Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tiểu luận mô hình hóa robot và hệ cơ điện tử
Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. Lời nói đầu Trong nghiệp công nghiệp hóa, đại hóa đất nước vấn đề tự động hóa có vai trò đặc biệt quan trọng. Nhằm nâng cao suất dây chuyền công nghệ, nâng cao chất lượng khả cạnh tranh sản phẩm, cải thiện điều kiện lao động, nâng cao suất lao động…vấn đề đặt hệ thống sản xuất phải có tính linh hoạt cao.Robot công nghiệp, đặc biệt tay máy robot bô phận quan trọng để tạo hệ thống đó. Tay máy Robot có mặt sản xuất từ nhiều năm trước, ngày tay máy Robot dùng nhiều lĩnh vực sản xuất, từ ưu điểm mà tay máy Robot hoạt động trình sản xuất, làm việc, đúc rút tính mà người có : khả làm việc ổn định, làm việc môi trường độc hại… Do việc đầu tư nghiên cứu, chế tạo tay máy Robot phục vụ cho công tự động hóa sản xuất cần thiết cho tương lai. Môn học giúp chúng em bước đầu làm quen, tìm hiểu,học cách giải toán động học thuận động học ngược hay toán tĩnh học, động lực học . mô hình tay máy Robot công ngiệp giúp chúng em củng cố mở rộng kiến thức phục vụ cho hoạt động học tập, nghiên cứu công việc sau này. Trong trình học nhiều điều chưa hiểu cặn kẽ thiếu sót , mong thầy giúp đỡ bảo thêm. *** Cuối em xin chân thành cảm ơn chúc thầy nhiều sức khỏe, gia đình hạnh phúc, công tác tốt ! Thực ĐINH GIA NGHIÊM GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP 1. Sơ lược lịch sử trình phát triển robot công nghiệp Hình 1.1. Hình ảnh robot công nghiệp Thuật ngữ “Robot” xuất phát từ tiếng Sec (Czech) “Robota” có nghĩa công việc tạp dịch kịch Rossum’s Universal Robots Karel Capek, vào năm 1921. Trong kịch này, Rossum trai ông ta chế tạo máy gần giống với người để phục vụ người. Có lẽ gợi ý ban đầu cho nhà sáng chế kỹ thuật cấu, máy móc bắt chước hoạt động bắp người. Đầu thập kỷ 60, công ty Mỹ AMF (American Machine and Foundry Company) quảng cáo loại máy tự động vạn gọi “Người máy công nghiệp” (Industrial Robot). Ngày người ta đặt tên người máy công nghiệp (hay robot công nghiệp) cho loại thiết bị có dáng dấp vài chức tay người điều khiển tự động để thực số thao tác sản xuất. Theo viện nghiên cứu Robot Mỹ đề xuất định nghĩa: “Robot công nghiệp tay máy vạn hoạt động theo chương trình lập trình lại để hoàn thành nâng cao hiệu hoàn thành nhiệm vụ khác công nghiệp, GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. vận chuyển nguyên vật liệu, chi tiết, sản phẩm, dụng cụ thiết bị chuyên dụng khác”. Về mặt kỹ thuật, robot công nghiệp ngày nay, có nguồn gốc từ hai lĩnh vực kỹ thuật đời sớm cấu điều khiển từ xa (Teleoperators) máy công cụ điều khiển số (NC - Numerically Controlled machine tool). Các cấu điều khiển từ xa (hay thiết bị kiểu chủ-tớ) phát triển mạnh chiến tranh giới lần thứ hai nhằm nghiên cứu vật liệu phóng xạ. Người thao tác tách biệt khỏi khu vực phóng xạ tường có vài cửa quan sát để nhìn thấy công việc bên trong. Các cấu điều khiển từ xa thay cho cánh tay người thao tác. Nó gồm có kẹp bên (tớ) hai tay cầm bên (chủ). Cả hai, tay cầm kẹp, nối với cấu sáu bậc tự để tạo vị trí hướng tuỳ ý tay cầm kẹp. Cơ cấu dùng để điều khiển kẹp theo chuyển động tay cầm. Vào khoảng năm 1949, máy công cụ điều khiển số đời, nhằm đáp ứng yêu cầu gia công chi tiết ngành chế tạo máy bay. Những robot thực chất nối kết khâu khí cấu điều khiển từ xa với khả lập trình máy công cụ điều khiển số. Dưới điểm qua số thời điểm lịch sử phát triển người máy công nghiệp. Một robot công nghiệp chế tạo robot Versatran công ty AMF, Mỹ. Cũng vào khoảng thời gian Mỹ xuất loại robot Unimate -1900 dùng kỹ nghệ ôtô. Tiếp theo Mỹ, nước khác bắt đầu sản xuất robot công nghiệp : Anh -1967, Thuỵ Điển Nhật 1968 theo quyền Mỹ; CHLB Đức -1971; Pháp - 1972; Ý - 1973. . . Tính làm việc robot ngày nâng cao, khả nhận biết xử lý. Năm 1967 trường Đại học tổng hợp Stanford (Mỹ) chế tạo mẫu robot hoạt động theo mô hình “mắt-tay”, có khả nhận biết định hướng bàn kẹp theo vị trí vật kẹp nhờ cảm biến. Năm 1974 Công ty Mỹ Cincinnati đưa loại robot điều khiển máy vi tính, gọi robot T3 (The Tomorrow Tool : Công cụ tương lai). Robot nâng vật có khối lượng đến 40 KG. Ngày nay, khoa học Robot “Robotics” phát triển mạnh mẽ, ngày đại ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhau: Công nghiệp, thám hiểm vũ trụ, giáo dục, y tế…. GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. 2. Các khái niệm định nghĩa robot công nghiệp. Robot công nghiệp định nghĩa theo số tiêu chuẩn sau: Theo tiêu chuẩn AFNOR Pháp: Robot công nghiệp cấu chuyển động tự động lập trình, lặp lại chương trình, tổng hợp chương trình đặt trục tọa độ, có khả định vị, định hướng, di chuyển đối tượng vật chất chi tiết, đạo cụ, gá lắp theo hành trình thay đổi chương trình hóa nhằm thực nhiệm vụ công nghệ khác nhau. Theo tiêu chuẩn RIA Mỹ (Robot institute of America): Robot tay máy vạn lặp lại chương trình, thiết kế để di chuyển vật liệu, chi tiết, dụng cụ, thiết bị chuyên dùng thông qua chương trình chuyển động thay đổi để hoàn thành nhiệm vụ khác nhau. Theo tiêu chuẩn TOCT 25686-85 Nga: Robot công nghiệp máy tự động, đặt cố định di động được, liên kết tay máy hệ thống điều khiển theo chương trình, lặp lặp lại để hoàn thành chức vận động điều khiển trình sản xuất. Do đó, robot công nghiệp hiểu thiết bị tự động linh hoạt, thực chức lao động công nghiệp người hệ thống điều khiển theo chương trình lập trình sẵn. Với đặc điểm lập trình lại được, robot công nghiệp thiết bị tự động hóa ngày trở thành phận thiếu hệ thống sản xuất linh hoạt. Vì vậy, robot công nghiệp trở thành phương tiện hữu hiệu để tự động hóa, nâng cao suất lao động giảm nhẹ cho người công việc nặng nhọc, độc hại giám sát người. 3.1.Cấu trúc phân loại robot công nghiệp. 3.1.Cấu trúc chung robot công nghiệp. Một Robot công nghiệp cấu thành hệ thống sau: +Cơ cấu chấp hành(Actuator) tạo chuyển động cho khâu tay máy.Nguồn động lực cấu chấp hành động loại: điện,thủy lực,khí nén GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. +Hệ thống cảm biến(Sensor) gồm sensor thiết bị chuyển đổi tín hiệu.Các Robot cần hệ thống sensor bên để nhận biết trạng thái thân cấu Robot sensor để nhận biết trạng thái môi trường tác động . +Hệ thống điều khiển(Controller) thường máy tính để giám sát điều khiển hoạt động Robot. +Tay máy(Manipulator) cấu khí gồm khâu,các khớp.Chúng hình thành cánh tay để tạo chuyển động bản,cổ tay tạo nên khéo léo linh hoạt bàn tay (End Effector) để trực tiếp hoàn thành thao tác đối tượng. 3.2. Bậc tự robot . Bậc tự Robot đại lượng đặc trưng cho khả linh hoạt chuyển động Robot. Robot có số bậc tự lớn khả linh hoạt cao cấu trúc Robot trở nên phức tạp. Cơ cấu tay robot phải cấu tạo cho khâu cuối phải có vị trí theo hướng định dễ dàng di chuyển dễ dàng vùng làm việc. Muốn cấu tay robot phải đạt số bậc tự chuyển động. Để tính số bậc tự robot có nhiều công thức đề xuất, ta đưa cách tính dựa vào định lý Gruebler. Định lý sử dụng phổ biến nhiều tài liệu nay. Theo Gruebler bậc ( f ) f tự f tính theo công thức: g f .(n 1) i i 1 f : Là số bậc tự cấu. : Bậc tự vật rắn không chụi liên kết không gian làm việc robot ( = ứng với không gian làm việc mặt phẳng, = ứng với không gian làm việc không gian). n : Số khâu ( kể giá cố định). f i : Số bậc tự khớp thứ i. g : Tổng số khớp cấu. GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. f : Số bậc 3.3. Phân loại Robot. 3.3.1Phân loại theo phương pháp điều khiển. Có kiểu điều khiển robot: Điều khiển hở Điều khiển kín. Điều khiển hở: dùng truyền động bước (động điện động thủy lực, khí nén) mà quãng đường góc dịch chuyển tỷ lệ với xung điều khiển. Kiểu đơn giản cho độ xác thấp. Điều khiển kín: (điều khiển kiểu servo) sử dụng tín hiệu phản hồi vị trí để tăng độ xác điều khiển. Có hai kiểu điều khiển servo: Điều khiển điểm-điểm điều khiển theo đường (contour). Kiểu điều khiển điểm-điểm: phần công tác dịch chuyển từ điểm đến điểm theo đường thẳng với tốc độ không cao. Kiểu điều khiển thường dùng Robot hàn điểm, vận chuyển, tán đinh bắn đinh. Điều khiển contour: đảm bảo cho phần công tác dịch chuyển theo quỹ đạo bất kì, với tốc điều khiển được. Có thể gặp kiểu điều khiển Robot hàn hồ quang phun sơn. 3.3.2. Phân loại theo ứng dụng. Dựa vào ứng dụng robot sản xuất ta có loại robot sau: robot sơn, robot hàn, robot lắp ráp, robot dùng ngành dịch vụ, robot chuyển phôi. Hình 1.2. Robot hàn công nghiệp GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi Hình 1.3. Robot nghành dịch vụ TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. 4. Ứng dụng Robot công nghiệp sản xuất Trên giới: Hiện giới, nhu cầu sử dụng robot ngày nhiều trình sản xuất phức tạp với mục đích góp phần nâng cao suất dây chuyền công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lượng, nâng cao khả cạnh tranh sản phẩm đồng thời cải thiện điều kiện lao động, nên robot công nghiệp cần có khả thích ứng tốt thông minh với cấu trúc đơn giản linh hoạt. Có thể kể đến số ứng dụng điển hình robot giới như: Robot song song dùng phân loại đóng gói sản phẩm: IRB 660 Flex Palletizer, IRB 340 FlexPicker, IRB 260 FlexPicker. Các robot gắp hộp vắc xin bại liệt từ băng tải đặt vào thùng gồm 20 hộp cách xác. Robot dùng công nghệ ép phun nhựa: IRB 6650 hãng ABB thao tác nhanh, dễ dàng lấy sản phẩm khỏi khuôn vị trí tách khuôn, giám sát, làm sạch, điều khiển chất lượng dựa camera…… Tại Việt Nam: Nước ta ứng dụng robot công nghiệp đa đạng, tùy vào nghành, công việc khác mà ta áp dụng robot công nghiệp riêng biệt. Dưới số nghành hệ thống sản xuất mà áp dụng robot công nghiệp. Công nghiệp đúc: robot làm nhiệm vụ rót kim loại nóng chảy vào khuôn, cắt mép thừa, làm vật đúc làm tăng bền vật đúc cách phun cát. Ngành gia công áp lực: trình hàn nhiệt luyện thường bao gồm nhiều công việc độc hại nhiệt độ cao, điều kiện làm việc nặng nề, dễ gây mệt mỏi phân xưởng rèn dập. GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. Chương 2. Động học robot 1.Mô hình robot bậc tự Hình 2.1: Mô hình robot bậc tự Mô hình thiết kế 3D phần mền Solidworks 2014. Đây mô hình đơn giản người xem hiểu cấu Robot. 2. Thiết lập động học Robot 2.1. Thiết lập hệ tọa độ Denavit-Hartenberg Denavit-Hartenberg (1955) qui ước hệ tọa độ Decard gắn vào khâu tay máy Robot sau: Trục zi chọn dọc theo trục khớp thứ (i+1). Hướng phép quay phép tịnh tiến chọn tùy ý. Trục xi xác định dọc theo đường vuông góc chung trục khớp động thứ i i+1, hướng từ khớp động thứ i tới trục i+1. Trục yi xác định theo quy tắc bàn tay phải. GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. Hình 2.2: Sơ đồ thiết lập hệ tọa độ Các tham số động học Denavit-Hartenberg di, θi , ai, αi di : Dịch chuyển tịnh tiến đường vuông góc chung trục. di = Oi-1Oi’ dương vector Oi-1Oi’ theo chiều dương trục zi-1 , âm trường hợp ngược lại. θi : Góc đường vuông góc chung. Là góc quay quanh trục zi-1 để trục xi-1 chuyển đến trục xi theo quy tắc bàn tay phải. : Khoảng dịch chuyển trục khớp động kề = Oi’Oi αi : Góc lệch trục khớp động liền kề, góc quay quanh trục xi cho trục zi-1 chuyển đến trục zi theo quy tắc bàn tay phải. Từ điều ta vẽ sơ đồ động học robot với cách đặt hệ tọa độ sau: Khâu đế: Hệ tọa độ O0x0y0z0 gắn vào chân đế Robot, trục z0 chọn dọc theo trục khớp 1. Trục x0 chọn tùy ý cho phù hợp với hình vẽ, trục y0 xác định theo quy tắc tam diện thuận. GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. Khâu 1: Ta chọn trục z1 chọn trùng chiều với khớp 2, trục x1 đường vuông góc chung z0z1 có hướng từ z0 đến z1 , trục y1 xác định theo tam diện thuận. Khâu 2: Ta chọn trục z2 chọn trùng chiều với khớp 3, trục x2 đường vuông góc chung z1z2 có hướng từ z1 đến z2 , trục y2 xác định theo tam diện thuận. Khâu 3: Ta chọn trục z3 song song với z2 , trục x3 đường vuông góc chung z2z3 có hướng từ z2 đến z3 , trục y3 xác định theo tam diện thuận. z3 z1=z2 a3 x3 z0 x2 a1 d2 1 d1 O1 O0 x1 yo x0 Hình 2.3: Sơ đồ động học Robot Từ ta lập bảng Denavit-Hartenberg sau: Bảng 1: Bảng động học Denavit-Hartenberg di θi αi d1 θ1 a1 d2 θ3 a3 GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. Hình 3.1 : Sơ đồ xây dựng toán mô Từ ta ngắn bước để tạo chương trình mô Robot sau : - Khởi tạo MFC để thực trình mô - Khởi tạo gói thư viện OpenGl - Thiết kế mô hình 3D Solidworks - Chuyển mô hình sang tập tin .stl - Xây dựng modul để đọc file .stl thiết lập Visual - Xây dựng modul đọc file quỹ đạo chuyển đổi từ Maple - Chạy mô OpenGl Ở chúng em không nêu lên trình tự khởi tạo thao tác xây dựng modul OpenGl dài. Việc xây dựng mô hình thiết lập giải phương trình động học em nêu chương số 2. GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. Ta có mô hình 3D Robot vẽ Solidworks có dạng sau : - Đầu tiên ta vẽ Part khâu ghép chúng lại với Solidworks. - Mô hình thiết kế đơn giản để trực quan. Hình 3.2 : Hình ảnh khâu Robot Ghép nối thành phần với Solidworks ta mô hình 3D sau : GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. Hình 3.3 : Mô hình 3D Robot Từ ta xuất file STL để đưa vào mô phỏng. Việc vẽ mô hình 3D tốt ta nên vẽ theo trục tọa độ ta thiết kế để việc đưa chỉnh sửa Visual dễ dàng hơn. Trong phải ý việc xuất file STL . Sau Save as file Solidworks mà vẽ, ấn vào phần Options lựa chọn đánh dấu tích vào ô (Do not translate STL output data to positive space) để hệ tọa độ không bị lệch ta đưa vào Visual. GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. Hình 3.4: Lựa chọn xuất file STL Solidworks Từ ta đưa vào Visual. Trong chỉnh sửa thông số để hệ tọa độ chọn trước. Và đưa chương trình vào Robot chuyển động theo quỹ đạo xác định từ trước. Ta sử dụng thư viện MFC để chạy chương trình, từ ta có môi trường làm việc Robot sau : GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. Hình 3.5 : Môi trường mô Robot Từ chúng em thiết lập Robot chạy lưu quỹ đạo môi trường mô : Hình 3.6 : Robot vẽ đường thẳng GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. Hình 3.7 : Chuyển động Robot vẽ chữ N GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. Kết luận Để thiết kế chế tạo Robot phục vụ cho việc đẩy mạnh phát triển công nghiệp hóa đại hóa việc nghiên cứu phát triển toán Robot việc quan trọng. Trong thuyết minh này, nêu lên việc thiết lập động học, động lực học, điều khiển Robot bậc tự do. Có thể tóm tắt lại nội dung nêu đồ án sau: 1. Xây dựng mô hình Robot bậc tự 2. Xây dựng thuật toán giải toán động học 3. Xây dựng toán thực tế vẽ quỹ đạo chữ N 5. Mô hoạt động Robot dùng Visual OpenGL Tôi xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Phan Bùi Khôi giúp đỡ em nhiều theo sát để giúp đỡ em hoàn thành môn học này. Bản thuyết minh nhiều thiếu sót, mong giúp đỡ bạn thầy cô để em khắc phục lần tiếp theo, chúng em xin chân thành cảm ơn. GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. Tài liệu tham khảo 1. PGS.TS Phan Bùi Khôi- Bài giảng Robotic. Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 2014. 2. TS. Nguyễn Mạnh Tiến - Điều khiển Robot công nghiệp . Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2007. 3. GS.TSKH Nguyễn Văn Khang- Cơ sở Robot công nghiệp. Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2011. 4. GS. TSKH. Nguyễn Thiện Phúc- Robot công nghiệp . Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2004. 5. GS.TS Đào Văn Hiệp- Kỹ thuật Robot. Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2013 GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. Phụ lục Code Robot vẽ chữ N: DHTB:=matrix([[theta1,d1,a1,0], [0,theta2,0,0], [theta3,0,a3,0] ]): TMat1:=DHMat(0,0,0,0): nj:=3: for i from by to nj temp:=DHMat(DHTB[i,1],DHTB[i,2],DHTB[i,3],DHTB[i,4]); print(temp): TMat1:=multiply(TMat1,temp): AI[i]:=copy(TMat1): print(AI[i]): end do: RE:=subvector(TMat1,1 3,4): d1:=1.00: a1:=0.90: a3:=0.80: #--------------Phantich DLH--------------------Unknowns:=vector([theta1,theta2,theta3]): MaxLoop:=50: GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. AbsErr:=1e-100: a0:=0: tc:=4: dt:=0.1: N0:=round((tc-a0)/dt): REE:=[0,1.3,1.5+a0]: init0:=vector([2.222796392,0.5,-1.403348248]): f1:=x_-RE[1]: f2:=y_-RE[2]: f3:=z_-RE[3]: f:=vector([f1,f2,f3]): g:=vector([x_,y_,z_]): Ketqua0:=matrix(N0,nj): for i from by to N0 Jaco_:=jacobian(f,Unknowns): Eqts:=copy(f): Jaco:=copy(Jaco_): REE:=[0,1.3,1.5+a0]: for j from by to nj Eqts:=subsVecto(g[j]=REE[j],Eqts): Jaco:=subsMat(g[j]=REE[j],Jaco): end do: y[i]:=Newton_Raphson(Eqts,Jaco,Unknowns,init0,AbsErr,MaxLoop): GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. for k from by to nj Ketqua0[i,k]:=y[i][k]: y[0][k]:=y[1][k]: end do: a0:=a0+0.1*dt: end do: print(Ketqua0): #--------------------------------------------------Unknowns:=vector([theta1,theta2,theta3]): MaxLoop:=50: AbsErr:=1e-100: a0:=0: tc:=4: dt:=0.1: N1:=round((tc-a0)/dt): REE:=[a0/2,1.3,1.9-a0]: init0:=vector([2.222796392,0.9,-1.403348248]): f1:=x_-RE[1]: f2:=y_-RE[2]: f3:=z_-RE[3]: f:=vector([f1,f2,f3]): g:=vector([x_,y_,z_]): Ketqua1:=matrix(N1,nj): for i from by to N1 GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. Jaco_:=jacobian(f,Unknowns): Eqts:=copy(f): Jaco:=copy(Jaco_): REE:=[a0/2,1.3,1.9-a0]: for j from by to nj Eqts:=subsVecto(g[j]=REE[j],Eqts): Jaco:=subsMat(g[j]=REE[j],Jaco): end do: y[i]:=Newton_Raphson(Eqts,Jaco,Unknowns,init0,AbsErr,MaxLoop): for k from by to nj Ketqua1[i,k]:=y[i][k]: y[0][k]:=y[1][k]; end do: a0:=a0+0.1*dt: end do: print(Ketqua1): #-------------------------------------------------Unknowns:=vector([theta1,theta2,theta3]): MaxLoop:=50: AbsErr:=1e-100: a0:=0: tc:=4: dt:=0.1: N2:=round((tc-a0)/dt): REE:=[0.2,1.3,1.5+a0]: GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. init0:=vector([2.057429517,0.5,-1.375105274]): f1:=x_-RE[1]: f2:=y_-RE[2]: f3:=z_-RE[3]: f:=vector([f1,f2,f3]): g:=vector([x_,y_,z_]): Ketqua2:=matrix(N2,nj): for i from by to N2 Jaco_:=jacobian(f,Unknowns): Eqts:=copy(f): Jaco:=copy(Jaco_): REE:=[0.2,1.3,1.5+a0]: for j from by to nj Eqts:=subsVecto(g[j]=REE[j],Eqts): Jaco:=subsMat(g[j]=REE[j],Jaco): end do: y[i]:=Newton_Raphson(Eqts,Jaco,Unknowns,init0,AbsErr,MaxLoop): for k from by to nj Ketqua2[i,k]:=y[i][k]: y[0][k]:=y[1][k]: end do: a0:=a0+0.1*dt: GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. end do: print(Ketqua2): #-------------------------------------------------- #-------------------------------------------------N:=N0+N1+N2: Ketqua:=matrix(N,6): for i from by to N0 for k from by to nj Ketqua[i,k]:= Ketqua0[i,k]: end do: end do: for i from by to N1 for k from by to nj Ketqua[(i+N0),k]:= Ketqua1[i,k]: end do: end do: for i from by to N2 for k from by to nj Ketqua[(i+N0+N1),k]:= Ketqua2[i,k]: end do: end do: GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. #--------------------------------------------------- dt:=0.1: t0:=0: time_:=vector(N): dv:=vector(N): d1:=1.00: a1:=0.90: a3:=0.60: for i from by to N q1:= Ketqua[i,1]: q2:= Ketqua[i,2]: q3:= Ketqua[i,3]: xE[i]:=evalf(subs([theta1=q1,theta2=q2,theta3=q3],RE[1])): yE[i]:=evalf(subs([theta1=q1,theta2=q2,theta3=q3],RE[2])): zE[i]:=evalf(subs([theta1=q1,theta2=q2,theta3=q3],RE[3])): Ketqua[i,4]:=xE[i]: Ketqua[i,5]:=yE[i]: Ketqua[i,6]:=zE[i]: time_[i]:=t0: t0:=t0+dt: dv[i]:=0: end do: GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot hệ điện tử Đề số 6360_10. kqn1:=subvector(Ketqua,1 N,1): m1:=concat(kqn1,dv): kqn2:=subvector(Ketqua,1 N,2): m2:=concat(kqn2,dv): kqn3:=subvector(Ketqua,1 N,3): m3:=concat(kqn3,dv): Myplot(m1,time_,[blue,red]); Myplot(m2,time_,[blue,red]); Myplot(m3,time_,[blue,red]); pointplot3d({seq([xE[k],yE[k],zE[k]],k=1 N)}); GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: [...]... của Robot như sau : GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ điện tử Đề số 6360_10 Hình 3.5 : Môi trường mô phỏng Robot Từ đó chúng em thiết lập Robot chạy và lưu quỹ đạo trên môi trường mô phỏng đó : Hình 3.6 : Robot vẽ đường thẳng GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ điện tử Đề số 6360_10 Hình. .. gian với Maple có dạng như sau : Hình 2.4 : Chuyển động của xE theo t GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ điện tử Đề số 6360_10 Hình 2.5 : Chuyển động của yE theo t Hình 2.6 : Chuyển động của zE theo t GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ điện tử Đề số 6360_10 Hình 2.7 : Chuyển động của khâu... 2.12 : Chuyển động của q1 theo t GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ điện tử Đề số 6360_10 Hình 2.13 : Chuyển động của d2 theo t Hình 2.14 : Chuyển động của q3 theo t GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ điện tử Đề số 6360_10 Vậy với phương pháp Newton-Raphson ta có thể vẽ ra các biên dạng... khâu 1 và ghép chúng lại với nhau trong Solidworks - Mô hình thiết kế đơn giản để trực quan Hình 3.2 : Hình ảnh các khâu của Robot Ghép nối các thành phần với nhau trong Solidworks ta được mô hình 3D như sau : GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ điện tử Đề số 6360_10 Hình 3.3 : Mô hình 3D của Robot Từ đó ta sẽ xuất ra các file STL để đưa vào mô phỏng... và vận tốc của điểm E như sau : Hình 2.8 : Đồ thị vận tốc của điểm E GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ điện tử Đề số 6360_10 Hình 2.9 : Đồ thị gia tốc của điểm E Vận tốc góc của khâu thao tác có dạng : Hình 2.10 : Đồ thị vận tốc góc của khâu thao tác GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ. .. của Robot vẽ chữ N GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ điện tử Đề số 6360_10 Kết luận Để thiết kế chế tạo Robot phục vụ cho việc đẩy mạnh phát triển công nghiệp hóa và hiện đại hóa thì việc nghiên cứu phát triển bài toán Robot là việc hết sức quan trọng Trong bản thuyết minh này, đã nêu lên việc thiết lập động học, động lực học, điều khiển Robot. .. – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ điện tử Đề số 6360_10 Tài liệu tham khảo 1 PGS.TS Phan Bùi Khôi- Bài giảng Robotic Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 2014 2 TS Nguyễn Mạnh Tiến - Điều khiển Robot công nghiệp Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 2007 3 GS.TSKH Nguyễn Văn Khang- Cơ sở Robot công nghiệp Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 2011 4 GS TSKH Nguyễn Thiện Phúc- Robot công... – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ điện tử Đề số 6360_10 Hình 3.4: Lựa chọn xuất file STL trong Solidworks Từ đó ta sẽ đưa vào Visual Trong đó chúng ta sẽ chỉnh sửa các thông số để các hệ tọa độ đúng như khi chúng ta đã chọn trước Và đưa chương trình vào để cho Robot chuyển động theo 1 quỹ đạo xác định từ trước Ta sử dụng thư viện MFC để chạy chương trình, từ đó ta sẽ có được môi trường... OpenGl 2 .Mô phỏng chuyển động của Robot Các công cụ để xây dựng bài toán mô phỏng : - Thư viện đồ họa OpenGl - Ngôn ngữ lập trình Visual C++ và các ứng dung của MFC - Phần mền xây dựng thiết lập phương trình - Phần mền thiết kế 3D Tổng quát lại ta sẽ có sơ đồ xây dựng bài toán mô phỏng như sau : GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ điện tử Đề số... chuyển đổi từ Maple - Chạy mô phỏng trên OpenGl Ở đây chúng em sẽ không nêu lên trình tự khởi tạo cũng như các thao tác xây dựng modul trên OpenGl vì nó khá dài Việc xây dựng mô hình thiết lập giải phương trình động học đã được em nêu ở chương số 2 GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ điện tử Đề số 6360_10 Ta có mô hình 3D của Robot được vẽ trên Solidworks . dùng trong ngành dịch vụ, robot chuyển phôi. Hình 1.2. Robot hàn công nghiệp Hình 1.3. Robot trong nghành dịch vụ Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ điện tử Đề số 6360_10. GVHD: PGS.Phan. chấp hành là động cơ các loại: điện, thủy lực,khí nén Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ điện tử Đề số 6360_10. GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: +Hệ thống cảm biến(Sensor). y tế…. Bài tiểu luận: Mô hình hóa Robot và hệ cơ điện tử Đề số 6360_10. GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: 2. Các khái niệm và định nghĩa về robot công nghiệp. Robot công