Đồ án Thiết kế, chế tạo và điều khiển cánh tay robot 6 bậc tự do (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế, chế tạo và điều khiển cánh tay robot 6 bậc tự do (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ ĐIỀU KHIỂN CÁNH TAY ROBOT 6 BẬC TỰ DO GVHD: Th.S NGUYỄN VIỆT THẮNG SVTH: TỐNG QUỐC LỘC MSSV: 11911011 SVTH: PHẠM NGỌC NAM MSSV: 11911012 SVTH: TRẦN HỮU NAM MSSV: 11911035 S K L 0 0 4 2 5 6 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1/2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH  BỘ MÔN:CƠ_ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài:“THIẾT KẾ,CHẾ TẠO VÀ ĐIỀU KHIỂN CÁNH TAY ROBOT 6 BẬC TỰ DO” Giảng viên hƣớng dẫn: TH.S NGUYỄN VIỆT THẮNG Sinh viên thực hiện: TỐNG QUỐC LỘC MSSV: 11911011 PHẠM NGỌC NAM MSSV: 11911012 TRẦN HỮU NAM MSSV 11911035 Lớp: 119110 Khoá: 2011 -2016 Tp. Hồ Chí Minh,ngày8 tháng 1 năm 2016
3. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn: Cơ_Điện Tử PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ và tên sinh viên: TỐNG QUỐC LỘCMSSV: 11911011 PHẠM NGỌC NAMMSSV: 11911012 TRẦN HỮU NAMMSSV: 11911035 Tên đề tài:“Thiết kế,chế tạo và điều khiển cánh tay Robot 6 bậc tự do” Ngành đào tạo: Sƣ Phạm Cơ_ Điện Tử Họ và tên GV hƣớng dẫn: TH.S NGUYỄN VIỆT THẮNG Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: 2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN: 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)
4. 2.3.Kết quả đạt được: 2.4. Những tồn tại (nếu có): 3. Đánh giá: Điểm Điểm đạt TT Mục đánh giá tối đa đƣợc 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đú ng format vớ i đầy đủ cả hình thứ c và nôị dung của cá c muc̣ 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa 5 học xã hội Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình 15 đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế. Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100
5. 4. Kết luận:  Đƣợc phép bảo vệ  Không đƣợc phép bảo vệ TP.HCM, ngàytháng năm 2016 Giảng viên hƣớng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên)
6. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn: Cơ_Điện Tử PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ và tên sinh viên: TỐNG QUỐC LỘC MSSV: 11911011 PHẠM NGỌC NAMMSSV: 11911012 TRẦN HỮU NAMMSSV 11911035 Tên đề tài: “Thiết kế,chế tạo và điều khiển cánh tay Robot 6 bậc tự do” Ngành đào tạo: Sƣ Phạm Cơ_ Điện Tử Họ và tên GV phản biện:PGS.TS Nguyễn Trƣờng Thịnh Ý KIẾN NHẬN XÉT 1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển) 3.Kết quả đạt được: 4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
7. 5. Câu hỏi: 6. Đánh giá: Điểm Điểm đạt TT Mục đánh giá tối đa đƣợc 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đú ng format vớ i đầy đủ cả hình thứ c và nôị dung của cá c muc̣ 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa 5 học xã hội Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình 15 đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế. Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4. Sản phẩm cụ thể của ĐA 10 Tổng điểm 100
8. 7. Kết luận:  Đƣợc phép bảo vệ  Không đƣợc phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2016 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên)
9. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn: Cơ_Điện Tử PHIẾU CHẤM ĐIỂM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: “Thiết kế,chế tạo và điều khiển cánh tay Robot 6 bậc tự do” Tên sinh viên: TỐNG QUỐC LỘC MSSV: 11911011 PHẠM NGỌC NAM MSSV: 11911012 TRẦN HỮU NAM MSSV: 11911035 A. ĐÁNH GIÁ Điểm tối TT Mục đánh giá Điểm chấm đa 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 20 Đú ng format vớ i đầy đủ cả hình thứ c và nôị dung của cá c muc̣ 5 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 5 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa 5 học xã hôị Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình 15 đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế. Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành 5 3. Kỹ năng thuyết trình 30 Thuyết trình hiệu quả, tự tin, trình bày rõ ràng, mạch lạc, truyền cảm 10 hứng cho người nghe,có khả năng làm việc nhóm, Trả lời câu hỏi phản biện với ki ến thức về các vấn đề liên quan, hiểu 15 được ảnh hưởng của các giải pháp của mình Hiểu được trách nhiệm nghề nghiệp và đạo đức nghề nghiệp 3 Tr ang phuc̣ chỉnh tề và nghiêm tú c 2 TỔNG ĐIỂM 100
10. B. CÁC Ý KIẾN NHẬN XÉT KHÁC(Nếu có) C. KẾT LUẬN (Ghi rõ cần phải bổ sung, chỉnh sửa những mục gì trong ĐATN) Ngàythángnăm 2016 Ngƣời nhận xét (Ký và ghi rõ họ tên)
11. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn: Cơ_Điện Tử NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Giảng viên hƣớng dẫn:TH.S NGUYỄN VIỆT THẮNG Sinh viên thực hiện: TỐNG QUỐC LỘC MSSV: 11911011 PHẠM NGỌC NAM MSSV: 11911012 TRẦN HỮU NAM MSSV: 11911035 1. Tên đề tài: - “Thiết kế,chế tạo và điều khiển cánh tay Robot 6 bậc tự do” . . 3. Nội dung chính của đồ án: - Thiết kế chế tạo và điều khiển cánh Tay Robot 6 bậc tự do . . 4. Các sản phẩm dự kiến - Cánh tay Robot di chuyển đƣợc đến từng điểm hay quỹ đạo theo yêu cầu . . 5. Ngày giao đồ án: . 6. Ngày nộp đồ án: . TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Đƣợc phép bảo vệ (GVHD ký, ghi rõ họ tên)
12. LỜI CAM KẾT - Tên đề tài:“Thiết kế,chế tạo và điều khiển cánh tay Robot 6 bậc tự do” - GVHD: TH.S NGUYỄN VIỆT THẮNG - Họ tên sinh viên: TỐNG QUỐC LỘCMSSV: 11911011 PHẠM NGỌC NAMMSSV: 11911012 TRẦN HỮU NAM MSSV: 11911035 - Địa chỉ sinh viên: Kí túc xá khu D DHSP.KT - Số điện thoại liên lạc: 01662456738 - Email: quocloc2312@gmail.com - Ngày nộp đồ án: - Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan đồ án này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã đƣợc công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Tp. Hồ Chí Minh, ngày . tháng .năm 2016. Ký tên
13. LỜI NÓI ĐẦU Nền khoa học kỹthuật ngày nay đang phát triển rất mạnh mẽ, dẫn tới những thay đổi lớn lao trong sản xuất. Đó là sựthay đổi lực lƣợng sản xuất trong mọi nghành nghềbằng việc thay sức lao động của ngƣời bằng máy móc nhằm đảm bảo tăng năng suất lao động, sản lƣợng cũng nhƣ chất lƣợng sản phẩm. Do đó việc sử dụng các tay máy hay còn gọi là Robot công nghiệp vào trong sản xuất đang rất đƣợc ƣa chuộng bởi vì chúng đáp ứng đƣợc các yêu cầu trên. Nhƣ chúng ta đã biết Robot có rất nhiều ƣu điểm đặc biệt là chất lƣợng và độ chính xác, ngoài ra còn phải kể đến hiệu quả kinh tế cao, có thể làm việc trong môi trƣờng độc hại mà con ngƣời không thể làm đƣợc, các công việc yêu cầu cẩn thận không đƣợc nhầm lẫn,thao tác nhẹnhàng tinh tếđòi hỏi trình độcủa thợbậc cao, và quan trọng là Robot không bị căng thẳng nhƣ con ngƣời nên có thể làm việc suốt cả ngày. Ngày nay việc viết chữ và khắc chữ trên các vật liệu của con ngƣời là một trong những nhu cầu rất cần thiết, việc viết đẹp và đều trong thời gian dài quả là điều khó khăn đối với con ngƣời, chính vì thế mà việc nghiên cứu chế tạo ra một thiết bị nhƣ cánh tay robot để làm đƣợc việc đó có ý nghĩa rất lớn. Việc tìm hiểu nghiên cứu Robot trong khuôn khổmôn học là cơ sởđểchúng em tính toán, thiết kếcũng nhƣđiều khiển các loại Robot trong công nghiệp phục vụsản xuất. Cụthể,ởđây chúng em chọn đềtài tính toán, thiết kế Robot viết chữ phục vụ việc khắc chữ trên các sản phẩm công nghiệp. Em xin chân thành và cảm ơn. i
14. LỜI CẢM ƠN  Trong suốt khoá hoc̣ (2011-2016) tại Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Ky ̃ Thuâṭ TP.HCM, em đa ̃ nhâṇ đƣơc̣ sƣ ̣ tâṇ tình daỵ dỗ của quý Thầy (Cô) về kiến thƣ́ c chuyên môn cũng nhƣ nhƣ̃ng kiến thƣ́ c trong cuôc̣ sống . Tƣ̀ nhƣ̃ng kiến thƣ́ c quý Thầy (Cô) truyền đạt đa ̃ giúp em hoàn thành Đồ Án Tốt Nghiệp trong thời gian cho phép. Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy (Cô) trong Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy đa ̃ giảng dạy em nhƣ̃ng kiến thƣ́ c về chuyên môn và giúp em điṇ h hƣớng theo sƣ ̣ hiểu biết và khả năng để em thực hiện tốt đề tài “ Thiết kế, chế tạo và điều khiển cánh tay Robot 6 bậc tự do” và tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khoá học. Trong suốt quá trình thực hiện đồ án và hoàn thành báo cáo đã nhận đƣợc sự giúp đỡ, hƣớng dẫn quý báu của các thầy, các anh chị và các bạn cùng khóa học. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, chúng em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới:Thầy Th.S Nguyễn Việt Thắng, ngƣời thầy kính mến đã hết lòng giúp đỡ, dạy bảo, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em trong quá trình thực hiện đồ án. Một lần nữa xin gửi lời tri ân sâu sắc đến quý Thầy (Cô), các anh chị và các bạn.Ngoài ra, em cũng hết lòng biết ơn gia đình, bạn bè đã hết lòng giúp đỡ, động viên, ủng hộ và đóng góp ý kiến cho em trong suốt thời gian thực hiện Đồ Án này.Chúc quý Thầy (Cô) sức khỏe và thành công. Em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực hiện đồ án. ii
15. TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đề tài: “ Thiết kế,chế tạo và điều khiển cánh tay Robot 6 bậc tự do” đƣợc thực hiện trong học kỳ I năm học 2015-2016 hoàn thành các mục tiêu đã đề ra. Nội dung bao gồm: Tìm hiểu và giới thiệu về Robot công nghiệp. Thiết kế và chế tạo cánh tay Robot 6 bậc tự do. Thiết kế và thi công hệ thống điện điều khiển 6 khớp cánh tay Robot. Lập trình giao diện điều khiển giữa ngƣời dùng và cánh tay Robottrên máy tính.  Thao tác với giao diện để điều khiển vị trí và vận tốc của các khớp. ABSTRACT Topic: "Design, manufacture and control 6 Degree Of Free Manipulator (6 DOF Mani)" which executed in the first semester of 2015-2016 is finished all aim.The contents of topic include:  Learn and introduce industrial robots  Design and manufacture 6 DOF Mani  Design and manifacture electric system to control 6 DOF Mani  Design the Control interface between user and robot in computer  Use the Control interface in computer to control joint’s position and joint’s speed iii
16. MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT ĐỒ ÁN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH VẼ viii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT x CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP 1 1.1. Lịch sử phát triển 1 1.2. Sơ đồ cấu trúc chức năng của IR (Industrial Robot) 1 1.3. Sơ đồ cấu trúc và chức năng của robot 3 1.4. Cấu trúc tổng quát của IR (Industrial Robot) 3 1.5. Robot 6 bậc tự do là gì? 4 1.6. Giới thiệu chung về Robot và nhu cầu thực tế hiện nay 4 1.7. Ứng dụng của Robot 6 bậc tự do. 6 CHƢƠNG 2. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CẤU TRÚC 7 2.1. Dàn ý nghiên cứu. 7 2.2. Đối tƣợng nghiên cứu. 7 2.3. Tính cấp thiết của đề tài: 7 2.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. 7 2.5. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài. 7 2.6. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu. 7 2.7. Phƣơng pháp nghiên cứu. 7 2.8. Phân tích và thiết kế cấu trúc đƣợc chọn 7 CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ CƠ KHÍ 11 3.1. Phân tích cơ cấu 11 3.2. Một số chi tiết chính 12 iv
17. 3.3. Tính toán tỉ số truyền 12 3.4. Phân bố lực trên cánh tay 13 3.5. Tính toán thiết kế bộ truyền đai răng 15 3.6. Các thành phần của tay máy 6 bậc tự do 17 3.6.1. Khâu thứ nhất: 17 3.6.2. Khâu thứ 2 18 3.6.3. Khâu thứ 3 18 3.6.4. Khâu thứ5 18 3.6.5. Khâu thứ 6 19 3.7. Tính chọn ổ lăn 19 3.7.1. ổ lăn cho khớp 19 3.7.2. ổ lăn trên khớp số 2, số 3, số 5 19 3.7.3. ổ lăn trên khớp số 4 19 3.8. Giới hạn góc quay của các khớp 20 CHƢƠNG 4. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 21 4.1. Sơ đồ khối điều khiển 21 4.2. Sơ đồ hệ thống điều khiển 22 4.3. Chế độ đọc xung encoder nhân 4 23 4.4. Thông số động cơ DC servo 24 4.5. Thiết kế mạch 24 4.5.1. Sơ đồ nguyên lý của mạch DSPIC (mạch master) 25 4.5.2. Sơ đồ nguyên lí mạch PIC 18F4431 (mạch slave) 28 4.5.3. Sơ đồ nguyên lí mạch opto cách ly 30 4.5.4. Sơ đồ nguyên lí của mạch cầu H 34 4.5.5. Sơ đồ nguyên lí mạch Relay đóng ngắt 37 CHƢƠNG 5. GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN. 39 5.1. Động học thuận. 39 5.1.1. Hệ trục tọa độ. 39 v
18. 5.2. Thông số bảng DENAVIT-HARTENBERG 40 5.3. Tính toán các ma trận: 41 5.4. Bộ điều khiển PID 43 5.4.1. Giới thiệu bộ điều khiển PID: 43 5.4.2. Khâu P (Khâu tỉ lệ) 44 5.4.3. Khâu I (Khâu tích phân) 45 5.4.4. Khâu D (Khâu vi phân) 46 5.4.5. Lý thuyết thiết kế bộ điều khiển PID: 46 CHƢƠNG 6. GIAO DIỆN LẬP TRÌNH VÀ KẾT QUẢ 50 6.1. Giao diện lập trình 50 6.2. Các Tab chức năng 50 6.2.1. Tab File: 50 6.2.2. Tab Control Position 52 6.2.3. Tab Control Speed 56 6.2.4. Tab Help 56 CHƢƠNG 7. THỰC NGHIỆM 57 7.1. Mô hình Robot thực nghiệm: 57 7.2. Vi mạch điều khiển 57 7.3. Điều khiển thực nghiệm 58 7.4. Thu thập và xử lý số liệu 58 7.5. Vẽ biểu đồ và nhận xét: 61 7.6. Kết luận 65 CHƢƠNG 8. KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 66 CHƢƠNG 9. TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 vi
19. DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1. Giới hạn góc quay của các khớp 20 Bảng 4.1. Chế độ đọc xung encoder 24 Bảng 4.2. Thông số động cơ DC servo 24 Bảng 5.1. Bảng DENAVIT-HARTENBERG 40 Bảng 5.2. Độ tăng giảm thông số PID 44 Bảng 5.3. Thông số bộ điều khiển PID thứ 1 47 Bảng 5.4. Thông số bộ điều khiển PID thứ 2 48 Bảng 6.1. Khối chức năng trong control panel 50 Bảng 6.2. Các phần trong cửa sổ New sesion 52 Bảng 6.3. Khối chức năng Input data 55 Bảng 6.4. Khối chức năng Input coodinate 56 Bảng 7.1. Đáp ứng vị trí của khớp số 1 58 Bảng 7.2. Đáp ứng vị trí của khớp số 2 59 Bảng 7.3. Đáp ứng vị trí của khớp số 3 60 Bảng 7.4. Đáp ứng vị trí của khớp số 4 60 Bảng 7.5. Đáp ứng vị trí của khớp số 5 61 Bảng 7.6. Đáp ứng vị trí của khớp số 6 61 vii
20. DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH VẼ Hình 1.1: Minh họa cánh tay robot 4 Hình 1.2: Một số hình ảnh về robot công nghiệp 5 Hình 2.1: Robot kiểu tọa độ decac 8 Hình 2.2: Robot kiểu tọa độ trụ 8 Hình 2.3: Robot kiểu tọa độ trụ 9 Hình 2.4: Robot kiểu tọa độ góc 9 Hình 2.5: Robot kiểu scara 9 Hình 2.6: Mô hình robot 3D 10 Hình 3.1: Sơ đồ phân bố lực trên khớp số 2 13 Hình 3.2: Sơ đồ phân bố lực trên khớp số 3 15 Hình 4.1: Sơ đồ khối điều khiển 21 Hình 4.2: Sơ đồ hệ thống điều khiển 23 Hình 4.3: DC Servo encoder12ppr và DC Servo GA25 V2/DC 24 Hình 4.4: Sơ đồ nguyên lí mạch DSPIC 25 Hình 4.5: Sơ đồ nguyên lí mạch công tắc 26 Hình 4.6: Sơ đồ nguyên lí mạch nút nhấn 27 Hình 4.7: Sơ đồ nguyên lí mạch IC nguồn 27 Hình 4.8: Sơ đồ nguyên lí mạch mạch opto 28 Hình 4.9: Mạch in DSPIC 30F4011 28 Hình 4.10: Sơ đồ nguyên lí khối nguồn 29 Hình 4.11: Sơ đồ nguyên lí khối pic 18F4431 29 Hình 4.12: Mạch in pic 18F4431 30 Hình 4.13: Sơ đồ nguyên lí ic74hc04 31 Hình 4.14: Sơ đồ nguyên lí opto PC817 32 Hình 4.15: Sơ đồ nguyên lí IC logic 74HC00 33 Hình 4.16: Sơ đồ nguyên lí opto xung 6N137 33 Hình 4.17: Sơ đồ nguyên lí khối kích FET 35 viii
21. Hình 4.18: Sơ đồ nguyên lí khối nguồn 5V và 12V 36 Hình 4.19: Sơ đồ nguyên lí khối Opto cách ly 37 Hình 4.20: Mạch in cầu H 37 Hình 4.21: Sơ đồ nguyên lí mạch Relay đóng ngắt 38 Hình 4.22: Mạch in Relay đóng ngắt 38 Hình 5.1: Hệ trục tọa độ 40 Hình 5.2: Sơ đồ hệ thống điều khiển dùng PID 43 Hình 5.3: Sơ đồ đáp ứng của khâu p 45 Hình 5.4: Sơ đồ đáp ứng của khâu I 45 Hình 5.5: Sơ đồ đáp ứng khâu D 46 Hình 5.6: Sơ đồ khối hệ hở 47 Hình 5.7: Sơ đồ đáp ứng nấc của hệ hở có dạng S 47 Hình 5.8: Sơ đồ khối của một hệ kín có bộ PID 47 Hình 5.9: Sơ đồ đáp ứng nấc của hệ kín khi K = Kgh 48 Hình 6.1: Giao diện lập trình 50 Hình 6.2: Cửa sổ new session 51 Hình 6.3: Cửa sổ control position 53 Hình 6.4: Cửa sổ Perpendicular 53 Hình 6.5: Cửa sổ Straight 54 Hình 6.6: Cửa sổInput data 55 Hình 6.7: Cửa sổ Input coordinate 55 Hình 6.8: Cửa sổ intruction 56 Hình 7.1: Mô hình Robot thực nghiêm 57 Hình 7.2: Các mạch điều khiển 57 o Hình 7.3: Biểu đồ thể hiện đáp ứng vị trí của các khớp với giá trị đặt 30 62 o Hình 7.4: Biểu đồ thể hiện đáp ứng vị trí của các khớp với giá trị đặt 60 63 Hình 7.5: Biểu đồ thể hiện tƣơng quan sai số tuyệt đối trung bình của các khớp 64 ix