp”, NXB Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh, 2005 [3] GS.TSKH Nguyễn Thiện Phúc, “Robot công nghiệp”, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2006 [4] PGS.TS Đào Văn Hiệp, “Kỹ thuật robot”, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2006 [5] Trần Thế San (biên dịch), “Cơ sở nghiên cứu & sáng tạo robot”, NXB Thống Kê, 2003 [6] John J Craig, “Introduction to robotics”, Addition-Wesley Publishing Company, Inc, 1986 [7] Một số tài liệu mạng Internet https://www.youtube.com/watch?v=jUjMlSGjSZo https://www.youtube.com/watch?v=1dEG4itIOMw Sinh viên thực hiện: Tạ Văn Hợi Nguyễn Hồng Thái Page 32 ... 12 Đồ án thiết kế robot công nghiệp 2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống -Theo yêu cầu toán ,“thiết kế Robot đóng nắp thùng giấy dán băng keo’’ sơ đồ nguyên lý hệ thống chia làm sơ đồ bao gồm: +Sơ đồ. .. 300 225 z1 d2=500 x0 z0 (d1) Hình 2.2 Sơ đồ động robot a Tính toán Bao gồm toán : -Tính toán động học -Tính toán vị trí Tính toán động học -Sơ đồ động Robot Bảng D-H: Khớp R(z,θ) T(z,d) T(x,a)... Hồng Thái Page Đồ án thiết kế robot công nghiệp 1.3 Cấu trúc Robot công nghiệp 1.3.1 Các thành phần robot công nghiệp Một robot công nghiệp thường bao gồm thành phần sau: cánh tay robot, nguồn