Đồ án thiết kế và chế tạo cánh tay robot bằng công nghệ in 3D tại HCMUTE

• Tác giả: Trần Khánh Khoa
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thanh Tâm
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử - Truyền Thông
• Đề tài: Thiết kế và chế tạo cánh tay robot bằng công nghệ in 3D
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.2. Phương pháp nghiên cứu
• 1.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.4. Giới hạn
• 1.5. Bố cục
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tổng quan về robot
• 2.2. Quá trình phát triển
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về Thiết kế cánh tay robot 3D tại HCMUTE

Đề tài Thiết kế và chế tạo cánh tay robot bằng công nghệ in 3D tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (HCMUTE) tập trung vào việc thiết kế và chế tạo một cánh tay robot 3D sử dụng công nghệ in 3D. Thiết kế cánh tay robot này là một dự án tốt nghiệp, đề cập đến nhiều khía cạnh của khoa học robot, từ khâu thiết kế robot 3D, mô hình cánh tay robot 3D, đến lập trình cánh tay robot. Thiết kế cơ khí cánh tay robot được thực hiện dựa trên cấu tạo cánh tay robot, sử dụng phần mềm thiết kế chuyên dụng như AutoCAD thiết kế robot hoặc Solidworks thiết kế robot. Quá trình chế tạo tận dụng công nghệ in 3D, cho phép in các bộ phận của cánh tay robot một cách hiệu quả và tiết kiệm chi phí. Thiết kế robot công nghiệp này nhằm mô phỏng chức năng của cánh tay robot 3D trong môi trường công nghiệp, mở ra nhiều ứng dụng của robot trong công nghiệp.

1.1. Mục tiêu và Phương pháp Nghiên cứu

Mục tiêu của đề tài là thiết kế robot tự động một cánh tay robot 3 trục sử dụng động cơ bước, thực hiện điều khiển cánh tay robot thông qua tập lệnh Gcode. Các mục tiêu cụ thể bao gồm: thực hiện in 3D và lắp ráp cánh tay robot, thiết kế và thi công mạch điều khiển, khảo sát tập lệnh Gcode trong CNC công nghiệp, viết chương trình cho vi điều khiển điều khiển cánh tay robot, và giao tiếp phần mềm máy tính để điều khiển cánh tay robot. Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và thực hành. Phần lý thuyết dựa trên nghiên cứu thiết kế robot, tìm hiểu các loại cánh tay robot và các tài liệu liên quan. Phần thực hành tập trung vào thiết kế robot công nghiệp , chế tạo và thử nghiệm mô hình cánh tay robot 3D. Việc lập trình cánh tay robot sử dụng phần mềm Arduino IDE và các phần mềm hỗ trợ khác trong quá trình điều khiển cánh tay robot. Đề tài cũng đề cập đến hướng phát triển robot, xu hướng thiết kế robot và thị trường robot.

1.2. Công nghệ và Phần mềm Sử dụng

Đề tài ứng dụng công nghệ in 3D cánh tay robot trong việc chế tạo cánh tay robot 3D. Phần mềm thiết kế robot được sử dụng để tạo ra mô hình cánh tay robot 3D trước khi in. Phần mềm in 3D được sử dụng để in các chi tiết của cánh tay robot. Phần mềm điều khiển cánh tay robot dựa trên tập lệnh Gcode, sử dụng phần mềm Arduino IDE và Gcode sender để giao tiếp và điều khiển. CNC và robot được liên kết chặt chẽ trong đề tài. Điều khiển cánh tay robot được thực hiện dựa trên hiểu biết về ngôn ngữ Gcode trong ứng dụng CNC. Việc thiết kế robot cũng cân nhắc đến việc tích hợp các thành phần điện tử và cơ khí, từ driver A4988 động cơ bước đến các cảm biến vị trí. Thiết kế cấu trúc cánh tay robot phải đảm bảo tính chính xác và khả năng hoạt động ổn định.

1.3. Ứng dụng và Đánh giá

Ứng dụng cánh tay robot được khảo sát, bao gồm các ứng dụng trong vẽ 2D, in 3D, khắc laser, và khoan CNC. Ứng dụng của robot trong công nghiệp là trọng tâm của đề tài. Dự án thiết kế robot này mang tính thực tiễn cao, giúp sinh viên hiểu rõ hơn về quá trình thiết kế robot tự động, từ khâu thiết kế, chế tạo đến lập trình và điều khiển. Việc sử dụng công nghệ in 3D giúp giảm thiểu chi phí và thời gian chế tạo. Thiết kế robot tại HCMUTE góp phần vào việc đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao trong lĩnh vực công nghệ robot. Đề tài cũng đưa ra những hạn chế và đề xuất hướng phát triển trong tương lai, bao gồm việc cải tiến mô hình sản phẩm, nâng cao độ chính xác và khả năng hoạt động của cánh tay robot 3D. Đề tài đóng góp vào sự phát triển của ngành cơ khí chế tạo máy HCMUTE và ngành cơ khí chính xác.