Động lực học robot gắp vật

Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

MỤC LỤC

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG
NGHIỆP
1. Khái niệm Robot công nghiệp
Robot công nghiệp có thể được định nghĩa theo một số tiêu chuẩn
sau:
• Theo tiêu chuẩn RIA của Mỹ (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.
• Theo tiêu chuẩn AFNOR của 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
như chi tiết, đạo cụ, gá lắp theo những hành trình thay đổi đã
được chương trình hóa nhằm thực hiện các nhiệm vụ công nghệ
khác nhau.
• Theo tiêu chuẩn TOCT 25686-85 của Nga: Robot công nghiệp là
một 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
1

Nhóm 1

Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

trình, có thể lặp đi lặp lại để hoàn thành các chức năng vận
động và điều khiển trong quá trình sản xuất.
 Do đó, robot công nghiệp có thể được hiểu là những thiết bị tự
động linh hoạt, thực hiện các chức năng lao động công nghiệp
của con người dưới một hệ thống điều khiển theo những chương
trình đã được lập trình sẵn.

 Với đặc điểm có thể lập trình lại được, robot công nghiệp là thiết

bị tự động hóa và ngày càng trở thành bộ phận không thể thiếu
được của các hệ thống sản xuất linh hoạt. Vì vậy, robot công
nghiệp trở thành phương tiện hữu hiệu để tự động hóa, nâng cao
năng suất lao động và giảm nhẹ cho con người những công việc
nặng nhọc, độc hại dưới sự giám sát của con người.

2. Lịch sử phát triển Robot
 Trên thế giới

Thuật ngữ “Robot” xuất phát từ tiếng Séc (Czech) “Robota” có
nghĩa là công việc tạp dịch trong vở kịch Rossum’s Universal Robots
của Karel Capek, vào năm 1921.
Thuật ngữ Industrial Robot (IR) xuất hiện đầu tiên ở Mỹ do công ty
AMF (American Machine and Foundry Company) quảng cáo, mô phỏng
một thiết bị có dáng dấp và có một số chức năng như tay người được
điều khiển tự động, thực hiện một số thao tác sản xuất có tên gọi là
“Versatran”.

Quá trình phát triển của Robot công nghiệp được tóm tắt như sau:
• Năm 1950 ở Mỹ thành lập viện nghiên cứu đầu tiên.

2

Nhóm 1


Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

• Đầu năm 1960 công ty AMF cho ra đời sản phẩm đầu tiên có tên

gọi là Versatran.
• Từ năm 1967, ở Anh, người ta đã bắt đầu nghiên cứu và chế tạo

IR theo bản quyền của Mỹ.
• Từ năm 1970, việc nghiên cứu các tính năng của robot đã được
chú ý nhiều hơn và cũng bắt đầu xuất hiện ở các nước Đức, Ý,
Pháp, Thụy Điển.
• Từ năm 1968, ở Châu Á, Nhật bắt đầu nghiên cứu những ứng
dụng của IR.
• Từ những năm 1980, nhất là vào những năm 1990, do áp dụng
rộng rãi các tiến bộ kỹ thuật về vi xử lý và công nghệ thông tin,
số lượng robot công nghiệp đã gia tăng với nhiều tính năng vượt
bậc. Chính vì vậy mà robot công nghiệp đã có vị trí quan trọng
trong các dây chuyền sản xuất tự động hiện đại như hiện nay.
Đến nay, trên thế giới có khoảng trên 200 công ty sản xuất IR trong
số đó bao gồm:

• 30 công ty của Mỹ, ta có thể lấy một số công ty điển hình như:
Robots.Pro, Vecna Robotics, Robot Dynamics…cùng với những sản
phẩm nổi tiếng như: robot lấy sách tự động, robot HOAP-3, robot
BEAR, robot tự hành Spirit and Opportunity…
• 80 công ty của Nhật, ta có thể lấy một số công ty điển hình như:
Fanuc, Toyota, Honda, Hitachi, Kawasaki, shikawajima-Harima,
Yasukawa…Cùng với những sản phẩm robot được áp dụng phổ
biến như: robot Asimo, robot EMIEW 2, robot Simroid, robot chơi
vĩ cầm, robot phẫu thuật…….
• Ngoài ra, trên thế giới còn có 90 công ty của Tây Âu và một số
công ty của Nga, Tiệp….Do đó, ta có thể thấy rằng robot là một
lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng không thể thiếu của những nước
phát triển.
 Tại Việt Nam
Nghiên cứu phát triển robot đã có những bước tiến đáng kể trong 25
năm vừa qua.
Nhiều đơn vị trên toàn quốc đã thực hiện các nghiên cứu cơ bản và
nghiên cứu ứng dụng về robot như: Trung tâm Tự động hoá-Đại học
Bách Khoa Hà Nội, Viện Điện tử -Tin học, Viện Khoa học và Công nghệ
quân sự, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Viện Cơ học, Viện Công nghệ
thông tin thuộc Viện KHCNVN…
Bên cạnh đó, còn phải kể đến Công ty Cổ phần Robot TOSY doanh
nghiệp thiết kế và chế tạo Robot Việt Nam có nhiều sản phẩm ấn tượng
trên trường quốc tế.
Các nghiên cứu về động học và động lực học robot được các khoa cơ
khí, chế tạo máy ở các trường đại học và các viện nghiên cứu quan
tâm. Ngoài việc tìm các phương pháp giải các bài toán liên quan đến
cơ học của các loại robot nối tiếp, song song, di động, thì các chương
3

Nhóm 1


Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

trình mô phỏng kết cấu và chuyển động 3D được áp dụng và phát triển
để minh họa cũng như phục vụ cho phân tích, thiết kế robot.

3. Ưu điểm và nhược điểm của Robot
 Ưu điểm

Có khả
hại:
thay thế
làm việc
các môi
độc hại:
• Cónăng
khả năng
thaycon
thếngười
con người
làmtrong
việc trong
cáctrường
môi trường
độc hại: việc nặng nhọc, gây nguy hiểm cho con người, như nóng,
độc, phóng xạ, dưới nước sâu, trong lòng đất, ngoài khoảng

không vũ trụ,…
• Tính chính xác cao, có khả năng tự động hoá cao, có tính lặp lại
• Tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm
 Nhược điểm
đối • Giá thành đầu tư cho dây chuyền sử dụng robot công nghiệp
tương đối cao
• Việc ứng dụng robot công nghiệp vào sản xuất thì cần phải có
kiến thức cũng như nhân công kĩ thuật sử dụng và vận hành
chúng, cùng những chi phí tốn kém trong việc bảo dưỡng và sửa
chữa

4. Cấu trúc chung của Robot công nghiệp
• Tay máy: là cơ cấu cơ khí gồm các khâu, khớp, hình thành nên
•
•
•

•

•

cánh tay để tạo các chuyển động cơ bản
Cổ tay: tạo nên sự linh hoạt của robot
Phần công các: trực tiếp thực hiện các thao tác trên đối tượng
Hệ thống cảm biến: gồm các cảm biến và các thiết bị chuyển đổi.
Hệ thống dùng để nhận biết trạng thái của bản thân robot và
trạng thái của môi trường bên ngoài.
Cơ cấu chấp hành: tạo chuyển động cho các khâu của tay máy.
Nguồn động lực cho cơ cấu chấp hành là động cơ điện, động cơ
thủy lực, động cơ khí nén, ...

Hệ thống điều khiển: hiện nay thường là hệ thống điều khiển số,
có máy tính để giám sát và điều khiển hoạt động của robot.

5. Phân loại Robot công nghiệp
 Phân loại theo kết cấu

Phân loại theo kết cấu gồm có robot chuỗi và robot song song.
• Robot chuỗi: là một chuỗi động học hở với một khâu cố định gọi là

đế và các khâu động, trong đó các khâu động được bố trí nối tiếp
với nhau. Mỗi khâu động được liên kết hay nối động với một khâu
khác nhờ các khớp liên kết.

4

Nhóm 1


Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

• Robot song song: là một chuỗi động học kín, ở đó mỗi khâu luôn

luôn được liên kết với ít nhất hai khâu khác.

 Phân loại theo phương pháp điều khiển

Có 2 kiểu điều khiển robot: Điều khiển hở và Điều khiển kín.
• Điều khiển hở: dùng truyền động bước (động cơ điện hoặc động

cơ thủy lực, khí nén) mà quãng đường hoặc góc dịch chuyển tỷ lệ
với xung điều khiển. Kiểu này đơn giản nhưng cho độ chính xác
thấp.
• Điều khiển kín: (điều khiển kiểu servo) sử dụng tín hiệu phản hồi
vị trí để tăng độ chính xác điều khiển. Có hai kiểu điều khiển
servo: Điều khiển điểm-điểm và điều khiển theo đường (contour).
 Kiểu điều khiển điểm-điểm: phần công tác dịch chuyển từ
điểm này đến điểm kia theo đường thẳng với tốc độ không
cao. Kiểu điều khiển này thường được dùng trên các Robot hàn
điểm, vận chuyển, tán đinh và bắn đinh.
 Điều khiển contour: đảm bảo cho phần công tác dịch chuyển
theo quỹ đạo bất kì, với tốc độ có thể điều khiển được. Có thể
gặp kiểu điều khiển này trên các Robot hàn hồ quang và phun
sơn.
 Phân loại theo ứng dụng

5

Nhóm 1


Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

Dựa vào những ứng dụng của robot trong sản xuất ta có những loại
robot sau:
• Robot sơn

• Robot hàn

• Robot lắp ráp

6

Nhóm 1


Robot Công Nghiệp

• Robot dùng trong ngành dịch vụ

• Robot vận chuyển vật liệu

• Robot dùng trong lĩnh vực y tế
7

Nhóm 1

GVHD: TS. Phùng Trí Công


Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

• Robot đóng gói sản phẩm

• Robot vận chuyển sản phẩm, hàng hóa

• Và còn có nhiều loại robot phục vụ trong nhiều lĩnh vực khác

nhau.

8

Nhóm 1


Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

6. Ứng dụng Robot công nghiệp
 Trên thế giới

Hiện nay trên thế giới, do nhu cầu sử dụng robot ngày càng nhiều
trong các quá trình sản xuất phức tạp với mục đích góp phần nâng cao
năng suất dây chuyền công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất
lượng, và nâng cao khả năng cạnh tranh của sản phẩm đồng thời cải
thiện điều kiện lao động, nên robot công nghiệp cần có những khả
năng thích ứng tốt và thông minh hơn với những cấu trúc đơn giản và
linh hoạt.
Có thể kể đến một số ứng dụng điển hình của robot trên thế giới như:
• Robot song song dùng trong phân loại và đóng gói sản phẩm: IRB
660 Flex Palletizer, IRB 340 FlexPicker, IRB 260 FlexPicker. Các
robot này có thể gắp lần lượt các hộp vắc xin bại liệt từ băng tải
và đặt nó vào thùng gồm 20 hộp một cách chính xác.
• Robot dùng trong công nghệ ép phun nhựa: IRB 6650 của hãng
ABB có thể thao tác nhanh, dễ dàng lấy sản phẩm ra khỏi khuôn

ở vị trí tách khuôn, giám sát, làm sạch, điều khiển chất lượng dựa
trên camera.
• Robot vận chuyển và đóng gói sản phẩm: Robot đóng gói và vận
chuyển trong phạm vi rộng các sản phẩm khác nhau: giường
đóng gói phẳng và ngăn kéo.
• Ngoài ra, robot còn có nhiều lĩnh vực được nghiên cứu như robot
dịch vụ, robot dùng trong lĩnh vực quân sự, robot di động đồng
thời kết hợp với nhận dạng và điều khiển trên cơ sở xử lý những
thông tin hình ảnh, đặc biệt là kết hợp với xử lý ngôn ngữ.
 Tại Việt Nam
Ở nước ta, ứng dụng của robot công nghiệp rất đa đạng, tùy vào
những nghành, công việc khác nhau mà ta có thể áp dụng những robot
công nghiệp riêng biệt. Dưới đây là một số nghành trong hệ thống sản
xuất mà áp dụng robot công nghiệp.
• Công nghiệp đúc: robot làm nhiệm vụ rót kim loại nóng chảy vào
khuôn, cắt mép thừa, làm sạch vật đúc hoặc làm tăng bền vật
đúc bằng cách phun cát.
• Ngành gia công áp lực: các quá trình hàn và nhiệt luyện thường
bao gồm nhiều công việc độc hại và ở nhiệt độ cao, điều kiện làm
việc khá nặng nề, dễ gây mệt mỏi nhất là ở trong các phân xưởng
rèn dập.
• Ngành gia công và lắp ráp: robot thường được sử dụng vào những
việc như tháo lắp phôi và sản phẩm cho các máy ra công bánh
răng, máy khoan, máy tiện bán tự động.

9

Nhóm 1

Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

PHẦN 2: ROBOT ABB IRB 2400
1. Giới thiệu về tập đoàn ABB
Với lịch sử hình thành và phát triển trên 125 năm, tập đoàn ABB
(Thụy Sỹ) hiện là một trong những nhà cung cấp hàng đầu thế giới về
các sản phẩm kỹ thuật điện và tự động hóa trong lĩnh vực công nghiệp
và phục vụ công cộng
Tiền thân của tập đoàn đa quốc gia ABB là 2 công ty ASEA (thành
lập năm 1883) và Brown, Boveri & Cie (thành lập năm 1891). Vào năm
1988, 2 công ty này đã sáp nhập để tạo thành tập đoàn ABB với trụ sở
chính đặt ở Zurich (Thụy Sĩ).
ABB (www.abb.com) là một trong những nhà cung cấp hàng đầu thế
giới về các sản phẩm điện và tự động hóa trong lĩnh vực công nghiệp
và dịch vụ công cộng nhằm cải thiện hiệu suất hoạt động của khách
hàng mà vẫn giảm bớt các tác động tới môi trường.Tập đoàn ABB có
mạng lưới công ty đang hoạt động trên khoảng 100 quốc gia với tầm
145.000 nhân viên.

ABB tại Việt Nam đáp ứng nhu cầu của các nhóm khách hàng trong
lĩnh vực công nghiệp và dịch vụ công cộng bằng việc cung cấp một hệ
thống chủng loại sản phẩm, dịch vụ hoàn hảo cùng các giải pháp cho
các sản phẩm điện, hệ thống điện, các sản phẩm tự động hóa và robot.
ABB hoạt động trên 5 lĩnh vực
• Thiết bị điện (thiết bị điện cao thế và trung thế, máy biến thế …)
• Hệ thống điện (hệ thống phân phối và truyền tải điện, quản lý
lưới điện, trạm điện và tự động hóa nhà máy điện).
• Thiết bị tự động hóa (sản phẩm hạ thế, PLC, thiết bị điều khiển,

động cơ và truyền
• động, thiết bị đo lường phân tích).
• Quy trình tự động hóa (giải pháp tích hợp trong các ngành công
nghiệp).

10

Nhóm 1


Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

• Rôbốt công nghiệp (rôbốt, các môđun làm việc, phần mềm và giải

pháp).

2. Robot ABB IRB 2400
IRB 2400 là robot được sử dụng phổ biến nhất trong ngành công
nghiệp thế giới. Với khoảng 14000 con được sử dụng. Khả năng chịu tải
lớn và vùng làm việc rộng là những ưu điểm của robot này. Với thiết kế
nhỏ gọn, dễ lắp đặt, tối giản hóa kết cấu giúp cho thời gian giữa các kỳ
bảo trì lớn, tiết kiệm thời gian và chi phí.

Ứng dụng của IRB 2400
• Hàn hồ quang
• Cắt/mài nhẳn
• Dán/đóng kín
• Mài/đánh bóng

• Hỗ trợ gia công
• Vân chuyển nguyên liệu
Robot có 2 loại: IRB 2400 – 10 và IRB 2400 – 16.
IRB 2400 – 16 có tấm với 1.55m, khả năng tải tối 16kg, điều khiển
chuyển động tốt, khả năng dịch tải rộng, và chuyển động không giới
hạn của trục 6. Điều này có nghĩa là robot hoạt động tốt trong việc vận
11

Nhóm 1


Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

chuyển nguyên liệu, bảo dưỡng máy móc và ứng dụng trong quá trình
gia công.
 Thông số kích thước của ABB IRB 2400

12

Nhóm 1


Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

ABB IRB 2400 – 16
Thông số kỹ thuật

Khả năng tải của tay máy
16kg
Tầm với
1.55m
Số trục
6
Điện áp cung cấp
200 – 600V,
50/60Hz
Môi trường làm việc
Nhiệt độ trong quá trình
5 – 450C
làm việc
Độ ẩm
Tối đa 95%
Độ ồn
Tối đa 70dB
Tính chất vật lý
Tổng chiều cao
1564 mm
Kích thước chân đế
723 x 600 mm
Khối lượng
380kg
Phạm vi hoạt động
Trục 1, xoay tròn
3600
Trục 2, cánh tay
2100
Trục 3, cánh tay

1250
Trục 4, cổ tay
4000
Trục 5, quay
2400
Trục 6, xoay tròn
8000
Tốc độ tối đa
Trục 1, xoay tròn
1500/s
Trục 2, cánh tay
1500/s
Trục 3, cánh tay
1500/s
Trục 4, cổ tay
3600/s
Trục 5, quay
3600/s
Trục 6, xoay tròn
4500/s

13

Nhóm 1


Robot Công Nghiệp

3. Tính toán động học Robot
 Phương trình động học thuận

• Chọn hệ trục tọa độ

•

Lập bảng DH
Frame
No.

Tính các ma trận
Ta có:
•

Dựa vào bảng DH ta tính được:

14

Nhóm 1

GVHD: TS. Phùng Trí Công


Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

Suy ra:

Với:

 Phương trình động học ngược

Sử dụng phương pháp Basic Technique (dịch sang tiếng Việt)
Tính
Góc được tính theo và :
Suy ra:
Tùy vào giá trị của và mà ta có thể chọn nghiệm là hay
• Tính
Ta có:
•

Ta ra được phương trình dạng:
Với:

Dựa vào phương trình trên ta tính được

Tính
Ta có:
•

Suy ra:
 Động học vận tốc

Ta có:
Trong đó:

15

Nhóm 1

Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

Mặt khác:
Nên ta được ma trận Jacobi về vị trí:

Với
Do ta chỉ phân tích cho 3 khớp quay nên ta có ma trận Jacobi về
hướng:
 Vậy ma trận Jacobi hoàn chỉnh là:

PHẦN 3: THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN PHÂN
LOẠI SẢN PHẨM SỬ DỤNG ABB IRB 2400
– 16
1. Tổng quan
Ngày nay, cùng với sự phát triển của công nghiệp thì việc chuyển
đổi sang cơ chế sản xuất tự động và bán tự động trong các nhà máy, xí
nghiệp cũng là một điều tất yếu, việc điều khiển và vận hành cũng đã
trở nên đơn giản hơn rất nhiều. Việc sử dụng robot tự động phân loại
sản phẩm mang lại hiệu quả cao trong sản xuất, giảm đi nhiều chi phí
và công sức.

Đặt vấn đề: có 2 loại sản phẩm được sản xuất trên cùng một dây
chuyền, với 2 màu đỏ và xanh lam. Tốc độ băng chuyền là 1.2 m/s, khố
lượng sản phẩn là 0.5 kg. Trước đây, để tách các sản phẩm theo từng
loại (dựa vào màu sắc) ta phải cần bố trí công nhân ở cuối băng

16

Nhóm 1


Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

chuyền, việc phân loại và đóng gói các sản phẩm vào thùng đều do các
công nhân thực hiện. Bây giờ chúng ta sẽ xây dựng một hệ thống tự
động phân loại sản phẩm sử dụng robot IRB 2400.
Với đề tài này, chúng ta sẽ tiến hành phân loại 2 sản phẩm với 2
màu đỏ và xanh lam được đưa từ dây chuyền sản xuất ra bộ phân đóng
gói thông qua một băng tải, sản phẩm sau khi phân loại sẽ được đặt

trên 2 chiếc bàn nằm cạnh nhau, đây cũng là vị trí đóng gói sản phẩm.
băng chuyền chính được đặt vuông góc với bàn

2. Giải thuật điều khiển
Việc phân loại sản phẩm dựa vào màu sắc của sản phẩm. Ta phân
biệt các màu sắc bằng một cảm biến chuyên dụng, ở đây ta sử dụng
cảm biến màu sắc E3MC, tín hiệu màu sắc được đưa về bộ phận xử lý
cảm biến, sau đó tín hiệu được đưa về bộ điều khiển của Robot, dựa
vào đây các cánh tay robot được điều khiển để gắp vật đưa về dúng vị

trí điều khiển.

17

Nhóm 1

Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

3. Cảm biến màu sắc E3MC
Để phân loại được sản phẩm ta dùng cảm biến phát hiện màu sắc
E3MC của hãng Omron.
 Nguyên lý cảm biến
• Ánh sáng trắng là hỗn hợp rất nhiều ánh sáng có bước sóng màu
sắc khác nhau. Khi ta chiếu ánh sáng trắng vào một vật thể bất
kì. Tại bề mặt vật thể sẽ xảy ra hiện tượng hấp thụ và phản xạ
ánh sáng . Ví dụ : Một vật thể có màu sắc đỏ khi được chiếu ánh
sáng trắng thì những ánh sáng không nằm trong dải bước sóng
màu đỏ sẽ bị vật thể hấp thụ.
• Còn ánh sáng có bước sóng nằm trong dải màu đỏ sẽ bị phản xạ
ngược trở lại .Và khiến mắt ta nhận biết vật thể đó là màu đỏ.
Màu sắc bất kì được tổng hợp từ 3 mầu cơ bản Blue, Green, Red

 Cấu tạo cảm biến E3MC

•

18

Nhóm 1

Khối đầu tiên là mảng ma trận 8x8 gồm các photodiode. Bao
gồm 16 photodiode có thể lọc màu sắc xanh dương (Blue),16
photodiode có thể lọc màu đỏ (Red),16 photodiode có thể lọc

màu xanh lá(Green) và 16 photodiode trắng không lọc
(Clear).Tất cả photodiode cùng màu được kết nối song song
với nhau ,và được đặt xen kẽ nhau nhằm mục đích chống
nhiễu. Bản chất của 4 loại photodiode trên như là các bộ lọc
ánh sáng có mầu sắc khác nhau .Có nghĩa nó chỉ tiếp nhận


Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

các ánh sáng có cùng màu với loại photodiode tương ứng và
không tiếp nhận các ánh sáng có màu sắc khác. Việc lựa chọn
4 loại photodiode này thông qua 2 chân đầu vào S2,S3

•

Khối thứ 2 là bộ chuyển đổi dòng điện từ đầu ra khối thứ nhất
thành tần số. Tần số đầu ra có độ rộng xung 50% và tỉ lệ với
ánh sáng có cường độ và mầu sắc khác nhau. Tần số đầu ra
nằm trong khoảng 2Hz-500Khz. Ta có thể lựa chọn tỉ lệ tần số
đầu ra ở các mức khác nhau như bảng trên cho phù hợp với
phần cứng đo tần số .
Ví dụ : Tần số khi S0=H,S1=H -Fout=500Khz thì:
S0=H,S1=L -Fout=100Khz
S0=L,S1=H -Fout=10Khz
S0=L,S1=L -Fout=0

 Nguyên lý hoạt động

Ánh sáng trắng là hỗn hợp rất nhiều ánh sáng có bước sóng màu sắc
khác nhau .
Khi ta chiếu ánh sáng trắng vào một vật thể bất kì .Tại bề mặt vật thể
sẽ xảy ra hiện tượng hấp thụ và phản xạ ánh sáng
Ví dụ : Một vật thể có màu sắc đỏ khi được chiếu ánh sáng trắng thì
những ánh sáng không nằm trong dải bước sóng màu đỏ sẽ bị vật thể
hấp thụ .Còn ánh sáng có bước sóng nằm trong dải màu đỏ sẽ bị phản
xạ ngược trở lại .Và khiến mắt ta nhận biết vật thể đó là màu đỏ.
Dựa trên nguyên lý sự phản xạ , hấp thụ ánh sáng trắng của vật thể
và sự phối chộn màu sắc bởi 3 màu cơ bản Blue, Green, Red thì 3ECM
có cấu tạo là 4 bộ lọc photodiode Blue, Green, Red và clear để nhận
biết màu sắc vật thể.
Hình bên dưới là bảng test quá trình chuyển đổi từ ánh sáng mà 4
loại photodiode nhận được thành tần số:

19

Nhóm 1


Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

Với điều kiện test là ánh sáng có bước sóng λp = 470 nm(Dải màu
Blue),λp = 524 nm(dải màu Green),λp = 640 nm(dải màu Red) thì 4 bộ
lọc photodiode sẽ cho ra tần số khác nhau.Tần số ra lớn nhất khi ánh
sáng chiếu vào cảm biến cùng loại photodiode được chọn vì khi đó
photodiode sẽ hấp thụ nhiều nhất.
Hình ảnh thực của cảm biến:

 Hình ảnh cho hệ thống phân loại sản phẩm

20

Nhóm 1


Robot Công Nghiệp

GVHD: TS. Phùng Trí Công

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Reza N Jazar – Theory of Applied Robotics, Kinematics, Dynamics,
and Control Second Edition
[2] Phùng Trí Công – Slide bài giảng Robot công nghiệp
[3] Nguyễn Thiện Phúc – Robot công nghiệp
[4] />[5] Datasheet IRB 2400

21

Nhóm 1


Robot Công Nghiệp

22

Nhóm 1

GVHD: TS. Phùng Trí Công