Đồ án tốt nghiệp - Ứng dụng cánh tay robot 6 bậc tự do trong vẽ tranh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VÀ KỸ THUẬT TP.
HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
—————————₸♣₸—————————

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:
ỨNG DỤNG CÁNH TAY ROBOT 6 BẬC TỰ DO
TRONG VẼ TRANH
GVHD: ThS. Lê Hoàng Lâm
SVTH:
1. Phạm Trần Nguyên Vũ
2. Trần Hoàng Kha

19151200
19151021

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2023

TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
—————————
Tp. HCM, ngày tháng 06 năm 2023

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên 1: Phạm Trần Nguyên Vũ

Mã số sinh viên: 19151200

Họ và tên sinh viên 1: Trần Hoàng Kha

Mã số sinh viên: 19151021

Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa

Mã ngành: 151

Hệ đào tạo: Đại học chính quy

Mã hệ: 19

Khóa: 2019 Lớp: 19151CL
I.
II.

TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÁNH TAY ROBOT 6 BẬC TỰ DO TRONG
VẼ TRANH
NHIỆM VỤ
1. Các số liệu ban đầu:
o Thông số cơ bản (điện áp, dòng điện,...) của động cơ Servo và Driver
MR – J4.
o Thông số nhà sản xuất của bộ PLC Mitsubishi Q03UD CPU
o Thông số nhà sản xuất của bộ Motion CPU Mitsubishi Q173DS
o Thông số nhà sản xuất về các thông số cơ bản của Robot Denso.
o Tỉ số truyền của hộ số tại các trục của Robot 6 bậc tự do.
o Tài liệu cơ bản về lý thuyết động học, qui hoạch quĩ đạo và điều
khiển Robot của tác giả John J. Craig.
o Bài báo nghiên cứu ứng dụng cánh tay Robot công nghiệp 6 bậc tự
do vào việc vẽ tranh.
2. Nội dung thực hiện:
o Kết nối và giao tiếp giữa Driver – Servo với hệ Multiple CPU để thực
hiện điều khiển Robot.
o Xây dựng các bài toán về động học, quy hoạch quỹ đạo và không
gian làm việc của Robot.
o Thiết kế và thi công lắp ráp cơ khí (thiết kế tay cầm bút vẽ cho Robot
và xây dựng lắp ráp tụ điện).
o Xây dựng bài toán điều khiển Robot đến những ô chỉ định trên bảng
vẽ.
o Xây dựng bài toán vẽ các nét cơ bản (đường thẳng, hình tròn).
o Xây dựng bài toán vẽ hình cơ bản từ các nét cơ bản (hình tròn nội
tiếp hình vuông).

III.
IV.
V.

o Xây dựng bài toán vẽ theo hình mong muốn của người dùng.
3. Sản phẩm dự kiến:
o Hệ Robot 6 bậc tự do (bao gồm: cánh tay Robot 6 bậc tự do, tủ điện,
bàn vẽ).
o Chương trình điều khiển Robot.
o Chương trình kiểm chứng lý thuyết động học Robot
o Giao diện điều khiển Robot.
o Giao diện xử lý ảnh đưa vào để Robot vẽ tranh.
o Quyển báo cáo đồ án tốt nghiệp.
o Poster giới thiệu đồ án.
NGÀY GIAO ĐỀ TÀI:
06/02/2023
NGÀY HOÀN THÀNH ĐỀ TÀI:
30/06/2023
HỌ VÀ TÊN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN:

...

...
= -l3*cosd(theta2 + theta3) - d2*sind(theta2 +
theta3) - l2*sind(theta2)
x0 = 0 y0 = 0 z0 = 0
x1 = 0 y1 = 0 z1 = l1
x2 = d1*cosd(theta1)
y2 = d1*sind(theta1)
z2 = l1
x3 = cosd(theta1)*(d1 + l2*cosd(theta2))
y3 = sind(theta1)*(d1 + l2*cosd(theta2))
x4 = cosd(theta1)*p1 - sind(theta1)*p2
y4 = sind(theta1)*p1 + cosd(theta1)*p2
xee = l4*(cosd(theta1)*r3 - sind(theta1)*r6) +
cosd(theta1)*p1 - sind(theta1)*p2

BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

116

PHỤ LỤC

yee = l4*(sind(theta1)*r3 + cosd(theta1)*r6) +
sind(theta1)*p1 + cosd(theta1)*p2
plot([x0 x1 x2 x3 x4 xee], [y0 y1 y2 y3 y4 yee], -o,
LineWidth = 2, Color = b)
grid on
xlim([-1000 1000]) ylim([-1000 1000])
xlabel(x) ylabel(y)
name1 = theta1: + theta1 + theta2: + theta2 +
theta3: + theta3
name2 = theta4: + theta4 + theta5: + theta5 +
theta6: + theta6
title(corner set: + corner_set)
subtitle([name1, name2, unit: degree])
end
7. Mô phỏng Robot trong không gian 3 chiều
function plot_robot(corner_set, theta1, theta2, theta3,
theta4, theta5, theta6)
[d1, d2, l1, l2, l3, l4] = robot_data
r3 = -cosd(theta4)*sind(theta5)*cosd(theta2 + theta3) cosd(theta5)*sind(theta2 + theta3)
r6 = sind(theta4)*sind(theta5)
r9 = sind(theta2 + theta3)*cosd(theta4)*sind(theta5) cosd(theta2 + theta3)*cosd(theta5)
p1 = d1 + d2*cosd(theta2 + theta3) - l3*sind(theta2 +
theta3) + l2*cosd(theta2)
p2 = 0
p3 = -l3*cosd(theta2 + theta3) - d2*sind(theta2 +
theta3) - l2*sind(theta2)
x0 = 0 y0 = 0 z0 = 0
x1 = 0 y1 = 0 z1 = l1

BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

117

PHỤ LỤC

x2 = d1*cosd(theta1)
y2 = d1*sind(theta1)
z2 = l1
x3 = cosd(theta1)*(d1 + l2*cosd(theta2))
y3 = sind(theta1)*(d1 + l2*cosd(theta2))
z3 = l1 - l2*sind(theta2)
x4 = cosd(theta1)*p1 - sind(theta1)*p2
y4 = sind(theta1)*p1 + cosd(theta1)*p2
z4 = l1 + p3
xee = l4*(cosd(theta1)*r3 - sind(theta1)*r6) +
cosd(theta1)*p1 - sind(theta1)*p2
yee = l4*(sind(theta1)*r3 + cosd(theta1)*r6) +
sind(theta1)*p1 + cosd(theta1)*p2
zee = l4*r9 + l1 + p3
plot3([x0 x1 x2 x3 x4 xee], [y0 y1 y2 y3 y4 yee], [z0 z1
z2 z3 z4 zee], -o, LineWidth = 2, Color = b)
grid on
xlim([-1000 1000]) ylim([-1000 1000]) zlim([0 1000])
xlabel(x) ylabel(y) zlabel(z)
name1 = theta1: + theta1 + theta2: + theta2 +
theta3: + theta3
name2 = theta4: + theta4 + theta5: + theta5 +
theta6: + theta6
title(corner set: + corner_set)
subtitle([name1, name2, unit: degree])
end

BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

118