TÌM HIỂU VỀ CÁNH TAY ROBOT SCADA
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
-
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN TỬ TÌM HIỂU VỀ CÁNH TAY ROBOT SCADA, thuyết minh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÌM HIỂU VỀ CÁNH TAY ROBOT SCADA, bộ điều khiển lập trình SCADA, Ngôn ngữ lập trình SCADA, Thực thi chương trình , LẬP TRÌNH SourceCode
MỤC LỤC - NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN.
- LỜI CẢM ƠN.
- LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.
- TÓM TẮT ĐỒ ÁN.
- CHƯƠNG DẪN NHẬP.
- CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ ROBOT SCADA.
1 . GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG HỌC ROBOT
2. GIỚI THIỆU VỀ ROBOT SCADA
- CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI ĐỘNG CƠ.
- KẾT LUẬN.
- TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÌM HIỂU VỀ CÁNH TAY ROBOT SCADA.
2. Nhiệm vụ của đồ án
Đồ án có 2 nhiệm vụ chính như sau:
- Tìm hiểu về không gian làm việc của robot Scada
- Khảo sát các đặc tính của động cơ dùng trong robot.
3. Ngày giao nhiệm vụ:
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
5. Giáo viên hướng dẫn:
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Quá trình làm đồ án là quá trình em được tìm hiểu về cách thức hoạt động của robot như thế nào và làm sao để có thể chế tạo được một con robot có thế họat động chính xác trong không gian làm việc của nó. Đồng thời quá trình làm đồ án là một thời gian để em khẳng định được việc chọn lựa các hãng động cơ với những công suất tốt nhất có thể đáp ứng thực tế.
CHƯƠNG I. DẪN NHẬP
1.1. Đặt vấn đề.
Từ lâu, con người đã không còn xa lạ với từ “Robot” nữa. Bởi lẽ, Robot đã xuất hiện nhiều trong cuộc sống của chúng ta và nếu chưa tận mắt chứng kiến những Robot này hoạt động thì cũng được xem qua các phương tiện thông tin đại chúng. Vậy Robot là gì?
Có rất nhiều định nghĩa khác nhau về Robot theo những quan điểm khác nhau. Dưới đây là một số định nghĩa về Robot:
¨ Robot là những máy móc có khả năng thay thế sức lao động của con người. (Soska, 1985)
¨Một cơ cấu chấp hành đa chức năng dùng để vận chuyển vật liệu, các chi tiết hay máy móc, thiết bị. Các cơ cấu này có thể được lập trình thay đổi chuyển động cho phù hợp với công việc. (Schulussel, 1985)
¨Robot là những thiết bị có thể lập trình để làm một số công việc nào đó. Theo hướng này thì một máy tính là một mạch điện có thể được lập trình để làm một số công việc, như vậy máy tính là một Robot. (McKerrow, 1986)
Từ những định nghĩa này, có thể thấy Robot đã đi vào mọi lĩnh vực của đời sống con người. Vậy, Robot được ứng dụng như thế nào? Có thể nói, Robot được ứng dụng rất phong phú trong đời sống con người, cả trong trường học và trong nông nghiệp. Đạc biệt trong công nghiệp, Robot được sử dụng rộng rãi để làm một số công việc: vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm, máy móc hay làm những công việc nặng nhọc, hoặc trong những môi trường làm việc có nhiệt độ cao, độc hại…
Đầu tiên, Robot được dùng trong một số ngành công nghiệp kỹ thuật cao như công nghiệp xe hơi, công nghiệp máy bay…để làm những công việc như hàn thân xe, phun sơn…Những Robot này là những cánh tay máy mô phỏng con người, mỗi tay máy bao gồm nhiều khâu liên kết với nhau bằng các khớp. Các khâu này có thể chuyển động tương đối với nhau và làm thay đổi tầm với của Robot. Thông thường những Robot này được đặt cố định một chỗ và chỉ thao tác được trong khả năng tầm với của chúng.
1.2 PHÂN LOẠI VÀ ỨNG DỤNG
Người ta phân biệt robot dựa vào các yếu tố chính sau:
+ Theo dạng hình học của không gian họat động.
+ Theo thế hệ robot.
+ Theo bộ điều khiển.
+ Theo nguồn dẫn động.
1.2.1 Robot thế hệ thứ nhất
Bao gồm các robot hoạt động lập lại theo chu trình đã được lập trình từ trước (playback robots). Chương trình ở đây cũng có 2 dạng: chương trình cứng không thay đổi được, như điều khiển bằng hệ thống cam; và điều khiển theo chương trình có thể thay đổi được theo yêu cầu công nghệ của môi trường sử dụng nhờ các panel hoặc máy tính.
* Đặc điểm:
+ Sử dụng tổ hợp các cơ cấu cam với công tắc giới hạn hành trình.
+ Điều khiển vòng hở.
+ Có thể sử dụng băng từ hoặc băng đục lổ để đưa chương trình vào bộ điều khiển, tuy nhiên loại này không thể thay đổi được chương trình.
Sử dụng phổ biến trong công việc gắp đặt.
1.2.2 Robot thế hệ thứ hai
Robot thế hệ này bao gồm các robot sử dụng các cảm biến trong điều khiển (sensor-controlled) cho phép tạo được những vòng điều khiển kín kiểu servo.
* Đặc điểm:
+ Điều khiển vòng kín các chuyển động của tay máy.
+ Có thể tự ra quyết định lựa chọn các chương trình đáp ứng dựa trên tín hiệu phản hồi từ các cảm biến nhờ các chương trình đã được lập trước.
Hoạt động của robot có thể lập trình được nhờ các công cụ như bàn phím, panel điều khiển.
1.2.3 Robot thế hệ thứ ba
Đây là dạng phát triển cao nhất của robot. Các robot ở đây được trang bị các thuật toán xử lý các phản xạ logic thích nghi theo những thông tin và tác động của môi trường lên chúng, nhờ đó chúng tự biết phải làm gì để hoàn thành công việc đã được đặt ra trước. Robot thế hệ này bao gồm các robot được trang bị hệ thống thu nhận hình ảnh trong điều khiển (vision-controlled robots) cho phép nhìn thấy và nhận dạng các đối tượng thao tác.
- Đặc điểm:
-
+ Có những đặc điểm như robot thế hệ thứ hai và điều khiển hoạt động trên cơ sở xử lý thông tin thu nhận được từ hệ thống thu nhận hình ảnh.
+ Có khả năng nhận dạng ở mức độ thấp như phân biệt các đối tượng có hình dạng và kích thước khá khác biệt nhau.
Robot thế hệ này được ứng dụng trong các lĩnh vực: trong công nghệ chế tạo xe hơi, điện tử, cơ khí cụ thể như là hàn các đường nối, sơn dầu, lắp ráp, đóng gói, gia công linh kiện, vận chuyển…
1.2.4 Robot thế hệ thứ tư
Bao gồm các robot sử dụng các thuật toán và cơ chế điều khiển thích nghi (adaptively controlled robots) có khả năng lựa chọn các đáp ứng tuân theo một mô hình tính toán xác định nhằm tạo ra những ứng xử phù hợp với điều kiện của môi trường thao tác.
* Đặc điểm:
+ Có những đặc điểm giống như thế hệ thứ hai và thứ ba, có khả năng lựa chọn chương trình hoạt động và lập trình cho các hoạt động dựa trên các tín hiệu thu nhận từ cảm biến.
+ Bộ điều khiển phải có bộ nhớ tương đối lớn để giải quyết các bài toán tối ưu với điều kiện biên không được xác định trước. Kết quả của bài toán sẽ là một tập hợp các tín hiệu điều khiển và đáp ứng của robot.
1.2.5 Robot thế hệ thứ năm
Là những robot được trang bị trí tuệ nhân tạo (artificially intelligent robots).
* Đặc điểm:
+ Được trang bị các kỹ thuật của trí tuệ nhân tạo như nhận dạng tiếng nói, hình ảnh, xác định khoảng cách, cảm nhận đối tượng qua tiếp xúc… Để ra quyết định và giải quyết các vấn đề hoặc nhiệm vụ đặt ra cho nó.
+ Được trang bị mạng neuron có khả năng tự học.
Được trang bị các thuật toán dạng neuron fuzzy/fuzzy logic để tự suy nghĩ và ra quyết định cho các ứng xử tương thích với tín hiệu điều khiển nhận được từ môi trường xung quanh theo những thuật toán tối ưu một hay nhiều mục tiêu đồng thời. Hiện nay trong lĩnh vực giải trí, nhiều dạng robot thế hệ này đang được phát triển như là robot Aibo do hãng Sony sản xuất hay robot ASIMO đi trên hai chân và khiêu vũ của hãng Honda. Gần đây có một robot mới có tên là ROBOSCOUT do Nhật chế tạo. Robot này nó có thể đi, nói, nghe, tránh vật cản, hai cánh tay nó có thể cầm khay thức ăn nặng 1kg. Đặc biệt nếu như bạn nói vào một bộ điều khiển từ xa nó sẽ đáp lại bằng chính giọng nói của bạn bằng hàng trăm câu đã được lập trình sẵn.
1.3. Tầm quan trọng của vấn đề.
Khi khoa học ngày càng phát triển và hiểu biết của con người ngày càng phát triển, thì những hạn chế về khả năng hoạt động của Robot ngày càng được khắc phục. Chúng có thể hoạt động độc lập theo những chương trình đã lập trình sẵn nhưng cũng có khả năng hoạt động và xử lý tình huống một cách linh hoạt mà không cần sự can thiệp của con người. Đồng thời chúng còn có khả năng gởi tín hiệu hoặc những hình ảnh quan trọng giúp con người có thể quan sát và quản lý ở cả những nơi mà con người không đến được.
Từ khi ra đời, Robot đã nhanh chóng xác định cho mình một vị trí quan trọng. Trong một số ngành tự động ở các nước tiên tiến trên thế giới, vai trò của Robot như một mắc xích quan trọng chuỗi xích dây chuyền tự động. Ngày nay, nếu chúng ta đến tham quan một số công ty tự động hoá ở Nhật Bản, chúng ta sẽ được tận mắt chứng kiến cảnh những Robot ngồi hàn và dùng đôi mắt Robot của mình để quan sát công việc. Cứ thế, dây chuyền sản xuất được thực hiện liên tục từ Robot này đến Robot khác.
Những phát triển đó đã giúp ích rất nhiều cho cuộc sống con người. Và tất cả những hoạt động đó của Robot đã giúp con người tiết kiệm được nhiều thời gian cũng như sức lao động và tiết kiệm kinh tế. Đặc biệt ở nhưng nơi con người không đến được hay những môi trường độc hại, sự có mặt của Robot là một bước nhảy vọt có thể giải quyết tất cả việc đó.
1.4. Giới thiệu đề tài.
Với những Robot làm những công việc nặng, hay những Robot làm việc trong môi trường của sự có mặt của con người, sự quản lý và điều khiển Robot trở nên dễ dàng. Ở môi trường làm việc độc hại hay nguy hiểm, sự có mặt của con người là điều không muốn và không cần thiết. Và Robot đã làm điều đó thay con người. Nhưng làm sao để quản lý và điều khiển nó khi con người không có mặt ở đó và không quan sát được môi trường ở đấy ? Điều đó đã được giải quyết thoả đáng khi Robot có thể giao tiếp và truyền tín hiệu cũng như hình ảnh ngược lại cho ta qua máy tính. Đồng thời, nó vừa tự hoạt động hay hoạt động theo sự điều khiển của con người từ xa qua máy tính.
Có hai cách để Robot giao tiếp với máy tính: Giao tiếp qua mạng không dây hoặc giao tiếp qua mạng có dây. Cả hai cách giao tiếp trên đều đáp ứng yêu cầu truyền và nhận tín hiệu với máy tính. Phương thức giao tiếp có thể là giao tiếp nối tiếp hoặc song song.
1.5. Giới hạn đề tài.
Robotics là một ngành khoa học phát triển rất nhanh, tốc độ phát triển và thành tựu thu được của nó là rất lớn. Trong giới hạn cho phép, đề tài chỉ nghiên cứu hoạt động của Robot trong phạm vi nhỏ. Trong đề tài Robot được khảo sát là robot Scada . Đồ án chỉ mới dừng lại ở việc khảo sát những thông số có trên Robot nên còn nhiều thiếu xót để đi sâu hơn nữa. Nếu tiếp tục em sẽ làm và nghiên cứu sâu hơn về Robot này.
Nguồn điện để Robot hoạt động là điện áp 24 VDC.
-
CHƯƠNG II.
GIỚI THIỆU VÀ TÌM HIỂU VỀ ROBOT SCADA
2.1 Giới thiệu chung về động học Robot. - ............................
2.2 Đối với Robot Scada
Robot Scada là một trong những loại robot có khả năng linh họat trong các thao tác và giám sát. Robot Scada gồm có 4 khâu như hình bên dưới:
