Đồ Án Bộ môn cơ điện tử: Thiết kế và chế tạo mô hình tay máy dạy học ba bậc tự do

CHƯƠNG I 4

TỔNG QUAN VỀ ROBOT TRONG CÔNG NGHIỆP 4

1.1/ GIỚI THIỆU CHUNG : 4

1.2/ CẤU TẠO CHUNG CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP : 5

1.2.1/ Tay máy : 5

1.2.2/ Nguồn cung cấp (Power supply) : 6

1.2.3/ Bộ điều khiển : 6

1.3/ PHÂN LOẠI VÀ ỨNG DỤNG : 6

1.3.1/ Phân loại : 6

1.3.1.1/ Phân loại theo diễn tiến quá trình phát triển: 7

1.3.1.2/ Phân loại theo quan niệm của JIRA (Japanese Robot Associasion) 8

1.3.2/ Ứng dụng và lợi ích 8

1.3.2.1/Ứng dụng robot trong công nghiệp 8

1.3.2.2/Ứng dụng robot trong phòng thí nghiệm : 13

1.3.2.3/ Ứng dụng robot trong các thao tác cần khuếch đại lực : 14

1.3.2.4/ Ứng dụng robot trong nông nghiệp : 15

1.3.2.5/Ứng dụng robot trong không gian : 15

1.3.2.6/Ứng dụng robot trên tàu lặn : 16

1.3.2.7/Ứng dụng robot trong giáo dục : 17

1.3.2.8/Ứng dụng robot trong hỗ trợ người tàn tật : 18

1.3.2.9/Ứng dụng robot trong sinh hoạt và giải trí : 19

CHƯƠNG II 22

NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 22

2.1/MỤC ĐÍCH CỦA LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP : 22

2.1.1/Phân tích tay máy : 22

2.1.1.1/Ưu điểm và nhược điểm của tay máy : 22

2.1.1.2/Động cơ : 23

2.1.1.3/Tay gắp : 23

2.1.2/Mạch điều khiển : 23

2.1.3/Chương trình điều khiển : 24

2.1.4/Yêu cầu : 24

2.2/CHỈ TIÊU PHẢI ĐẠT ĐƯỢC QUA ĐỀ TÀI LUẬN VĂN : 24

2.2.1/Tay máy : 24

2.2.2/Mạch điều khiển 25

2.2.3/Chương trình điều khiển : 25

CHƯƠNG III 26

THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TAY MÁY 26

3.1/GIỚI THIỆU VỀ VIỆC THIẾT KẾ TAY MÁY BA BẬC TỰ DO : 26

3.1.1/Giới thiệu : 26

3.1.2/Tính toán thiết kế : 27

3.2/PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC TAY MÁY 28

3.2.1/Thông số kỹ thuật : 28

3.2.2/Không gian hoạt động của tay máy 28

3.3 /NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TAY MÁY 29

3.4/GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ BƯỚC VÀ CÁCH ĐIỀU KHIỂN 30

3.4.1/Giới thiệu động cơ bước 30

3.4.1.1/Nguyên tắc làm việc của động cơ bước 30

3.4.1.2/Cấu tạo chung của động cơ bước 30

3.4.1.3/Các vần đề về điều khiển trong động cơ bước 31

Phương pháp điều khiển bước đủ (Full step) : 31

3.4.1.5/Ưu điểm của động cơ bước 34

3.4.2/Điều khiển động cơ bước 34

3.4.2.1/Điều khiển bằng máy tính 34

3.4.2.2/Điều khiển bằng vi điều khiển 35

3.4.2.3/ Điều khiển bằng PLC (Programmable Logic Controller) 35

3.5/ CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG 36

3.6/TÍNH TOÁN CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG TAY MÁY 36

CHƯƠNG IV 44

ĐỘNG LỰC HỌC TAY MÁY 44

4.1/NHIỆM VỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC TAY MÁY 44

4.2/TÍNH TOÁN LỰC VÀ CÔNG SUẤT TRÊN KHÂU 3 45

4.4/TÍNH TOÁN CÁC LỰC VÀ CÔNG SUẤT TRÊN KHÂU 2 48

4.2/TÍNH TOÁN CÁC LỰC VÀ CÔNG SUẤT TRÊN PHẦN ĐẾ 50

CHƯƠNG V 52

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 52

5.1/SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH ĐIỀU KHIỂN 52

5.2/THIẾT KẾ CHI TIẾT MẠCH ĐIỀU KHIỂN 52

5.2.1/GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ BƯỚC : 52

5.2.1.1/Điều khiển trọn bước 53

5.2.1.2/ Điều khiển nửa bước 54

5.2.2/GIỚI THIỆU VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 89C51 : 56

5.2.2.1/ Sơ đồ khối của AT89C51 58

5.2.2.2/Mô tả các chân ra 58

5.2.3/ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 61

5.2.3.1/THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN 5V 61

5.2.3.2/THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC 63

5.2.3.3/THIẾT KẾ MẠCH BÀN PHÍM 64

5.2.3.4/THIẾT KẾ MẠCH VI ĐIỀU KHIỂN 65

CHƯƠNG VI 66

TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 66

6.1/GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT 66

6.1.1/Lập trình kiểu dạy học 66

6.1.2/Dùng các ngôn ngữ lập trình 66

6.1.3/Ngôn ngữ lập trình theo nhiệm vụ 67

6.2/LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN CHƯƠNG TRÌNH 68

6.3/CHƯƠNG TRÌNH 72

CHƯƠNG 7 92

TỔNG KẾT 92

7.1/VẤN ĐỀ ĐÃ THỰC HIỆN ĐƯỢC TRONG LUẬN VĂN : 92

7.1.1/Về phần cơ : 92

7.1.2/Về phần điều khiển : 92

7.2 /NHỮNG HẠN CHẾ 92

7.3/ PHƯƠNG HƯỚNG MỞ RỘNG CỦA ĐỀ TÀI : 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94