Lời nói đầu Lời nói đầu Trong công cuộc công nghip hóa hin i hóa t nc , vn t ng hóa trong sn xut đóng vai trò c bit quan trng. Ngày nay robot đang đợc ứng dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp , các nhà máy góp phần tăng hiệu quả sản xuất , đẩy mạnh phát triển nền kinh tế . Chính vì vậy robot đã và đang đợc thúc đấy nghiên cứu để có thể áp dụng rộng rãi để phục vụ đời sống con ngời . Hiện nay trong rất nhiều ngành công nghiệp đã ng dng những k thut tiên tiến nhất của robot trong công nghip nhằm nâng cao nng sut dây chuyn công ngh , nâng cao cht lng sản phẩm v kh nng cnh tranh ca sn phm dẫn đến nâng cao đợc hiệu quả kinh tế trong đầu t . Ra đời cách đây nửa thế kỉ nhng robot công nghiệp đã có sự phát triển vợt bậc . Nhiều nớc trên thế giới đã sớm nghiên cứu và áp dụng mạnh mẽ kĩ thuật robot vào sản xuất và đã đạt đợc nhiều thành tựu to lớn . Đối với nc ta, kỹ thuật robot vẫn còn là vấn đề khá mới mẻ , trc nhng nm 90 hu nh cha nghiên cứu v k thut Robot. Bắt đầu t nm 1990 nhiu nhà máy công nghip ã nhp ngoi nhiu loi robot phc v quá trình sản xuất nh trong việc lp ráp các linh kin in t , lắp ráp xe máy , hn v xe ô tô, phun ph b mt HIện nay ở bộ môn Tự động hóa XNCN trờng đại học Bách Khoa Hà Nội đã có những nghiên cứu để đóng góp cho việc thit k ch to v lp ráp robot phục vụ cho nền công nghiệp nớc nhà . Robot chính là phơng tiện hữu hiệu nhất để tự động hóa , nâng cao năng suất lao động và giảm nhẹ cho con ngời trong những công việc nặng nhọc và độc hại . Vì vậy robot công nghip đã trở thành một bộ phận quan trọng trong các ngành công nghiệp . 1 Lời nói đầu Chơng 1 Tổng quan về robot công nghiệp 1.1. Sơ lợc quá trình phát triển và một số điểm mốc của lịch sử phát triển robot công nghiệp . Thuật ngữ robot lần đầu tiên xuất hiện năm 1920 với ý nghĩa là một chiếc máy giống nh ngời để phục vụ cho yêu cầu trong đời sống , sản xuất của con ngời . Thế nhng từ thế kỉ 17 một số thiết bị máy móc đợc chế tạo đã có một số đặc tính làm việc nh robot công nghiệp hiện nay Jacques de Vancanson chế tạo một số búp bê cơ khí đánh nhạc . Năm 1801 J.Jacquard phát minh khung dệt vải có thể lập trình .Năm 1805 H.Mailader chế tạo búp bê cơ khí biết vẽ tranh .Năm 1892 S.Babbitt đã thiết kế một cần trục truyền động động cơ có cơ cấu kẹp để gắp thỏi thép đúc ra khỏi lò nung . Đầu thập kỉ 40 của thế kỉ 20 thì con ngời đã phát minh ra cánh tay máy công nghiệp điển hình là năm 1938 W.Polland và H.Roselund đã thiết kế 1 cơ cấu phun sơn lập trình cho công ty De Vilbiss . Năm 1946 G.C.Devol sáng chế thiết bị điều khiển có thể ghi lại những tín hiệu điện bằng từ hóa sau đó đợc sử dụng để điểu khiển một máy cơ khí . Vào những năm 50 , xuất hiện khái niệm về robot thông minh với kĩ thuật hỗ trợ là bộ nhớ vòng .Năm 1951 xuất hiện cơ cấu tau máy điều khiển từ xa có thể mang các vật liệu phóng xạ chế tạo .Năm 1952 mẫu máy điều khiển số đầu tiên ra đời và đợc trng bày ở Viện Công nghệ Massschusetts sau một vài năm nghiên cứu chế tạo . Năm 1954 G.C.Devol đăng kí bản quyền phát minh thiết kế robot . đầu những năm 60 giới thiệu những robot đợc điều khiển bằng máy tính có ứng dụng trong công nghiệp thúc đẩy việc tăng cờng nghiên cứu robot .Năm 1960 Robot Unimate đầu tiên đợc giới thiệu là robot truyền động thủy lực , nó sử dụng dạng nguyên lý điều khiển số cho điều khiển cơ cấu tay máy . Năm 1961 công ty Ford lắp đặt Robot Unimate .Năm 1962 công ty General Motor (GM) lắp đặt robot công nghiệp đầu tiên (robot Unimate )trong dây chuyền sản xuất .Năm 1966 công ty Trallfa lắp đặt robot phun sơn . Năm1968 Robot di chuyển Shakey đợc chế tạo tại Viện Nghiên Cứu Stanford . Robot này đợc trang bị một số cảm biến tiếp xúc , máy ảnh , có thể di chuyển trên mặt sàn . Những năm 70 đánh dấu mốc quan trọng trong quá trình phát triển robot là sự xuất hiện của robot có trí thông minh nhân tạo có thể ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp với kĩ thuật vi xử lý lần đầu tiên đợc giới thiệu và phát triển .Năm 1970 tay máy Stanford là robot nhỏ điều khiển bằng điện đợc chế tạo ở trờng đại học Stanford .Năm 1971 hiệp hội robot công nghiệp Nhật Bản bắt đầu đề xuất sử dụng robot trong công nghiệp Nhật Bản .Năm 1973 viện nghiên cứu Stanford công bố ngôn ngữ lập trình máy tính đầu tiên cho robot trên là ngôn ngữ WAVE . Năm 1974 công ty máy tính Cincinnati Milacron giới 2 Lời nói đầu thiệu robot 3 T điều khiển bằng máy tính . Năm 1975 phòng thí nghiệm Charles Stack Draper đã chế tạo cơ cấu nhún có tâm ở xa sử dụng cho robot lắp ráp .Năm 1976 Robot PUMA (máy lắp ráp vạn năng có thể lập trình) đợc trình diễn . Năm 1978 robot 3 T của hãng Cincinnati Milacron đợc lập trình thực hiện các công việc khoan và hàn trên các bộ phận của máy bay . Trong cùng năm đó thì robot Scara đợc chế tạo cho dây chuyền lắp ráp ở trờng đại học Yamanashi (Nhật) . Năm 1979 robot công nghiệp bắt đầu một thời kì phát triển nhanh với các robot mới . Những năm 80 lần lợt các kĩ thuật mới là kĩ thuật số , kĩ thuât quang đợc áp dụng vào nghiên cứu robot , đặc biệt là những robot dùng trong công việc nguy hiểm .Năm 1980 robot truyền động trực tiếp DDR đợc sáng chế ở trờng đại học Carnegie-Mellon .Năm 1981 hãng máy tính IBM chế tạo robot RS-1 cho lắp ráp .Năm 1982 một số hệ thống lập trình Off-line đợc trình diễn cho robot . Năm 1984 ứng dụng robot tiếp tục phát triển mạnh tập trung vào tich hợp robot trong các dây chuyền sản xuất linh hoạt FMS và hệ thống CIM Năm 1991 đánh dấu bớc phát triuền mới của nền kinh tế thế giới với tập trung sản xuất các sản phẩm phức tạp và ứng dụng công nghệ vì điện tử và công nghệ hiển thị trong robot của dây chuyền sản xuất tự động hóa áp dụng kĩ thuật điều khiển logic và những nghiên cứu về robot có trí thông minh nhân tạo cùng với sự tiến bộ về cơ khí đã làm cho robot đáp ứng hầu hết trong các ngành công nghiệp. 1.2. ứng dụng robot công nghiệp trong sản xuất . Từ khi mới ra đời robot công nghiệp đợc áp dụng trong nhiều lĩnh vực dới góc độ thay thế sức ngời. Nhờ vậy các dây chuyền sản xuất đợc tổ chức lại, năng suất và hiệu quả sản xuất tăng lên rõ rệt. Mục tiêu ứng dụng robot công nghiệp nhằm góp phần nâng cao năng suất dây chuyền công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lợng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm đồng thời cải thiện điều kiện lao động. Đạt đợc các mục tiêu trên là nhờ vào những khả năng to lớn của robot nh : làm việc không biết mệt mỏi, rất dễ dàng chuyển nghề một cách thành thạo, chịu đợc phóng xạ và các môi trờng làm việc độc hại, nhiệt độ cao, cảm thấy đợc cả từ trờng và nghe đợc cả siêu âm Robot đợc dùng thay thế con ngời trong các trờng hợp trên hoặc thực hiện các công việc tuy không nặng nhọc nhng đơn điệu, dễ gây mệt mỏi , nhầm lẫn. Trong ngành cơ khí, robot đợc sử dụng nhiều trong 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 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 hoá cao, mức độ linh hoạt cao . . . ở đây các máy và robot đợc điều khiển bằng cùng một hệ thống chơng trình. Ngoài các phân xởng, nhà máy, kỹ thuật robot cũng đợc sử dụng trong việc khai thác thềm lục địa và đại dơng, trong y học, sử dụng trong quốc phòng, trong chinh phục vũ trụ, trong công nghiệp nguyên tử, trong các lĩnh vực xã hội . . . 3 Lời nói đầu Rõ ràng là khả năng làm việc của robot trong một số điều kiện vợt trội hơn khả năng của con ngời; do đó nó là phơng tiện hữu hiệu để tự động hoá, nâng cao năng suất lao động, giảm nhẹ cho con ngời những công việc nặng nhọc và độc hại. Nhợc điểm lớn nhất của robot là cha linh hoạt nh con ngời, trong dây chuyền tự động, nếu có một robot bị hỏng có thể làm ngừng hoạt động của cả dây chuyền, cho nên robot vẫn luôn hoạt động dới sự giám sát của con ngời. 1.3. Các khái niệm về robot công nghiệp . 1.3.1. Định nghĩa robot công nghiệp . Hiện nay có nhiều định nghĩa về Robot, có thể điểm qua một số định nghĩa nh sau : - Định nghĩa theo tiêu chuẩn AFNOR (Pháp) : Robot công nghiệp là một cơ cấu chuyển động tự động có thể lập trình, lặp lại các chơng trình, tổng hợp các chơng trình đặt ra trên các trục toạ độ; có khả năng định vị, định hớng, di chuyển các đối tợng vật chất : chi tiết, dao cụ, gá lắp . . . theo những hành trình thay đổi đã chơng trình hoá nhằm thực hiện các nhiệm vụ công nghệ khác nhau. - Định nghĩa theo RIA (Robot institute of America) : Robot là một tay máy vạn năng có thể lặp lại các chơng trình đợc thiết kế để di chuyển vật liệu, chi tiết, dụng cụ hoặc các thiết bị chuyên dùng thông qua các chơng trình chuyển động có thể thay đổi để hoàn thành các nhiệm vụ khác nhau. - Định nghĩa theo OCT 25686-85 (Nga) : Robot công nghiệp là một máy tự động, đợc đặt cố định hoặc di động đợc, liên kết giữa một tay máy và một hệ thống điều khiển theo chơng trình, có thể lập trình lại để hòan thành các chức năng vận động và điều khiển trong quá trình sản xuất. Có thể nói Robot công nghiệp là một máy tự động linh hoạt thay thế từng phần hoặc toàn bộ các hoạt động cơ bắp và hoạt động trí tuệ của con ngời trong nhiều khả năng thích nghi khác nhau. Robot công nghiệp có khả năng chơng trình hoá linh hoạt trên nhiều trục chuyển động, biểu thị cho số bậc tự do của chúng. Robot công nghiệp đợc trang bị những bàn tay máy hoặc các cơ cấu chấp hành, giải quyết những nhiệm vụ xác định trong các quá trình công nghệ : hoặc trực tiếp tham gia thực hiện các nguyên công (sơn, hàn, phun phủ, rót kim loại vào khuôn đúc, lắp ráp máy . . .) hoặc phục vụ các quá trình công nghệ (tháo lắp chi tiết gia công, dao cụ, đồ gá . . .) với những thao tác cầm nắm, vận chuyển và trao đổi các đối tợng với các trạm công nghệ, trong một hệ thống máy tự động linh hoạt, đợc gọi là Hệ thống tự động linh hoạt robot hoá cho phép thích ứng nhanh và thao tác đơn giản khi nhiệm vụ sản xuất thay đổi. 1.3.2. Bậc tự do của robot (DOF : Degrees Of Freedom) . 4 Lời nói đầu Bậc tự do là số khả năng chuyển động của một cơ cấu (chuyển động quay hoặc tịnh tiến). Để dịch chuyển đợc một vật thể trong không gian, cơ cấu chấp hành của robot phải đạt đợc một số bậc tự do. Nói chung cơ hệ của robot là một cơ cấu hở, do đó bậc tự do của nó có thể tính theo công thức : 5 1 6 i i w n ip = = ở đây : n - Số khâu động ; p i - Số khớp loại i (i = 1,2,. . .,5 : Số bậc tự do bị hạn chế). Hình 1.1. tay máy 2 khớp quay Ví dụ : tay máy có 2 khớp quay nh hình vẽ 1.1 S khâu ng n = 2 Khp quay l khp loi 5 . Do ó W = 6.2 ( 5.1 + 5.1) = 2 bc t do Đối với các cơ cấu có các khâu đợc nối với nhau bằng khớp quay hoặc tịnh tiến (khớp động loại 5) thì số bậc tự do bằng với số khâu động . Đối với cơ cấu hở, số bậc tự do bằng tổng số bậc tự do của các khớp động. Để định vị và định hớng khâu chấp hành cuối một cách tuỳ ý trong không gian 3 chiều robot cần có 6 bậc tự do, trong đó 3 bậc tự do để định vị và 3 bậc tự do để định hớng. Một số công việc đơn giản nâng hạ, sắp xếp có thể yêu cầu số bậc tự do ít hơn. Các robot hàn, sơn thờng yêu cầu 6 bậc tự do. Trong một số trờng hợp cần sự khéo léo, linh hoạt hoặc khi cần phải tối u hoá quỹ đạo, ngời ta dùng robot với số bậc tự do lớn hơn 6. 5 Lời nói đầu 1.3.3. Hệ toạ độ của robot (Coordinate frames) . Mỗi robot thờng bao gồm nhiều khâu (links) liên kết với nhau qua các khớp (joints), tạo thành một xích động học xuất phát từ một khâu cơ bản (base) đứng yên. Hệ toạ độ gắn với khâu cơ bản gọi là hệ toạ độ cơ bản (hay hệ toạ độ chuẩn). Các hệ toạ độ trung gian khác gắn với các khâu động gọi là hệ toạ độ suy rộng. Trong từng thời điểm hoạt động, các toạ độ suy rộng xác định cấu hình của robot bằng các chuyển dịch dài các chuyển dịch góc cuả các khớp tịnh tiến hoặc khớp quay (hình 1.2). Các toạ độ suy rộng còn đợc gọi là biến khớp. Hình 1.2. Các tọa độ suy rộng của robot Các hệ toạ độ gắn trên các khâu của robot phải tuân theo qui tắc bàn tay phải : Dùng tay phải, nắm hai ngón tay út và áp út vào lòng bàn tay, xoè 3 ngón : cái, trỏ và giữa theo 3 phơng vuông góc nhau, nếu chọn ngón cái là phơng và chiều của trục Z, thì ngón trỏ chỉ phơng, chiều của trục X và ngón giữa sẽ biểu thị phơng, chiều của trục Y 1.3.4. Vùng làm việc của robot Vùng làm việc hay còn gọi là trờng công tác hoặc không gian công tác của robot là toàn bộ thể tích đợc quét bởi khâu chấp hành cuối khi robot thực hiện tất cả các chuyển động có thể ( chuyển động tịnh tiến hoặc chuyển động quay ). Vùng làm việc của robot phụ thuộc bởi các thông số hình học của robot cũng nh sự ràng buộc cơ học của các khớp . 1.3.5. Khâu tác động cuối - End Effector Khâu tác động cuối là điểm tác động của robot lên vật đối tợng làm việc . Khâu tác động cuối của robot thờng là bàn kẹp hoặc khâu gắn liền với các dụng cụ làm việc của robot .Khâu tác động cuối có thể điều khiển hoặc không điều khiển đợc phụ thuộc vào công nghệ sản xuất . Khâu tác động cuối không điều khiển đợc thờng có dạng nắm chắc 6 Lời nói đầu vật để chờ tác động của các công cụ khác . Khâu tác động cuối điều khiển đợc là các cơ cấu có thể di chuyển linh hoạt phụ thuộc vào yêu cầu của bộ điều khiển . 1.4. Cấu trúc cơ bản của robot công nghiệp . 1.4.1. Các thành phần chính của robot công nghiệp . Một robot công nghiệp thờng bao gồm các thành phần chính nh : cánh tay robot, nguồn động lực, dụng cụ gắn lên khâu chấp hành cuối, các cảm biến, bộ điều khiển , thiết bị dạy học, máy tính các phần mềm lập trình cũng nên đợc coi là một thành phần của hệ thống robot. Mối quan hệ giữa các thành phần trong robot nh hình 1.3. Hình 1.3. Các thành phần chính của hệ thống robot Cánh tay robot (tay máy) là kết cấu cơ khí gồm các khâu liên kết với nhau bằng các khớp động để có thể tạo nên những chuyển động cơ bản của robot. Nguồn động lực là các động cơ điện (một chiều hoặc động cơ bớc), các hệ thống xy lanh khí nén, thuỷ lực để tạo động lực cho tay máy hoạt động. Dụng cụ thao tác đợc gắn trên khâu cuối của robot, dụng cụ của robot có thể có nhiều kiểu khác nhau nh : dạng bàn tay để nắm bắt đối tợng hoặc các công cụ làm việc nh mỏ hàn, đá mài, đầu phun sơn Thiết bị dạy-hoc (Teach-Pendant) dùng để dạy cho robot các thao tác cần thiết theo yêu cầu của quá trình làm việc, sau đó robot tự lặp lại các động tác đã đợc dạy để làm việc (phơng pháp lập trình kiểu dạy học). Các phần mềm để lập trình và các chơng trình điều khiển robot đợc cài đặt trên máy tính, dùng điều khiển robot thông qua bộ điều khiển (Controller). Bộ điều khiển còn đợc gọi là Mođun điều khiển (hay Unit, Driver), nó thờng đợc kết nối với máy tính. Một mođun điều khiển có thể còn có các cổng Vào - Ra (I/O port) để làm việc với nhiều thiết bị khác nhau nhau các cảm biến giúp robot nhận biết trạng thái của bản thân, xác định vị 7 Lời nói đầu trí của đối tợng làm việc hoặc các dò tìm khác; điều khiển các băng tải hoặc cơ cấu cấp phôi hoạt động phối hợp với robot 1.4.2. Kết cấu của tay máy . Nh đã nói trên, tay máy là thành phần quan trọng, nó quyết định khả năng làm việc của robot. Các kết cấu của nhiều tay máy đợc phỏng theo cấu tạo và chức năng của tay ngời; tuy nhiên ngày nay, tay máy đợc thiết kế rất đa dạng, nhiều cánh tay robot có hình dáng rất khác xa cánh tay ngời. Trong thiết kế và sử dụng tay máy, chúng ta cần quan tâm đến các thông số hình - động học, là những thông số liên quan đến khả năng làm việc của robot nh : tầm với (hay trờng công tác), số bậc tự do (thể hiện sự khéo léo linh hoạt của robot), độ cứng vững, tải trọng vật nâng, lực kẹp . . . Các khâu của robot thờng thực hiện hai chuyển động cơ bản : - Chuyển động tịnh tiến theo hớng x,y,z trong không gian Descarde, thông thờng tạo nên các hình khối, các chuyển động ny thờng ký hiệu là T (Translation) hoặc P (Prismatic). - Chuyển động quay quanh các trục x,y,z ký hiệu là R (Roatation). Tuỳ thuộc vào số khâu và sự tổ hợp các chuyển động (R và T) mà tay máy có các kết cấu khác nhau với vùng làm việc khác nhau. Các kết cấu thờng gặp của Robot là robot kiểu toạ độ Đề các, toạ độ trụ, toạ độ cầu, robot kiểu SCARA, hệ toạ độ góc (phỏng sinh) 1.5 Phân loại Robot công nghiệp . Robot công nghiệp rất phong phú đa dạng, vì vậy việc phân loại robot cũng có nhiều tiêu chuẩn nh phân loại theo kết cấu , phân loại theo hệ thống truyền động , phân loại dựa vào số bậc tự do , ứng dụng , theo hệ thống điều khiển ( kín hay hở ) 1.5.1. Phân loại theo kết cấu . Theo kết cấu của tay máy ngời ta phân thành robot kiểu toạ độ Đề các, Kiểu toạ độ trụ, kiểu toạ độ cầu, kiểu toạ độ góc, robot kiểu SCARA a. Robot kiểu toạ độ Đề các : là tay máy có 3 chuyển động cơ bản tịnh tiến theo phơng của các trục hệ toạ độ gốc (cấu hình T.T.T). Trờng công tác có dạng khối chữ nhật. Do kết cấu đơn giản, loại tay máy nầy có độ cứng vững cao, độ chính xác cơ khí dễ đảm bảo vì vậy nó thuờng dùng để vận chuyển phôi liệu, lắp ráp, hàn trong mặt phẳng 8 Lời nói đầu Hình 1.4. Robot kiểu tọa độ Đề Các b. Robot kiểu toạ độ trụ : Vùng làm việc của robot có dạng hình trụ rỗng. Thờng khớp thứ nhất chuyển động quay. Có nhiều robot kiểu toạ độ trụ nh: robot Versatran của hãng AMF (Hoa Kỳ). Hình 1.5. Robot kiểu tọa độ trụ c. Robot kiểu toạ độ cầu : Vùng làm việc của robot có dạng hình cầu. Thờng độ cứng vững của loại robot này thấp hơn so với hai loại trên. 9 Lời nói đầu Hình 1.6. Robot kiểu tọa độ cầu d. Robot kiểu toạ độ góc (Hệ toạ độ phỏng sinh) : Đây là kiểu robot đợc dùng nhiều hơn cả. Ba chuyển động đầu tiên là các chuyển động quay, trục quay thứ nhất vuông góc với hai trục kia. Các chuyển động định hớng khác cũng là các chuyển động quay. Vùng làm việc của tay máy này gần giống một phần khối cầu. Tất cả các khâu đều nằm trong mặt phẳng thẳng đứng nên các tính toán cơ bản là bài toán phẳng,u điểm nổi bật của các loại robot hoạt động theo hệ toạ độ góc là gọn nhẹ, tức là có vùng làm việc t- ơng đối lớn so với kích cở của bản thân robot, độ linh hoạt cao. Các robot hoạt động theo hệ toạ độ góc nh : Robot PUMA của hãng Unimation - Nokia (Hoa Kỳ - Phần Lan), IRb-6, IRb-60 (Thuỵ Điển), Toshiba, Mitsubishi, Mazak (Nhật Bản) .V.V Hình 1.7. Robot kiểu tọa độ góc e. Robot kiểu SCARA : Robot SCARA ra đời vào năm 1979 tại trờng đại học Yamanashi (Nhật Bản) là một kiểu robot mới nhằm đáp ứng sự đa dạng của các quá trình sản xuất. Tên gọi SCARA là viết tắt của "Selective Compliant Articulated Robot Arm" : Tay máy mềm dẻo tuỳ ý. Loại robot này thờng dùng trong công việc lắp ráp nên SCARA đôi khi đợc giải thích là từ viết tắt của "Selective Compliance Assembly Robot Arm". Ba 10 [...]... Còn robot có bậc tự do d lại có số bậc tự do lớn hơn số biến cần điều khiển chính nhờ có số bậc tự do d mà robot có khả năng di chuyển hết sức linh hoạt , mềm mại trong vùng làm việc , giải quyết các vấn đề về điều khiển hệ thống nh : yêu cầu về động lực động lực học , điều khiển lực , di chuyển theo quỹ đạo định sẵn tránh các chớng ngại vật Nhng với những cơ cấu có số bậc tự do d thì có số bậc tự do. .. định vị và 3 bậc tự do để định hớng robot Cũng nh vậy đối với robot chỉ hoạt động trong không gian 2 chiều thì robot có 4 bậc tự do là đủ Tuy nhiên để cho robot có thể tự do di chuyển tránh các chớng ngại vật và tăng tính linh hoạt của robot thì robot có thể có số bậc tự do d 1.5.3 Phân loại theo ứng dụng Dựa vào ứng dụng của robot trong sản xuất có robot sơn, robot hàn, robot lắp ráp, robot chuyển... tính toán mô hình cũng nh điều khiển khó khăn hơn Nhng do đáp ứng đợc các yêu cầu về ứng dụng , khả năng linh hoạt của robot trong lĩnh vực tự động hóa nên robot có số bậc tự do d đợc tìm hiểu , nghiên cứu và chế tạo rất nhiều Hiện nay đa số robot công nghiệp đều là robot có bậc tự do d Robot có số bậc tự do d đợc ứng dụng rất nhiều trong những cơ cấu robot làm việc nh cánh tay con ngời Robot có. .. vị (điều khiển vị trí ) robot yêu cần cần 2 biến điều khiển ( điều khiển vị trí theo phơng trục x , y ) việc định hớng của robot cũng yêu cầu 2 biến điều khiển Vì vậy trong mặt phẳng nằm ngang điều khiển robot cần phải điều khiển 4 biến do vậy yêu cầu robot có số bậc tự do là 4 , nên trong đồ án robot có 5 bậc tự do là robot có số bậc tự do d 1.8 Robot nghiên cứu trong đồ án 1.8.1 Giới thiệu về robot. .. yêu cầu điều khiển cả vị trí và lực thì tuy robot có số bậc tự do d nhng chúng ta không thể điều khiển đồng thời cả vị trí và lực cùng 1 lúc do điều khiển vị trí gồm 4 biến điều khiển x E1,xE2,yE1 và yE2 cùng với 2 biến điều khiển lực là F1 và F2 nh vậy tổng cộng là 6 biến điều khiển trong khi robot chỉ có 5 bậc tự do ( tối đa điều khiển đợc 5 biến ) Do vậy ta phải sử dụng một phơng pháp điều khiển. .. trớc Hớng vị trí và lực đợc điều khiển tùy thuộc vào nhiệm vụ robot thực hiện trong dây chuyền sản xuất Điều khiển hỗn hợp còn đợc gọi là điều khiển lai 1.7 Robot có bậc tự do d Bậc tự do của robot là thớc đo để đánh giá khả năng chuyển động của robot đó ( chuyển động quay hay tịnh tiến ) Thông thờng thì robot có số bậc tự do tơng ứng với số biến cần điều khiển nhng các robot này có khả năng di chuyển... robot , ta có thể chia bài toán điều khiển robot thành 2 loại : điều khiển thô và điều khiển tinh 1.6.1 .Điều khiển thô Điều khiển thô là bài toán xác định luật điều khiển thích hợp để tốc độ , vị trí của các khớp bám sát quỹ đạo chuyển động thiết kế trong thời gian quá độ nhỏ nhất Điều khiển thô còn goi là điều khiển quỹ đạo ( vị trí) hay điều khiển tự do Đối với bài toán điều khiển thô ta có hai phơng... với việc điều khiển 4 biến toạ độ của E1 và E2 -Để điều khiển lực ta cần sử dụng 2 biến điều khiển là f 1 và f2 do yêu cầu gắp chắc chắn vật thể nên ta phải điều khiển 2 điểm tác động cuối đặt 2 lực có đặc điểm độ lớn bằng nhau và hớng ngợc chiều nhau ) để điều khiển lực ta điều khiển 2 biến điều khiển lực là f1 và f2 Do vậy để điểu khiển vị trí và lực của 2 điểm tác động cuối thì ta cần điều khiển. .. pháp điều khiển 11 Lời nói đầu Có robot điều khiển hở (mạch điều khiển không có các quan hệ phản hồi), Robot điều khiển kín (hay điều khiển servo) : sử dụng cảm biến, mạch phản hồi để tăng độ chính xác và mức độ linh hoạt khi điều khiển Ngoài ra còn có thể có các cách phân loại khác tuỳ theo quan điểm và mục đích nghiên cứu 1.6 Điều khiển robot công nghiệp Liên quan đến đặc điểm làm việc của robot. .. 3.1 thể hiện sơ đồ khối của một hệ thống điều khiển robot cơ bản Hình 3.1 Sơ đồ điều khiển hệ thống robot cơ bản Tùy theo đặc điểm làm việc của robot thì ngời ta chia bài toán điều khiển ra thành hai loại : điều khiển thô ( điều khiển quỹ đạo ) , điều khiển tinh ( điều khiển lực ) - Bài toán điều khiển quỹ đạo ( điều khiển thô ) có 2 phơng pháp điều khiển Đó là phơng pháp điều khiển trong không gian . phẳng nằm ngang điều khiển robot cần phải điều khiển 4 biến do vậy yêu cầu robot có số bậc tự do là 4 , nên trong đồ án robot có 5 bậc tự do là robot có số bậc tự do d . 1.8. Robot nghiên cứu. . Còn robot có bậc tự do d lại có số bậc tự do lớn hơn số biến cần điều khiển chính nhờ có số bậc tự do d mà robot có khả năng di chuyển hết sức linh hoạt , mềm mại trong vùng làm việc , giải quyết. động hóa nên robot có số bậc tự do d đợc tìm hiểu , nghiên cứu và chế tạo rất nhiều . Hiện nay đa số robot công nghiệp đều là robot có bậc tự do d . Robot có số bậc tự do d đợc ứng dụng rất nhiều