LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực tập tốt nghiệp vừa qua em luôn nhận được sự quan tâm,
giúp đỡ tận tình từ các anh thuộc công ty TNHH Ngô Hà Gia, từ thầy, cô giáo trong bộ
môn Cơ điện tử, khoa Cơ khí trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh.
Lời đầu tiên, em xin bày tỏ long biết ơn sâu sắc đến ban giám hiệu trường Đại học
Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh, các thầy cô trong khoa Cơ khí và đặc biệt là các thầy
cô ở bộ môn Cơ- điện tử đã tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian học tại trường.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS. Ngô Hà Quang Thịnh, đã
tạo điều kiện cho em được thực tập tại công ty, đã trực tiếp giúp đỡ, tận tình hướng dẫn và
giải đáp thắc mắc trong suốt quá trình thực tập để em có thể hoàn thành báo cáo này.
Em xin gửi lời cảm ơn tới các anh chị tại công ty TNHH Ngô Hà Gia đã giúp em
trong suốt quá trình thực tập.
Em xin cảm ơn bạn bè và gia đình đã hỗ trợ em trong suốt thời gian thực tập vừa
qua.
Trong suốt quá trình thực tập, kiến thức chuyên môn cũng như kiến thức ngoài thực
tế còn nhiều hạn chế nên báo cáo này cũng không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất
mong nhận được sự nhận xét, góp ý từ thầy, cô để có thể làm tốt hơn ở những báo cáo sắp
tới.
Em xin chân thành cảm ơn.

TPHCM, ngày 09 tháng 08 năm 2018
Sinh viên thực hiện

1


MỤC LỤC
Phần 1: TỔNG QUAN........................................................................................................1
1.1. Giới thiệu về công ty:............................................................................................1
1.2. Sơ đồ tổ chức:........................................................................................................1
Phần 2: TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP........................................................2

4.2.1. Một số thao tác cơ bản:...................................................................................21
4.2.2 Vẽ các đối tượng hình học:..............................................................................22
4.3. Các phép biến đổi...................................................................................................22
4.3.1. Giới thiệu:.......................................................................................................22
4.3.2. Thao tác trên ModelView................................................................................23
4.3.3. Thao tác trên Projection..................................................................................24
4.3.4. Thao tác trên ViewPort....................................................................................24
4.4. Tô màu................................................................................................................... 26
4.4.1. Chế độ màu RGBA.........................................................................................26
4.4.2 Thiết lập màu shading......................................................................................26
4.5. Tương tác với người dùng: Chọn đối tượng...........................................................26

3


MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Ứng dụng robot KAKU trong hệ thống sản xuất CIM........................................4
Hình 2.2: Robot FANUC LR Mate 200iB.................................................................7
Hình 2.3: Vùng hoạt động của FANUC LR Mate 200iB....................................................8
Hình 2.4:Cấu tạo FANUC LR Mate 200Ib..........................................................................8
Hình 3.1: Vị trí PCL6045BL Kit trong hệ thóng điều khiển.............................................11
Hình 3.2: Kiểu xuất xung trên chân OUT và DIR.............................................................13
Hình 3.3: Đường đặc tính khi xuất xung...........................................................................13
Hình 3.4: Chế độ xuất xung liên tục.................................................................................14
Hình 3.5: Chế độ xuất xung tương đối..............................................................................15
Hình 3.6: Chế độ xuất xung tuyệt đối...............................................................................16
Hình 3.7: Chế độ xuất xing về counter 0...........................................................................17
Hình 3.8: Sơ đồ đấu dây chân EL+(+ Limit) và EL- (-Limit)...........................................18
Hình 4.1 Giao diện Window của OpenGL........................................................................21
Hình 4.2: Sơ đồ tạo ảnh tới mắt người nhìn trong OpenGL..............................................22

6


Phần 2: TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP
2.1. Tìm hiểu chung về robot công nghiệp:
2.1.1. Sơ lược về quá trình phát triển:
a) Trên thế giới:
Thuật ngữ “Robot” xuất phát từ tiếng Séc (Czech) “Robota” có nghĩa là công việc tạp
dịch trong vở kịch Rosum’s Robot của Karel Capek, vào năm 1921.
Thuật ngữ Industrial Robot (IR) xuất hiện đầu tiên tại Mỹ do công ty AMF ( American
Machine and Foundry Company) quảng cáo, mô phỏng một thiết bị có dáng dấp và tính
năng như tay người được điều khiển tự dộng, thực hiện một số thao tác sản xuất có tên
“Versatran”.
*Quá trình phát triển xủa Robot công nghiệp được tóm tắt như sau:
-

Năm 1950, Mỹ thành lâp viện nghiên cứu đầu tiên.
Đầu năm 1960, công ty AMF cho ta đời sản phẩm đầu tiên có tên Versatran.
Từ năm 1967, ở ANh người ta đã bắt đầu nghiên cứu và chế tạ IR theo bản
quyền của Mỹ
Từ năm 1970, việc nghiên cứu các tính năng của robot đã được chứ ý nhiều hơn
và bắt đầu xuất hiện ở các nước như: Đức, Ý , Pháp, Thụy Điển.
Từ năm 1968, Nhật Bản bắt đầu nghiên cứu về IR.
Từ 1980-1990, Robot có vị trí quan trọng trong các dây chuyển sản xuất tự động
hiện đại.
Đến nay có khoảng 200 công ty sản suất IR trên thế giới:
+ Ở Mỹ có khoảng 30 công ty: Robots.Pro, Vecna Robotics, Robot Dynamics,
…
Cùng với những sản phẩm nổi tiếng như: robot lấy sách tự động , robot tự hành
Spirit and Opportunity…

hoặc các thiết bị chuyên dung thông qua các chương trình điều khiển để hoàn thành các
nhiệm vụ khác nhau.
Theo tiêu chuẩn TOCT 25686-85 của Nga: Robot công nghiệp là một máy tự động được
đặt cố định hoặc có thể di động được, liên kết giữa một tay máy và một hệ thống điều
khiển theo chương trình, có thể lặp lại để hoàn thành các chức năng vận đông và điều
khiển trong quá trình sản xuất.
Do đó, robot công nghiệp là thiết bị tự động hóa và trở thành bộ phận không thể thiếu
được của các hệ thống sản xuất linh hoạt. Vì vậy robot công nghiệp trở thành phương tiện
hữu hiệu để tự động hóa, nâng cao năng suất lao động và giảm nhẹ cho con người những
công việc nặng nhọc, độc hại dưới sự giám sát của cong người.

8


Hình 2.1: Ứng dụng robot KAKU trong hệ thống sản xuất CIM

2.1.3 Cấu trúc cơ bản của robot công nghiệp
a) Các thành phần chính của robot công nghiệp:
Một robot công nghiệp thường bao gồm các thành phân chính sau: cánh tay robot,
ngồn động lực, dụng cụ gắn lên khâu chấp hành ( tool), các cảm biến, bộ điều khiển, bẳng
dạy, máy tính…

9


Cánh tay robot ( tay máy) là kết cấu cơ khí gồm các khâu liên kết với nhau bằng các
khớp động để có thể tạo những chuyển động cơ bản của robot.
Nguồn động lực là các động cơ điện, các hệ thống thủy lực, khí nén cho tay máy
hoạt động.
Dụng cụ thao tác được gắn lên khâu cuối cùng của robot, dụng cụ của robot có thể

trong các thiết bị để bảo vệ thêm.
FANUC LRMate 200iB RJ3Ib là mô hình tiêu chuẩn, tuy nhiên có bốn mô hình
khác nhau có khả năng xử lí tải cao hơn hầu hết các robot tương đương. Tất cả năm model
200iB đều có đê snhor và cổ tay vửa để vào các điểm kín. CHúng được thiết kế để thực
hiện với độ chính xác, tốc độ cao và mỗi mô hình được tạo ra cho một mục đích cụ thể.
Bốn phiên bản bổ sung bao gồm: mô hình phòng sạch đã sử dụng
200iB/5C
phù
hợp với yêu cầu của Class 100, ISO Class 5; Phiên bản cấp thực phẩm
được
sử
dụng,
200iB/5WP , được chế tạo để chịu được độ giặt cao; Cho nhu cầu tiếp
cận
lâu
dài;
200iB/3L sử dụng kéo dài 858mm; Và phiên bản 200iB/5P cung cấp giải
pháp
tự
động
hóa nhanh hơn và chính xác hơn. Rõ ràng là các mô hình 200iB có thể
giải
quyết
rất
nhiều ứng dụng như lắp ráp, vận chuyển vật liệu, phòng sạch, rửa công
nghiệp
và
xử
lý
thực phẩm, cùng với một số khác.

Robot là một bộ phận cơ khí gồm có các hệ trục và cánh tay được dẫn động bằng
các động cơ servo. Nơi các cánh tay được lắp với nhau được gọi là khớp hay trục.
J1, J2, J3 được gọi là trục chính. Cấu hình cơ bản của Robot phụ thược vào
vieecjcacs trục chính là tịnh tiến hay xoay. Các trục cổ tay (wrist axes) dùng để di chuyển
đầu công tác theo các hướng phù hợp.

12


Hình 2.3: Vùng hoạt động của FANUC LR Mate 200iB

Hình 2.4:Cấu tạo FANUC LR Mate 200ib
13


Bảng 2.1: Thông số kĩ thuật của robot FANUC LR Mate 200Ib
Đặc điểm

Thông số

Số trục

6

Tải tối đa (kg)

5

Tầm với (mm)


J1

180

(

J2

180

J3

225

J4

400

J5

330

J6

480

Momen quán tính

J4


Chú ý: Trong trường hợp góc liên kết của robot, phạm vi hoạt động chuyển động sẽ bị hạn
chế.

14


Phần 3: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ AC SERVO
Robot FANUC 200iB được dẫn động bởi 6 động cơ AC servo. Vì vậy, việc quan
trọng nhất khi điều khiển robot là ta phải điều khiển được động cơ AC servo. Trong báo
cáo này tôi sử dụng Board mạch PCL6045BL Kit để điều khiển động cơ
3.1. Vị trí vai trò PCL6045BL Kit

15


Hình 3.1: Vị trí PCL6045BL Kit trong hệ thóng điều khiển
Board mạch PCL 6045BL Kit được phát triển từ chip PCL6045BL có chức năng
chính là xuất và điều khiển xung. Board có khả năng đáp ứng tối đa 4 trục với tần số Max
200MHz.
Ứng dụng điều khiển vòng hở của động cơ step và vòng kín động cơ servo sử dụng
tín hiệu digital (pulse string iput type)
3.2. Nguyên tắc hoạt động:
Các chức năng của board được quy định trong các thanh ghi của chip PCL6045BL,
nên việc vận hành chính là việc thiết lập các giá trị của thanh ghi.

Bảng 3.1: Các bước vận hành board PCL6045BL
Các bước

Chức năng



Set speed pattern

Thiết lập đường đặc tính của xung điều khiển

6

Start command

Sử dụng lệnh hoặc các điều kiện để bắt đầu chế
độ hoạt động

7

Stop command

Sử dụng lệnh hoặc điều kiện ngắt để dừng chế độ
hoạt động

8

Power off

Tắt nguồn

mode Chọn chế độ điều khiển

3.3. Một số thiết lập cơ bản
3.3.1. Kiểu xuất xung cho hai chân OUT và DIR
-

FL constant speed start: vận hành tại vận tốc thấp FL và không
đổi.
(command
50h)
FH constant speed start: vận hành tại vận tốc cao FH và khổng
đổi
(command
51h)
High speed start 1: vận hành tại vận tốc cao FH và có quá trình
giảm
tốc.
(command 52h)

18


High speed start 2: vận hành tại vận tốc cao FH và có quá trình
tăng
tốc
và
giảm
tốc. (command 53h)

-

3.4. Điều khiển vị trí:
3.4.1. Xuất xung liên tục (MOD: 00h, 08h)
Board xuất xung liên tục khi một lệnh Start được thực thi và dừng khi có lệnh Stop
hoặc xuất hiện điều kiện ngắt, số xung xuất ra phụ thuộc vào thời gian.


19


-

Kết thúc: sử dụng lệnh “ Immediate Stop” 49h
3.4.2. Xuất xung với giá trị tương đối (MOD: 41h)

Chỉ rõ số lượng xung xuất ra và chiều quay, được quy định bằng một số có dấu theo
thanh ghi PRMV.

Hình 3.5: Chế độ xuất xung tương đối
Ví dụ 2: Vận hành xuất xung liên tục theo chiều tăng với tần số 20
xung/s
bắt
đầu
từ lệnh Start và kết thúc khi đạt được 500 xung so với ban đầu. (Sử
dụng phần mềm NPMCom)
-

Tắt các điều kiện ngắt:
+ RENV1 = 0x200h: đặt chân ALM tích cực cao để tắt ALM
+ Cấp điện thế 24V vào chân EL+ và EL- để tắt EL+ và EL-.
Thiệt lập Speed pattern:
+ FL=10.
+PRMG=299
Thiết lập mode hoạt động:
PRMD=0x41h
Thiết lập số xung:
PRMV=500


3.4.4. Trở về vị trí counter ( MOD: 44h)
Board sẽ vận hành khi giá trị trong counter về giá trị 0, chiều quay sẽ thiết lập tự
động đến khi gần giá trị 0 nhất.

21


Hình 3.7: Chế độ xuất xing về counter 0
Ví dụ 3: Counter đang có giá trị 300, vận hành cho counter trở về giá trị
0 với tần số 30 xung/s. (Sử dụng phần mềm NPMCom)
-

Tắt các điều kiện ngắt:
+ RENV1 = 0x200h: đặt chân ALM tích cực cao để tắt ALM
+ Cấp điện thế 24V vào chân EL+ và EL- để tắt EL+ và EL-.
Thiệt lập Speed pattern:
+ FL=30.
+PRMG=299
Thiết lập mode hoạt động:
PRMD=0x44h
Bắt đầu chạy: Sử dụng lệnh “FL constant speed start” 50h.
Kết thúc khi counter đạt giá trị 0 .

3.5. Những sự cố thường gặp khi điều khiển động cơ AC servo
3.5.1. Đối với board PCL6045BL:
- Bắt buộc phải cấp 24V DC vào chân EL+ và EL- thì mới có thể xuất xung

22


4.1.1. OpenGL là gì?
OpenGL là một thư viện, một tiêu chuẩn đồ họa, nó có khoảng 200 hàm cơ bản, giúp
các bạn xây dựng được các đối tượng đồ họa phức tạp từ những hàm vẽ cơ bản như vẽ
line, vẽ điểm, phép quay, phép chiếu
OpenGL được ứng dụng nhiều trong việc phát triển game đồ họa 2D, 3D và các
phần mềm mô phpngr đồ họa cho các lĩnh vực cơ khí, xây dựng.
OpenGL hỗ trợ các lệnh đồ họa :
-

-

Xây dựng các đối tượng phức tạp từ các thành phần hình học cơ bản (điểm, đoạnm
đa giác, ảnh, bitmap).
Sắp xết đối tượng trong 3D và chọn điểm thuân lợi đẻ quan sát
Tính toán màu sắc của các đối tượng (màu sắc của đối tượng được quy định bởi
điều kiện chiếu sang, texture của đối tượng, mô hình được xây dựng hoặc là kết
hợp của 3 yếu tố đó)
Biến đổi những mô tả toán học của hổi tượng à thông tin màu sắc thành các pixel
trên màn hình ( quá trình này gọi là rasterization)
4.1.2. Cấu trúc lệnh của OpenGL

OpenGL sử dựng tiền tố “gl” và tiếp theo đó là những từ được viết hoa chữ cái đầu
để tạo nên tên của một lệnh, ví dụ glClearColor(). Tương tự, OpenGL đặt tên các hằng số
bắt đầu bằng “GL_” và các từ tiếp sau đều được viết hoa và cách nhau bởi dâu “_”, ví dụ:
GL_COLOR_BUFFER_BIT.
Bên cạnh đó, với một số lệnh, để ám chỉ số lượng cũng như kiểu tham số được
truyền, một số hậu tố được sử dụng như trong bảng sau

24



F

32-bit floating point

Float

GLfloat, GLclampf

D

64-bit floating point

Double

GLdouble, GLclampd

Ub

8 - bit unsigned unsigned char
integer

Glubyte, Gluboolean

Us

16 - bit unsigned unsigned short
integer

GLushort


25