Chương 1: Tổng quan về Robot và điều khiển Robot

Chia sẻ: Van Teo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

460
lượt xem 133
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu "Chương 1: Tổng quan về Robot và điều khiển Robot" trình bày các kiến thức về lịch sử phát triển của Robot và Robot công nghiệp, Robot và công nghệ cao. Mời tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 1: Tổng quan về Robot và điều khiển Robot

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ROBOT VÀ ĐIỀU KHIỂN ROBOT 1.1. Robot và robot công nghiệp 1.1.1. Vài nét lịch sử phát triển của robot và robot công nghiệp Nhìn ngược dòng thời gian chúng ta có thể nhận thấy rằng từ “Robot” đã xuất hiện từ khá lâu. Năm 1921 nhà viết kịch Karelcapek người Séc đã viết một vở kịch với tựa đề R.U.R (Rossums Universal Robot) mô tả về một cuộc nổi loạn của những cỗ máy phục dịch. Từ “Robot” ở đây có nghĩa là những máy móc biết làm việc như con người. Có lẽ đó cũng là một gợi ý cho những nhà sáng chế kỹ thuật thực hiện các mơ ước về những cỗ máy bắt chước được các thao tác lao động cơ bắp của con người. Thời gian sau đó các cơ cấu điều khiển từ xa (Teleoperator) ra đời và ngày một phát triển hoàn thiện. Teleoperator là những cơ cấu phỏng sinh học, nó bao gồm các khâu, các khớp cùng với các dây chằng gắn liền với hệ điều hành là cánh tay của người điều khiển thông qua các cơ cấu khuếch đại cơ khí. Teleoperator có thể cầm nắm, nâng hạ, dịch chuyển, xoay lật các đối tượng trong một không gian hoạt động nhất định. Tuy rằng các thao tác khá tinh vi,
khéo léo nhưng tốc độ hoạt động chậm, lực tác dụng hạn chế và hệ điều khiển chỉ thuần tuý là cơ khí. Từ thập kỷ 50, sự phát triển đầy hứa hẹn của kỹ thuật điều khiển theo chương trình số cứng và ngành vật liệu mới đã làm chỗ dựa vững chắc cho sự ra đời của các cơ cấu điều khiển vô cấp (servo mechanism) và các hệ điện toán (computation). Ngay lập tức ý tưởng kết hợp hệ điều khiển NC (Numerical control) với các cơ cấu điều khiển từ xa (Teleoperator) được hình thành và triển khai nghiên cứu. Sự phối hợp tuyệt vời giữa khả năng linh hoạt khéo léo của Teleoperator với độ thông minh nhạy bén của hệ điều khiển NC đã đưa ra kết quả là một hệ máy móc tự động cao cấp với tên gọi “Robot”. Năm 1961 người máy công nghiệp (IR- industrial Robot) đầu tiên được đưa ra thị trường. Tiếp theo đó các nước khác cũng bắt đầu sản xuất robot công nghiệp theo bản quyền của Mỹ, Anh (1967), Thụy Điển, Nhật (1968), Đức (1971) . . . Ngày nay, trên thế giới có khoảng 200 công ty sản xuất IR, trong đó ở Nhật có 70, ở các nước Tây âu có 90, ở Mỹ có 30. Nhờ áp dụng rộng rãi các tiến bộ khoa học kỹ thuật về vi xử lý, tin học cũng như vật liệu mới nên số lượng robot công nghiệp đã tăng lên nhanh chóng, giá thành giảm đi rõ rệt, tính năng có nhiều cải tiến. Robot công nghiệp phát huy thế mạnh ở những lĩnh vực như hàn
hồ quang, đúc, lắp ráp, sơn phủ, và trong các hệ thống tự động điều khiển liên hợp. 1.1.2. Robot và công nghệ cao Robot và công nghệ cao là những khái niệm của sản xuất tự động hoá hiện đại. Các nước công nghiệp phát triển đã đưa ra chiến lược dùng tự động hoá hiện đại (IR+High Tech) kéo các xí nghiệp công nghiệp đầu tư ở nước ngoài (trước đây vì lý do lương thợ rẻ mạt) trở về chính quốc (dùng lao động là robot công nghiệp). Chính phủ các nước này đã áp dụng những biện pháp hỗ trợ hữu hiệu như: coi robot công nghiệp là ngành công nghiệp quan trọng, xây dựng nhiều chương trình nhà nước về áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất robot. Khuyến khích bằng cách ưu tiên thuế và đặt ra những quy chế có lợi cho cả người sản xuất và người sử dụng robot công nghiệp. Nhờ vậy chỉ sau một thời gian ngắn sử dụng robot công nghiệp trở nên rộng lớn đa dạng với cơ sở nguồn động lực phát triển là “lực đẩy” của công nghệ và “lực kéo” của thị trường. Một đặc điểm quan trọng của robot công nghiệp là chúng cho phép dễ dàng kết hợp những việc phụ và chính của một quá trình sản xuất thành một dây chuyền tự động. So với các phương tiện tự động hoá khác, các dây chuyền tự động dùng robot có nhiều ưu điểm hơn như dễ dàng thay đổi chương trình làm việc, có khả
năng tạo ra dây chuyền tự động từ các máy vạn năng, và có thể tự động hoá toàn phần. Khi sử dụng robot vào các dây chuyền tự động, khâu chuẩn bị kỹ thuật được rút ngắn đi. Trong khi đó với thời gian từ lúc quyết định phương án đến lúc thiết kế xong một dây chuyền các máy tự động, một mặt hàng hoặc quy trình công nghệ đó đã có thể trở thành lạc hậu rồi. Theo số liệu của các chuyên gia Mỹ nghiên cứu về vấn đề này khi khảo sát trên 70 đề án thiết kế thì với quá nửa số đó là phương án dùng các máy tự động chuyên dụng phải tốn hơn một năm. Vì thế, phương án dùng robot Unimate với các máy tự động vạn năng được đưa vào sử dụng và phát huy hiệu quả to lớn. Kỹ thuật robot có ưu điểm quan trọng nhất là tạo nên khả năng linh hoạt hoá sản xuất. Việc sử dụng máy tính điện tử, robot và máy điều khiển theo chương trình đã cho phép tìm được những phương thức mới mẻ để tạo nên các dây chuyền tự động cho sản xuất hàng loạt với nhiều mẫu, loại sản phẩm. Dây chuyền tự động “cứng” gồm nhiều thiết bị tự động chuyên dùng đòi hỏi vốn đầu tư lớn, tốn nhiều thời gian để thiết kế và chế tạo, trong lúc quy trình công nghệ luôn luôn cải tiến, nhu cầu đối với chất lượng và quy cách của sản phẩm luôn luôn thay đổi. Bởi vậy, nhu cầu “mềm” hoá hay linh hoạt hóa dây chuyền sản xuất ngày càng tăng. Kỹ
thuật robot công nghiệp và máy tính đã đóng vai trò quan trọng trong công việc tạo ra các dây chuyền tự động linh hoạt. Xuất phát từ nhu cầu và khả năng linh hoạt hoá sản xuất, trong những năm gần đây không những chỉ các nhà khoa học mà các nhà sản xuất đã tập trung sự chú ý vào việc hình thành và áp dụng các hệ sản xuất tự động linh hoạt, gọi tắt là hệ sản xuất linh hoạt. Hệ sản xuất linh hoạt FMS (Flexible Manufacturing System) ngày nay thường bao gồm các thiết bị gia công được điều khiển bằng chương trình số, các phương tiện vận chuyển và kho chứa trong phân xưởng đã được tự động hoá và nhóm robot công nghiệp ở các vị trí trực tiếp với các thiết bị gia công hoặc thực hiện các nguyên công phụ. Việc điều khiển và kiểm tra hoạt động của toàn bộ hệ sản xuất linh hoạt được thực hiện bằng máy tính. Ưu điểm nổi bật của hệ sản xuất linh hoạt là rất thích hợp với quy mô nhỏ và vừa, thích hợp với yêu cầu luôn luôn thay đổi chất lượng sản phẩm và quy trình công nghệ. Bởi vậy, ngày nay hệ sản xuất linh hoạt thu hút sự chú ý không những ở các nước phát triển mà ngay cả ở những nước đang phát triển. Trong một số tài liệu nước ngoài FMS như là hệ sản xuất của tương lai (Future Manufactring System).