Luận văn Nghiên cứu ứng dụng catia để thiết kế, mô phỏng và lập trình điều khiển robot (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu ứng dụng catia để thiết kế, mô phỏng và lập trình điều khiển robot (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN NGUYỄN KIM HOÀNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CATIA ĐỂ THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ LẬP TRÌNHS K C 0 0 3 96 51 ĐIỀU93 KHIỂN ROBOT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S KC 0 0 3 7 1 1 Tp. Hồ Chí Minh, 2012
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN NGUYỄN KIM HOÀNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CATIA ĐỂ THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2012
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN NGUYỄN KIM HOÀNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CATIA ĐỂ THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Hƣớng dẫn khoa học: TS. NGUUYỄN TIỄN DŨNG TS : LÊ HIẾU GIANG Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2012
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Trần Nguyễn Kim Hoàng Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 10-03-1981 Nơi sinh: Long Thành Quê quán: Đồng Nai Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Số 9, Dân Chủ, Bình Thọ, Thủ Đức Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: 0905019081 Fax: Email:trannguyenkimhoang@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ : 9 / 2000 đến 9 / 2005 Nơi học (trƣờng, thành phố): Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật, Tp HCM Ngành học: Kỹ thuật công nghiệp Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Matlab, Vi xử lý, Kỹ thuật số III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Trung tâm dạy nghề khu vực Long 2005-2008 Nhân viên Phòng đào tạo Thành – Nhơn Trạch Trƣờng CĐ Lý Tự Trọng và 2008-2010 Giáo viên Trƣờng TC Nghề Thủ Đức Theo học tại Đại Học Sƣ Phạm Kỹ 2010-2012 Học viên Thuật Tp HCM i
5. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 9 năm 2012 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Trần Nguyễn Kim Hoàng ii
6. LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết xin kính thành cảm ơn đến gia đình, những ngƣời đã sinh thành, vất vả nuôi dƣỡng, để có thể vững bƣớc lên giảng đƣờng Đại học, rồi lại trở thành học viên Cao học để mai sau tiếp tục xây dựng đất nƣớc. Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật đã nhiệt tình giảng dạy trong suốt thời gian học tại trƣờng. Nhất là những thầy cô khoa Cơ khí đã cung cấp cho em những kiến thức không những trong kiến thức chuyên môn mà còn là những bài học thiết thực hình thành nên nhân cách một con ngƣời. Xin chân thành đặc biệt cảm ơn đến TS. Nguyễn Tiến Dũng và TS. Lê Hiếu Giang đã hƣớng dẫn tận tình trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Thầy đã truyền đạt nhiều kiến thức chuyên môn, những kinh nghiệm quý báo thực hiện đề tài trong quá trình tìm hiểu, nghiên cứu luận văn. Xin cảm ơn đến KS. Võ Ngọc Sanh đã giúp đỡ, chỉ bảo những kiến thức, kinh nghiệm trong quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn đến Công ty TNHH Cơ khí AECADCAM đã cung cấp thông số và tài liệu thực tế mô phỏng dây chuyền xe hơi để thực hiện luận văn đƣợc dễ dàng hơn. Xin chân thành cảm ơn đến những bạn cùng lớp đã có những ý kiến đóng góp, hỗ trợ phƣơng tiện thực hiện luận văn và những lời động viên nhau trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Một lần nữa xin cảm ơn tất cả! Tp. HCM, tháng 10 năm 2012 Ngƣời thực hiện Trần Nguyễn Kim Hoàng iii
7. ABSTRACT This paper presents the application of DELMIA technology allows to control robot processes, to provide greater accuracy in the trajectory motion and cycle time prediction. The DELMIA was designed to simplify the programming and simulate robotic assembly lines in manufacturing. This application enables companies to perfect their assembly lines reducing scrap that would be acquired from error in processes. Robotics simulation allows us to look at many different layout options and to quickly analyze where new equipment can be placed in relation to the robots to make sure there are no collisions. Robotic simulation plays a key role in automotive assembly line to ensure a working and an optimized process with reduced cost and time to manufacture, and in ensuring the inclusion of the production of a new vehicle or variant on the existing assembly line without disrupting the current production. TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn đề cập đến việc ứng dụng công nghệ DELMIA cho phép điều khiển quy trình robot, thiết lập quỹ đạo chuyển động và chu kỳ thời gian thật để thực hiện quy trình đó một cách chính xác nhất. DELMIA đƣợc thiết kế để đơn giản hóa việc lập trình robot và mô phỏng các dây chuyền lắp ráp trong sản xuất. Ứng dụng này giúp các công ty hoàn thiện dây chuyền lắp ráp của họ, giảm thiểu lãng phí, phát hiện đƣợc từ lỗi kỹ thuật trong quy trình sản xuất. Quá trình mô phỏng robot cho phép chúng ta có nhiều phƣơng án khác nhau và phân tích một cách nhanh chóng hƣớng bố trí thiết bị với các robot để đảm bảo không có va chạm. Ứng dụng mô phỏng robot đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền lắp ráp ô tô để đảm bảo một quá trình làm việc và tối ƣu với việc giảm chi phí và thời gian sản xuất, và đảm bảo tổng thể của công đoạn sản xuất mới hoặc sự thay đổi trên dây chuyền lắp mà không làm gián đoạn sản xuất hiện tại. iv
8. MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Cảm tạ iii Tóm tắt iv Mục lục v Danh sách các chữ viết tắt ix Danh sách các hình x Danh sách các bảng xviii Chƣơng 1 1 TỔNG QUAN 1 1.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc đã công bố. 1 1.1.1. Kỹ thuật mô phỏng Robot 1 1.1.2. Chức năng chính Delmia 5 1.1.3. Ƣu điểm sử dụng DELMIA 5 1.1.4. Ƣu điểm CATIA so với các phần mềm khác. 5 1.1.5. Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc 9 1.2. Mục đích của đề tài. 14 1.3. Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài. 14 1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu. 14 Chƣơng 2 16 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 16 2.1. Một số khái niệm về robot công nghiệp 16 2.1.1. Bậc tự do của robot 16 2.1.2. Hệ tọa độ 16 2.1.3. Trƣờng công tác của robot 17 2.2. Phân loại robot công nghiệp 17 2.2.1. Phân loại theo kết cấu 17 2.2.2. Phân loại theo hệ thống truyền động 18 2.2.3. Phân loại theo ứng dụng 19 2.2.4. Phân loại theo cách thức và đặc trƣng phƣơng pháp điều khiển 19 v
9. 2.2.5. Ứng dụng robot công nghiệp trong sản xuất 19 2.3. Ngôn ngữ lập trình điều khiển robot 19 2.3.1. Lập trình kiểu “dạy – học” 19 2.3.2. Dùng các ngôn ngữ lập trình 20 2.3.3. Ngôn ngữ lập trình theo nhiệm vụ 21 2.4. Phƣơng pháp điều khiển robot 21 2.4.1. Điều khiển tỉ lệ sai lệch (PE - Propotional Errror) 21 2.4.2. Điều khiển tỉ lệ đạo hàm (PD - Propotional Derivative) 21 2.4.3. Điều khiển tỉ lệ - tích phân - đạo hàm 22 2.4.4. Điều khiển vị trí mỗi khớp 22 2.4.5. Hàm truyền chuyển động của mỗi khớp động 22 Chƣơng 3 23 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIATHIẾT KẾ VÀ MÔ HÌNH HÓA HÌNH HỌC ROBOT 23 3.1. Thiết lập mô hình đế robot 24 3.2. Thiết lập mô hình 3D cho Link 1 35 3.3. Thiết lập mô hình 3D cho Link 2 38 3.4. Thiết lập mô hình 3D cho Link 3 42 3.5. Thiết lập mô hình 3D cho Link 4 46 3.6. Thiết lập mô hình 3D cho Link 5 49 3.7. Thiết lập mô hình 3D cho cơ cấu kẹp 52 3.7.1. Thiết kế chi tiết 1 cơ cấu kẹp 52 3.7.2. Thiết kế chi tiết 2 cơ cấu kẹp 53 3.7.3. Thiết kế chi tiết 3 cơ cấu kẹp 55 3.7.4. Thiết kế chi tiết 4 cơ cấu kẹp 56 3.7.5. Thiết kế chi tiết 5 cơ cấu kẹp 58 3.8. Thiết lập mô hình 3D cho các động cơ trên các Link 58 Chƣơng 4 63 MÔ PHỎNG ĐỘNG HỌC CHO ROBOT 63 4.1. Ứng dụng môi trƣờng Asembly lắp ráp robot 63 4.1.1. Lắp ráp các động cơ lên các khâu 63 4.1.2. Lắp ráp các chi tiết của cơ cấu kẹp 67 4.2. Mô phỏng động học trong môi trƣờng DMU Kinematics 71 4.2.1. Nhập thiết bị vào môi Trƣờng DMU Kinematics 71 4.2.2. Tạo các khớp chuyển động cho các khâu 72 vi
10. 4.3. Thiết lập qui luật chuyển động cho các khâu 75 4.3.1. Tạo qui luật chuyển động cho các động cơ 1 75 4.3.2. Mô phỏng Edubot theo một qui luật định sẵn 77 4.3.3. Tạo mô phỏng động học cho Edubot 78 4.3.4. Tạo Video mô phỏng chuyển động 80 Chƣơng 5 81 PHƢƠNG PHÁP LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT 81 5.1. Tổng quan về module DELMIA 81 5.1.1. Giới thiệu môi trƣờng Device Building 81 5.1.2. Giới thiệu môi trƣờng Device Building 82 5.1.3. Giới thiệu Device Task Definition 83 5.1.4. Giới thiệu môi trƣờng Device Task Definition 83 5.1.5. Môi trƣờng DPM Process Definition 85 5.1.6. DPM Process and Resource Definition 86 5.1.7. Môi trƣờng Robot Offline Programming 88 5.2. Phƣơng pháp điều khiển hệ robot bằng DELMIA 93 5.2.1. Xây dựng thiết bị cho Robot 93 5.2.2. Định vị trí Home cho Robot (Home Positions) 94 5.2.3. Định vùng giới hạn hoạt động của các khớp của robot 95 5.2.4. Định nghĩa Frames Of Interests cho Robot. 96 5.2.5. Thiết lập Frames Of Interest cho cơ cấu kẹp. 97 5.2.6. Tạo bộ điều khiển cho robot 99 5.3. Lập trình điều khiển robot trong môi trƣờng Device Task Definition 102 5.3.1. Nhập robot và sản phẩm vào môi trƣờng mô phỏng 102 5.3.2. Gắn thiết bị tay kẹp lên Robot 103 5.3.3. Lập trình sử dụng phƣơng pháp “Teach” 105 5.4. Mô phỏng, điều khiển phối hợp hai robot 113 5.4.1. Tạo thƣ viện cho Robot 113 5.4.2. Quản lý tín hiệu IOs cho Robot 116 5.4.3. Tạo hoạt động chờ 117 5.4.4. Liên kết hoạt động của robot 119 5.4.5. Điều chỉnh thời gian hoạt động của các robot 120 5.4.6. Mô phỏng nhiệm vụ của robot 1 và robot 2. 121 Chƣơng 6 122 vii
11. THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT TRONG CÔNG NGHIỆP 122 6.1. Lập trình, mô phỏng một Robot hàn 123 6.1.1. Chuẩn bị vật tƣ cần hàn: 123 6.1.2. Chọn robot công nghiệp thực hiện quá trình hàn 124 6.1.3. Chọn giá đỡ và gá đặt robot 125 6.1.4. Nhập sản phẩm hàn vào vùng không gian giá đỡ và robot 126 6.1.5. Lắp ráp thiết bị súng hàn vào cơ cấu cánh tay robot 126 6.1.6. Phƣơng pháp lập trình “Dạy học” cho robot hàn 128 6.1.7. Xuất chƣơng trình điều khiển robot 135 6.2. Điều khiển hai robot công nghiệp 136 6.2.1. Chọn các loại robot công nghiệp 137 6.2.2. Chọn và lắp thiết bị hàn lên robot 137 6.2.3. Nhập sản phẩm hàn vào vùng không gian robot hàn 138 6.2.4. Tạo liên kết thực hiện và trình tự điều khiển robot 139 6.2.5. Lập trình bằng phƣơng pháp “Teach” cho robot 140 6.2.6. Kiểm tra tầm với của robot 141 6.2.7. Kiểm tra vùng không gian hoạt động robot 142 6.2.8. Công cụ tìm vị trí đặt robot tối ƣu 143 6.2.9. Công cụ phân tích va chạm tự động 145 6.2.10. Xuất chƣơng trình điều khiển robot 149 6.2.11. Nhập một chƣơng trình có sẵn để điều khiển robot. 150 6.3. Điều khiển bốn robot công nghiệp trong dây chuyền hàn xe hơi 151 6.3.1. Nhập sản phẩm vào môi trƣờng làm việc 152 6.3.2. Chọn robot công nghiệp 153 6.3.3. Gắn thiết bị hàn cho robot 154 6.3.4. Thiết lập quỹ đạo đƣờng hàn cho các robot: 156 6.3.5. Liên kết hoạt động của 4 robot hàn 163 Chƣơng 7 170 KẾT LUẬN 170 TÀI LIỆU THAM KHẢO 172 PHỤ LỤC 173 viii
12. DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT/KÝ HIỆU KHOA HỌC ix
13. DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Các chức năng, ứng dụng phần mềm Catia 3 Hình 1.2: Ứng dụng ROBOTIC thiết kế, lập trình tay máy công nghiệp 3 Hình 1.3: Mô phỏng hệ thống robot 6 Hình 1.4: Mô phỏng cơ cấu gấp robot bằng Microsoft RDS tích hợp SolidWorks 7 Hình 1.5: Điều khiển robot hàn trên Catia 9 Hình 1.6: Dây chuyền sản xuất mô phỏng trên DELMIA 12 Hình 1.7: Quản lý quy trình đóng tàu bằng DELMIA 13 Hình 2.1: Hệ tọa độ suy rộng của robot 16 Hình 2.2: Quy tắc bàn tay phải 16 Hình 2.3: Biểu diễn đường công tác của robot 17 Hình 2.4:Robot kiểu tọa độ đề các 17 Hình 2.5:Robot kiểu tọa độ trụ 18 Hình 2.6:Robot kiểu tọa độ cầu 18 Hình 2.7:Robot hoạt động theo hệ tọa độ góc 18 Hình 2.8:Robot kiểu SCARA 18 Hình 3.1: Hình Robot EduBot 100 23 Hình 3.2:Kích thước giữa các khâu robot EduBot 23 Hình 3.3: Hình chiếu bằng robot EduBot 24 Hình 3.4: Kích thước đế robot 24 Hình 3.5: Vẽ biên dạng đế robot 24 Hình 3.6: Vẽ hình khối biên dạng đế robot 24 Hình 3.7: Vẽ biên dạng lỗ 25 Hình 3.8: Tạo lỗ sâu cho đế 25 Hình 3.9: Vẽ các lỗ còn lại 25 Hình 3.10: Thực hiện phép cộng đế và các lỗ 26 Hình 3.11: Vẽ hình khối bên trên đế robot 26 Hình 3.12: Cộng hai chi tiết với nhau 27 Hình 3.13: Vẽ hình khối chi tiết tiếp theo 27 Hình 3.14: Cộng hai chi tiết với nhau 28 Hình 3.15: Tạo lỗ 28 Hình 3.16: Vẽ một mặt phẳng chuẩn 29 Hình 3.17: Vẽ khối trên mặt phẳng chuẩn 29 Hình 3.18: Vẽ khối trên mặt phẳng chuẩn tiếp theo 30 Hình 3.19: Vẽ các Socket cho cổng COM 31 Hình 3.20: Vẽ đai ốc định vị cổng COM 32 Hình 3.21: Vẽ đai ốc định vị cổng COM còn lại 32 Hình 3.22: Vẽ Socket cho cổng RS232 32 Hình 3.23: Socket cung cấp nguồn cho Robot 33 Hình 3.24: Vẽ Socket 3 chân 34 Hình 3.25: Vẽ lỗ ren 34 Hình 3.26: Vẽ lỗ ren 35 Hình 3.27: Trừ hai chi tiết 35 Hình 3.28: Bo góc một số cạnh sắc 35 Hình 3.29: Vẽ biên dạng Link 1 35 Hình 3.30: Vẽ hình khối Link 1 36 Hình 3.31: Vẽ biên dạng 36 Hình 3.32: Vẽ hình khối 36 Hình 3.33: Vẽ khớp quay 37 Hình 3.34: Vẽ một đường chuẩn 37 Hình 3.35: Vẽ biên dạng 37 x
14. Hình 3.36: Vẽ hình biên dạng 37 Hình 3.37: Bo góc 38 Hình 3.38: Vẽ biên dạng Link 2 38 Hình 3.39: Vẽ hình khối biên dạng 38 Hình 3.40: Tạo độ nghiêng cho khối 39 Hình 3.41: Vẽ biên dạng 39 Hình 3.42: Vẽ hình khối biên dạng 39 Hình 3.43: Vẽ biên dạng 39 Hình 3.44: Vẽ hình khối biên dạng 40 Hình 3.45: Trừ các khối với nhau 40 Hình 3.46: Vẽ biên dạng 40 Hình 3.47: Vẽ hình khối biên dạng 41 Hình 3.48: Vẽ lỗ khớp quay 41 Hình 3.49: Bo tròn một số cạnh sắc 42 Hình 3.50: Vẽ biên dạng Link 3 42 Hình 3.51: Vẽ hình khối biên dạng Link 3 42 Hình 3.52: Vẽ biên dạng khớp quay 43 Hình 3.53: Vẽ hình khối khớp quay 43 Hình 3.54: Vẽ biên dạng 43 Hình 3.55: Vẽ hình khối 44 Hình 3.56: Kết nối khối 44 Hình 3.57: Vẽ biên dạng 44 Hình 3.58: Vẽ hình khối 44 Hình 3.59: Vẽ biên dạng lỗ 45 Hình 3.60: Vẽ lỗ 45 Hình 3.61: Trừ hai chi tiết được lỗ chi tiết 45 Hình 3.62: Kết nối Body với Partbody 45 Hình 3.63: Vẽ biên dạng Link 4 46 Hình 3.64: Vẽ hình khối Link 4 46 Hình 3.65: Vẽ biên dạng hình tròn 46 Hình 3.66: Vẽ hình khối hình tròn 46 Hình 3.67: Kết nối solid vừa tạo 47 Hình 3.68: Vẽ biên dạng 47 Hình 3.69: Vẽ hình khối 47 Hình 3.70: Kết nối chi tiết 47 Hình 3.71: Bo cạnh 48 Hình 3.72: Vẽ biên dạng 48 Hình 3.73: Vẽ hình khối 48 Hình 3.74: Vẽ lỗ 48 Hình 3.75: Vẽ bốn lỗ 49 Hình 3.76: Trừ các chi tiết được biên dạng lỗ 49 Hình 3.77: Chi tiết đạt được 49 Hình 3.78: Vẽ biên dạng cho Link 5 49 Hình 3.79: Vẽ biên dạng cho Link 5 50 Hình 3.80: Vẽ mặt phẳng chuẩn 50 Hình 3.81: Vẽ lỗ trên mặt phẳng chuẩn 50 Hình 3.82: Vẽ lỗ đối xứng 50 Hình 3.83: Trừ các chi tiết được biên dạng lỗ 51 Hình 3.84: Vẽ biên dạng tròn 51 Hình 3.85: Vẽ hình khối biên dạng tròn 51 Hình 3.86: Cộng hai chi tiết 51 Hình 3.87: Vẽ biên dạng chữ nhật 51 xi
15. Hình 3.88: Vẽ hình khối biên dạng chữ nhật 52 Hình 3.89: Trừ hai chi tiết 52 Hình 3.90: Chi tiết cuối cùng 52 Hình 3.91: Biên dạng tay kẹp 52 Hình 3.92: Vẽ hình khối tay kẹp 53 Hình 3.93: Bo tròn chi tiết 1 53 Hình 3.94: Vẽ biên dạng chi tiết 2 53 Hình 3.95: Vẽ hình khối chi tiết 2 53 Hình 3.96: Vẽ biên dạng tròn 54 Hình 3.97: Vẽ hình khối dạng tròn 54 Hình 3.98: Cộng hai chi tiết 54 Hình 3.99: Bo tròn chi tiết 54 Hình 3.100: Vẽ biên dạng lỗ 55 Hình 3.101: Tạo lỗ 55 Hình 3.102: Vẽ biên dạng chi tiết 3 55 Hình 3.103: Vẽ hình khối chi tiết 3 55 Hình 3.104: Vẽ biên dạng lỗ 56 Hình 3.105: Tạo lỗ 56 Hình 3.106: Trừ hai chi tiết được hai lỗ 56 Hình 3.107: Vẽ biên dạng chi tiết 4 56 Hình 3.108: Vẽ hình khối chi tiết 4 57 Hình 3.109: Vẽ biên dạng lỗ 57 Hình 3.110: Tạo lỗ 57 Hình 3.111: Trừ hai chi tiết được hai lỗ 57 Hình 3.112: Vẽ biên dạng chi tiết 4 58 Hình 3.113: Vẽ hình khối chi tiết 4 58 Hình 3.114: Bo một số cạnh 58 Hình 3.115: Vẽ biên dạng động cơ 1 59 Hình 3.116: Vẽ hình khối động cơ 1 59 Hình 3.117: Bo góc các cạnh 59 Hình 3.118: Vẽ biên dạng lỗ 60 Hình 3.119: Tạo lỗ 60 Hình 3.120: Vẽ biên dạng động cơ 2 60 Hình 3.121: Vẽ hình khối động cơ 2 60 Hình 3.122: Bo góc các cạnh 61 Hình 3.123: Vẽ biên dạng lỗ 61 Hình 3.124: Tạo lỗ 61 Hình 3.125: Tạo bốn lỗ đối xứng 61 Hình 3.126: Động cơ 1 62 Hình 3.127: Động cơ 2 62 Hình 3.128: Động cơ 3 62 Hình 4.1: Môi trường Assembly để lắp ráp 63 Hình 4.2: Cây thư mục 64 Hình 4.3: Thư mục các chi tiết cần lắp ráp 64 Hình 4.4: Load chi tiết vào mơi trường lắp ráp 64 Hình 4.5: Load chi tiết vào mơi trường lắp ráp 64 Hình 4.6: Cố định chi tiết 65 Hình 4.7: Chọn hai bề mặt lắp ráp 65 Hình 4.8: Chọn hai đường tâm lắp ráp 65 Hình 4.9: Lắp ráp động cơ tiếp theo 65 Hình 4.10: Kết quả lắp ráp 66 Hình 4.11: Lắp bulông vào lỗ bulông 66 xii
16. Hình 4.12: Motor 2 lắp vào Link1 66 Hình 4.13: Lắp Motor3 và Motor4 vào Link3 67 Hình 4.14: Lắp Motor5 vào Link4 67 Hình 4.15: Cây thư mục Load các chi tiết của cơ cấu kẹp 67 Hình 4.16: Thư mục các chi tiết cơ cấu kẹp 68 Hình 4.17: Các chi tiết trong môi trường lắp ráp 68 Hình 4.18: Kết quả lắp ráp tay kẹp 68 Hình 4.19: Chọn biên dạng trên tay kẹp 69 Hình 4.20: Thư mục khớp quay thứ nhất 69 Hình 4.21: Kết quả chọn các khớp quay 69 Hình 4.22: Chọn hàm toán 70 Hình 4.23: Công thức tạo luật di chuyển cho khớp 70 Hình 4.24: Công thức tạo luật di chuyển cho khớp tiếp theo 70 Hình 4.25: Kết quả sau khi chọn 71 Hình 4.26: Hộp thoại mô phỏng 71 Hình 4.27: Load các khâu vào môi Trường DMU Kinematics 71 Hình 4.28: Thư mục các chi tiết cần Load vào rắp ráp 72 Hình 4.29: Di chuyển các khâu 72 Hình 4.30: Tạo cơ cấu máy 73 Hình 4.31: Cố định chi tiết làm chuẩn 73 Hình 4.32: Tạo khớp quay thứ nhất 74 Hình 4.33: Chọn đường tâm và hai mặt phẳng 74 Hình 4.34: Cây thư mục tạo khớp quay 74 Hình 4.35: Cây thư mục tạo khớp quay robot 75 Hình 4.36: Qui luật chuyển động động cơ 1 75 Hình 4.37: Kết nối luật chuyển động vừa tạo với động cơ 1 76 Hình 4.38: Cây thư mục tạo luật chuyển động của động cơ 1 76 Hình 4.39: Biểu đồ qui luật chuyển động 76 Hình 4.40: Thư mục luật chuyển động 77 Hình 4.41: Biểu đồ của luật chuyển động 77 Hình 4.42: Hộp thoại giới hạn các chuyển động 77 Hình 4.43: Mô phỏng động học 78 Hình 4.44: Tạo file mô phỏng 78 Hình 4.45: Chọn kiểu mô phỏng 79 Hình 4.46: Insert lại quá trình mô phỏng 79 Hình 4.47: Thư mục mô phỏng 79 Hình 4.48: Tạo Video mô phỏng 80 Hình 4.49: Hộp thoại Video mô phỏng 80 Hình 4.50: Đặt tên mô phỏng 80 Hình 4.51: Video tiến hành mô phỏng 80 Hình 5.1: Môi trường DELMIA 81 Hình 5.2: Cách vào môi trường Device Building 82 Hình 5.3: Thanh công cụ Device Building Toolbar 82 Hình 5.4: Thanh công cụ Device Attributes Toolbar 82 Hình 5.5: Thanh công cụ Device Analysis (Jog) Toolbar 82 Hình 5.6: Thanh công cụ Frame of Interest Toolbar 83 Hình 5.7: Thanh công cụ Measure Toolbar 83 Hình 5.8: Thanh công cụ Resource Device Toolbar 83 Hình 5.9: Cách vào môi trường Device Task Definition 84 Hình 5.10: Thanh công cụ Tag Toolbar 84 Hình 5.11: Thanh công cụ Sequence Toolbar 84 Hình 5.12: Thanh công cụ Robot Management Toolbar 84 xiii
17. Hình 5.13: Thanh công cụ Action Library Toolbars 84 Hình 5.14: Thanh công cụ Activity Management Toolbars 84 Hình 5.15: Thanh công cụ Data Views Toolbar 85 Hình 5.16: Thanh công cụ PPR Tools Toolbar 85 Hình 5.17: Thanh công cụ Simulation Tools Toolbar 85 Hình 5.18: Thanh công cụ Action Composer Toolbar 85 Hình 5.19: Thanh công cụ Robot Controller Toolbar 85 Hình 5.20: Cách vào môi trường DPM Process Definition 86 Hình 5.21: Thanh công cụ Activity Management Toolbar 86 Hình 5.22: Thanh công cụ PPR Tools Toolbar 86 Hình 5.23: Thanh công cụ Data Views Toolbar 86 Hình 5.24: Cách vào môi trường DPM Process and Resource Definition 87 Hình 5.25: Thanh công cụ Link Management Sub-toolbar 87 Hình 5.26: Thanh công cụ Product Management Sub-toolbar 87 Hình 5.27: Thanh công cụ Logical Activities Creation Toolbar 88 Hình 5.28: Thanh công cụ Process Library Creation Toolbar 88 Hình 5.29: Cách vào môi trường Robot Offline Programming 88 Hình 5.30: Hộp thoại Downloading Option 89 Hình 5.31: Hộp thoại User Input Required 89 Hình 5.32: Hộp thoại Robot Program 90 Hình 5.33: Hộp thoại yêu cầu chọn ví trí ngôn ngữ robot 91 Hình 5.34: Thông tin lỗi khi Upload chương trình 91 Hình 5.35: Hộp thoại Select Translator Jar File 92 Hình 5.36: Hộp thoại Uploading Method 92 Hình 5.37: Hộp thoại Uploading Method chọn Part Coordinates 92 Hình 5.38: Chương trình của Robot 93 Hình 5.39: Cách Insert Robot vào môi trường 93 Hình 5.40: Robot khi đã Insert vào môi trường 94 Hình 5.41: Hộp thoại Home Position Viewer 94 Hình 5.42: Hộp thoại Home Position Editor 94 Hình 5.43: Tên vị trí Home trong Home Position Viewer 95 Hình 5.44: Hộp thoại Modify Command Limits 95 Hình 5.45: Frames of Interests vào Link5_Chot 96 Hình 5.46: Hộp thoại Define Plane và Frame Type 96 Hình 5.47: Điều chỉnh Vị trí Frame 97 Hình 5.48: Frame đã được xác nhận 97 Hình 5.49: Design1 của robot ở Link5_ Chot 97 Hình 5.50: Frame cho chi tiết kẹp 97 Hình 5.51: Hộp thoại Define Plane và Frame Type 98 Hình 5.52: Tool1 đã được gắn lên chi tiết kẹp 98 Hình 5.53: Hộp thoại Frame Type cho Base 98 Hình 5.54: Base xác nhận trong câu thư mục PPR 99 Hình 5.55: Thuộc tính Inverse Kinematic 99 Hình 5.56: Tab Configuration của Inverse Kinematic 100 Hình 5.57: Actuator Space của Inverse Kinematic 100 Hình 5.58: Tab Solver Attributes của Inverse Kinematic 101 Hình 5.59: Bộ điều khiển cho Robot trong cây thư mục PPR 101 Hình 5.60: Hộp thoại Jog 102 Hình 5.61: Thanh Compass 102 Hình 5.62: Mô hình 3D xuất hiện trong vùng Geometry 103 Hình 5.63: Robot được Load vào vùng đồ họa 103 Hình 5.64: Hộp thoại robot Dressup 103 xiv
18. Hình 5.65: Hộp thoại Robot Dressup khi có thông tin 105 Hình 5.66: Thiết bị và Robot được gắn với nhau 105 Hình 5.67: Kết quả khi gắn thiết bị cho robot 2 105 Hình 5.68: Hộp thoại Teach 106 Hình 5.69: Thực hiện dạy cho Robot 106 Hình 5.70: Hộp thoại Parameter for Compass Manipulation 106 Hình 5.71: Hộp thoại Teach khi Insert vị trí đầu tiên 107 Hình 5.72: Command.4 vượt quá giới hạn 108 Hình 5.73: Chọn Posture_2 trong hộp thoại Jog 108 Hình 5.74: Kết quả Teach cho robot 109 Hình 5.75: Hộp thoại Option 109 Hình 5.76: Chọn Retract sau hoạt động Operation.4 109 Hình 5.77: Khi mở cơ cấu kẹp 110 Hình 5.78: Khi đóng cơ cấu kẹp 110 Hình 5.79: Hộp thoại Option 110 Hình 5.80: Hộp thoại Actions Configuration 111 Hình 5.81: Xác định sản phẩm kẹp cho hoạt động Pick 111 Hình 5.82: Chương trình hoạt động 112 Hình 5.83: Chương trình cho Robot 2 113 Hình 5.84: Cách tạo Process Library 114 Hình 5.85: Hộp thoại New Type 114 Hình 5.86: Derivation Viewer xuất hoạt động của Robot 1 114 Hình 5.87: Thư viện hoạt động của Robot 1 và Robot 2 114 Hình 5.88: Hộp thoại Insert Activity 115 Hình 5.89: Thư viện trong cây thư mục PPR 115 Hình 5.90: Hiệu chỉnh hiển thị các thƣ mục con trong Process 116 Hình 5.91: Hộp thoại I0 Management 116 Hình 5.92: Trạng thái IO trong cây thư mục PPR 117 Hình 5.93: Thực hiện đối với robot 2 117 Hình 5.94: Hộp thoại Wait IO State 118 Hình 5.95: Hoạt động Wait IO State trong cây thư mục PPR 119 Hình 5.96: Hoạt động 2 Robot song song 119 Hình 5.97: Hoạt động 2 robot nối tiếp 119 Hình 5.98: Một số hoạt động của robot 1 120 Hình 5.99: Thời gian của hoạt động 1 đến 7 của robot 1 120 Hình 5.100: Hộp thoại Process Simulation 121 Hình 6.1: Thanh thép hình chữ T. Hình 6.2: Thép tấm ngang. 123 Hình 6.3: Sơ đồ bố trí thanh thép lên tấm phẳng chuẩn bị hàn 123 Hình 6.4: Các vị trí thực hiện hàn 123 Hình 6.5: Cách vào môi trường Device Task Definition 124 Hình 6.6: Thư viện robot 124 Hình 6.7: Robot hàn hãng FANUC mã số 120iB10L 125 Hình 6.8: Giá đỡ robot hàn FANUC 120iB10L 125 Hình 6.9: Vị trí lắp robot hàn FANUC 120iB10L trên hệ thống giá đõ 126 Hình 6.10: Vị trí tấm thép đặt trong vùng không gian giá đỡ của robot hàn 126 Hình 6.11: Súng hàn Weldgun 127 Hình 6.12: Hộp thoại robot Dressup 127 Hình 6.13: Súng hàn sau khi gắn lên cánh tay robot 127 Hình 6.14: Hộp thoại Teach để thực hiện Dạy học 128 Hình 6.15: Di chuyển cánh tay robot tới các vị trí điểm cần hàn 129 Hình 6.16: Thực hiện “dạy học” cho robot 129 Hình 6.17: Thực hiện “dạy học” cho robot hàn cuối thanh thép đầu tiên 130 xv
19. Hình 6.18: Thực hiện “dạy học” cho robot tránh va chạm 130 Hình 6.19: Các bước “dạy học” cho robot hàn và tránh va chạm 131 Hình 6.20: Thực hiện“dạy học” cho robot hàn vàò vị trí hàn thanh thép 2 132 Hình 6.21: Thực hiện“dạy học” cho robot bắt đầu thực hiện hàn 132 Hình 6.22: Thực hiện“dạy học” cho robot thực hiện hàn đường thẳng 132 Hình 6.23: Thực hiện“dạy học” cho robot dừng trước vật cản 133 Hình 6.24: Thực hiện“dạy học” cho robot tránh vật cản 133 Hình 6.25: Thực hiện“dạy học” cho robot vượt qua khỏi vật cản 133 Hình 6.26: Thực hiện“dạy học” cho robot tiếp tục hàn đường thẳng 134 Hình 6.27: Thực hiện“dạy học” cho robot hàn hoàn thành thanh thép thứ hai. 134 Hình 6.28: Kết quả “Teach”toàn bộ công việc hàn cho robot 134 Hình 6.29: Nội dung hương trình RobotTask 8 135 Hình 6.30: Create Robot Program 135 Hình 6.31: Chương trình điều khiển robot của hệ điều khiển FANUC 136 Hình 6.32: Sản phẩm cần hàn 136 Hình 6.33: Hộp thoại Catalog Browser 137 Hình 6.34: Robot MOTOMANSK16 và FANUC A120 137 Hình 6.35: Hộp thoại Set Tool khi hoàn tất 138 Hình 6.36: Robot MOTOMAN được gắn thiết bị 138 Hình 6.37: Robot FANUC A-120 được gắn thiết bị 138 Hình 6.38: Chi tiết cần hàn lắp vào không gian hàn của 2 robot công nghiệp 139 Hình 6.39: Gắn nguồn và sản phẩm vào xử lý 139 Hình 6.40: Quá trình Teach cho robot FANUC A-120 140 Hình 6.41: Quá trình Teach robot MOTOMAN 140 Hình 6.42: Hộp thoại của lệnh Reach 141 Hình 6.43: Hộp thoại Reachability Status 141 Hình 6.44: Sau khi điều chỉnh vị trí robot hoặc sản phẩm 142 Hình 6.45: Hộp thoại Workspace Envelope 142 Hình 6.46: Vùng không gian làm việc cho robot MotoMAN 143 Hình 6.47: Vùng không gian làm việc của robot FANUC 143 Hình 6.48: Hộp thoại Selected Groups 144 Hình 6.49: Hộp thoại Grid Definition 144 Hình 6.50: Hộp thoại Auto Place 145 Hình 6.51: Hộp thoại Task Collision 146 Hình 6.52: Tab Clash Object Definition 146 Hình 6.53: Tab Result and Analysic 147 Hình 6.54: Tab Interlock Map 148 Hình 6.55: Create Robot Program 149 Hình 6.56: Chương trình của Daihen 149 Hình 6.57: Chương trình của Fanuc 150 Hình 6.58: Tạo một nhiệm vụ trống cho Robot 1 150 Hình 6.59: Mô hình xe hơi thực tế để mô phỏng, lập trình robot hàn. 151 Hình 6.60: Vị trí các đƣờng hàn trên khung xe hơi: 152 Hình 6.61: Hộp thoại Catalog chọn Robot công nghiệp 153 Hình 6.62: Chọn Robot FANUC M16iB và MOTOMAN SK6 153 Hình 6.63: Vị trí đặt Robot MOTOMAN SK6 và FANUC M16iB 154 Hình 6.64: Thiết bị hàn 155 Hình 6.65: Hộp thoại Set Tool 155 Hình 6.66: Vị trí lắp thiết bị trên robot bi sai 156 Hình 6.67: Hộp thoại hiệu chỉnh hướng thiết bị hàn 156 Hình 6.68: Chọn robot và thiết bị để kết hợp đúng hướng với nhau 156 Hình 6.69: Tạo NewTask cho Robot FANUC M-16iB 157 xvi
20. Hình 6.70: Định nghĩa đường cong để hàn 157 Hình 6.71: Hướng và vị trí của khâu tác động cuối 158 Hình 6.72: Mô phỏng quá trình hàn bị va chạm vào khung xe 158 Hình 6.73: Lỗi vượt quá tầm kiểm soát cánh tay robot 159 Hình 6.74: Hộp thoại cảnh báo lỗi vượt quá phạm vi hàn 159 Hình 6.75: Lỗi quá tầm giới hạn và va đập phải khung xe 159 Hình 6.76: Hộp thoại Teach 160 Hình 6.77: Hiệu chỉnh điểm hàn 160 Hình 6.78: Tại vị trí này có thể gây va chạm giữa khâu với khung xe. 161 Hình 6.79: Kết quả sau khi hiệu chỉnh. 161 Hình 6.80: Hiệu chỉnh nhiều điểm 162 Hình 6.81: Kết quả hiệu chỉnh nhiều điểm 162 Hình 6.82: Gốc tọa độ khâu cuối sau hiệu chỉnh 163 Hình 6.83: Cách tạo Process Library 164 Hình 6.84: Hộp thoại New Type 164 Hình 6.85: Thư viện hoạt động của bốn robot 164 Hình 6.86: Hộp thoại Insert Activity 165 Hình 6.87: Thƣ viện trong cây thƣ mục PPR 165 Hình 6.88: Thiết lập công việc vào cácProcess 166 Hình 6.89: Hoạt động 2 robot song song và 2 robot nối tiếp 167 Hình 6.90: Hiệu chỉnh thời gian lập trình để thay đổi vận tốc hàn 167 Hình 6.91: Kết quả đường biên hàn bám trên bề mặt phẳng chính xác 168 Hình 6.92: Tay máy hàn không va chạm vào sản phẩm,xung đột các robot với nhau. 168 Hình 6.93: Hộp thoại Task Collision 169 xvii