thiết kế mạch điều khiển mô hình cánh tay máy 5 bậc tự do dùng vi xử lý 8085, chương 1

Thuật ngữ ROBOT xuất hiện vào năm 1920 trong một tác phẩm văn học của nhà văn Tiệp Khắc có tên Karel Capek. Thuật ngữ Inducstrial Robot (IR) - xuất hiện đầu tiên ở Mỹ do công ty AMF (American Manchine and Foundry company) quảng cáo mô tả một thiết bị mang dáng dấp và có một số chức năng như tay người được điều khiển tự động để thực hiện một số thao tác sản xuất thiết bị có tên gọi Versatran. Quá trình phát triển của IR có thể tóm tắt như sau: - Từ những năn 50...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
thiết kế mạch điều khiển mô hình cánh tay máy 5 bậc tự do dùng vi xử lý 8085, chương 1 Chương 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: 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 Heä thoáng chòu löïc tín hieäu 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 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 ...