Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI NÓI ĐẦUVào đầu thế kỷ trước, ý tưởng đầu tiên về robot đã xuất hiện, thể hiện ước mơ, khao khát của con người là sáng tạo ra những người máy để thay thế mình trong các công việc nặng nhọc, nhàm chán, nguy hiểm. Vào khoảng năm 1940, mẫu robot đầu tiên ra đời tạo phòng thí nghiệm quốc gia OAK Ridge và Argonnecuar Mỹ, để vận chuyển các chất phóng xạ. Đến thập kỷ 80 trên thế giới đã có 40 nghìn robot thuộc 500 kiểu, do 200 hãng tham gia sản xuất. Ngày nay robot được sử dụng rộng rãi trong sản xuất, nghiên cứu khoa học và đời sống. Đó là thiết bị không thể thiếu được trên các hệ thống sản xuất, đặc biệt là các hệ thống sản xuất linh hoạt. Robot ngày càng khéo léo và thông minh, được coi là sản phẩm điển hình của một ngành kỹ thuật mới: Ngành cơđiện tử (Mechatronics).Cho đến nay, hầu hết các trường đại học kỹ thuật ở Việt Nam đã đưa môn robot công nghiệp vào chương trình chính khóa. Môn học này được giảng dạy chủ yếu cho các ngành cơ khí, song các khía cạnh riêng của kỹ thuật robot, như kỹ thuật điều khiển, lập trình, mô phỏng cũng được các ngành khác rất quan tâm.Để góp phần vào việc tìm hiểu ứng dụng Robot công nghiệp vào sản xuất. Trong khuân khổ của đồ án tốt nghiệp với đề tài em được giao là: “Xây dựng mô hình thực nghiệm ứng dụng bộ vi điều khiển dsPic30f4013 cho hệ chuyển động robot công nghiệp 3 bậc tự do”. Đây là đề tài mới, cộng với sự thu nhận kiến thức hạn chế, nên trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành đồ án, em cũng không tránh khỏi những thiếu sót.Vậy em kính mong nhận được những ý kiến phê bình và sự hướng dẫn của các thầy cô. Để em hoàn thành được đồ án này là nhờ sự hướng dẫn tận tình của cô Võ Thu Hà cùng với sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa Điện. Em xin chân thành cảm ơn cô Võ Thu Hà và các thầy cô trong khoa và kính chúc các thầy cô sức khỏe dồi dào và công tác tốt. Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2012.MỤC LỤC1.2 GIỚI THIỆU VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP.41.2.1 Các thành phần chính của robot công nghiệp.41.2.1.1 Tay máy.51.2.1.2 Bộ phận dẫn động.61.2.1.3 Bộ phận điều khiển.71.2.1.4 Cảm biến.71.2.2 Đặc tính của robot công nghiệp.81.2.2.1 Tải trọng.81.2.2.2 Độ phân giải không gian.81.2.2.3 Tầm với.81.2.2.4 Độ chính xác.81.2.2.5 Độ lặp lại.91.2.2.6 Độ nhún.9cuối1.3 ỨNG DỤNG CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP.101.3.1 Mục tiêu ứng dụng Robot công nghiệp.101.3.2 Ứng dụng của robot công nghiệp.101.3.3 Tình hình ứng dụng của robot công nghiệp trên thế giới.111.3.4 Tình hình tiếp cận và ứng dụng Robot công nghiệp ở Việt Nam.111.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ROBOT CÔNG NGHIỆP.121.4.1 Đặt vấn đề.121.4.2 Hệ thống điều khiển Robot công nghiệp.121.4.2.1 Bài toán điều khiển quỹ đạo.131.4.2.2 Điều khiển tọa độ khớp.141.4.2.3 Điều khiển tọa độ đề các.141.4.2.4 Bài toán điều khiển lực.151.4.2.5 Điều khiển trở kháng.151.4.2.6 Điều khiển hệ lai.151.4.3 Một số phương pháp điều khiển robot.161.4.3.1 Phương pháp điều khiển mô men tính toán.161.4.3.2 Phương pháp điều khiển trượt.171.4.3.3 Phương pháp điều khiển mờ.181.4.3.5 Phương pháp điều khiển bền vững.192.3.PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC.242.3.1.Động năng, thế năng.242.3.1.1Khớp 1:242.3.1.2.Khớp 2:242.3.1.3.Khớp 3:252.3.2.Sử dụng đạo hàm Lagarange cho các khớp.262.3.2.1.Khớp 1.262.3.2.2.Khớp 2.272.3.2.3.Khớp 3.282.3.3.Phương trình động lực học dưới dạng ma trận trạng thái.29
Thiết kế chế tạo vaø điều khiển tay maùy Trang 1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TÊ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN: Xây dựng mô hình thực nghiệm ứng dụng bộ vi điều khiển dsPic30f4013 cho hệ chuyển động robot công nghiệp 3 bậc tự do Ngành đào tạo: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số ngành: 103 Họ và tên sinh viên: Lưu Tuấn Khanh Người hướng dẫn luận văn tốt nghiệp 1. ThS. Võ Thu Hà GVHD: TS. Voõ Thu Haø SVTH: Löu Tuaán Khanh Thit k ch to vaứ iu khin tay maựy Trang 2 H ni - Nm 2012 LI NểI U Vo u th k trc, ý tng u tiờn v robot ó xut hin, th hin c m, khao khỏt ca con ngi l sỏng to ra nhng ngi mỏy thay th mỡnh trong cỏc cụng vic nng nhc, nhm chỏn, nguy him. Vo khong nm 1940, mu robot u tiờn ra i to phũng thớ nghim quc gia OAK Ridge v Argonnecuar M, vn chuyn cỏc cht phúng x. n thp k 80 trờn th gii ó cú 40 nghỡn robot thuc 500 kiu, do 200 hóng tham gia sn xut. Ngy nay robot c s dng rng rói trong sn xut, nghiờn cu khoa hc v i sng. ú l thit b khụng th thiu c trờn cỏc h thng sn xut, c bit l cỏc h thng sn xut linh hot. Robot ngy cng khộo lộo v thụng minh, c coi l sn phm in hỡnh ca mt ngnh k thut mi: Ngnh c-in t (Mechatronics). Cho n nay, hu ht cỏc trng i hc k thut Vit Nam ó a mụn robot cụng nghip vo chng trỡnh chớnh khúa. Mụn hc ny c ging dy ch yu cho cỏc ngnh c khớ, song cỏc khớa cnh riờng ca k thut robot, nh k thut iu khin, lp trỡnh, mụ phng cng c cỏc ngnh khỏc rt quan tõm. gúp phn vo vic tỡm hiu ng dng Robot cụng nghip vo sn xut. Trong khuõn kh ca ỏn tt nghip vi ti em c giao l: Xõy dng mụ hỡnh thc nghim ng dng b vi iu khin dsPic30f4013 cho h chuyn ng robot cụng nghip 3 bc t do. õy l ti mi, cng vi s thu nhn kin thc hn ch, nờn trong quỏ trỡnh thc hin ti v hon thnh ỏn, em cng khụng trỏnh khi nhng thiu sút. Vy em kớnh mong nhn c nhng ý kin phờ bỡnh v s hng dn ca cỏc thy cụ. em hon thnh c ỏn ny l nh s hng dn tn tỡnh ca cụ Vừ Thu H cựng vi s giỳp ca cỏc thy cụ trong khoa in. Em xin chõn thnh cm n cụ Vừ Thu H v cỏc thy cụ trong khoa v kớnh chỳc cỏc thy cụ sc khe di do v cụng tỏc tt. H Ni, ngy 10 thỏng 06 nm 2012. GVHD: TS. Voừ Thu Haứ SVTH: Lửu Tuaỏn Khanh Thiết kế chế tạo vaø điều khiển tay maùy Trang 3 MỤC LỤC 1.2 GIỚI THIỆU VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP 4 1.4.1 Đặt vấn đề 11 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ. Thuật ngữ ROBOT đã được nhắc đến lần đầu tiên trong một tác phẩm của nhà văn Karel Capek, Tiệp Khắc (cũ). Thuật ngữ Inducstrial Robot (IR), xuất hiện đầu tiên ở Mỹ vào đầu những năm 1960 do công ty AMF( American Machine and Foundry company) quảng cáo mô tả một thiết bị mang dáng dấp và có một chức năng như tay người được điều khiển tự động để thực hiện một số thao tác sản xuất thiết bị có tên gọi là “Versatran”. Châu Á đi đầu là Nhật Bản cũng bắt đầu nghiên cứu Robot công nghiệp từ những năm 1968. Ở các nước châu Âu như: Đức, Ý, Anh, Thụy Điển….bắt đầu nghiên cứu và sản xuất Robot từ những năm 1970. Sự phát triển không ngừng của công nghệ bán dẫn, công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo và cơ khí chính xác đã đưa Robot lên một tầm cao mới, từ đó robot không còn là những cỗ máy cồng kềnh vô tri vô giác chỉ biết lặp đi lặp lại một hành vi nhất định nữa mà nó đã bắt đầu có cảm giác, suy nghĩ, phân tích. Từ đó, rất nhiều thế hệ robot đã ra đời với nhiều chủng loại và nhiệm vụ khác nhau như: Robot công nghiệp, robot giúp việc trong gia đình, robot thăm dò nghiên cứu, robot y học trong đó có những loại robot sản xuất ra để tăng năng suất lao động như robot công nghiệp, đó cũng là loại robot chúng ta sẽ nghiên cứu cụ thể trong đề tài này. GVHD: TS. Voõ Thu Haø SVTH: Löu Tuaán Khanh Thiết kế chế tạo vaø điều khiển tay maùy Trang 4 Hình 1.1 Robot công công nghiệp. 1.2 GIỚI THIỆU VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP. 1.2.1 Các thành phần chính của robot công nghiệp. Hình 1.2 Hình dạng điển hình và các bộ phận của robot công nghiệp. Một robot công nghiệp thường có các thành phần chính sau: - Tay máy. - Bộ phận dẫn động. - Bộ phận điều khiển. - Cảm biến. GVHD: TS. Voõ Thu Haø SVTH: Löu Tuaán Khanh Thiết kế chế tạo vaø điều khiển tay maùy Trang 5 1.2.1.1 Tay máy. Tay máy công nghiệp là một bộ phận cơ khí quan trọng đóng vai trò là bộ phận chấp hành của robot. Tay máy được mô phỏng giống bàn tay của con người nên nó có các bộ phận chính sau: - Cánh tay robot. - Khớp robot. - Bàn tay robot. - Khuỷa tay và cẳng tay. - Bậc tự do của robot. - Bàn tay robot. - Cơ cấu kẹp. Cánh tay được nối với chân đế bằng khớp vai, còn bàn tay nối với cánh tay bằng khớp cổ tay. Như vậy, giữa bàn tay và chân đế có nhiều khâu và khớp trun gian, số lượng và khớp để tạo nên một cánh tay máy tùy thuộc vào chức năng, nhiệm vụ của robot mà cấu tạo của tay máy cũng rất khác nhau. Vì thế, tay máy có thể là một cơ cấu phẳng hay không gian. Tay máy có nhiều bậc tự do có khả năng thực hiện các thao tắc trong mặt phẳng hoặc không gian với một phan vi nhất định. Không gian hoạt động của tay máy còn được gọi là trường hoạt động của tay máy. GVHD: TS. Voõ Thu Haø SVTH: Löu Tuaán Khanh Giao tiếp ngõ vào: Con người Bộ điều khiển Bộ phận dẫn động Tay máy Cảm biến Giao tiếp ngõ ra: Quá trình tự động được thực hiện Hình 1.3 Các thành phần chính của hệ thống robot. Thiết kế chế tạo và điều khiển tay máy Trang 6 Tùy thuộc vào u cầu từng loại robot mà người ta thường đưa ra các thơng số kĩ thuật để đánh giá khả năng hoạt động của robot. Một số thơng cơ bản thường gặp của robot: - Tải trọng: khẳ năng mang tải của robot. - Trường hoạt động của robot: là phạm vi khơng gian mà khả năng robot có thể với tới. - Độ phân giải khơng gian: là khả năng dịch chuyển bé nhất của các khớp bao gồm các chuyển dịch về góc và chuyển dịch tịnh tiến. - Độ chính xác: là khả năng robot có thể đạt được. 1.2.1.2 Bộ phận dẫn động. Bộ phận dẫn động của robot thơng thường là các động cơ: - Động cơ điện 1 chiều. - Động cơ điện xoay chiều. - Động cơ bước. - Động cơ khí nén và thủy lực. Động cơ khí nén và thủy lực sử dụng trong các trường hợp u cầu về cơng suất lớn, tốc độ chậm mà các loại động cơ điện khơng đáp ứng được. Tuy nhiên, khi sử dụng hệ thống dẫn động robot bằng thủy lực thì kết cấu robot khá cồng kềnh và phức tạp hơn so với dung động cơ điện. 1.2.1.3 Bộ phận điều khiển. Để điều khiển các hoạt động của robot,, bộ điều khiển robot giữ vai trò quan trọng như bộ não của con người. Bộ phận điều khiển thường được thực thiện thơng qua một hệ thống các chương trình điều khiển – mỗi chường trình đẳm nhiệm một nhiệm vụ cụ thể. Tùy thuộc vào đặ điểm làm việc của từng robot mà các chương trình điều khiển nói trên được xây dựng khác nhau cho phù hợp. Bộ phận điều khiển có nhiệm vụ cung cấp một chuỗi logic cho chương trình vận hành tay máy. Ngồi ra bộ điều khiển còn có nhiệm vụ giải quyết các bài tốn lý thuyết cần cho mỗi bước của chương trình và liên tục đo đạc, xử lý sai số giữa vị trí thực của robot và các tọa độ tính tốn trong q trình chyển động dưới dạng: điểm- điểm, hoặc theo một quỹ đạo liên tục. GVHD: TS. Võ Thu Hà SVTH: Lưu Tuấn Khanh Thiết kế chế tạo và điều khiển tay máy Trang 7 - Động học thuận: có chức năng thiết lập và giải các bài tốn động học, trên cơ sở các tham số đầu vào bao gồm góc quay và độ dịch chuyển tịnh tiến của các biến khớp. - Lưu trữ và chuyển giao: có chức năng tiếp nhận và chuyển giao các kết quả vừa giải ra động học thuận robot. Cụm lập trình có chức năng lập trình để sao cho quỹ đạo của robot đi qua các điểm đã định trước hay thực hiện trọn vẹn quỹ đạo do u cầu đặt ra. 1.2.1.4 Cảm biến. Cảm biến trong robot có thể chia làm hai loại: cảm biến trạng thái bên trong và cảm biến trạng thái bên ngồi. Cảm biến trạng thái bên trong có chức năng đo lường các biến, tham số như: vị trí hay tốc độ khớp được sử dụng cho các mạch trong hệ thống điều khiển robot. Cam biến trạng thái bên ngồi sẽ đo lường các biến khoảng cách, mức, tiếp xúc. Sử dụng cảm biến bên ngồi cho phép robot tiếp xúc với mơi trường một cách mềm dẻo và thơng minh hơn. Với các cảm biến bên ngồi, các robot có thể nhìn và cảm giác để thực hiện các nhiệm vụ phức tạp trong khi cần ít các cơ cấu điều khiển hơn các robot được lập trình sẵn. Đồng thời robot cũng có khả năng thích nghi với các cơng việc khác nhau, đạt được độ van năng cao hơn. 1.2.2 Đặc tính của robot cơng nghiệp. 1.2.2.1 Tải trọng. Tải trọng là trọng lượng robot có thể mang và giữ trong khi vẫn đảm bảo một số đặc tính nào đó. Tải trọng lớn nhất lớn hơn tải trọng định mức rất nhiều, nhưng robot khơng thể mang tải trọng lớn hơn định mức. Tải trọng của robot thơng thường rất nhỏ so với trọng lượng của robot. Ví dụ: robot LR Mate của hang Fanuc có trọng lượng 40 Kg chỉ mang được tải trọng 3Kg, robot M-16i có trọng lượng 269 Kg mang được tải trọng 18.5 Kg. 1.2.2.2 Độ phân giải khơng gian. Độ phân giải khơng gian là gia tang nhỏ nhất robot có thể thực hiện khi di chuyển trong khơng gian. Độ phân giải phụ thuộc vào độ phân giải điều khiển và độ chính xác cơ khí. Độ phân giải điều khiển được xác định bởi độ phân giải hệ thống GVHD: TS. Võ Thu Hà SVTH: Lưu Tuấn Khanh Thiết kế chế tạo vaø điều khiển tay maùy Trang 8 điều khiển vị trí và hệ thống phản hồi: là tỷ số của phạm vi di chuyển và số bước di chuyển của khớp được địa chỉ hóa trong bộ điều khiển robot: Số bước di chuyển = 2 n Trong đó: n – số bít nhớ. Độ di chuyển của robot là tống các dịch chuyển thành phần. Do đó độ phân giải của cả robot là tổng các độ phân giải của từng khớp robot. 1.2.2.3 Tầm với. Tầm với là khoảng cách lớn nhất mà robot có thể vươn tới trong phạm vi làm việc. tầm với là một hàm phụ thuộc vào cấu trúc bobot. 1.2.2.4 Độ chính xác. Độ chính xác đánh giá độ chính xác vị trí tay robot có thể đạt được. Độ chính xác được địn nghĩa theo độ phân giải của cơ cấu chấp hành. Độ chính xác di chuyển đến vị trí mong muốn sẽ phụ thuộc vào độ dịch chuyển nhỏ nhất của khớp. Khi coi cơ cấu cơ khí có độ chính xác rất cao. Độ chính xác sẽ thay đổi tùy thuộc vào phạm vi di chuyển của tay robot: Phạm vi di chuyển càng xa bệ robot, độ chính xác càng giảm do độ mất chính xác cơ khí càng lớn. Độ chính xác của robot sẽ được cải thiện nếu di chuyển của robot được giới hạn trong phạm vi cho phép. Tải trọng cũng ảnh hưởng hưởn đến độ chính xác, tải trọng lớn sẽ gây ra độ chính xác cơ khí thấp và làm giảm độ chính xác di chuyển. Thông thường độ chính xác di chuyển của robot công nghiệp đạt 0,025mm. GVHD: TS. Voõ Thu Haø SVTH: Löu Tuaán Khanh Điểm được địa chỉ hóa Đích Độ chính xác Điểm được địa chỉ hóa Độ phân giải đều Thit k ch to vaứ iu khin tay maựy Trang 9 1.2.2.5 lp li. lp li ỏnh giỏ chớnh xỏc khi robot di chuyn vi ti mt im trong nhiu ln hot ng (Vớ d: 100 ln). Do mt s yu t m robot khụng th vi ti cựng mt im trong nhiu ln hot ng, m cỏc im vi ca robot nm trong mt vũng trũn vi tõm l im ớch mong mun. Bỏn kớnh ca ng trũn ú l lp li. lp li l i lng cú ý ngha quan trng hn chớnh xỏc. chớnh xỏc ỏnh giỏ bng sai s c nh, sai s c nh cú th phỏn oỏn c v cú th hiu chnh bng chng trỡnh. Nhng sai s ngu nhiờn khú cú th kh c. lp li cn phi c xỏc nh bng thc nghim vi ti trng v cỏc hng di chuyn khỏc nhau (phng thng ng v phng nm ngang). lp li ca cỏc robot cụng nghip thng 0,025mm. 1.2.2.6 nhỳn. nhỳn biu th s dch chuyn ca im cui c tay robot ỏp ng li lc hoc moment tỏc dng. nhỳn ln cú ý ngha l tay robot dch chuyn nhiu khi lc tỏc ng nh v ngc li. nhỳn cú ý ngha quan trng vỡ nú lm gim chớnh xỏc dch chuyn khi robot mang ti trng. Nu robot mang ti trng nng, trng lng ti s lm cho cỏnh tay robot b dch chuyn Nu robot c lp trỡnh trong iu kin khụng ti ca c cu tay, chớnh xỏc s gim trong iu kin lm vic cú ti. 1.3 NG DNG CA ROBOT CễNG NGHIP. 1.3.1 Mc tiờu ng dng Robot cụng nghip. Mc tiờu ng dng Robot cụng nghip nhm nõng cao nng sut dõy truyn cụng ngh, gim giỏ thnh, nõng cao cht lng v kh nng cnh tranh ca sn phm, ng thi ci thin iu kin lao ng. iu ú xut phỏt t nhng u im c bn ca Robot ú l : - Robot cú th thc hin mt quy trỡnh thao tỏc hp lý bng hoc hn ngi th lnh ngh mt cỏch n nh trong sut thi gian di lm vic. Do ú Robot giỳp nõng cao cht lng v kh nng cnh tranh ca sn phm. GVHD: TS. Voừ Thu Haứ SVTH: Lửu Tuaỏn Khanh Hỡnh 1.4 Minh ha chớnh xỏc v phõn gii iu khin. Thiết kế chế tạo và điều khiển tay máy Trang 10 - Khả năng giảm giá thành sản phẩm do ứng dụng Robot là vì giảm được đáng kể chi phí cho người lao động. - Robot giúp tăng năng suất dây chuyền cơng nghệ. - Robot giúp cải thiện điều kiện lao động. Đó là ưu điểm nổi bật nhất mà chúng ta cần quan tâm. Trong thực tế sản xuất có rất nhiều nơi người lao động phải làm việc trong mơi trường ơ nhiễm, ẩm ướt, nóng nực. Thậm chí rất độc hại đến sức khoẻ và tính mạng như mơi trường hố chất, điện từ, phóng xạ … 1.3.2 Ứng dụng của robot cơng nghiệp. Robot được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản suất và đời sống của con người, trong đó robot cơng nghiệp đóng vai trò rất quan trọng và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như: - Phụ vụ máy NC và các hệ thống tự động linh hoạt. - Đúc. - Lắp ráp, đóng gói. - Phun, phủ. - Tự động hàn. - Đảm nhận thực hiện cấp phơi phục vụ các ngun cơng trong dây chuyền sản xuất tự động. - Chế tạo máy. - Kiểm tra sản phẩm, hàng hóa. - Sơn. - Bảo vệ. 1.3.3 Tình hình ứng dụng của robot cơng nghiệp trên thế giới. Nhìn chung việc sử dụng robot ở các nước cơng nghiệp phát triển như: Mỹ, Nhật, Đức… rất phổ biến với tốc độ phát triển hàng năm là rất nhanh. Theo thống kê chưa đầy đủ, tỷ lệ phân bố phạm vi ứng dụng robot cơng nghiệp trong các lĩnh vực như sau: Ơtơ 31%, thiết bị điện 16%, dầu khí và thực phẩm 16%, hóa thực phẩm 12%, thiết bị viễn thơng 8%, máy cơng cụ 6%, kim khí 4% và các ngành khác chiếm 20%. Sự phát triển nhanh chóng của khoa học cơng nghệ thuộc các ngành đào tạo ra bước nhảy vọt về loại hình robot trên thế giới. Hiện nay, có rất nhiều loại robot thơng minh, loại robot này có các giác quan nhận thức như con người. Ngồi ra, GVHD: TS. Võ Thu Hà SVTH: Lưu Tuấn Khanh [...]... + 3 )+2m3l2lc 3c 2s 23 ] ∂ 3 2 & && − θ 2 m l l s − θ θ m l s − m gc l 2 3 2 c3 3 2 3 3 2 3 3 23 c 3 ∂ ∂L ∂L & &.[ 3 = &− = θ& I 3 + m3lc 23 ) ] + θ& I 3 +m3 (lc 23 + l1lc 3c3 )] + 3 [ 2 dt ∂ 3 ∂ 3 1 & θ 22 [ 2m3lc 23 sin(θ 2 + 3 ).cos(θ 2 + 3 )+2m3l2lc 3c2 s 23 ] 2 & && && − θ 2 m3l2lc 3s3 + m 3gc 23lc3 + θ 2 3 m3l2s3 − θ 2θ3m 3l2lc3s3 + Hoặc vi t ở dạng rút gọn: & & & && τ 3 = M 33 θ&+ M 32 θ&+ H... m 3[ l c3 cos(θ2 + 3 ) + a 2 cos θ2 ].[l c3 sin(θ2 + 3 ) + a 2 sin θ 2 ] n = - m 3[ lc3 cos(θ2 + 3 ) + a 2 cos θ 2 ].lc3 sin( θ 2 + 3 ) h = - m 3lc3 a 2 sin 3 GVHD: TS Võ Thu Hà Khanh SVTH: Lưu Tuấn Thiết kế chế tạo và điều khiển tay máy Trang 34 CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN DSPIC30f40 13 CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG ROBOT CƠNG NGHIỆP 3. 1 GIỚI THIỆU BỘ ĐIỀU KHIỂN DSPIC30f40 13 Bộ điều khiển dspic30f40 13: ... + m3 ( lc 3c 23 + l2c2 ) 2 2 H12 = m2lc22c2s 2 + m3l2 s2 c2 + m3l2lc 3 s2 s 23 H 13 = m3lc 23 s23c 23 + m3l2lc 3c2 s 23 2 .3. 2.2.Khớp 2 ∂L 2 2 2 2 &[ & & = θ 2 × I 2 + lc 2 ×m 2 + m 3 (lc 3 + l2 + 2l2lc 3c3 ) + I 3 ] + 3 [ I 3 + m 3 (lc 3 + l2lc 3c3 ) ] ∂θ 2 ∂ ∂L & × & = θ&× I 2 + lc22 m2 + m3 (lc 23 + lc2 + 2l2lc3c3 ) + I 3 + 2 dt ∂θ 2 & && & +θ& I 3 + m3 (lc 23 + l2lc3c3 ) − m3l2lc 3 s3 (2θ 2 3. .. 23 2 3 + g3 3 2 Với: M 33 = I 3 + m3lc 23 , M 32 = I 3 + m3 (lc 23 + l2lc 3c3 ) , H 22 = m3lc 23 sin(θ 2 + θ 3 ).cos(θ 2 + 3 ) + 2m3l2lc 3 s3 H 23 = −m3 s3 (l2 − lc 3 ) g3 = m3 gc23lc 3 Phương trình động lực học của robot có thể vi t lại ở dạng ma trận & & & τ = M ( q ) q + H ( q; q ) + G ( g ) Với M 11 M = M 21 M 31 M 12 M 22 M 32 M 12 M 23 M 33 Với thành phần: M11= M12 = M 13. .. ∂θ1 ∂ 3 1 ∂H 32 ∂H 33 ∂H32 + = 0 2 ∂ 3 ∂θ 2 ∂ 3 1 ∂H 33 ∂H 33 ∂H 33 + = 0 2 ∂ 3 ∂ 3 ∂ 3 kj & & & & & C11 = C111θ1 + C211θ2 + C311 3 = mθ2 + n 3 & & & & C12 = C121θ1 + C221θ2 + C321 3 = mθ1 & & & & C 13 = C 131 θ1 + C 231 θ2 + C 331 3 = nθ1 & & & & C 21 = C112θ1 + C 212θ2 + C312 3 = - mθ1 & & & & C 22 = C122θ1 + C 222θ2 + C322 3 = - h 3 & & & & & C 23 = C 132 θ1 + C 232 θ2 + C 332 3 = h(... 23 ∂H 22 ∂H 23 1 ∂H 22 + = 2 ∂θ2 ∂ 3 ∂θ2 2 ∂ 3 = - m 3lc3 a 2 sin 3 = h C312 = 1 ∂H 21 ∂H 23 ∂H31 + = 0 2 ∂ 3 ∂θ1 ∂θ 2 GVHD: TS Võ Thu Hà Khanh SVTH: Lưu Tuấn Thiết kế chế tạo và điều khiển tay máy C322 = C 332 = C1 13 = C1 23 = C 133 = C 2 13 = C 2 23 = C 233 = C3 13 = C3 23 = C 333 = • Tính C Trang 32 1 ∂H 22 ∂H 23 ∂H 32 1 ∂H 22 + = -h = 2 ∂ 3 ∂θ2 ∂θ 2 2 ∂ 3 1 ∂H 23 ∂H 23. .. && − 2m3 c 23lc3 + c 2a 2 s 23lc3 θ1 3 2 && H 21 = −2m3s3lc3 a 2θ2 3 + m 2lc2 c 2s 2 2 2 & & + m3 c 23lc3 + c 2a 2 s 23lc3 + s 2a 2 θ1 − m3lc3 s3a 2 3 2 2 & & H31 = m3s 23lc3 c23lc3 + c 2a 2 θ1 + m3s3lc3 a 2θ2 G11 = 0 G 21 = 2m 2lc2 c 2g − m3 c 23lc3 + c 2a 2 g G = m c l g 3 23 c3 31 ( ( ) )( ( ( GVHD: TS Võ Thu Hà Khanh ) ) ) SVTH: Lưu Tuấn Thiết kế chế tạo và điều khiển tay... hình robot 5 khớp quay để gắp và nhả vật như sau: Hình 2.1 Mơ hình robot cơng nghiệp 5 khớp 2.1.1 Giới thiệu Mơ hình robot cơng nghiệp 5 bậc tự do sử dụng 5 động cơ Radio controlled servo vi t tắt là RC servo Cánh tay robot được điều khiển bằng bộ điều khiển dsPic30f40 13 sử dụng vi điều khiển dsPic30f40 13 Sử dụng trình biên dịch Mplab x ide và ngơn ngữ lập trình C30 để vi t chương trình hoạt động cho. .. + 3 ) GVHD: TS Võ Thu Hà Khanh SVTH: Lưu Tuấn Thiết kế chế tạo và điều khiển tay máy Trang 33 & & & & C31 = C1 13 1 + C 2 13 2 + C3 13 3 = - nθ1 & & & & C32 = C1 23 1 + C 2 23 2 + C3 23 3 = - hθ2 & & & C 33 = C 133 θ1 + C 233 θ2 + C 333 3 = 0 Phương trình động lực học được vi t lại như sau: 2 2 I1 + m 2lc c 2 + m3 (c 23lc + c2a 2 ) 2 0 2 3 τ1 2 2 2 τ = τ2 = 0 m 2l c2 + m3 (lc3 + a 2 + 2lc3 a 2c3... 3 s3 g 2 = m3 g ( c2l2 + c23lc 2 ) + m2 gc2lc 2 2 .3. 2 .3. Khớp 3 GVHD: TS Võ Thu Hà Khanh SVTH: Lưu Tuấn Thiết kế chế tạo và điều khiển tay máy Trang 28 ∂L & 2 2 & & = 3 ( I 3 + m3lc 3 ) + θ 2 I 3 + m3 (lc 3 + l2lc 3c3 ) 2 3 ∂ ∂L & & && & = θ& ( I 3 + m3lc 23 ) 2 + θ& I 3 + m3 (lc 23 + l2lc 3c3 ) − m3l2lc 3 s3θ 2 3 3 2 dt 2 3 ∂L 1 & = θ 22 [ 2m3l 2 c 3 sin(θ 2 + 3 ).cos(θ 2 + 3 )+2m3l2lc . nó có các bộ phận chính sau: - Cánh tay robot. - Khớp robot. - Bàn tay robot. - Khuỷa tay và cẳng tay. - Bậc tự do của robot. - Bàn tay robot. - Cơ cấu kẹp. Cánh tay được nối với chân đế bằng. bằng khớp vai, còn bàn tay nối với cánh tay bằng khớp cổ tay. Như vậy, giữa bàn tay và chân đế có nhiều khâu và khớp trun gian, số lượng và khớp để tạo nên một cánh tay máy tùy thuộc vào chức năng, nhiệm. dụng cụ, lắp ráp linh kiện điện tử, hàn vỏ Ơtơ xe máy, phun phủ các bề mặt Một sự kiện đáng chú ý là tháng 4 năm 1998, nhà máy Rorze/Robotech đã bước vào hoạt động ở khu cơng nghiệp Nomura Hải