tổng quan robot công nghiệp

Mục tiêu học phần và kết quả mong đợi Trang bị những kiến thức cơ bản về robot và robot công nghiệp • Hiểu sâu sắc về cấu hình của một cơ cấu robot; • Phân tích, tính toán mô hình toán

Trang 1

08/31/17 Ky thuat RB K56 ĐK-TĐH (20142) 1

EE4341- KỸ THUẬT robot

Lớp :79141

TS NguyÔn M¹nh TiÕn

(Email : tien.nguyenmanh@hust.edu.vn)

Sè tiÕt : 64 tiÕt

Lý thuyÕt: 52 Bµi tËp lín : 12 (1 bµi tËp lín)

Đ¸nh gi¸ : Thi : 75 %

Qu¸ trinh : 25 %

Trang 2

Mục tiêu học phần và kết quả mong đợi

Trang bị những kiến thức cơ bản về robot và robot công

nghiệp

• Hiểu sâu sắc về cấu hình của một cơ cấu robot;

• Phân tích, tính toán mô hình toán học một cơ cấu robor;

• Thiết kế tính toán hoàn chỉnh một hệ thống điều khiển cơ cấu

Trang 3

• Ch ¬ng 5 : ĐiÒu khiÓn robot (18 tiÕt)

• Ch ¬ng 6 : C¬ cÊu chÊp hµnh vµ c¶m biÕn (4 tiÕt)

• Ôn tập : 4 tiết

Trang 4

Bài tập lớn (16 tiết)

Nội dung : Lựa chọn :

1 Tính toán : động học vị trí, động lực học và Thiết

kế hệ thống điều khiển và mô phỏng Matlab.

2 Nghiên cứu một cơ cấu robot trong công nghiệp

Thời gian : Đ ợc nghỉ 8-12 tiết làm bài tập

+ Đăng kớ : Trước ngày 24/1

+ Tuần 25 (29/1) : Giao BTL

+ Tuần 40 (14/5) : Thu BTL

+ Tuõn 42 (28/5) : Nhúm nghiờn cứu trỡnh bày

Trang 5

Tµi liÖu tham kh¶o

TiÕng ViÖt :

1 NguyÔn M¹nh TiÕn - ®iÒu khiÓn Robot c«ng nghiÖp -

Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc Kü thuËt – 2007, 2012.

2 NguyÔn ThiÖn Phóc Robot c«ng nghiÖp Nhµ XuÊt b¶n

KHKT.2006

TiÕng Anh :

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 Prentice Hall.

6 J Somlo, B Lanto, P.T Cat Advanced Robot Control Akademia

Kiado Budapest 1997.

7 King sun Robotics : Control, Sensing, Vision and Intelligent

McGraw Hill , 1987.

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 6

Ch ¬ng 1 Tæng quan robot c«ng nghiÖp

Trang 7

Định 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 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 – 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 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 – ng ời sử dụng : Robot – thiết bị có thể

thao tác các chức năng nh con ng ời và hợp tác nhau thông

minh.

Trang 8

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

Trang 9

G.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 10

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 ngữ lập trinh máy tính đầu tiên cho Robot trên : WAVE

Trang 11

Robot "Sigma" ® îc sö dông trong c«ng nghiÖp l¾p r¸p - lµ

mét trong øng dông Robot trong d©y chuyÒn l¾p r¸p ®Çu

Trang 12

H·ng m¸y tÝnh IBM chÕ t¹o Robot RS-1 cho l¾p r¸p.

Mét sè hÖ thèng lËp trinh "OFF-line" ® îc trinh diÔn cho Robot.

øng dông robot tiÕp tôc ph¸t triÓn m¹nh tËp trung vµo tÝch hîp robot trong c¸c d©y chuyÒn san xuÊt linh ho¹t (FMS) vµ

hÖ thèng CIM.

B íc ph¸t triÓn míi cña nÒn kinh tÕ thÕ giíi víi tËp trung s¶n

Trang 13

Cấu tróc chung robot CN

1 Cơ cấu robot.

2 Ngăn trên tủ điều khiển

+ Các khâu phụ.

Trang 14

Cấu tróc chung robot CN

3 Hệ thống : + Hệ thống chuyển động

+ Hệ thống điều khiển

+ Hệ thống nhận dạng

Trang 15

He thong chuyen dong

Trang 16

Thanh vµo Thanh ra

Thanh ra Thanh vµo Thanh vµo Thanh rab

Trang 17

Cæ tay robot

Trang 18

C¬ cÊu bµn tay + C¬ cÊu kÑp (Gripper) +C¬ cÊu dông cô (Tool)

Trang 19

C¸c D¹NG C¬ cÊu H×nh häc

C¬ cÊu decac

Trang 20

C¬ cÊu H×nh trô

Trang 21

C¬ cÊu H×nh cÇu

Trang 22

C¬ cÊu khíp nèi

Trang 23

C¬ cÊu scara

(Selective Complian Assembly Robot Arm)

C¬ cÊu adeptone

Trang 24

Cơ cấu hình trụ

Cơ cấu đề các

Cơ cấu SCARA

Trang 25

Sơ đồ khối hÖ thèng ®iÒu khiÓn robot

Trang 26

Cấu hình hệ thống điều khiển robot

CBn

Quĩ đạo tay

(xđ , yđ , zđ)

Quĩ đạo đặt khớp (qđ1)

(u2)

(u n )

.

Trang 27

Cấu 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

Trang 28

Cấu hình điều khiển robot SCARA

(Phòng TN Bộ môn TĐH)

Trang 29

MỘT SỐ DẠNG ROBOT

Trang 30

Dang RB1

Trang 31

Dang RB2

Trang 32

Robot LR mate 100 (Fanuc)

Trang 33

Robot 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

Trang 35

Robot IRB 1200-7/0.7 (ABB)

Nhỏ hơn 15 %, Nhanh hơn 10 %

Trang 36

Robot IRB 1200 (ABB)

Trang 37

Robot IRB 1200 (ABB)

Trang 38

Robot Funuc M –hệ toạ độ trụ

Trang 39

Robot Universal -15 (toạ độ cầu)

Trang 40

Robot Puma 760

Trang 41

Ứng dụng Robot

Trang 42

1 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

Trang 43

VËn chuyÓn, bèc dì vËt liÖu

Trang 44

Phục vụ máy tiện

Trang 45

Robot phối hợp làm việc trên dây chuyền tự động

Trang 46

Ứng dụng trong CN hµn

Trang 47

øng dông trong s¬n oto

Trang 48

Robot làm việc trên dây chuyền hàn vỏ ôtô Toyota

Trang 49

Ứng dụng trong lắp rắp

Trang 50

Robot kiểm tra kích thước ôtô

Trang 51

Máy kiểm tra kích thước

Trang 52

Ứng dụng robot trong y tế

Trang 53

Số lượng robot

Trang 54

Số lượng Robot 1994-2012

Trang 55

Số lượng Robot sản xuất 2003 - 2012

Dự báo 2013-2016

Trang 56

Số lượng Robot sản xuất hàng năm các

ngành Công nghiệp

Trang 57

Số lượng Robot sản xuất 2011-2012

Dự báo 2013-2016

Trang 58

Số lượng Robot bán 2011-2012

Dự báo 2013-2016

Trang 59

Số lượng Robot sản xuất 2011-2012

Dự báo 2013-2016

Trang 60

Số lượng Robot 2011-2012

Dự báo 2013-2016

Trang 61

+ Gi¶ng d¹y robot ë Tr êng §H.

• 2001- : §Ò tµi NCKH cÊp nhµ n íc : Nghiªn cøu RB.

• 2008-2010 : Đề tài KC.03.06/06-10 : Nghiên cứu thiết kế và chế tạo Robot hàn

tự hành phục vụ cho ngành đóng tàu ở Việt nam"

Trang 62

Đề tài KC.03.06/06-10

(2008-2010 )

Trang 63

Đề tài KC.03.06/06-10

(2008-2010 )

Trang 64

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 – thích nghi (SMAC)

+ Điều khiển mờ - tr ợt – Thích nghi

• Điều khiển Robot xử lý ảnh (K47, K48, K49)

• Điều khiển Robot theo quĩ đạo nội suy (K50)

• Điều khiển Robot theo quĩ đạo + thu thập dữ liệu (K52)

Trang 65

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

8 Bùi Trung Hiếu (CH 2008-2009) ĐK Chuyển động với khử ràng buộc các khớp

9 Nguyễn Danh Tuấn (CH 2010-2012) Hệ thống ĐK vị trí độ chính xác cao cho tay

máy 2 bậc tự do.

Định dạng
Số trang	65
Dung lượng	6,85 MB