Xem mẫu
-
Luận văn
Thiết kế mạch điều khiển mô hình
cánh tay máy năm bậc tự do .
- Ñoà aùn toát nghieäp
BOÄ GIAÙO DUÏC & ÑAØO TAÏO COÄNG HOØA XAÕ HOÄI CHUÛ NGHÓA VIEÄT NAM
ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP.HCM ÑOÄC LAÄP- TÖÏ DO- HAÏNH PHUÙC
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT
KHOA ÑIEÄN
BOÄ MOÂN ÑIEÄN TÖÛ
NHIEÄM VUÏ ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
Hoï vaø teân : LEÂ TAÁN MINH
Lôùp :95 KÑÑ
Nghaønh : Kyõ thuaät Ñieän –Ñieän Töû
1-Teân ñeà taøi :
THIEÁT KEÁ MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN MOÂ HÌNH CAÙNH TAY MAÙY 5 BAÄC TÖÏ DO DUØNG
VI XÖÛ LYÙ 8085
2 – Caùc soá lieäu :
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3 – Noäi dung cuûa phaàn thuyeát minh tính toaùn :
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
4 – Caùc baûn veõ :
------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
5 – Giaùo vieân höôùng daãn : NGUYEÃN THANH BÌNH
6 – Ngaøy giao nhieäm vuï :
7 – Ngaøy hoaøn thaønh nhieäm vuï :
Giaùo vieân höôùng daãn Thoâng qua boä moân
Ngaøy 28 thaùng 2 naêm 2000
Chuû nhieäm boä moân
- Ñoà aùn toát nghieäp
NHAÄN XEÙT CUÛA GIAÙO VIEÂN HÖÔÙNG DAÃN
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Giaùo vieân höôùng daãn
- Ñoà aùn toát nghieäp
NHAÄN XEÙT CUÛA GIAÙO VIEÂN DUYEÄT
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Giaùo vieân duyeät
- Ñoà aùn toát nghieäp
Lôøi noùi ñaàu
Trong nhöõng naêm gaàn ñaây theo söï tieán boä cuûa khoa hoïc kyõ thuaät,
coâng cuoäc coâng nghieäp hoùa hieän ñaïi hoùa ñaát nöôùc ñang dieãn ra khaù toát
ñeïp. Tröôùc tình hình ñoù ñaõ coù khaù nhieàu yeâu caàu caáp baùch vaø cuõng laø
nhöõng thaùch thöùc ñöôïc ñaët ra cho giôùi trí thöùc.
Tay maùy coâng nghieäp laø moät lónh vöïc môùi maø ôû Vieät Nam ñang
nghieân cöùu vaø töøng böôùc cheá taïo ñeå öùng duïng vaøo quaù trình saûn xuaát goùp
phaàn naâng cao naêng xuaát lao ñoäng.
Kyõ thuaät vi xöû lí raát öu vieät ñaõ trôû neân raát caàn thieát trong ngaønh ñieän
töû, noù ñaõ thay theá caùc thieát bò coù caáu taïo phöùc taïp thaønh ñôn giaûn. Öùng
duïng vi xöû lí raát roäng raûi töø maùy moùc quan troïng trong neàn coâng nghieäp ñeán
caùc thieát bò chuyeân duøng.
Vôùi caùc öu ñieåm veà caùc chæ tieâu kyõ thuaät vaø tính linh hoaït cuûa vi xöû
lí, vieäc nghieân cöùu vaø öùng duïng vi xöû lí raát caàn thieát.
Khoâng neân döøng laïi ôû caùch söû duïng, caùch toát nhaát ñeå hieåu roû thieát bò
môùi vaø ñi saâu vaøo tìm hieåu baûn chaát hoaït ñoäng beân trong cuûa thieát bò ñoù.
Thöïc hieän ñeà taøi : “THIEÁT KEÁ MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN MOÂ HÌNH CAÙNH
TAY MAÙY NAÊM BAÄC TÖÏ DO” nhö laø moät caùch ñeå theå hieän moät phaàn
trong nhöõng kieán thöùc maø em ñaõ ñaït ñöôïc sau naêm naêm hoïc taäp taïi tröôøng.
Do coù söï haïn cheá veà thôøi gian cuõng nhö kieán thöùc vaø kinh ngheäm neân
khoâng traùnh khoûi nhöõng sai soùt.
Raát mong nhaän ñöôïc yù kieán ñoùng goùp cuûa quyù thaày coâ vaø caùc baïn
sinh vieân Khoa Ñieän veà ñeà taøi naøy.
Thuû Ñöùc Ngaøy 28 Thaùng 02 Naêm 2000
Sinh Vieân Thöïc Hieän
LEÂ TAÁN MINH
- Ñoà aùn toát nghieäp
LÔØI CAÛM TAÏ
Taäp ñoà aùn ñöôïc hoaøn thaønh nhö laø moät böôùc ngoaët baùo hieäu keát thuùc
thôøi gian hoïc taäp taïi tröôøng ÑHSPKT. Neáu khoâng coù söï ñoùng goùp veà nhieàu
phía chaéc chaén ngöôøi thöïc hieän deà taøi naøy khoù maø ñaït ñöôïc nhuõng keát quaû
sau 5 naêm hoïc ñaïi hoïc
Ñoù laø söï ñoùng goùp tích cöïc veà vaät chaát, söï uûng hoä ñoäng vieän tinh thaàn
veà phía gia ñình – ñaõ hình thaønh moät choã döïa vöõng chaéc. Em seõ maõi maõi
ghi nhôù.
Ñöôïc hoïc moân vi xöû lyù vaø caùc moân khaùc cuøng vôùi söï tröïc tieáp höôùng
daãn nhieät tình cuûa thaày Nguyeãn Thanh Bình giuùp em thöïc hieän ñeà taøi. Xin
chaân thaønh caûm ôn.
Trong soá kieán thöùc maø em ñaït ñöôïc coù söï ñoùng goùp cuûa nhieàu thaày coâ,
cuøng vôùi söï giuùp ñôõ, nhöõng lôøi ñoäng vieân ñuùng luùc trong khi hoïc vaø trong
thôøi gian thöïc hieän ñeà taøi cuûa caùc baïn sinh vieân Khoùa 95 KÑÑ, coù leõ em
khoâng theå naøo queân.
Thuû Ñöùc Ngaøy 28 Thaùng 02 Naêm 2000
Sinh Vieân Thöïc Hieän
LEÂ TAÁN MINH
- Ñoà aùn toát nghieäp
Chöông 1
- Ñoà aùn toát nghieäp
1.1 ÑAËT VAÁN ÑEÀ
Söï phaùt trieån cuûa khoa hoïc kyõ thuaät ngaøy caøng nhanh goùp phaàn naâng cao naêng suaát
lao ñoäng. Ñaët bieät söï ra ñôøi vaø phaùt trieån cuûa coâng ngheä cheá taïo Robot nhaèm taïo ra söï töï
ñoäng hoùa trong quaù trình saûn xuaát giaûm ñi söùc lao ñoäng baèng chaân tay cuûa ngöôøi lao
ñoäng
Ñoái vôùi caùc nööôùc ngoaøi thì Robot ñaõ ñöôïc nghieân cöùu vaø cheá taïo ñeå öùng duïng vaøo
saûn suaát ñaû coù töø tröôùc. Rieâng ôû nöôùc ta lónh vöïc naøy coøn khaù môùi meõ. Tuy coù söï ñaàu tö
ñeå nghieân cöùu nhöng coøn haïn cheá ,coù theå duøng moâ hình caùnh tay maùy ñeå phuïc vuï tröïc
tieáp cho coâng vieäc giaûng daïy taïi tröôøng nhaèm giuùp cho sinh vieân hieåu roû hôn veà lyù
thuyeát, taïo ñieàu kieän cho vieäc daïy vaø hoïc ñöôïc sinh ñoäng hôn .
Böùc xuùc tröôùc nhu caàu tìm hieåu veà tay maùy coâng nghieäp töø chính baûn thaân vaø cuûa
nhöõng ngöôøi yeâu thích veà lónh vöïc naøy, nhoùm ñaõ baét tay vaøo vieäc thöïc hieän nghieân cöùu
ñeà taøi: “THIEÁT KEÁ MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN MOÂ HÌNH CAÙNH TAY MAÙY NAÊM BAÄC
TÖÏ DO”.
1.2 TAÀM QUAN TROÏNG CUÛA VAÁN ÑEÀ
ÔÛ Vieät Nam noùi chung coâng ngheä cheá taïo tay maùy coøn chaäm phaùt trieån, chuùng ta
vaån chöa coù nhaø maùy naøo coù khaû naêng cheá taïo caùc boä phaän caáu thaønh cuûa tay maùy ñaït
tieâu chuaån quoác teá. Taän duïng nhöõng vaät lieäu coù saún ñeå gia coâng caùc chi tieát cô khí cuõng
nhö linh kieän , thieát bò ñieän coù saún do nöôùc ngoøai saûn suaát ñeå thieát keá thaønh nhöõng saûn
phaåm cuï theå tröôùc heát laø öùng duïng laøm phöông tieän giaûng daïy trong tröôøng hoïc vaø töø ñoù
phaùt trieån cao hôn ñeå öùng duïng vaøo trong saûn suaát ñaõ vaø ñang laø höôùng ñi ñuùng ñaéng
cuûa caùc kyõ sö ôû Vieät Nam . Ñeà taøi : “THIEÁT KEÁ MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN MOÂ HÌNH
CAÙNH TAY MAÙY NAÊM BAÄC TÖÏ DO” khoâng naèm ngoaøi nhaän ñònh treân. Ñieàu quan
troïng hôn heát laø caùc vaán ñeà lieân quan ñeán caáu taïo, nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa tay maùy vaø
phaàn lyù thuyeát veà caùc hoaït ñoäng xaûy ra beân trong vi xöû lí seõ ñöôïc giôùi thieäu trong ñeà taøi
naøy. Noù seõ laø nguoàn thoâng tin höûu ích cho nhöõng ai muoán tìm hieåu veà lónh vöïc naøy.
1.3 GIÔÙI HAÏN VAÁN ÑEÀ
Tay maùy raát ña daïng veà nguoàn goác vaø chuûng loaïi ñaây laø laàn ñaàu thöïc hieän nghieân
cöùu ñeà taøi: “THIEÁT KEÁ MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN MOÂ HÌNH CAÙNH TAY MAÙY NAÊM
BAÄC TÖÏ DO” trong ñieàu kieän:
• Thôøi gian thöïc hieän ñeà taøi chæ trong 6 tuaàn
• Kinh nghieäm thöïc teá chöa coù nhieàu
• Taøi lieäu veà vi xöû lí vaø tay maùy coøn hieám
Vì vaäy nhoùm ñaõ thöïc hieän nghieân cöùu ñeà taøi vôùi nhöõng ñaëc ñieåm chính sau ñaây:
• Laäp trình baèng KIT vi xöû lí 8085
• Thieát keá maïch ñieàu khieån caùnh tay maùy
• Xaây döïng nhöõng chöông trình tieâu bieåu
1.4 MUÏC ÑÍCH NGHIEÂN CÖÙU
Thöïc hieän ñeà taøi “THIEÁT KEÁ MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN MOÂ HÌNH CAÙNH TAY
MAÙY NAÊM BAÄC TÖÏ DO” laø moät coâng vieäc ñeå ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi nghieân cöùu kyõ
khaùi nieäm moâ hình, nguyeân lyù laøm vieäc cuõng nhö taäp leänh cuûa vi xöû lí.
Saûn phaåm cuûa ñeà taøi tröôùc heát coù theå ñöôïc öùng duïng vaøo phöông tieän giaûng daïy
taïi tröôøng; vaø neáu ñöôïc phaùt trieån roäng, ñi saâu hôn thì coù theå öùng duïng vaøo trong thöïc teá
- Ñoà aùn toát nghieäp
saûn xuaát coâng nghieäp,vaø ñaëc bieät cung caáp moät caùi nhìn toång quaùt veà vi xöû lí vaø tay maùy
coâng nghieäp.
- Ñoà aùn toát nghieäp
CHÖÔNG 2
- Ñoà aùn toát nghieäp
2.1 DAØN YÙ NGHIEÂN CÖÙU
• Giôùi thieäu toång quaùt veà tay maùy
• Thieát keá maïch ñieàu khieån caùnh tay maùy
• Xaây döïng phaàn meàm
• Thi coâng
• Höôùng daãn thao taùc
2.2 ÑOÁI TÖÔÏNG NGHIEÂN CÖÙU
Chuû yeáu laø moâ hình caùnh tay maùy ñöôïc gia coâng
2.3 PHÖÔNG PHAÙP VAØ PHÖÔNG TIEÄN NGHIEÂN CÖÙU
Phöông Phaùp
Tham khaûo taøi lieäu: chuû yeáu laø caùc taøi lieäu veà kyõ thuaät soá, kyõ thuaät vi xöû lí, ñieän töû cô
baûn
Thöïc nghieäm: vieát chöông trình thöû nghieäm treân KIT vi xöû lyù 8085
Phöông Tieän
• Ngoøai KIT vi xöû lí 8085 vaø moâ hìmh caùnh tay maùy, nhoùm coøn thöïc hieän deà taøi coøn
thieát keá theâm caùc maïch phuï ñeå thöû nghieäm caùc chöông trình lieân quan ñeán 8255 vaø
8279
2.4 THÔØI GIAN NGHIEÂN CÖÙU
Nhoùm thöïc nghieân cöùu ñeà taøi töø ngaøy ñaêng kyù ñeà taøi, coâng vieäc ñöôïc phaân boá cho 6
tuaàn laøm vieäc nhö sau:
Tuaàn 1 : Laäp ñeà cöông toång quaùt
Tuaàn 2 : Thu thaäp taøi lieäu
Tuaàn 3 : Laäp ñeà cöông chi tieát
Tuaàn 4,5 : Khai trieån ñeà cöông vaø ñaùnh maùy
Tuaàn 6 : Söûa chöõa vaø in aán
- Ñoà aùn toát nghieäp
CHÖÔNG 3
- Ñoà aùn toát nghieäp
3.1 LÒCH SÖÛ PHAÙT TRIEÅN
Thuaät ngöõ ROBOT xuaát hieän vaøo naêm 1920 trong moät taùc phaåm vaên hoïc cuûa
nhaø vaên Tieäp Khaéc coù teân Karel Capek.
Thuaät ngöõ Inducstrial Robot (IR) - xuaát hieän ñaàu tieân ôû Myõ do coâng ty
AMF (American Manchine and Foundry company) quaûng caùo moâ taû moät thieát bò mang
daùng daáp vaø coù moät soá chöùc naêng nhö tay ngöôøi ñöôïc ñieàu khieån töï ñoäng ñeå thöïc hieän
moät soá thao taùc saûn xuaát thieát bò coù teân goïi Versatran.
Quaù trình phaùt trieån cuûa IR coù theå toùm taét nhö sau:
- Töø nhöõng naên 50 ôû Myõ xuaát hieän vieän nghieân cöùu ñaàu tieân.
- Ñang ñaàu nhöõng naêm 60 xuaát hieän saûn phaåm ñaàu tieân teân Versatran cuûa coâng ty
AMF.
- ÔÛ Anh ngöôøi ta baét ñaàu nghieân cöùu vaø cheá taïo caùc IR theo baûn quyeàn cuûa Myõ
töø naêm 1967;
- ÔÛ caùc nöôùc Taây AÂu khaùc nhö : Ñöùc, YÙ, Phaùp, Thuïy Ñieån, töø nhöõng naêm 70.
- Chaâu AÙ coù Nhaät baét ñaàu nghieân cöùu öùng duïng IR töø naêm 1968.
Ñeán nay treân theá giôùi coù khoaûng treân 20 coâng ty saûn xuaát IR trong soá ñoù coù 80
coâng ty cuûa Nhaät , 90 coâng ty cuûa caùc nöôùc Taây AÂu, 30 coâng ty cuûa Myõ vaø moät soá coâng
ty ôû Nga, Tieäp …
Theo chuûng loaïi, möùc ñoä ñieàu khieån, vaø khaû naêng nhaän bieát thoâng tin cuûa tay
maùy - ngöôøi maùy ñaõ ñöôïc saûn xuaát treân theá giôùi coù theå phaân loaïi caùc IR thaønh caùc theá
heä sau:
Theá heä 1 : theá heä coù kieåu ñieàu khieån theo chu trình daïng chöông trình cöùng
khoâng coù khaû naêng nhaän bieát thoâng tin
Theá heä 2 : theá heä coù kieåu ñieàu khieån theo chu kì daïng chöông trình meàm böôùc
ñaàu ña coù khaû naêng nhaän bieát thoâng tin
Theá heä 3 : theá heä coù kieåu ñieàu khieån daïng tinh khoân ,coù khaû naêng nhaän bieát
thoâng tin vaø böôùc ñaàu ñaõ coù moät soá chöùc naêng lyù trí cuûa con ngöôøi
Ñoái vôùi tay maùy coâng nghieäp ñaõ coù hôn 250 loaïi ,trong soá ñoù coù hôn 40% laø loaïi
tay maùy coù kieåu ñieàu khieån ñôn giaûn thuoäc theá heä thöù nhaát .
Söï xuaát hieän cuûa robot vaø söï gia taêng vai troø cuûa chuùng trong saûn xuaát vaø xaõ hoäi
loaøi ngöôøi laøm xuaát hieän moät ngaønh khoa hoïc môùi laø ngaønh robot hoïc (Robotic) . treân
theá giôùi ôû nhieàu nöôùc ñaõ xuaát hieän nhöõng vieän nghieân cöùu rieâng veà robot . ÔÛ Vieät Nam,
töø nhöõng naêm giöõa cuûa thaäp kyû 80 ñaõ coù vieän nghieân cöùu veà robot .
3.2 SÔ ÑOÀ CAÁU TRUÙC CHÖÙC NAÊNG CUÛA IR
Vaäy robot laø gì ? cho tôùi hieän nay chöa coù moät ñònh nghóa chính xaùc veà robot, vaø
cöù hai naêm moät laàn treân theá giôùi ngöôøi ta laïi toå chöùc moät hoäi nghò khoa hoïc baøn veà robot
nhaèm thoâng tin nhöõng thaønh töïu ñaõ ñaït ñöôïc trong nghieân cöùu vaø cheá taïo robot ñoàng thôøi
thoáng nhaát caùc thuaät ngöõ veà robotic. ñeå hieåu ñöôïc veà IR, tröôùc heát chuùng ta quan saùt sô
ñoà caáu truùc vaø chöùc naêng cuûa IR nhö sau:
- Ñoà aùn toát nghieäp
Ngöôøi vaän haønh
Lieânheä ngöôïc
Thieát bò lieân laïc vôùi
ngöôøi vaän haønh
Lieân heä nguôïc
Heä thoáng ñeàu khieån
Heä thoáng caûm bieán
Heä tín hieäu
Heä thoáng chòu löïc
thoáng
Truyeàn ñoäng
Moâi tröôøng
Beân ngoaøi
Hình 3.1 : Sô ñoà caáu truùc vaø chöùc naêng cuûa robot
Trong sô ñoà treân caùc ñöôøng chæ thò moái quan heä thoâng tin thuaän , thoâng tin
chæ huy thöïc hieän nhieäm vuï cho robot. Caùc ñöôøng chæ moái lieân heä thoâng tin
ngöôïc, thoâng tin phaûn hoài veà quaù trình laøm vieäc cuûa robot.
Chöùc naêng cuûa boä phaän giao tieáp laø lieân laïc vôùi ngöôøi vaän haønh laø thöïc hieän quaù
trình “Daïy hoïc “ cho robot, nhôø ñoù Robot bieát ñöôïc nhieäm vuï phaûi thöïc hieän.
Chöùc naêng cuûa heä thoáng ñieàu khieån laø thöïc hieän vieäc taùi hieän laïi caùc haønh ñoäng
(nhieäm vuï) ñaõ ñöôïc ‘hoïc’.
Boä phaän chaáp haønh giuùp cho Robot coù ñuû “söùc”, töùc chòu ñöôïc taûi troïng maø robot
phaûi chòu trong quaù trình laøm vieäc , boä phaän naøy bao goàm caùc boä phaän, phaàn 1 - boä phaän
truyeàn chuyeån ñoäng - phaàn taïo caùc khaû naêng chuyeån ñoäng cho robot vaø phaàn 2 - boä phaän
chòu löïc - phaàn chòu löïc cuûa Robot .
Boä phaän caûm bieán tín hieäu laøm nhieäm vuï nhaän bieát, ño löôøng vaø bieán ñoåi thoâng
tin caùc loaïi tín hieäu nhö: caùc noäi tín trong baûn thaân Robot - ñoù laø caùc tín hieäu veà vò trí,
vaän toác, gia toác trong töøng thaønh phaàn cuûa boä phaän chaáp haønh caùc ngoaïi tín hieäu - laø caùc
tín hieäu töø moâi tröôøng beân ngoaøi coù aûnh höôûng tôùi hoaït ñoäng cuûa Robot .
Vôùi caáu truùc vaø chöùc naêng nhö treân Robot phaàn naøo mang tính “ngöôøi“ coøn phaàn
maùy chính laø traïng thaùi vaät lyù cuûa caáu truùc.
Vôùi IR, tính chaát ngöôøi vaø ”maùy” cuõng ñöôïc theå hieän ñaày ñuû nhö treân, duy chæ hình
thöùc mang daùng daáp cuûa tay “Ngöôøi”.
3.3 CAÁU TRUÙC TOÅÀNG QUAÙT CUÛA IR
- Ñoà aùn toát nghieäp
Chuùng ta haõy xem xeùt caáu truùc cuûa moät tay maùy coâng nghieäp coù sô ñoà ôû hình 3.2.
Tay maùy treân hình 3.2 coù 6 baäc töï do vôùi 6 truïc chuyeån ñoäng nhö sau:
1. Chuyeån ñoäng queùt cuûa tay maùy (chuyeån ñoäng quay phaûi hay quay traùi cuûa thaân
ngöôøi);
2. Chuyeån ñoäng leân hay xuoáng theo chieàu thaúng ñöùng (chuyeãn ñoäng cuûa khôùp baû vai)
3. Chuyeån ñoäng duoåi ra hay co vaøo cuûa caùnh tay (chuyeån ñoäng cuûa khôùp khuyûu tay)
4. Chuyeån ñoäng laät leân xuoáng cuûa baøn tay so vôùi coå tay;
5. Chuyeån ñoäng quay ngöôïc hay thuaän chieàu kim ñoàng hoà cuûa baøn tay so vôùi coå tay.
So vôùi chuyeån ñoäng cuûa tay ngöôøi (khoâng tính ñeán chuyeån ñoäng cuûa caùc ngoùn tay)
coù 10 baäc töï do (10 khaû naêng chuyeån ñoäng ñoäc laäp) tay maùy treân laø loaïi coù ñuû khaû naêng
naém baét moät vaät baát kyø trong khoâng gian.
Tay maùy coâng nghieäp thöôøng coù caùc boä phaän chính sau:
- Heä thoáng ñieàu khieån;
- Heä thoáng chaáp haønh : Bao goàm Caùc nguoàn ñoäng löïc, heä thoáng truyeàn ñoäng, heä
thoáng chòu löïc;
- Baøn keïp :
Baøn keïp laø boä phaän coâng taùc cuoái cuøng cuûa tay maùy ,nôi caàm naém caùc thieát bò
coäng ngheä hay vaät caàn duy chuyeån, boä phaän chaáp haønh _ phaàn keát caáu cô khí cuûa tay
maùy bao goàm caùc loaïi ñoäng cô nhö : caùc ñoäng cô thuûy löïc, khí neùn, cô caáu servo ñieän töû,
ñoäng cô böôùc moãi chuyeån ñoäng cuûa IR thöôøng coù moät ñoäng cô rieâng vaø caùc thanh chòu
löïc. Heä thoáng ñieàu khieån - thöôøng laø loaïi ñôn giaûn laøm vieäc coù chu kyø vaän haønh theo
nguyeân lyù cuûa heä thoáng ñieàu khieån hôû hoaëc kín.
Hình 3.2 : Moâ hình heä thoáng chaáp haønh tay maùy coâng nghieäp
- Ñoà aùn toát nghieäp
Phaân loaïi tay maùy theo caáu truùc sô ñoà ñoäng
Thoâng thöôøng caáu truùc chaáp haønh cuûa tay maùy coâng nghieäp ñöôïc moâ hình hoùa
trong daïng chuoåi ñoäng vôùi caùc khaâu vaø khôùp nhö trong nguyeân lyù maùy vôùi caùc giaû thuyeát
cô baûn nhö sau:
- Chæ duøng caùc khôùp ñoäng loaïi 5 (khôùp quay, khôùp tònh tieán, khôùp vít)
- Truïc quay höôùng tònh tieán cuûa caùc khôùp thì song song hay vuoâng goùc vôùi nhau.
- Chuoåi ñoäng laø chuoåi ñoäng hôû, ñôn giaûn.
Döôùi ñaây laø chuoåi ñoäng cuûa moät tay maùy coâng nghieäp toång quaùt coù 6 baäc töï do,
caùc khôùp A, B, F laø caùc khôùp toång quaùt coù nghæa laø chuùng coù theå laø khôùp quay, cuõng coù
theå laø khôùp tònh tieán, caùc khôùp D, E, K chæ laø nhöõng khôùp quay. Caùc khaâu ñöôïc ñaùnh soá
baét ñaàu töø khaâu 0 _ giaù coá ñònh , tieáp ñeán laø caùc khaâu 1, 2, …, n _ caùc khaâu ñoäng _
khaâu toång quaùt kyù hieäu laø khaâu i, (i=0,1,2,…,n), khaâu, khaâu n cuoái cuøng laø khaâu mang
baøn keïp cuûa tay maùy.
Töông töï nhö tay ngöôøi ñeå baøn keïp (baøn tay) laøm vieäc ñöôïc caàn coù ba loaïi
chuyeån ñoäng, töông öùng vôùi caùc chuyeån ñoäng naøy laø ba daïng caáu truùc cuûa tay maùy nhö
sau:
Caáu truùc chuyeån ñoäng toaøn boä (Chaân ngöôøi) caáu truùc naøy thöïc hieän chuyeån ñoäng
ñem toaøn boä tay maùy (tay ngöôøi) ñeán vò trí laøm vieäc . Caáu truùc naøy heát söùc ña daïng vaø
thoâng thöôøng neáu khoâng phaûi laø tay maùy hoaït ñoäng trong heä thoáng maø chuyeån ñoäng naøy
caàn coù söï kieåm soaùt ngöôøi ta thöôøng coi tay maùy laø ñöùng yeân khaâu 0 goïi giaù coá ñònh cuûa
tay maùy.
Caáu truùc xaùc ñònh haøm keïp bao goàm caùc khôùp AB vaø F caùc khaâu 1, 2 vaø 3,
chuyeån ñoäng cuûa caáu truùc naøy nhaèm ñem theo baøn keïp tôùi vò trí laøm vieäc .Do giaû thieát
veà loaïi khôùp ñoäng duøng trong cheá taïo maùy thoâng thöôøng ta coù nhöõng phoái hôïp sau ñaây
cuûa caùc khôùp vaø töø ñoù taïo neân caùc caáu truùc xaùc ñònh vò trí cuûa baøn keïp trong caùc khoâng
gian vò trí laøm vieäc khaùc nhau cuûa baøn keïp .
Phoái hôïp TTT nghóa laø 3 khôùp ñeàu laø khôùp tònh tieán vaø moät khôùp quay. Ñaây laø caáu
truùc hoaït ñoäng trong heä toïa ñoä ñeà caùc so vôùi caùc toïa ñoä S0 vì ñieåm M naèm treân khaâu 3
ñöôïc xaùc ñònh bôûi ba chuyeån ñoäng tònh tieán vaø moät chuyeån ñoäng quay (töùc laø hai toïa ñoä
daøi)
Phoái hôïp TRT, RTT hayTTR, nghóa laø moät khôùp tònh tieán hai khôùp quay (caùc caáu
truùc 2,3 vaø 4). Ñaây laø laø caáu truùc hoaït ñoäng trong heä toïa ñoä truï so vôùi ñieåm S0 vì ñeå M
treân khaâu 3 ñöôïc xaùc ñònh bôû hai chuyeån ñoäng tònh tieán vaø moät chuyeån ñoäng quay (töùc
laø hai toïa ñoä daøi moät toïa ñoä goác)
Phoái hôïp RTR, RRT hay TTR nghóa laø hai khôùp tònh tieán vaø hai khôùp quay (caùc
caáu truùc 5, 6, 7, 8, 9 vaø 10). Ñaây laø caáu truùc hoaït ñoäng trong heä toïa ñoä caàu so vôùi heä S0,
vì ñieåm M treân khaâu 3 ñöôïc xaùc ñònh bôûi moät chuyeån ñoäng tònh tieán vaø hai chuyeån ñoäng
quay (töùc laø moät toïa ñoä daøi, hai toïa ñoä goùc)
Phoái hôïp RRR nghóa laø ba khôùp quay (caùc caáu truùc 11,12) ñaây laø caùc caáu truùc hoïat
ñoäng trong heä toïa ñoä goùc so vôùi heä S0 vì ñieåm M treân khaâu 3 ñöôïc xaùc ñònh bôûi ba
chuyeån ñoäng quay (töùc laø ba toïa ñoä goùc), caáu truùc naøy ñöôïc goïi laø caáu truùc phoûng sinh
hoïc.
Tuy nhieân trong thöïc teá, ñoái vôùi caùc tay maùy chuyeân duøng hay chuyeân moân hoùa vaø
ñaëc bieät ñaûm baûo giaù thaønh ñaàu tö vaøo tay maùy thaáp, ngöôøi ta khoâng nhaát thieát luùc naøo
cuõng phaûi cheá taïo tay maùy coù ñuû soá ba khôùp ñoäng cho caáu truùc xaùc ñònh vò trí.
3.4 GIÔÙI THIEÄU ROBOT L2001:
- Ñoà aùn toát nghieäp
ROBOT L2001 coù 4 baäc töï do ñeàu laø khôùp quay, söû duïng ñoäng cô ñieän moät
chieàu coù coâng suaát cöïc ñaïi 3W, soá voøng quay cuûa ñoäng cô vaø chuyeån ñoäng caùc khôùp
cuûa tay maùy tay maùy phuï thuoäc vaøo ñieän aùp ñaët vaøo ñoäng cô vaø coù theå ñieàu chænh voâ
caáp. Keát caáu boä truyeàn ñoäng cô khí ñôn giaûn thoâng qua boä baùnh raêng giaûm toác 3 caáp,
caáp thöù 3 laø boä truïc vít- baùnh vít do ñoù khaû naêng töï haõm raát toát khi laøm vieäc.
Ñeå xöû lyù coâng vieäc haõm chính xaùc vaø khöû quaùn tính, tay maùy ñöôïc trang bò heä
thoáng ñieàu khieån baèng boä vi xöû lyù, noù coù chöùc naêng ñieàu khieån theo chöông trình
meàm do ngöôøi cheá taïo laäp saün. caùc cheá ñoä haõm ñoäng cô (haõm ngöôïc) ñöôïc tính toaùn
tröôùc trong chöông trình nhaèm baûo ñaûm tính chính xaùc cho cô caáu khi coù quaùn tính
öùng vôùi caùc giôùi haïn haønh trình cuûa töøng chöông trình.
Caùc boä phaän an toaøn giuùp tay maùy hoaït ñoäng toát khi laøm vieäc vaø ngay caû khi
maát ñieän,boä nhôù seõ löu laïi chöông trình.
Boä vi xöû lyù ñöôïc laép caùc coång ra-vaøo ñeå noái keát vôùi caùc phaàn töû khaùc nhö baêng
taûi, caùc khôùp xoay hoaëc caùc daây chuyeàn saûn xuaát giuùp môû roäng vieäc söû duïng. Baûn
thaân boä vi xöû lyù coù caùc boä ñeám, boä ñònh thôøi giuùp xaùc ñònh ca laøm vieäc vaø soá saûn
phaåm vaän chuyeån ñöôïc öùng vôùi moãi ca …
Caùc chuyeån ñoäng cuûa caùc khôùp ñöôïc giôùi haïn bôûi cöû haønh trình.
Tay maùy ñöôïc öùng duïng trong caùc coâng vieäc nhö : caáp phoâi cho maùy baùn töï ñoäng,
vaän chuyeån saûn phaåm nhöïa töø maùy eùp nhöïa, phaùt hieän vaø loaïi boû pheá phaåm trong daây
chuyeàn saûn xuaát …
Ñieàu caàn quan taâm ôû ñaây cuûa ngöôøi nghieân cöùu laø giaù thaønh saûn xuaát thaáp, do
ñoù phuø hôïp vôùi ñieàu kieän nöôùc ta hieän nay .
Maëc duø ñoä chính xaùc cuûa tay maùy chöa cao laém, nhöng vôùi yeâu caàu coâng ngheä
nhaát ñònh naøo ñoù tay maùy coù theå ñaùp öùng ñöôïc.
Hình 3.3 : Sô ñoà moâ hình ROBOT L2001
• Ghi chuù :
1. Baøn keïp 5. Khôùp thaân
- Ñoà aùn toát nghieäp
2. Khôùp coå tay 6. Coång keát noái vôùi thieát bò ñieàu khieån
3. Khôùp khuyûu tay 7. Ñeøn hieån thò
4. Khôùp caùnh tay 8. Coâng taéc logic
Löu ñoà moâ taû hoaït ñoäng cuûa ROBOT L2001
Keïp chi tieát (2s)
2s
Naâng 2 khôùp : caùnh tay- khuyûu tay
1.5s
Quay ñeán vò trí laøm vieäc ñoàng thôøi xoay coå tay
theo chieàu kim ñoàng hoà
Haï caùnh tay 1
Môû haøm keïp 1.2
Naâng caùnh tay
Xoay ñeá veà vò trí ñaàu, xoay
nghòch coå, haï khuyûu vaø caùnh
tay
Hình 3.4 : Sô ñoà moâ taû hoaït ñoäng cuûa ROBOT L2001
- Ñoà aùn toát nghieäp
3.5 TRANG BÒ ÑIEÄN TRONG ROBO l2001
3.5.1. Giôùi thieäu ñoäng cô coâng taùc:
Maïch ñoäng löïc bao goàm 5 ñoäng cô coâng taùc, trong ñoù 4 ñoäng cô taûi 3W ,moät
ñoäng cô laøm nhieäm vuï keïp vaø môû, coâng suaát 3,5 W khaû naêng chòu quaù taûi 2s caùc
ñoäng cô ñöôïc ñaùnh soá töø 1 ñeán 5.
Ñoäng cô 1 : ñoùng môû haøm keïp.
Ñoäng cô 2 : xoay thuaän nghòch coå tay.
Ñoäng cô 3 : xoay thuaän nghòch khôùp khuyûu tay.
Ñoäng cô 4 : xoay thuaän nghòch khôùp caùnh tay.
Ñoäng cô 5 : xoay thaân ñeá (thaân ngöôøi).
Caùc ñoäng cô 2, 3, 4, 5 ñöôïc boá trí treân 4 khaâu chuyeån ñoäng vaø hình thaønh 4 baäc
töï do.
3.5.2 NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG CUÛA ÑOÄNG CÔ DC 3W
Caùc ñoäng cô ñeàu coù chung nguyeân lyù hoaït ñoäng .
* Ñaëc ñieåm:
-Nguoàn ñieän aùp DC 5 9 V.
-Toác ñoä thay ñoåi voâ caáp 1200 4000 v/p.
-Coùkhaû naêng mang taûi ngay khi caáp nguoàn ñieän.
* Phöông phaùp ñieàu khieån ñoäng cô.
- Duøng ñieän aùp DC 5 9V.
- Caáp nguoàn ñuùng chieàu theo yeâu caàu.
- Thay ñoåi chieàu quay baèng caùch hoaùn vò caùc cöïc .
- + + -
M M
- + + -
Hình 3.5 : Phöông phaùp ñaûo chieàu quay ñoäng cô
Ñeå laøm ñöôïc coâng vieäc treân , ôû maïch ñieàu khieån ta trang bò caùc caàu dao ñaûo hoaëc
rôle ñieän töø .
Döïa theo nguyeân lyù treân khi öùng duïng laép raùp ROBOT thì nhöõng chuyeån ñoäng
ñaûo chieàu ñoù seõ ñaûo chieàu ñöôïc haønh trình chuyeån ñoäng cuûa caùc khaâu.
* Nguyeân lyù haõm ngöôïc
+ Ñoái vôùi ñoäng cô moät chieàu thì coâng vieäc haõm ngöôïc ñôn giaûn hôn, giaûû söû: khi
ñoäng cô chaïy theo chieàu naøo ñoù, coù theå cuøng chieàu hoaëc ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà.
+ Khi ngöng caáp nguoàn ñoàng thôøi ñöa nguoàn ñieän khaùc ngöôïc chieàu vôùi nguoàn
ñang hoaït ñoäng laäp töùc ñoäng cô seõ bò haõm cöôõng böùc, luùc aáy löïc töø seõ coù chieàu ngöôïc
laïivaø ta ñieàu chænh thôøi gian sao cho ñoäng cô döøng haún thì thoâi caáp nguoàn
Veà thôøi gian haõm ngöôïc thì phuï thuoäc vaøo ngöôøi thieát keá chöông trình ñieàu khieån
* Toác ñoä ñoäng cô ñöôïc ñieàu chænh phuï thuoäc vaøo ñieän aùp nguoàn ñöa vaøo.
Bieåu ñoà bieåu thò moái quan heä giöõa ñieän aùp vaø toác ñoä ñoäng cô:
n
- Ñoà aùn toát nghieäp
O u
Hình 3.6 : Giaûn ñoà bieåu thò moái quan heä giöõa ñieän aùp vaø toác ñoä ñoäng cô
Qua giaûn ñoà treân ta thaáy toác ñoä ñoäng cô tæ leä thuaän vôùi ñieän aùp nguoàn cung caáp .
Ñeå ñaûm baûo ñoäng cô chaïy oån ñònh khi thieát keá neân choïn boä nguoàn coù ñieän aùp taûi
2 ñeán 3A.
3.5.3 CAÙC COÅNG NOÁI KEÁT VAØ CAÙC HEÄ THOÁNG HIEÅN THÒ CUÛA
ROBOT L2001
* Coång keát noái:
Ñeå ñaûm baûo tính ñoäc laäp cuûa caùc khôùp caùc ñoäng cô ñöôïc boá trí thaønh 10 coång noái keát
rieâng bieät
Do moãi caëp Jaéc noái ñöôïc laép vôùi moät ñoäng cô.
Vì vaäy ta coù taát caû 5 caëp noái vaø ñöôïc ñaùnh soá tö ø1-10.
Trình töï ñöôïc saép xeáp nhö sau :
- 1,2 cho ñoäng cô haøm keïp
- 3,4 cho ñoäng cô coå tay
- 5,6 cho ñoäng cô khuyûu tay
- 7,8 cho ñoäng cô caùnh tay
- 9,10 cho ñoäng cô xoay chaân ñeá
Do ñoù khi noái keát vôùi vôùi beân ngoaøi phaûi ñaûm baûo caùch ly rieâng bieät töøng caëp
nhö ñaõ ñaùnh soá ôû treân
* Cô caáu hieån thò.
Tay maùy L2001 coù caùc heä thoáng hieån thò baùo tín hieäu ngoû vaøo vaø ngoõ ra ñöôïc laép
treân vi xöû lyù.
Caùc tín hieäu thuaän seõ baùo baèng ñeøn xanh, ngöôïc laïi seõ baùo baèng ñeøn ñoû.
3.6 GIÔÙI THIEÄU HEÄ THOÁNG BAÊNG TAÛI
Do caùnh tay maùy chæ laøm nhieäm vuï gaép chi tieát ñeán vò trí coá ñònh, vì vaäy ñeå
chuyeån saûn phaåm ñeán moät khaâu khaùc ñoøi hoûi phaûi coù heä thoáng baêng taûi.
3.6.1 CAÁU TAÏO
Daây baêng ñöôïc laép treân giaù ñôõ baèng nhoâm phaúng naèm ngang, hai ñaàu laép vôùi 2
rôle muïïc ñích laø taïo söï chuyeån ñoäng. Chuyeån ñoäng quay nhôø ñoäng cô ñieän moät chieàu coù
coâng suaát 5W.
3.6.2 TRANG BÒ ÑIEÄN CHO HEÄ THOÁNG BAÊNG TAÛI
- Baêng taûi ñöôïc laép vôùi ñoäng cô moät chieàu coù coâng suaát 5W
- Ñoäng cô ñöôïc ñieàu khieån bôûi moät coâng taéc tô
nguon tai.lieu . vn