TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI CHƯƠNG 11 ROBOT CÔNG NGHIỆP

Trang 1

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

TIỂU LUẬN

ĐỀ TÀI: CHƯƠNG 11 ROBOT CÔNG NGHIỆP

Trang 2

Phần 1: Mô tả robot và các thuộc tính liên quan

 Các tay máy có đặc điểm chung về kết cấu

gồm các khâu được kết nối với nhau bằng các

khớp để hình thành một chuỗi động học hở từ phần thân đến phần công tác

1 khớp (join) và khâu (link)

Trang 3

Giá đỡ Khâu 0

Khâu 1 Khâu 2Khớp 1

Khớp 2

Trang 4

Nếu phân loại theo khớp thì robot công nghiệp được phân làm 5

loại đó là:

Linear joint ( L joint): liên kết giữa khâu vào và khâu ra là

chuyển động tịnh tiến Trục hai khâu là song song

Hướng chuyển động

Khâu vào

Khâu ra

Trang 5

Khâu vào

Khâu ra

Orthogonat Joint (O joint).): cũng là chuyển động tịnh tiến

nhưng trục của 2 khâu vuông góc với nhau trong suốt chuyển

động

Trang 6

Rotational Joint (R joint).: chuyển động quay với trục quay vuông

góc với khâu vào và khâu ra

Trang 7

twisting joint (T joint): chuyển động quay với trục quay song

song với khâu vào và khâu ra

Trang 8

Hướng chuyển độngKhâu vào

Khâu ra

Revolving joint(V joint): khớp nối hình chữ V trong suốt quá trình

chuyển động Trục của khớp vào song song với trục của khâu vào Trục của khâu ra song song với trục chuyển động

Trang 9

Với ci: số chuyển động bị ràng buộc bởi khớp i

fi: số chuyển động tương đối cho phép bởi khớp i

j: tồng số khớp trong cơ cẩu

n: tồng số khâu trong cơ cẩu (kể cả khâu cố định)

λ: số bậc tự do của không gian mà cơ cẩu hoạt động

Trang 10

Tay ro bốt giống như tay con người

Vai

(shoulder)

Cánh tay (arm)

Cổ tay(Wrist) Bàn tay

(hand)

2 Cấu hình robot thông thường

Trang 11

Polar configuration ba bậc chuyển động cơ bản gồm một trục

tịnh tiến và hai trục quay

Trang 12

Robot toạ độ trụ (cylindrical robot): ba bậc chuyển động cơ bản gồm

hai trục chuyển động tịnh tiến và một trục quay

Trang 13

Robot toạ độ vuông góc (cartesian robot): robot loại này có ba

bậc

chuyển động cơ bản gồm ba chuyển động tịnh tiến dọc theo ba

trục vuông góc

Trang 14

Jointed-arm robot: robot này gồm một trụ ngang có thể xoay

quanh một cái bệ sử dụng Bên trên là khớp quay (r join)

Trang 15

Scara: được đề xuất cho công việc lắp ráp Đó là một loai tay máy đặc biệt gồm hai khớp quay và một khớp trượt Nhưng cả 3 đều có trục song song với nhau Kết cấu này làm cho tay máy cứng hơn về phần thẳng đứng Nhưng kém bền vững theo phương ngang Loại này chuyên dùng cho công việc lắp ghép tải trọng nhỏ theo phương đứng T Scara là viết tắt của “selective compliance assembly robot arm” để

mô tả các đặc điểm trên Vùng làm việc của Scara là một phần của hình trụ rỗng

Trang 16

Hệ thống ký hiệu khớp biểu tượng cho năm loại khớp (L, 0, R, T, và V) có

thể được sử dụng để xác định một hệ thống ký hiệu chung cho các tay máy

robot

Việc mô tả các loại phần tạo nên khớp và cổ tay robot Ví dụ, các ký hiệu

TLR: TR được diễn dãi là: (khớp 1 = T), (khớp 2 = L), (khớp 3 = R) Cổ

tay bao gồm hai khớp, khớp xoắn (khớp 4 = T) và một khớp quay (khớp 5 =

R) Dấu hai chấm biểu diễn sự tách rời giữa thân và tay robot

Không gian làm việc : được định nghĩa là không gian mà trong đó các robot

có thể với tới được Không gian làm việc được xác định dựa vào số khớp Và

độ lớn của khâu

Trang 17

3 Hệ thống điều khiển các khớp

Khớp Robot sử dụng ba loại truyền động: (1) điện,(2) thủy lực, khí nén (3) Hệ thống truyền động điện sử dụng động cơ điện là thiết

bị truyền động chung (Ví dụ: động cơ servo hoặc động cơ bước)

Hệ thống thủy lực và khí nén sử dụng các pittong hoặc bơm để

điều khiển các khớp

Trang 18

Nguồn dẫn động bằng điện

Các động cơ sử dụng thường là động

cư bước,Động cư DC servo, động cơ AC servo Robot

Loại này có thiết kế gọn, chạy âm định vị rất

Chính xác

Trang 19

Nguồn dẫn động bằng khí nén

Hệ thống cằn được trang bị máy nén, bình

Chứa khí và động cơ kéo máy nén

Robot loại này thường được sử dụng trong các ứng dụng có tải trọng nhỏ

có tay máy là các xy-lanh khí nên thực hiện chuyển động thằng và chuyển động quay Do khí nén là lưu chất nén được nên robot loại này thường sử dụng trong các theo tác gắp đặt không cần độ chính xác cao

Trang 21

Phần 2:Hệ thống điều khiển robot

Hệ thông điều khiển được phân thành 4 loại:

 (1) limited sequence control,

 (2) playback with point-to-point control,

 (3) playback with cootinuous path control,

 (4) intelligent control.

Trang 22

 Đây là loại điều khiển cơ bản nhất Nó cài đặt bằng cách thiết lập giới hạn hoặc điểm dừng cho mỗi khớp và sắp xếp sự vận hành của các khớp để hoàn thành công việc Vòng hồi tiếp

để xác định xem khớp đẵ vận hành xong chưa

Để tiếp tục thực hiện bước tiếp theo.

limited sequence control

Trang 23

Robot loại này sử dụng bộ điều khiển servo thực hiện điều khiển vòng kín Hệ thống điều khiển liên tục là hệ thống trong đó robot được lập trình theo một đường chính xác Trong hệ thống điều khiển này, đường dẫn được biểu điễn bằng một loạt các điểm rời rạc gần nhau và được lưu vào bộ nhớ

robot, sau đó robot sẽ thực hiện lại chính xác

đường dẫn đó

Playback with point-to poinn control

Trang 24

Loại này có khả hồi tiếp lại tương tự như các loại trước đó Sự khác biệt giữa continuous path và point-to-point là một hoặc cả hai khả năng sau đây:

 Khả năng lưu trữ lớn: Bộ điều khiển có một dung lượng lưu trữ lớn hơn nhiều hơn so với point-to-point, do đó số lượng các địa điểm có thể được ghi vào bộ nhớ lớn hơn nhiều so point-to-point Vì các điểm tạo chu kỳ chuyển động rất sát với nhau nên robot thực hiện một chuyển động trơn tru và liên tục

 Nội suy tính toán máy tính điều khiển đường đi giữa các

điểm bắt đầu và điểm kết thúc của mỗi di chuyển bằng phép nội suy

Playback with Continuous Path Control

Trang 25

Robot công nghiệp đang trở nên ngày thông minh Một những đặc điểm của một robot thông minh gồm:

 tương tác với môi trường của nó

 tự quyết định khi với các lỗi trong chu kỳ làm

việc

 giao tiếp với con người

 tự tính toán trong chu kỳ chuyển động

 đáp ứng đầu vào cảm biến tiên tiến

Intelligent ControlPhần 2:Hệ thống điều khiển robot

Trang 26

Phần 3 Khâu tác động

 khâu tác động thường được gắn liền với cổ tay của robot khâu tác động cho phép robot thực hiện một nhiệm vụ cụ thể.Bởi vì nhiều loại

nhiệm vụ được thực hiện bởi các robot công nghiệp, khâu tác động thường phải được tùy chỉnh thiết kế và chế tạo cho mỗi ứng dụng

khác nhau Hai loại khâu tác động là kẹp và

các công cụ.

Trang 27

1 Kẹp (Grippers)

Kẹp là khâu tác động được sử dụng để nắm bắt và thao tác các đối tượng Các loại kẹp được sử dụng trong các ứng dụng robot công nghiệp bao gồm những điều sau đây:

Trang 28

 kẹp cơ khí, bao gồm hai hay nhiều ngón tay có thể được điều khiền bởi hệ thống điều khiển Robot để

để giữ một vật liệu mềm dẻo chẳng hạn như vải.

 thiết bị cơ khí đơn giản như móc và muỗng.

Trang 29

 Kẹp đôi, bao gồm hai cái kẹp trong khâu tác động Với một kẹp kép, robot chọn lên vật tiếp theo trong khi máy chưa được xử lý một phần liền kề trước khi kết thúc, loại bỏ các phần đã hoàn

thành và tải các phần tiếp theo Điều này làm giảm thời gian làm việc

 Ngón tay thay đổi được Sử dụng những ngón tay khác nhau để gắp những vật khác nhau.

 cảm biến hồi tiếp ở các ngón tay với khả năng như: cảm nhận sự hiện diện của vật hoặc số lượng của vật

 Kẹp nhiều ngón tay tổng quát giống như bàn tay con người.

 Sản phẩm kẹp tiêu chuẩn thương mại, do đó làm giảm sự cần thiết phải tùy chỉnh thiết kế một kẹp cho mỗi ứng dụng robot riêng biệt

Trang 30

 Công cụ được sử dụng trong các ứng dụng mà các robot phải thực hiện một số hoạt động hoạt động trên Ví dụ về các công cụ được sử dụng như khâu tác động để thực hiện các ứng dụng

xử lý bao gồm:

2 Công cụ(Tool)

Trang 32

 robot không chỉ kiểm soát vị trí tương đối của các công

cụ liên quan đến công việc, nó cũng phải kiểm soát hoạt động của công cụ này Các robot phải có khả năng truyền tín hiệu điều khiển công cụ để bắt đầu, dừng lại

 Trong một số ứng dụng, nhiều công cụ được robot sử

dụng trong chu kỳ làm việc, Do đó các công cụ cần được thay đổi một cách nhanh chóng khâu tác động trong

trường hợp này có nhiều công cụ thay đổi nhanh một

cách nhanh chóng buộc, cởi các công cụ khác nhau.

2 Công cụ(Tool)

Trang 33

Phần 4 Cảm biến trong robot

Cảm biến được sử dụng trong các robot công

nghiệp có thể được phân loại thành hai loại:

 nội bộ

tốc của các khớp của robot ví dụ như encode

của robot với thiết bị khác có thể là thiết bị tương đối đơn giản chẳng hạn như Công tắc hành trình xác định một vật có nằm trong vị trí giới hạn hoặc cảm biến tiên tiến bao gồm:

Trang 34

Phần 4 Cảm biến trong robot

 Các cảm biến quang học phát hiện sự hiện diện hay

vắng mặt của các đối tượng và phát hiện khoảng cách.

 Các cảm biến khác Thể loại này bao gồm các loại cảm biến có thể được sử dụng trong các robot, như các

thiết bị đo nhiệt độ, áp suất chất lỏng, dòng chảy chất lỏng, điện áp, và các đặc tính vật lý khác nhau.

Trang 35

Phần 5: Ứng dụng của robot công nghiệp

Môi trường làm việc là một trong một vài điểm cần được xem xét khi lựa chọn một ứng dụng

robot Các đặc điểm chung hoặc nơi làm việc

công nghiệp có xu hướng để thúc đẩy sự thay thế của robot cho người lao động như sau:

 Công việc lặp đi lặp lại chu kỳ

 Thao tác khó khăn đối với con người

 Hoạt động phải thay đổi nhiều

 Thường xuyên chuyển đổi,vị trí làm việc

Trang 36

 Là những robot di chuyển các nguyên vật liệu hoặc các bộ phận từ nơi này đến nơi

khác.Robot cần được trang bị kẹp để gắp dồ vật trong hạng mục này ứng dụng như sau:

Trang 37

Di chuyển vật liệu

 di chuyểnVật liệu.Các ứng dụng này, trong đó mục

đích chính của robot để lấy các bộ phận tại một địa điểm và đặt chúng ở một vị trí mới.Các ứng dụng cơ bản trong việc này là hoạt động nhặt và để tương đối đơn giản Ví dụ như đưa các bộ phận từ một băng tải đến vị trí khác Các yêu cầu của ứng dụng là một robot công nghệ thấp thường là đủ Chỉ có hai, ba hoặc bốn khớp được yêu cầu cho hầu hết các ứng dụng

1 Ứng dụng xử lý Vật liệu

Trang 38

Tải hoặc dỡ hàng

 di chuyểnVật liệu.Các ứng dụng này, trong đó mục

đích chính của robot để lấy các bộ phận tại một địa điểm và đặt chúng ở một vị trí mới.Các ứng dụng cơ bản trong việc này là hoạt động nhặt và để tương đối đơn giản Ví dụ như đưa các bộ phận từ một băng tải đến vị trí khác Các yêu cầu của ứng dụng là một robot công nghệ thấp thường là đủ Chỉ có hai, ba hoặc bốn khớp được yêu cầu cho hầu hết các ứng dụng

1 Ứng dụng xử lý Vật liệu

Định dạng
Số trang	38
Dung lượng	1,2 MB