Thiết kế chế tạo hệ thống Robot 5 bậc tự do phục vụ đào tạo

Thiết kế chế tạo hệ thống Robot 5 bậc tự do phục vụ đào tạo THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ROBOT 5 BẬC TỰ DO PHỤC VỤ ĐÀO TẠO Design and Production of the 5-DOF Robot for Training Purpose Lê Anh Kiệt, Nguyễn Hồng Phúc, Phan Văn Đức Nguyễn Ngọc Lâm, Nguyễn Đình Uyên 1)Công ty Chế tạo máy A.K.B., 2)Trường ĐH Giao thông Vận tải Tp.HCM 3)Viện Nghiên cứu Điện tử-Tin học & Tự động hoá, 3)Trường ĐH Quốc tế Tp.HCM Phản biện 1: PGS. TS. Lê Hoài Quốc, Ban Quản lý Khu công nghệ cao Tp. Hồ Chí Minh Phản biện 2: GS. TS. Đào Văn Hiệp, Học viện Kỹ thuật Quân sự Tóm tắt Hệ thống AKB Robot được thiết kế chế tạo để sử dụng cho đào tạo về kỹ thuật điều khiển và tự động hoá, phù hợp với điều kiện thực tế trong nước. Hệ thống có khả năng phát triển để đào tạo về robotics, là sản phẩm thương hiệu Việt, có mức công nghệ tương đối cao, là sản phẩm có giá thành thấp, được nội địa hoá, nhằm thay thế thiết bị nhập ngoại. Hệ thống AKB Robot bao gồm: đầu cơ khí 5 bậc tự do chế tạo toàn bộ trong nước, Bộ điều khiển xây dựng trên các vi điều khiển PIC dùng cho công nghiệp, các thiết bị phụ trợ như bàn phím điều khiển và hiển thị, băng tải thí nghiệm, mẫu thử. Đầu cơ khí được gia công chính xác trên máy CNC, sử dụng các DC servor motor dẫn động tốc độ cao và encoder 10 bit/vòng. Hệ thống có các tính năng kỹ thuật như sau: tốc độ 600 mm/s; độ chính xác lặp lại nhỏ hơn + 0.8mm. Kèm theo thiết bị là bộ tài liệu hướng dẫn thực hành mẫu với 22 bài thí nghiệm từ mức cơ bản tới mức nâng cao, có thể đáp ứng cho 1 dải rộng các cơ sở đào tạo như dạy nghề tới đại học và phục vụ nghiên cứu. Hệ thống AKB Robot 5 bậc tự do đã được cung cấp cho thực nghiệm đào tạo ở 6 trường đại học tại Tp.HCM. Các nhận xét, đánh giá qua sử dụng cho thấy hệ thống hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu đào tạo. Giá cung cấp toàn bộ hệ thống không quá 40-50% giá thiết bị nhập ngoại tương đương và có thể cung cấp hàng loạt cho các cơ sở đào tạo. Abstract: The 5-DOF made-in Vietnam AKB Robot system is designed for a training purpose in control and automation fields and in robotics development. It has the high technology level and not expensive. The AKB Robot includes: the robot head, PIC-based controller, teach pendant, experimental conveyor, webcam and samples. It makes up on high speed DC motor (to 6,000 rpm) and 10-bit encoders. The system has the following parameters: max speed: 600 mm/s; repeat accuracy less than + 0.8mm. The training guide with 22-topics is supplied. That is suitable for job training or university education. The System had experimented and used in some universities that give good remarks. The system has price of 30-40% the equivalent importing set and potential to supply in series. Từ khoá: Robot, Bậc tự do, Điều khiển, thực hành. 1. Phần mở đầu Chương trình đào tạo về kỹ thuật điều khiển - tự động hoá và cơ điện tử hiện đang được triển khai ở hầu hết các trường đại học, cao đẳng, dạy nghề ở nước ta. Khó khăn đang gặp phải là sự thiếu thốn các phương tiện thực hành, trong đó, các thiết bị đào tạo về robot thường có giá thành cao. Kết quả là chỉ có các trường đại học hàng đầu trong nước mới có robot thực hành với số lượng hạn chế nhập từ nước ngoài. Ngoài ra, việc phát triển các thiết bị này cho nghiên cứu, ứng dụng và bảo hành sửa chữa cũng gặp những khó khăn đáng kể. Chính vì vậy, việc thiết kế chế tạo robot, sản xuất toàn bộ tại Việt Nam, phục vụ giảng dạy trong nước với giá thành thấp là rất cần thiết. Thị trường thế giới có các sản phẩm như Scorbot –ER5 [1] và Scorbot –ER9 [2] của Hãng Intelitek (hình 1), Staubli [3], Tuy nhiên, giá cung cấp toàn bộ các module và phần mềm đào tạo khá cao. Đề tài [4] nghiên cứu về robot 5 bậc tự do phục vụ đào tạo (hình 2), trong đó sử dụng đầu cơ khí Scorbot ER V Plus nhập ngoại [4]. Trong nước chưa có đơn vị nào thiết kế chế tạo đầu cơ khí của robot 5 bậc tự do. Ngoài ra, việc thiết kế chế tạo bộ điều khiển với tính năng công nghiệp, sử dụng những linh kiện mới cũng là một nhu cầu đặt ra cho đào tạo sát với sản xuất công nghiệp.