ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ( môn học ) CẢI TIẾN THIẾT KẾ CÁNH TAY ROBOT 3 TRỤC

MỤC LỤC 

                                                                                                           Trang

LỜI CẢM ƠN                                                                                            

LỜI NÓI ĐẦU                                                                                            1

PHẦNI:  GIỚI THIỆU TỔNG QUAN                                         2                                                                  

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP                         2

1. SỰ RA ĐỜI CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP                                                  2

1. Sự ra đời của robot công nghiệp                                                     2

2. Tình hình phát triển Robot công nghiệp                                         4

3. Ứng dụng robot công nghiệp                                                          5

4. Các xu thế sử dụng robot trong tương lai                                       8

II. TÌNH HÌNH TIẾP CẬN VÀ ỨNG DỤNG ROBOT CÔNG                          11

NGHIỆP Ở VIỆT NAM

CHƯƠNGII: GIỚITHIỆU VI ĐIỀU KHIỂN HỌ 8051                                12

I. GIỚI THIỆU                                                                                                      12

II. KHẢO SÁT HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051                                                         12   

1.Cấu trúc                                                                                            12

2. Chức năng các chân vi điều khiển                                                   14

III. TẬP LỆNH CỦA 8051/8031                                                                          15

1. Các chế độ đánh địa chỉ                                                                   15

2. Các nhóm lệnh của 8051/8031                                                        17

3. Nhóm lệnh xử lý số liệu                                                                  17

4. Nhóm lệnh luận lý                                                                           18

5. Nhóm lệnh truyền dữ liệu                                                                20

6. Nhóm lệnh truyền điều                                                                    21

IV. HOẠT ĐỘNG TIMER CỦA 8051                                                                 22

1. Giới thiệu                                                                                        22

2. Thanh ghi Mode Timer Mode                                                         23

3. Thanh ghi điều khiển Timer Tcon (Timer Control Resgister).      24

4. Các  mode và  cờ tràn (Timer Mode and Overflow)                         24

V. CÁC NGUỒN XUNG CLOCK (CLOCK SOURCES)                                     26

1. Sự bấm giờ bên trong (Interval Timing)                                           26

2. Sự đếm các sự kiện ( Event counting)                                               26

3. Sự bắt đầu, sự kết thúc và sự điều khiển các thanh ghi Timer          27

4. Sự khởi động và sự truy xuất các thanh ghi Timer                           27

1. HOẠT ĐỘNG CỦA PORT NỐI TIẾP 8051                                                  28

1.Gioi thiệu                                                                                            28  

VII. HOẠT ĐỘNG NGẮT CỦA (INTERRUPT) CỦA 8051                                 31

1. Gíơi thiệu                                                                                      31

2. Tổ chức Interrupt của 8051                                                         31

2.1. Sự cho phép ngắt và sự cấm ngắt                                             32

2.2. Sự ưu tiên ngắt (Interrupt Priority)                                                    33        

2.3. Sự kiểm tra vòng quét liên tiếp                                                 34

2.4. Việc xử lý các sự ngắt (processing Interrupt)                           35

2.5. Các vectơ ngắt (Interrupt vectors)                                                      35

CHƯƠNG III: MẠCH CHUYỂN ĐỔI ADC                                             37

I. Gíơi thiệu ADC 0809                                                                  37

PHẦN 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ

                                     ĐỘNG LỰC HỌC                                    40

I. PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ VÀ ĐẶC ĐIỂM PHÔI                                         40

II. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ                                                                 40

1. Phân tích các phương án                                                          41

2. Sơ đồ động và hệ toạ độ của Robot NTQP – 01                                41                          III. TÍNH TOÁN đỘng hỌc robot                                                                43  

1. Giải bài toán thuận                                                                   45

2. Phương trình động học ngược của robot

2.1. Giải thích các ký hiệu và ý nghĩa của chúng                          46    

2.2. Xây dựng công thức                                                               48 

IV. TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT                                                              51

 1. Xây dựng công thức                                                                 51  

 2. Vận tốc, gia tốc                                                                        52

 3. Động năng tay máy                                                                 53

 4. Thế năng tay máy                                                                    56

 5. Mô hình động lực học tay máy                                                57

 6. Tính toán                                                                                   58

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ PHẬN CƠ KHÍ                                         62

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ PHẬN ĐIỀU KHIỂN                             65

1. SƠ ĐỒ MẠCH KHỐI TRUNG TÂM                                                           65
2. SƠ ĐỒ MẠCH KHỐI GIAO TIẾP                                                                           67

III. SƠ ĐỒ MẠCH CỦA BỘ CHUYỂN ĐỔI ADC 809                                  69

IV. CẢM BIẾN                                                                                                              70

V. SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ                                                             71

CHƯƠNG IV:VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN                         72

I: TÓM TẮT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN                         72

II: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH CHO PC                                         74

1. Màn hình điều khiển                                                               74

2. Chương trình                                                                           74

III: CHƯƠNG TRÌNH VIẾT CHO VI XỬ LÝ                                     92   

CHƯƠNG V: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU                                                                126

I. MÔ HÌNH THẬT và mô tẢ quá trình test thỬ126

1. Mô hình thật                                                                      127

2. Mô tả quá trình test thử                                                     129

II. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG                                                         130

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN                                     132

I. LỜI KẾT                                                                                132

II. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN                                                               132

 

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước vấn đề tự động hoá sản xuất có vai trò đặc biệt quan trọng

Mục tiêu ứng dụng robot trong công nghiệp nhằm nâng cao năng suất dây chuyền, nâng cao chất lượng và tăng khả năng cạnh tranh của sản phẩm, đồng thời cải thiện điều kiện làm việc. Do đó yêu cầu hệ thống sản xuất phải có tính linh hoạt cao để đáp ứng với sự biến đổi thường xuyên của thị trường hàng hoá cạnh tranh. Robot công nghiệp là một bộ phận cấu thành không thể thiếu trong việc tạo ra những hệ thống sản xuất tự động đó.

Trong những năm gần đây phong trào nghiên cứu, và chế tạo robot thử nghiệm đã phát triển mạnh, nhất là từ năm 2002, khi sinh viên trong các trường đại học và cao đẳng trên cả nước tham gia cuộc thi Robocon được tổ chức hàng năm. Năm qua trường ta cũng đã đạt kết quả khá tốt trong cuộc thi Robocon. Vì vậy các thầy trong bộ môn đã tạo điều kiện cho em được thực hiện đề tài này để nghiên cứu và hiểu biết thêm một số lĩnh vực mới như : điện tử, điều khiển tự động , tin học.

Tuy đã có nhiều cố gắng trong thời gian thực hiện đề tài song do khả năng bản thân còn nhiều hạn chế nên bài báo cáo của em không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất kính mong các quý thầy cô và tất cả những ai quan tâm đến đề tài này góp ý để em hiểu và hoàn thiện đề tài.

............................

PHẦN I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

                             CHƯƠNG I

       TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP

1. SỰ RA ĐỜI CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP

1. Sự ra đời của robot công nghiệp

Nhu cầu nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm ngày càng đòi hỏi các ứng dụng rộng rãi các phương tiện tự động hoá sản xuất. Xu hướng tạo ra những dây chuyền về thiết bị tự động có tính linh hoạt cao đang hình thành. Các thiết bị này đang thay thế dần các máy tự động “cứng” chỉ đáp một việc nhất định trong lúc thị trường luôn luôn đòi hỏi thay đổi mặt hàng về chủng loại, kích cỡ, tính năng…. Vì thế ngày càng tăng nhanh nhu cầu ứng dụng Robot để tạo ra các hệ thống sản xuất tự động linh hoạt.

Thuật ngữ “Robot” lần đầu tiên xuất hiện năm 1922 và vào khoảng những năm 50 của thế ký 20, ở Hoa Kỳ đã xuất hiện những tay máy chép hình điều khiển từ xa trong các phòng thí nghiệm vật liệu phóng xạ.

Năm 1954 George C.Devol đã thiết kế một thiết bị có tên là “Cơ cấu bản lề” dùng trong chuyển hàng theo chương trình. Đến năm 1956 Devol cùng với Joseph F. Engelber, một kỹ sư trẻ của công nghiệp hàng không đã tạo ra loại Robot công nghiệp đầu tiên năm 1959 ở thành phố Unimation. Chiếc Robot công nghiệp được đưa vào ứng dụng đầu tiên năm 1961. Ở một nhà máy ô tô của General Motors tại Trenton, New Jersey, Hoa Kỳ.

Năm 1967 Nhật Bản mới nhập chiếc Robot công nghiệp đầu tiên từ công ty AMF của Hoa Kỳ. Đến năm 1990 có hơn 40 công ty Nhật Bản, trong đó có những công ty khổng lồ như công ty Hitachi và công ty Mitsubishi, đã đưa ra thị trường quốc tế những loại robot nổi tiếng.

Từ những năm 70 việc nâng các tính năng của robot đã chú ý lắp đặt thêm các cảm biến ngoại tín hiệu để nhận biết môi trường làm việc. Tại trường đại học Stanfood đã tạo ra loại loại Robot lắp ráp tự động điều khiển bằng máy tính trên cơ sở xử lý thông tin từ cảm biến lực và thị giác. Vào thời gian này công ty IBM đã chế tạo loại Robot có cảm biến xúc giác và cảm biến lực điều khiển bằng máy tính để lắp ráp các máy in gồm 20 cụm chi tiết.

Vào giai đoạn này ở nhiều nước cũng tiến hành những nghiên cứu tương tự, tạo ra các loại Robot điều khiển bằng máy tính, có lắp đặt các thiết bị cảm biến và các thiết bị giao tiếp người máy. Hiện nay các loại xe Robot    ( Robot Car) đang được ưa chuộng đưa vào hoạt động các hệ thống sản xuất tự động linh hoạt.

Từ những năm 80, nhất là những năm 90, do áp dụng rộng rãi các tiến bộ kỹ thuật về xử lý và công nghệ thông tin, số lượng Robot công nghiệp đã gia tăng. Giá thành giảm tính năng có nhiều bước vượt bậc. Nhờ vậy Robot công nghiệp đã có vai trò quan trọng trong các dây chuyền tự động sản xuất hiện đại.

Ngày nay chuyên ngành khoa học về Robot “Robotics” đã trở thành một lĩnh vực rộng trong khoa học, bao gồm các vấn đề cấu trúc cơ cấu động học, lập trình quỹ đạo, cảm biến tín hiệu, điều khiển chuyển động.

Thuật ngữ “ Robot Công nghiệp” được hiểu là những thiết bị tự động linh hoạt. Bắt chước được các chức năng lao động công nghiệp con người. Nói đến thiết bị tự động linh hoạt là nhấn mạnh đến khả năng thao tác với nhiều bậc tự do, được điều khiển tự động và lập trình thay đổi được. Còn nói đến sự bắt chước các chức năng lao động công nghiệp của con người là nói đến sự không hạn chế từ các chức năng lao động chân tay đơn giản đến trí khôn nhân tạo. Tuỳ theo loại hình công việc loại hình lao động cần đến chức năng đó hay không? Đồng thời cũng nói đến mức độ cần thiết bắt chước được như con người hay không?

2. Tình hình phát triển Robot công nghiệp

Gần nửa thế kỷ có mặt trong sản xuất, Robot công nghiệp đã có một lịch sử phát triển hấp dẫn. Vì thế hiện nay Robot công nghiệp đang được ứng dụng rộng rãi trong các dây chuyền tự động sản xuất ở các nước phát triển.

         Biểu đồ sử dụng robot công nghiệp ở một số nước

3. Ứng dụng robot công nghiệp

3.1. Mục tiêu ứng dụng robot công nghiệp

Mục tiêu ứng dụng Robot công nghiệp nhằm nâng cao năng suất dây chuyền công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm, đồng thời cải tiến điều kiện lao động. Những ưu điểm mà Robot công nghiệp mang lại:

Robot có thể thực hiện một quy trình thao tác hợp lý bằng hoặc hơn người thợ lành nghề một cách ổn định trong suốt thời gian làm việc. Vì thế Robot có thể góp phần nâng cao chất lượng và tăng khả năng cạnh tranh của sản phẩm. Hơn thế nữa Robot có thể nhanh chóng thay đổi công việc để thích nghi với sự biến đổi mẫu mã, kích cỡ sản phẩm theo yêu cầu của thị trường cạnh tranh.

Khả năng giảm giá thành sản phẩm do ứng dụng Robot là vì giảm được đáng kể chi phí cho người lao động nhất là các nước có mức cao về tiền lương  lao động cộng các khoản phụ cấp và bảo hiểm xã hội. Theo số liệu của Nhật Bản thì nếu một Robot làm việc thay thế cho một người thợ thì tiền mua Robot chỉ bằng tiền chi phí cho người thợ trong vòng 3 đến 5 năm, tuỳ theo Robot làm việc mấy ca. Còn ở Mỹ thì trung bình một giờ Robot làm việc đem lại tiền lời là 13USD.

Việc áp dụng Robot có khả năng làm tăng năng suất dây chuyền công nghệ. Sở dĩ như vậy vì nếu tăng nhịp độ khẩn trương của dây chuyền sản xuất. Nếu không thay thế con người bằng Robot thì người thợ không thể theo kịp hoặc chóng mệt mỏi. Theo hãng Fanue, Nhật Bản thì năng suất có thể tăng lên tới 3 lần.

 

Ứng dụng Robot có thể cải thiện điều kiện lao động. Đó là ưu diểm nổi bật nhất mà chúng ta cần quan tâm. Trong thực tế sản xuất có rất nhiều nơi người lao động phải làm việc suốt buổi trong môi trường rất bụi bặm, ẩm ướt, nóng nực, ồn ào quá mức cho phép nhiều lần. Thậm chí nhiều nơi người lao động còn làm việc trong môi trường độc hại nguy hiểm đến sức khoẻ con người, dễ bị nhiễm chất độc….

3.2. Một số lĩnh ứng dụng Robot công nghiệp

Một trong các lĩnh vực đó là kỹ nghệ đúc. Thường trong phân xưởng đúc công việc rất đa dạng, điều kiện làm việc nóng nực, bụi bặm, mặt hàng thay đổi luôn và chất lượng sản phẩm đúc phụ thuộc vào quá trình thao tác. Việc tự động hoá hoàn toàn hay một phần quá trình đúc bằng các dây chuyền tứ động thông thường với các máy tự động chuyên dùng đòi hỏi phải có các thiết bị phức tạp đầu tư lớn. Ngày nay ở nhiều nước sử dụng rộng rãi Robot tốt để tự động hoá công nghệ đúc, nhưng chủ yếu là để phục vụ các máy đúc áp lực. Robot có thể làm nhiều việc như: rót kim loại nóng chảy vào khuôn, lấy vật đúc ra khỏi khuôn, cắt mép thừa, làm sạch vật đúc hoặc làm tăng bền vật đúc bằng cách phun cát…. Dùng Robot phục vụ các máy đúc áp lực có nhiều ưu điểm ví dụ đảm bảo ổn định chế độ làm việc, chuẩn hoá về thời gian thao tác, về nhiệt độ và điều kiện tháo vật đúc ra khỏi khuân ép. Bởi thế chất lượng vật đúc tăng lên.

Trong ngành gia công áp lực công việc cũng khá nặng nề, dễ gây mệt mỏi nhất là trong các xưởng, xưởng rèn, dập nên đòi hỏi phải sớm áp dụng robot công nghiệp. Trong phân xưởng rèn Robot có thể thực hiện được nhiều việc, ví dụ đưa phôi thừa vào lò nung, lấy phôi đã nung nóng ra khỏi lò, mang nó đến máy rèn, chuyển lật phôi tác dụng khi rèn và xếp lại vật đã rèn vào giá hoặc thùng. Sử dụng các loại Robot đơn giản nhất cũng có thể tăng năng suất từ 1.5 đến 2 lần và hoàn toàn giảm nhẹ sức lao động của công nhân. So với các phương tiện cơ giới và tự động khác phục vụ các máy rèn dập thì Robot có ưu điểm nhanh hơn và chính xác hơn,cơ động hơn.

Các quá trình hàn và nhiệt luyện thường bao gồm nhiều công việc nặng nhọc, độc hại và ở nhiệt độ cao. Do vậy cũng cần áp dụng Robot công nghiệp.

Robot được sử dụng rộng rãi nhất là trong việc tự động hoá quá trình hàn, đặc biệt trong kỹ nghệ ô tô.

Robot được sử dụng rộng rãi trong gia công và lắp ráp. Thường người ta sử dụng Robot cho các công việc tháo lắp phôi và sản phẩm cho các máy gia công bánh răng, máy khoan, máy tiện bán tự động.

Trong ngành chế tạo máy và dụng cụ đo chi phí về lắp ráp thường chiếm đến 40% giá thành sản phẩm. Trong lúc đó mức độ cơ khí hoá lắp ráp không quá từ 10% đến 15% đối với sản phẩm hàng loạt là 40%. Bởi vậy việc tạo ra và sử dụng Robot có ý nghĩa rất quan trọng.

          

           

4. Các xu thế sử dụng robot trong tương lai:

Robot ngày càng thay thế nhiều lao động.

Trong tương lai kỹ thuật Robot sẽ tận dụng hơn nữa các thành tựu khoa học liên nghành phát triển cả về phần cứng lẫn phần mềm và ngày càng chiếm lĩnh nhiều ‘trận địa’’trong công nghiệp. Số lượng lao động được thay thế ngày càng nhiều vì một mặt Robot ngày càng rẻ do hàng vi điện tử giảm giá liên tục, mặt khác chi phí tiền lương và các khoản phụ cấp cho người lao động ngày càng tăng.

Robot càng chở nên chuyên dụng

Khi Robot công nghiệp ra đời người ta thường cố gắng để biểu thị hết khả năng của nó. Vì thế xuất hiện nhiều loại Robot vạn năng có thể làm được nhiều việc trên dây chuyền. Tuy nhiên, thực tế chứng tỏ rằng Robot chuyên dụng đơn giản hơn, chính xác hơn, học việc đơn nhanh hơn, quan trọng hơn là giá thành rẻ hơn so với Robot vạn năng. Các Robot chuyên dụng hiện đại đều được cấu thành từ các modun vạn năng. Xu thế modun hoá Robot ngày càng phát triển nhằm chuyên môn hoá việc chế tạo các modun và từ các modun đó sẽ cấu thành các kiểu Robot khác nhau thích hợp với từng loại công việc.

Robot ngày càng đảm nhận được nhiều loại công việc lắp ráp

Công đoạn lắp ráp thường chiếm tỷ lệ cao so với tổng thời gian sản xuất trên toàn bộ dây chuyền. Công việc khi lắp ráp lại đòi hỏi phải rất cẩn thận, nhẹ nhàng, tinh tế, chính xác nên cần thợ có tay nghề cao và phải làm việc căng thẳng suốt ngày.

Khả năng thay thế con người ở những khâu lắp ráp ngày càng  hiện thực là do đã áp dụng được nhiều thành tựu khoa học mới trong thiết kế chế tạo Robot. Ví dụ tạo ra những cấu hình đơn giản và rất chính xác dựa trên cơ sở sử dụng các vật liệu vừa bền, vừa nhẹ. Đồng thời được thừa hưởng kỹ thuật nhận và biến đổi tín hiệu (sensor). Đặc biệt là kỹ thuật nhận và xử lý ảnh (vision) cũng như kỹ thuật tin học với các ngôn ngữ bậc cao, Robot công nghiệp đã xuất hiện trên nhiều công đoạn lắp ráp phức tạp.

Robot di động càng trở nên phổ biến.

Trong các nhà máy hiện đại tên gọi phương tiện dẫn đường tự động AVG đã trở thành quen biết. Loại đơn giản là những chiếc xe vận chuyển trong nội bộ phân xưởng được điều khiên theo chương trình với 1 quỹ đạo định sẵn. Càng ngày các thiết bị loại này càng được hiện đại hoá nhờ áp dụng kỹ thuật vision 3 chiều, kỹ thuật sensor tín hiệu ra, kỹ thuật thông tin vô tuyến hoặc dùng tia hồng ngoại vv… Vì vậy AVG đã có thể hoạt động linh hoạt trong các phân xưởng. Đó là những Robot di động và gọi là Robocar. Một hướng phát triển quan trọng của Robocar là không di chuyển bằng các bánh xe mà di chuyển bằng chân, thích nghi với mọi địa hình.

Robot đi được bằng chân tự leo bậc thang là một đối tượng đang rất được chú ý trong nghiên cứu. Không những sử dụng trong công nghiệp hạt nhân, hay công nghiệp quốc phòng mà phát triển trong cả công nghiệp dân dụng thông thường.

Robot ngày càng trỏ nên tinh khôn hơn.

Trí khôn nhân tạo là một vấn đề rất được quan tâm nghiên cứu với các mục đích khác nhau. Kỹ thuật robot cũng từng bước áp dụng các kết quả nghiên cứu về trí khôn nhân tạo và đưa vào ứng dụng công nghiệp. Trước hết là sử dụng các hệ chuyên gia các hệ thị giác nhân tạo, mạng nơron, nhận biết giọng nói, vv…Cùng với những thành tựu trong nghiên cứu trí khôn nhân tạo Robot ngày càng có khả năng đảm nhận nhiều nguyên công trên dây chuyền sản xuất đòi hỏi sự tinh khôn nhất định.

Vấn đề thiết bị cảm biến được nhiều ngành kỹ thuật quan tâm và cũng đạt được nhiều thành tựu mới trong thời kỳ phát triển sôi động của kỹ thuật vi xử lý. Đó cũng là điều kiện thuận lợi để áp dụng vào kỹ thuật robot nhằm tăng khả năng thông minh của thiết bị.

Những loại hình được quan tâm nhiều trong công nghiệp là các Robot thông minh có các cảm biến nhận biết khoảng cách để tránh các vật cản khi di chuyển, cảm biến nhận biết màu sắc để phân loại, cảm biến lực khi lắp ráp vv… Khi được lắp thêm các modul này thì Robot được gọi với nhiều tên mới, ví dụ robot “nhìn được” (vison robot), robot “lắp ráp” ( robot assembly), robot “cảnh báo” (alarm robot) vv…

Để thông minh hóa robot bên cạnh việc lắp thêm các modul cảm biến “nội tín hiệu” và các modul cảm biến “ngoại tín hiệu” thì đồng thời có thể thông minh hoá robot bằng các chương trình phần mềm có khả năng tự thích nghi và tự xử lý các tình huống vv..

Như vậy bằng cách bổ sung các modul cảm biến và các modul phần mềm phù hợp thì có thể nâng cấp cải tiến thông minh hoá nhiều loại Robot. Tuy nhiên bản thân các robot này phải có các cơ cấu chấp hành linh hoạt và chính xác. Ngày nay có nhiều loại robot tông minh khôngnhững có thể làm việc trong các phân xưởng công nghiệp mà còn thao tác được ở bênngoài, trên các địa hình phức tạp như các robot vũ trụ (spce robot), robot tự hành (walking robot), robot cần cẩu (roborane), tạo dựng từ các modun robot song song vv…

II. TÌNH HÌNH TIẾP CẬN VÀ ỨNG DỤNG ROBOT CÔNG NGHIỆP Ở VIỆT NAM

Trong giai đoạn trước năm 1990 hầu như trong nước chưa du nhập và kỹ thuật robot, thậm chí chưa nhận được nhiều thông tin kỹ thuật về lĩnh vực này. Tuy vậy, với mục tiêu tiếp cận kỹ thuật mới mẻ này, trong nước đã triển khai các đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước. Đè tài 58.01.03 trong giai đoạn 81-85 và đề tài 52B0.03.01 trong giai đoạn 86-89. Kết quả của những đề tài này không những đáp ứng được yêu cầu tiếp cận mà còn có những ứng dụng ban đầu vào kỹ thuật bảo hộ lao động và phục vụ công tác đào tạo cán bộ ở nước ta.

Giai đoạn tiếp theo 1990 các ngành công nghiệp trong nước bắt đầu đổi mới. Nhiều cơ sở đã nhập ngoại nhiều dây chuyền thiết bị mới. Đặc biệt là ở một số doanh nghiệp liên doanh với nước ngoài đã nhập một số loại robot phục vụ một số công việc sau đây:

- Tháo lắp các dụng cụ cho các trung tâm gia công hoặc các máy CNC.

- Lắp ráp các linh kiện điện tử.

- Tháo sản phẩm ở các máy ép nhựa tự động trong đó có loại thao tác phối hợp với hệ thống giám sát, điều khiển bằng camera.

- Hàn vỏ xe ô tô.

- Phun phủ các bề mặt.

Tuy nhiên còn có hàng chục cơ sở trong nước lúc mua dây chuyền đã không mua các Robot trong danh mục các thiết bị của dây chuyền chào hàng. Trong đó một số cơ sở đã nhận thấy phải có robot mới đảm bảo chất lượng sản phẩm của dây chuyền như trong thiết kế. Vì vậy đã xuất hiện các nhu cầu cần thiết các Robot đó.

Một sự kiện đáng quan tâm là từ tháng 4/98 nhà máy Rorze/Robotech đã bước vào hoạt động ở khu công nghiệp Nomura Hải Phòng. Đây là nhà máy đầu tiên ở Việt Nam chế tạo và lắp ráp Robot. Đó là loại Robot có cấu trúc rất đơn giản nhưng chính xác dùng trong sản xuất chất bán dẫn. Nhà máy Rozre/Robotech có vốn đầu tư 46 triệu USD do Nhật Bản đầu tư.

Trong những năm gần đây thì việc áp dụng các loại Robot vào các dây chuyền sản xuất ngày càng được sử dụng rộng rãi ở các doanh nghiệp. Ví dụ như các loại Robot: Robot hàn, Robot phun sơn ở các công ty sản xuất và lắp ráp ô tô. Đặc biệt là ở các công ty sản xuất và lắp ráp các linh kiện điện tử. Đây là công việc đòi hỏi chính xác cao, và thường lặp lại nên dễ gây mệt mỏi cho người làm vì vậy sử dụng Robot ở các công ty này là rất phổ biến. Ngoài ra hiện nay ở các phân xưởng sản xuất sử dụng rất nhiều loại xe Robocar hoặc ở các công việc trong môi trường độc hại, thường xuyên tiếp xúc với hoá chất độc hại thì cũng sử dụng Robot làm thay con người.

Hiện nay ở một số trường Đại Học đã thành lập bộ môn chuyên ngành về Robot và đang rất được sự quan tâm của nhiều sinh viên mà tiêu biểu là các trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Bách Khoa TPHCM, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM…. Đặc biệt từ năm 2002 hàng năm VTV3 tổ chức cuộc thi sáng tạo Robot châu Á Thái Bình Dương. Đây là sân chơi đã được rất nhiều sinh viên của các trường Đại Học kỹ thuật hưởng ứng tham gia. Hiện nay tại trường Đại Học Nha Trang đã có bộ môn Cơ Điện Tử. Tuy nhiên do mới thành lập nên môn học Robot chưa có nhiều điều kiện để phát triển và chưa có nhiều sinh viên tìm hiểu về lĩnh vực mới này. Đây là đề tài đầu tiên nghiên cứu về lĩnh vực này, nên trong quá trình thực hiện còn gặp nhiều khó khăn.

           

 

 

         CHƯƠNG II

         GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN HỌ 8051

Hiện nay có rất nhiều họ vi điều khiển như 8051, AVR, 8088, vv. Ở đề tài tôi dùng họ vi điều khiển 8051 cùng với các IC chuyên dùng để có thể giao tiếp với bên ngoài, đáp ứng đầy đủ các yêu của đề tài đặt ra. Họ 8051 được chọn vì những lý do sau đây:

* Vi điều khiển 8051 trên thị trường phổ biến và giá thành chấp nhận được.

* Các bus địa chỉ và các bus dữ liệu có thể mở rộng khả năng chuyển đổi dữ kliệu cho nhau linh hoạt nhờ lập trình phần mềm.

* Tính linh động của lập trình giúp cho việc mở rộng các ứng dụng.

I. GIỚI THIỆU

Bộ vi điều khiển viết tắt là: Micro_controller, là mạch tích hợp trên một chip có thể lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động của một hệ thống. Theo các tập lệnh của người lập trình, bộ vi điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xử lý thông tin, đo thời gian hoặc tiến hành đóng mở một cơ cấu nào đó.

Các thiết bị điện và điện tử dân dụng, các bộ vi điều khiển , điều khiển hoạt động của TV, máy giặt, đầu lọc Laser, điện thoại, lò vi ba,….

Trong hệ thống sản xuất tự động, bộ vi điều khiển được sử dụng trong Robot, dây chuyền tự động. Các hệ thống càng “thông minh” thì vai trò của hệ vi điều khiển càng quan trọng.

II. KHẢO SÁT HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051

1. Cấu trúc

IC vi điều khiển 8051/8031 thuộc họ MCS51 có các đặc điểm:

-                  4 byte ROM ( được lập trình bởi nhà sản xuất chí có ở 8051)

-                  128 bit RAM

-                  4 Port In/ Out 8 bit

-                  Hai bộ định thời gian 16 bit

-                  Giao tiếp nối tiếp

-                  64 KB không gian bộ nhớ chương trình mở rộng

...........................................

        KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN

I. LỜI KẾT

Việc thiết kế chế tạo mô hình tay máy 3 bậc tự do về cơ bản hoàn thành theo yêu cầu của đề tài cả về mặt lý thuyết cũng như việc điều khiển cho mô hình hoạt động. Tuy nhiên trong quá trình thực hiện đề tài, do gặp nhiều khó khăn về tài chính và đặc biệt là thời gian, do em phải tìm hiểu về hai ngôn ngữ lập trình assembly, visual basic và kỹ thuật vi xử lý cộng với việc phải chế tạo mô hình thật. Đây là hai lĩnh vực hoàn toàn mới đối với sinh viên chuyên nghành chế tạo máy. Vì vậy em đã gặp rất nhiều khó khăn trong việc tìm hiểu cũng như việc thiết kế chế tạo mô hình. Do còn nhiều hạn chế cả về tài chính, thời gian cũng như khả năng bản thân nên em chưa thực hiện được hết những ý tưởng đặt ra, mà mới tập trung để thực hiện một số vấn đề phục vụ cho đề tài. Em dã cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đặt ra là:

 - Tính toán phương trình động học tay máy: giải bài toán thuận và bài toán ngược để xác định vị trí cũng như các thông số kích hoạt.

- Tính toán động lực học tay máy: vận tốc và gia tốc.

- Thiết kế mạch điều khiển và viết chương trình điều khiển.

- Viết chương trình giao tiếp với máy tính.

 - Chế tạo mô hình thật.

II. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN

Do em chưa có điều kiện thực hiện hết ý tưởng đặt ra. Vì vậy em rất kính mong các thầy tạo điều kện cho em xin lại mô hình để em hoàn thiện mô hình như có thêm camera quét vị trí, phân tích hình dạng vật, màu sắc vật

cũng như để phát triển thêm khả năng bản thân.