Đồ án hệ thống cơ điện tử doc

Lời nói đầu
Cơ điện tử là một trong những môn học quan trọng nhất của ngành Cơ điện
tử,đồ án môn học Cơ điện tử giúp sinh viên bước đầu làm quen với việc thiết
kế.Đây là kĩ năng cơ bản của người kĩ sư.Trong số rất nhiều các sản phẩm Cơ
điện tử ứng dụng vào trong công nghiệp thì Robot Công Nghiệp là một thiết bị
rất điển hình về mức độ tích hợp và được coi là một tế bào của hệ thống sản xuất
tự động linh hoạt. Trên quan điểm hệ thống điều khiển số nhiều trục đồng thời,
các hiểu biết về robot công nghiệp cũng đúng với các phần tử khác như máy
công cụ điều khiển số,trung tâm gia công…
Dưới sự hướng dẫn của Thầy giáo Th.s Nguyễn Trọng Du em đã hoàn thành
đồ án .Do khả năng còn hạn chế nên đồ án của em còn thiếu sót. Em rất mong
nhận được sự góp ý và hướng dẫn của thầy cô và các bạn.
Xin chân thành cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn và Bộ môn Robot công nghiệp
đã cho em những định hướng trong quá trình thực hiện đồ án này.
Hà nội, ngày tháng 6 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Khánh Hiệp Lâm Trung Hiếu
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ROBOT
1
L
Ị
CH
S
Ử

R
A Đ
Ờ
I
VÀ CÁC ĐỊNH NGHĨA
C

ỦA
RO
B
O
T

CÔ
N
G
N
GH
I
Ệ
P
Thuật ngữ “Robot” xuất phát từ tiếng Sec (Czech) “Robota” có nghĩa là
công việc tạp dịch trong vở kịch Rossum’s Universal Robots của Karel Capek,
vào năm 1921. Trong vở kịch nầy, Rossum và con trai của ông ta đã chế tạo ra
những chiếc máy gần giống với con người để phục vụ con người. Có lẽ đó là một
gợi ý ban đầu cho các nhà sáng chế kỹ thuật về những cơ cấu, máy móc bắt chước
các hoạt động cơ bắp của con người. Nó có khả năng bắt chước các thao tác cơ
bắp của bàn tay con người để thực hiện những nhiệm vụ trong lao động, sản xuất,
đặc biệt là trong môi trường khắc nhiệt, để giúp con người thoát khỏi những điều
kiện làm việc nguy hiểm.

Hiện nay có nhiều định nghĩa về Robot, có thể điểm qua một số định nghĩa
như sau:
Định nghĩa theo tiêu chuẩn AFNOR (Pháp)
Robot công nghiệp là một cơ cấu chuyển động tự động có thể lập trình, lặp lại các
chương trình, tổng hợp các chương trình đặt ra trên các trục tọa độ; có khả năng
định vị, định hướng, di chuyển các đối tượng vật chất: chi tiết, dao cu, gá lắp…

theo những hành trình thay đổi đã chương trình hóa nhằm thực hiện các nhiệm vụ
công nghệ khác nhau.
Định nghĩa theo RIA (Robot institute of America):
Robot là một tay máy vạn năng có thể lặp lại các chương trình được thiết kế để di
chuyển vật liệu, chi tiết, dụng cụ hoặc các thiết bị chuyên dùng thông qua các
chương trình chuyển động có thể thay đổi để hoàn thành các nhiệm vụ khác nhau.
Định nghĩa theo
OCT
Γ
25686-85 (Nga)
Robot công nghiệp là một tay máy tự động, được đặt cố định hoặc di động được,
liên kết giữa một tay máy và một hệ thống điều khiển theo chương trình, có thể lập
trình lại để hoàn thành các chức năng vận động và điều khiển trong quá trình sản
xuất.
Có thể nói Robot công nghiệp là một tay máy tự động linh hoạt thay thế từng
phần hoặc toàn bộ các hoạt động cơ bắp và hoạt động trí tuệ của cong người trong
nhiều khả năng thích nghi khác nhau.
Robot công nghiệp có khả năng chương trình hóa linh hoạt trên nhiều trục
chuyển động, biểu thị cho số bậc tự do của chúng. Robot công nghiệp được trang bị
những bàn tay máy hoặc các cơ cấu chấp hành, giải quyết những nhiệm vụ xác định
trong các quá trình công nghệ: hoặc trực tiếp tham gia thực hiện các nguyên công
(sơn, hàn, phun phủ, rót kim loại vào khuôn đúc, lắp ráp máy…) hoặc phục vụ các
quá trình công nghệ (tháo lắp chi tiết gia công, dao cụ, đồ gá…) với những thao tác
cầm nắm, vận chuyển và trao đổi các đối tượng với các trạm công nghệ, trong một
hệ thống máy tự động linh hoạt, được gọi là “Hệ thống tự động linh hoạt Robot
hóa” cho phép thích ứng nhanh và thao tác đơn giản khi nhiệm vụ sản xuất thay
đổi.
1.1 Các bộ phận cấu thành Robot
1.1.1 Các thành phần chính của Robot công nghiệp
Một Robot công nghiệp thường bao gồm cách thành phần chính như: cánh

tay robot, nguồn động lực, dụng cụ gắn lên khâu chấp hành cuối, các cảm biến, điều
khiển thiết bị dạy học, máy tính… các phần mềm lập trình cũng nên được coi là
một phần của hệ thống Robot. Mối quan hệ giữa các thành phần trong Robot như
trong hình:
Hình 1.1: Các bộ phận của hệ thống Robot
Cánh tay Robot (tay máy) là kết cấu cơ khí gồm các khâu liên kết với nhau
bằng các khớp động để có thể tạo nên những chuyển động cơ bản của Robot.
Nguồn động lực là các động cơ điện (một chiều hoặc động cơ bước), các hệ thống
xylanh khí nén, thủy lực để tạo động lực cho tay máy hoạt động.
Dụng cụ thao tác được gắn lên khâu cuối của Robot, dụng cụ của Robot có
thể có nhiều kiểu khác nhau như: dạng bàn tay để nắm bắt đối tượng hoặc các công
cụ làm việc như mỏ hàn, đá mài, đầu phun sơn…
Thiết bị dạy - học (Teach – Pendant) dùng để dạy cho Robot các thao tác cần
thiết theo yêu cầu của quá trình làm việc, sau đó robot tự lặp lại các động tác đã
được dạy để làm việc (Phương pháp lập trình kiểu dạy học).
Các phần mềm để lập trình và các chương trình điều khiển Robot được cài
đặt trên máy tính, dùng điều khiển Robot thông qua bộ điều khiển (Controller). Bộ
điều khiển còn được gọi là Modun điều khiển (hay Unit, Driver), nó thường được
kết nối với máy tính. Một Modun điều khiển có thể còn có các cổng Vào – Ra (I/O
port) để làm việc với nhiều thiết bị khác nhau như các cảm biến giúp Robot nhận
biết trạng thái của bản thân, xác định vị trí của đối tượng làm việc hoặc các dò tìm
khác; điều khiển các băng tải hoặc cơ cấu cấp phôi phối hợp với Robot…
1.1.2 Kết cấu của tay máy
Như đã nói trên, tay máy là thành phần quan trọng, nó quyết định khả năng làm
việc của Robot. Các kết cấu của nhiều tay máy được phỏng theo cấu tạo và chức
năng của tay người; tuy nhiên ngày nay, các tay máy được thiết kế rất đa dạng,
nhiều cánh tay Robot có hình dáng rất khác xa cánh tay con người. Trong thiết kế
và sử dụng tay máy, chúng ta cần quan tâm đến các thông số hình – động học, là
những thông số liên quan đến khả năng làm việc của Robot như: tầm với (hay
trường công tác), số bậc tự do (thể hiện sự khéo léo linh hoạt của Robot), độ cứng

vững, tải trọng vật nâng, lực kẹp…
Các khâu của Robot thường thực hiện hai chuyển động cơ bản:
 Chuyển động tịnh tiến theo hướng x,y.z trong không gian Đề Các, thông
thường tạo nên các hình khối, các chuyển động này thường ký hiệu là T
(translation) hoặc P (Prismatic).
 Chuyển động quay quanh các trục x,y,z ký hiệu là R
Tùy thuộc vào số khâu và sự tổ hợp các chuyển động (R và T) mà tay máy có
các kết cấu khác nhau với vùng làm việc khác nhau. Các kết cấu thường gặp của
Robot là Robot kiểu tọa độ Đề Các, tọa độ trụ, tọa độ cầu, Robot Scara, hệ tọa độ
góc (phỏng sinh)…
1.2 Bậc tự do và các tọa độ suy rộng
1.2.1 Bậc tự do:
Bậc tự do là số khả năng chuyển động của một cơ cấu (chuyển động quay
hoặc tịnh tiến). Để dịch chuyển một vật thể trong không gian, cơ cấu chấp hành của
Robot phải đạt được một số bậc tự do. Nói chung cơ hệ của Robot là một cơ cấu
hở, do đó bậc tự do của Robot có thể tính theo công thức:
Trong đó:
 n – Số khâu động.
 p
i
– Số khớp loại i (i=1,2,…,5: Số bậc tự do bị hạn chế).
Đối với các cơ cấu có các khâu được nối với nhau bằng khớp quay hoặc tịnh
tiến (khớp loại 5) thì số bậc tự do bằng với số khâu động. Đối với các cơ cấu hở, số
bậc tự do bằng tổng số bậc tự do của các khớp đông.
Để định vị và định hướng khâu chấp hành cuối một cách tùy ý trong không gian
3 chiều Robot cần có 6 bậc tự do, trong đó 3 bậc tự do để định vị và 3 bậc tự do để
định hướng. Một công việc đơn giản nâng hạ, sắp xếp… có thể yêu cầu số bậc tự do
ít hơn. Các Robot hàn, sơn… thường yêu cầu 6 bậc tự do. Trong đó một số trường
hợp cần sự khéo léo, linh hoạt hoặc khi cần phải tối ưu hóa quỹ đạo… người ta
dùng Robot với số bậc tự do lớn hơn 6.

1.2.2 Tọa độ suy rộng
Mỗi Robot thường bao gồm nhiều khâu (links) liên kết với nhau qua các
khớp (joints) tạo thành một xích động học xuất phát từ một khâu cơ bản (base)
đứng yên. Hệ tọa độ gắn với khâu cơ bản là hệ tọa độ cơ bản (hay hệ tọa độ chuẩn).
Các hệ tọa độ trung gian khác gắn với các khâu động gọi là hệ tọa độ suy rộng.
Trong từng thời điểm hoạt động, các tọa độ suy rộng xác định cấu hình của Robot
bằng các chuyển dịch dài hoặc các chuyển dịch góc của khớp tịnh tiến hoặc khớp
quay. Các tọa độ suy rộng còn được gọi là biến khớp.
Hình 1.2: Tọa độ suy rộng
Các hệ tọa độ gắn trên các khâu của Robot phải tuân theo quy tắc bàn tay
phải: Dùng tay phải, nắm hai ngón út và áp út vào lòng bàn tay, xòe 3 ngón: cái,
trỏ và giữa theo 3 phương vuông góc nhau, nếu chọn ngón cái là phương và chiều
của trục x, thì ngón trỏ chỉ phương và chiều của trục y, ngón giữa chỉ phương và
chiều của trục z. Trong Robot ta thường dùng chữ O và chỉ số n để chỉ hệ tọa độ
gắn trên khâu thứ n. Như vậy hệ tọa độ cơ bản (Hệ tọa độ gắn với khâu cố định) sẽ
ký hiệu là O
0
; hệ tọa độ gắn trên các khâu trung gian thứ i tương ứng sẽ là O
i
, hệ tọa
độ gắn trên khâu chấp hành cuối cùng ký hiệu là O
n
.
Hình 1.3: Quy tắc bàn tay phải
1.2.3 Hệ tọa độ và vùng làm việc
Trường công tác (hay vùng làm việc,không gian công tác) của Robot là toàn
bộ thể tích được quét bởi khâu chấp hành cuối khi Robot thực hiện tất cả các
chuyển động có thể. Trường công tác bị rằng buộc bởi các thông số hình học của
Robot cũng như các rằng buộc cơ học của các khớp; ví dụ, một khớp quay có
chuyển động nhỏ hơn một góc 360

o
. Người ta thường dùng hai hình chiếu để mô tả
trường công tác của một Robot.
Hình 1.4: Vùng làm việc của Robot
1.3 Phân loại Robot công nghiệp
Robot công nghiệp rất phong phú đa dạng, có thể được phân loại theo các cách
dưới đây:
1.3.1 Phân loại theo kết cấu:
Theo kết cấu của tay máy người ta phân thành Robot kiểu tọa độ Đề Các,
kiểu tọa độ trụ, kiểu tọa độ cầu, kiểu tọa độ góc, Robot kiểu Scara.
1.3.2 Phân loại theo hệ thống truyền động:
Có các kiểu truyền động phổ biến là:
- Hệ truyền động điện: Thường dùng các động cơ điện 1 chiều hoặc các động
cơ bước. Loại truyền động này dễ điều khiển, kết cấu gọn nhẹ.
- Hệ truyền động thủy lực: có thể đạt được công suất cao, đáp ứng những điều
kiện làm việc nặng. Tuy nhiên hệ thông thủy lực thường có kết cấu cồng
kềnh, tồn tại độ phi tuyến lớn khó khi xử lý điều khiển.
- Hệ truyền động khí nén: có kết cấu gọn nhẹ hơn do không cần dẫn ngược
nhưng phải gắn liền với trung tâm tạo ra khí nén. Hệ này làm việc với công
suất trung bình, nhỏ, kém chính xác, thường chỉ thích hợp với Robot hoạt
động theo chương trình định sẵn với các thao tác đơn giản “nhấc lên – đặt
xuống”.
1.3.3 Phân loại theo ứng dụng
Dựa vào ứng dụng của Robot trong sản xuất có Robot sơn, Robot hàn, Robot
lắp ráp, Robot chuyển phôi vvv…
1.3.4 Phân loại theo cách thức và đặc trưng của phương pháp điều khiển
Có Robot điều khiển hở (mạch điều khiển không có các quan hệ phản hồi),
Robot điều khiển kín (hay điều khiển servo): sử dụng cảm biến, mạch phản hồi để
tăng độ chính xác và mức độ linh hoạt điều khiển.
Ngoài ra còn có các cách phân loại khác tùy theo quan điểm và mục đích

nghiên cứu.
1.4 Ứng dụng của Robot công nghiệp
Từ khi ra đời Robot công nghiệp được áp dụng trong nhiều lĩnh vực dưới góc
độ thay thế sức người. Nhờ vậy các dây chuyền sản xuất được tổ chức lại,năng suất
và hiệu quả tăng lên rõ rệt.
Mục tiêu ứng dụng của Robot công nghiệp nhằm góp phần nâng cao năng suất
dây chuyền công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lượng vả khả năng cạnh tranh
của sản phẩm đồng thời cải thiện điều kiện lao động. Đạt được các mục tiêu trên là
nhờ vảo những khả năng to lớn của Robot như: làm việc không biết mệt mỏi, rất dễ
dàng chuyển nghề một cách thành thạo, chịu được phóng xạ và môi trường làm việc
độc hại, nhiệt độ cao, “cảm thấy” được cả từ trường và “nghe” được cả sóng siêu
âm…Ngoài ra còn được dùng trong công việc đơn điệu dễ gây mệt mỏi, nhầm lẫn.
Ngày nay đã xuất hiện nhiều dây chuyền sản xuất tự động gồm các máy CNC,
Robot công nghiệp, các dây chuyền đó đạt mức tự động hóa,mức linh hoạt cao.Ở
đây các máy và Robot được điều khiển bằng cùng một hệ thống chương trình.
Ngoài các phân xưởng, nhà máy, kỹ thuật Robot cũng được sử dụng trong việc khai
thác thềm lục địa và đại dương, trong y học, sử dụng trong quốc phòng, trong trinh
phục vũ trụ, công nghiệp nguyên tử, trong các lĩnh vực xã hội…
Rõ ràng là khả năng làm việc của Robot trong một số điều kiện vượt hơn khả
năng con người; do đó nó là phương tiện hữu hiệu để tự động hóa, nâng cao năng
suất lao động, giảm nhẹ cho con người những công việc nặng nhọc và độc hại.
Nhược điểm lớn nhất của Robot là chưa linh hoạt như con người, trong dây chuyền
tự động nếu có Robot bị hỏng có thể làm ngừng hoạt động cả dây chuyền, cho nên
Robot vẫn hoạt động dưới sự giám sát của con người.
CH
Ư
Ơ
N
G
2

:
Đ
Ộ
N
G

HỌC

T
AY
M
ÁY
2
P
H
ÂN
T
Í
CH
N
H
I
Ệ
M
VỤ
C
ỦA
RO
B
O

T

Robot được thiết kế với mục đích phục vụ trong giáo dục, trong các mô
hình thí nghiệm như cấp phôi trong dây truyền CIM, cấp phôi cho các máy gia
công tự động như máy phay CNC,máy tiện CNC ,thực hiện công việc hàn…
Robot được thiết kế và phát triển để mô phỏng một robot công nghiệp.
Các cấu trúc mở của cánh tay robot cho phép học sinh,sinh viên quan sát và tìm
hiểu về nội bộ cơ chế hoạt động của robot nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu
động học, động lực học robot.
2.1
CHỌ
N
P
H
Ư
Ơ
N
G
ÁN
T
H
I
ẾT

K
Ế
Đ
Ộ
N
G

HỌC

- Độ
n
g
h
ọc
t
hu
ậ
n
: Thiết lập phương trình động học thuận theo phương
pháp Denavit-Hartenberg. Đây là phương pháp thông dụng và tiện ích nhất hiện
nay để nghiên cứu bài toán động học tay máy.Quy tắc DH

Hình 2.1: Hệ tọa độ trục khớp
Một cách tổng quát tay máy coi là có n khâu, trong đó khâu thứ i liên kết
khớp (i) với khớp (i+1) như hình vẽ. Theo quy tắc DH các hệ tọa độ được xác
định theo quy ước sau:
-
T
r
ục tọ
a
độ
z
i t
r
ùng

v
ớ
i t
r
ục qu
a
y
củ
a

k
h
ớ
p (i
+
1), gốc t
r
ùng
v
ớ
i ch
â
n
củ
a
đ
ườ
ng
v
uông góc chung gi

ữ
a
t
r
ục qu
a
y

k
h
ớ
p (i)
v
à
t
r
ục qu
a
y

k
h
ớ
p (i
+
1), t
r
ục
x
củ

a
nó t
r
ùng
v
ớ
i đ
ườ
ng
v
uông góc chung
v
à
h
ướ
ng t
ừ
t
r
ục (i-1) t
ớ
i t
r
ục (i), t
r
ục
y
t
ự

x
á
c định theo qu
y
t
ắ
c b
à
n t
a
y
ph
ả
i.
-
T
r
ục tọ
a
độ
z
i t
r
ùng
v
ớ
i t
r
ục qu
a

y
củ
a

k
h
ớ
p (i), t
r
ục
x
t
r
ùng ph
ươ
ng
đ
ườ
ng
v
uông góc chung gi
ữ
a
t
r
ục (i-1)
v
à

k

h
ớ
p (i), chiều d
ươ
ng h
ướ
ng t
ừ
t
r
ục (i-
1) t
ớ
i
k
h
ớ
p (i).
T
r
ục
y
t
ự

x
á
c định theo qu
y
t

ắ
c b
à
n t
a
y
ph
ả
i.
- Qu
y

ướ
c c
á
c góc
v
à

k
ho
ả
ng c
á
ch t
r
ên l
ượ
c đồ nh
ư

s
a
u
:


i
a
l
à

k
ho
ả
ng c
á
ch gi
ữ
a
h
a
i
k
h
ớ
p theo ph
ươ
ng đ
ườ
ng

v
uông góc chung.

i
d
l
à

k
ho
ả
ng c
á
ch gi
ữ
a
gi
a
o điể
m
củ
a
h
a
i đ
ườ
ng
v
uông góc chung
v

ớ
i t
r
ục qu
a
y
,
tính theo ph
ươ
ng củ
a
đ
ườ
ng
v
uông góc chung.

i
β
l
à
góc qu
a
y
qu
a
nh t
r
ục
x

i để
1i
z
−
đến t
r
ùng
v
ớ
i
i
z

i
α
l
à
góc qu
a
y
qu
a
nh t
r
ục
1i
z
−
để
1i

x
−
đến t
r
ùng
v
ớ
i
i
x
Công việc còn lại là biến đổi sao cho hệ quy chiếu
1i
O
−
trùng với hệ quy chiếu
i
O
Trình tự biến đổi thực hiện như sau:
Tịnh tiến
1i
O
−
theo trục (
1 1i i
O Z
− −
) một lượng
i
d
bằng ma trận tịnh tiến.Quay

hệ quy chiếu
'
i
O
vừa nhận được một góc
i
α
quanh trục
'
i
Z
bằng ma trận quay.
Nhân hai ma trận này với nhau có ma trận biến đổi thuần nhất của bước này như
sau:
Tịnh tiến hệ quy chiếu
'
i
O
theo trục
'
i
x
một lượng
i
a
bằng ma trận tịnh tiến
Quay hệ quy chiếu nhận được ở bước trên quanh trục
'
i
x

góc
i
β
để hoàn thiện.
Nhân hai ma trận này với nhau có ma trận biến đổi thuần nhất của bước này như
sau:
Ma trận biến hình tổng hợp đạt đựơc bằng cách nhân hai ma trận trên có dạng:
-Có một số trường hợp đặc biệt của quy tắc DH như sau:
Các hệ quy chiếu được định vị dựa vào giao điểm của đường vuông góc
chung giữa hai trục quay, vậy trong trường hợp hai trục quay song song với nhau
có thể tùy ý chọn vị trí gốc hệ quy chiếu. Đồng thời trong trường hợp đó việc quay
quanh trục x là không cần thiết.
-Trong trường hợp hai trục quay giao nhau, lượng tịnh tiến theo phương trục
x =0.
- Độ
n
g
h
ọc
n
g
ư
ợ
c
R
o
b
o
t
: Có 3 phương pháp nghiên cứu động học ngược Robot

+Phương pháp hình học : Áp dụng cho các bài toán đơn giản như 2 khâu,2
khớp
+Phương pháp giải tích: Áp dụng cho các bài toán phức tạp hơn với n khâu,
n khớp.
+Phương pháp số: Ở đây sử dụng ta sử dụng thuật toán GRG được tích
hợp trong chức năng Solver của excel.Việc giải bài toán ngược được ứng dụng
bằng phương pháp tối ưu hàm Banana chạy trên MS Excel.
2.2
H
Ệ

T
Ọ
A Đ
Ộ

C
ỦA
RO
B
O
T

Chọn hệ tọa độ cho Robot như trên hình vẽ: Hệ tọa độ gốc gắn với dá. Các hệ
tọa độ khác gắn trên các khâu,khớp và di chuyển cùng khâu khớp trong quá
trình chuyển động(hệ tọa độ động). Với:
1
200( )d mm=
2
215( )a mm=

3
215( )a mm=
4 5
170( )d d mm+ =
2.3
H
Ệ

P
H
Ư
Ơ
N
G

T
R
Ì
N
H
Đ
Ộ
N
G

HỌC

T
H
UẬN

Robot có 5 bậc tự do.
Bảng DH của Robot:
Ma trận
1
i
i
A
+
dạng tổng quát
Trong đó:
Ma trận tọa độ lý thuyết
5
0
T
là tích của các ma trận
1
i
i
A
+
5 0 0 0 0 0
0 1 2 3 4 5
T A A A A A=
Bt(2.1)
Ta có ma trận tọa độ lý thuyết có dạng tổng quát là :
Vậy ta có:
2.4 BÀ
I

T

O
ÁN Đ
Ộ
N
G

HỌC
N
G
Ư
ỢC

Ma trận tọa độ lý thuyết là:
Ma trận tọa độ thực
P
i có dạng tổng quát là:
Trong đó



CHƯƠNG III:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM AUTODESK
INVENTOR
3 Tổng quan về Autodesk Inventor
Autodesk Inventor là phần mềm CAD ứng dụng trong thiết kế cơ khí với nhiều
khả năng mạnh trong thiết kế mô hình Solid,có giao diện người dùng thuận tiện và
trực quan.
Cấu trúc hệ thống của Autodesk Inventor tạo ra thế mạnh về thiết kế mô hình
3D,quản lý thông tin,hợp tác thiết kế và hỗ trợ kĩ thuật.Một số điểm mạnh trong
cấu trúc hệ thống này là :
-Thiết kế mạch lạc,sử dụng công nghệ phát triển thông dụng (như COM và

VBA)
-Tương thích với phần cứng hiện đại,như Card OpenGL và Dual Processors.
-Có khả năng xử lý hàng ngàn chi tiết và các cụm lặp lớn.
-Cung cấp giao diện lập trình ứng dụng (Application Program Interface –
API) và cấu trúc mở rộng với công nghệ COM để tạo lập và chạy các ứng dụng thứ
ba (Third-party application ).
-Có khả năng trao đổi trực tiếp dữ liệu thiết kế với bản vẽ 2D của
AutoCad,mô hình 3D của Mechanical Desktop hoặc mô hình STEP từ hệ thống
CAD khác.
3.1 Giao diện người dùng
Giao diện người dùng của Autodesk Inventor theo chuẩn chung các ứng dụng
trên Windown.
Có 2 thành phần chính trong giao diện của Autodesk Inventor:
-Cửa sổ ứng dụng xuất hiện mỗi khi Autodesk Inventor được mở ra
-Cửa sổ đồ họa được hiển thị khi một file được mở.Nếu có nhiều file cùng
được mở thì file đang làm việc sẽ nằm trên cửa sổ hiện hành
Hình 3.1. Cửa sổ làm việc của Autodesk Inventor 2011
3.1.1 Cửa sổ duyệt (Browser)
Browser hiển thị kết cấu dạng nhánh cây của các chi tiết,các cụm lắp và các
bản vẽ trong file đang hoạt động.Mỗi môi trường có Browser riêng của mình hình
trên minh họa Browser trong môi trường lắp ráp và thanh công cụ của nó
3.1.2 Các thanh công cụ
Hình 3.2. Thanh công cụ Sketch
3.1.3 Menu ngữ cảnh
3.1.4 Các file mẫu (Templates)
Autodesk Inventor cung cấp các mẫu cho 4 kiểu file trong Autodesk Inventor
: Part,Assembly, Presentation và Drawing. Các file Part cũng có thể được sử dụng
cho các Catalog và các chi tiết từ kim loại tấm (Sheet Metal).
Hình 3.3. Hộp thoại lựa chọn file mẫu
Mẫu cho các kiểu file khác nhau này nằm trong hộp thoại của chương

trình,nó được hiển thị khi ta kích chuột vào tùy chọn để mở một file mới. Các thẻ
Default, English và Metric chứa đựng các mẫu file với đơn vị đo và tiêu chuẩn vẽ
tương ứng.
3.2 Xuất nhập dữ liệu
Có thể nhập các file dạng SAT, STEP và các file AutoCAD, Mechanical
Desktop để dùng trong chương trình. Ta cũng có thể ghi các file Part và file
Assembly trong chương trình thành một vài dạng file khác. Có thể ghi các file bản
vẽ của Autodesk Inventor như là các file DXF hoặc các file (DWG) của AutoCAD
Các file AutoCAD
-Nhập bản vẽ AutoCAD (.dwg) thành một sketch: Mở Autodesk Inventor
part file hoặc drawing file kích hoạt chế độ sketch. Kích chuột vào File->open sau
đó chọn file bản vẽ AutoCAD (*.dwg) từ danh sách các kiểu file (File of Type
list). Duyệt và chọn file sau đó kích chuột vào Open. Trong hộp thoại chọn
AutoCAD Drawing Data sau đó chọn đơn vị đo thích hợp. Kích chuột nút >>để
chọn thêm các tùy chọn nhập file và kích chuột vào OK
-Nhập bản vẽ AutoCAD (.dwg) thành một bản vẽ trong Autodesk Inventor:
Mở Autodesk Inventor Drawing file. Chọn File->open sau đó chọn file bản vẽ
(.dwg) từ danh sách các kiểu file (File of Type list) . Duyệt và chọn file cần
nhập,sau đó kích chuột vào Open.
-Xuất dữ liệu ra môi trường AutoCAD: Chọn File -> Save Copy As sau đó
chọn AutoCAD drawing (.dwg) từ Save as Type list (danh sách các dạng file được
ghi ra )…Nhập vào tên file và kích chuột vào Option để tùy chọn thích hợp sau đó
kích vào Save
Các file như SAT,STEP( *.stp,*.ste,*step)…làm tương tự
C
hư
ơ
n
g
IV

:

T
H
I
ẾT

K
Ế

C
Á
C
B
Ộ

P
H
ẬN
CƠ

KH
Í BẰNG
PHẦN MỀM
AUTODESK INVENTOR
4
M
ô
h
ì

nh

d
ẫ
n

đ
ộ
n
g
R
o
b
o
t

Hình 4.1: Mô hình dẫn động Robot
Trên đây là mô hình dẫn động của robot.
Vì kết cấu của robot là nhỏ nên sử dụng bộ truyền bánh răng và bộ truyền đai
răng để dẫn động. Các động cơ được đưa về gần với giá đỡ để hạ thấp trọng tâm
robot.Trong đó:
+Khớp quay thứ nhất được dẫn động qua bộ truyền bánh răng với tỷ số truyền là
2 nhờ động cơ 1.
+Khớp số 2 được dẫn động qua cặp bánh răng với tỷ số truyền 3 nhờ động cơ 4
+Khớp quay số 3được dẫn động qua 1 bộ truyền bánh răng và một bộ truyền
đai nhờ động cơ số 5.
+Khớp quay số 4 và 5 được dẫn động qua 3 bộ truyền đai và khớp cổ tay cầu
nhờ động cơ 2,3 và 6.
4.1
T

h
iế
t

k
ế c
h
i
t
iế
t

Các chi tiết đã được thiết kế và lắp giáp trên mô hình 3D bằng phần
mềm Inventor đảm bảo thỏa mãn về tầm với,vùng làm việc cũng như yêu cầu
công nghệ.

Hình 4.2: Mô hình thiết kế và lắp rắp 3D ( mặt trước và sau của Robot )
Một số bộ phận của Robot Scorbot
STT Tên bộ phận Số lượng Vật liệu
1 Bộ phận đế 1 Thép hợp kim
2 Motor 4
3 Bộ phận thân máy 1 Thép hợp kim
4 Cánh tay 1 2
5 Cánh tay 2 1
6 Bánh răng thẳng lớn 1 Thép cácbon
7 Bánh răng thẳng nhỏ 1 Thép cácbon
8 Bánh răng côn 3 Thép cácbon
9 Bộ truyền đai răng 8
10 Ổ bi 2 Thép hợp kim
11 Bộ phận công tác 1 Thép hợp kim

12 Trục 4 Thép hợp kim
13 Bạc lót 18
14 Bulông –Đai ốc 60
15 …
4.1.1 Giới thiệu qua một số chi tiết chính của Robot Scorbot sử dụng phần
mềm inventor thiết kế:
• Bộ phận đế:
Hình 4.3: Bộ phận đế Robot
• Bộ phận thân máy:
Hình 4.4: Thân Robot
• Bộ phận motor:
Hình 4.5: Motor