MỤC LỤC

GIỚI THIỆU:

1. Nhận xét của giáo viên hướng dẫn.

2. Nhận xét của giáo viên phản biện.

3. Mục lục.

PHẦN A: MỞ ĐẦU 1

PHẦN B: NỘI DUNG 3

Chương 1: Cở sở lý thuyết . 4.

1.1 Lý thuyết PLC S7-200 . 4

1.1.1 Giới thiệu PLC S7-200 4

1.1.2 Bộ nhớ PLC S7-200 . 6

1.1.3 Bộ điều rộng xung (PTO/PWM) . 7

1.1.4 Bộ đếm xung tốc độ cao 11

1.2 Tổng quan về Robot 18

1.2.1 Lịch sử phát triển 18

1.2.2 Hệ thống Robot 20

1.2.3 Phân loại Robot 20

1.2.4 Các khái niệm cơ bản . 22

1.3 Khảo sát tay máy 3 bậc tự do 29

1.3.1 Quy tắc Denavit-Hartenberg 29

1.3.2 Động học và động lực học thuận 30

1.3.3 Động học ngược . 39

1.4 Ứng dụng MATLAB 41

1.4.1 Xử lý ảnh trong MATLAB 41

1.4.2 OPC Toolbox . 50

1.5 Sơ lược các bộ truyền động 55

1.5.1 Bộ truyền động bánh răng thẳng . 55

1.5.2 Bộ truyền động bánh vít 56

1.6 Động cơ DC 57

1.6.1 Cấu tạo 57

1.6.2 Nguyên tắc hoạt động 58

1.6.3 Các phương pháp điều khiển . 58

1.7 Rotary Encoder . 59

1.7.1 Cấu tạo . 59

1.7.2 Nguyên tắc hoạt động 60

1.8 Van khí nén . 61

1.9 Xi lanh khí nén . 62

Chương 2: Thiết kế và thi công phần cứng 63

2.1 Thiết kế mạch . 63

2.1.1 Mạch nguồn 63

2.1.2 Mạch chuyển đổi áp . 64

2.1.3 Mạch công suất . 64

2.1.4 Mạch đảo chiều động cơ 65

2.1.5 Mạch lấy tín hiệu xung Encoder . 65

2.1.6 Relay đóng mở van khí 66

2.2 Thông số khâu, khớp của tay máy 68

2.2.1 Thông số khâu 68

2.2.2 Góc ban đầu 68

2.2.3 Thông số encoder . 68

2.2.4 Cách tính xung từ góc của khớp . 68

2.3 Thi công 69

2.3.1 Mạch điều khiển . 69

2.3.2 Hộp điều khiển . 70

2.3.3 Không gian làm việc 70

2.3.4 Tay máy . 71

Chương 3: Xây dựng phần mềm 72

3.1 Lưu đồ giải thuật cho toàn hệ thống . 72

3.2 Lưu đồ giải thuật cho xử lý ảnh 73

3.3 Lưu đồ giải thuật cho chương trình PLC 74

3.3.1 Lưu đồ giải thuật cho chương trình chính 74

3.3.2 Lưu đồ giải thuật cho chương trình con . 75

3.4 Giao diện điều khiển bằng MATLAB 77

PHẦN C: ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN . 78

Phụ lục . 80

Tài liệu tham khảo . 110

[TABLE="align: left"]

T

rong thời đại ngày nay, ngành công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế. Từ những ngành như sản xuất, chế biến lương thực thực phẩm, nước uống cho đến các ngành công nghệ chế tạo máy, công nghệ chế tạo ôtô, các ngành công nghệ cao v.v Tất cả những ngành đó có được hiệu quả kinh tế cao không ít nhờ vào các hệ thống sản xuất tự động, những Robot tự động, những tay máy công nghiệp, chúng đã thay thế sức lao động con người một cách hiệu quả nhất. Robot được sử dụng rộng rãi từ những nơi mà môi trường có tính độc hại, nguy hiểm, độ chính xác cao trong công nghiệp cho đến các công việc hằng ngày. Do vậy Robot có tầm quan trọng rất lớn và là một trong những lĩnh vực nghiên cứu hàng đầu trong thời đại ngày nay.

Là sinh viên chuyên ngành điện tử tự động, để bổ sung những kiến thức đã học cũng như nghiên cứu những vấn đề mới trong lĩnh vực điều khiển nên chúng em quyết định chọn đề tài “Điều khiển tay máy 3 bậc tự do dùng thị giác máy tính”. Thông qua luận văn chúng em sẽ khảo sát, nghiên cứu và điều khiển tay máy 3 bậc tự do để gắp vật cố định trên mặt phẳng nhờ sự trợ giúp bởi Camera xác định tọa độ vật.

Để điều khiển tay máy có thể dùng vi xử lý, vi điều khiển hoặc PLC kết hợp với mạch công suất, mạch cảm biến . Song thực tế cho thấy nếu xử lý ảnh dùng Camera số bằng vi điều khiển hoặc PLC thì rất khó thực hiện, tốc độ xử ảnh chậm và giá thành cao. Chúng em đã chọn phương pháp dùng máy tính để xử lý ảnh và điều khiển tay máy thông qua PLC. Mọi việc dễ dàng hơn nhiều và MATLAB trở thành phần mềm hữu hiệu để thực hiện theo cách trên. MATLAB tích hợp nhiều công cụ cho nhiều lĩnh vực trong đó có hai Toolbox cần thiết là: Image Processing Toolbox cho việc xử lý ảnh và OPC Toolbox cho việc kết nối PLC.

Mặc dù đã cố gắng hoàn thành luận văn đúng thời hạn nhưng trong quá trình thực hiện không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ quý Thầy cô và các bạn để đề tài của chúng em ngày càng hoàn thiện hơn