chương I2 mục “Cảm biến MEMS gyroscope”. Chúng tôi rất mong và cảm ơn sự đồng góp Š kiến của bạn đọc. Các š kiến xin gửi về Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 70 Trần Hung Dao, Hà Nội. Tác giả CHUONG I GIG] THIEU CHUNG VỀ KHOA HOC CONG NGHE ROBOT 1.
SỰRA ĐỜI CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP Nhu cdu nang cao năng suất và chất lượng sản phẩm ngày càng đời hỏi ứng dụng rộng rãi các phương tiện tự động hoá sản xuất. Xu hướng tạo ra những dây chuyển vẻ thiết bị tự động có tính linh hoạt cao đang hình thành. Các thiết này đang thay thế dẫn các máy tự động "cứng" chỉ đáp ứng một việc nhất định trong lúc thị trường luôn luôn đòi hỏi thay đổi mặt hàng về chủng loại, về kích cỡ và về tính năng v. Vì thế ngày càng tăng nhanh nhu cầu ứng dụng robot để tạo ra các hệ thống sản xuất tự động linh hoại.
Thuật ngữ "robot" lân đâu tiên xuất hiện năm 1922 trong tác phẩm "Rossum's Universal Robot" của Karel Capek. Theo tiếng Séc thì robot là người làm tạp dịch. Trong tác phẩm này nhân vật Rossum va con trai của ông đã tạo ra những chiếc máy gần giống như con người để hầu hạ con người. Hơn 20 năm sau, ước mơ viễn tưởng của Kerel Capek đã bắt đầu hiện thực.
Ngay sau chiến tranh thế giới lần thứ 2, ở Hoa Kỳ đã xuất hiện những tay máy chép hình điều khiển từ xa trong các phòng thí nghiệm về vật liệu phóng xạ. Vào giữa những năm 1950 bèn cạnh các tay máy chép hình cơ khí đó, đã xuất hiện các loại tay máy chép hình thuỷ lực và điện từ, như tay máy Minotaur 1, hoặc tay máy Handyman cita General Electric. Devol đã thiết kế một thiết bị có tên là "cơ cấu bản lễ dùng để chuyển hàng theo chương trình". Đến năm 1956 Devol cùng với Joseph E.
Engelber, một kĩ sư trẻ của công nghiệp hàng không, đã tạo ra loại robot công nghiệp đâu tiển năm 1959 ở Công ty Unimation. Chỉ đến năm 1975 Công ty Unimation mới bắt đầu có lợi nhuận từ sản phẩm robot đầu tiên này. Chiếc robot công nghiệp được đưa vào ứng dụng đầu tiên, năm 1961, ở một nhà máy 6 tô của General Motors tại Trenton, New Jersey. Năm 1967 Nhật Bản mới nhập chiếc robot công nghiệp dầu tiên từ Công ty AMF cia Hoa Ky (American Machine and Foundry Company).
Đến năm 1990 có hơn 40 Công ty Nhật Bản, trong đó có những Công ty khổng lồ như Hitachi và Mitsubishi, đã đưa ra thị trường quốc tế nhiều loại robot nổi tiếng. Từ những năm 1970 việc nghiên cứu nâng cao tính năng của robot đã chú ý nhiêu đến sự lắp đặt thêm các cảm biến ngoại tín hiệu để nhận biết môi trường. Tại trường đại học Tổng hợp Stanford người ta đã tạo ra loại robot lấp ráp tự động điều khiển bằng máy vi tính trên cơ sở xử lý thông tin từ các cảm biến lực và thị giác. Vào thời gian này Công ty IBM đã chế tạo loại robot có các cảm biến xúc giác và cảm biến lực, điều khiển bằng máy tính để lắp ráp các máy ïn gồm 20 cụm chỉ tiết.
Vào giai đoạn này ở nhiều nước khắc cũng tiến hành các công trình nghiên cứu tương tự, tạo ra các loại robot điều khiển bằng máy vi tính, có lắp đặt các thiết bị cảm biến và thiết bị giao tiếp người - máy. Một lĩnh vực được nhiều phòng thí nghiệm quan tâm là robot tự hành. Các cong trình nghiên cứu tạo ra robot tự hành theo hướng bắt chước chân người hoặc súc vật, còn chưa có nhiều ứng dụng trong công nghiệp. Tuy nhiên các loại Xe robot (robocar) lại nhanh chóng được đưa vào hoạt động trong các hệ thống sản xuất tự động linh hoạt.
Từ những năm 1980, nhất là vào những năm 1990, do áp dụng rộng rãi các tiến bộ kỹ thuật về vi xử lý và công nghệ thông tin, số lượng robot công nghiệp đã gia tăng, giá thành đã giảm đi rõ rệt, tính năng đã có nhiều bước tiến vượt bạc. Nhờ vậy robot công nghiệp đã có vị trí quan trọng trong các dây chuyên tự động sản xuất hiện đại. Roboties” là ngành khoa học công nghệ vẻ robot, bao gồm các vấn để cấu trúc cơ cấu động học, động lực học, lập trình quỹ đạo, cảm biến tín hiệu, điều khiển chuyển động v. Các vấn đẻ này sẽ lần lượt được để cập đến trong, các chương trình của giáo trình này với đối tượng cụ thể là robot côngnghiệp.
Trước khi bước vào nghiên cứu các nội dung này cũng cẩn thống nhất về thuật ngữ "robot công nghiệp” (Industrial robot). Trong nhiều tài liệu khác nhau, định nghĩa vé robot công nghiệp cũng khác nhau. Khí "robot công nghiệp" đầu tiên ra đời, Công ty AM đã quảng cáo là một loại máy tự động vạn năng. Trong Từ điển Webster dinh nghia robot là những máy tự động có thể thực hiện được một số chức năng của con người.
Nhưng nếu vậy thì có nhiều loại máy khác nhau cũng có thể gọi là robot. Viện kỹ thuật robot của Hoa K định nghĩa robot là loại tay máy nhiễu chức năng, với chương trình làm việc thay đổi được, ding 6 N để thực hiện một số thao tác sản xuất. Có nhiều tài liệu khi dinh nghia robot rất lưu ý đến tiêu chí điều khiển bằng máy tính. Nhưng trong phân loại robot công, nghiệp theo tiêu chuẩn của Nhật Bản (IS B.0134 - 1979) có cả nhồm tay máy điều khiển bằng tay.
“Theo ISO (International Standards Organization) thi "robot công nghiệp là một tay máy đa mục tiêu, có một số bậc tự do, dễ dàng lập trình, điều khiển trợ động, dùng để tháo lắp phôi, dụng cụ hoặc các vật dụng khác. Do chương trình thao tác có thể thay đổi nên thực hiện nhiều nhiệm vụ đa dạng". Tuy nhiên, robot công nghiệp được định nghĩa như thế chưa hoàn toàn thoả đáng, Robot công nghiệp có thể được hiểu là những thiết bị tự động link hoạt, bắt chước được các chức năng lao động công nghiệp của 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 trợ động và lập trình thay đổi được. Còn nói đến sự bắt chước các chức năng lao động công nghiệp của con người là có ý không hạn chế từ các chức năng lao động chân tay đơn giản đến trí khôn nhân tạo, tùy theo loại hình công việc lao động cần đến hay không. Đồng thời cũng nói đến mức độ cần thiết bắt chước được như con người hay không.2 NHẬN THỨC MỚI VỀ ROBOTICS 1. Các nhận định về vai trò của robotics Trên nhiều diễn đàn quốc tế vai trò của Robotics đã được nhấn mạnh: “Trước đây người ta coi robot là một phương tiện để tiết kiém chi ph Jao dong, thế nhưng robotics ngày nay đã đóng vai trò quan trọng hơn troiỷ ‹sản xuất, chúng là một phần của kế hoạch cạnh tranh toàn cầu”.
Có diễn đàn quốc tế còn cho rằng Robotics có vị trí “cứu tỉnh trong quá trình toàn cầu hóa tăng tốc”. “Hiện nay và hơn bao giờ hết, nhu cầu tổn tại trong cạnh tranh là một động lực quyết định đầu tư cho ngành robotics. Một „ chuyên gia cho rằng đầu tu cho robotics là sự lựa chọn tốt hơn cả”. Tai triển lãm “Robot 2008, What's Next" ở Boston đã nhận xét: “Công, ty nào nhạy bền sớm ứng dụng những thành tựu mới cha Robotics thi có nhiều khả năng trở thành công ty đầu ngành”.
'Hàn Quốc đã nhận định rằng: “Robot thông minh có khả năng tiểm tàng, để trở thành động cơ phát triển chủ lực của đất nước” và dự kiến là đến năm 2020 các ngành này có thể đem lại gân 100 tỷ đôla. ` Đúng như nhận xét của Công ty Ford Motor *sự phát triển các khả- năng của robot đang mở đường cho chiến lược sản xuất nhiều cơ hội mới. Khả năng “nhìn được” của robot có thể đơn giản việc đâu tự để biến đổi thành hệ thống sản xuất tự động linh hoạt”. Đầu tư cho việc nghiên cứu “robot có thị giác” (Vision — guided robotics) 1a dé tiếp cận một vấn để có thể tác động đổi mới, hiện đại hóa hệ thống thiết bị công nghiệp với nhiều tính năng mới.
Thư vậy, những dẫn chứng trên đây càng khẳng định quan điểm cân nhanh chóng đầu tư cho vấn để “robot thông minh” để làm hạt nhân cho sự sáng tạo ra hệ thống thiết bị công nghiệp thông mình và đúng là Robotics đang trở thành nòng cốt cho sự phát triển cơ điện tử và cho ngành công nghiệp. Xuất hiện robot dịch vụ (SR), robot cá nhân (PR) cùng với robot công nghiệp (IR) Sự phát triển của cơ điện tử hiện đại đã tạo ra bước ngoặt lớn phát triển robotics. Từ những năm đâu thế kỷ 21 này, tỷ lệ đâu tư cho Robot công nghiệp (Industrial Robots.— IR), trên thế giới giảm đi 30%, riêng Nhật Bản giảm khoảng 60%, nhưng lại tăng rất cao cho Robot dich vụ (Service Robots ~ SR) va gần đây còn xuất hiện loại hình mới — Robot cá nhân (Personal Robots — PR), Robot dịch vụ phát triển rất nhanh chóng, rất da dạng trong các mặt hoạt động, đời thường cũng như trong an ninh, quốc phòng. Vấn dé cốt lõi cho sự phát triển các loại robot đó là các thành tựu vẻ robot thong minh.
Robotics trở thành hạt nhân cho sự phát triển robot công nghiệp hiện đại ề $ : Dac trưng của sản phẩm công nghiệp hiện đại là linh hoạt hóa để đáp ứng sự biến động thường xuyên của thị trường cạnh tranh. Cơ điện tử là công nghệ tích hợp liên ngành giữa cơ khí, điều khiển điện tử và công nghệ thông tìn tạo ra sự chuyển biến về chất với tư duy mới trong tổ chức công nghiệp sản xuất và trong bản thân sẵn phẩm tạo ra. Trong Robotics có hầu hết các vấn dé của cơ điện tử. Có thể nói robots là hình ảnh thu nhỏ của hệ thống các thiết bị công nghiệp hiện đại.
ở đây đã gặp phải nhiều vấn dể vẻ quan hệ giao tiếp giữa các bộ phận chấp hành cơ khí và hệ thống điều khiển, về sự tương tác với môi trường làm việc v.' ˆ Điều đó cắt nghĩa tại sao ở nhiều nước công nghiệp tiên tiến các môn học về robotics là bất buộc trong chưởng trình đào tạo cơ điện tử ở các trường đại học, cao đẳng kỹ thuật. Trong các khóa học cập nhật kiến thức tại các khu công nghiệp chương trình cũng đều có 2 phần: Phần riêng dé cap đến các hệ thống cơ § điện tử ứng dụng trong các nhóm ngành công nghiệp có nhiều người tham gia khóa học và phần chung để cập đến các nội dung chủ yếu của khoa học công.