ĐỀ THI HỌC PHẦN MÁY TỰ ĐỘNG VÀ RÔBỐT CÔNG NGHIỆP - ĐỀ SỐ 7 pot

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG
KHOA CÔNG NGHỆ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
ĐỀ THI HỌC PHẦN: MÁY TỰ ĐỘNG VÀ RÔBỐT CÔNG NGHIỆP
Thời gian làm bài: 90 (Phút)
(Dùng cho hệ chính qui)
Đề thi số: 07
Câu 1: Các bước thiết lập phương trình động học của rôbốt. Trình bày cách xác
định các hệ tọa độ?
Câu 2: Trên các máy công cụ: khoan, hàn điểm, doa tọa độ… ứng dụng dạng
điều khiển nào, trình bày dạng điều khiển đó?
Câu 3: Cho một vật thể được đặt trong hệ tọa độ chuẩn O(x,y,z) như hình vẽ.
Hãy thực hiện phép biến đổi sau:
H = T
p
[10,0,0].T[0,10,0].R[z,90
0
]
X
0
Y
0
Z
0
O
0
B
A
D
C

H
G
E
F
(10,10,0,1)
(10,10,5,1)
(0,10,0,1)
(0,10,10,1)
(0,-10,10,1)
(0,-10,0,1)
(10,-10,5,1)
(10,-10,0,1)
Chú ý: SV không được sử dụng tài liệu.
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG
KHOA CÔNG NGHỆ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
ĐÁP ÁN HỌC PHẦN: MÁY TỰ ĐỘNG VÀ RÔBỐT CÔNG NGHIỆP
Đề thi số: 07
Câu 1: Các bước thiết lập phương trình động học của rôbốt? Trình bày cách xác
định các hệ tọa độ?
Trả lời
a) Để thiết lập phương trình động học của robot có thể tiến hành theo các bước sau:
1. Xác định các hệ toạ độ
2. Lập bảng thông số DH.
3. Xác định các ma trận A
i
theo các thông số DH.
4. Tính các ma trận T

i
.
5. Lập phương trình động học cơ bản.
b) Cách xác định các hệ toạ độ
Việc gắn hệ toạ độ với các khâu có vai trò rất quan trọng khi thiết lập hệ
phương trình động học của robot. Nguyên tắc chung đã trình bày trong phần 8.3.
Trong thực tế các trục nối khớp động của robot thường song song hoặc vuông góc với
nhau, tức là rơi vào những trường hợp đặc biệt, nên có thể gây nhầm lẫn. Hơn nữa việc
xác định các hệ toạ độ cần phải phù hợp với các phép biến đổi của ma trận A
1
để có
thể sử dụng được bộ thông số DH. Vì thế, trình tự xác định các hệ toạ độ cần được lưu
ý các điểm sau:
- Trục z
i
phải chọn cùng phương với trục khớp động i + 1.
- Các hệ tọa độ phải tuân theo qui tắc bàn tay phải (đã nêu ở 8.3)
- Khi gắn hệ toạ độ lên các khâu, phải tuân theo các phép biến đổi của ma trận
A
i
(xem công thức (8-19)). Đó là 4 phép biến đổi:
R(z,θ
i
); T
p
(0,0,d
i
); T
p
(a

i
,0,0); R(x,α
i
)
Như vậy có thể xem hệ toạ độ thứ i + 1 là do phép biến đổi từ hệ toạ độ thứ i.
Các phép quay (R) và tịnh tiến (T
p
) trong các phép biến đổi này phải có mặt trong các
phép biến đổi của ma trận A
i
(công thức (8-19). Các thông số DH cũng được xác định
dựa vào các phép biến đổi này.
Việc gắn hệ toạ độ lên các khâu ở vị trí, khi mà các biến khớp có giá trị ban
đầu, thường bằng 0.
Câu 2 : Trên các máy công cụ: khoan, hàn điểm, doa tọa độ… ứng dụng dạng
điều khiển nào, trình bày dạng điều khiển đó?
Trả lời
* Trên các máy công cụ: khoan, hàn điểm, doa tọa độ… ứng dụng dạng điều khiển
theo điểm.
* Điều khiển theo điểm.
Dụng cụ sẽ được chạy dao nhanh tới các điểm đã được lập trình, trong hành
trình này dao không cắt vào chi tiết. Chỉ khi đạt tới các điểm đích quá trình gia công
mới được thực hiện theo lượng chạy dao đã lập trình.
Tùy theo dạng điều khiển, các trục có thể chuyển động kế tiếp nhau hoặc tất cả
các trục có chuyển động đồng thời song không có mối quan hệ hàm số giữa các trục.
Khi các trục có chuyển động đồng thời hướng của các chuyển động được tạo thành
góc 45
0
.
P

1
P
2
X
Y
O
P
1
P
2
X
Y
O
Các trục chạy lần lượt Các trục chạy đồng thời
Hình 1. Các đường chạy dao trong điều khiển điểm
Câu 3:
H = T
p
[10,0,0].T[0,10,0].R[z,90
0
]
T
Px
=
1000
0100
0010
10001
; T
Py

=
1000
0100
10010
0001
; R[z,90
o
] =
1000
0100
0001
0010 −
⇒ H = T
p
[10,0,0].T[0,10,0].R[z,90
0
].
11111111
5001001050
1010101010101010
101000001010
−−−−
⇒ H =
1000
0100
10001
10010 −
.
11111111
5001001050

1010101010101010
101000001010
−−−−
⇒ H =
11111111
5001001050
2020101010102020
202020200000
X
3
Y
3
Z
3
O
3
D
F
A
B
C
E
H
G