TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNGKHOA CÔNG NGHỆ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐỀ THI HỌC PHẦN: MÁY TỰ ĐỘNG VÀ RÔBỐT CÔNG NGHIỆP Thời gian làm bài: 90 Phút Dùng ch
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG
KHOA CÔNG NGHỆ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
ĐỀ THI HỌC PHẦN: MÁY TỰ ĐỘNG VÀ RÔBỐT CÔNG NGHIỆP
Thời gian làm bài: 90 (Phút)
(Dùng cho hệ chính qui)
Đề thi số: 07
Câu 1: Các bước thiết lập phương trình động học của rôbốt Trình bày cách xác định các hệ tọa độ?
Câu 2: Trên các máy công cụ: khoan, hàn điểm, doa tọa độ… ứng dụng dạng điều khiển nào, trình bày dạng điều khiển đó?
Câu 3: Cho một vật thể được đặt trong hệ tọa độ chuẩn O(x,y,z) như hình vẽ Hãy thực hiện phép biến đổi sau:
H = Tp [10,0,0].T[0,10,0].R[z,900]
X0
Y0
Z0
O0
B A
D
C H
G
E
F
(10,10,0,1)
(10,10,5,1)
(0,10,0,1) (0,10,10,1)
(0,-10,10,1)
(0,-10,0,1) (10,-10,5,1)
(10,-10,0,1)
Chú ý: SV không được sử dụng tài liệu.
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG
KHOA CÔNG NGHỆ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
ĐÁP ÁN HỌC PHẦN: MÁY TỰ ĐỘNG VÀ RÔBỐT CÔNG NGHIỆP
Đề thi số: 07
Câu 1: Các bước thiết lập phương trình động học của rôbốt? Trình bày cách xác định các hệ tọa độ?
Trả lời
a) Để thiết lập phương trình động học của robot có thể tiến hành theo các bước sau:
1 Xác định các hệ toạ độ
2 Lập bảng thông số DH.
3 Xác định các ma trận A i theo các thông số DH.
4 Tính các ma trận T i
5 Lập phương trình động học cơ bản.
b) Cách xác định các hệ toạ độ
Việc gắn hệ toạ độ với các khâu có vai trò rất quan trọng khi thiết lập hệ phương trình động học của robot Nguyên tắc chung đã trình bày trong phần 8.3 Trong thực tế các trục nối khớp động của robot thường song song hoặc vuông góc với nhau, tức là rơi vào những trường hợp đặc biệt, nên có thể gây nhầm lẫn Hơn nữa việc xác định các hệ toạ độ cần phải phù hợp với các phép biến đổi của ma trận A1 để có thể sử dụng được bộ thông số DH Vì thế, trình tự xác định các hệ toạ độ cần được lưu
ý các điểm sau:
- Trục zi phải chọn cùng phương với trục khớp động i + 1
- Các hệ tọa độ phải tuân theo qui tắc bàn tay phải (đã nêu ở 8.3)
- Khi gắn hệ toạ độ lên các khâu, phải tuân theo các phép biến đổi của ma trận
Ai (xem công thức (8-19)) Đó là 4 phép biến đổi:
R(z,i); Tp(0,0,di); Tp(ai,0,0); R(x,i) Như vậy có thể xem hệ toạ độ thứ i + 1 là do phép biến đổi từ hệ toạ độ thứ i Các phép quay (R) và tịnh tiến (Tp) trong các phép biến đổi này phải có mặt trong các phép biến đổi của ma trận Ai (công thức (8-19) Các thông số DH cũng được xác định dựa vào các phép biến đổi này
Việc gắn hệ toạ độ lên các khâu ở vị trí, khi mà các biến khớp có giá trị ban đầu, thường bằng 0
Trang 3Câu 2 : Trên các máy công cụ: khoan, hàn điểm, doa tọa độ… ứng dụng dạng
điều khiển nào, trình bày dạng điều khiển đó?
Trả lời
* Trên các máy công cụ: khoan, hàn điểm, doa tọa độ… ứng dụng dạng điều khiển
theo điểm
* Điều khiển theo điểm
Dụng cụ sẽ được chạy dao nhanh tới các điểm đã được lập trình, trong hành
trình này dao không cắt vào chi tiết Chỉ khi đạt tới các điểm đích quá trình gia công
mới được thực hiện theo lượng chạy dao đã lập trình
Tùy theo dạng điều khiển, các trục có thể chuyển động kế tiếp nhau hoặc tất cả
các trục có chuyển động đồng thời song không có mối quan hệ hàm số giữa các trục
Khi các trục có chuyển động đồng thời hướng của các chuyển động được tạo thành góc
450
P1
P2
X Y
O
P1
P 2
X Y
O
Các trục chạy lần lượt Các trục chạy đồng thời
Hình 1 Các đường chạy dao trong điều khiển điểm
Trang 4Câu 3:
H = Tp [10,0,0].T[0,10,0].R[z,900]
TPx =
1 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
10 0 0 1
; TPy =
1 0 0 0
0 1 0 0
10 0 1 0
0 0 0 1
; R[z,90o] =
1 0 0 0
0 1 0 0
0 0 0 1
0 0 1
0
H = Tp [10,0,0].T[0,10,0].R[z,900]
1 1
1 1
1 1 1 1
5 0
0 10 0 10 5 0
10 10
10 10
10 10 10 10
10 10
0 0
0 0 10 10
H =
1 0 0 0
0 1 0 0
10 0 0 1
10 0 1
0
.
1 1
1 1
1 1 1 1
5 0
0 10 0 10 5 0
10 10
10 10
10 10 10 10
10 10
0 0
0 0 10 10
H =
1 1 1 1 1 1 1 1
5 0 0 10 0 10 5 0
20 20 10 10 10 10 20 20
20 20 20 20 0 0 0 0
D
F A
B
C
E H G
