• Viện Robot của Hoa kỳ : Robot – cơ cấu đa chức năng được lập trình trước cơ cấu đa chức năng đ ợc lập trình tr ớc với các cảm biến bên ngoài, có thể thực hiện các chức năng task :
Trang 108/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 1
®iÒu khiÓn robot c«ng nghiÖp
¸nh gi¸ :
иnh gi¸ : Thi : 75 %
Qu¸ trinh : 25 %
Trang 2
Lý thuyÕt (45 tiÕt)
• Ch ¬ng 1 : Tæng quan robot c«ng nghiÖp (3 tiÕt)
• Ch ¬ng 2 : éng häc vÞ trÝ Robot (8 tiÕt) Đéng häc vÞ trÝ Robot (8 tiÕt)
• Ch ¬ng 3 : §éng häc vÞ trÝ vi sai (4 tiÕt)
• Ch ¬ng 4 : éng lùc häc (6 tiÕt) Đéng häc vÞ trÝ Robot (8 tiÕt)
• Ch ¬ng 5 : iÒu khiÓn robot (18 tiÕt) Đéng häc vÞ trÝ Robot (8 tiÕt)
• Ch ¬ng 6 : C¬ cÊu chÊp hµnh vµ c¶m biÕn (3 tiÕt)
Trang 308/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 3
Trang 4Thời gian học tập
Trang 508/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 5
Tµi liÖu tham kh¶o
3 Paul Richard P Robot manipulator The MIT Press 1982
4 Tsuneo Yoshikawa Foundation of Robot : Analysis and control MIT 1990.
5 Wesley E Sneyder Industrial Robots : Computet Interfacing and Control
8 Mikell P Groover , et al Industrial Robotics : Technology Gramming and
Application McGraw Hill 1996.
9 Lorenzo Sciaviacco, Bruno Siciliano Modeling and Control Manipulator The
McGraw-Hill Companies, Inc 358 trang.
10 Lewis F.L , Abdallah C.T , Dawson D.M Control of Robot Manipulator
Macmillan Publishing Company, 1993.
Trang 6Định nghĩa về ROBOT CÔNG NGHIệP
• Thuật ngữ Robot xuất hiện lần đầu tiên năm 1920 trong vở kịch của nhà
viết kịch ng ời Tiệp Karel Capeck : Giống ng ời, khỏe, làm việc gấp đôI ng ời.
• Viện Robot của Hoa kỳ : Robot – cơ cấu đa chức năng được lập trình trước cơ cấu đa chức năng đ ợc lập trình tr ớc
với các cảm biến bên ngoài, có thể thực hiện các chức năng (task) : Lắp ráp, vận chuyển.
• Kỹ thuật : Robot – cơ cấu đa chức năng được lập trình trước cánh tay vài bậc tự do, thực hiện các chuyển động nh
tay ng ời và đ ợc điều khiển bằng máy tính.
• Robot công nghiệp – cơ cấu đa chức năng được lập trình trước Cơ cấu lập trinh đ ợc và có thể thực hiện tự động các
công việc hữu ích mà không có sự trợ giúp của con ng ời.
• Hội nhà chế tạo – cơ cấu đa chức năng được lập trình trước ng ời sử dụng : Robot – cơ cấu đa chức năng được lập trình trước thiết bị có thể thao tác các
chức năng nh con ng ời và hợp tác nhau thông minh.
Trang 708/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 7
J Jacquard phát minh khung dệt vai có thể lập trinh
H Maillader chế tạo búp bê cơ khí biết vẽ tranh.
S Babbitt (Mỹ) đã thiết kế một cần trục truyền động động cơ có cơ
cấu kẹp để gắp thỏi thép đúc ra khỏi lò nung.
W Pollard và H Roselund (Mỹ) đã thiết kế một cơ cấu phun sơn
lập trinh cho công ty DeVilbiss
G.C Devol (Mỹ) sáng chế thiết bị điều khiển có thể ghi lại tín hiệu
điện bằng từ hoá, sau đó đ ợc sử dụng để điều khiển một máy cơ
khí
Trang 8G.C Devol đang ký ban quyền phát minh thiết kế Robot
Robot "Unimate" đầu tiên đ ợc giới thiệu là Robot truyền động thuỷ lực; nó
sử dụng dạng nguyên lý điều khiển số cho điều khiển cơ cấu tay máy
Công ty Ford lắp đặt Robot Unimate.
Công ty General Motor (GM) lắp đặt robot công nghiệp đầu tiên (robot Unimate) trong dây chuyển san xuất
Trang 908/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 9
Công ty Trallfa (Nauy) lắp đặt Robot phun sơn.
Robot di chuyển "Shakey" đ ợc chế tạo tại Viện Nghiên cứu Stanford (Mỹ) Robot này đ ợc trạn bị một số cam biến tiếp xúc, máy tinh, có thể di chuyển trên mặt sàn
Tay máy Stanford là Robot nhỏ điều khiển bằng điện đ ợc chế tạo ở Tr ờng Dại học Stanford (Mỹ).
Hiệp hội robot công nghiệp Nhật (JIRA) bắt đầu đề xuất sử dụng robot trong công nghiệp Nhật
Viện Nghiên cứu Stanford (Mỹ) công bố ngôn ng lập trinh máy tính đầu tiên cho ữ lập trinh máy tính đầu tiên cho Robot trên : WAVE
ASEA giới thiệu Robot IRb6 với hệ truyền động điện.
Trang 10Công ty Cincinnati Milacron giới thiệu Robot T 3 điều khiển bằng máy tính.
Robot "Sigma" đ ợc sử dụng trong công nghiệp lắp ráp - là một trong ứng dụng Robot trong dây chuyền lắp ráp đầu tiên.
Phòng thí nghiệm Charles Stack Draper (Mỹ) đã chế tạo cơ cấu nhún có tâm ở xa
sử dụng cho Robot lắp ráp.
Robot PUMA (máy lắp ráp vạn n ng có thể lập trinh) đ ợc trinh diễn ăng có thể lập trinh) được trinh diễn.
Robot T 3 của hãng Cincinnati Milacron đ ợc lập trinh thực hiện các công việc khoan và hàn trên các bộ phận của máy bay.
Robot SCARA đ ợc sáng chế cho dây chuyền lắp ráp ở Tr ờng Dại học Yamanashi (Nhật) Một số Robot th ơng mại này đ ợc giới thiệu vào 1981
Trang 1108/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 11
Robot công nghiệp bắt đầu một thời kỳ phát triển nhanh, với các robot mới
Robot truyền động trực tiếp (DDR) đ ợc sáng chế ở Tr ờng Đại học
Carnegie-Mellon.
Hãng máy tính IBM chế tạo Robot RS-1 cho lắp ráp.
Một số hệ thống lập trinh "OFF-line" đ ợc trinh diễn cho Robot.
ứng dụng robot tiếp tục phát triển mạnh tập trung vào tích hợp robot trong các dây chuyền san xuất linh hoạt (FMS) và hệ thống CIM.
B ớc phát triển mới của nền kinh tế thế giới với tập trung sản xuất các san phẩm phức tạp và ứng dụng công nghệ vi điện tử và công nghệ hiển thị trong robot của dây chuyền s n xuất tự động hóa ản xuất tự động hóa.
Trang 12C u tróc chung robot CN ấu tróc chung robot CN
Trang 1308/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 13
He thong chuyen dong
Trang 14Thanh vµo Thanh ra
Thanh ra Thanh vµo Thanh vµo Thanh rab
Trang 1508/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 15
Cæ tay robot
Trang 16C¬ cÊu bµn tay
+ C¬ cÊu kÑp (Gripper) +C¬ cÊu dông cô (Tool)
Trang 1708/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 17
Cơ cấu bàn tay – cơ cấu đa chức năng được lập trình trước cơ cấu kẹp
Cơ cấu trục vít vô tận Cơ cấu trục cam
Trang 18C¸c D¹NG C¬ cÊu H×nh häc
C¬ cÊu decac
Trang 1908/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 19
C¬ cÊu H×nh trô
Trang 20C¬ cÊu H×nh cÇu
Trang 2108/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 21
C¬ cÊu khíp nèi
Trang 22C¬ cÊu scara
(Selective Complian Assembly Robot Arm)
Trang 2308/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 23
Cơ cấu hình trụ
Cơ cấu đề các
Cơ cấu hình cầu
Cơ cấu SCARA
Cơ cấu khớp nôi
Trang 24Cấu hình điều khiển robot SCARA
Trang 2508/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 25
Cấu hình hệ thống điều khiển robot
động
CBn
CB2 CB1
Quĩ đạo tay
(xđ , yđ , zđ)
Quĩ đạo đặt khớp (q đ1 )
(u 2 )
(un)
.
.
Trang 26Cấu hình hệ thống điều khiển robot
Bộ nhớ ngoài
Máy in Bàn phím
dạy học Video
Bàn phím
MôI tr ờng làm việc I/O
Hệ thống động học
RB
động lực học RB
BUS
ĐK SECVO ĐO Lực THị giác
KĐ CS
Trang 2708/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 27
Dang RB1
Trang 28Dang RB2
Trang 2908/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 29
Robot LR mate 100 (Fanuc)
Trang 30Robot LR mate 100 (Fanuc)
• øng dông : L¾p r¸p, bèc dì, hµn, gi¸o dôc
• §Æc tÝnh kÜ thuËt : 5trôc ; khèi l îng t¶I : 4 kg; §é lÆp l¹i : 0.04 mm
Trang 3108/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 31
Robot Funuc M hệ toạ độ trụ –hệ toạ độ trụ
Trang 32Robot Universal -15 (toạ độ cầu)
Trang 3308/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 33
Robot Puma 760
Trang 341 Trong c«ng nghiÖp
• øng dông trong vËn chuyÓn, bèc dì vËt liÖu
• øng dông trong gia c«ng vËt liÖu
+ Hµn, gia c«ng kim lo¹i , s¬n
• øng dông trong l¾p r¸p, kiÓm tra
+ L¾p r¸p c¬ khÝ, ®iÖn tö,
+ KiÓm tra ®o kÝch thøc m¸y, chi tiÕt
+ KiÓm tra chÊt l îng s¶n phÈm
2 Trong gi¸o dôc, y tÕ
3 LÜnh vùc kh¸c
øng dông robot
Trang 3508/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 35
Phục vụ máy tiện
Trang 36Robot phối hợp làm việc trên dây chuyền tự động
Trang 3708/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 37
Robot làm việc trên dây chuyền hàn vỏ ôtô Toyota
Trang 38Robot kiểm tra kích thước ôtô
Trang 3908/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 39
Máy kiểm tra kích thước
Trang 4108/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 41
Trang 42Sè l îng robot
Nhãm 1 : NhËt : 310; Hµn Quèc : 130.
Nhãm 2 : §øc : 135; Italia : 109; Thôy ®iÓn : 91;
Nhãm 3 : PhÇn lan : 68 Ph¸p : 67; T©y ban Nha : 66.
Trang 4308/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 43
Trang 44Mét vµi nÐt vÒ nghiªn cøu Robot ë VN
• Phßng thÝ nghiÖm T§H (GS NguyÕn ThiÖn Phóc) : Robot ®iÒu khiÓn khÝ nÐn, ®iÖn,
xö lý ¶nh,…
• 1996-2000 : §Ò tµi KHCN 10-04 : Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng thiÕt bÞ ®iÒu
khiÓn th«ng minh phôc vô T§H vµ b¶o vÖ m«I tr êng :
+ Robot trong xÝ nghiÖp d îc phÈm.
+ Robot s¬n xe t¨ng.
+ Robot xóc than ë má.
+ Gi¶ng d¹y robot ë Tr êng §H.
• 2001- : §Ò tµi NCKH cÊp nhµ n íc : Nghiªn cøu RB.
• 2008-2010 : Đ t i KC.03.06/06-10 : Nghiên c u thi t k v ch t o Robot h n t ứu thiết kế và chế tạo Robot hàn tự ết kế và chế tạo Robot hàn tự ết kế và chế tạo Robot hàn tự ết kế và chế tạo Robot hàn tự ạo Robot hàn tự ự
h nh ph c v cho ng nh óng t u Vi t nam"ục vụ cho ngành đóng tàu ở Việt nam" ục vụ cho ngành đóng tàu ở Việt nam" đóng tàu ở Việt nam" ở Việt nam" ệt nam"
Trang 4508/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 45
Trang 4708/30/24 ĐIỀU KHIỂN ROBOT K52 TĐH 47
Một số h ớng nghiên cứu về robot
• Điều khiển PID kinh điển
• Điều khiển thích nghi : Nhận dạng tham số + bộ điều khiển.
• Điều khiển bền vững : + Sử dụng lý thuyêt Liapunov.
+ Điều khiển mờ.
+ Điều khiển tr ợt cơ bản và nâng cao
+ Điều khiển mờ - tr ợt (FSMC) + Điều khiển tr ợt – cơ cấu đa chức năng được lập trình trước thích nghi (SMAC) + Điều khiển mờ - tr ợt – cơ cấu đa chức năng được lập trình trước Thích nghi
• Điều khiển Robot xử lý ảnh (K47, K48, K49)
• Điều khiển Robot theo quĩ đạo nội suy (K50)
Trang 48
Một số luận án TS và Th.S về Robot
1 Nguyễn Như Hiển (NCS 2003) Hệ thống điểu khiển thích nghi bền vững
2 Võ Quang Vinh (NCS -2004) Nghiên cứu hệ điều khiển mờ cho cơ cấu tay máy
2 Nguyễn Hoàng Mai (NCS 2002-2008) Nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển
động bằng phương pháp thích nghi mode trượt
3 Huỳnh Trí Thanh (CH 2002-2004) : Nâng cao chất lượng điều khiển chuyển động
RB dùng phương pháp ĐK thích nghi tự chỉnh (ĐLH thích nghi)
4 Vương Thị Diệu Hương (CH 2003-2005) ĐK và mô phỏng RB dạng ngón tay
5 Bùi Khánh Hoà (CH 2003-2005) Nâng cao chất lượng điều khiển chuyển động RB
dùng phương pháp ĐK bền vững.
6 Vũ Phú Cường (CH 2005-2007) Hệ thống ĐK bền vững thích nghi cho RB
7 Ngô Việt Hoà (CH 2006-2008) ĐK RB sử dụng phương pháp Jacoby xấp xỉ