THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CÁNH TAY ROBOT PHÂN LOẠI SẢN PHẨM



Đề  tài  đề  cập về  quá trình thiết kế  và chế  tạo  cánh tay robot 4 bậc tự  do kết hợp kỹ thuật xử  lí  ảnh để  phân loại bánh răng. Đề  tài gồm 3  phần chính: Thiết kế, mô phỏng, chế  tạo cánh tay robot ; Xử  lý  ảnh phân biệt các loại bánh răng hư và không hư; Lắp đặt, tính toán động học và vận hành cánh tay robot 4 bậc tự do. Hệ thống sau khi hoàn thành có thể phân loại gắp bánh răng trên băng tải chuyển động và bỏ vào những vị trí tương ứng đã thiết lập .


NỘI DUNG:



CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU .................................... 1

1.1 Giới thiệu chung về tự động hóa. .................................................................. 1

1.1.1 Khái niệm về tự động hoá sản xuất. ....................................................... 1

1.1.2 Các hình thức tự động hoá ..................................................................... 1

1.1.3 Sự cần thiết phải có tự động hóa. ........................................................... 2

1.2 Giới thiệu về đề tài. ....................................................................................... 4

1.2.1 Tổng quan về Robot ............................................................................... 4

1.2.2 Lựa Chọn Đề Tài Thiết Kế Robot. ......................................................... 8

1.3 Tính cấp thiết của đề tài. ............................................................................... 8

1.4 Nguyên lí hoạt động ...................................................................................... 9

1.4.1 Các thành phần cơ bản của hệ thống. ..................................................... 9

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .................. 11

2.1 Ý tưởng thiết kế ........................................................................................... 11

2.2 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế cánh tay gắp sản phẩm. ................. 11

2.2.1 Cánh tay theo kiểu tọa độ trụ. .............................................................. 11

2.2.2 .Cánh tay Robot kiểu tọa độ cầu. ........................................................ 12

2.2.3 .Cánh tay Robot SCARA. .................................................................... 12

2.2.4 .Cánh tay Robot kiểu tay người. .......................................................... 13

2.3 Phân tích lựa chọn cơ cấu cuối cùng. .......................................................... 14

2.3.1 Kiểu cơ cấu kẹp. ................................................................................... 14

2.3.2 Kiểu đầu hút khí nén : .......................................................................... 15

2.3.3 Kiểu nam châm điện ............................................................................. 15

CHƯƠNG 3: CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG ...................................... 17

DUT.LRCC

iii

3.1 Phân tích lựa chọn cơ cấu truyền động cho cánh tay . ................................ 17

3.1.1 Truyền động bánh răng ........................................................................ 17

3.1.2 Truyền động đai. .................................................................................. 17

3.2 Phân tích lựa chọn động cơ. ........................................................................ 18

3.2.1 Động cơ bước ....................................................................................... 18

3.2.2 Động cơ điện một chiều. ...................................................................... 19

3.2.3 Động cơ Servo ...................................................................................... 19

3.3 Phân tích lựa chọn băng chuyền .................................................................. 20

3.4 Cảm biến tiệm cận ....................................................................................... 23

3.5 Công tắc hành trình ..................................................................................... 24

3.6 Module TB6560 .......................................................................................... 25

3.7 Mạch điều khiển Arduino ............................................................................ 26

CHƯƠNG 4: ĐỘNG HỌC ROBOT VÀ XỬ LÍ ẢNH ........................................ 28

4.1 Phương trình động học cánh tay máy .......................................................... 28

4.1.1 Phương trình động học thuận ............................................................... 28

4.1.2 Phương trình động học nghịch ............................................................. 33

4.2 Xử lý ảnh ..................................................................................................... 34

4.3 Quá trình tính toán động học ....................................................................... 40

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ................................................................. 44

5.1 Thiết kế hệ thống cơ khí .............................................................................. 44

5.1.1 Thiết kế băng tải ................................................................................... 44

5.1.2 Tính toán cánh tay ................................................................................ 45

5.2 Lưu đồ thuật toán ........................................................................................ 51

5.2.1 Lưu đồ thuật toán xử lí ảnh .................................................................. 51

5.2.2 Lưu đồ thuật toán máy tính .................................................................. 52

5.3 Thiết kế hệ thống điều khiển ....................................................................... 52

5.3.1 Thiết kế giao diện điều khiển bằng Matlab .......................................... 53

KẾT LUẬN ........................................................................................................... 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 55

PHỤ LỤC .............................................................................................................. 56

Chương trình Matlab: ........................................................................................ 56

DUT.LRCC

iv

Chương trình Arduino:



LƯU Ý:


Tài liệu được chia sẻ bởi CTV EBOOKBKMT "Mân Trần Lê" chỉ được dùng phục vụ mục đích học tập và nghiên cứu.




LINK DOWNLOAD



Đề  tài  đề  cập về  quá trình thiết kế  và chế  tạo  cánh tay robot 4 bậc tự  do kết hợp kỹ thuật xử  lí  ảnh để  phân loại bánh răng. Đề  tài gồm 3  phần chính: Thiết kế, mô phỏng, chế  tạo cánh tay robot ; Xử  lý  ảnh phân biệt các loại bánh răng hư và không hư; Lắp đặt, tính toán động học và vận hành cánh tay robot 4 bậc tự do. Hệ thống sau khi hoàn thành có thể phân loại gắp bánh răng trên băng tải chuyển động và bỏ vào những vị trí tương ứng đã thiết lập .


NỘI DUNG:



CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU .................................... 1

1.1 Giới thiệu chung về tự động hóa. .................................................................. 1

1.1.1 Khái niệm về tự động hoá sản xuất. ....................................................... 1

1.1.2 Các hình thức tự động hoá ..................................................................... 1

1.1.3 Sự cần thiết phải có tự động hóa. ........................................................... 2

1.2 Giới thiệu về đề tài. ....................................................................................... 4

1.2.1 Tổng quan về Robot ............................................................................... 4

1.2.2 Lựa Chọn Đề Tài Thiết Kế Robot. ......................................................... 8

1.3 Tính cấp thiết của đề tài. ............................................................................... 8

1.4 Nguyên lí hoạt động ...................................................................................... 9

1.4.1 Các thành phần cơ bản của hệ thống. ..................................................... 9

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .................. 11

2.1 Ý tưởng thiết kế ........................................................................................... 11

2.2 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế cánh tay gắp sản phẩm. ................. 11

2.2.1 Cánh tay theo kiểu tọa độ trụ. .............................................................. 11

2.2.2 .Cánh tay Robot kiểu tọa độ cầu. ........................................................ 12

2.2.3 .Cánh tay Robot SCARA. .................................................................... 12

2.2.4 .Cánh tay Robot kiểu tay người. .......................................................... 13

2.3 Phân tích lựa chọn cơ cấu cuối cùng. .......................................................... 14

2.3.1 Kiểu cơ cấu kẹp. ................................................................................... 14

2.3.2 Kiểu đầu hút khí nén : .......................................................................... 15

2.3.3 Kiểu nam châm điện ............................................................................. 15

CHƯƠNG 3: CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG ...................................... 17

DUT.LRCC

iii

3.1 Phân tích lựa chọn cơ cấu truyền động cho cánh tay . ................................ 17

3.1.1 Truyền động bánh răng ........................................................................ 17

3.1.2 Truyền động đai. .................................................................................. 17

3.2 Phân tích lựa chọn động cơ. ........................................................................ 18

3.2.1 Động cơ bước ....................................................................................... 18

3.2.2 Động cơ điện một chiều. ...................................................................... 19

3.2.3 Động cơ Servo ...................................................................................... 19

3.3 Phân tích lựa chọn băng chuyền .................................................................. 20

3.4 Cảm biến tiệm cận ....................................................................................... 23

3.5 Công tắc hành trình ..................................................................................... 24

3.6 Module TB6560 .......................................................................................... 25

3.7 Mạch điều khiển Arduino ............................................................................ 26

CHƯƠNG 4: ĐỘNG HỌC ROBOT VÀ XỬ LÍ ẢNH ........................................ 28

4.1 Phương trình động học cánh tay máy .......................................................... 28

4.1.1 Phương trình động học thuận ............................................................... 28

4.1.2 Phương trình động học nghịch ............................................................. 33

4.2 Xử lý ảnh ..................................................................................................... 34

4.3 Quá trình tính toán động học ....................................................................... 40

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ................................................................. 44

5.1 Thiết kế hệ thống cơ khí .............................................................................. 44

5.1.1 Thiết kế băng tải ................................................................................... 44

5.1.2 Tính toán cánh tay ................................................................................ 45

5.2 Lưu đồ thuật toán ........................................................................................ 51

5.2.1 Lưu đồ thuật toán xử lí ảnh .................................................................. 51

5.2.2 Lưu đồ thuật toán máy tính .................................................................. 52

5.3 Thiết kế hệ thống điều khiển ....................................................................... 52

5.3.1 Thiết kế giao diện điều khiển bằng Matlab .......................................... 53

KẾT LUẬN ........................................................................................................... 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 55

PHỤ LỤC .............................................................................................................. 56

Chương trình Matlab: ........................................................................................ 56

DUT.LRCC

iv

Chương trình Arduino:



LƯU Ý:


Tài liệu được chia sẻ bởi CTV EBOOKBKMT "Mân Trần Lê" chỉ được dùng phục vụ mục đích học tập và nghiên cứu.




LINK DOWNLOAD

M_tả

M_tả

Không có nhận xét nào: