ROBOT CÔNG NGHIỆP
Trường ĐHCN Hà Nôi
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Khiêm

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI ROBOT CÔNG NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN VĂN KHIÊM GVHD: KHỔNG MINH

LỜI MỞ ĐẦU Vào đầu thập kỷ trước, ý tưởng đầu tiên về robot xuất hiện, thể
hiện ước mơ cháy bỏng của con người là tạo ra những người máy có thể
thay thế mình trong những công việc nặng nhọc, nhàm chán nguy hiểm.
Vào khoảng năm 1940, mẫu robot đầu tiên ra đời tại phòng thí nghiệm
quốc gia Oak Ridge và Argonne của Mỹ, để vận chuyển các hoạt chất
phóng xạ. Đến thập kỷ 80 trên thế giới đó có tới 40 nghìn robot thuộc 500
kiểu do 200 hãng tham gia sản xuất. Ngày nay robot đã được sử dụng
rộng rãi trong sản xuất nghiên cứu khoa học và đời sống. Đó là các thiết
bị không thể thiếu được trên các hệ thống sản xuất, đặc biệt là các hệ
thống sản xuất linh hoạt. Robot ngày càng khéo léo và thông minh, được
coi là sản phẩm điển hình của 1 số ngành kỹ thuật.

Cho đến nay, hầu hết các trường đại học kỹ thuật ở Việt Nam đó
đưa môn kỹ thuật robot vào chương trình chính khóa. Môn học này chủ
yếu được giảng dạy cho chủ yếu cho các chuyên ngành cơ khí, song khía

sáng tạo rất năng động trong lĩnh vực robot. Điển hình kr kuka 1000 là
một nhà vô địch mới trong các lớp học của robot nặng. Mạnh mẽ và năng
động, các KR kuka 1000 luôn xử lý an toàn và chính xác với những thành
phần nặng nhất. Năng lực tải trọng của nó là 1.000 kg - mức cao nhất của
robot cụng nghiệp, với một chuỗi động học mở, với một tiếp cận ngang
rất lớn là 3.200 mm và và vươn cao tới 5.000 mm. Nú giúp loại bỏ sự cần
thiết cho các trạm thang máy, thiết bị nâng hạ khác. Thiết kế của nó hoàn
toàn mới cho phép tốc độ và sức nâng rất lớn mà đối với những loại robot
trước đây chỉ là mơ ước: thời gian chu kỳ đạt tới mức tối thiểu, tải trọng
tối đa và rất linh hoạt.

1. Kuka kr 1000 cú những lợi thế vụ tận với các tính năng sau:

Mạnh hơn bất kỳ robot nào: Tải trọng 1.000 kg, năng lực tải trọng
cao nhất của tất cả các robot 6 trục với một chuỗi động học mở.
Nhanh hơn: Vận tốc cao làm việc do FEM và tối ưu hóa trọng
lượng, động cơ AC năng động và nhanh chóng thích nghi với điều kiện
môi trường. không gian làm việc: bề ngang là 3.200 mm và chiều cao từ
5.000 mm mở ra các ứng dụng mới rất linh hoạt trong sản xuất.

An toàn hơn: Kuka luôn giữ an toàn để bảo vệ máy tính dựa trên
phần mềm và an toàn khi vận hành.
Chính xác hơn: Sai số do thiết kế robot tối ưu.
Nhiều phũng để cơ động: Không có hạn chế chuyển động trục
phạm vi do năng lượng tích hợp và hệ thống cấp nước.

Bảo dưỡng thấp hơn: Quỏ tải, bảo vệ, động cơ brushless AC servo
được sử dụng trong robot, các trục chính được bôi trơn.

Độ bền cao: Kuka có thể làm việc nơi mà người khác không thể


Góc quay tối đa bề ngang là 300
o

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI ROBOT CÔNG NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN VĂN KHIÊM GVHD: KHỔNG MINH

4
Đặc điểm kỹ thuật ROBOT KR KUKA 1000
TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI ROBOT CÔNG NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN VĂN KHIÊM GVHD: KHỔNG MINH

5

Tải trọng 1000kg

o

J2 = +175
o
, -130
o
J3 = +145
o
, -110
o

J4 = ±350
o

J5 = ±118
o

J6 = ±350
o
4. Các ứng dụng của robot Kr kuka và tiềm năng tại thị trường Việt
Nam:
Robot kr Kura cú rất nhiều ứng dụng trong nền công nghiệp hiện
đại, nó được sử dụng trên nhiều lĩnh vực khác nhau.
Ví dụ: Được sử dụng trong công nghiệp ô tô ,công nghiệp chế tạo
kính……
- Ở Việt Nam robot kr kura đã bắt đầu được ứng dụng nhiều, ví dụ ở
cụng ty Toyota Việt Nam,Yamaha…

*
a
0
90
o
2 0 θ
1
*
a
2
0
3 0 θ
2
*
0 -90
o
4 l
4
θ
3
*
0 90
o
5 0 θ
4
*
0 90
o
6 l
6

Robot KR 1000 và các hệ tọa độ
2. Giải bài toán động học thuận robot:
Ma trận mô tả hướng và vị trí khâu thứ i so với khâu thứ i-1:

















,.,.,.,
111
*
11 iiii
i
i
xRotaxTranszRotdzTransT






























1000



















1000
cossin0
sin.sin.coscos.cossin
cos.sin.sincos.sincos
1
iii
iiiiiii
iiiiiii
i

cossin0cos
0
*
00
*
0
*
0
*
00
*
0
*
0
1
0
l
a
a
T
O
O



 







l
l
T
O
O

 


















1000
0010
0cos0sin






1000
010
0cos0sin
0sin0cos
4
3
4
3
l
T
O
O



 






















1000
100
00cossin
00sincos
6
5
5
6
5
l
T
O
O



Phương trình động học của khâu công tác:
             


Để đơn giản khi viết phương trình động học, ta quy ước các hàm lượng
giác như sau:
 
5,0


i
SinS
CosC
ii
ii



Thực hiện tính toán ma trận trên phần mềm Matlab như sau:
Syms C0 C1 C2 C3 C4 C5;
Syms S0 S1 S2 S3 S4 S5;
Syms l
0
a
0
a
2
l
4
l
6
;
TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI ROBOT CÔNG NGHIỆP


T6 =
[((C1*C2-S1*S2)*C3*C4+(-C1*S2-S1*C2)*S4)*C5+(C1*C2-
S1*S2)*S3*S5, -((C1*C2-S1*S2)*C3*C4+(-C1*S2-
S1*C2)*S4)*S5+(C1*C2-S1*S2)*S3*C5, (C1*C2-S1*S2)*C3*S4-(-
C1*S2-S1*C2)*C4, ((C1*C2-S1*S2)*C3*S4-(-C1*S2-
S1*C2)*C4)*l6+(-C1*S2-S1*C2)*l4+a2*C1]
[((S1*C2+C1*S2)*C3*C4+(C1*C2-
S1*S2)*S4)*C5+(S1*C2+C1*S2)*S3*S5, -
((S1*C2+C1*S2)*C3*C4+(C1*C2-
S1*S2)*S4)*S5+(S1*C2+C1*S2)*S3*C5,
(S1*C2+C1*S2)*C3*S4-(C1*C2-S1*S2)*C4,
((S1*C2+C1*S2)*C3*S4-(C1*C2-S1*S2)*C4)*l6+(C1*C2-
S1*S2)*l4+a2*S1]
[-S4*C4*C5+C3*S5, S4*C4*S5+C3*C5, -S4^2, -S4^2*l6]
[0, 0, 0, 1] Thay số cụ thể: a
0
= 600; l
0
= 1100; a
2
= 1400; l
4
= 1200; l

O
x
= -((C1*C2-S1*S2)*C3*C4+(-C1*S2-S1*C2)*S4)*S5+(C1*C2-
S1*S2)*S3*C5

O
y
= -((S1*C2+C1*S2)*C3*C4+(C1*C2-
S1*S2)*S4)*S5+(S1*C2+C1*S2)*S3*C5

O
z
= S4*C4*S5+C3*C5

a
x
= (C1*C2-S1*S2)*C3*S4-(-C1*S2-S1*C2)*C4

a
y
= (S1*C2+C1*S2)*C3*S4-(C1*C2-S1*S2)*C4
TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI ROBOT CÔNG NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN VĂN KHIÊM GVHD: KHỔNG MINH

12a
z
= -S4^2

1 2 3
0.1sin
0.3sin
0.6sin
, , ?
( )
( )
( )
, , ?
p p p
p p
p p
p p
q q t
q q t
q q t
x y z
x x t
y y t
z z t
q q q



 
 
 





TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI ROBOT CÔNG NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN VĂN KHIÊM GVHD: KHỔNG MINH

14
TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI ROBOT CÔNG NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN VĂN KHIÊM GVHD: KHỔNG MINH

15

Bảng thông số động học D – H:

Khâu d
i
θ
i
a
i
α
i












1000
100
00cossin
00sincos
2
11
11
2
1
d
T
O
O


;














1000
100
0010
0001
3
4
3
d
T
O
OPhương trình động học của robot:








ad
T
TTTT
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O

Nhìn vào ma trận phương trình động học của robot ta thấy vị trí của khâu
công tác:
22
3131
3131
*cos*sin
*sin*cos
dlz
ady
adx
p
p
p

sin1.0
303
202
101

Ta được






     
tqlz
atqtqtqy
atqtqtqx
p
p
p





sin3.0
*sin1.0cossin6.0*sin1.0sin
*sin1.0sinsin6.0*sin1.0cos
202
3103010
3103010








 
2
1

Ta có: Lượng tịnh tiến


22
ltzd
p


Bình phương 2 vế của (1) và (2) rồi cộng vào ta tìm được
lượng tịnh tiến
   
2
3
22
3
atytxd
pp



3
22
1
3
2
3
22
1
arccos
cos
aatytx
tytx
aatytx
tytx
pp
pp
pp
pp


\
III. QUY LUẬT CHUYỂN ĐỘNG CỦA KHÂU 1
Ta có: quy luật chuyển động của khớp 1 có dạng sau:
TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI ROBOT CÔNG NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN VĂN KHIÊM GVHD: KHỔNG MINH

17

1
(0) = 5
0
; q
1
(2) = 15
0
; q
1
(4) = 45
0
; q
1
(5) = 75
0

Ta có hệ phương trình sau:














aaa
aaa
aaa
aVậy quy luật chuyển động của khâu 1 là:

 
54
2
1
2
1
23
1
 tttt


Và vận tốc và gia tốc:
 
 
13
4
2
3
1
2
1

b. Đồ thị hàm số của vận tốc:
 
4
2
3
2
1


ttt


TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI ROBOT CÔNG NGHIỆP
SVTH: NGUYỄN VĂN KHIÊM GVHD: KHỔNG MINH

19