Chương I. GIỚI THIỆU DE TÀII.- ¿2 2+E+2E£+EE+EE+EEEEE+EErrerrxersee 4 1. Giới thiệu về Delta Robot. Thực trạng ngành công nghiệp robot hiện nay.
Ly do chon dé Sẽ. 5 Tàn ng ctha G8 tai cccccsssssssssssssssssessesssssssssussstssssssssssssissssussssnsssssssussesnsesuesssee 6 1. Đối tượng nghiên cứu. Pham vi nghién COU nh cố cố ẽố ẽẽẽ.
TONG QUAN DE TAL .-2- 2-52 2+ESE£EE£EEEEEEEEEEEEEEEerkerkerkrek 7 2. Các hướng nghiên cứu có liên quan đến dé tai trong và ngoài nước. Phân tích và đánh giá trong nưÓc. Phân tích và đánh gid ngoài nưỚc.
Những van đề còn tôn tại, chỉ ra van đề và phương pháp thực hiện. Phương pháp thực hiỆn.------c-ccccerrrirrrrriirrrriiirrrre 10 Chương 3.- 2-2 ©E+E2E2EE£EE£EEEEEEEEErkerkerrrrer 11 3. Mét sd phiên ban Delta robot dang được phat trién hién TIAY. Delta X Š PrO(Otype.
IRB 390 FlexPacker Delta robot.e---ecsccerxeerrrrrrrrrrrrrree 15 "da ch.««s HH HH HH 24 3. Module điều khién động cơ bước A4988 và Mạch CNC Shield V3. Module điều khiến động cơ bước A4988. Mạch CNC Shield V3.
Mạch điều khiển động cơ DC L298NN. Mạch Raspberry Pi 3 model B+ và Camera. Mạch Raspberry Pi 3B-+. Module Camera VỊ.
Máy bơm chân không và van điện tỪ. _ Van điện từ FESTO MHE3-MSIH.-ccccsrihHhHHHh HH ren 43 Chương 4. THIẾT KE VÀ XÂY DỰNG CÁNH TAY DELTA ROBOT. Tổng quan về thiết kế.
Chi tiết về các bộ phận của cánh tay Delta robot. Khung Delta rOoO(. Hộp điều khiển Delta robot. Bệ cố định Delta robo.
Bệ cố định. Gối đỡ vit me KPO8 và Puly GT2 I:2. Cánh tay trên Delta rObot. Cánh tay dưới Delta robot.
Tổng quan thiết kế. Khớp cầu thép SIBT vesssssesssssessssssesssnsesssssesissnessssnssssssesissnessssssenssseeseenee 54 4. Bệ di động Delta rObO(. Tổng quan thiết kế.
Bệ di động. Giác hút chân không.---ccccccveeieereerrrerertrrrtrriririirrrrrrrree 55 Chương 5. THIẾT KE HỆ THONG DIEU KHIEN DELTA ROBOT. Tổng quan hệ thống điều khiển cánh tay Delta robot.
Hệ thống xử lý ảnh từ camera. Hệ thống điều khiến cánh tay Delta robot. Hiệu chính tạo độ giữa camera và cánh tay Delta robot. Hệ thống điều khiển động cơ bước.
Thiết kế và xây dựng trang web điều khiển Delta robot. Nguyên lý hoạt động. __ Thiết kế giao diện trang Web.----eeerreerrreeerreerrrerrrrrrrrrere 64 Chương 6. THỰC NGHIỆM VA KẾT QUẢ.
Nội dung thực nghiỆm. Khảo sát phạm vi hoạt động của Delta robot. Khảo sát năng suất làm việc của Delta robot. Khảo sat tai trọng của Delta rObot.cccccccceeeeeeveeeeeereereeeree 67 Co sẽ.
69 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Robot Delta X được sáng lập bởi CEO Dang Hồng Trung .3 Robot Delta Cube (Nguồn: Trang thông tin điện tử EPFL News).1 Delta X 2 Develop Kit [1]. kg ng reg 12 Hình 3.- --- cv v91 9kg hư 14 Hình 3.3 IRB 390 FlexPacker Delta robot [.4 Hình ảnh một Delta robot cơ bảñ.-- cee 5 525 S2 E2 E£*E£+zE£zkEzze£zsersee 19 Hình 3.5 Ứng dụng của Delta robot trong sản xuất đây chuyễn.6 Ung dụng của Delta robot trong công nghiệp thực phẩm.7 Hình anh mô phỏng một Delta robot. -¿- ¿+ 5222 S+*+*£+++x+ec+xsxs+2 20 Hình 3.8 Hình ảnh mô phỏng các thông số của Delta robo(.9 Hình ảnh mô phỏng chuyền động của cánh tay Delta robot.10 Hình ảnh mặt cắt cánh tay Delta robot theo mặt phang YZ.11 Hình anh mô phóng cách tìm phương trình động hoc Delta robot.12 Vi điều khién STM32F103C816 .--2-©22-5225222S+2£xc2zxerreerxre 25 Hình 3.13 Sơ đồ hệ thống chân của board STM32F103C8T6.14 Module điều khiên động cơ bước A4988.15 Sơ đồ nối chân của module A4988. 12 1111111111 11111 11 111 1H nh nh nrp 30 Hình 3.18 Sơ đồ nối chân cho module L/298N.---5c-c5c++cc+cscrxrrrrreerrred 31 Hình 3.19 Mach Raspberry Pi 3ÌB~+.- - óc 111v S1 HH ket 32 Hình 3.20 Sơ đồ nối chân cho mach Raspberry Pi 3B+.
- - - 5 E1 9H ng HH rh 34 Hình 3.- 5 tk 2E E2 ng nghe 35 Hình 3.23 Van điện từ FESTO MHE3- MSIH.-- ¿+ 5: SScS+ssrsxerrersrrrrsee 36 Hình 3.25 Cấu tạo của động cơ ĐướỚc.---¿- - 2 + £+E+Ek+E£EE+EEEEEEEEEEEEEErkrrrkrrees 38 Hình 3.26 Mô tả cách điều khiển động cơ bước.-------¿©+ ++zx+zxzxezzxvred 39 Hình 3.27 Sơ đồ kết nỗi UART giữa 2 thiẾt bị.----- ¿52 2+E+E+Ec£zEcrxrrrkrrees 40 Hình 3.28 Mô tả cách truyền dit liệu bằng UARLT.- 2-2 2+5 s+s+cx+zczxeceei 41 Hình 3.29 Mô tả gói tin trong giao tiếp UART .30 Mô tả hoạt động của MOTT Broker .1 Thiết kế tong quan của Delta rObot.2 Mô tả thiết kế bộ khung cho Delta robot .- 2-5: 5555252 s+szx+ssc: 47 Hình 4.3 Hộp điều khiển của Delta robot .4 Bệ cố định của Delta rObOt.¿--52c55+ề+tt‡EkttEkkrrtkrrtrierrrieerrked 49 Hình 4.5 Thiết kế 2D của bệ cố định Delta robot.6 Động cơ bước của Delta robot .- -- 5 65c S2 ++*E+E+tE£vEe+eEerxexeexexrersea 50 Hình 4.7 Gối đỡ vitme KPO8 .8 Mô ta thông số và thiết kế của gối đỡ vitme KP08.10 Cánh tay trên của Delta robot .11 Mô phỏng thiết kế và thông số của cánh tay trên Delta robot .12 Cánh tay dưới của Delta robot .13 Khớp cầu thép SI3TT.-¿--¿- ¿5255 SxcSx‡E2EE2EE2EEErrxerxerxerrrrrrrerree 54 Hình 4.14 Bé di động của Delta rOOI. ¿2S 2222 SE £EE+tEexexetrexrsrererrxrs 55 Hình 4.15 Mô phỏng thiết kế và thông số bệ di động Delta robot.16 Giác hút chân không của Delta rObo(.17 Mô phỏng thiết kế va thông số của giác hút chân không.1 Sơ đồ hệ thống điều khiến cánh tay Delta robot .2 Sơ đồ nguyên lý xử lý anh của Delta robot.-- - 2-52 2+2 s+sezx+cse: 58 Hình 5.3 Sơ đồ nguyên lý điều khiển cánh tay delta robot.4 Sơ đồ xử lý tọa độ và điều khiển động cơ bước.5 Mô ta qua hình hiệu chỉnh tọa độ cho Delta robot.6 Không gian detect của camera sau khi tịnh tiến gốc tọa độ O.7 Mô hình hoạt động của trang Web.- -----s+ St s vs vrvrierirrrerrrrrke 63 Hình 5.8 Giao diện website quản ly Delta rObOI(.1 Đồ thị khảo sát phạm vi hoạt động Delta robot lần I.2 Đồ thị khảo sát phạm vi hoạt động của Delta robot lần 2.3 Đồ thị năng suất làm việc của Delta robot.----- ¿5c s+c++cs+c+xz+se2 67 Hình 6.4 Biéu đồ khảo sát tải trọng của Delta robot lần 1.5 Biéu đồ khảo sát tải trọng của Delta robot lần 2.---¿- 2 2 se ss2 68 Hình 6.6 Tổng quan thiết kế Delta robot .---2- 2 2 2 SE £E+EE+EE2E£+EzEe£xerxrez 70 DANH MỤC BANG Bang 3.1 Bang thông số kỹ thuật của Delta X 2 robot.2 Bảng thông số điện của Delta X 2 robo(.---- 2-5 2555s+sc2x+zezxezeei 13 Bang 3.3 Bang thông số kỹ thuật của Delta X S.--2- 25c 5cccx+cxczczezreccee 14 Bang 3.4 Bảng thông số kỹ thuật của IRB 390 FlexPacker Delta robot.5 Cau hình độ phân giải cho động cơ bước .6 Bang cấu hình các chân cho module L298N .1 Thông số kỹ thuật của Delta robot.-- 2-2 2 252 +E+£E+£++E++EzEzxerxee 69 TOM TAT KHÓA LUẬN Ngày nay, với việc phát trién chóng mặt của khoa học kỹ thuật vào công nông nghiệp đòi hỏi năng suất và hiệu suất làm việc của từng nhà máy công nông nghiệp phải tăng đáng kể. Không những thế, gần đây tình hình dịch bệnh Covid-19 xuất hiện khiến cho nguồn nhân lực của các công nghiệp trong nước lẫn ngoài nước bị hao hụt nặng khiến cho năng suất và chất lượng sản phâm đi xuống và điều này có thé sẽ làm suy thoái cho nền kinh tế của cả nước. Dé giải quyết van đề này, các doanh nghiệp và nhà máy đang dần dịch chuyền và bắt đầu ứng dụng các công nghệ tiên tiến vào trong các dây chuyền sản xuất đặc biệt là công nghệ robot thông minh.
Robot thông minh không chỉ dừng lại ở việc thực hiện một nhiệm vụ lặp đi lặp lại liên tục mà còn có thể thực hiện những thao tác doi hỏi sự chính xác cao. Trong nghiên cứu này, chúng em lựa chọn robot delta bởi đây là loại robot có cau trúc đơn giản, chỉ phí sản xuất thấp và được ứng dựng rộng rãi trong các nghành công nghiệp. Robot delta là một loại robot song song bao gồm ba cánh tay được nối với các khớp quay ở bệ cố định. Đặc điểm thiết kế chính của nó là sử dụng hình bình hành trong các cánh tay, giúp duy trì sự định hướng của bộ phận đầu cuối.
Robot Delta được sử dụng phổ biến trong công việc gap thả và đóng gói trong các nhà máy vì chúng có khả năng đi chuyên rất nhanh và thuận tiện trong các khâu đóng gói và phân loại các sản phẩm lỗi. Mục tiêu chính của đề tài là xây dựng cánh tay delta robot có khả năng phân loại được sản phâm theo màu sắc với tốc độ và độ chính xác trong khả năng nghiên cứu. Phương pháp thực hiện: -_ Thiết kế cánh tay delta robot bao gồm các thành phan chính: bệ cô định, động cơ, cảnh tay trên, cánh tay dưới, bệ di động, camera và máy hút khí. - Su dung board STM32 dé khiéu khién canh tay robot theo tọa độ (X, Y, Z) dựa vào phương trình động hoc Delta robot.
Từ tọa độ x, y, z của vật suy ra được vị trí góc của động cơ bước. - Su dụng board Raspberry Pi xử ly anh từ camera, xác định được tọa độ va màu sắc của sản phẩm. Truyền dir liệu đó về board STM32 thông qua giao thức UART. - — Giao tiếp board Raspberry Pi với cloud server.
Xây dựng ứng dụng quản lý hoạt động của robot. Trong bài khóa luận này chúng em sẽ chia làm đề tài ra làm 7 chương dé có thé làm rõ về cánh tay Robot Delta bao gồm: Chương | sẽ giới thiệu dé tài, trong chương này chúng em sẽ đưa ra các khái niệm về cánh tay robot công nghiệp và nguyên lý hoạt động của chúng. Chương 2 sẽ đưa ra tông quan dé tài, nhận định và các van đề còn gặp phải trong các nghiên cứu của trong và ngoài nước. Chương 3 sẽ nói về cơ sở lý thuyết của dé tài nghiên cứu.
Chương 4 và 5 sẽ là hai chương miêu tả quá trình thiết kế cơ khí cũng như điều khién trong dé tài khóa luận. Chương 6 sẽ là kết quả sau khi thiết kế và so sánh giữa số liệu thực tế với các số liệu của những nghiên cứu có liên quan. Và cuối cùng chương 7 sẽ là tong kết lại dé tài và hướng phát triển dé tài. 2 A MO DAU Có thé nói rằng hiện nay Robot đã mang tới cho cuộc sống con người một trải nghiệm hoàn toàn mới.
Những hãng Robot hàng đầu đến từ các nước như Đức, Nhật Bản, Nga, Hoa Kỳ ngày một khăng định sự hiện diện của robot là một phần không thể thiếu trong cuộc sông hiện nay và tương lai phía trước vì sự đa dạng và phong phú của chúng trên thi trường. Việc sử dụng cánh tay robot trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp đang ngày càng phổ biến và đây sẽ là một trong những cuộc cách mang công nghệ lớn đánh dau sự phát triển của nền kinh tế trên thế giới nói chung cũng như ở Việt Nam nói riêng. Đặc biệt, Delta robot là một loại robot song song, nhờ vào độ chính xác cao cộng với tốc độ gap — thả vật nhanh thì nó dan thay thé con người trong khâu sản xuất của các doanh nghiệp.